测量的基本概念.pptx

1简单控制系统构成回顾：简单控制系统构成回顾：简单控制系统的方块图简单控制系统的方块图 在过程自动化中要通过检测元件获取生产工在过程自动化中要通过检测元件获取生产工艺变量，最常见的变量是温度、压力、流量、艺变量，最常见的变量是温度、压力、流量、物位（四大参数）。如何获取，过程如何？物位（四大参数）。如何获取，过程如何？20 0 0 0引言引言引言引言-检测过程检测过程检测过程检测过程 （步骤）（步骤）（步骤）（步骤）参数检测（测量）就是用专门的技术工具，参数检测（测量）就是用专门的技术工具，参数检测（测量）就是用专门的技术工具，参数检测（测量）就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。被测变量检测环节参数测量的基本过程被测对象传送放大环节显示环节 测量是以确定被测量的量值为目的测量是以确定被测量的量值为目的 的的 一组操作；一组操作；量值一般是由一个数量值一般是由一个数乘乘计量单位所表示的特定量的大小；计量单位所表示的特定量的大小；真值是指被测量的真实值。真值是指被测量的真实值。30 0 0 0引言引言引言引言-检测过程检测过程检测过程检测过程 （步骤）（步骤）（步骤）（步骤）参数（检测测量）就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。参数（检测测量）就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。参数（检测测量）就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。参数（检测测量）就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。被测变量检测环节参数测量的基本过程被测对象传送放大环节显示环节检检检检测测测测环环环环节节节节（元元元元件件件件）又又又又称称称称为为为为敏敏敏敏感感感感元元元元件件件件，它它它它直直直直接接接接响响响响应应应应被被被被测测测测变变变变量量量量，经经经经能能能能量量量量转转转转换换换换，并并并并转转转转化化化化成成成成一一一一个个个个与与与与被被被被测测测测变变变变量量量量成成成成对对对对应应应应关关关关系系系系的的的的便便便便于于于于传传传传送送送送的的的的输输输输出出出出信信信信号号号号，如如如如mVmV、V V、mAmA、HzHz、位移、力等等。、位移、力等等。、位移、力等等。、位移、力等等。传感器传感器传感器传感器-非电量转换成电量的器械非电量转换成电量的器械非电量转换成电量的器械非电量转换成电量的器械 4 由由由由于于于于检检检检测测测测元元元元件件件件的的的的输输输输出出出出信信信信号号号号种种种种类类类类很很很很多多多多，而而而而且且且且信信信信号号号号往往往往往往往往很很很很微微微微弱弱弱弱，一一一一般般般般需需需需要要要要经经经经过过过过变变变变送送送送环环环环节节节节的的的的进进进进一一一一步步步步处处处处理理理理，输输输输出出出出转转转转换换换换成成成成如如如如0 010mA10mA、4 420mA20mA等等等等标标标标准准准准统统统统一一一一的的的的模模模模拟拟拟拟量量量量信信信信号号号号或或或或者者者者满满满满足足足足特特特特定定定定标标标标准准准准的的的的数数数数字字字字量量量量信信信信号号号号。信信信信号号号号送送往往显显示示仪仪表表，指指示示或或记记录录工工艺艺变变量量，或或同同时时送送往往控控制制器器对对被被控控变变量量进进行行控控制。制。有有有有些些些些时时时时候候候候，检检检检测测测测环环环环节节节节可可可可以以以以不不不不经经经经过过过过变变变变送送送送环环环环节节节节，直直直直接通过显示装置把被测量显示出来。接通过显示装置把被测量显示出来。接通过显示装置把被测量显示出来。接通过显示装置把被测量显示出来。