测量方法及误差.ppt

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1、测量方法及误差测量方法及误差现在学习的是第1页，共81页n n成绩评定方法：成绩评定方法：1.1.平时考勤、作业、论文和实验等占总成绩平时考勤、作业、论文和实验等占总成绩平时考勤、作业、论文和实验等占总成绩平时考勤、作业、论文和实验等占总成绩 40%40%2.2.期终考试占总成绩期终考试占总成绩 60%60%现在学习的是第2页，共81页参考书目参考书目热能工程测试技术及仪表讲义，韩东太主编热能工程测试技术及仪表讲义，韩东太主编热热工工测测量量仪仪表表，第第二二版版，高高魁魁明明主主编编，冶冶金金工工业出版社业出版社 热热工工测测量量及及仪仪表表，第第二二版版，吴吴永永生生，方方可可人人编编，中

2、中国电力出版社国电力出版社 热工参数测量及仪表，何适生主编，中国电力出版社热工参数测量及仪表，何适生主编，中国电力出版社吕吕崇崇德德.热热工工参参数数测测量量与与处处理理.第第二二版版.北北京京：清清华华大学出版社大学出版社,2001,2001现在学习的是第3页，共81页学习要求：要求掌握测试系统的基本组成；仪器仪表的主要性能参数；误差的分类及处理方法；直接测量及间接测量中随机误差和系统误差的计算方法。第一章第一章 测量方法及误差分析测量方法及误差分析现在学习的是第4页，共81页目前热工测量技术的目前热工测量技术的发展趋势发展趋势体现在以下方面：体现在以下方面：测量技术测量技术是研究是研究测量

3、原理、测量方法和测量工具测量原理、测量方法和测量工具的一门的一门科学。不同领域有不同测量项目和测量特点。科学。不同领域有不同测量项目和测量特点。热工测量热工测量是指在热工过程中对各种热工参数，如是指在热工过程中对各种热工参数，如温温度、压力、流量、液位度、压力、流量、液位等的测量（热力发电厂中有时也等的测量（热力发电厂中有时也把把成分分析、转速、振动成分分析、转速、振动等列入其中）。等列入其中）。用来测量热工参数的仪表称为用来测量热工参数的仪表称为热工测量仪表热工测量仪表。（1 1）计算机技术的广泛应用。）计算机技术的广泛应用。（2 2）新型传感器的研制。）新型传感器的研制。（3 3）新技术、

4、新设备的应用。）新技术、新设备的应用。现在学习的是第5页，共81页测量是确定被测量大小的检测过程。测量是确定被测量大小的检测过程。即即利利用用测测量量工工具具，通通过过实实验验的的方方法法将将被被测测量量与与同同性性质质的的标标准准量量（即即测测量量单单位位）进进行行比比较较，以以确确定定出出被被测测量量是是标标准准量量多少倍数的过程。所得到的倍数就是被测量的值。多少倍数的过程。所得到的倍数就是被测量的值。1.1.11.1.1测量的定义测量的定义 1.1 测量的概念和测量方法测量的概念和测量方法现在学习的是第6页，共81页测量的表达式量的表达式x x被测量；被测量；b b标准量（测量单位）；标

5、准量（测量单位）；L L所得到的被测量的值，即得到的测量结果。所得到的被测量的值，即得到的测量结果。两个条件：两个条件：用用来来进进行行比比较较的的标标准准量量应应该该是是国国际际上上或或国国家家所所公公认认的的，且性能稳定；且性能稳定；进行比较所用的方法和仪器必须经过验证。进行比较所用的方法和仪器必须经过验证。现在学习的是第7页，共81页被测量：被测量：需要检测的物理量，亦称被测量参数。需要检测的物理量，亦称被测量参数。如：压力、温度、流量、液位等。如：压力、温度、流量、液位等。按被测量在测试中的变化情况，可分为：按被测量在测试中的变化情况，可分为：静态量、动态量静态量、动态量两类。两类。静

6、态量：静态量：测量过程中量值不随时间变化而始终保持测量过程中量值不随时间变化而始终保持不变的被测量。不变的被测量。动态量：动态量：测量过程中量值随时间变化而不断改变测量过程中量值随时间变化而不断改变其值的被测量。其值的被测量。现在学习的是第8页，共81页1.1.2 测量方法测量方法1.1.按被测量在测量过程中的状态分按被测量在测量过程中的状态分n静态测量静态测量 n对对静静态态量量进进行行的的测测量量。由由于于测测量量过过程程中中被被测测量量可可以以认认为为是是固固定定不不变变的的，因因此此不不需需要要考考虑虑时时间间因因素素对测量的影响。对测量的影响。n动态测量动态测量 对对动动态态量量进进

