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仪表性能指标

助工
2020-06-17 10:31:16    评分

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在工程上仪表性能指标通常用精确度(又称精度)、变差、灵敏度来描述。

、变差(也叫回差)是指仪表被测变量(可理解为输入信号)多次从不同方向达到同一数值时,仪表指示值之间的最大差值,或者说是仪表在外界条件不变的情况下,被测参数由小到大变化(正向特性)和被测参数有大到小变化(反向特性)不一致的程度,两者之差即为仪表变差,回差按输出量程的百分数表示。如下图所示。

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 变差产生的主要原因是仪表传动机构的间隙,运动部件的摩擦,弹性元件滞后等。

二、灵敏度是指仪表对被测参数变化的灵敏程度,或者说是被测的量变化的反应能力,是在稳态下输出变化增量对输入变化增量的比值:

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灵敏度有时也称“放大比”,也是仪表静特性曲线上各点的斜率。增加放大倍数可以提高仪表灵敏度,单纯加大灵敏度并不改变仪表的基本性能,即仪表精度并没有提高,相反有时会出现震荡现象,造成输出不稳定。因此仪表灵敏度应保持适当的量。

其实对于仪表用户,特别是化工企业仪表工来讲,仪表精度固然是一个重要指标,但在实际使用中,往往更强调仪表的稳定性和可靠性,因为化工企业检查与过程控制仪表用于计量的为数不多,而大量的是用于检测。并且使用在过程控制系统中的检测仪表,其稳定性、可靠性比精度更为重要。

三、过程控制系统中检测仪表的主要性能指标

精确度

仪表精确度简称精度,又称准确度。精确度和误差可以说是孪生兄弟,因为有误差的存在,才有精确度这个概念。仪表精确度简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度,通常用相对百分误差表示。相对百分误差公式如下:

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所谓真值(标准值)是精确度比被测仪表高3~5倍的标准表测得的数值。

 从式中可以看出,仪表精确度不仅和绝对误差有关,而且和仪表的测量范围有关。绝对误差大,相对百分比误差就大,仪表精确度就低。如果绝对误差相同的两台仪表,其测量范围不同,那么测量范围大的仪表相对百分误差就小,仪表精度就高。精确度是仪表很重要的一个质量指标,常用精度等级来规范和表示精度等级就是最大相对百分误差去掉正负号和%。按国家统一规定划分的等级有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.35,0.5,1.0,1.5,2.5,4等。仪表精度等级一般都标志在仪表标尺或标牌上,如

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等,数字越小,说明仪表精确度越高。

仪表的精度是否可以提高

 要提高仪表精确度,就要进行误差分析。误差通常可以分为疏忽误差、缓变误差、系统误差、随机误差

疏忽误差是指测量过程中人为造成的误差,一则可以克服,二则和仪表本身没有什么关系。

缓变误差是由于仪表内部元器件老化过程引起的,它可以用更换元器件、零部件或通过不断校正加以克服和消除。

系统误差是指对同一被测参数进行多次重复测量时,所出现的数值大小或符号都相同的误差,或按一定规律变化的误差,可以通过分析计算加以处理,使其最后的影响减到最小,但是难以完全消除。

随机误差(偶然误差)是由于某些目前尚未被人们认识的偶然因素所引起,其数值大小和性质都不固定,难以估计,但可以通过统计方法从理论上估计其对检测结果的影响。

误差来源主要指系统误差和随机误差。在用误差表示精度时,是指随机误差和系统误差之和。

复现性

测量复现性是在不同测量条件下,如不同的方法,不同的观测者,在不同的检测环境对同一被检测的量进行检测时,其测量结果一致的程度。测量复现性作为仪表的性能指标,表征仪表的特性尚不普及,但是随着智能仪表的发展和完善普及,复现性必将成为仪表的重要性能指标。

测量复现性通常用不确定度来估计。不确定度是由于测量误差的存在而被测量值不能肯定的程度。

稳定性

 在规定工作条件内,仪表某些性能随时间保持不变的能力称为稳定性(度)。仪表稳定性是化工企业仪表工十分关心的一个性能指标。由于化工企业使用仪表的环境相对比较恶劣,被测量的介质温度、压力变化也相对比较大,在这种环境中投入仪表使用,仪表的某些部件随时间保持不变的能力会降低,仪表的稳定性会下降。衡量或表征仪表稳定性现在尚未有定量值,化工企业通常用仪表零点漂移来衡量仪表的稳定性仪表投入一年之中零位没有漂移,说明这台仪表稳定性好,相反仪表投入运行不到3个月,仪表零位就变了,说明仪表稳定性不好。仪表稳定性的好坏直接关系到仪表的使用范围,有时直接影响化工生产。

可靠性

 仪表可靠性是化工企业仪表工所追求的另一个重要性能指标。可靠性和仪表维护量是相辅相成的,仪表可靠性高说明仪表维修量小,反之仪表可靠性差,仪表维护量就大。对于化工企业检测与过程控制仪表,大部分安装在工艺管道、各类塔、釜、罐、器上,而且化工生产的连续性,多数为有毒、易燃易爆的环境,给仪表维护增加了很多困难,一是考虑化工生产安全,二是关系到仪表维护人员人身安全,所以化工企业使用检测与过程控制仪表要求维护量越小越好,亦即要求仪表可靠性尽可能地高。

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