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選擇儀器儀表的基本技術指標

更新時間:2021年02月27日 所屬類別:知識百科 閱讀量:

自動化儀器儀表和其他儀表一樣,在保證可靠工作的前提下,有如下一些衡量其性能優劣的基本指標,以下講述選擇儀器儀表的基本技術指標,一共有三個:精確度、靈敏度、變差。

1.精確度

任何儀表都有一定的誤差。因此,使用儀表時必須先知道該儀表的精確程度,以便估計測量結果與真實值的差距,即估計測量值的誤差大小。

模擬式儀表的精確度一般不宜用絕對誤差(測量值與真實值的差)和相對誤差(絕對誤差與該點的真實值之比)來表示,因為前者不能體現對不同量程儀表的合理要求,后者很容易引起任何儀表都不能相信的誤解。例如,對一只滿量程為100mA的電流表,在測量零電流時,由于機械摩擦使表針的顯示偏離零位而得到0.2mA的讀數,若按上述相對誤差的算法,那么該點的相對誤差即為無窮大,似乎這個儀表是完全不能使用的;但在工程人員看來,出現這樣的測量誤差是很容易理解的,根本不值得大驚小怪,它可能還是一只比較精密的儀表呢!

選擇儀器儀表的基本技術指標

圖:選擇儀器儀表的基本技術指標

模擬式儀表的合理精確度,應該以測量范圍中zui大的絕對誤差和該儀表的測量范圍之比來衡量,這種比值稱為相對(于滿量程的)百分誤差。例如,某溫度計的刻度由-50℃到+150°℃,即其測量范圍為200℃,若在這個測量范圍內,zui大測量誤差不超過3℃,則其相對百分誤差a為

a=3/(150+50)=1.5%

儀表工業規定,去掉上式中相對百分誤差的“%”,稱為儀表的精確度。它劃分成若干等級,如0.1級,0.2級,0.5級,1.0級,1.5級,2.5級等。上述溫度計的精確度即為1.5級。

儀表的誤差還根據使用條件分為基本誤差和附加誤差兩種?;菊`差是指儀表在正常工作條件下的zui大相對百分誤差。若儀表不在規定的正常條件下工作,例如,因周圍溫度、電源電壓等偏高或偏低而引起的額外誤差,稱為附加誤差。儀表的精確度等級是根據其基本誤差確定的,紹興中儀生產的儀器儀表精度大都提升至0.2%,如溫度變送器、壓力變送器、電量變送器等,更有CA102S系列信號校驗儀精度為0.05%級。

2靈敏度和靈敏限

靈敏度表示測量儀表對被測參數變化的敏感程度,常以儀表輸出(如指示裝置的直線位移或角位移)與引起此輸出的被測參數變化量之比表示,即

靈敏度=△a/△x

式中,△a為儀表指示裝置的直線位移或角位移;△x為被測參數的變化值。

儀表的靈敏度可用增加放大系統的放大倍數來提高。但是,單純提高儀表的靈敏度并不一定能提高儀表的精確度,例如,把一個電流表的指針接得很長,雖然可把直線位移的靈敏度提高,但其讀數的精確度并不一定提高。相反,可能由于平衡狀況變壞而精確度反而下降。為了防止這種虛假靈敏度,常規定儀表讀數標尺的分格值不能小于儀表允許誤差的絕對值。

儀表的靈敏限,是指儀表能感受并發生動作的輸入量的zui小值。

3.變差

在外界條件不變的情況下,使用同一儀表對被測參量進行反復測量(正行程和反行程)時,所產生的zui大差值與測量范圍之比稱為變差。造成變差的原因很多,例如,傳動機構間存在的間隙和摩擦力,彈性元件的彈性滯后等。在設計和制造儀表時,必須盡量減小變差的數值。一個儀表的變差越小,其輸出的重復性和穩定性越好。

儀器儀表除靜態誤差外,在輸入量隨時間變化時,由于儀表內部的慣性和滯后,還存在動態誤差。對自動化儀表來說,因為它工作在調節系統的閉環之中,其動態特性不僅影響自身的輸出,還直接影響整個調節系統的調節質量。例如,在一個調節系統中,若檢測儀表的慣性比調節對象的慣性還大,那么不僅系統的調節速度被減慢,而且在過渡過程中檢測儀表不能及時反映真實的情況,被調量可能存在很大的沖擊和波動,但檢測儀表的指示卻很平穩,這種虛假的現象會給生產造成嚴重的損失。因此,在選用自動化儀表時,必須對其動態特性予以充分的重視,根據需要,盡量減小儀表的慣性和滯后,使之快速和準確地響應輸入量的變化,以上闡述的選擇儀器儀表的基本技術指標希望對您在選擇購買自動化儀器儀表時有用。

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