7、行行的的测测量量。被被测测量量在在测测量量期期间间随随时时间间（或或其其他他影影响响量量）发发生变化。生变化。在日常测量中，大多接触在日常测量中，大多接触在日常测量中，大多接触在日常测量中，大多接触的是静态测量。对于这种的是静态测量。对于这种的是静态测量。对于这种的是静态测量。对于这种测量，被测量和测量误差测量，被测量和测量误差测量，被测量和测量误差测量，被测量和测量误差可以当作一种随机变量来可以当作一种随机变量来可以当作一种随机变量来可以当作一种随机变量来处理处理处理处理弹道轨迹的测量、环境噪弹道轨迹的测量、环境噪弹道轨迹的测量、环境噪弹道轨迹的测量、环境噪声的测量等。对这类被测声的测量等。

8、对这类被测声的测量等。对这类被测声的测量等。对这类被测量的测量，需要当作一种量的测量，需要当作一种量的测量，需要当作一种量的测量，需要当作一种随机过程的问题来处理。随机过程的问题来处理。随机过程的问题来处理。随机过程的问题来处理。现在学习的是第9页，共81页2.2.测量结果产生的方式分测量结果产生的方式分n直直接接测测量量：被被测测量量与与所所选选用用的的标标准准量量直直接接进进行行比比较较，或或用用预预先先标标定定好好的的仪仪表表进进行行测测量量，从从而而得得到到测量值的方法。如测量值的方法。如玻璃管水位计玻璃管水位计测水位，测水位，直尺直尺测长度。测长度。n间间接接测测量量：直直接接测测量

9、量出出与与被被测测量量有有确确定定函函数数关关系系的的各各个个变变量量，带带入入函函数数式式计计算算，从从而而得得到到测测量量值值的的方法。如方法。如电阻温度计电阻温度计测温度，测温度，压力传感器压力传感器测压力等。测压力等。n组组合合测测量量：直直接接测测量量出出多多组组具具有有一一定定函函数数关关系系的的两两只只，通通 过过 解解 联联 立立 方方 程程 来来 求求 取取 被被 测测 量量 的的 方方 法法。如如：求求A A、B B 的数值。的数值。现在学习的是第10页，共81页3.3.根据检测装置动作原理分：根据检测装置动作原理分：n直读法：直读法：被测量作用于仪表比较装置，使其某种参数

10、被测量作用于仪表比较装置，使其某种参数按已知关系发生变化，并在仪表刻度尺商直接显示测量按已知关系发生变化，并在仪表刻度尺商直接显示测量值。如值。如玻璃管水银温度计玻璃管水银温度计由水银柱高度读出温度值。由水银柱高度读出温度值。n零值法（平衡法）：零值法（平衡法）：被测量与已知量比较，二者平被测量与已知量比较，二者平衡时，仪表平衡器指零，已知量就是被测量。如衡时，仪表平衡器指零，已知量就是被测量。如电电位差计位差计测量电势。测量电势。n微差法：微差法：被测量与已知量未达到平衡，读取其差值，被测量与已知量未达到平衡，读取其差值，由已知量和差值求出被测量。如由已知量和差值求出被测量。如不平衡电桥不平

11、衡电桥测量电阻。测量电阻。现在学习的是第11页，共81页4.4.根据仪表是否与被测对象接触根据仪表是否与被测对象接触 n接触测量法接触测量法 仪表的部分与被测对象相互接触，受被测对象的仪表的部分与被测对象相互接触，受被测对象的作用才能得到测量结果的测量方法。如作用才能得到测量结果的测量方法。如压力式温度压力式温度计计测量温度，测温包应置于被测介质中。测量温度，测温包应置于被测介质中。n非接触测量法非接触测量法 仪表的任何部分不必与被测对象直接接触，就能得仪表的任何部分不必与被测对象直接接触，就能得到测量结果的测量方法。如到测量结果的测量方法。如光学高温计光学高温计利用被测对象利用被测对象产生的

12、热辐射测量温度。产生的热辐射测量温度。现在学习的是第12页，共81页1.2 热工测量仪表的组成与分类热工测量仪表的组成与分类1.2.1 组成组成现在学习的是第13页，共81页1感受部件感受部件感受被测量的变化，随之内部发生变化，并向外发出一个感受被测量的变化，随之内部发生变化，并向外发出一个相应的信号。亦称为一次仪表或传感器。相应的信号。亦称为一次仪表或传感器。感受部件的具体要求是：感受部件的具体要求是：输出信号必须随被测参数变化而变化。输出信号必须随被测参数变化而变化。输出信号只能随被测参数变化而变化。输出信号只能随被测参数变化而变化。输出信号与被测参数的变化之间呈单值函数关系，最输出信号与

