检测技术与仪表
1、检测技术:就是人们为了对自然现象能够进行定性了解和定量掌握的一系列技术措施。
2、测量方法:就是针对不同的测量任务,去正确实现并列,示差,平衡和读数四步测量过程所采取的具体措施,简而言之就是进行测量所采用的具体方法。
3、测量仪表:就是进行测量所需要的技术工具的总称,也就是实现测量的物质手段。
4、测量仪表的静态特性:当测量仪表进行测量的参数不随时间而变或随时间变化很缓慢,不必考虑仪表输入量与输出量之间的动态关系而只考虑输入输出之间的静态关系时,联系输入也输出之间的关系式是代数方程。不含时间变量。
5、动态特性:当被测量的参数随时间变化而变化很快,必须考虑测量仪表输入量与输出量之间的动态关系时,联系输入量与输出量之间的关系式是微分方程含时间变量。
6、绝对误差:示差与真值或理想值之间的代数差称为绝对误差+O=示数X-真值A。绝对误差与约定值之比用%表示称为相对误差。 A.实际相对误差(O/A)% B.标准相对误差(O/X)% C.引用相对误差(O/满量程)%
7、仪器仪表的功能:是利用物理、化学和生物的方法来获取被测对象的组分、状态、运动和变化的信息,通过转换和处理,使这些信息成为易于人们阅读和识别的量化形式。
8、传感器定义:能够将各种非电量变换成电量的装置。 9、超声波主要可以分为:纵波、横波、表面波等几种。
10、变换器:将被测物理量进行比例变换,以便获得便于传输和测量信号能量形式。
11、标准量具:提供标准量并且要求输出的标准量当准确可调。
12、比较器:将已经经过变换后的被测量与标准量进行比较,并且根据比较结果差值的极性去调节标准量的大小,一直到二者相等,即达到平衡。 13、读书装置(显示器):将测量结果用人眼便于观察的形式显示出来。 14、直方图步骤
1、收集数据:数据要大于50个,否则反映分布的误差太大; 2、计算极差:R=Xman(5.31)-Xmin(5.21)=0.10
3、适当分组,太小会引起较大的误差,太多会造成各组高低参差不齐,计算工作量大,一般:50—100(6—10)100—250(7—12)250以上(10—20)
4、确定组距n
n=极差/组数=0.1/11=0.01 5、确定各组界限
第一组下限:最小测量单位—(最小测量单位/2)=0.01—0.01/2=0.005 第一组限为第一组下限+组距n=0.005+0.01=0.015,若负则减少组距 第二组下限为第一组上限。 15、编辑频率分布图:
1、先画纵坐标,再画横坐标纵表频率把频数中最大值定在适当的高度; 2、横表误差:若最大值,最小值;
3、以组距为低,频数为高,画出各组的直方;
4、在图上标图名,写入收集数据的时间和其他必要数据。 16、正态分布的特点:
1、绝对值相等的正误差比负误差出现的次数相等,这称为误差的对称性;
2、绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多,这称为误差的单峰性;
3、在一定的测量条件下,随机误差不会超过一定的界限,这称为误差的有界性;
4、随着测量的次数增加,随机误差的算术平均值趋于0,这称为误差的抵偿性。
17、电位差计:利用比较测量法,采用补偿原理。 18、相对误差:为测量误差除以被测量的真值。
19、仪表的精度等级:为仪表的最大引用误差去掉%后的数字经过圆整后即为仪表的精度等级数。(P8)
20、敏感元件:是能够灵敏地感受被测变量并作出响应的元件。
21、变送器:变送器是从传感器发展而来的,凡能输出标准信号的传感器就称为变送器。
22、国际单位制规定的基本单位有7个,包括有温度。
23、温度标尺又简称为温标,它是用数值表示温度的一整套规程。现代温标必须具备一下三个条件: 1、固定温度点; 2、测温仪器; 3、温标方程。
24、热电偶的几个定则: 1、均质导体定则; 2、中间导体定则;
3、连接导体和中间温度定则;
25、热电偶和热电阻的安装方式及注意事项
