仪表测量误差概念及分类

发布于：2023-03-03 11:40:03 来自：电气工程/电气工程原创版块 [复制转发]

知识点：仪表基本误差

一、测量误差的概念

化工生产过程大多具有规模大、流程长、连续化、自动化的特点，为了有效地进行工艺操作和生产控制，需要用各种类型的仪表去测量生产过程中各种变量的具体量值。虽然进行测量时所用的仪表和测量方法不同，但测量过程的机理是相同的，即都是将被测变量与其同种类单位的量值进行比较的过程。各种测量仪表就是实现这种比较的技术工具。对于在生产装置上使用的各种测量仪表，总是希望它们测量的结果准确无误。但是在实际测量过程中，往往由于测量仪表本身性能、安装使用环境、测量方法及操作人员疏忽等主客观因素的影响，使得测量结果与被测量的真实值之间存在一些偏差，这个偏差就称为测量误差。

二、测量误差的分类

误差的分类方法多种多样，如按误差出现的规律来分，可分为系统误差、偶然误差和疏失误差；按仪表使用的条件来分，有基本误差、辅加误差；按被测变量随时间变化的关系来分，有静态误差、动态误差；按与被测变量的关系来分，有定值误差、累计误差。测量仪表常说的绝对误差、相对误差和引用误差是按照误差的数值表示来分类的。

1、绝对误差

绝对误差是指仪表的测量值与被测变量真实值之差。事实上，被测变量的真实值并不能确切知道，往往用精确度比较高的标准仪器来测量同一被测变量，其测量结果当作被测变量的真实值。绝对误差有单位和符号，但不能完整地反映仪表的准确度，只能反映某点的准确程度。我们将各点绝对误差中最大的称为仪表的绝对误差。绝对误差符号相反的值称为修正值。

2、相对误差

相对误差是指测量的绝对误差与被测变量之比。它能够客观地反映测量结果的准确度，通常以百分数表示。

3、引用误差(相对折合误差或相对百分误差)

测量仪表的准确性不仅与绝对误差和相对误差有关，而且还与仪表的测量范围有关。工业仪表通常用引用误差来表示仪表的准确程度，即绝对值与测量范围上限或测量表量程的比值。

引用误差也称相对折合误差或相对百分误差，其特点是无量纲，有正负之分，能比较确切地反映仪表的准确程度。

由于引用误差与测量仪表的量程有关，在选用同一准确度的仪表测量被测变量时，为了减小被测点的绝对误差值，提高测量准确度，往往将仪表零点迁移，压缩仪表量程。

4、测量系统的误差

以上简要介绍了测量仪表的误差及计算方法，但在石油化工装置中大量应用着由多个单元仪表组成的测量系统或控制系统，如何求得整个系统的测量误差呢?通常采用以下两种方法。

5、仪表示值误差校验

为了使各类仪表准、灵、可靠地长周期运行，仪修人员要定期对运行中的仪表进行示值误差校验，并对停车检修后的仪表进行全性能周期检定，以考核仪表是否符合技术性能指标，这里列举显示仪表示值误差的校验。

（1）校验方法

显示仪表虽然种类繁多，结构各异，但常用的校验方法有如下两种。

1) 信号较法这是一种比较常用的校验方法，用可调信号发生器向被校仪表和标准仪器加同—信号，将被校仪表的示值与标准仪表的示值进行比较，求出各点示值误差。如用手动压力泵同时给被校压力计和标准压力表输入信号。

2) 直接校验法这种校验方法是用标准仪器直接给被校仪表加信号，通过标准仪器的实际信号示值与被校仪表的检定点所对应的标准真值相比较，然后求出被校仪表该检定点的误差，如用标准电阻箱校验配热电阻型动圈式指示仪或自动平衡电桥。

三、仪表的质量指标

在工程上通常用以下几个质量指标来衡量仪表的品质。

1、允许误差与基本误差

根据仪表的使用要求，规定一个在正常情况下允许的最大误差，这个允许的最大误差叫允许误差。通常用最大引用误差来表示。

仪表的基本误差是指仪表出厂时，制造厂保证该仪表在正常工作条件下的最大误差。一般仪表的基本误差也就是该仪表的允许误差。

2、准确度和准确度等级

在正常使用条件下，仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。引用误差越小，仪表准确度越高，而引用误差与仪表的量程范围有关，所以在使用同一准确度等级仪表时，往往采取压缩量程范围，以减小测量误差。

在工业测量中，为了便于表示仪表的质量，通常用准确度等级来表示仪表的准确程度。准确度等级就是最大引用误差去掉百分号。准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。我国工业仪表等级一般划分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级，并标志在仪表刻度标尺或铭牌上。仪表准确度习惯上称精度，准确度等级习惯上称精度等级。

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