13、被测参数的变化之间呈单值函数关系，最好呈线性关系，并有较高的灵敏度，即有较小的被测好呈线性关系，并有较高的灵敏度，即有较小的被测量变化时，输出信号就有较显著的变化。量变化时，输出信号就有较显著的变化。反应快、迟延小。反应快、迟延小。现在学习的是第14页，共81页2传输变换部件传输变换部件将感受部件输出的信号，根据显示部件的要求进行适将感受部件输出的信号，根据显示部件的要求进行适当的处理后传送给显示部件，亦称中间件。当的处理后传送给显示部件，亦称中间件。有的单纯起传递作用有的单纯起传递作用有的将信号放大后传出有的将信号放大后传出有的将信号转变成统一信号，如电压或电流，亦称变换器。有的将信号转变成

14、统一信号，如电压或电流，亦称变换器。3显示部件显示部件接受传输变换部件送来的信号并将其转换为测量人接受传输变换部件送来的信号并将其转换为测量人员可以辨识的信号，亦称二次仪表。员可以辨识的信号，亦称二次仪表。根据显示部件的功能不同，仪表又可分为：根据显示部件的功能不同，仪表又可分为：指示仪表、记录仪表、积算式仪表（积算器）、信指示仪表、记录仪表、积算式仪表（积算器）、信号式仪表和调节仪表。号式仪表和调节仪表。现在学习的是第15页，共81页 1.2.2 仪表的分类仪表的分类 按按被测参数被测参数不同：可分为温度、压力、流量、物位、成分分析不同：可分为温度、压力、流量、物位、成分分析和机械量（位移、

15、转速、振动等）测量仪表。和机械量（位移、转速、振动等）测量仪表。按按仪表的用途仪表的用途不同：可分为标准用、实验室用和工程用仪表不同：可分为标准用、实验室用和工程用仪表。按按显示特点显示特点和和功能功能不同，可分为指示式、记录式、积算式、数字式和不同，可分为指示式、记录式、积算式、数字式和屏幕式仪表。屏幕式仪表。按按工作原理工作原理不同：可分为机械式、电气式、电子式、化学式、不同：可分为机械式、电气式、电子式、化学式、气动式和液动式仪表。气动式和液动式仪表。按按安装地点安装地点不同：可分为就地安装式和盘用仪表不同：可分为就地安装式和盘用仪表。按按使用方式使用方式不同：可分为固定式和便携式仪表。

16、不同：可分为固定式和便携式仪表。根据仪表的用途、原理及结构等不同，热工仪表可分为根据仪表的用途、原理及结构等不同，热工仪表可分为以下多种类型：以下多种类型：现在学习的是第16页，共81页1.3.1 测量误差及其表示方法测量误差及其表示方法1.3 测量误差及其种类测量误差及其种类测量工作是测量工作是一一种实验工作，由于仪表本身不完善，测量人员操作种实验工作，由于仪表本身不完善，测量人员操作不当，测量时客观条件的变化以及受人类自身认识水平的局限等种不当，测量时客观条件的变化以及受人类自身认识水平的局限等种种原因，使得测量结果与被测量的真实值之间出现不符的现象，即种原因，使得测量结果与被测量的真实值

17、之间出现不符的现象，即存在测量误差。存在测量误差。测量误差的定义测量误差的定义被被测量的真量的真值 测定定值（测量量结果）果）测量量误差差 现在学习的是第17页，共81页测量量误差的概念差的概念测定定值测定值（测量结果）测定值（测量结果）测定值测定值x是由测量所得到的是由测量所得到的被测量的值被测量的值。广义上广义上我们可以把我们可以把测得值测得值、测量值测量值、检测值检测值、实验值实验值、示值示值、名义值名义值、标称值标称值、预置值预置值、给出值给出值等均看作是测量结果。等均看作是测量结果。测量结果是我们要研究的对象。测量结果是我们要研究的对象。现在学习的是第18页，共81页u测量量误差的概

18、念差的概念真真值真值：被测量的真实值。真值：被测量的真实值。理论真值一般只存在于纯理论之中。理论真值一般只存在于纯理论之中。如：三角形内角之和恒为如：三角形内角之和恒为180180，一个整圆周角为，一个整圆周角为360360真值。真值。u测量量误差的概念差的概念约定真定真值约定真值：是指对于给定用途、具有适当不确定度的、赋予特约定真值：是指对于给定用途、具有适当不确定度的、赋予特定量的值。定量的值。亦称：亦称：指定值指定值、约定值约定值、参考值参考值或或最佳估计值最佳估计值。例：由国家建立的实物标准（或基准）所指定的千克复原器例：由国家建立的实物标准（或基准）所指定的千克复原器质量的约定真值为

