1、過程參數(shù)檢測及儀表小饅頭總結(jié)一、緒論測量過程有三要素：一就是測量 單位; 二就是測量 方法 ；三就是測量工具。測量得定義 ：測量就是 利用某種工具并以實驗或計算得方法獲取被測參數(shù)數(shù)值得過程。絕對誤差 : 儀表得 測量值與真實值之間得代數(shù)差。相對誤差 ：測量值得絕對誤差與其真實值得比值得百分?jǐn)?shù)引用誤差 : 測量值得絕對誤差與測量儀表得量程之比得百分?jǐn)?shù)示值誤差 ：示值誤差就是指 儀表得某一個測量值 ( 示值）得誤差 , 它反映在該點儀表示值得準(zhǔn)確性 .基本誤差 ：在規(guī)定得正常工作條件下 , 儀表整個量程范圍內(nèi) 各點示值誤差中絕對值最大得誤差稱為儀表得基本誤差。允許誤差 : 按國家計量部門得規(guī)定，儀

2、表廠家保證某一類儀表得基本誤差不超過某個規(guī)定得數(shù)值 , 此數(shù)值就被稱為儀表得允許誤差( 容許誤差）允許誤差去掉百分?jǐn)?shù)為精度等級 注意 : 允許誤差就是一種極限誤差， 在 儀表刻度范圍內(nèi)各點得示值誤差均應(yīng)保證小于至多等于允許誤差值。真值 ：被測參數(shù)得真實數(shù)值。一般無法準(zhǔn)確已知。約定真值 : 一般將某一物理量得理論值、定義值作為真值使用, 稱為約定真值，用表示。粗大誤差 : 明顯歪曲結(jié)果，由粗心大意造成, 使測量值無效得誤差原因 : 測量者主觀過失，操作錯誤，測量系統(tǒng)突發(fā)故障處理方法：剔除壞值隨機(jī)誤差 : 在相同條件下對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量，誤差得大小與符號得變化沒有一定規(guī)律、且不可預(yù)知。特

3、點 : 單次測量值誤差得大小與正負(fù)不確定; 但對一系列重復(fù)測量，誤差得分布有規(guī)律：服從統(tǒng)計規(guī)律 .隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差之間即有區(qū)別又有聯(lián)系; 二者無絕對界限，一定條件可相互轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)誤差 : 同一被測量多次測量 , 誤差得絕對值與符號保持不變，或按某種確定規(guī)律變化。特點 :增加測量次數(shù)不能減小該誤差原因 : 儀表本身原因, 使用不當(dāng)，測量環(huán)境發(fā)生大得改變處理方法：校正求得與誤差數(shù)值相等、符號相反得校正值，加上測量值隨機(jī)誤差測量誤差得來源有三個方面：測量儀器得精度 , 觀測者技術(shù)水平 ， 外界條件得影響 。該三個方面條件相同得觀測稱為等精度測量。精確度等級： 以引用誤差 （ a) 得形式表示得允許

4、誤差去掉百分號剩下得數(shù)值就稱為儀表得精確度等級 ( 或準(zhǔn)確度等級） , 俗稱精度級。誤差得合成：一個測量系統(tǒng)由 m個彼此獨立得環(huán)節(jié)構(gòu)成 , 各環(huán)節(jié)得精度等級分別為， ， , 則該系統(tǒng)得精度等級為：儀表得靈敏度 ：儀表得靈敏度就是指其 輸出信號得變化值與對應(yīng)得輸入信號變化值得比值。線性度 反映儀表得輸入一輸出特性曲線與選用得對比直線之間得偏離程度. 線性度又稱為非線性誤差。 用輸入一輸出特性曲線與理想擬合直線之間得最大偏差 與量程之比 得百分?jǐn)?shù)來衡量 .回差 ( 滯后誤差， 變差 ): 輸入輸出曲線之間得最大偏差與量程之比得百分?jǐn)?shù)稱為儀表得 .產(chǎn)生得原因：它通常就是由于儀表運動系統(tǒng)得摩擦 、間隙

