仪表主要性能指标技术简介

　　一、概述

　　在工程式上仪表性能指标通常用精确度(又称精度)、变差、灵敏度来描述。仪表工校验仪表通常也是调校精确度，变差和灵敏度三项。变差是指仪表被测变量(可理解为输入信号)多次从不同方向达到同一数值时，仪表指示值之间的最大差值，或者说是仪表在外界条件不变的情况下，被测参数由小到大变化(正向特性)和被测参数由大到小变化(反向特性)不一致的程度，两者之差即为仪表变差，如图1-1-1如示。变差大小取最大绝对误差与仪表标尺范围之比的百分比：

　　变差产生的主要原因是仪表伟动机构的间隙，运动部件的摩擦，弹性元件滞后等。取胜着仪表制造技术的不断改进，特别是微电子技术的引入，许多仪表全电子化了，无可动部件，模拟仪表改为数字仪表等等，所以变差这个指标在智能型仪表中显得不那么重要和突出了。

　　灵敏度是指仪表对被测参数变化的灵敏程度，或者说是对被测的量变化的反应能力，是在稳态下，输出变化增量对输入变化增量的比值：

　　灵敏度有时也称"放大比"，也是仪表静特性贴切线上各点的斜率。增加放大倍数可以提高仪表灵敏度，单纯加大灵敏度并不改变仪表的基本性能，即仪表精度并没有提高，相反有时会出现振荡现象，造成输出不稳定。仪表灵敏度应保持适当的量。

　　然而对于仪表用户，诸如化工企业仪表工来讲，仪表精度固然是一个重要指标，但在实际使用中，往往更强调仪表的稳定性和可靠性，因为化工企业检测与过程控制仪表用于计量的为数不多，而大量的是用于检测。另外，使用在过程控制系统中的检测仪表其稳定性、可靠性比精度更为重要。

　　二、精确度

　　仪表精确度科称精度，又称准确度。精确度和误差可以说是孪生兄弟，因为有误差的存在，才有精确度这个概念。仪表精确度简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度，通常用相对百分误差(也称相对折合误差)表示。相对百分误差公式如下：

　　(1-1-3)

　　式中δ-检测过程中相对百分误差;

　　(标尺上限值-标尺下限值)--仪表测量范围;

　　Δx-绝对误差，是被测参数测量值x1和被测参数标准值x0之差。

　　所谓标准值是精确度比被测仪表高3~5倍的标准表测得的数值。

　　从式(1-1-3)中可以看出，仪表精度不仅和绝对误差有关，而且和仪表的测量范围有关。绝对误差大，相对百分误差就大，仪表精确度就低。如果绝对误差相同的两台仪表，其测量范围不同，那么测量范围大的仪表相对百分误差就小，仪表精确度就高。精确度是仪表很重要的一个质量指标，常用精度等级来规范和表示。精度等级就是最大相对百分误差去掉正负号和%。按国家统一规定划分的等级有0.005,0.02,0.05,0.1, 0.2,0.35,1.0,1.5,

　　2.5,4等，仪表精度等级一般都标志在仪表标尺或标牌上，如, ,0.5等，数字越小，说明仪表精确度越高。

　　要提高仪表精确度，就要进行误差分析。误差通常可以分为疏忽误差、缓变误差、系统误差和随机误差。疏忽误差是指测量过程中人为造成的误差，一则可以克服，二则和仪表本身没有什么关系。缓变误差是由于仪表内部元器件老化过程引起的，它可以用更换元器件、零部件或通过不断校正加以克服和消除。系统误差是指对同一被测参数进行多次重复测量时，所出现的数值大小或符号都相同的误差，或按一定规律变化的误差，可目前尚未被人们认识的偶然因素所引起，其数值大小和性质都不固定，难以估计，但可以通过统计方法从理论上估计其对检测结果的影响。误差来源主要指系统误差和随机误差。在用误差表示精度时，是指随机误差和系统误差之和。

　　三、复现性(重复性)