0 0 0 0引言引言引言引言-检测过程检测过程检测过程检测过程 （步骤）（步骤）（步骤）（步骤）5检测检测实施正确控制的第一步实施正确控制的第一步变送变送将检测元件输出的各种信号、微将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化成弱信号转化成统一统一(标准标准)的电气信号的电气信号。显示或记录显示或记录静态：静态：正确正确 y(t)正确反映正确反映 c(t)的值的值 可靠可靠长期工作长期工作动态：动态：迅速迅速y(t)迅速反映迅速反映c(t)的变化的变化过程控制对检测仪表要求过程控制对检测仪表要求：6测量的基本概念测量的基本概念 一、测量过程的实质与测量误差一、测量过程的实质与测量误差 （以温度，电阻测量为例说明）以温度，电阻测量为例说明）1、测量过程实质上是被测参数信号能量形、测量过程实质上是被测参数信号能量形式的一次或多次不断变化或传送，并将被式的一次或多次不断变化或传送，并将被测参数与相应的测量单位进行比较的过程，测参数与相应的测量单位进行比较的过程，而测量仪表就是实现变换、比较的工具。而测量仪表就是实现变换、比较的工具。7测量的基本概念测量的基本概念 2、测量误差测量误差:是被测量的真值与测量值的差值。是被测量的真值与测量值的差值。有测量就有误差。有测量就有误差。（1）误差产生的原因；）误差产生的原因；（2）误差的特点及分类；）误差的特点及分类；（3）误差的表示方法：绝对误差和相对误差）误差的表示方法：绝对误差和相对误差 （4）误差的计算方法：真值的求取（算术平均值）误差的计算方法：真值的求取（算术平均值或标准表的读数）或标准表的读数）8测量的基本概念测量的基本概念（1）误差产生的原因：）误差产生的原因：a 测量仪表的基本特性误差是由测量仪表的测量仪表的基本特性误差是由测量仪表的设计和生产原因造成的，它反映了设计方设计和生产原因造成的，它反映了设计方面的方法误差和结构工作原理有关的误差。面的方法误差和结构工作原理有关的误差。在生产方面有零部件加工误差、装配误差在生产方面有零部件加工误差、装配误差和测量方法误差等。也就是说，基本特性和测量方法误差等。也就是说，基本特性误差是由于传感器本身质量不高的因素造误差是由于传感器本身质量不高的因素造成的，只有排除或减小各项误差因素，才成的，只有排除或减小各项误差因素，才能提高其精确程度。能提高其精确程度。9测量的基本概念测量的基本概念（1）误差产生的原因：）误差产生的原因：b 一般把来源于测量仪表的外部，可能改变一般把来源于测量仪表的外部，可能改变检测仪表的基本工作特性的误差叫做影响检测仪表的基本工作特性的误差叫做影响误差或附加误差。误差或附加误差。10测量的基本概念测量的基本概念（1）误差产生的原因：）误差产生的原因：由上面看出：由上面看出：测量误差主要由测量误差主要由基本特性误差和影响误差两种形基本特性误差和影响误差两种形式反映出来，从误差的特性来看，式反映出来，从误差的特性来看，前者综合了检测仪表结构组合性前者综合了检测仪表结构组合性能，后者则体现检测仪表的适应能，后者则体现检测仪表的适应性能。性能。11测量的基本概念测量的基本概念（2）误差的特点及分类：）误差的特点及分类：在测量过程中，存在诸多因素在测量过程中，存在诸多因素都会导致测量误差。误差的成因都会导致测量误差。误差的成因不同，以致误差的性质和表现出不同，以致误差的性质和表现出的特征也不同，据此可将测量误的特征也不同，据此可将测量误差分为系统误差和随机误差。差分为系统误差和随机误差。12 测量的重复性和复现性测量的重复性和复现性补充概念补充概念测量的四要素：测量程序；测量的四要素：测量程序；环境条件；环境条件；设备仪器；设备仪器；操作人员操作人员重复性重复性：在相同的测量条件下，对同一被测量：在相同的测量条件下，对同一被测量进行连续多次的测量所得结果之间的一致性。进行连续多次的测量所得结果之间的一致性。复现性：复现性：改变测量条件，同一被测量的测量结改变测量条件，同一被测量的测量结果之间的一致性果之间的一致性13测量的基本概念测量的基本概念 系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限次测量所得结果的平均值与被测量的真值之无限次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。