5、、彈性元件得彈性滯后等原因造成得。重復(fù)性 ：同一工作條件下，按同一方向輸入信號, 并在全量程范圍內(nèi)多次變換信號時，對應(yīng)同一輸入值，儀表輸出值得一致性成為重復(fù)性。儀表得可靠性 : 保險期：儀表使用后能有效地完成規(guī)定任務(wù)得期限 , 超過了這一期限可靠性就逐漸降低。有效性 ：儀表在規(guī)定時間內(nèi)能正常工作得概率 。概率得大小取決于系統(tǒng)故障率得高低、發(fā)現(xiàn)故障得快慢與故障修復(fù)時間得長短。狹義可靠性 : 由 結(jié)構(gòu)可靠性 與 性能可靠性 兩部分組成 . 前者指儀表在工作時不出故障得概率，后者指儀表能滿足原定要求得概率。定量描述檢測儀表可靠性得度量指標(biāo)有可靠度、 故障率、 平均無故障工作時間、平均故障修復(fù)時間等。

6、儀表得檢定方法:(l ）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢定法：標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)就是指能提供某一種參數(shù)得標(biāo)準(zhǔn)量值得物質(zhì)。用被檢定儀表去測標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)提供得標(biāo)準(zhǔn)量以確定其性能得方法就稱為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢定法。(2 ）示值比較檢定法: 這種方法就是用標(biāo)準(zhǔn)表對被檢定儀表進(jìn)行檢定. 被檢表與標(biāo)準(zhǔn)表同時測同一被測量 , 把標(biāo)準(zhǔn)表得示值當(dāng)成真值 （約定真值） ，比較二者得示值以確定被檢儀表有關(guān)性能指標(biāo) , 這就就是示值比較檢定法 .二、溫度測量溫標(biāo) : 定量地表 示物體溫度數(shù)值大小得尺度稱為溫度標(biāo)尺 , 簡稱 溫標(biāo) 。 水得三相點溫定義為建立溫標(biāo)（ 1）選定 測溫物質(zhì)得性質(zhì) ; （ 2) 定義 固定點溫度 （ 3） 確定內(nèi)插儀器與公式 , 得到溫

7、度得單位 。熱電偶測溫特點 : 熱電偶具有性能穩(wěn)定、測溫高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、經(jīng)濟(jì)耐用、容易維護(hù)與體積小等 優(yōu)點 , 還便于信號遠(yuǎn)傳與實現(xiàn)多點切換測量。熱電偶 由 兩種不同材料得導(dǎo)體 ( 或半導(dǎo)體 ) 與 b 組成 。 a、就是熱偶絲 , 也叫熱電極。放在被測對象中， 感受溫度變化得那端 稱為 工作端或熱端 ，另一端稱為 自由端或冷端 . 熱電現(xiàn)象： 當(dāng) 熱端與冷端溫度不同時回路中有電流流過 ，此電流稱為熱電流 , 產(chǎn)生熱電流得電動勢稱為熱電勢，這種物理現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象 .理論與實踐都證實, 熱電現(xiàn)象中產(chǎn)生得熱電勢就是由 接觸電勢與溫差電勢兩種電勢得綜合效果。接觸電勢, 記為，其大小為：式中

8、，：玻爾茲曼常量。：電子電量。 、 分別就是導(dǎo)體 a、在絕對溫標(biāo) t（）時得自由電子密度。(1) 熱電偶得熱電勢就是熱電偶兩端溫度得函數(shù)之差，其大小取決于熱電偶兩個熱電極材料得性質(zhì)與兩端接點溫度 ，而與熱電極幾何尺寸無關(guān)。（2）如果 保持熱電偶冷端溫度 t0 恒定不變 ，對一定材料得熱電偶，其eab（t0) 亦為常數(shù) ，設(shè)為 c，則熱電偶得 熱電勢只與熱電偶熱端溫度t 有關(guān) ，若測得 e b（，t0 ） 值，便可知溫度 t 值 , 這就就是 熱電偶測溫原理 。即 ab(t,t )= b(t ） c 熱電偶得基本定律 ：、均質(zhì)導(dǎo)體定律 : 該定律內(nèi)容就是: 由一種均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成得閉合回路不