1、两种测温元件的测量端应有足够的插入深度,在100以上管道上安装时应使保护套管的末端过管道中心线5—10mm;
2、为防止热损失,保护套管露在设备外部的长度应尽量短,并加保温层,减少由于热损失带来的测量误差;
3、为防止高温下保护套管变形,应尽量垂直安装。在有流速的管子中必须倾斜安装,如有条件应尽量在管道的弯管处安装。上诉情况都应使测量端迎向流速方向。若需水平安装时则应有支架加以支撑。 26、比色温度计
比色温度计是通过测量热辐射体在两个或两个以上波长的光谱辐射亮度之比来测量温度的。比色温度计是通过测量热辐射的。
27、绝对压力:指被测介质作用在单位面积上的全部压力。 28、差压:两个压力之间的差值,也就是压力差。
29、压力:是指一定介质垂直作用于单位面积上的力,即物理学上所说的压强。
30、大气压力:地面上的空气柱所产生的平均压力。
31、表压力:绝对压力与大气压力之差,也就是常用压力表所示读数,当其为负值时,称其绝对值的真空度。
32、流量:单位时间内流过管道某截面流体的体积或质量。 33、物位分类:
1、液位:容器中液体表面的高度; 2、料位:容器中固体的堆积高度; 3、界位:两相物质的交界面; 34、物位测量方法:
压力式、浮力式、电容式、电导式及电感式、阻力式、超声波式、微波式及射线式、直读式。
1、数字表的特点:
准确度高,灵敏度高,测量速度快,读书准确,测量过程自动化、可联机工作,可在恶劣条件下工作。 2、电测法的优点: 1、便于实现连续测量;
2、便于实现远距离测量与控制; 3、具有高的灵敏度和准确度; 4、信号传输速度快;
5、测量范围较广,能够测量较大和较小的数值。 3、电容器传感器的优缺点: 优点:
1、需要的作用能量低; 2、可获得较大的相对变化量; 3、能在恶劣的环境条件下工作; 4、本身发热的影响小; 5、动态响应快。 缺点:
1、输出特性的非线性; 2、泄漏电容的影响。 4、电容传感器的主要特性:
1、结构简单可靠,因为无滑动触头所以摩擦比滑动电阻式传感器小; 2、灵敏度高,它的最高分辨率可达10-7毫米;
3、输出功率比较大,因此在某些情况下可以不经放大直接推动测量仪器; 4、测量精度高。
缺点:
1、分辨率高时测量范围窄,而测量范围大时分辨率又低; 2、对激励电源的频率和幅度的稳定度要求较高。 5、提高可靠性的措施:
1、采用可靠性更高的元件代替原系统中故障率较大的元件; 2、提高工艺质量,提高文明生产水平和清洁度等; 3、利用元件本身产生故障的规律来提高可靠性; 4、采用重复备用系统以提高可靠性。 6、可靠性:
是指在规定工作条件和工作时间内,自动测试系统保持原有技术性能的能力。
7、如何提高系统的精度:
1、通过选择材料加工工艺途径稳定测量装置的最主要的参数;
2、被动防:对有影响的瞬变信号采取平均化的被动方法来防止测量装置的随机误差;
3、主动防:对直流及慢变干扰信号采用主动防护的方法来减少附加误差,如加稳压电源。
4、系统恒值误差的校正:用自动评价的恒值误差,自动地校正测量结果来代替清除产生系统恒值误差的原因;
5、采用校正零点和变换灵敏度的方法来消除步进误差; 6、随机误差的统计处理。
8、仪表系列的温度变送器单元的特点为:(p73) 1、直流24v集中供电,变送器内无电源电路; 2、采用集成电路运算放大器件;
3、除直流毫伏输入的品种之外,热电偶输入和热电阻输入的品种都有线性化功能;
4、兼有安全栅作用,可以用于本安防爆系统。 9、一体化温度变送器的主要特点是:
1、节省了热电偶补偿或延长线的投资,只需两根普通导线连接;
2、由于其连接导线中为较强的信号(4—20mA),比传递微弱的热电动势具有明显的抗干扰能力;
3、体积小巧紧凑,通常为直径几十毫米的短柱形,安装在热电偶或热电阻套管接线端子盒中,不必占用额外空间;
4、不需调整维护,因为全部采用硅橡胶或树脂密封结构,适应生产现场环境,其耐环境性较好,但损失后只能整体更换。