選擇儀器儀表的基本技術(shù)指標(biāo)

自動化儀器儀表和其他儀表一樣，在保證可靠工作的前提下，有如下一些衡量其性能優(yōu)劣的基本指標(biāo)，以下講述選擇儀器儀表的基本技術(shù)指標(biāo)，一共有三個：精確度、靈敏度、變差。

1.精確度

任何儀表都有一定的誤差。因此，使用儀表時必須先知道該儀表的精確程度，以便估計測量結(jié)果與真實值的差距，即估計測量值的誤差大小。

模擬式儀表的精確度一般不宜用絕對誤差（測量值與真實值的差）和相對誤差（絕對誤差與該點的真實值之比)來吐露體現(xiàn)，因為前者不能體現(xiàn)對不同量程儀表的合理要求，后者很容易引起任何儀表都不能相信的誤解。例如，對一只滿量程為100mA的電流表，在測量零電流時，由于機(jī)械摩擦使表針的體現(xiàn)偏離零位而得到0.2mA的讀數(shù)，若按上述相對誤差的算法，那么該點的相對誤差即為無窮大，彷佛這個儀表是完全不能使用的;但在工程人員看來，出現(xiàn)這樣的測量誤差是很容易理解的，根本不值得大驚小怪，它可能還是一只比較精密的儀表呢!

圖：選擇儀器儀表的基本技術(shù)指標(biāo)

模擬式儀表的合理精確度，應(yīng)該以測量范圍中zui大的絕對誤差和該儀表的測量范圍之比來衡量，這種比值稱為相對（于滿量程的)百分誤差。例如，某溫度計的刻度由-50℃到+150°℃，即其測量范圍為200℃，若在這個測量范圍內(nèi)，zui大測量誤差不超過3℃，則其相對百分誤差a為

a=3/(150+50)=1.5%

儀表工業(yè)規(guī)定，去掉上式中相對百分誤差的“%”，稱為儀表的精確度。它劃分成若干等級，如0.1級，0.2級，0.5級，1.0級，1.5級，2.5級等。上述溫度計的精確度即為1.5級。

儀表的誤差還根據(jù)使用條件分為基本誤差和附加誤差兩種。基本誤差是指儀表在正常工作條件下的zui大相對百分誤差。若儀表不在規(guī)定的正常條件下工作，例如，因周圍溫度、電源電壓等偏高或偏低而引起的額外誤差，稱為附加誤差。儀表的精確度等級是根據(jù)其基本誤差確定的，紹興中儀生產(chǎn)的儀器儀表精度大都提升至0.2%，如溫度變送器、壓力變送器、電量變送器等，更有CA102S系列信號校驗儀精度為0.05%級。

2靈敏度和靈敏限

靈敏度吐露體現(xiàn)測量儀表對被測參數(shù)變化的敏感程度，常以儀表輸出(如指示裝置的直線位移或角位移)與引起此輸出的被測參數(shù)變化量之比吐露體現(xiàn)，即

靈敏度=△a/△x

式中，△a為儀表指示裝置的直線位移或角位移；△x為被測參數(shù)的變化值。

儀表的靈敏度可用增加放大系統(tǒng)的放大倍數(shù)來提高。但是，單純提高儀表的靈敏度并不一定能提高儀表的精確度，例如，把一個電流表的指針接得很長，雖然可把直線位移的靈敏度提高，但其讀數(shù)的精確度并不一定提高。相反，可能由于平衡狀況變壞而精確度反而下降。為了防止這種虛假靈敏度，常規(guī)定儀表讀數(shù)標(biāo)尺的分格值不能小于儀表允許誤差的絕對值。

儀表的靈敏限，是指儀表能感受并發(fā)生動作的輸入量的zui小值。

3.變差

在外界條件不變的情況下，使用同一儀表對被測參量進(jìn)行反復(fù)測量(正行程和反行程)時，所產(chǎn)生的zui大差值與測量范圍之比稱為變差。造成變差的原因很多，例如，傳動機(jī)構(gòu)間存在的間隙和摩擦力，彈性元件的彈性滯后等。在設(shè)計和制造儀表時，必須盡量減小變差的數(shù)值。一個儀表的變差越小，其輸出的重復(fù)性和穩(wěn)定性越好。

儀器儀表除靜態(tài)誤差外，在輸入量隨時間變化時，由于儀表內(nèi)部的慣性和滯后，還存在動態(tài)誤差。對自動化儀表來說，因為它工作在調(diào)節(jié)系統(tǒng)的閉環(huán)之中，其動態(tài)特性不僅影響自身的輸出，還直接影響整個調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量。例如，在一個調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，若檢測儀表的慣性比調(diào)節(jié)對象的慣性還大，那么不僅系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度被減慢，而且在過渡過程中檢測儀表不能及時反映真實的情況，被調(diào)量可能存在很大的沖擊和波動，但檢測儀表的指示卻很平穩(wěn)，這種虛假的現(xiàn)象會給生產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。因此，在選用自動化儀表時，必須對其動態(tài)特性予以充分的重視，根據(jù)需要，盡量減小儀表的慣性和滯后，使之快速和精確地響應(yīng)輸入量的變化，以上闡述的選擇儀器儀表的基本技術(shù)指標(biāo)希望對您在選擇購買自動化儀器儀表時有用。