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能否完成預(yù)定的測基任務(wù)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(shù)性能的指標(biāo)有測量范圍、精度、穩(wěn)定性、靜態(tài)與動態(tài)特性等。今天我們向大家說說儀表的精度與穩(wěn)定性。
儀表的精度與穩(wěn)定性
儀表的精度表示了儀表的準(zhǔn)確程度,它能估計測量結(jié)果與真實值的差距,即估計測量值的誤差和大小。數(shù)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(jìn)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(shù)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?jǐn)?shù)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?jǐn)?shù)表示,用公式表示為
基本誤差表征了測量儀表在規(guī)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(zhǔn)確度,是儀表的主要質(zhì)量指標(biāo)。
(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(guī)定值,此規(guī)定值叫允許誤差。
2.儀表的精度
儀表出廠時根據(jù)設(shè)計及制造質(zhì)量的不同,要求基本誤差不超過某一規(guī)定值,即前面提到的允許誤差.基本誤差去掉百分號的數(shù)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(shù)值。精度等級是由國家規(guī)定的一系列數(shù)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(biāo).科學(xué)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(yè)檢測用的儀表其精度等級值約為0.1—4.0,應(yīng)根據(jù)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(biāo)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(xiàn)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(shù)的數(shù)值大小無關(guān),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(chǎn)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(chǎn)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(jié)果均為40℃,而所產(chǎn)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(zhǔn)確,反之亦然。所以,選用儀表時,在滿足被測量的數(shù)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(xiàn)在儀表的下限至量程的三分之二以內(nèi),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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法。示值比較法將標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)儀表的誤差應(yīng)為被校儀表的1/5(或1/3~1/20)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)法是利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)提供的菜種量作為標(biāo)準(zhǔn)量來校正儀表.如純水的三相點.標(biāo)準(zhǔn)成分氣樣等,此法嚴(yán)格、準(zhǔn)確,多用在研究與實驗室中,工程中應(yīng)用極少。
3.穩(wěn)定性
示值的穩(wěn)定性可以由兩個指標(biāo)來表示;一是穩(wěn)定度;二是各環(huán)境影響系數(shù)。
當(dāng)儀表在穩(wěn)定的測量狀態(tài)下,對某一標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行測量.間隔一定時間后,再對同一標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行測量,所得2次測量的示值差反映了該儀表的穩(wěn)定度。它是由于儀表中的元件或環(huán)節(jié)的性能參數(shù)隨機(jī)性變動、周期性變動等因素造成的。一般穩(wěn)定度用示值差與其時間間隔的數(shù)值一起表示。例如某毫伏表在開始測量時為某示值,當(dāng)8h后,在同樣狀態(tài)下測量示值增大了1.3mV,則此儀表的穩(wěn)定度為δw=1.3mV/8h,示值差愈小.說明穩(wěn)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(tài)及工作條件變化對其示值的影響,統(tǒng)稱為環(huán)境影響,用各種環(huán)境影響系數(shù)來表示。例如周圍環(huán)境溫度變化引起儀表的示值變化,用溫度系數(shù)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(shù)βu(示值變化值/電壓變化值)來表示。例如某毫伏表當(dāng)溫度變化10℃引起的示值變化為0.1mV時。其溫度系數(shù)為βt=0.1mV/10℃
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壓力校驗儀:http:///
雷達(dá)液位計:http:///
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