儀表選用的有關事項
發布時間:2008/11/26 0:00:00 訪問次數:533
選擇儀表時應遵循以下兩條原則。①選擇有關部門或企業的最合適儀表,以便執行特定要求的測量;②購買新的儀表時,除考慮完成特定的測量外,還應同時考慮擴展所屬工作部門或企業的測量能力。無論使用現有的儀表還是購買新的儀表,選擇的基本準則是一樣的。
選擇儀器、儀表時,應考慮儀器、儀表的品質指標,包括使用的儀表應具有多高的準確度級別,量程是多大,示值穩定性如何,輸出-輸人特性如何等,除此以外還要考慮測量結果如何顯示,儀表的抗干擾能力如何等因素。
(1)精度等級的選擇 在正常使用條件下,儀表測量結果的準確程度叫儀表的準確度。在工業測量中,為了便于表示儀表的質量,通常用準確度等級來表示儀表的準確程度。儀表準確度習慣上稱精度,準確度等級習慣上稱精度等級。
精度等級是說明儀表的測量精確度的指標。按照國家統一規定的允許誤差大小可將儀表的精確度劃分為若干等級。所謂允許誤差,是指儀表在規定的正常情況下允許的相對百分誤差(即歸算誤差)的最大值,即
儀表的精度等級就是將該儀表的允許誤差的“±”號及“%”號去掉后的數值。例如,某壓力表的允許誤差為±1.0%,則該壓力表的精度等級即為1.0級。
精度等級是衡量儀表質量優劣的重要指標之一。儀表的精度等級已經系列化,我國工業儀表一般劃分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七個等級,并標注在儀表刻度標尺或銘牌上。在工業生產現場使用的檢測儀表大都是0.5級以下的。在選擇儀表的精度等級時,應根據實際需要,不能片面追求高精度,以免造成浪費。
按照國家標準的規定,在正常工作條件下使用儀表時,儀表的實際誤差應小于或等于該表精度等級(在儀表標度盤上注明)所允許的誤差范圍。
(2)量程的選擇 示值范圍又稱量程,即儀表所能指示的被測量值的上限值與下限值之差。示值范圍應根據被測參數的大小來選擇,其上限值應當高于被測參數的最大可能值;為了保證測量的精確度,所測參數的數值不能太接近于儀表示值范圍的下限值,一般以不低于儀表全量程的1/3為宜。儀表示值范圍的數值也已標準化、系列化,一般可在相應的產品目錄中查到。
(3)示值穩定性的選擇 示值穩定性又稱示值變差,它指的是在外界條件不變的情況下,對同一個被測數值進行重復測量時,儀表指示值的最大變化范圍。示值穩定性反映了儀表的可靠程度。對于含有彈性元件的儀表,造成示值不穩定的重要原因是存在遲滯現象,因此示值變差的大小通常也采用下式來計算,并要求計算所得的百分數不得超過儀表的允許誤差。
式中 △t——遲滯(滯后);
amax——輸出值在正反行程間的最大差值;
yf.s——滿量程輸出。
此外,當儀表在溫度波動較大的環境中或長時間地連續工作時,還應考慮其溫度穩定性和長時間工作穩定性(零點漂移)。
(4)輸出-輸人特性 當被測參數處于穩定狀態時,應當考慮儀表的線性度、靈敏度、分辨率等靜態特性。當測量快速變化的參數時,則應考慮儀表的動態特性。常用的兩個動態品質指標是時間常數(或響應時間)和滯后時間。例如,在采用熱電偶的測溫系統中,由于帶有保護套管的熱電偶存在熱慣性,從而表現為具有長達幾十秒的時間常數;又如,在工業氣體分析中,被分析氣體往往先要流經取樣裝置才能進人傳感器,從而需要一段時間,這就是滯后時間。顯然,由于滯后時間和時間常數的存在,將會給測量結果帶來更大的動態誤差。
測量儀表的輸人特性很重要,因為接人被測電路后可能會產生不希望見到的影響,如電壓表的內阻不夠大或電流表的內阻不夠小,將其接入被測電路后將會使原電路的工作狀態發生變化。測量交流電量時,儀表的輸入阻抗不夠高(包括隨頻率而變)同樣會造成這種影響。為了滿足特定的測量要求,被測信號常常經信號調節電路變換后接測量儀表。
(5)顯示的選擇 測量結果可以有兩種顯示方式,即模擬顯示或數字顯示。有一些儀器可同時以模擬和數字兩種方式進行顯示。
①模擬顯示。模擬顯示又可分為模擬指示顯示和模擬圖示顯示。模擬指示顯示由標度尺和指示標度尺讀數位置的指針(或光標)實現,模擬圖示顯示由記錄筆在紙上記錄實現。
模擬顯示的主要優點是,操作人員在相同時間內能獲得比數字顯示多得多的信息。比如,用圖形說明一個量隨另一量的變化比用數字形式說明同一函數關系要豐富得多。不過,模擬顯示也有不足之處。比如,操作人員對模擬儀表刻度的分辨能力有限,采取措施后也很少高于0.1mm;另一問題為視差,即操作人員若處在不正確的位置上讀數,不是垂直向下看指針和刻度,而是構成一視角,這樣就會產生讀數誤差。
