概述
化工測量 是指化工生產過程中壓力、物位、流量、溫度、物料量等參數的檢測。用來測量顯示這些參數植的儀表稱化工測量儀表。
無論采用什么樣的測量方式和方法,也無論采用什么樣的測量儀表,由于測量儀表本身不夠準確,測量方法不夠完善,以及測量者本人經驗不足等原因,都會使測量結果與被測量的真值之間存在著差異,這個差異就是測量的誤差。隨著科技水平的提高和人們的經驗、技巧、專門知識的豐富,測量誤差可以控制得越來越小,但不能使之為零。在實際的測量中,對一個具體的測量任務,只需達到相應的精度就可以了,不是精度越高一些比低一些好,因為提高精度是以付出人力、物力以及降低可靠性為代價的。
2、測量誤差的分類
2.1誤差數值表示的方法,誤差可分為:誤差、相對誤差、引用誤差;
2.2誤差出現的規律,誤差可分為:系統誤差、隨機誤差、疏忽誤差;
2.3被測變量隨時間變化的關系可分為:靜態誤差和動態誤差;
2.4儀表的使用的條件來分,誤差可分為:基本誤差和附加誤差;
2.5與被測變量的關系來分,誤差可分為:定值誤差和累計誤差。
3. 名詞解釋
(1)、誤差:是測量結果與真值之差。
誤差=測量值-真值(δ=X-X0)
(2)、真值 是一個變量本身具有的真實值。是一個理想的概念,一般是無法得到的,所以在計算誤差時,一般用約定真值和相對真值來代替。
X0=X-δ=X=C
式中:C為修正值,它與δ值相等,但符合相反。
(3)、約定真值:是一個接近真值的值,它與真值之差可忽略不計,實際測量中,以沒有系統誤差的情況下,足夠多次的測量值之平均值。
(4)、相對真值:是當高一級的標準器的誤差僅為低一級的1/ 3——1 / 20時可認為高一級的標準器或儀表的示值為低一級的相對的真值。
(5)、相對誤差:是誤差與被測量值之比,常用誤差與儀表示值之比,以百分數表示;即
相對誤差=誤差 / 儀表示值
×
(r=δ/ x0
× )
(6)、引用誤差:是誤差與量程之比,以百分數表示。Qmax=δ/L ×
儀表的精度等級就是根據引用誤差來劃分的。
(7)、系統誤差:又稱規律誤差,因其大小和符合均不改變或按一定規律變化。
(8)、偶然誤差,又稱隨機誤差,因它的出現*是隨機的。
(9)、疏忽誤差又叫粗差,其主要特點是無規律可循,且明顯地與事實不符合。
(10)、基本誤差:儀表的基本誤差是指儀表在規定的參比工作條件下,即該儀表在標準工作條件下的zui大誤差。一般儀表的基本誤差也就是該儀表的允許誤差。
(11)、附加誤差:是儀表在非規定的參比條件下使用時另外產生的誤差,如電源波動附加誤差,溫度附加誤差等。
4.測量誤差的計算方法
(1)真實值:設在測量中,關測次數無限多,且無系統誤差存在時,各測量值的算術平均值,就是被測量參數的真實值。設X1
、X2……Xn,代表各測量值,n
代表測量次數,則算術平均值為
X=X1+X2+……+Xn
/
n= ∑
xi
/
n
(1_1)
(2)標準誤差,又稱均方根誤差,由于隨機誤差的正態分布規律可用數學式表示為:f(δ)=1
/6√2∏exp-δ2/2δ2
5.儀表的質量指標
(1)精度等級
在靜態測量中,由于任何檢測裝置和測量結果都含有一定大小的誤差,所以人們感興趣的往往是用誤差來說明精度.儀表在出廠校驗時,其示值的zui大引用誤差
qmax<Q,工業檢測儀表常以允許誤差Q作為判斷精度等級的尺度規定:取其誤差的百分數的分子作為精度等級的標志。也即用zui大的引用誤差 qmax去掉百分數(℅)號后的數字表示精度等級,其符號是G.工業儀表常見的精度等級如表:
精度等級(G) | 0.1 | 0.2 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 5.0 |
允許誤差(Q) | 0.1% | 0.2% | 0.5% | 1.% | 1.5% | 2.0% | 2.5% | 5.0% |
表1—1工業儀表常見精度等級
一般情況下,1.0級的精度等級儀表,其允許誤差Q=1%,即允許誤差的變化范圍可以 從-1%-1%。
精度(準確度)?。褐笢y量結果和實際值的一致程度。
精度等級:是儀表按準確度高低分成的等級。它規定儀表基本誤差的zui大允許值。表示方法:
1.5級
(2)靈敏度S
靈敏度:是指檢測裝置在靜態測量時,輸出量的增量ΔY與輸入量的增量ΔX之比的極限值,即:S=LimΔx→(△Y/△X)=dy/dx對于線形檢測裝置其靈敏度為一常數,非線形的檢測裝置其靈敏度是變化的,靈敏度越高,系統就越容易受外界干擾,即系統穩定性越差。
(3)變差(遲滯):檢測裝置的輸入量由小增大(正行程),繼而由大減?。ǚ葱谐蹋┑臏y試過程中對應于同一輸入量,輸出量往往不等,這就是變差現象。
