自動(dòng)化儀(yí)表(biǎo)知(zhī)識百科(kē):自動化儀(yí)器儀(yí)表基(jī)礎知識,技(jì)術(shù)方(fāng)案
更(gēng)新時間(jiān):2022年12月(yuè)05日
自(zì)動化(huà)儀器儀(yí)表(biǎo)和(hé)其他(tā)儀表(biǎo)一(yī)樣(yàng),在(zài)保證可靠工(gōng)作(zuò)的前(qián)提(tí)下,有如(rú)下一些衡量(liáng)其性能優劣(liè)的基(jī)本(běn)指標,以下(xià)講(jiǎng)述選(xuǎn)擇(zé)儀器儀表(biǎo)的基(jī)本(běn)技術指標,一(yī)共有三個:精確度,靈敏度,變(biàn)差(chà)。
1.精(jīng)確度
任(rèn)何儀(yí)表都有一定(dìng)的誤差。因(yīn)此,使(shǐ)用(yòng)儀表時必須先知道該儀表的(dí)精確(què)程(chéng)度,以(yǐ)便(biàn)估計測量結(jié)果(guǒ)與(yǔ)真實值的差(chà)距,即估(gū)計測量值的誤差大小。
模(mó)擬(nǐ)式儀(yí)表的(dí)精(jīng)確度(dù)一(yī)般不(bù)宜用(yòng)絕對誤差(chà)(測量(liáng)值與真實值的差)和相(xiāng)對誤差(絕對(duì)誤(wù)差(chà)與(yǔ)該點的(dí)真實值之比)來(lái)吐露體現(xiàn),因為(wéi)前(qián)者不(bù)能(néng)體現(xiàn)對不(bù)同量(liáng)程(chéng)儀表的合理要求,後(hòu)者很(hěn)容易引起任(rèn)何儀表都不能相信的誤(wù)解(jiě)。例(lì)如,對(duì)一隻滿(mǎn)量程為100mA的(dí)電流表,在(zài)測量零電流時(shí),由(yóu)於(yú)機(jī)械(xiè)摩擦使表針(zhēn)的(dí)體(tǐ)現偏(piān)離(lí)零位而(ér)得到0.2mA的(dí)讀數,若(ruò)按上(shàng)述相對誤差的算法,那麼該點的(dí)相對(duì)誤差即為無窮(qióng)大,彷佛(fó)這個儀(yí)表(biǎo)是完全(quán)不能使(shǐ)用(yòng)的;但在(zài)工程(chéng)人(rén)員(yuán)看(kàn)來,出現這(zhè)樣(yàng)的(dí)測(cè)量誤(wù)差是(shì)很(hěn)容(róng)易(yì)理解(jiě)的(dí),根本(běn)不(bù)值(zhí)得大(dà)驚小怪,它(tā)可能還是一隻(zhī)比較精密的(dí)儀表呢!
圖:選(xuǎn)擇儀器儀(yí)表的基(jī)本(běn)技(jì)術(shù)指標
模(mó)擬式儀表(biǎo)的合(hé)理精確度,應(yīng)該以(yǐ)測量(liáng)範(fàn)圍中zui大(dà)的絕對誤差(chà)和該儀表(biǎo)的測量(liáng)範圍(wéi)之比(bǐ)來衡量,這(zhè)種比(bǐ)值(zhí)稱(chēng)為(wéi)相對(於滿量程(chéng)的(dí))百分(fēn)誤差。例如(rú),某溫(wēn)度(dù)計的(dí)刻(kè)度由(yóu)-50℃到+150°℃,即(jí)其測(cè)量範(fàn)圍為200℃,若(ruò)在(zài)這(zhè)個(gè)測量範圍內,zui大測量(liáng)誤差不(bù)超(chāo)過3℃,則其(qí)相對百分(fēn)誤差(chà)a為
a=3/(150+50)=1.5%
儀表(biǎo)工業(yè)規定(dìng),去掉上式中相對百(bǎi)分誤差的“%”,稱(chēng)為儀(yí)表(biǎo)的精確(què)度(dù)。它劃(huá)分成(chéng)若(ruò)幹(gān)等級,如0.1級,0.2級(jí),0.5級,1.0級(jí),1.5級,2.5級(jí)等。上述(shù)溫度計的(dí)精確度(dù)即為1.5級。
儀表的誤(wù)差還(huán)根(gēn)據(jù)使用(yòng)條件(jiàn)分為基本誤(wù)差和附(fù)加誤(wù)差兩種。基本誤(wù)差(chà)是指儀表(biǎo)在正常工(gōng)作(zuò)條件下(xià)的zui大(dà)相對百(bǎi)分(fēn)誤差。若儀表不(bù)在規(guī)定(dìng)的(dí)正常(cháng)條件(jiàn)下(xià)工作(zuò),例如(rú),因周圍溫(wēn)度(dù),電(diàn)源電(diàn)壓等(děng)偏高(gāo)或偏低(dī)而(ér)引起(qǐ)的(dí)額外(wài)誤(wù)差,稱(chēng)為(wéi)附(fù)加誤差。儀(yí)表的(dí)精(jīng)確度等級是根據其基本誤差確定的(dí),紹(shào)興中(zhōng)儀(yí)生產的儀器儀(yí)表精度大(dà)都(dū)提(tí)升(shēng)至(zhì)0.2%,如(rú)溫度變(biàn)送器(qì),壓(yā)力變(biàn)送(sòng)器,電(diàn)量變(biàn)送(sòng)器等,更(gēng)有(yǒu)CA102S係列信號校(xiào)驗儀(yí)精度為0.05%級。