系统误差的共同特点是确定的变化规律，成差。系统误差的共同特点是确定的变化规律，成因不同，变化规律也不同。按其变化规律系统误因不同，变化规律也不同。按其变化规律系统误差可分为定值系统误差、线性变化的系统误差、差可分为定值系统误差、线性变化的系统误差、周期变化的系统误差和复杂规律变化的系统误差。周期变化的系统误差和复杂规律变化的系统误差。对于成因已知的系统误差，可以通过工艺途径、对于成因已知的系统误差，可以通过工艺途径、防护隔离等措施使之得到改善和消除；对于变化防护隔离等措施使之得到改善和消除；对于变化规律已知的，还可以通过修正补偿使之改善和消规律已知的，还可以通过修正补偿使之改善和消除。但是系统误差及其产生原因和变化规律不能除。但是系统误差及其产生原因和变化规律不能完全获知，很难做到完全消除。完全获知，很难做到完全消除。14测量的基本概念测量的基本概念 随机误差：随机误差：随机误差是指测量结果与在重随机误差是指测量结果与在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。随机误差的最量所得结果的平均值之差。随机误差的最主要特征是随机性。与其它随机变量一样，主要特征是随机性。与其它随机变量一样，测量结果的随机误差分析是以概率论为基测量结果的随机误差分析是以概率论为基础的，在大量重复试验和测量时，就其个础的，在大量重复试验和测量时，就其个别来说具有偶然性，但就其总体来说，则别来说具有偶然性，但就其总体来说，则具有必然性即符合统计规律。如有具有必然性即符合统计规律。如有正态分正态分布布、均匀分布、二项分布、均匀分布、二项分布 等等15测量的基本概念测量的基本概念 随机误差的随机误差的正态分布正态分布：16测量的基本概念测量的基本概念 随机误差的随机误差的正态分布正态分布：17测量的基本概念测量的基本概念（3）误差的表示方法：）误差的表示方法：绝对误差（测量结果与真值之差）绝对误差（测量结果与真值之差）相对误差（相对于真值或量程）相对误差（相对于真值或量程）一一一一台台台台测测测测量量量量范范范范围围围围0 01000kPa1000kPa的的的的压压压压力力力力测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表，其其其其最最最最大大大大绝绝绝绝对对对对误误误误差差差差10kPa(10kPa(在在在在整整整整个个个个量量量量程程程程范范范范围围围围内内内内)，另另另另一一一一台台台台测测测测量量量量范范范范围围围围0 0400kPa400kPa的的的的压压压压力力力力测测测测量量量量仪仪仪仪表表表表，其其其其最最最最大大大大绝绝绝绝对对对对误误误误差差差差5kPa5kPa，请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？请问哪一台压力检测仪表的精度更高？18测量的基本概念测量的基本概念 （4）误差的计算方法：）误差的计算方法：关键在于真值的求取（算术平均值或关键在于真值的求取（算术平均值或标准表的读数）标准表的读数）19测量的基本概念测量的基本概念 随机误差的随机误差的正态分布正态分布：20测量的基本概念测量的基本概念二、仪表的性能指标二、仪表的性能指标 1、精度；、精度；2、变差；、变差；3、灵敏度与、灵敏度与灵敏限（模拟仪表）；灵敏限（模拟仪表）；4、分辨力、分辨力（数字仪表）；（数字仪表）；5、线性度；、线性度；6重重复性；复性；7、反应时间（动态误差）。、反应时间（动态误差）。21测量的基本概念测量的基本概念1、精度：绝对误差能够在一定程度、精度：绝对误差能够在一定程度上反应仪表的精度；相对误差能上反应仪表的精度；相对误差能够更有效地反应仪表的精度。这够更有效地反应仪表的精度。这是由于是由于。因此，工业上常将绝对误差折合成仪因此，工业上常将绝对误差折合成仪表测量范围的百分数，称为相对百分表测量范围的百分数，称为相对百分误差。实践中，就是根据该相对百分误差。实践中，就是根据该相对百分误差确定仪表的精度等级误差确定仪表的精度等级。