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儀器儀表的五大性能指標(biāo)
在工程式上儀表性能指標(biāo)通常用度（又稱(chēng)精度）,、變差,、靈敏度來(lái)描述,。儀表工校驗(yàn)儀表通常也是調(diào)校度,，變差和靈敏度三項(xiàng)。變差是指儀表被測(cè)變量（可理解為輸入信號(hào)）多次從不同方向達(dá)到同一數(shù)值時(shí),，儀表指示值之間的大差值,，或者說(shuō)是儀表在外界條件不變的情況下，被測(cè)參數(shù)由小到大變化（正向特性）和被測(cè)參數(shù)由大到小變化（反向特性）不一致的程度,，兩者之差即為儀表變差,，變差大小取大誤差與儀表標(biāo)尺范圍之比的百分比：
其中變差產(chǎn)生的主要原因是儀表偉動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙，運(yùn)動(dòng)部件的磨擦,，彈性元件滯后等,。取勝著儀表制造技術(shù)的不斷改進(jìn)，特別是微電子技術(shù)的引入,，許多儀表全電子化了,，無(wú)可動(dòng)部件，模擬儀表改為數(shù)字儀表等等,，所以變差這個(gè)指標(biāo)在智能型儀表中顯得不那么重要和突出了,。
一、靈敏度是指儀表對(duì)被測(cè)參數(shù)變化的靈敏程度,，或者說(shuō)是對(duì)被測(cè)的量變化的反應(yīng)能力,，是在穩(wěn)態(tài)下，輸出變化增量對(duì)輸入變化增量的比值紅外線(xiàn)測(cè)溫儀器：
式中s-儀表靈敏度;
ΔL-儀表輸出變化增量;
Δx-儀表輸入變化增量;
靈敏度有時(shí)也稱(chēng)"放大比",，也是儀表靜特性貼切線(xiàn)上各點(diǎn)的斜率,。增加放大倍數(shù)可以提高儀表靈敏度，單純加大靈敏度并不改變儀表的基本性能,，即儀表精度并沒(méi)有提高,，相反有時(shí)會(huì)出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，造成輸出不穩(wěn)定,。儀表靈敏度應(yīng)保持適當(dāng)?shù)牧俊?br />然而對(duì)于儀表用戶(hù),，諸如化工企業(yè)儀表工來(lái)講，儀表精度固然是一個(gè)重要指標(biāo),，但在實(shí)際使用中，往往更強(qiáng)調(diào)儀表的穩(wěn)定性和可靠性，因?yàn)榛て髽I(yè)檢測(cè)與過(guò)程控制儀表用于計(jì)量的為數(shù)不多,，而大量的是用于檢測(cè),。另外，使用在過(guò)程控制系統(tǒng)中的檢測(cè)儀表其穩(wěn)定性,、可靠性比精度更為重要,。
二、度儀表度科稱(chēng)精度,，又稱(chēng)準(zhǔn)確度,。度和誤差可以說(shuō)是孿生兄弟，因?yàn)橛姓`差的存在,，才有度這個(gè)概念,。儀表度簡(jiǎn)言之就是儀表測(cè)量值接近真值的準(zhǔn)確程度，通常用相對(duì)百分誤差（也稱(chēng)相對(duì)折合誤差）表示,。電工電子儀器相對(duì)百分誤差公式如下：
式中δ-檢測(cè)過(guò)程中相對(duì)百分誤差;
（標(biāo)尺上限值-標(biāo)尺下限值）--儀表測(cè)量范圍;
Δx-誤差,，是被測(cè)參數(shù)測(cè)量值x1和被測(cè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值x0之差。
所謂標(biāo)準(zhǔn)值是度比被測(cè)儀表高3~5倍的標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)得的數(shù)值,。
儀表精度不僅和誤差有關(guān),，而且和儀表的測(cè)量范圍有關(guān)。誤差大,，相對(duì)百分誤差就大,，儀表度就低。如果誤差相同的兩臺(tái)儀表,，其測(cè)量范圍不同,，那么測(cè)量范圍大的儀表相對(duì)百分誤差就小，儀表度就高,。度是儀表很重要的一個(gè)質(zhì)量指標(biāo),，常用精度等級(jí)來(lái)規(guī)范和表示。精度等級(jí)就是大相對(duì)百分誤差去掉正負(fù)號(hào)和%,。按國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定劃分的等級(jí)有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.35,1.0,1.5,
2.5,4等,，儀表精度等級(jí)一般都標(biāo)志在儀表標(biāo)尺或標(biāo)牌上，如 , ,0.5等,，數(shù)字越小,，說(shuō)明儀表度越高。
