钻井仪表基础知识ppt课件.pptx

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1、第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。钻井采油仪表（钻井采油仪表（64学时学时）全书包括三篇内容。包括钻井参数仪表、采油仪表、全书包括三篇内容。包括钻井参数仪表、采油仪表、站场自动控制三部分站场自动控制三部分计划讲钻井参数仪表和采油仪表（见授课计划）计划讲钻井参数仪表和采油仪表（见授课计划）钻井参数仪表包括：钻井仪表基础知识（测量、控钻井参数仪表包括：钻井仪表基础知识（测量、控制仪表概述，测量仪表的品质指标，钻井仪表的分制仪表概述，测量仪表的品质指标，钻井仪表的分类与构成）、

2、常用钻井参数测量（压力测量，钻压类与构成）、常用钻井参数测量（压力测量，钻压测量、钻井液压力测量、钻井液流量测量，钻井液测量、钻井液压力测量、钻井液流量测量，钻井液容量测量，钻井液密度测量，转盘扭矩测量，大钳容量测量，钻井液密度测量，转盘扭矩测量，大钳扭矩测量，转盘转速传感器，钻井进尺测量）、国扭矩测量，转盘转速传感器，钻井进尺测量）、国内外典型钻井仪表简介内外典型钻井仪表简介采油参数仪表包括：井站常用测量仪表、井下生产采油参数仪表包括：井站常用测量仪表、井下生产测试仪表、抽油井井下探测与示功图测试。测试仪表、抽油井井下探测与示功图测试。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突

3、发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。采油参数仪表包括：井站常用测量仪表（压力测量采油参数仪表包括：井站常用测量仪表（压力测量仪表，流量测量仪表，液位测量仪表，温度测量仪仪表，流量测量仪表，液位测量仪表，温度测量仪表）、井下生产测试仪表（井下压力计，井下温度表）、井下生产测试仪表（井下压力计，井下温度计，井下流量计，井下取样器，油井找水仪）、抽计，井下流量计，井下取样器，油井找水仪）、抽油井井下探测与示功图测试（井下液面探测，深井油井井下探测与示功图测试（井下液面探测，深井泵示功图测试）。泵示功图测试）。第一第一 章钻井仪表基础知

4、识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。复习上节课内容：复习上节课内容：第一节测量、控制仪表概述第一节测量、控制仪表概述一、测量过程概念一、测量过程概念二、测量的概念二、测量的概念三、测量方法（按测量方式分类、按测三、测量方法（按测量方式分类、按测量条件分类、按接触方式分类）量条件分类、按接触方式分类）四、测量仪表组成（测量机构、传送放四、测量仪表组成（测量机构、传送放大机构、显示机构）大机构、显示机构）第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制

5、度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。一：测量过程和测量一：测量过程和测量测量过程：将生产过程中对各种变量的数测量过程：将生产过程中对各种变量的数值检测并显示出来的过程测量是指人们用值检测并显示出来的过程测量是指人们用实验的方法，实验的方法，测量：借助于一定的仪器或设备，将被测测量：借助于一定的仪器或设备，将被测量与同性质的单位标准量进行比较，并确量与同性质的单位标准量进行比较，并确定被测量对标准量的倍数，从而获得关于定被测量对标准量的倍数，从而获得关于被测量的定量信息。被测量的定量信息。公式：公式：Qqv q=Q/vQ被测量被测量v测量单位测量单位q被测量与所选测量单位的

6、比值被测量与所选测量单位的比值第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。二、测量方法二、测量方法测量方法就是实现被测量与其单位比较的方法。测量方法就是实现被测量与其单位比较的方法。测量方法应按被测量的性质、特点和测量任务要求来选测量方法应按被测量的性质、特点和测量任务要求来选择。择。测量方法分类如下：测量方法分类如下：（1）按测量方式分类：直接法、间接法、组合法）按测量方式分类：直接法、间接法、组合法（2）按）按测量条件分为等精度测量和不等精度测量测量条件分为等精度测量和不等精度