22 精度等级（精度）精度等级（精度）表示仪表测量结果的可靠程度。表示仪表测量结果的可靠程度。仪表的仪表的精度等级精度等级是根据仪表的相对误差来定义的。是根据仪表的相对误差来定义的。具体做法：具体做法：相对误差相对误差去掉去掉“”号及号及“%”后，后，系列化圆整后系列化圆整后的数值。的数值。仪表精度等级数值越小，仪表精度等级数值越小，说明仪表测量准确度越高。说明仪表测量准确度越高。23 仪仪表表的的精精度度等等级级以以一一定定的的符符号号形形式式表表示示在在仪仪表表标标尺尺板板上上，如如1.01.0外外加加一一个个圆圆圈圈或或三三角角形形。精精度度等等级级1.01.0，说说明明该该仪仪表表允允许许误误差差为为1.0%1.0%。目前我国生产的仪表的精度等级有：目前我国生产的仪表的精度等级有：0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.01.5,2.5,4.0等。等。显显然然仪仪表表精精度度等等级级数数值值越越小小，说说明明仪仪表表测测量准确度越高。量准确度越高。1.01.0允许误差？允许误差？24n n仪表的精度等级是衡量仪表质量优仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一劣的重要指标之一。n n精度等级数值越小，表示仪表的精精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。确度越高。n n精度等级数值小于等于精度等级数值小于等于0.05的仪表的仪表通常用来作为标准表，而工业用表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数值一般大于等于的精度等级数值一般大于等于0.5。25 例例1 1 某台测温仪表的量程是某台测温仪表的量程是600600-11001100，其最大绝对误差为，其最大绝对误差为4，试确定该仪表的，试确定该仪表的精度等级。精度等级。由于国家规定的精度等级中没有由于国家规定的精度等级中没有0.80.8级级仪表，而该仪表的最大引用误差超过了仪表，而该仪表的最大引用误差超过了0.50.5级仪表的允许误差，所以这台仪表的级仪表的允许误差，所以这台仪表的精度等级应定为精度等级应定为1.01.0级。级。解解 仪表的最大相对误差为仪表的最大相对误差为26 例例2 2 某台测温仪表的量程是某台测温仪表的量程是600600-11001100，工艺要求工艺要求该仪表指示值的误差不该仪表指示值的误差不得超过得超过4，应选，应选精度等级为多少的仪表精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求。才能满足工艺要求。解解 根据工艺要求，仪表的最大允许误差为根据工艺要求，仪表的最大允许误差为27 0.8%介介于于允允许许误误差差0.5%与与1.0%之之间间，如如果果选选择择允允许许误误差差为为1.0%,则则其其精精 度度 等等 级级 应应 为为 1.0级级。量量 程程 为为 6001100，精精确确度度为为1.0级级的的仪仪表表，可可能能产产生生的的最最大大绝绝对对误误差差为为5，超超过过了了工工艺艺的的要要求求。所所以以只只能能选选择择一一台台允允许许误误差差为为0.5%，即即精精确确度度等等级级为为0.5级级的的仪仪表表，才能满足工艺要求。才能满足工艺要求。28仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级习题习题习题习题1 1：某压力变送器测量范围为：某压力变送器测量范围为：某压力变送器测量范围为：某压力变送器测量范围为0 0400kPa400kPa，在，在，在，在校验该变送器时测得的最大绝对误差为校验该变送器时测得的最大绝对误差为校验该变送器时测得的最大绝对误差为校验该变送器时测得的最大绝对误差为5kPa5kPa，请，请，请，请确定确定确定确定该仪表的精度等级。该仪表的精度等级。该仪表的精度等级。该仪表的精度等级。