選擇儀表時應遵循以下兩條原則。①選擇有關部門或企業的最合適儀表,以便執行特定要求的測量;②購買新的儀表時,除考慮完成特定的測量外,還應同時考慮擴展所屬工作部門或企業的測量能力。無論使用現有的儀表還是購買新的儀表,選擇的基本準則是一樣的。
選擇儀器、儀表時,應考慮儀器、儀表的品質指標,包括使用的儀表應具有多高的準確度級別,量程是多大,示值穩定性如何,輸出-輸人特性如何等,除此以外還要考慮測量結果如何顯示,儀表的抗干擾能力如何等因素。
(1)精度等級的選擇 在正常使用條件下,儀表測量結果的準確程度叫儀表的準確度。在工業測量中,為了便于表示儀表的質量,通常用準確度等級來表示儀表的準確程度。儀表準確度習慣上稱精度,準確度等級習慣上稱精度等級。
精度等級是說明儀表的測量精確度的指標。按照國家統一規定的允許誤差大小可將儀表的精確度劃分為若干等級。所謂允許誤差,是指儀表在規定的正常情況下允許的相對百分誤差(即歸算誤差)的最大值,即
儀表的精度等級就是將該儀表的允許誤差的“±”號及“%”號去掉后的數值。例如,某壓力表的允許誤差為±1.0%,則該壓力表的精度等級即為1.0級。
精度等級是衡量儀表質量優劣的重要指標之一。儀表的精度等級已經系列化,我國工業儀表一般劃分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七個等級,并標注在儀表刻度標尺或銘牌上。在工業生產現場使用的檢測儀表大都是0.5級以下的。在選擇儀表的精度等級時,應根據實際需要,不能片面追求高精度,以免造成浪費。
按照國家標準的規定,在正常工作條件下使用儀表時,儀表的實際誤差應小于或等于該表精度等級(在儀表標度盤上注明)所允許的誤差范圍。
(2)量程的選擇 示值范圍又稱量程,即儀表所能指示的被測量值的上限值與下限值之差。示值范圍應根據被測參數的大小來選擇,其上限值應當高于被測參數的最大可能值;為了保證測量的精確度,所測參數的數值不能太接近于儀表示值范圍的下限值,一般以不低于儀表全量程的1/3為宜。儀表示值范圍的數值也已標準化、系列化,一般可在相應的產品目錄中查到。
(3)示值穩定性的選擇 示值穩定性又稱示值變差,它指的是在外界條件不變的情況下,對同一個被測數值進行重復測量時,儀表指示值的最大變化范圍。示值穩定性反映了儀表的可靠程度。對于含有彈性元件的儀表,造成示值不穩定的重要原因是存在遲滯現象,因此示值變差的大小通常也采用下式來計算,并要求計算所得的百分數不得超過儀表的允許誤差。
式中 △t——遲滯(滯后);
amax——輸出值在正反行程間的最大差值;
yf.s——滿量程輸出。
此外,當儀表在溫度波動較大的環境中或長時間地連續工作時,還應考慮其溫度穩定性和長時間工作穩定性(零點漂移)。
(4)輸出-輸人特性 當被測參數處于穩定狀態時,應當考慮儀表的線性度、靈敏度、分辨率等靜態特性。當測量快速變化的參數時,則應考慮儀表的動態特性。常用的兩個動態品質指標是時間常數(或響應時間)和滯后時間。例如,在采用熱電偶的測溫系統中,由于帶有保護套管的熱電偶存在熱慣性,從而表現為具有長達幾十秒的時間常數;又如,在工業氣體分析中,被分析氣體往往先要流經取樣裝置才能進人傳感器,從而需要一段時間,這就是滯后時間。顯然,由于滯后時間和時間常數的存在,將會給測量結果帶來更大的動態誤差。
測量儀表的輸人特性很重要,因為接人被測電路后可能會產生不希望見到的影響,如電壓表的內阻不夠大或電流表的內阻不夠小,將其接入被測電路后將會使原電路的工作狀態發生變化。測量交流電量時,儀表的輸入阻抗不夠高(包括隨頻率而變)同樣會造成這種影響。為了滿足特定的測量要求,被測信號常常經信號調節電路變換后接測量儀表。
(5)顯示的選擇 測量結果可以有兩種顯示方式,即模擬顯示或數字顯示。有一些儀器可同時以模擬和數字兩種方式進行顯示。
①模擬顯示。模擬顯示又可分為模擬指示顯示和模擬圖示顯示。模擬指示顯示由標度尺和指示標度尺讀數位置的指針(或光標)實現,模擬圖示顯示由記錄筆在紙上記錄實現。
模擬顯示的主要優點是,操作人員在相同時間內能獲得比數字顯示多得多的信息。比如,用圖形說明一個量隨另一量的變化比用數字形式說明同一函數關系要豐富得多。不過,模擬顯示也有不足之處。比如,操作人員對模擬儀表刻度的分辨能力有限,采取措施后也很少高于0.1mm;另一問題為視差,即操作人員若處在不正確的位置上讀數,不是垂直向下看指針和刻度,而是構成一視角,這樣就會產生讀數誤差。