19、质量的约定真值为1kg1kg，其复现的不确定度为，其复现的不确定度为0.008mg0.008mg。校验时，把相对高一级仪表校验时，把相对高一级仪表校验时，把相对高一级仪表校验时，把相对高一级仪表(标准表标准表标准表标准表)的测量值作为真值。的测量值作为真值。的测量值作为真值。的测量值作为真值。现在学习的是第19页，共81页普遍性普遍性 -误差是不可避免的，所有的测量数据都存在误差。误差是不可避免的，所有的测量数据都存在误差。u误差的特点：误差的特点：u误差的基本表示方法差的基本表示方法绝对误差绝对误差 相对误差相对误差 引用误差引用误差现在学习的是第20页，共81页1.绝对误差绝对误差被被测量

20、的真量的真值 测定定值 绝对误差差：是一是一个具有确定的大小、个具有确定的大小、符号及单位的量。符号及单位的量。单位给出了被测量单位给出了被测量的量纲，其单位与的量纲，其单位与测得值相同。测得值相同。适用于：适用于：同一量级的同种量的测量结果的误差比较，或同一量级的同种量的测量结果的误差比较，或单次测量结果的误差计算。单次测量结果的误差计算。现在学习的是第21页，共81页2.相对误差相对误差定义定义：仪表的绝对误差与被测量的真实值之比，用百分数仪表的绝对误差与被测量的真实值之比，用百分数表示，即表示，即 相相对误差的特点：差的特点：相对误差只有大小和符号，无量纲，一般用百分数来表相对误差只有大

21、小和符号，无量纲，一般用百分数来表示；示；相对误差常用来衡量测量的相对准确程度。相对误差常用来衡量测量的相对准确程度。被测量的大小不同时：允许的测量绝对误差是不同的。被测量的大小不同时：允许的测量绝对误差是不同的。相对误差相同时：被测量的量值越小，允许的测量绝对相对误差相同时：被测量的量值越小，允许的测量绝对误差也越小误差也越小 现在学习的是第22页，共81页例：压力例：压力P1=50 kPa，误差，误差d d1 1=2kPa；压力；压力P2=2MPa，误差，误差d d2 2=50 kPa G1的相对误差为的相对误差为G2的相对误差为的相对误差为G2 的测量效果较好。的测量效果较好。解：解：现

22、在学习的是第23页，共81页3.折合误差（引用误差）折合误差（引用误差）我国电工仪表、压力表的准确度等级我国电工仪表、压力表的准确度等级（accuracy class）是按照引是按照引用误差进行分级的。用误差进行分级的。当一个仪表的等级当一个仪表的等级s选定后，用此表测量某一被选定后，用此表测量某一被测量时，所产生的最大绝对误差为：测量时，所产生的最大绝对误差为：绝对误差的最大值与该仪表的标称范围（或量程）上限成正比。绝对误差的最大值与该仪表的标称范围（或量程）上限成正比。定义定义：是指仪表量程范围内指示值的最大绝对误差与该仪：是指仪表量程范围内指示值的最大绝对误差与该仪 表的量程范围之间的百

23、分比，即表的量程范围之间的百分比，即仪表量程范围内指示值的最大绝对误差；仪表量程范围内指示值的最大绝对误差；仪表的量程。仪表的量程。现在学习的是第24页，共81页引用引用误差示例差示例用有一块测量范围为用有一块测量范围为0.1MPa0.1MPa，2.5级的压级的压力真空表，在进行计量校准时，各示值点上最大允许误差是力真空表，在进行计量校准时，各示值点上最大允许误差是多少？多少？解：该压力真空表在解：该压力真空表在解：该压力真空表在解：该压力真空表在0.1MPa0.1MPa0.1MPa范围内各示范围内各示范围内各示范围内各示值点上的引用误差不应超过值点上的引用误差不应超过值点上的引用误差不应超过

24、值点上的引用误差不应超过2.5，则各示值点上允许误差则各示值点上允许误差则各示值点上允许误差则各示值点上允许误差的最大示值误差应为：的最大示值误差应为：的最大示值误差应为：的最大示值误差应为：n n引用误差专用于仪器仪表误差的描述。引用误差专用于仪器仪表误差的描述。引用误差专用于仪器仪表误差的描述。引用误差专用于仪器仪表误差的描述。2.52.50.10.1（0.1）0.005（MPaMPa）现在学习的是第25页，共81页1.系统误差系统误差定义：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得定义：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。结果的平均值与被

25、测量的真值之差。特征：在相同条件下，多次测量同一量值时，该误差的绝特征：在相同条件下，多次测量同一量值时，该误差的绝对值和符号保持不变，或者在条件改变时，按某一确定规对值和符号保持不变，或者在条件改变时，按某一确定规律变化的误差。律变化的误差。1.3.2 测量误差的分类测量误差的分类根据误差的性质不同，可以把误差分为根据误差的性质不同，可以把误差分为系统误系统误差差、随机误差随机误差和和疏失误差疏失误差三种。三种。现在学习的是第26页，共81页系系统误差差举例例在实际估计测量器具示值的系统误差时，常常用适当次数的重复在实际估计测量器具示值的系统误差时，常常用适当次数的重复测量的算术平均值减去约