7、测量（3）按传感器与被测对象是否直接接触：接触式测量、按传感器与被测对象是否直接接触：接触式测量、非接触式测量非接触式测量（4）按测量值的获得方式：偏移法、零位法、差分式）按测量值的获得方式：偏移法、零位法、差分式法法第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。三、测量仪表三、测量仪表从测量仪表的组成来看，基本上是从测量仪表的组成来看，基本上是由测量机构由测量机构传送放大机构传送放大机构显示机构显示机构三部分三部分 测量机构直接感受被测参数，并将它变成适合测量机构直接感受被测参数，

8、并将它变成适合于测量的信号，经传送放大机构对信号进行传送于测量的信号，经传送放大机构对信号进行传送放大，最后由显示机构进行指示，记录。放大，最后由显示机构进行指示，记录。实质：实质：将被测参数信号能量形式一次或多次不断地变将被测参数信号能量形式一次或多次不断地变换和传送，并将被测参数与其相应的测量单位进换和传送，并将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。行比较的过程。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二节测量仪表的品质指标第二节测量仪表的品质指标重点：误差类型、仪表

9、精度、仪表灵敏度重点：误差类型、仪表精度、仪表灵敏度难点：变差难点：变差包括内容：包括内容：1、知识目标知识目标知识目标知识目标：通过本次课程的学习能够进行各种误差的判：通过本次课程的学习能够进行各种误差的判定以及公式的掌握。定以及公式的掌握。2、能力目标能力目标能力目标能力目标：通过本次课程的学习能够进行应用到仪表中：通过本次课程的学习能够进行应用到仪表中去简单计算精度、灵敏度等。去简单计算精度、灵敏度等。3、素质目标素质目标素质目标素质目标：正确指导生产操作，保证安全生产。：正确指导生产操作，保证安全生产。拓展内容：拓展内容：拓展内容：拓展内容：重复性和再现性重复性和再现性 可靠性可靠性

10、仪表响应时间仪表响应时间 第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第二节测量仪表的品质指标第二节测量仪表的品质指标一、测量误差概念一、测量误差概念1、概念：、概念：由于检测系统由于检测系统(仪表仪表)不可能绝对精确，不可能绝对精确，测量原理的局限、测量方法的不尽完善、环境因测量原理的局限、测量方法的不尽完善、环境因素和外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被素和外界干扰的存在以及测量过程可能会影响被测对象的原有状态等，使得测量结果不能准确地测对象的原有状态等，使得测量结果不能准确

11、地反映被测量的真值而存在一定的偏差，这个偏差反映被测量的真值而存在一定的偏差，这个偏差就是测量误差。就是测量误差。测量值与真实值之差称为测量误差。测量值与真实值之差称为测量误差。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2、真实值的确定、真实值的确定1）计量学约定的真值）计量学约定的真值根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量单位的定义，利用当今最高科学根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量单位的定义，利用当今最高科学技术复现的这些实物单位基准，其值被公认为国际或国家基准称

12、为约定真值。技术复现的这些实物单位基准，其值被公认为国际或国家基准称为约定真值。2）标准仪器的相对真值）标准仪器的相对真值如果高一级检测仪器如果高一级检测仪器(计量器具计量器具)的误差仅为低一级检测仪器的误差的的误差仅为低一级检测仪器的误差的l/3l/3l/10l/10，则可认为前者是后者的相对真值。则可认为前者是后者的相对真值。3）标称值标称值计量或测量器具上标注的量值，称为标称值。计量或测量器具上标注的量值，称为标称值。4）示值）示值检测仪器（或系统）指示或显示（被测参量）的数值叫示值，也叫测量值检测仪器（或系统）指示或显示（被测参量）的数值叫示值，也叫测量值或读数。或读数。5）理论真值）

13、理论真值一般用高级表的测量值代表低级表的真值一般用高级表的测量值代表低级表的真值3、误差产生的原因、误差产生的原因1）实验方法（）实验方法（方法误差）方法误差）2）仪器精度（）仪器精度（工具误差）工具误差）3）环境（）环境（环境误差）环境误差）4）人为因素（）人为因素（人员误差）人员误差）第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。二二、测量误差分类与表示方法、测量误差分类与表示方法1、测量误差分类、测量误差分类从不同的角度，测量误差可有不同的分类方法。从不同的角度，测量误差可有不

