仪表的特性.

1.4仪表的特性一、测试系统的基本要求理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入－输出关系。对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之对应。知道其中一个量就可以确定另一个量。其中以输出和输入成线性关系最佳。xy线性xy线性xy非线性静态特性指标1.灵敏度S：是仪器在静态条件下响应量的变化△y和与之相对应的输入量变化△x的比值。如果激励和响应都是不随时间变化的常量(或变化极慢，在所观察的时间间隔内可近似为常量)，依据线性时不变系统的基本特性，则有：常数xyxys当特性曲线呈非线性关系时，灵敏度的表达式为：xyxysxddlim0xyy△y△y△x△x00(a)(b)x△y△x示值范围是显示装置上最大与最小示值的范围。当仪器有多档量程时，用标称范围取代示值范围。量程指标称范围两极限值之差的模。•如：温度计下限-30，上限80，则量程为110。2、示值范围、量程、测量范围和动态范围测量范围又称工作范围，指测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。一般小于或等于标称范围。动态范围是仪器所能测量的最强信号和最弱信号之比。•测量范围可以随着输入信号的衰减或增益而改变，但动态范围不变。2、示值范围、量程、测量范围和动态范围3灵敏限与死区•灵敏限：使仪表示值产生可察觉的最小变化△Ymin的最小输入变化量△Xmin，称为仪表的灵敏限。它说明仪表可测量的最小的输入值。•死区：不会引起仪表示值变化的被测量的变化范围称为仪表的死区或不灵敏区。4．分辨率分辨率是分辨力与整个测量范围的百分比。表明测试装置的相对分辨能力分辨率：指其指示装置可以辨别所指示的紧密相邻量值的能力。数字测试系统：输出显示系统的最后一位所代表的输入量模拟测试系统：输出指示标尺最小分度值的一半所代表的输入量正行程工作曲线反行程工作曲线y0YFSXFS△Hmaxx变差：亦称滞后量、滞后或回程误差，表征测量系统在全量程范围内，输入量由小到大(正行程)和由大到小(反行程)两者静态特性不一致的程度。、H%100maxFSHyH5.变差（迟滞）线性度：是指测量系统的实际输入输出特性曲线对于参考线性输入输出特性的接近或偏离程度，用实际输入－输出特性曲线对参考线性输入－输出特性曲线的最大偏差量与满量程的百分比来表示。即%100ΔFSmaxLYLLmaxΔL－－线性度－－满量程－－最大偏差FSY6.线性度其中：xy0实际工作曲线参考工作曲线YFS△Lmax显然越小，系统的线性程度越好，实际工作中经常会遇到非线性较为严重的系统，此时，可以采取限制测量范围或非线性放大器等技术措施来提高系统的线性度。L测量系统的动态特性系统对激励（输入）的响应（输出）特性。一个动态特性好的测量系统，其输出随时间变化的规律（变化曲线），将能同时再现输入随时间变化的规律（变化曲线），即具有相同的时间函数。测量系统应保证系统的信号输出能精确地反映输入。对于一个理想的测量系统应具有确定的输入与输出关系。指标：响应时间和极限频率•响应时间：从被测量开始变化，到仪表示值进入最终值的规定范围内所需要的时间。仪表的响应时间应小于被测量的变化周期。•响应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。•极限频率：仪表的有效工作频率，在这个频率以内仪表的动态误差不超过其允许值。测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称，由传感器、中间变换装置、显示记录等环节组成。测量仪表的组成与功用简单测试系统(光电池)V传感器：直接与被测对象发生联系，它的作用是感受被测量的大小后输出一个相应的信号。诸如：温度、压力、浓度、流量、位移、流速等。对传感器的要求：1，灵敏度高。2，直线性好。3，测量范围大。4，分辨能力高，可测出被测信号的最小增量。5，精度高，误差小。6，稳定性好。传感器的应用光传感器--------鼠标声音传感器的应用------话筒力传感器的应用-----电子秤力-------电阻变化--------电压变化电子测量电路作用：将传感器的输出信号进行变换。例如：放大、线性化。要求：处理信号时，尽量减少损失显示器1原理：非电量-------→电参数-------→指示或记录2作用：显示瞬时值、累积值、越限报警显示。模拟式显示元件：缓慢变化的参数数字式显示元件：迅速变化的参数屏幕式显示元件传输通道：仪表各环节输入与输出信号之间的联系。主要有：导线、管道、光导管、无线电通信等。测量仪表的选用正确选用仪表的测量特性充分考虑仪表的使用条件合理考虑仪表的经济性小结•1、掌握测量定义、单位，了解测量的分类。•2、掌握测量误差的表示方法、误差的几种分类（尤其是按特征规律分类）。•3、了解粗大误差的剔除法则。•4、仪表的特性、检测系统的组成和功用。