【正文】 標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行標(biāo)定的。如電阻式、電容式和電感式等。通常配有電壓測量電路和放大器。 (2)按工作原理分 可分為：壓電式、壓阻式、熱阻式等。 ? 輔助電路通常包括電源電路等。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 傳感器的基本概念及組成 ? 測量電路：把轉(zhuǎn)換元件 (或敏感元件 )輸出的電信號轉(zhuǎn)換成便于測量、顯示、記錄、控制和處理的電信號后輸出。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 傳感器的基本概念及組成 ? 轉(zhuǎn)換元件：將敏感元件感受到的非電量直接轉(zhuǎn)換成電量。 傳感器的組成形式隨其用途、檢測原理、方式等的不同而有差異。 ? 本節(jié)介紹： ?傳感器的基本概念及組成 ?傳感器分類 ?傳感器特性及標(biāo)定 ?新型傳感器介紹 ?傳感器的選用 ?傳感器的發(fā)展方向 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 傳感器的基本概念及組成 1)傳惑器基本概念 ①定義：傳感器是將被測物理量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的輸出量的器件或裝置。 儀表反應(yīng)時間的長短 ， 實(shí)際上反映了儀表動態(tài)特性的好壞 。它們是衡量儀表穩(wěn)定值的重要指標(biāo)。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 靜態(tài)性能指標(biāo) 遲滯誤差 ? (3)遲滯誤差 （ 變差 ） ? 遲滯誤差 （ 變差） 是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測參數(shù)逐漸由小到大和逐漸由大到?。y量時，被測量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。 ? 分辨力： 是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測參數(shù)變化量。 (1)靈敏度 靈敏度 K：輸出增量 ?y與輸入增量 ?x之比，即： K=?y/?x 式中： K靈敏度； ? y輸出變量 y的增量； ?x輸入變量 x的增量。 小結(jié) — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 靜態(tài)性能指標(biāo) 儀表的特性：儀表的輸出與輸入之間的對應(yīng)關(guān)系。 精度等級數(shù)值越小 ， 就表征該儀表的精確度等級越高 ，也說明該儀表的精確度越高 。 ７ ℃ ， 試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求 ？ 解 根據(jù)工藝上的要求 ， 儀表的允許誤差為 如果將儀表的允許誤差去掉 “ 177。 解 該儀表的相對百分誤差為 如果將該儀表的 δ去掉 “ ＋ ” 號與 “ ％ ” 號 ， 其數(shù)值為 。 將儀表的允許相對百分誤差去掉 “ 177。 即： 0ixx? ? ? x0—— 標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù) ② 測量誤差的表示形式： 絕對誤差 0ixx? ? ?實(shí)際相對誤差 1 100%tx? ???標(biāo)稱相對誤差 20100%x? ???相對百分誤差 3m a x m in100%xx? ????ix tx 量程與精度 tx— 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 量程與精度 %1 0 0m a x ???? 測量范圍下限值測量范圍上限值?（ 2） 精確度 (簡稱精度 ) 說明： 儀表的測量誤差可以用絕對誤差 Δ來表示 。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 量程與精度 ? 在整個測量范圍內(nèi)，儀表所提供被測量信息的可靠程度并不相同，在下限值附近的測量誤差較大。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 量程與精度 (1)儀表的量程 ?測量范圍：儀表在保證規(guī)定精確度的前提下所能測量的被測量的區(qū)域稱為儀表的測量范圍。 對剩余的 11個數(shù)值再進(jìn)行粗大誤差判別。 對剩余的 11個數(shù)值再進(jìn)行粗大誤差判別。 測量數(shù)據(jù) xi： ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。即： 式中， [g(n, a)]σ 格拉布斯準(zhǔn)則鑒別值； g(n, a)格拉布斯準(zhǔn)則判別系數(shù)，與測量次數(shù) n及粗大誤差誤判概率 a有關(guān)。 ?3σ 準(zhǔn)則是建立在無限次測量的基礎(chǔ)上的，當(dāng)進(jìn)行有限次測量時，該方法并不可靠。