26、定真值来表示，又称其为测量器具的测量的算术平均值减去约定真值来表示，又称其为测量器具的偏偏移移或或偏畸偏畸。由于系统误差具有一定的规律性，因此可以根据其产生原由于系统误差具有一定的规律性，因此可以根据其产生原因，采取一定的技术措施，设法消除或减小；也可以在相因，采取一定的技术措施，设法消除或减小；也可以在相同条件下对已知约定真值的标准器具进行多次重复测量的同条件下对已知约定真值的标准器具进行多次重复测量的办法，或者通过多次变化条件下的重复测量的办法，设法办法，或者通过多次变化条件下的重复测量的办法，设法找出其系统误差的规律后，对测量结果进行修正。找出其系统误差的规律后，对测量结果进行修正。对系

27、统误差，采用修正法进行处理。对系统误差，采用修正法进行处理。用天平计量物体质量时，砝码的质量偏差用天平计量物体质量时，砝码的质量偏差 用千分表读数时，表盘安装偏心引起的示值误差用千分表读数时，表盘安装偏心引起的示值误差 刻线尺的温度变化引起的示值误差刻线尺的温度变化引起的示值误差 现在学习的是第27页，共81页2.随机误差随机误差定义定义 消除系统误差之后，测得值与在重复性条件下对同一被测量进消除系统误差之后，测得值与在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量结果的平均值之差。又称为偶然误差。行无限多次测量结果的平均值之差。又称为偶然误差。特点特点 在相同测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值

28、和符号在相同测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定方式变化的误差。以不可预定方式变化的误差。产生原因产生原因 随机误差是由人们不能掌握，不能控制，不能调节，更不能随机误差是由人们不能掌握，不能控制，不能调节，更不能消除的微小因素造成。这些因素中，有的是尚未掌握其影响消除的微小因素造成。这些因素中，有的是尚未掌握其影响测量准确的规律；有的是在测量过程中对其难以完全控制的测量准确的规律；有的是在测量过程中对其难以完全控制的微小变化微小变化(如温度波动、噪声干扰、电磁场微变、电源电压如温度波动、噪声干扰、电磁场微变、电源电压的随机起伏、地面振动等的随机起伏、地面振动等)，而这些微小变

29、化又给测量带来误差。，而这些微小变化又给测量带来误差。现在学习的是第28页，共81页随机随机误差的特征差的特征n随机误差的最主要特征是具有随机误差的最主要特征是具有随机性随机性，没有确定的规律。，没有确定的规律。类似于类似于其它随机变量，对无限次测量来说，随机误差服从其它随机变量，对无限次测量来说，随机误差服从统计规律统计规律。n n对随机误差，采用数理统计方法进行处理。对随机误差，采用数理统计方法进行处理。对随机误差，采用数理统计方法进行处理。对随机误差，采用数理统计方法进行处理。现在学习的是第29页，共81页3.3.疏失误差疏失误差n定义：定义：指明显超出统计规律预期值的误差。又称为疏忽误

30、差、过失误差指明显超出统计规律预期值的误差。又称为疏忽误差、过失误差或简称粗差。或简称粗差。n产生原因产生原因：某些偶尔突发性的异常因素或疏忽所致。：某些偶尔突发性的异常因素或疏忽所致。测量方法不当或错误，测量操作疏忽和失误（如未按规程操作、测量方法不当或错误，测量操作疏忽和失误（如未按规程操作、读错读数或单位、记录或计算错误等）读错读数或单位、记录或计算错误等）测量条件的突然变化（如电源电压突然增高或降低、雷电干扰、测量条件的突然变化（如电源电压突然增高或降低、雷电干扰、机械冲击和振动等）。机械冲击和振动等）。n由于该误差很大，明显歪曲了测量结果。故应按照一定的准则进行判由于该误差很大，明显

31、歪曲了测量结果。故应按照一定的准则进行判别，将含有粗大误差的测量数据（称为坏值或异常值）予以剔除。别，将含有粗大误差的测量数据（称为坏值或异常值）予以剔除。n n对疏失误差，采用误差处理理论进行剔除。对疏失误差，采用误差处理理论进行剔除。对疏失误差，采用误差处理理论进行剔除。对疏失误差，采用误差处理理论进行剔除。现在学习的是第30页，共81页1.4 仪表的质量指标及仪表的校验仪表的质量指标及仪表的校验 1.4.1 仪表的质量指标仪表的质量指标 1仪表的精确度等级及允许误差仪表的精确度等级及允许误差精确度精确度是精密度与正确度的综合指标，或称是精密度与正确度的综合指标，或称精度精度。精密度精密度

