能否完成預定的測基任務和精度要求,選擇與評價測量儀表,均需要了解儀表的基本性能,衡量儀表測量技術性能的指標有測量范圍、精度、穩定性、靜態與動態特性等。今天我們向大家說說儀表的精度與穩定性。
儀表的精度與穩定性
儀表的精度表示了儀表的準確程度,它能估計測量結果與真實值的差距,即估計測量值的誤差和大小。數值上它是以測量誤差的相對值表示的。因此,在敘述儀表的精度之前先介紹儀表誤差的幾種表示方法.。
1.測量誤差
我們介紹的幾種儀表常用誤差是按單位來進行分類的。
(1)示值誤差。
儀表的指示值或測量值X與被測量的真值(一般在測量中常采用約定真值或*概值)Xo之間的代數差值稱為示值誤差,用△表示
△=X-Xo (1-16)
(2)示值相對誤差。
示值的誤差與被測量的真值之比.稱為示值相對誤差,用δ表示
(3)引用誤差。
引用誤差是指誤差與儀表量程的比值。以百分數表示,用公式表示為
(4)基本誤差。
基本誤差是指測量范圍中zui大的誤差和該儀表的測量上限或量程之比,以百分數表示,用公式表示為
基本誤差表征了測量儀表在規定的正常工作條件下所具有的誤差,它能很好地說明儀表的準確度,是儀表的主要質量指標。
(5)允許誤差。
允許誤差是指對測量儀表所允許的誤差界限,即出廠的儀表都要保證基本誤差不超過某一規定值,此規定值叫允許誤差。
2.儀表的精度
儀表出廠時根據設計及制造質量的不同,要求基本誤差不超過某一規定值,即前面提到的允許誤差.基本誤差去掉百分號的數值稱為儀表的糟度等級。一般模擬量儀表盤上都注有這一數值。精度等級是由國家規定的一系列數字表示的,其序列為:0.O05、0.01、0.02、(0.035)、0.04、0.05、0.1、0.2、(0.35)、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0。
儀表的精度等級是衡量儀表測量示值正確度的重要指標.科學研究用的儀表其精度等級值為0.1—0.001,有時甚至更高;工業檢測用的儀表其精度等級值約為0.1—4.0,應根據被測量的測量要求合理地選用不同精度等級的測量儀表。
掌握儀表精度這一概念時,還必須注意以下幾點:
(1)用戶不能按自己檢定的基本誤差隨意給儀表升級使用,但在某種情況下可降級使用,另外,精度等級的標志說明了引用誤差允許值的大?。^不意味著該儀表在實際測量中出現的誤差。
(2)在測量中使用同一精度等級,量程又相同的儀表,那么儀表的誤差與被測參數的數值大小無關,例如,某一溫度儀表的精度為1.0級,測量范圍為50~100℃,如果使用這一溫度表來測量溫度,無論測的溫度值是60℃還是80℃,其所產生的儀表的誤差均為0.5℃。
(3)同一精度的儀表,如果量程不等,則在測量中可能產生的誤差是不同的。例如,兩只精度均為1.0級的溫度表,一個測量范圍是0~50℃,另一個為0~100℃,用這兩個儀表去測量同一溫度,得到的測量結果均為40℃,而所產生的誤差分別為
△t1=±(50-0)X 1%=±0.5℃
△t2=±(100-0)X 1%=±1℃
由此可見,被測值愈接近儀表的上限值,其測量愈準確,反之亦然。所以,選用儀表時,在滿足被測量的數值范圍前提下,盡可能選擇量程小的儀表,并使測量值在上限至量程的三分之二左右,避免使測量值出現在儀表的下限至量程的三分之二以內,這樣既能滿足測量誤差的要求,又能選擇精度等級較低的測量儀表,降低成本。
鑒定儀表的精度.可用示值比較法和標準物質法。示值比較法將標準儀表的指示值作為真值,被檢測儀表的指示值作為被測量的指示值,兩者之差即為被檢測儀表的誤差,標準儀表的誤差應為被校儀表的1/5(或1/3~1/20)。標準物質法是利用標準物質提供的菜種量作為標準量來校正儀表.如純水的三相點.標準成分氣樣等,此法嚴格、準確,多用在研究與實驗室中,工程中應用極少。
3.穩定性
示值的穩定性可以由兩個指標來表示;一是穩定度;二是各環境影響系數。
當儀表在穩定的測量狀態下,對某一標準量進行測量.間隔一定時間后,再對同一標準量進行測量,所得2次測量的示值差反映了該儀表的穩定度。它是由于儀表中的元件或環節的性能參數隨機性變動、周期性變動等因素造成的。一般穩定度用示值差與其時間間隔的數值一起表示。例如某毫伏表在開始測量時為某示值,當8h后,在同樣狀態下測量示值增大了1.3mV,則此儀表的穩定度為δw=1.3mV/8h,示值差愈小.說明穩定度愈高。
由于室溫、大氣壓、振動以及電源電壓與頻率等的儀表外部狀態及工作條件變化對其示值的影響,統稱為環境影響,用各種環境影響系數來表示。例如周圍環境溫度變化引起儀表的示值變化,用溫度系數βt(示值變化值/溫度變化值)表示;電源電壓引起儀表的示值變化可用電源電壓系數βu(示值變化值/電壓變化值)來表示。例如某毫伏表當溫度變化10℃引起的示值變化為0.1mV時。其溫度系數為βt=0.1mV/10℃
超聲波料位計:http:///
壓力校驗儀:http:///
雷達液位計:http:///
壓力變送器:http:///
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