即： 式中： n測量次數(shù)； xi第 i個測量值； xi的算術(shù)平均值； vixi的剩余誤差。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 粗大誤差的檢驗(yàn)與剔除 ? 壞值判斷方法：統(tǒng)計(jì)判別法。 ?處理方法：所有的壞值均應(yīng)從測量結(jié)果中剔除。這些因素通常是測量者所不知道的，或者因其變化過分微小而無法加以嚴(yán)格控制的。 一般在未加特別說明的情況下，測量誤差指靜態(tài)誤差。 ? 測量誤差：測量值與其真值之差。通常稱為二次儀表。 (2)中間件 (變送器或變換器 ) ?變送器是檢測儀表中的中間環(huán)節(jié)，它的作用是將傳感器的輸出信號進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)放大、遠(yuǎn)距離傳送、線性化處理或轉(zhuǎn)變成規(guī)定的統(tǒng)一信號，供給顯示器等。單值函數(shù)關(guān)系；最好是線性關(guān)系。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 測量的基本概念 ? 測量儀器與設(shè)備 ?組成 : 傳感器、變送器、顯示器幾個環(huán)節(jié)，如圖 31所示。 ?動態(tài)測量：被測參數(shù)隨時間變化而變。為了獲得更可靠和精確度更高的測量結(jié)果 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 測量的基本概念 (3)接觸測量與非接觸測量 ?接觸測量：儀表的某一部分 (一般為傳感器部分 )必須接觸被測對象 (被測介質(zhì) )。 ? 等精度測量法 ? 在測量過程中，使影響測量誤差的各因素保持不變，對同一被測量值進(jìn)行次數(shù)相同的重復(fù)測量，這種測量方法稱為等精度測量法。 ?特點(diǎn)：可以直接得出測量結(jié)果，測量過程簡單、迅速；缺點(diǎn)是測量精度不容易達(dá)到很高。 ?測量原理是指儀器、儀表工作所依據(jù)的物理、化學(xué)等具體效應(yīng)。— 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用 第三章 過程檢測技術(shù)（ 1） — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 內(nèi)容提要 ? 測量與誤差的基本知識 ? 測量過程與測量誤差 ? 儀表的性能指標(biāo) ? 工業(yè)儀表的分類 ? 傳感器概述 ? 傳感器基本概念及組成 ? 傳感器分類 ? 傳感器特性及標(biāo)定 ? 新型傳感器介紹 ? 傳感器的選用 ? 現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展 ? 壓力測量 ? 壓力單位及測壓儀表 ? 彈性式壓力計(jì) ? 電氣式壓力計(jì) ? 智能型壓力變送器 ? 壓力計(jì)的選用及安裝 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 內(nèi)容提要 ?溫度檢測及儀表 ?溫度檢測方法 ?熱電偶溫度計(jì) ?熱電阻溫度計(jì) ?電動溫度變送器 ?一體化溫度變送器 ?智能式溫度變送器 ?測溫元件的安裝 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 內(nèi)容提要 ? 流量檢測及儀表 ? 概述 ? 差壓式流量計(jì) ? 轉(zhuǎn)子流量計(jì) ? 橢圓齒輪流量計(jì) ? 渦輪流量計(jì) ? 電磁流量計(jì) ? 漩渦流量計(jì) ? 質(zhì)量流量計(jì) ? 物位檢測及儀表 ? 概述 ? 差壓式液位變速器 ? 電容式物位傳感器 ? 核輻射物位計(jì) ? 稱重式液罐計(jì)量儀 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 測量與誤差的基本知識 ? 測量的基本概念 ? 測量定義 ?測量是人類對自然界的客觀事物取得數(shù)量概念的一種認(rèn)識過程。 ? 測量方法 ?測量方法是指實(shí)現(xiàn)被測量與單位進(jìn)行比較并取得比值所采用的方法。 ?例如，用米尺測物體長度、用水銀溫度計(jì)測溫度等。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 測量的基本概念 （ 2）等精度測量與不等精度測量 ? 根據(jù)測量條件的不同，測量方法可以分為等精度測量法和不等精度測量法。 ? 通常在科學(xué)研究及重要的精密測量或檢定工作中采用。 (4)靜態(tài)測量與動態(tài)測量 ?按照被測量在測量過程中的狀態(tài)不同，測量可分為靜態(tài)測量與動態(tài)測量 ?靜態(tài)測量：在測量過程中，被測參數(shù)恒定不變?？山瞥伸o態(tài)測量對待。 ?①準(zhǔn)確性 傳感器的輸出信號必須及時準(zhǔn)確地反映被測量的變化。 ?