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自动检测技术与装置 第一章 检测技术基础 一、绪论 检测技术及仪表是一门综合性和实用性都很强的学科方向课，是自动化专业的核心、主干课程之一。 举例：a.温度控制：温度是生产工程中最常遇到的被控参数，如炼油生产工程，但如果检测不准，如传感器选的不对，或测温方法不当都会导致控制的失败。b.液位控制、流量检测与控制、压力检测与控制。 (1)过程参数检测:(重点) 温度t（℃ 、K、℉ ） 例：0 ℃相当于32 ℉ ， 20 ℃相当于68 ℉ ，100 ℃相当于212 ℉ 压力（压强）p（Pa）、压差Δ p 、真空度、 流量q（t、m3 ）、流速v（m/s）、 物位、液位h（m） (2)机械量检测： 直线位移x（m）、角位移α、 速度、加速度a（ m/s2） 、振动、噪声、 转速n（r/min）、 力F、力矩T（Nm）、应变 ε （(m/m ）、 质量（重量）m（kg、t） (3)几何量检测： 长度、厚度、角度、直径、间距、 形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等 (4)物体的性质和成分量 空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色等。 (5)状态量： 工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等） (6)电工量： U、I、f、R、Z、E、B …… 二、检测仪表的分类 1、被测参数分类：温度检测仪表，压力检测仪表，流量检测仪表，物位检测仪表 2、被测参数影响形式分类：连续式检测仪表，开关式检测仪表 3、按仪表使用的能源和信息分类：机械式仪表，电式仪表，气式仪表，光式仪表 4、按是否具有远传输功能分类：就地显示仪表，远传式仪表 5、按信号输出形式分类：模拟式仪表，数字式仪表 6、按仪表的结构形式分类：开环结构仪表，鼻环结构仪表 7、按应用的领域场所分类：普通型、隔爆型和本安型 三、仪表的基本特征 1、测量范围：仪表能正常工作（满足准确度要求）的可测的被测量的上限和下限的范围。 2、上下限：测量范围的最低值和最高值分别叫做“范围下限”和“范围上限”，简称“下限”和“上限”。 3、量程：上下限值的代数差 4、灵敏度：传感器在稳态下输出增量△Y与引起此变化的输入增量的比值 5、分辨率（分辨力）：仪表输出能响应和可分辨的最小输入量，也是仪表在规定测量范围内能检测出的被测量的最小变化量△Xmin（有量纲）。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。有时也用该值相对满量程输入值的百分数表示（无量纲）。 6、回差：也称变差（迟滞），是指检测仪表对于同一被测量在其上升和下降时所对应输出值之间的最大误差。 该指标反映了传感器的机械部件和结构材料等存在的问题，如轴承摩擦、灰尘积塞、间隙不适当、螺钉松动、元件磨损（或碎裂）以及材料的内部摩擦等。 迟滞的大小通常由整个检测范围内的最大迟滞值Dmax与仪表量程之比的百分数表示，即 7、线性度：曲线为检测系统的实际输入输出关系。 直线为理论上的输入输出关系，称为拟合直线。 线性度表示仪表的输入—输出特性曲线对拟合直线的偏离程度。 表示：用非线性误差表示，即实际值与理论值之间的最大绝对误差 与仪表量程 比的百分数表示，即： 8、漂移：零点漂移和灵敏度漂移又可分为时间漂移（时漂）和温度漂移（温漂）。 时漂指在规定条件下，零点或灵敏度随时间的缓慢变化。 温漂则是周围温度变化引起的零点漂移或灵敏度漂移。 9、稳定性 时间稳定性：表示在工作条件保持恒定时，仪表输出值在一段时间内随机变动量的大小； 使用条件变化稳定性：表示仪表在规定的使用条件内某个条件的变化对仪表输出的影响。 10、重复性：在同一工作条件下，对同一输入值，按同一方向多次测量的输出值之间的(不)一致程度，称为“重复性”。 重复性误差eR通常用输出最大不重复误差Dmax与满量程输出yFS之比的百分数表示， 四、 误差 1、绝对误差：仪表的输出信号所代表的被测变量的数值与约定真值之间的代数差。简称“误差”。即 绝对误差 = 输出信号所代表的值 - 约定真值 2、相对误差：检测系统测量值（即示值）的绝对误差与被测参量真值的比值，称之为检测系统测量（示值）的相对误差，常用百分数表示： 3、引用误差 检测系统指示值的绝对误差与系统量程L之比值，称为检测系统测量值的引用误差。引用误差通常仍以百分数表示 4、仪表基本误差：在标准条件下，仪表全量程范围内各输出值误差中绝对值最大者称为仪表的基本误差，即最大绝对误差。 5、精确度等级：在规定工作条件下，用最大引用误差来作为判断仪表精度的尺度 6、国家现行统一规定划分的精度等级有： ……，0.05，0.1，0.25，0.35，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0……