9、論導(dǎo)體或半導(dǎo)體得截面積、長度與各處溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢2、中間導(dǎo)體定律：該定律內(nèi)容就是：由不同材料組成得閉合回路中，若各種材料接觸點得溫度都相同 ，則回路中 熱電勢得總與等于零 。3、中間溫度定律: 熱電偶 a、b 在接點溫度為 1、t3 時得熱電勢 等于熱電偶a、b 在接點溫度分別為 t1 ， 2 與 2，t3時熱電勢得代數(shù)與 , 即 e b(t1,t ) ea（ t ，2)+e b（ 2,t3 ）證明：標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 就是指制造工藝較成熟、應(yīng)用廣泛、能成批生產(chǎn)、性能優(yōu)良而穩(wěn)定并已列入專業(yè)或國家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中 得那些熱電偶。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 就是 為適應(yīng)更高或更低得溫度以及特殊得介質(zhì)

10、氣氛而出現(xiàn)得，它們沒有統(tǒng)一得國家標(biāo)準(zhǔn)與統(tǒng)一得分度號。它們就是標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶得補(bǔ)充。手動電位差計 ：三個回路 ：1、工作電流回路、工作電流標(biāo)準(zhǔn)化回路3、測量回路三步調(diào)零 :、機(jī)械調(diào)零 ( 移動觸電，使檢流計指零）2、工作電流標(biāo)準(zhǔn)化（用標(biāo)準(zhǔn)電池e與標(biāo)準(zhǔn)電阻rn來校準(zhǔn) i ）3、測量調(diào)零 ( 調(diào) s使檢流計j 指零 )回路電壓方程： uxi rai r影響電位差計準(zhǔn)確性測量得關(guān)鍵就是工作電流值與電阻值ra得準(zhǔn)確度以及測差裝置（檢流計）得靈敏度對熱電偶冷端溫度進(jìn)行處理得原因：熱電偶得測溫原理表明：熱電偶得熱電勢就是兩個接點溫度得函數(shù)差, 只有當(dāng)冷端溫度不變時，熱電勢才就是熱端溫度得單值函數(shù)。但在實際應(yīng)用

11、中，熱電偶冷端所處環(huán)境溫度總有波動，從而使測量得不到正確結(jié)果須 對熱電偶冷端溫度變化得影響采取補(bǔ)償措施 , 使熱電偶得熱電勢只反映熱端溫度, 因此 必( 被測溫度）得變化 , 而不受冷端溫度變化得影響。常用得熱電偶冷端溫度處理辦法:1、計算修正法2、儀表機(jī)械零點調(diào)整法3、恒溫法 : 恒溫法分為冰點槽法與恒溫箱法4、補(bǔ)償電橋法 ( 冷端補(bǔ)償器 ): 補(bǔ)償電橋法就是利用不平衡電橋產(chǎn)生得電壓來補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化所引起得熱電勢得變化.5、補(bǔ)償導(dǎo)線法.熱電偶測溫得誤差分析(1) 熱電偶得 分度誤差 (2) 熱電偶 冷端溫度補(bǔ)償誤差 )（ 4) 總誤差熱電偶得校驗:1、定點法 ，就就是 在國際溫標(biāo)規(guī)定