解：先求最大相对百分误差解：先求最大相对百分误差解：先求最大相对百分误差解：先求最大相对百分误差去掉去掉去掉去掉 和和和和%为为为为1.251.25，因此该变送器精度等级为，因此该变送器精度等级为，因此该变送器精度等级为，因此该变送器精度等级为1.51.5级级级级 29仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级习题习题习题习题2 2：根据工艺要求选择一测量范围为根据工艺要求选择一测量范围为根据工艺要求选择一测量范围为根据工艺要求选择一测量范围为040m040m3 3/h/h的流量计，要求测量误差不超过的流量计，要求测量误差不超过的流量计，要求测量误差不超过的流量计，要求测量误差不超过 0.5 m0.5 m3 3/h/h，请，请，请，请选择选择选择选择该仪表的精度等级。该仪表的精度等级。该仪表的精度等级。该仪表的精度等级。解：同样，先求最大相对百分误差解：同样，先求最大相对百分误差解：同样，先求最大相对百分误差解：同样，先求最大相对百分误差因此该流量计必须选择因此该流量计必须选择因此该流量计必须选择因此该流量计必须选择1.01.0级的流量计级的流量计级的流量计级的流量计 30仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级仪表的精确度等级例例例例3 3：某被测温度信号在：某被测温度信号在：某被测温度信号在：某被测温度信号在70708080范围内变化，范围内变化，范围内变化，范围内变化，工艺要求测量误差不超过工艺要求测量误差不超过工艺要求测量误差不超过工艺要求测量误差不超过11，现有两台，现有两台，现有两台，现有两台温度测量仪表，精度等级均为温度测量仪表，精度等级均为温度测量仪表，精度等级均为温度测量仪表，精度等级均为0.50.5级，其中级，其中级，其中级，其中一台仪表的测量范围是一台仪表的测量范围是一台仪表的测量范围是一台仪表的测量范围是0 0100100，另一台，另一台，另一台，另一台仪表的测量范围是仪表的测量范围是仪表的测量范围是仪表的测量范围是0 0200200，试问这两台，试问这两台，试问这两台，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。仪表能否满足上述测量要求。仪表能否满足上述测量要求。仪表能否满足上述测量要求。31解：解：解：解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：为：为：为：|maxmax|8 8 8 80 01 10.80.8 测量范围为测量范围为测量范围为测量范围为0 0100100的仪表的最大允许绝对的仪表的最大允许绝对的仪表的最大允许绝对的仪表的最大允许绝对误差为：误差为：误差为：误差为：|maxmax|1 11001000.50.50.50.5 测量范围为测量范围为测量范围为测量范围为0 0200200的仪表的最大允许绝对的仪表的最大允许绝对的仪表的最大允许绝对的仪表的最大允许绝对误差为：误差为：误差为：误差为：|maxmax|2 22002000.50.51.01.0 根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为为为为0.50.50.50.5级，但只有测量范围是级，但只有测量范围是级，但只有测量范围是级，但只有测量范围是0 0 0 0100100100100的温度测量的温度测量的温度测量的温度测量仪表才满足本题的测量要求。仪表才满足本题的测量要求。仪表才满足本题的测量要求。仪表才满足本题的测量要求。32 仪表精度与量程有关，量程是仪表精度与量程有关，量程是根据所要测量的工艺变量来确定的。根据所要测量的工艺变量来确定的。在仪表精度等级一定的前提下适当在仪表精度等级一定的前提下适当缩小量程，可以减小测量误差，提缩小量程，可以减小测量误差，提高测量准确性。高测量准确性。33测量的基本概念测量的基本概念2、变差：、变差：对于某一输入量，测量仪表对于某一输入量，测量仪表在正行程时的输出量明显地、有规律在正行程时的输出量明显地、有规律地不同于其在反行程时在同一输入量地不同于其在反行程时在同一输入量下的输出量，被测量值正行程和反行下的输出量，被测量值正行程和反行程所得到的两条特性曲线之间的最大程所得到的两条特性曲线之间的最大偏差。