2靈(líng)敏(mǐn)度和靈敏限(xiàn)
靈敏(mǐn)度吐露體現測量儀表對(duì)被測(cè)參數變(biàn)化(huà)的敏(mǐn)感程(chéng)度(dù),常(cháng)以儀表(biǎo)輸出(如指示(shì)裝(zhuāng)置的直(zhí)綫位移或(huò)角位移)與引起此(cǐ)輸出(chū)的被測參(cān)數變化(huà)量(liáng)之(zhī)比(bǐ)吐露體(tǐ)現,即(jí)
靈敏度(dù)=△a/△x
式中(zhōng),△a為儀表指示裝置的直綫位移或角位(wèi)移;△x為被(bèi)測(cè)參數的變(biàn)化值。
儀(yí)表(biǎo)的靈敏度可(kě)用增加放大(dà)係統的(dí)放(fàng)大倍(bèi)數來提(tí)高(gāo)。但(dàn)是(shì),單純(chún)提(tí)高儀(yí)表(biǎo)的(dí)靈敏(mǐn)度並不一定能提高儀(yí)表(biǎo)的(dí)精確(què)度,例(lì)如,把(bǎ)一個電流表的指針接得(dé)很長,雖然可(kě)把(bǎ)直綫位(wèi)移的(dí)靈(líng)敏(mǐn)度(dù)提高,但(dàn)其讀數的精確度並不一定(dìng)提高。相反(fǎn),可(kě)能由(yóu)於平衡(héng)狀(zhuàng)況(kuàng)變壞而精(jīng)確(què)度(dù)反(fǎn)而(ér)下降(jiàng)。為了(liǎo)防(fáng)止這種(zhǒng)虛假靈敏度,常(cháng)規(guī)定(dìng)儀表(biǎo)讀數標(biāo)尺(chǐ)的分(fēn)格(gé)值不能小於儀表(biǎo)允(yǔn)許(xǔ)誤差(chà)的絕(jué)對值(zhí)。
儀(yí)表(biǎo)的靈敏限,是指儀表能(néng)感受並(bìng)發生(shēng)動(dòng)作的(dí)輸(shū)入量的zui小值(zhí)。
3.變(biàn)差
在外界(jiè)條件不(bù)變的情況下(xià),使用同(tóng)一儀表對被(bèi)測參量(liáng)進行反(fǎn)復測(cè)量(liáng)(正(zhèng)行程和反行程)時(shí),所產(chǎn)生的zui大(dà)差(chà)值與測(cè)量範圍(wéi)之比稱為變(biàn)差。造成變(biàn)差的原(yuán)因(yīn)很多(duō),例(lì)如,傳動機(jī)構間存(cún)在(zài)的(dí)間(jiān)隙(xì)和(hé)摩擦(cā)力,彈性元(yuán)件(jiàn)的(dí)彈性(xìng)滯(zhì)後(hòu)等。在設計和(hé)製(zhì)造儀(yí)表時,必(bì)須(xū)盡量減小變(biàn)差的數(shù)值。一(yī)個儀(yí)表(biǎo)的變(biàn)差越小(xiǎo),其輸出的(dí)重復性(xìng)和穩定性越好(hǎo)。
儀器儀(yí)表除(chú)靜(jìng)態誤(wù)差外,在輸(shū)入(rù)量隨(suí)時(shí)間變化時,由(yóu)於儀表(biǎo)內部(bù)的(dí)慣性(xìng)和滯(zhì)後,還(huán)存(cún)在動(dòng)態(tài)誤(wù)差。對自動化儀表來說,因為它工作在調(tiáo)節(jié)係(xì)統(tǒng)的閉環之中,其動態特性不(bù)僅(jǐn)影響(xiǎng)自身的(dí)輸(shū)出,還(huán)直接影響(xiǎng)整(zhěng)個調(tiáo)節係統(tǒng)的(dí)調(tiáo)節(jié)質(zhì)量。例(lì)如(rú),在一個調節係統中(zhōng),若(ruò)檢測儀(yí)表(biǎo)的慣(guàn)性比調節對(duì)象(xiàng)的慣(guàn)性還大,那(nà)麼不(bù)僅(jǐn)係(xì)統的(dí)調(tiáo)節速(sù)度(dù)被減(jiǎn)慢(màn),而且(qiě)在過(guò)渡(dù)過(guò)程(chéng)中(zhōng)檢測(cè)儀表(biǎo)不(bù)能(néng)及時反(fǎn)映真實的情況(kuàng),被(bèi)調量(liáng)可能存在很(hěn)大(dà)的衝擊和波動,但(dàn)檢測(cè)儀(yí)表的(dí)指示(shì)卻很平(píng)穩(wěn),這種虛假(jiǎ)的(dí)現象會給生(shēng)產造成嚴重的(dí)損失。因(yīn)此(cǐ),在(zài)選用(yòng)自(zì)動(dòng)化儀表時(shí),必須對其動(dòng)態特性予以充分(fēn)的重(zhòng)視(shì),根據需(xū)要(yào),盡(jìn)量(liáng)減小儀表(biǎo)的(dí)慣性和(hé)滯後(hòu),使之(zhī)快速(sù)和(hé)精確(què)地(dì)響(xiǎng)應(yīng)輸入量(liáng)的變化,以上(shàng)闡述(shù)的選擇儀器(qì)儀表(biǎo)的(dí)基(jī)本(běn)技術(shù)指標(biāo)希望對您在(zài)選(xuǎn)擇購買自(zì)動(dòng)化(huà)儀器儀表(biǎo)時有(yǒu)用(yòng)。