仪表基础知识
1.1 仪表分类
传感器定义：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定关系的便于应用的某种物理量的测量器件或装置。
仪表的分类方法很多，根据不同的原则可以分为许多类：
（1）检测仪表的分类
根据其检测被测量的不同分为：温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、物位检测仪表、分析仪表。
（2）显示仪表的分类
根据记录、指示、模拟和数字等功能的不同分为：记录仪表、指示仪表、模拟仪表、数显仪表。
（3）在自控仪表的校准、维修、安装过程中，有些仪表称为一次仪表，有些仪表称为二次仪表。
一次仪表是指安装在现场且直接与工艺介质相接触的仪表，如压变，温变等。热电阻、热电偶一般不称其为仪表，而称为感温元件。实际应用中我们把安装在现场的仪表（个别除外，如电动阀门定位器）统称为一次仪表。
二次仪表是指仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的总称，其信号通常来自一次仪表的传送信号。二次仪表通常安装在值班室内的仪表盘上。
仪表分类只是为仪表维修、维护、安装及管理上方便，如何进行分类及称谓还要根据实际情况而定。
1.2 计量检定
计量检定是指为评定计量器具的计量性能，确定其是否合格所进行的全部工作，包括检验和加封盖印等。它是进行量值传递的重要形式，是保证量值准确一致的重要措施。
计量检定按照管理环节的不同，可以分以下五种：周期检定、出厂检定、修后检定、进口检定、仲裁检定。
计量器具按照管理性质的不同，可以分为强制检定和非强制检定，两者又统称为计量法制检定。
1.3 仪表性能指标
检测仪表中常用的基本性能包括测量范围及量程、基本误差、精度等级、灵敏度、分辨率、漂移、可靠性以及抗干扰性能指标等。
（1）测量范围：是指该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。
（2）量程：量程=测量上限值-测量下限值。
（3）零点迁移：是指零点的变化，而量程迁移是指量程的变化。
（4）灵敏度：反应仪表对被测参数变化的灵敏程度，常以在被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入量之比作为灵敏度。
（5）分辨率：又称灵敏限，它是仪表输出能响应和分辨的最小输入量，是灵敏度的一种反应。
（6）误差的分类
① 绝对误差：某被测量的仪表显示值与约定真值之间的差值。
② 相对误差：绝对误差与约定真值的百分比。
③ 引用误差：绝对误差与仪表满量程的百分比。
④ 最大引用误差：最大绝对误差与量程的百分比。
⑤ 回程误差：相同条件下，被测量不变，计量器具正反行程不同时其示值之差。
⑥ 精度:是衡量仪表测量数值精确度的重要指标,用最大引用误差去掉“±”和“%”表示,其序列为0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、1.0、1.5、2.5等。
1.4 误差分析基础
误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差等。
（1）准确度:测量中系统误差的反映,表征测量结果偏离真实值的程度。
通常认为，测量准确度是一个定性的概念，不宜将其定量化。例如，不宜说准确度为0.25%、16mg或±16mg等。在实际工作中，测量准确度可以用测量结果对约定真值的偏移来估计。
（2）精密度:测量中随机误差的反映,是指在规定条件下获得的各个独立观测值之间的一致程度。
1.5 读数精度 满量程精度
读数（Reading）精度：它是与测量值成比例的误差。读数精度是指仪表在测量时产生的测量不确定度与测量点有关，即当前测量点的不确定度=精度×当前测量点测量值。这意味着，读数精度高的仪表在任何给定测量点上的测量误差都较小。
读数精度=（测量数据-实测标准值）/实测标准值*100%
◆FS满量程（FullScale）精度：它是与量程成比例的误差，是一种固定的误差表示方法，它是相对于仪表满量程的一种误差，以百分数表示。满量程精度则是指仪表在测量时产生的测量不确定度与满量程有关，与当前测量点无关，即当前测量点的不确定度=精度×满量程值。满量程精度高的仪表在满量程时产生的测量不确定度较小，但随着测量点离满量程的越来越远，这种差异会增大。
满量程精度＝最大误差/仪表满量程*100%
例如流量计满量程为100m3/h，当实际流量为10m3/h时，如果流量计读数精度为1%，则仪表的测量值应在9.9-10.1m3/h [10±(10×0.01)]范围内；如果流量计为1%满量程精度，则仪表显示值应在9-11 m3/h[10±(100×0.01)]范围内。
当实际流量为100 m3/h时，若流量计读数精度为1%，则仪表的测量值应在99-101 m3/h[100±(100×0.01)]范围内；如果流量计为1%满量程精度，则仪表显示值应在99-101 m3/h[10±(100×0.01)]范围内。