造成变差的原因有多种，如磁偏差。造成变差的原因有多种，如磁性材料的磁滞、弹性材料的内摩擦、性材料的磁滞、弹性材料的内摩擦、运动部件的干摩擦及间隙等。运动部件的干摩擦及间隙等。34测量的基本概念测量的基本概念 35测量的基本概念测量的基本概念 变差可用测量仪表正行程和反行程特性之间变差可用测量仪表正行程和反行程特性之间之间的最大差值，以满量程输出的百分比之间的最大差值，以满量程输出的百分比来表示：来表示：36测量的基本概念测量的基本概念3、灵敏度与灵敏限（模拟仪表中常、灵敏度与灵敏限（模拟仪表中常用）：用）：灵敏度是指测量仪表在静态工作灵敏度是指测量仪表在静态工作条件下，输出量的变化与引起该变化量的条件下，输出量的变化与引起该变化量的输入变化量之比，其表达式为：输入变化量之比，其表达式为：37测量的基本概念测量的基本概念3、灵敏度与灵敏限：、灵敏度与灵敏限：由于种种原因，会引起灵敏度变化，由于种种原因，会引起灵敏度变化，从而产生灵敏度误差：从而产生灵敏度误差：灵敏限是指能引起指示值发生变化被灵敏限是指能引起指示值发生变化被测参数的最小变化量测参数的最小变化量384、分辨力（数字仪表中常用）：、分辨力（数字仪表中常用）：分辨力是指测量仪表能检测到的最小分辨力是指测量仪表能检测到的最小的输入增量。测量仪表的输入输出关系的输入增量。测量仪表的输入输出关系不可能做到绝对连续。有些测量仪表，不可能做到绝对连续。有些测量仪表，（有时）输入量开始变化，但输出量并（有时）输入量开始变化，但输出量并不随之发生变化，而是输入量变化到一不随之发生变化，而是输入量变化到一定程度时输出才突然产生一小的阶跃变定程度时输出才突然产生一小的阶跃变化，表征了测量仪表的分辨力。化，表征了测量仪表的分辨力。394、分辨力（数字仪表中常用）：、分辨力（数字仪表中常用）：分辨力它可以用输入量表示，也可以分辨力它可以用输入量表示，也可以用输出量表示，是一个可反映测量仪用输出量表示，是一个可反映测量仪表是否能精密测量的性能指标。造成表是否能精密测量的性能指标。造成测量仪表具有有限分辩力的因素很多，测量仪表具有有限分辩力的因素很多，如机械运动部件的干摩擦和卡死等，如机械运动部件的干摩擦和卡死等，还有数字系统的运算维数有限，线绕还有数字系统的运算维数有限，线绕电位器的有限匝数等。电位器的有限匝数等。测量仪表输入零点附近的分辨力称为阈值。测量仪表输入零点附近的分辨力称为阈值。40分辨率分辨率（仪表灵敏限）：仪表输出能分辨（仪表灵敏限）：仪表输出能分辨和响应的最小输入变化量。和响应的最小输入变化量。分辨率是灵敏度的一种反映。对于数字式分辨率是灵敏度的一种反映。对于数字式仪表而言，分辨率就是数字显示器最末位仪表而言，分辨率就是数字显示器最末位数字间隔代表被测量的变化与量程的比值。数字间隔代表被测量的变化与量程的比值。41测量的基本概念测量的基本概念5、线性度、线性度:传感器的输入与输出关系或多传感器的输入与输出关系或多或少地存在非线性问题。为了标定和数据或少地存在非线性问题。为了标定和数据处理的方便，通常希望将非线性特性线性处理的方便，通常希望将非线性特性线性化，在非线性不太严重时，总是采用直线化，在非线性不太严重时，总是采用直线拟合的办法线性化。这样理想特性是线性拟合的办法线性化。这样理想特性是线性的，但实际特性却存在非线性。的，但实际特性却存在非线性。42测量的基本概念测量的基本概念 43测量的基本概念测量的基本概念 在采用直线拟合线性化时，传感器实际输在采用直线拟合线性化时，传感器实际输入输出平均特性曲线与其拟合直线（参考入输出平均特性曲线与其拟合直线（参考直线直线,或称理论直线）之间的最大偏差，称或称理论直线）之间的最大偏差，称为非线性误差，一般用相对误差来表示：为非线性误差，一般用相对误差来表示：44测量的基本概念测量的基本概念6、重复性：、重复性：重复性是指测量仪表在输重复性是指测量仪表在输入按同一方向作全行程连续多次变动入按同一方向作全行程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度，是一时所得特性曲线不一致的程度，是一个反映测量仪表能否精密测量的性能个反映测量仪表能否精密测量的性能指标。