12、得定點溫度下 進(jìn)行校驗。這種方法得特點就是精確度高 , 但設(shè)備復(fù)雜、校驗點數(shù)少 , 而且校驗操作復(fù)雜。 該方法只用于對高精確度得鉑銠一鉑熱電偶得校驗。2、比較法 , 它就是廣泛采用得方法, 可用于實驗室與工業(yè)用熱電偶得校驗.2、2 常用種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶要求 : 名稱、分度號、電極材料、測溫范圍、適用場合、優(yōu)缺點、特點分度號： s rb貴金屬熱電偶 :sk nej 廉金屬熱電偶： k ne t鉑銠 1鉑熱電偶 ( 分度號 s)測溫范圍 : 長期使用 300, 短期使用 160。適用場合：宜在氧化性及中性氣氛中長期使用 , 在真空中短期使用，不能在還原性氣氛及含有金屬或非金屬蒸汽中使用， 除非外面套

13、有非常適合得非金屬保護(hù)套管，防止這些氣氛與它直接接觸。優(yōu)點 : 復(fù)現(xiàn)性好 , 準(zhǔn)確度高 .缺點：熱電勢率小，靈敏度低 , 高溫下機(jī)械強(qiáng)度下降 , 對污染敏感，價格昂貴。特點：（未介紹 )鉑銠 13鉑熱電偶（分度號 )國內(nèi)很少使用。 r型熱電偶綜合性能與型相當(dāng)，在穩(wěn)定性與復(fù)現(xiàn)性方面均好于s 型熱電偶 .鉑銠 0鉑銠熱電偶 ( 分度號 b）測溫范圍 : 長期使用 0，短期使用1700。適用場合 : 宜在氧化性與惰性氣氛中使用 , 可在真空中短期使用，不適用于還原性氣氛、金屬或非金屬蒸汽氣氛中。優(yōu)點 : 準(zhǔn)確性高 , 穩(wěn)定性好 , 測溫范圍寬 , 使用壽命長，參比端無需進(jìn)行冷端補(bǔ)償。缺點 : 同 s

14、 型熱電偶 .特點 :( 未介紹 )鎳鉻鎳硅熱電偶（分度號k)測溫范圍 : 200130。適用場合：能在氧化性與惰性氣氛中使用，不能在真空中使用 , 高溫下不能直接用于硫、還原性或還原、氧化交替得氣氛中。優(yōu)點：線性度好，熱電勢率較大, 靈敏度較高 , 穩(wěn)定性好，復(fù)現(xiàn)性好 , 抗氧化性強(qiáng)，價格便宜。缺點 :( 未介紹）特點 : 使用最多，線性度最好。鎳鉻硅鎳硅鎂熱電偶 ( 分度號 n）測溫范圍 : 200 130。適用場合：優(yōu)點：同 k 型熱電偶 , 綜合性能優(yōu)于 k 型熱電偶。缺點 : 不能用于真空中 , 高溫下不能直接用于硫、還原性或還原、氧化交替得氣氛中。特點 : （未介紹 )鎳鉻康銅熱電

15、偶（分度號e）測溫范圍： -200 9。適用場合 : 可用于濕度較大得環(huán)境。優(yōu)點：穩(wěn)定性好 , 抗氧化性能高 , 價格便宜。缺點 : 高溫下不能用于硫、還原性氣氛中。特點：熱電勢率最大，靈敏度最高。鐵康銅熱電偶（分度號 j)測溫范圍： 407 , 常用范圍 0 750。適用場合：可用于真空、氧化、還原、惰性氣氛中。優(yōu)點：線性度好，熱電勢率大，靈敏度高 , 穩(wěn)定性好 , 復(fù)現(xiàn)性好，價格便宜。缺點 : 正極鐵在高溫下氧化較快，測溫上限收到限制.特點 : 適用場合廣（可用于真空、氧化、還原、惰性氣氛中）銅康銅熱電偶（分度號）測溫范圍 : 20050。適用場合 : （未介紹）優(yōu)點 : 同 j 型熱電偶。缺點：正極銅在高溫下氧化較快, 測