第1页，共29页，星期日，2025年，2月5日过程检测技术第三章第2页，共29页，星期日，2025年，2月5日本章主要内容(1)测量与误差的基本知识；(2)测量仪器仪表的性能及其特点。第3页，共29页，星期日，2025年，2月5日生产过程自动化是现代生产的重要特征。生产过程自动化的本质是进行自动控制。过程自动控制的基础是准确测量生产过程中的参数。面对科研和实际生产，应当正确的选择测试原理和方法，正确选择所需要的仪表，组成合适的测试系统。第4页，共29页，星期日，2025年，2月5日3.1测量与误差第5页，共29页，星期日，2025年，2月5日一、测量的基本概念1.1测量定义测量：人类对自然界的客观事物取得数量概念的一种认识过程。采用专门的仪器设备，通过实验方法，求出未知参数。测量目的：准确的获取表征被测对象特征的某些参数的定量信息。过程检测：对生产过程中的各参数的测量，又称在线检测。3.1测量与误差的基本知识第6页，共29页，星期日，2025年，2月5日1.2测量方法测量方法：获取被测量的数值及其单位的方法。测量原理：仪器、仪表工作所依据的物理、化学等具体效应。静态测量法与动态测量法接触测量法与非接触测量法等精度测量法与不等精度测量法直接测量法与间接测量法测量方法分类第7页，共29页，星期日，2025年，2月5日功能：确定被测参数的量值。组成：传感器、变换器、显示器、传输通道。不论是检测系统的复杂仪表还是简单仪表。1.3测量仪器与设备第8页，共29页，星期日，2025年，2月5日（1）感受器（传感器、敏感元件、一次仪表）是检测仪表与被测对象直接发生联系的部分。作用：感受被测参数的变化，并转换成与之相适应的输出信号（气、电信号）。传感器的三大主要性能要求：1）高准确性：输出信号与被测参数应成严格的单值函数关系（最好线性）。2）高稳定性：不受时间或环境温度等因素的影响。3）高灵敏度：被测参数有微小变化时，输出量变化明显。第9页，共29页，星期日，2025年，2月5日（2）变送器或变换器是检测仪表中的中间环节。作用：将传感器的输出信号进行变换，实现放大、远距离传送、线性化处理或转变成规定的统一信号，供给显示器、调节器等。（变送器：能输出标准信号的传感器）例如，单元组合仪表中的变送器将各种传感器的输出信号转换成规定的标准电信号，使一种显示仪表能够适用于不同的被测参数。要求：准确、稳定的传输、放大和转换信号，受外界干扰少，变换信号的误差小。第10页，共29页，星期日，2025年，2月5日（3）显示器（二次仪表）作用：显示被测量数值的大小。可以是瞬时量的显示、累积量的显示、越限报警等，也可以是相应的记录显示。显示方式：指示式、数字式、屏幕式模拟式显示图像显示第11页，共29页，星期日，2025年，2月5日二、误差的基本概念测量误差分析的目的：根据测量误差的规律性，找出消除或减少误差的方法，科学的表达测量结果，合理的设计测量系统。误差：测量结果与被测变量的真值之差。分为静态、动态误差。随机误差系统误差性质粗大误差2.1测量误差及分类绝对误差表示方式相对误差引用误差第12页，共29页，星期日，2025年，2月5日系统误差：在相同条件下多次测量同一被测量值的过程中出现的一种误差，有一定规律性。原因：测量工具本身不准确、或安装调整的不正确、测试人员的分辨能力或读数习惯、测量方法的理论缺陷等。2.随机（偶然）误差：在相同条件下多次测量同一被测量值过程中出现的绝对值和符号以不可预计的方式变化的误差。原因：测量过程中一些彼此独立的随机因素对测量值的综合影响。多次测量值服从统计规律。3.粗大误差：明显歪曲测量结果的误差。原因：测量者的粗心、不正确的操作、实验条件的突变等。第13页，共29页，星期日，2025年，2月5日2.2粗大误差的检验与剔除统计判别法：规定一个置信区间，将误差超过此区间的测量