④其他：經(jīng)濟(jì)性、耐腐蝕、低能耗等。它可以是瞬時量的顯示、累積量的顯示、越限報(bào)警等，也可以是相應(yīng)的記錄顯示。 ? 測量誤差及分類 ? 測量過程是將被測變量與其的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的過程。 ? 動態(tài)誤差：當(dāng)被測變量隨時間而變化時，在測量過程中所產(chǎn)生的附加誤差稱之。 ?產(chǎn)生原因：大多是由測量過程中大量彼此獨(dú)立的微小因素，即隨機(jī)因素，對被測值的綜合影響產(chǎn)生的。 ?產(chǎn)生原因： ?測量者的粗心 (如讀錯、記錯、算錯數(shù)據(jù)等 )，操作不正確； ?實(shí)驗(yàn)條件不正確 ?壞值：含有粗大誤差的測量值稱為異常值或壞值。只有利用相關(guān)理論，經(jīng)過正確的分析判斷，才能確認(rèn)那些屬于壞值。在準(zhǔn)則中， σ表示標(biāo)準(zhǔn)差，用貝塞爾 (Bessel)公式求得。再按準(zhǔn)則判斷，直至余下的值無壞值存在。 式中， Vb為測量值 xb(1bn)的剩余誤差， kc：判別系數(shù) (表 31) 表 31 肖維奈準(zhǔn)則的判別系數(shù)表 nxxx , ?21?cbb kxxV ???— 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 粗大誤差的檢驗(yàn)與剔除 (3)格拉布斯 (Grubbs)準(zhǔn)則 準(zhǔn)則規(guī)定：凡剩余誤差大于格拉布斯鑒別值的誤差，都屬于粗大誤差，相應(yīng)的測量值是壞值，應(yīng)予剔除。 ? ?? ??angxxV bb ,???— 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 粗大誤差的檢驗(yàn)與剔除 ? 應(yīng)用：格拉布斯判別方法可用于有限測量次數(shù)時的粗大誤差判定，是目前應(yīng)用較廣泛的粗大誤 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 粗大誤差的檢驗(yàn)與剔除 例 31 應(yīng)用以上介紹的三種粗大誤差判別方法，分別對下列測量數(shù)據(jù)進(jìn)行判別，若有壞點(diǎn)，則舍去。 ??? 121xiix xx ii ??V1 .0??? ??niiVn1211?— 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 粗大誤差的檢驗(yàn)與剔除 方法二：按肖維奈準(zhǔn)則 由表 31查得，當(dāng) n＝ 12時， K＝ ， Kσ ＝ 因： Vmax=V9=＞ Kσ 所以， x9屬于粗大誤差，即該組數(shù)中的 ，剔除。 38 .5 8x 121?? ??i ix??— 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 粗大誤差的檢驗(yàn)與剔除 方法三：按格拉布斯法 選 a為 ，由表 32可得，當(dāng) n＝ 12時， g(n, a)＝ ， [g(n, a)]σ = Vmax＝ V9＝ ＞ [g(n, a)]σ ， x9屆于粗大誤差，即該組數(shù)中的 ，剔除。 ?經(jīng)濟(jì)方面：使用壽命、功耗、價格等 ? 對性能好的儀表，總是希望： ?使用壽命長、功耗低、價格便宜。 ? 例如，某溫度計(jì)的測量范圍為 200一 800℃ ，那么該表的測量上限即為 800℃ ，下限為 200℃ ，而量程為 1000℃ 。 ?在介紹精度之前，需先了解誤差的表示方法 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 測量誤差的表示方法 ① 測量誤差 :儀表測得的 測量值 與 被測真值 之差 itxx? ? ? 因 在理論上是無法真正獲取 ， 因此 ， 測量誤差就是指檢測儀表（ 精度較低 ） 和標(biāo)準(zhǔn)表 （ 精度較高 ） 在同一時刻對同一被測變量進(jìn)行測量所得到的 2個讀數(shù)之差 。 兩大影響因素 絕對誤差和儀表的測量范圍 相對百分誤差 δ 允許誤差 %1 0 0???? 測量范圍下限值測量范圍上限值 差值儀表允許的最大絕對誤允?— 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 量程與精度 儀表的 δ 允 越大 ， 表示它的精確度越低；反之 ， 儀表的 δ 允 越小 ， 表示儀表的精確度越高 。 小結(jié) — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 ?? 量程與精度 %%1 0 02 0 07 0 0 4 ???????舉例 某臺測溫儀表的測溫范圍為 200~700℃ ， 校驗(yàn)該表時得到的最大絕對誤差為＋ 4℃ ， 試確定該儀表的精度等級 。 根據(jù)工藝要求 ，溫度指示值的誤差不允許超過 177。 — 過程裝備及控制系 — 賀鴻 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院