產生原因:裝置內部的彈性元件,磁性元件以及機械部分的摩擦、間隙、積塞灰塵等原因。
(4)死區(靈敏限):它是指檢測裝置不能響應的zui大輸入量起始點不靈敏的程度。
(5)量程
指檢測裝置測量的上限和測量下限的代數差。
(6)穩定性
是指在一定工作條件下,保持輸入信號不變時,輸出信號隨時間或溫度的變化而出現的緩慢變化的程度。
(7)動態特性
檢測系統的動態特性,指動態測量時,輸出量與隨時間變化的輸入量之間的關系,其研究方法與控制理論中所介紹的方法相同。
動態特性好的傳感器,其輸出瑯隨時間變化將再現輸入量隨時間的變化規律。但除了理想的情況外,實際傳感器的輸出信號與輸入的信號不會具有相同的時間函數,由此將引起動態誤差。
精度等級(G) | 0.1 | 0.2 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 5.0 |
允許誤差(Q) | 0.1% | 0.2% | 0.5% | 1.% | 1.5% | 2.0% | 2.5% | 5.0% |
表1—1工業儀表常見精度等級
一般情況下,1.0級的精度等級儀表,其允許誤差Q=1%,即允許誤差的變化范圍可以 從-1%-1%。
精度(準確度) :指測量結果和實際值的一致程度。
精度等級:是儀表按準確度高低分成的等級。它規定儀表基本誤差的zui大允許值。表示方法:
1.5級
(2)靈敏度S
靈敏度:是指檢測裝置在靜態測量時,輸出量的增量ΔY與輸入量的增量ΔX之比的極限值,即:S=LimΔx→(△Y/△X)=dy/dx對于線形檢測裝置其靈敏度為一常數,非線形的檢測裝置其靈敏度是變化的,靈敏度越高,系統就越容易受外界干擾,即系統穩定性越差。
(3)變差(遲滯):檢測裝置的輸入量由小增大(正行程),繼而由大減?。ǚ葱谐蹋┑臏y試過程中對應于同一輸入量,輸出量往往不等,這就是變差現象。
產生原因:裝置內部的彈性元件,磁性元件以及機械部分的摩擦、間隙、積塞灰塵等原因。
(4)死區(靈敏限):它是指檢測裝置不能響應的zui大輸入量起始點不靈敏的程度。
(5)量程
指檢測裝置測量的上限和測量下限的代數差。
(6)穩定性
是指在一定工作條件下,保持輸入信號不變時,輸出信號隨時間或溫度的變化而出現的緩慢變化的程度。
(7)動態特性
檢測系統的動態特性,指動態測量時,輸出量與隨時間變化的輸入量之間的關系,其研究方法與控制理論中所介紹的方法相同。
動態特性好的傳感器,其輸出瑯隨時間變化將再現輸入量隨時間的變化規律。但除了理想的情況外,實際傳感器的輸出信號與輸入的信號不會具有相同的時間函數,由此將引起動態誤差。
精度等級(G) | 0.1 | 0.2 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 5.0 |
允許誤差(Q) | 0.1% | 0.2% | 0.5% | 1.% | 1.5% | 2.0% | 2.5% | 5.0% |
表1—1工業儀表常見精度等級
一般情況下,1.0級的精度等級儀表,其允許誤差Q=1%,即允許誤差的變化范圍可以 從-1%-1%。
精度(準確度)?。褐笢y量結果和實際值的一致程度。
精度等級:是儀表按準確度高低分成的等級。它規定儀表基本誤差的zui大允許值。表示方法:
1.5級
(2)靈敏度S
靈敏度:是指檢測裝置在靜態測量時,輸出量的增量ΔY與輸入量的增量ΔX之比的極限值,即:S=LimΔx→(△Y/△X)=dy/dx對于線形檢測裝置其靈敏度為一常數,非線形的檢測裝置其靈敏度是變化的,靈敏度越高,系統就越容易受外界干擾,即系統穩定性越差。
(3)變差(遲滯):檢測裝置的輸入量由小增大(正行程),繼而由大減小(反行程)的測試過程中對應于同一輸入量,輸出量往往不等,這就是變差現象。
產生原因:裝置內部的彈性元件,磁性元件以及機械部分的摩擦、間隙、積塞灰塵等原因。
(4)死區(靈敏限):它是指檢測裝置不能響應的zui大輸入量起始點不靈敏的程度。
(5)量程
指檢測裝置測量的上限和測量下限的代數差。
(6)穩定性
是指在一定工作條件下,保持輸入信號不變時,輸出信號隨時間或溫度的變化而出現的緩慢變化的程度。
(7)動態特性
檢測系統的動態特性,指動態測量時,輸出量與隨時間變化的輸入量之間的關系,其研究方法與控制理論中所介紹的方法相同。
動態特性好的傳感器,其輸出瑯隨時間變化將再現輸入量隨時間的變化規律。但除了理想的情況外,實際傳感器的輸出信號與輸入的信號不會具有相同的時間函數,由此將引起動態誤差。
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