32、：对同一被测量进行多次测量所得的测定值重复一致的程度，：对同一被测量进行多次测量所得的测定值重复一致的程度，或者说测定值分布的密集程度，称为测量的精密度。精密度反映了随或者说测定值分布的密集程度，称为测量的精密度。精密度反映了随机误差的影响，随机误差愈小精密度愈高。机误差的影响，随机误差愈小精密度愈高。正确度正确度：对同一被测量进行多次测量，测定值偏离被测量真值的程度，：对同一被测量进行多次测量，测定值偏离被测量真值的程度，称为测量的正确度称为测量的正确度(或称准确度或称准确度)。正确度反映了系统误差的影响，。正确度反映了系统误差的影响，系统误差愈小，正确度愈高。系统误差愈小，正确度愈高。现在

33、学习的是第31页，共81页准确度、正确度和精密度三者之间的关系弹着点全部在靶上，但弹着点全部在靶上，但分散。相当于系统误差分散。相当于系统误差小而机误差大，即精密小而机误差大，即精密度低，正确度高。度低，正确度高。弹着点集中，但偏向弹着点集中，但偏向一方，命中率不高。一方，命中率不高。相当于系统误差大随相当于系统误差大随机误差小，即精密度机误差小，即精密度高，正确度低。高，正确度低。弹着点集中靶心。弹着点集中靶心。相当于系统误差与相当于系统误差与随机误差均小，即随机误差均小，即精密度、正确度都精密度、正确度都高，从而准确度亦高，从而准确度亦高。高。现在学习的是第32页，共81页测量仪表的准确度

34、由国家按离散化系列加以规定，测量仪表的准确度由国家按离散化系列加以规定，并且直接与并且直接与允许误差允许误差相对应。允许误差去掉百分相对应。允许误差去掉百分 号后取号后取绝对值绝对值，就是该仪表的，就是该仪表的精确度等级精确度等级，又称，又称 精度等级。精度等级。我国目前规定的准确度等级有：我国目前规定的准确度等级有：0.005，0.01，0.02，0.04，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0等级别。等级别。如如仪表标牌为：仪表标牌为：或或表示该仪表的精确度等级为表示该仪表的精确度等级为0.50.5级，其允许误差为级，其允许误差为0.5%0.5%。

35、仪表的允许误差仪表的允许误差准确度等级准确度等级%现在学习的是第33页，共81页例例1-1：对某机组进行热效率试验，需用：对某机组进行热效率试验，需用0-160-16MPa压力表来测压力表来测量量10MPa左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过0.50.5%，试选择仪表的精确度等级。，试选择仪表的精确度等级。解：仪表的解：仪表的允许绝对误差允许绝对误差100.5%100.5%0.05MPa0.05MPa仪表的仪表的允许折合误差允许折合误差 0.313%所以该仪表的所以该仪表的精确度等级精确度等级应选为应选为0.2级。级。现在学习的是第34页，共81页2

36、.仪表的基本误差和附加误差仪表的基本误差和附加误差仪表在全量程范围上各示值点的误差中，仪表在全量程范围上各示值点的误差中，绝对值绝对值最大者。最大者。基本误差基本误差如，某仪表在全量程上各示值点的误差分别为如，某仪表在全量程上各示值点的误差分别为0.10.1、0.150.15、-0.2-0.2、-0.1-0.1，则该仪表的基本误差为，则该仪表的基本误差为-0.2-0.2。仪表的仪表的基本误差基本误差可表示为可表示为标准表的示值标准表的示值测量值测量值现在学习的是第35页，共81页按折合误差的表示形式，仪表的基本误差可表示为按折合误差的表示形式，仪表的基本误差可表示为仪表的量程。仪表的量程。若仪

37、表未在规定的正常工作条件下工作，或由外界条若仪表未在规定的正常工作条件下工作，或由外界条件变动（如环境温度的变化、电源电压波动、外部干件变动（如环境温度的变化、电源电压波动、外部干扰等）引起的额外误差，称为扰等）引起的额外误差，称为附加误差附加误差。实际使用中采用实际使用中采用校正数校正数来处理附加误差。来处理附加误差。校正数校正数=标准值读数标准值读数附加误差附加误差仪表的基本误差应小于或等于允许误差，否则为不合格。仪表的基本误差应小于或等于允许误差，否则为不合格。现在学习的是第36页，共81页例例1-2：有二支工业温度计，其刻度范围和精度分别为：有二支工业温度计，其刻度范围和精度分别为：A

38、 A表表 0-800 1.00-800 1.0级；级；B B表表 -50-400 1.5-50-400 1.5级；级；试问：哪个温度计精度等级高、允许误差小；试问：哪个温度计精度等级高、允许误差小；要求测温误差不超过要求测温误差不超过77，应选用哪个温度计？，应选用哪个温度计？解解：A A表表1.01.0级级B B表表l.5l.5级，级，A A表精度等级高；表精度等级高；A A表允许误差表允许误差1.0%1.0%，且测量范围大；，且测量范围大；B B表允许误差表允许误差1.5%1.5%，且测量范围小；，且测量范围小；从仪表性能指标来看，从仪表性能指标来看，A A表优于表优于B B表表。允许误差

