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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,控制科学与工程学系,概述,第一节 绪言,检测,：,门捷列也夫：检测是认识自然界的主要手段,西门子：检测就是去认识,从信息论角度：检测就是信息获取,所以检测是人类日常生活、科学研究、工农业,生产、军事等领域必不可少的过程,举例：人通过感觉器官获取信息，认识世界,自动控制系统中的检测,第一节 绪言,检测与测量的关系：,后者确定被测对象量值；前者可能是确定量值，也可以是判定被测参数的“有”或“无”，也可以是一种预报、故障分析,检测技术：,研究如何获取被测参数信息，涉及众多学科，随这些学科的发展而发展,第一节 绪言,定义：,用敏感元件（电子技术、数字技术）将被测参数的信息转换成另一种形式的信息，通过显示或其他形式被人们所认识,第二节 检测仪表,一、检测仪表,检测仪表,检测仪表组成,敏感元件,信号变换,传输,处理,显示装置,非线性 运算,第二节 检测仪表,检测系统：,由若干个检测仪表实现一个或多个参数的测量,敏感元件,1,敏感元件,2,敏感元件,n,.,信号,变换,处理,显示,装置,第二节 检测仪表,检测装置：,检测仪表或系统和必需的辅助设备所构成的总体,二、术语,敏感元件（,sensor,）,传感器（,transducer,）,变送器（,transmitter,）,被测参数（,measured,),第二节 检测仪表,待测参数（,parameter to be measured,）,直接测量（,direct measurement,）,间接测量（,indirect measurement,）,三、检测仪表的分类,按参数分类,按响应形式分类：连续式检测仪表和开关式检测仪表,按使用的能源分类,按是否具有远传功能分类,按应用场合分类,第二节 检测仪表,按仪表结构分类,开环结构仪表,K,1,K,2,K,3,K,n,y,x,第二节 检测仪表,闭环结构仪表,K,0,K,y,x,x,s,x,x,f,四、检测仪表的基本性能,测量范围和量程,仪表能正常工作（满足准确度要求）的可测的被测量的下限和下限的范围，它们之间的代数差为量程,输入,输出特性,死区：测量仪器输入的变化不致引起输出量可察觉的变化的有限区间,灵敏度：表示测量仪器对被测量变化的反应能力,s=,y/x,y,：输出量的变化,x,：输入量的变化,分辨力（灵敏限）：,是仪表输出能响应和分辨的最小输入变化量，它也是灵敏度的一种反映。对数字式仪表来说，分辨力就是数字显示仪表变化一个,LSB,（二进制最低有效位）时输入的最小变化量。,回差,(,变差）：在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程范围内进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，对应于同一被测值的仪表输出可能不等，二者之差即为变差。,变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大绝对误差和测量仪表量程之比的百分数来表示,线性度（非线性误差）在通常情况下，总是希望测量仪表的输出量和输入量之间呈线性对应关系。测量仪表的非线性误差就是用来表征仪表的输出量和输入量的实际对应关系与理论直线的吻合程度。,通常非线性误差用实际测得的输入输出特性曲线（也称为校准曲线）与理论直线的之间的最大偏差和测量仪表量程之比的百分数来表示,稳定性：,一是时间稳定性，它表示在工作条件保持恒定时，仪表输出值在一段时间内随机变动量的大小；二是使用条件变化稳定性，它表示仪表在规定的使用条件内某个条件的变化对仪表输出的影响,第二节 检测仪表,重复性：,在相同条件下，从单个方向仪表多次测量，输出,值相互接近的能力,再现性,：,（与重复性不同处）相对较长时间，从两个方向,可靠性：,长时间工作不出现故障,第二节 检测仪表,误差,绝对误差：,=X-X0 X-,测量值；,X0-,约定真值,相对误差：实际相对误差,:&1=/X0*100%,标称相对误差,:&2=/X*100%,相对百分误差：,&=X-X0/,（测量范围上限值,-,测量范围下限值）*,100%,误差,准确度,(,精度,),：仪表的等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。,把仪表允许的最大相对百分误差去掉“,”,号和“”号，便可以用来确定仪表的精度等级。,目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：,0.005,，,0.02,，,0.05,，,0.1,，,0.2,，,0.4,，,0.5,，,1.0,，,1.5,，,2.5,，,4.0,等。,精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上,.,仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。,精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。,精度等级数值小于等于,0.05,的仪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,0.5,。,第二节 检测仪表,动态响应特性,T,输入,输出,0.632,1,t,例,1,：某压力变送器测量范围为,0,400kPa,，在校验该变送器时测得的最大绝对误差为,5kPa,，请确定该仪表的精度等级。解：先求最大相对百分误差,&=-5/,（,400-0,）*,100%=-1.25%,去掉,-,和,%,为,1.25,，因此该变送器精度等级为,1.5,级,例,2,：根据工艺要求选择一测量范围为,040m3/h,的流量计，要求测量误差不超过,0.5 m3/h,，请确定该仪表的精度等级。解：同样，先求最大相对百分误差,&=0.5/,（,40-0,）*,100%=1.25%,因此该流量计必须选择,1.0,级的流量计,结论：,工艺要求得允许误差 仪表的允许误差 校验所得到的相对百分误差,例,3,：某被测点的工作温度为,70,，工艺要求测量误差不超过,1,，现有两台温度测量仪表，精度等级均为,0.5,级，其中一台仪表的测量范围是,0,100,，另一台仪表的测量范围是,0,200,，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：,|max|,701,0.7,测量范围为,0,100,的仪表的最大允许绝对误差为：,|max|1,1000.5,0.5,测量范围为,0,200,的仪表的最大允许,绝对误差为：,|max|2,2000.5,1.0,根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为,0.5,级，但只有测量范围是,0,100,的温度测量仪表才满足本题的测量要求。,
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