14、同的分类方法。根据测量误差的性质根据测量误差的性质(或出现的规律或出现的规律)产生的原产生的原因通常可分为系统误差、随机误差和粗大误差因通常可分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。三类。1)系统误差系统误差第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。在相同条件下，多次重复测量同一被测参数数值在相同条件下，多次重复测量同一被测参数数值 时，其测量误差的大小和符号保持不变；或在条件改时，其测量误差的大小和符号保持不变；或在条件改变时，误差按某一确定的规律变化，这种测量误差称变时，误差按

15、某一确定的规律变化，这种测量误差称为系统误差。为系统误差。检测装置本身性能不完善、测量方法不检测装置本身性能不完善、测量方法不完善、测量者对仪器使用不当、环境条件的变化等原完善、测量者对仪器使用不当、环境条件的变化等原因都可能产生系统误差。例如，某仪表刻度盘分度不因都可能产生系统误差。例如，某仪表刻度盘分度不准确，就会造成读数偏大或偏准确，就会造成读数偏大或偏其误差值恒定不变的又其误差值恒定不变的又称为定值系统误差，其误差值变化的则称为变值系统称为定值系统误差，其误差值变化的则称为变值系统误差。变值系统误差又可分为累进性的、周期性的以误差。变值系统误差又可分为累进性的、周期性的以及按复杂规律变

16、化的几种。及按复杂规律变化的几种。系统误差可发现，可消除系统误差可发现，可消除或修正。它反映仪表的准确度特征。或修正。它反映仪表的准确度特征。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2)2)随机误差随机误差 在在相相同同条条件件下下多多次次重重复复测测量量同同一一被被测测参参量量时时，测测量量误误差差的的大大小小与与符符号号均均无无规规律律变变化化，这这类类误误差差称称为随机误差。为随机误差。随随机机误误差差表表现现测测量量结结果果的的分分散散性性，通通常常用用精精密密度度表表

17、征征随随机机误误差差的的大大小小。随随机机误误差差越越大大，精精密密度度越越低低；反反之之，精精密密度度就就越越高高。测测量量的的精精密密度度高高，亦亦即即表表明明测量的重复性好。测量的重复性好。随随机机误误差差是是测测量量过过程程中中，许许多多独独立立的的、微微小小的的，偶然的因素引起的综合结果。不易发现，不能消除。偶然的因素引起的综合结果。不易发现，不能消除。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。当系统误差远大于随机误差，此时按纯粹系统当系统误差远大于随机误差，此时按纯粹

18、系统差处理；系统误差很小，已经校正，则可按纯粹随差处理；系统误差很小，已经校正，则可按纯粹随机误差处理；系统误差和随机误差不多，此时应分机误差处理；系统误差和随机误差不多，此时应分别按不同方法来处理。别按不同方法来处理。精度是反映检测仪器的综合指标，精度高必须精度是反映检测仪器的综合指标，精度高必须做到准确度高、精密度也高，也就是说必须使系统做到准确度高、精密度也高，也就是说必须使系统误差和随机误差都小。误差和随机误差都小。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3）粗大误差）

19、粗大误差明显歪曲测量结果的误差称作粗大误差，又称过明显歪曲测量结果的误差称作粗大误差，又称过失误差，粗大误差主要是人为因素造成的。例如，失误差，粗大误差主要是人为因素造成的。例如，测量人员工作时疏忽大意，出现了读数错误、记测量人员工作时疏忽大意，出现了读数错误、记录错误、计算错误或操作不当等。另外，测量方录错误、计算错误或操作不当等。另外，测量方法不恰当，测量条件意外的突然变化，也可能造法不恰当，测量条件意外的突然变化，也可能造成粗大误差。成粗大误差。含有粗大误差的测量值称为坏值或异常值。坏值含有粗大误差的测量值称为坏值或异常值。坏值应从测量结果中剔除。应从测量结果中剔除。在实际测量工作中，由

20、于粗大误差的误差数值特在实际测量工作中，由于粗大误差的误差数值特别大，容易从测量结果中发现，一经发现有粗大别大，容易从测量结果中发现，一经发现有粗大误差，可以认为该次测量无效，测量数据应剔除，误差，可以认为该次测量无效，测量数据应剔除，从而消除它对测量结果的影响。从而消除它对测量结果的影响。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2、测量误差的表示方法、测量误差的表示方法 1）绝对误差与相对误差）绝对误差与相对误差绝对误差绝对误差：绝对误差是仪表的指示值：绝对误差是仪表的指示值