39、绝对值：允许误差绝对值：从仪表允许误差来看，从仪表允许误差来看，选用选用B B表较为合理。表较为合理。正确选择仪表的量正确选择仪表的量程范围、精度等级程范围、精度等级应视具体要求而定，应视具体要求而定，不能一概而论。不能一概而论。现在学习的是第37页，共81页例例1-3 某待测水头约为某待测水头约为9090米米,现有现有0.50.5级级 ,和和1.01.0级级 的两块压力表，问用哪一块压力表测量的两块压力表，问用哪一块压力表测量较好？较好？解解:用用0.50.5级的压力表测量级的压力表测量9090米水头时的最大误差米水头时的最大误差相对误差为：相对误差为：用用1.01.0级的压力表测量级的压力

40、表测量9090米水头时的最大误差米水头时的最大误差相对误差为：相对误差为：现在学习的是第38页，共81页例例2 说明并不是表的精度越高，测量精说明并不是表的精度越高，测量精度就越高，度就越高，应选择被测量在应选择被测量在2/32/3满量程满量程处处的线性仪表的线性仪表！现在学习的是第39页，共81页3变差变差在规定的使用条件下，使用同一仪表进行正行程和反行程测量在规定的使用条件下，使用同一仪表进行正行程和反行程测量时，在相同示值点上，正反行程测量值之差的绝对值称为此时，在相同示值点上，正反行程测量值之差的绝对值称为此刻刻度点的变差度点的变差。定义：定义：在全量程范围内，仪表各刻度点的变差中在全

41、量程范围内，仪表各刻度点的变差中的最大者称为的最大者称为仪表的变差仪表的变差（也称（也称滞后误差滞后误差或或回差回差）图图1-2 1-2 变差变差用折合误差的表示形式：用折合误差的表示形式：仪表的变差应小于或等于允许误差，否则为不合格。仪表的变差应小于或等于允许误差，否则为不合格。现在学习的是第40页，共81页4 4重复性重复性n在同一工作条件下，按同一方向对同一被测量进行多次重复测量时，在同一工作条件下，按同一方向对同一被测量进行多次重复测量时，所得的多个测量值的一致程度称为重复性。所得的多个测量值的一致程度称为重复性。5 5灵敏度和不灵敏区灵敏度和不灵敏区n灵敏度是指仪表感受被测参数变化的

42、灵敏程度。灵敏度是指仪表感受被测参数变化的灵敏程度。是稳态下，仪表输出信号的变化增量是稳态下，仪表输出信号的变化增量 与对应输入与对应输入信号的变化增量信号的变化增量 的比值（即变化率），即的比值（即变化率），即 灵敏度灵敏度现在学习的是第41页，共81页不能引起仪表输出变化的输入信号的范围，称为不灵敏区。不能引起仪表输出变化的输入信号的范围，称为不灵敏区。对于指示仪表，对于指示仪表，灵敏度灵敏度就是指单位输入信号所引起指针的就是指单位输入信号所引起指针的偏转偏转角度角度或或位移量位移量。灵敏度与分辨率灵敏度与分辨率仪表的仪表的分辨率分辨率指仪表能响应的输入信号的指仪表能响应的输入信号的最小变

43、化最小变化也称也称灵敏度限灵敏度限。它与仪表的灵敏度是不同的。它与仪表的灵敏度是不同的。不灵敏区不灵敏区当特性曲线区间取得很小时，仪表（系统）的变差、当特性曲线区间取得很小时，仪表（系统）的变差、灵敏度灵敏度和和不灵敏不灵敏区区存在下列关系存在下列关系 仪表变差仪表变差=灵敏度灵敏度不灵敏区不灵敏区现在学习的是第42页，共81页6 6非线性误差（线性度）非线性误差（线性度）仪表输出输入特性曲线与某一直线之间最大偏差量仪表输出输入特性曲线与某一直线之间最大偏差量 （或其相对量（或其相对量 ）称为仪表的）称为仪表的非线性误差非线性误差，也称也称线性度线性度。n克服非线性误差的克服非线性误差的措施措

44、施是：是：在在指针指针或或模拟仪表模拟仪表上画成上画成非非线性（不均匀）刻度线性（不均匀）刻度；对对数字式仪表数字式仪表系统中应采用系统中应采用线性化器线性化器。图图1-3 1-3 非线性误差非线性误差现在学习的是第43页，共81页7漂移漂移n在环境及工作条件不变的前提下，保持一定的在环境及工作条件不变的前提下，保持一定的输入信号，经过一段时间后，输出的变化称为输入信号，经过一段时间后，输出的变化称为漂漂移移。u电子元件的老化电子元件的老化u节流元件的磨损节流元件的磨损u热电偶和热电阻元件的污染变质热电偶和热电阻元件的污染变质u弹性元件的失效弹性元件的失效形成原因：形成原因：现在学习的是第44

