自动检测技术及仪表概述
1-1 关于测量的概念
根据国际通用计量学基本名词的推荐“测量是以确定量为目的的一组操作”。这里的量值均指物理量而言。对于每一个物理量仅仅是一些物理对象共有的定性性质, 例如温度、质量、长度等等。每一物理量代表了一定的物理对象的某一方面性质, 而更具体的说, 每个量又有它的定量性质如温度高低、质量大小、长度长短等等。
测得的物理量值是一个名数, 它由表示物理量的数值和物理量的单位组成。
同一物理量, 由于所选择的单位不同, 得到测量结果的数值也不同。因此, 在给出测量值大小的同时一定要给出所用的测量单位。
1-2 测量方法
测量方法是完成测量任务所采用的手段。一般是根据给定的原理规定出在测量中所涉及的运算和实际操作。
在测量过程中由于测量对象、测量环境、测量参数不同, 采用着各式各样的测量仪表和测量方法。
1. 简单测量 当选用适当的测量仪表即可直接完成测量任务, 即可测得足够精度的被测物理量的大小时, 常把这种测量称为简单测量。
2. 直接测量 任何测量都包含不同的简单测量。如果在测量过程中只包括一项简单测量和只根据一些已知数据对测量结果运算就可以的得到被测物理量的大小, 常把这种测量称为直接测量。
3. 间接测量 如果对被测物理量的测量包括两个或两个以上的简单测量, 或包括根据若干直接测量结果来计算出最后测量结果, 这种测量称为间接测量, 也叫非直接测量。
1-3 测量仪表的性能指标
仪表运行特性通常分为静态特性和动态特性两大类。
一、测量仪表的静态特性
（一） 精确度
与精确度有关 指标有三个：精密度、正确度和精确度等级。
1. 精密度 它说明测量仪表表示值的不一致程度。即对某一稳定的被测量在相同的规定的工作条件下, 由同一测量者用同一仪表在相当短的时间内连续重复测量多次, 其测量结果的不一致程度。
2. 正确度 它说明表示值有规律地偏离真值大小值的程度。
3. 精确度 它是精密度和正确度两者的总和, 即测量仪表给出接近于被测真值的能力。
4. 精确度等级 它是指在规定的工作条件下, 仪表最大允许误差相对于仪表测量范围的百分数也称精度等级。
（二） 稳定性
它是指在规定的工作条件保持恒定时在规定时间内仪表性能保持不变的能力。一般用精密度数值和观测时间长短表示。
（三） 影响系数
影响系数是仪表性能的重要指标。由于仪表实际工作条件要比标准工作条件差很多, 此时影响量的作用可以用影响系数来表示。它是示值变化与影响量变化之间的比值。
（四） 仪表静态输入-输出特性
仪表静态输入-输出特性由灵敏度、灵敏限、分辨率、线性度、滞环、量程等特性表示。
1. 灵敏度 它表征仪表在稳态输出增量与输入增量之间的比值, 是静态特性曲线上相对应的斜率。
2. 灵敏限 当仪表的输入量从零不断增加时, 在仪表示值发生可察觉的极微小变化时, 此时对应的输入量的最小变
化值, 称为灵敏限。
3. 分辨率 它表示仪表能够检测到被测量最小变化的本领。
4. 线性度 通常用实际校验曲线与一条通过特性曲线上、下限值的端基直线之间的最大偏差值与最大值之比来衡量。
5. 死区、回差和滞环
死区 它是指不会引起仪表输出的输入值最大变化范围。
回差 它是指在仪表全部测量范围内被测量值上行和下行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差。
滞环 它是指在仪表全部测量范围内被测量值上行和下行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差与死区之差。
6. 量程 它是指测量上下限之间的代数差。
二、测量仪表的动态特性及动态误差
（一） 动态特性
测量仪表的动态特性是仪表在动态工作中所呈现的特性, 它决定仪表测量快变参数的精度, 通常用稳定时间和极限频率来概括表示。
所谓稳定时间是指给仪表一个阶跃输入, 从阶跃开始到输出信号进入并不再超出对最终稳定值规定的允许误差时的时间间隔。稳定时间又称阻尼时间。
极限频率是指一个仪表的有效工作频率。在这个频率以内仪表的动态误差不超过允许值。
（二） 动态误差
动态误差是仪表随时间变化的被测量时所具有的误差, 其数值是动态与静态测量结果的差值。
动态误差属于规律性误差。
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