21、x与被测量的与被测量的真值真值T之间的差值，记做之间的差值，记做 绝对误差有符号和单位，它的单位与被测量相同。绝对误差有符号和单位，它的单位与被测量相同。引入绝对误差后，被测量真值可以表示为引入绝对误差后，被测量真值可以表示为 含有误差的指示值加上修正值之后，可以消除误含有误差的指示值加上修正值之后，可以消除误差的影响，在计量工作中，通常采用加修正值的方法差的影响，在计量工作中，通常采用加修正值的方法来保证测量值的准确可靠，仪表送上级计量部门检定，来保证测量值的准确可靠，仪表送上级计量部门检定，其主要目的就是获得一个准确的修正值。其主要目的就是获得一个准确的修正值。第一第一 章钻井仪表基础知识

22、章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。绝对误差愈小，说明指示值愈接近真值，测量精绝对误差愈小，说明指示值愈接近真值，测量精度愈高。但这一结论只适用于被测量值相同的情况，度愈高。但这一结论只适用于被测量值相同的情况，而不能说明不同值的测量精度。例如，某测量长度的而不能说明不同值的测量精度。例如，某测量长度的仪器；测量仪器；测量10 mm的长度，绝对误差为的长度，绝对误差为0.001 mm。另一仪器测量另一仪器测量200 mm长度，误差为长度，误差为0.01 mm；这就；这就很难按绝对误差的大小来判断测量精

23、度高低了，这是很难按绝对误差的大小来判断测量精度高低了，这是因为后者的绝对误差虽然比前者大，但它相对于被测因为后者的绝对误差虽然比前者大，但它相对于被测量的值却显得较小。为此，引入相对误差的概念。量的值却显得较小。为此，引入相对误差的概念。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。相对误差相对误差 相对误差是仪表指示值的绝对误差与被测量真相对误差是仪表指示值的绝对误差与被测量真值值T的比值，常用百分数表示，即的比值，常用百分数表示，即 相对误差比绝对误差能更好地说明测量的精确程相

24、对误差比绝对误差能更好地说明测量的精确程度。在上面的例子中度。在上面的例子中显然，后一种长度测量仪表更精确。显然，后一种长度测量仪表更精确。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。在实际测量中，由于被测量真值是未知的，而指在实际测量中，由于被测量真值是未知的，而指示值又很接近真值。因此，可以用指示值示值又很接近真值。因此，可以用指示值x代替真值代替真值T来计算相对误差。来计算相对误差。使用相对误差来评定测量精度，也有局限性。使用相对误差来评定测量精度，也有局限性。它只能说明不同

25、测量结果的准确程度，但不适用于衡它只能说明不同测量结果的准确程度，但不适用于衡量测量仪表本身的质量。因为同一台仪表在整个测量量测量仪表本身的质量。因为同一台仪表在整个测量范围内的相对误差不是定值。随着被测量的减小相对范围内的相对误差不是定值。随着被测量的减小相对误差变大。为了更合理地评价仪表质量；采用了引用误差变大。为了更合理地评价仪表质量；采用了引用误差的概念。误差的概念。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2)引用误差引用误差是绝对误差与仪表量程上的比值，通常以百分数是

26、绝对误差与仪表量程上的比值，通常以百分数表示。引用误差表示。引用误差 如果以测量仪表整个量程中，可能出现的绝如果以测量仪表整个量程中，可能出现的绝对误差最大值对误差最大值 代替代替 ，则可得到最大引用，则可得到最大引用误差误差 。对一台确定的仪表或一个检测系统，最大引用对一台确定的仪表或一个检测系统，最大引用误差就是一个定值。误差就是一个定值。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。测量仪表一般采用最大引用误差不能超过的允测量仪表一般采用最大引用误差不能超过的允许值作为划分精度