45、页，共81页例例1-3：某指示压力表，量程范围为：某指示压力表，量程范围为(0-6)MPa(0-6)MPa，标尺总弧度为，标尺总弧度为270270，1.51.5级精确度，在正常工作条件下用标准表校验结果如表级精确度，在正常工作条件下用标准表校验结果如表l-1l-1所示。所示。试求：（试求：（1 1）仪表的允许误差；（）仪表的允许误差；（2 2）仪表的基本误差；（）仪表的基本误差；（3 3）仪）仪表的变差；（表的变差；（4 4）仪表的灵敏度；（）仪表的灵敏度；（5 5）是否合格。）是否合格。表表1-1 1-1 压力表校验记录压力表校验记录标准压力标准压力 p p(MPa)(MPa)0 01.01

46、.02.02.03.03.04.04.05.05.06.06.0被校被校压力压力 p p(MPa)(MPa)上行程上行程0.000.000.980.982.152.153.203.204.324.325.065.066.106.10下行程下行程0.050.051.021.022.002.003.053.054.304.304.854.855.905.90现在学习的是第45页，共81页解：解：仪表允许仪表允许折合误差折合误差=1.5%仪表允许仪表允许绝对误差绝对误差=1.5%(6.0-0)=(6.0-0)=0.09MPa（2）求基本误差求基本误差 （1）由仪表精确度由仪表精确度1.5级可得级可得

47、折合（引用）误差形式的基本误差折合（引用）误差形式的基本误差 u无论折合形式、绝对形式的基本误差均已超过允许误差。无论折合形式、绝对形式的基本误差均已超过允许误差。现在学习的是第46页，共81页（3 3）仪表变差应在）仪表变差应在7 7组上下行程读数差中选最大者，即组上下行程读数差中选最大者，即（4 4）该表灵敏度）该表灵敏度（5 5）该表因超差不合格）该表因超差不合格。现在学习的是第47页，共81页1.4.2 仪表的校验仪表的校验 为了确保测量结果的为了确保测量结果的真实性真实性和和可靠性可靠性，对使用了一定，对使用了一定时间之后以及检修过的仪表，都应进行校验，以确定时间之后以及检修过的仪表

48、，都应进行校验，以确定仪表是否合格。仪表是否合格。n外观检查外观检查n内部机件性能检查内部机件性能检查n绝缘性能检查绝缘性能检查n示值校验等示值校验等仪表校验的步骤仪表校验的步骤般包括般包括现在学习的是第48页，共81页1示值比较法示值比较法用标准仪表与被校仪表同时测量同一参数，以确定被校用标准仪表与被校仪表同时测量同一参数，以确定被校仪表各刻度点的误差。仪表各刻度点的误差。整数刻度点整数刻度点，包括，包括零点零点及及满刻度点满刻度点不得少于不得少于五点五点（精密仪表不（精密仪表不得少于七点），校验点应基本均匀分布于被校仪表的整个量程范得少于七点），校验点应基本均匀分布于被校仪表的整个量程范围

49、。围。校验点选取校验点选取u各校验点的各校验点的误差误差不超过不超过该仪表该仪表准确度等级准确度等级规定的规定的允许误差允许误差则认则认为合格。为合格。u允许误差应不大于被校表允许误差的三分之一；允许误差应不大于被校表允许误差的三分之一；u量程应等于或略大于被校仪表的量程。量程应等于或略大于被校仪表的量程。标准仪表要求：标准仪表要求：现在学习的是第49页，共81页2标准状态法标准状态法 例如，利用一些物质（如水、各种纯金属）的状态转变点温度来校验例如，利用一些物质（如水、各种纯金属）的状态转变点温度来校验温度计，利用空气中含氧量温度计，利用空气中含氧量一一定的特性来校验工程用氧量计等。定的特性

50、来校验工程用氧量计等。利用某些物质的标准状态来校验仪表。利用某些物质的标准状态来校验仪表。现在学习的是第50页，共81页1.5 测量的误差分析与处理测量的误差分析与处理 1.5.1 随机误差的处理随机误差的处理n 有界性有界性n 单峰性单峰性n 对称性对称性n 抵偿性抵偿性n随机误差总是有界限的，不可能出现无限大的随机误差。在一定测随机误差总是有界限的，不可能出现无限大的随机误差。在一定测量条件下的有限次测量结果中，随机误差的绝对值不会超过某一界限。量条件下的有限次测量结果中，随机误差的绝对值不会超过某一界限。n绝对值小的误差出现的次数多于绝对值大的误差出现的次数。绝对值小的误差出现的次数多于