1.1 仪表分类
传感器定义：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定关系的便于应用的某种物理量的测量器件或装置。
仪表的分类方法很多，根据不同的原则可以分为许多类：
（1）检测仪表的分类
根据其检测被测量的不同分为：温度检测仪表、压力检测仪表、流量检测仪表、物位检测仪表、分析仪表。
（2）显示仪表的分类
根据记录、指示、模拟和数字等功能的不同分为：记录仪表、指示仪表、模拟仪表、数显仪表。
（3）在自控仪表的校准、维修、安装过程中，有些仪表称为一次仪表，有些仪表称为二次仪表。
一次仪表是指安装在现场且直接与工艺介质相接触的仪表，如压变，温变等。热电阻、热电偶一般不称其为仪表，而称为感温元件。实际应用中我们把安装在现场的仪表（个别除外，如电动阀门定位器）统称为一次仪表。
二次仪表是指仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的总称，其信号通常来自一次仪表的传送信号。二次仪表通常安装在值班室内的仪表盘上。
仪表分类只是为仪表维修、维护、安装及管理上方便，如何进行分类及称谓还要根据实际情况而定。
1.2 计量检定
计量检定是指为评定计量器具的计量性能，确定其是否合格所进行的全部工作，包括检验和加封盖印等。它是进行量值传递的重要形式，是保证量值准确一致的重要措施。
计量检定按照管理环节的不同，可以分以下五种：周期检定、出厂检定、修后检定、进口检定、仲裁检定。
计量器具按照管理性质的不同，可以分为强制检定和非强制检定，两者又统称为计量法制检定。
1.3 仪表性能指标
检测仪表中常用的基本性能包括测量范围及量程、基本误差、精度等级、灵敏度、分辨率、漂移、可靠性以及抗干扰性能指标等。
（1）测量范围：是指该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。
（2）量程：量程=测量上限值-测量下限值。
（3）零点迁移：是指零点的变化，而量程迁移是指量程的变化。
（4）灵敏度：反应仪表对被测参数变化的灵敏程度，常以在被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入量之比作为灵敏度。
（5）分辨率：又称灵敏限，它是仪表输出能响应和分辨的最小输入量，是灵敏度的一种反应。
（6）误差的分类
① 绝对误差：某被测量的仪表显示值与约定真值之间的差值。
② 相对误差：绝对误差与约定真值的百分比。
③ 引用误差：绝对误差与仪表满量程的百分比。
④ 最大引用误差：最大绝对误差与量程的百分比。
⑤ 回程误差：相同条件下，被测量不变，计量器具正反行程不同时其示值之差。
⑥ 精度:是衡量仪表测量数值精确度的重要指标,用最大引用误差去掉“±”和“%”表示,其序列为0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、1.0、1.5、2.5等。
1.4 误差分析基础
误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差等。
（1）准确度:测量中系统误差的反映,表征测量结果偏离真实值的程度。
通常认为，测量准确度是一个定性的概念，不宜将其定量化。例如，不宜说准确度为0.25%、16mg或±16mg等。在实际工作中，测量准确度可以用测量结果对约定真值的偏移来估计。
（2）精密度:测量中随机误差的反映,是指在规定条件下获得的各个独立观测值之间的一致程度。
1.5 读数精度 满量程精度
读数（Reading）精度：它是与测量值成比例的误差。读数精度是指仪表在测量时产生的测量不确定度与测量点有关，即当前测量点的不确定度=精度×当前测量点测量值。这意味着，读数精度高的仪表在任何给定测量点上的测量误差都较小。
读数精度=（测量数据-实测标准值）/实测标准值*100%
◆FS满量程（FullScale）精度：它是与量程成比例的误差，是一种固定的误差表示方法，它是相对于仪表满量程的一种误差，以百分数表示。满量程精度则是指仪表在测量时产生的测量不确定度与满量程有关，与当前测量点无关，即当前测量点的不确定度=精度×满量程值。满量程精度高的仪表在满量程时产生的测量不确定度较小，但随着测量点离满量程的越来越远，这种差异会增大。
满量程精度＝最大误差/仪表满量程*100%
例如流量计满量程为100m3/h，当实际流量为10m3/h时，如果流量计读数精度为1%，则仪表的测量值应在9.9-10.1m3/h [10±(10×0.01)]范围内；如果流量计为1%满量程精度，则仪表显示值应在9-11 m3/h[10±(100×0.01)]范围内。
当实际流量为100 m3/h时，若流量计读数精度为1%，则仪表的测量值应在99-101 m3/h[100±(100×0.01)]范围内；如果流量计为1%满量程精度，则仪表显示值应在99-101 m3/h[10±(100×0.01)]范围内。