27、等级的尺度。工业仪表常见的精许值作为划分精度等级的尺度。工业仪表常见的精度等级有度等级有0.1级，级，0.2级，级，0.5级，级，1.0级，级，1.5级，级，2.0级，级，2.5级，级，5.0级。精度密度和精确度等级为级。精度密度和精确度等级为1.0的的仪表，在使用时它的最大引用误差不超过仪表，在使用时它的最大引用误差不超过1.0，也就是说，在整个量程内它的绝对误差最大值不会也就是说，在整个量程内它的绝对误差最大值不会超过其量程的超过其量程的1。在具体测量某个量值时，相对误差可以根据精在具体测量某个量值时，相对误差可以根据精度等级所确定的最大绝对误差和仪表指示值进行计度等级所确定的最大绝对误差

28、和仪表指示值进行计算。算。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。三、测量范围与量程三、测量范围与量程1、测量范围、测量范围在正常工作条件下，仪表可以进行测量的在正常工作条件下，仪表可以进行测量的被测参数的范围叫测量范围。被测参数的范围叫测量范围。每个用于测量的检测仪器都有规定的测量范围，它是该仪表按规定的精度对被测变量进行测量的允许范围。测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限，简称下限和上限。测量范围的表示方法是用测量范围的表示方法是用下限值至上限值来表示。如某温

29、度表的测量范围是-100500。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2、量程测量范围的上限与下限的代数差，记为Ll上l下，如某温度表的量程为L600。给出测量范围便知上、下限和量程，给出量程则无法知道测量范围。四、仪表的基本误差四、仪表的基本误差仪表在规定的标准条件下所具有的误差。它包括最仪表在规定的标准条件下所具有的误差。它包括最大允许绝对误差、最大允许引用误差。大允许绝对误差、最大允许引用误差。五、附加误差五、附加误差仪表的使用条件偏离参比工作条件下出现的误差。仪表的使

30、用条件偏离参比工作条件下出现的误差。附加误差一般都明确指出产生误差的原因，如温差、附加误差一般都明确指出产生误差的原因，如温差、频率差、电压差等。频率差、电压差等。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。六、仪表的精确度和精度等级六、仪表的精确度和精度等级1、仪表的精确度是精密度和准确度的综合指标，简称为精度。对于具体、仪表的精确度是精密度和准确度的综合指标，简称为精度。对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度也不一定高，的测量，精密度高的准确度不一定高，准确

31、度高的精密度也不一定高，但精确度高，则精密度和准确度都高。但精确度高，则精密度和准确度都高。2、精密度：是指对同一被测量进行多次测量，测量值重复一致的程度或、精密度：是指对同一被测量进行多次测量，测量值重复一致的程度或者说测量值分布的密集程度。精密度反映随机误差的影响，随机误差者说测量值分布的密集程度。精密度反映随机误差的影响，随机误差愈小，精密度愈高。愈小，精密度愈高。3、准确度：是指对同一被测量进行多次测量，测量值偏离被测量值的约、准确度：是指对同一被测量进行多次测量，测量值偏离被测量值的约定真值的程度。准确谋反定真值的程度。准确谋反系统误差的影响，系统误差愈小，准确度系统误差的影响，系统

32、误差愈小，准确度愈高。愈高。4、精度等级：用最大引用误差去掉、精度等级：用最大引用误差去掉号和百分号号和百分号()后的数字来表示精度后的数字来表示精度等级，精度等级用符号等级，精度等级用符号G表示。按精度等级把仪表分为三类，即一级表示。按精度等级把仪表分为三类，即一级表表0.005、0.02、0.05；二级表；二级表0.1、0.2、0.5；三级表；三级表1.0、1.5、2.5、4.0。例例如如，量量程程为为0 01000 1000 V V的的数数字字电电压压表表，如如果果其其整整个个量量程程中中最最大大绝绝对对误误差差为为1.05V1.05V，则有，则有:任何符合计量规范的检测仪器（系统）都满

33、足任何符合计量规范的检测仪器（系统）都满足第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。例例：被被测测电电压压实实际际值值大大约约为为21.7V21.7V。现现有有1.51.5级级、量量程程为为0 030V30V的的A A表表；1.51.5级级、量量程程为为0 050V50V的的B B表表；1.01.0级级、量量程程为为0 050V50V的的C C表表；0.20.2级级、量量程程为为0 0360V360V的的D D表表四四种种电电压压表表，请请问问选选用用哪哪种种规规格格的的电电压压

