第二章(测量基础).ppt

1、第 二 章 过程参数检测仪表,第 1 节 测量基本知识,2.1.1测量的概念与 测量系统,一、测量的概念,2.1 测量基本知识 2.1.1测量的概念与测量系统,二、测量系统的组成,2.1 测量基本知识 2.1.1测量的概念与测量系统,2.1.2 测量误差,一、测量误差的概念,绝对误差：,相对误差：,2.1 测量基本知识 2.1.2测量误差,二、测量误差的分类,系统误差 （系统客观因素引起）,随机误差 （测量偶然因素引起）,粗大误差 （测量人为因素引起）,2.1 测量基本知识 2.1.2测量误差,三、测量精度,(a) 精密度高 (b) 正确度高 (c) 准确度高 (d) 准确度低,2.1 测量基

2、本知识 2.1.2测量误差,四、测量误差的计算,算术平均值：,真 值：,2.1 测量基本知识 2.1.2测量误差,随机误差的分布：,2.1 测量基本知识 2.1.2测量误差,标准误差：,标准误差以表示，可由下式定义：,2.1 测量基本知识 2.1.2测量误差,由于实际的测量次数都是有限的，真值通常也是未知的，当重复测量的次数n足够多时，可用算术平均值代替。这时，标准误差的实用计算式为：,2.1 测量基本知识 2.1.2测量误差,标准误差的含义是：对同一量值重复多次的实测系列中，任一测量值xi与其真值X0之差的绝对值不超过X0的可能性是68.3% ：,2.1 测量基本知识 2.1.2测量误差,利

3、用误差理论可证明，|xiX0|3的可能性是99.73%（虚斜线部分）。3就定义为极限误差，其含意是：在上述的实际测量中，任何一个测量值xi的最大误差超过3几乎是不可能的（可能性只有0.27%） ：,2.1 测量基本知识 2.1.2测量的概念与测量系统,2.1.3 测量仪表的基本 技术性能,一、仪表的测量范围,仪表的测量范围就是仪表的测量上、下限之间的范围。仪表测量上限与下限的代数差，称为仪表的量程。,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,二、仪表的测量精度,仪表的精度表示了仪表的准确程度，它能估计测量结果与真值的差距，即估计测量值的误差大小。仪表的精度与测量精度既有联系、又不

4、相同。仪表的精度高，则在正常使用条件下，其测量精度也高。,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,相对误差较好地反映了某一次测量的准确程度。但对于具有一定测量范围的仪表，用相对误差来表示在整个测量范围内仪表的准确程度是不方便的。,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,三、仪表的基本误差,因为在仪表的测量范围内，可以有不同的测量值，根据相对误差的概念可知，绝对误差相同时，测量值愈大，其相对误差就愈小。仪表的准确程度一般用仪表的基本误差来表示。,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,仪表的基本误差j是在仪表测量范围中，最大绝对误差的绝对值|max

5、|与该仪表的测量范围Lm的比值，用百分数表示，即,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,仪表出厂时，根据设计与制造标准的不同，要求仪表的基本误差都不得超过某一规定值，此规定值即为仪表的允许误差。允许误差去掉百分号的数值称为仪表的精度等级。目前我国仪表采用的精度级序列为：0.005、0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0。,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,序列数愈大，仪表的精度等级愈低、精度愈低。仪表的精度等级，常以在反映仪表精度等级的数字外加一圆圈或三角号的形式标于仪表表头上。 必须注意以

6、下几点：,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,（1）用户不能按自己检定的基本误差随意给仪表升级使用，但在某种情况下可降级使用。 （2）仪表的精度等级是该仪表基本误差的允许值（即允许误差）的标志，并不代表该仪表在实际测量中出现的误差。,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,（3）同一精度等级和同一测量范围的仪表，在测量中仪表可能产生的最大绝对误差与被测量的大小无关。例如，使用精度为1.0级、测量范围是50150的温度仪表测温度时，无论所测的温度是80还是100，其可能产生的最大绝对误差均为,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,（4）精度等

7、级相同，但测量范围不同的仪表，测量范围大者，在测量中可能产生的最大绝对误差值也大。因此，选用仪表时，在满足被测量数值范围的前提下，应尽可能选择测量范围小的仪表，尽量使测量值在满刻度的三分之二左右。,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,在稳定情况下，仪表输出的变化量（如指针的直线位移或角位移等）与引起该变化的输入量（被测量）的变化量的比值称为仪表的灵敏度，以S表示，即,四、仪表的灵敏度,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,仪表的灵敏限是指能引起仪表输出量变化（如指针发生动作）的被测量的最小变化量，故又称为仪表的分辨率。仪表的灵敏限一般不大于仪表测量中最大误差绝对值的一半。,五、仪表的灵敏限,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,六、仪表的变差,由于仪表传动机构的间隙、运动部件摩擦力的差异及弹性元件的弹性滞后等因素的影响，在外界条件不变的情况下，使用同一仪表，对被测量进行正、反行程测量时，相应于同一被测量值的仪表正、反行程的示值往往是不相等的，如图所示：,2.1 测量基本知识 2.1.3测量仪表的基本技术性能,2.1