儀器儀表基礎知識

　一、概述
　　在工程式上儀表性能指標通常用度（又稱精度）、變差、靈敏度來描述。儀表工校驗儀表通常也是調校度，變差和靈敏度三項。變差是指儀表被測變量（可理解為輸入信號）多次從不同方向達到同一數值時，儀表指示值之間的zui大差值，或者說是儀表在外界條件不變的情況下，被測參數由小到大變化（正向特性）和被測參數由大到小變化（反向特性）不一致的程度，兩者之差即為儀表變差，如圖1-1-1如示。變差大小取zui大誤差與儀表標尺范圍之比的百分比：
　　變差產生的主要原因是儀表偉動機構的間隙，運動部件的摩擦，彈性元件滯后等。取勝著儀表制造技術的不斷改進，特別 是微電子技術的引入，許多儀表全電子化了，無可動部件，模擬儀表改為數字儀表等等，所以變差這個指標在智能型儀表中顯得不那么重要和突出了。
　　靈敏度是指儀表對被測參數變化的靈敏程度，或者說是對被測的量變化的反應能力，是在穩態下，輸出變化增量對輸入變化增量的比值：
　　靈敏度有時也稱"放大比"，也是儀表靜特性貼切線上各點的斜率。增加放大倍數可以提高儀表靈敏度，單純加大靈敏度并不改變儀表的基本性能，即儀表精度并沒有提高，相反有時會出現振蕩現象，造成輸出不穩定。儀表靈敏度應保持適當的量。
　　然而對于儀表用戶，諸如化工企業儀表工來講，儀表精度固然是一個重要指標，但在實際使用中，往往更強調儀表的穩定性和可靠性，因為化工企業檢測與過程控制儀表用于計量的為數不多，而大量的是用于檢測。另外，使用在過程控制系統中的檢測儀表其穩定性、可靠性比精度更為重要。
　　二、度
　　儀表度科稱精度，又稱準確度。度和誤差可以說是孿生兄弟，因為有誤差的存在，才有度這個概念。儀表度簡言之就是儀表測量值接近真值的準確程度，通常用相對百分誤差（也稱相對折合誤差）表示。相對百分誤差公式如下：
　　（1-1-3）
　　式中δ-檢測過程中相對百分誤差；
　　（標尺上限值-標尺下限值）--儀表測量范圍；
　　Δx-誤差，是被測參數測量值x1和被測參數標準值x0之差。
　　所謂標準值是度比被測儀表高3~5倍的標準表測得的數值。
　　從式（1-1-3）中可以看出，儀表精度不僅和誤差有關，而且和儀表的測量范圍有關。誤差大，相對百分誤差就大，儀表度就低。如果誤差相同的兩臺儀表，其測量范圍不同，那么測量范圍大的儀表相對百分誤差就小，儀表度就高。度是儀表很重要的一個質量指標，常用精度等級來規范和表示。精度等級就是zui大相對百分誤差去掉正負號和%。按國家統一規定劃分的等級有0.005,0.02,0.05,0.1, 0.2,0.35,1.0,1.5,
　　2.5,4等，儀表精度等級一般都標志在儀表標尺或標牌上，如 , ,0.5等，數字越小，說明儀表度越高。
　　要提高儀表度，就要進行誤差分析。誤差通常可以分為疏忽誤差、緩變誤差、系統誤差和隨機誤差。疏忽誤差是指測量過程中人為造成的誤差，一則可以克服，二則和儀表本身沒有什么關系。緩變誤差是由于儀表內部元器件老化過程引起的，它可以用更換元器件、零部件或通過不斷校正加以克服和消除。系統誤差是指對同一被測參數進行多次重復測量時，所出現的數值大小或符號都相同的誤差，或按一定規律變化的誤差，可目前尚未被人們認識的偶然因素所引起，其數值大小和性質都不固定，難以估計，但可以通過統計方法從理論上估計其對檢測結果的影響。誤差來源主要指系統誤差和隨機誤差。在用誤差表示精度時，是指隨機誤差和系統誤差之和。
　　三、復現性（重復性）
　　測量復現性是在不同測量條件下，如不同的方法，不同的觀測者，在不同的檢測環境對同一被檢測的量進行檢測時，其測量結果一致的程度。測量復現性必將成為儀表的重要性能指標。
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