34、表表进进行行测测量量所所产产生的测量误差较小生的测量误差较小?解解：根根据据最最大大引引用用误误差差公公式式分分别别用用四四种种表表进进行行测测量量，由由此此可可能能产产生生的的最最大大绝绝对对误误差差分分别如下所示。别如下所示。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。A表有,B表有,C表有,D表有,答：四者比较，选用A表进行测量所产生的测量误差通常较小。这说明了什么？绝对误差直接说明测量值偏离实际的大小。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、

35、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。七、七、变差（迟滞或仪表恒定度）变差（迟滞或仪表恒定度）迟滞特性表明检测系统在正向和反向行程期间，输入迟滞特性表明检测系统在正向和反向行程期间，输入输出特性曲线不一致输出特性曲线不一致的程度。也就是说，对同样大小的输入量，检测系统在正、反行程中，往往对应两的程度。也就是说，对同样大小的输入量，检测系统在正、反行程中，往往对应两个大小不同的输出量，如右下图所示。变差产生的原因如传动机构的间隙、摩擦、个大小不同的输出量，如右下图所示。变差产生的原因如传动机构的间隙、摩擦、能量吸收等。能量吸收等。1、概念：在外界条

36、件不变的情况下，使用同一仪表对某一参数进行正、反行程测、概念：在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对某一参数进行正、反行程测量时，所得仪表示值之间的差值称为变差。量时，所得仪表示值之间的差值称为变差。2、变差大小计算：用正、反行程时仪表之间的最大差值与仪表量程之比的百分数、变差大小计算：用正、反行程时仪表之间的最大差值与仪表量程之比的百分数表示。要求变差值小于最大允许引用误差值。表示。要求变差值小于最大允许引用误差值。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。八、灵敏度与灵敏限（

37、分辨率）八、灵敏度与灵敏限（分辨率）1、灵灵敏敏度度是是指指测测量量系系统统在在静静态态测测量量时时，输输出出量量的的增增量量与与输输入入量量的的增增量量之之比比。即即当输出和输入都是同一量纲时，灵敏度则称为放大倍数。当输出和输入都是同一量纲时，灵敏度则称为放大倍数。2、灵敏限（分辨率）、灵敏限（分辨率）能能引引起起输输出出量量发发生生变变化化时时输输入入量量的的最最小小变变化化量量称称为为检检测测系系统统的的分分辨辨力力。许许多多测测量量系系统统在在全全量量程程范范围围内内各各测测量量点点的的分分辨辨力力并并不不相相同同，为为统统一一，常常用用全全量量程程中中能能引引起起输输出出变变化化的的

38、各各点点最最小小输输入入量量中中的的最最大大值值相相对对满满量量程程输输出出值值的的百分数表示系统的分辨率。百分数表示系统的分辨率。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。拓展知识：九、重复性和再现性拓展知识：九、重复性和再现性1、重复性表示检测系统或传感器在输入量按同一方向、重复性表示检测系统或传感器在输入量按同一方向(同为同为正行程或同为反行程正行程或同为反行程)作全量程连续多次变动时所得特性曲线作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。不一致的程度。2、再现性、再现

39、性对同一输入值，按正、对同一输入值，按正、反两个方向重复测量，反两个方向重复测量，输出值之间相互一致性输出值之间相互一致性的程度。的程度。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。十、可靠性十、可靠性通常，通常，检测检测系系统统的作用不的作用不仅仅要提供要提供实时测实时测量数据，而且往往作量数据，而且往往作为为整整个自个自动动化系化系统统中必不可少的重要中必不可少的重要组组成成环节环节直接参与和影响生直接参与和影响生产过产过程控制；程控制；因此，因此，检测检测系系统统一旦出一旦出

40、现现故障往往会故障往往会导导致整个自致整个自动动化系化系统瘫痪统瘫痪，甚至造，甚至造成成严严重的生重的生产产事故，事故，为为此必此必须须十分重十分重视检测视检测系系统统的可靠性。衡量的可靠性。衡量检测检测系系统统可靠性的指可靠性的指标标有：有：1）平均无故障时间）平均无故障时间MTBF（Mean Between Failure）：）：是指检测系统在是指检测系统在正常工作条件下开始连续不间断工作，直至因系统本身发生故障丧失正正常工作条件下开始连续不间断工作，直至因系统本身发生故障丧失正常工作能力时为止的时间，单位通常为小时或天。常工作能力时为止的时间，单位通常为小时或天。（2）可信任概率）可信任

