化工仪表及自动化第一章误差

化工仪表及自动化 应用化学 09（职教） 序 论 一、化工自动化的意义及目的 化工生产自动化的主要目的： 加快生产速度、降低生产成本、提高产 品产量和质量。 减轻劳动强度、改善劳动条件。 能够保证生产安全、提高设备利用率、 保障人身安全。 二、化工自动化的发展 三、化工仪表及自动化系统的分类 最大检测系统 最大信号和联锁保护系统 最大操纵及最大开停车系统 最大控制系统 第一篇 化工检测仪表 第一章 检测仪表基础知识 一、测量过程与测量误差 测量误差可分为三类： 系统误差 :产生误差的原因主要有仪表本身的缺陷， 观测者的习惯或偏向，外界因素环境条件的变化等。 如：使用人员读数不当造成的误差； 仪表安装位置不当造成的误差。 疏忽误差： 由于测量者在测量过程中疏忽大意所致的。 如：看错刻度线造成的误差； 因精神不集中而写错数据造成的误差； 选错单位或算错数字造成的误差。 偶然误差： 指在同样的测量条件下，反复多次，每次 结果都不重 二、测量误差的基本表示方法有两种： 1、绝对误差： X1 X2 或 X1 X0 2、相对误差： 0 0 0 X XX X 二、检测仪表的品质指标 1、检测仪表的准确度 精度 相对百分误差： 引用误差 (相对百分误差 ) 引用误差 仪表量程 %100%1000 xxx 标尺下限值标尺上限值 允许误差： 仪表的 允 越大，表示它的准确度越底；反之， 仪表的 允 越小，表示仪表的准确度越高。 国家规定仪表的精度（准确度）等级，是将仪 表的允许相对百分误差去掉“ ”号及“”号，来 确定仪表精度等级。 精度等级： 0.005， 0.02， 0.05， 0.1， 0.2， 0.4， 0.5， 1.0， 1.5， 2.5， 4.0 值标尺上限值标尺下限 差仪表允许的最大绝对误允 1 0 0M1 0 0 m a x 例 1 1某台测温仪表的测温范围为 100 600 ，仪表的最大绝对误差为 6 ， 试确定该仪表的精度等级。 解： 该仪表的精度应为 1.5级。 精度的表示方法： 用不同的符号形式标志在仪表的 面板上 允 2.11 0 01 0 06 0 0 6 小结： 在确定一个仪表的精度等级时，要求仪 表的允许误差应该大于或等于仪表校验时所得 到的最大引用误差；而根据工艺要求来选择仪 表的精度等级时，仪表的允许误差应该小于或 等于工艺上所允许的最大引用误差。 2、检测仪表的恒定度（回差） ： 在外界条件不变的情况下，当被测参数从小到大（正行程）和从大到小（反 行程）时，同一输入的两个相应输出值常常不相等。两者绝对值之差的最大 值和仪表量程之比的百分数称为回差，也称变差。 反行程 正行程 max 被测参数 仪表示值 3、 灵敏度与灵敏限 仪表指针的线位移或角位移 ， 与引起这个位移的被测参数变 化量的比值 。 即 S S仪表的灵敏度； 指针的线位移或角位移； x 引起 所需的被测参数变化量。 在数字仪表中，用分辨率来表示仪表灵敏度的大小。 灵敏限：是指引起仪表指针发生偏转时的被测参数的最小输 入变化量。 规定，仪表灵敏限的数值应大于仪表允许绝对误差的一半。 x 4、反应时间 反应时间是用来衡量仪表能否尽快反应出参数变化 的品质指标。 反应时间大，说明仪表需要较长时间才能给出准确 的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。 反应时间定义为：当输入信号突然变化一个数值后 ， 仪表的输出信号 （ 即指示值 ） 由开始变化到新稳态值 的 63.2 所用的时间 。 也有用变化到新稳态值的 95 所用的时间来表示 。 5、 线性度 线性度用来说明输出两与输入量的实际关系曲线偏离 直线的程度。通常用实际测得的输入 输出特性曲线 与理论拟合直线之间的最大偏差与检测仪表满量程输 出范围之比的百分数表示。即 f f 线性度； max 标定曲线对于理论拟合直线的最大偏差。 %1 0 0m a x Mf 三、检测系统中的常见信号类型 1、位移信号 2、压力信号 3、电气信号 4、光信号 四、检测系统信号的传递形式 1、模拟信号 2、数字信号 3、开关信号 仪表精度的确定方法 在相同的量程条件下 ， 仪表的精度主要由绝对误差 来决定 。 若是选仪表 ， 根据工艺提出的允许最大绝对误差所 计算出的精度值 ， 在精度系列标准中找不到时 ， 就 应选用接近计算值 ， 但比计算值小 （ 即精度级略高 ） 的精度 ， 为所选仪表精度 。 若是确定已使用过的仪表精度 ， 根据被校验仪表的 最大绝对误差所计算出的精度值 ， 在精度系列标准 中找不到时 ， 就应选用接近计算值 ， 但比计算值大 （ 即精度级略低 ） 的精度 ， 为所校正仪表的精度 。 如： 2、某台电压表的量程范围为 100600V，在效验 时发现最大绝对误差为 7V，试确定该仪表 的精度等级。 解： 该表的精度值为 1.4， 介于 1.01.5之间 。 则该仪 表的精度等级定为 1.5级 。 若定为 1.0级，则绝对误差为 1.0% 500= 5V， 比校验时的绝对误差小，仪表则达不到这个数 值。 %4.1%100 100600 7%100m a x m a x M 1、 工艺要求检测温度指标为 300 3 ， 现拟 用一台量程为 0500 的温度表来检测温度 ， 试选择该表的精度等级 。 解： 该表的精度值为 0.6， 介于 0.51.0之间 。 则该 测温仪表的精度等级选 0.5级 。 若选 1.0级则绝对误差为 1.0% 500= 5 ， 超出要求范围 。 %6.0%100 0500 3 %100m a xm a x M