重复性误差取正、反行程的两指标。重复性误差取正、反行程的两个最大偏差中之较大者，再以满量程个最大偏差中之较大者，再以满量程输出的百分数表示：输出的百分数表示：45测量的基本概念测量的基本概念 467 7 7 7、反应时间（动态误差、反应时间（动态误差、反应时间（动态误差、反应时间（动态误差）相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态（静态）误差。相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态（静态）误差。相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态（静态）误差。相对百分误差、非线性误差、变差都是稳态（静态）误差。动动动动态态态态误误误误差差差差是是是是指指指指检检检检测测测测系系系系统统统统受受受受外外外外扰扰扰扰动动动动作作作作用用用用后后后后，被被被被测测测测变变变变量量量量处处处处于于于于变变变变动状态下仪表示值与参数实际值之间的差异。动状态下仪表示值与参数实际值之间的差异。动状态下仪表示值与参数实际值之间的差异。动状态下仪表示值与参数实际值之间的差异。引引引引起起起起该该该该误误误误差差差差的的的的原原原原因因因因是是是是由由由由于于于于检检检检测测测测元元元元件件件件和和和和检检检检测测测测系系系系统统统统中中中中各各各各种种种种运运运运动惯性以及能量形式转换需要时间所造成的。动惯性以及能量形式转换需要时间所造成的。动惯性以及能量形式转换需要时间所造成的。动惯性以及能量形式转换需要时间所造成的。当被测量突然变化后必须经过一段时间才能准确显示当被测量突然变化后必须经过一段时间才能准确显示出来，这样造成的误差。出来，这样造成的误差。注：注：在工业生产中被测量变化较快时不能忽略动态误差。在工业生产中被测量变化较快时不能忽略动态误差。477 7 7 7、反应时间（动态误差、反应时间（动态误差、反应时间（动态误差、反应时间（动态误差）衡衡衡衡量量量量各各各各种种种种运运运运动动动动惯惯惯惯性性性性的的的的大大大大小小小小，以以以以及及及及能能能能量量量量传传传传递递递递的的的的快快快快慢慢慢慢常常常常采采采采用用用用时时时时间间间间常常常常数数数数T T T T和和和和传传传传递递递递滞滞滞滞后后后后时时时时间间间间（纯纯纯纯滞滞滞滞后后后后时时时时间间间间）两两两两个个个个参参参参数数数数表表表表示示示示（这这这这两两两两个个个个参参参参数数数数的的的的含含含含义义义义与与与与控控控控制制制制理理理理论论论论中中中中对对对对象象象象数数数数学学学学模模模模型型型型的的的的时时时时间间间间常常常常数数数数T T T T和和和和纯纯纯纯滞滞滞滞后后后后时时时时间间间间的的的的数数数数学学学学含含含含义义义义是是是是一一一一致致致致的的的的）。它它它它们们们们的的的的存存存存在在在在会会会会降降降降低低低低检检检检测测测测过过过过程程程程的的的的动动动动态态态态性性性性能能能能，其其其其中中中中纯纯纯纯滞滞滞滞后后后后时时时时间间间间的的的的不不不不利利利利影影影影响响响响会远远超过时间常数会远远超过时间常数会远远超过时间常数会远远超过时间常数T T T T的影响。的影响。的影响。的影响。48测量的基本概念测量的基本概念 精度与变差、灵敏度、线性度、重复精度与变差、灵敏度、线性度、重复性的关系性的关系：变差、非线性误差、重复性变差、非线性误差、重复性误差和灵敏度误差共同决定了精度。误差和灵敏度误差共同决定了精度。49测量的基本概念测量的基本概念 性能指标计算举例：性能指标计算举例：010MPa的压力表的压力表被校表读数标准表正行程读数标准表反行程读数00021.982.0243.964.0365.946.0687.978.03109.9910.01