41、概率P：用于表示在给定时间内检测系统在正常工作条件：用于表示在给定时间内检测系统在正常工作条件下保持规定技术指标（限内）的概率。下保持规定技术指标（限内）的概率。（3）故障率：）故障率：故障率也称失效率，它是平均无故障时间故障率也称失效率，它是平均无故障时间MTBF的倒数。的倒数。（4）有效度）有效度：衡量检测系统可靠性的综合指标是有效度，对于可排除：衡量检测系统可靠性的综合指标是有效度，对于可排除故障、修复后又可投入正常工作的检测系统，其有效度故障、修复后又可投入正常工作的检测系统，其有效度A定义为平均无定义为平均无故障时间与平均无故障时间、平均故障修复时间故障时间与平均无故障时间、平均故障

42、修复时间MTTR（Mean Time to Repair）和的比值，即）和的比值，即：检测系统使用方面的指标有：操作维修是否方便，能否可靠安全运行以及抗干检测系统使用方面的指标有：操作维修是否方便，能否可靠安全运行以及抗干扰与防护能力的强弱、重量、体积的大小、自动化程度的高低等。扰与防护能力的强弱、重量、体积的大小、自动化程度的高低等。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。十一、仪表响应时间十一、仪表响应时间检检测测系系统统的的时时域域动动态态性性能能指指标标一一般般都都是是

43、用用阶阶跃跃输输入入时时检检测测系系统统的输出响应，即过渡过程曲线上的特性参数来表示。的输出响应，即过渡过程曲线上的特性参数来表示。1 1、一阶系统的时域动态特性参数、一阶系统的时域动态特性参数 一阶测量系统时域动态特性参数主要是时间常数及与之相关一阶测量系统时域动态特性参数主要是时间常数及与之相关的输出响应时间。的输出响应时间。时间常数时间常数时间常数是一阶系统的最重要的动态性能指标，一阶测量系统时间常数是一阶系统的最重要的动态性能指标，一阶测量系统为阶跃输入时，其输出量上升到稳态值的为阶跃输入时，其输出量上升到稳态值的63.263.2所需的时间，所需的时间，就为时间常数。就为时间常数。第一

44、第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 2、二阶系统的时域动态特性参数和性能指标、二阶系统的时域动态特性参数和性能指标二二阶阶测测量量系系统统当当输输入入信信号号为为幅幅值值等等于于的的阶阶跃跃信信号号时时，通通过过对对二二阶阶测测量量系系统统传传递递函函数数式式，可可得得常常见见二二阶阶测测量量系系统统对对阶阶跃跃输输入入的的输出响应时间。输出响应时间。阻尼时间阻尼时间指指从从给给仪仪表表突突然然输输入入其其标标尺尺一一半半的的相相应应参参数数值值时时开开始始，到到仪仪表表指

45、指示示值值与与输输入入参参数数之之差差为为该该仪仪表表标标尺尺范范围围的的11时时为为止止的的时时间间间隔。间隔。第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。思考题思考题1、什么是系统误差和随机误差、什么是系统误差和随机误差?准确度和精密度准确度和精密度的含义是什么的含义是什么?它们各反映何种误差它们各反映何种误差?2、某线性位移测量仪，当被测位移由、某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由时，位移测量仪的输出电压由3.5V减至减至2.5

46、V，求该仪器的灵敏度。，求该仪器的灵敏度。3、有三台测温仪表，量程均为、有三台测温仪表，量程均为0800，精度等，精度等级分别为级分别为2.5级、级、2.0级和级和1.5级，现要测量级，现要测量500的的温度，要求相对误差不超过温度，要求相对误差不超过2.5，选那台仪表合，选那台仪表合理理?第一第一 章钻井仪表基础知识章钻井仪表基础知识严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。4、某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如、某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：下：铂电阻温度传感器：铂电阻温度传感器：0.45/电桥：电桥：0.02V/放大器：放大器：100(放大倍数放大倍数)笔式记录仪：笔式记录仪：0.2cm/V求：求：(1)测温系统的总灵敏度；测温系统的总灵敏度；(2)记录仪笔尖位移记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值。时，所对应的温度变化值。