要提高儀表度,，就要進(jìn)行誤差分析,。誤差通常可以分為疏忽誤差,、緩變誤差,、系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,。疏忽誤差是指測(cè)量過(guò)程中人為造成的誤差，一則可以克服,，二則和儀表本身沒(méi)有什么關(guān)系,。緩變誤差是由于儀表內(nèi)部元器件老化過(guò)程引起的，它可以用更換元器件,、零部件或通過(guò)不斷校正加以克服和消除,。系統(tǒng)誤差是指對(duì)同一被測(cè)參數(shù)進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，所出現(xiàn)的數(shù)值大小或符號(hào)都相同的誤差,，或按一定規(guī)律變化的誤差,，可目前尚未被人們認(rèn)識(shí)的偶然因素所引起，其數(shù)值大小和性質(zhì)都不固定,，難以估計(jì),，但可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法從理論上估計(jì)其對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。誤差來(lái)源主要指系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,。在用誤差表示精度時(shí),，是指隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差之和。
三,、復(fù)現(xiàn)性（重復(fù)性）測(cè)量復(fù)現(xiàn)性是在不同測(cè)量條件下,，如不同的方法，不同的觀(guān)測(cè)者,，在不同的檢測(cè)環(huán)境對(duì)同一被檢測(cè)的量進(jìn)行檢測(cè)時(shí),，其測(cè)量結(jié)果一致的程度。測(cè)量復(fù)現(xiàn)性必將成為儀表的重要性能指標(biāo),。
測(cè)量的性不僅僅是儀表的度,，它還包括各種因素對(duì)測(cè)量參數(shù)的影響，是綜合誤差,。以電動(dòng)Ⅲ型差壓變送器為例,，綜合誤差如下式所示：
式中e0-（25±1）℃狀態(tài)下的參考精度，±0.25%或±0.5%;
e1-環(huán)境溫度對(duì)零點(diǎn)（4mA）的影響,，±1.75%;
e2--環(huán)境溫度對(duì)全量程（20mA）的影響,，±0. 5%;
e3-工作壓力對(duì)零點(diǎn)（4mA）的影響，±0.25%;
e4--工作壓力對(duì)全量程（20mA）的影響,，±0.25%;
將e0,、e1、e2,、e3,、e4的數(shù)值代入式（1-1-4）得：
這說(shuō)明0.25級(jí)電動(dòng)Ⅲ變送器測(cè)量精度由于溫度和工作壓力變化的影響由原來(lái)的0.25級(jí)下降為1.87,說(shuō)明這臺(tái)儀表復(fù)現(xiàn)性差.它也說(shuō)明對(duì)同一被測(cè)的量進(jìn)行檢測(cè)時(shí),由于測(cè)量條件不同,受到環(huán)境溫度和工作壓力的影響,其測(cè)量結(jié)果一致的程度差.
若用一臺(tái)全智能差變送器代替上例中電動(dòng)Ⅲ型差壓變送器,對(duì)應(yīng)式（1-1-4）中的e0=±0.0625%,e1+e2=±0.075%,e3+e4=±0.15%,代入式（1-1-4）得e綜=±0.18%,要比電動(dòng)Ⅲ型差壓變送器e綜=±1.87%小得多,說(shuō)明全智能差壓變送器對(duì)溫度和壓力進(jìn)行補(bǔ)償、抗環(huán)境溫度和工作壓力能力強(qiáng),?？梢杂脙x表復(fù)現(xiàn)性來(lái)描述儀表的抗*力,。
測(cè)量復(fù)現(xiàn)性通常用不確定度來(lái)估計(jì)。不確定度是由于測(cè)量誤差的存在而對(duì)被測(cè)量值不能肯定的程度,，可采用方差或標(biāo)準(zhǔn)差（鄧方差的正平方根）表示,。不確定度的所有分量分為兩類(lèi)：
A類(lèi)：用統(tǒng)計(jì)方法確定的分量
B類(lèi)：用非統(tǒng)計(jì)方法確定的分量
設(shè)A類(lèi)不確定度的方差為si2（標(biāo)準(zhǔn)差為si）,，B類(lèi)不確定度假定存在的相應(yīng)近似方差為ui2（標(biāo)準(zhǔn)差為（ui）,，則合成不確定度為：
四、穩(wěn)定性在規(guī)定工作條件內(nèi),，儀表某些性能隨時(shí)間保持不變的能力稱(chēng)為穩(wěn)定性（度）,。儀表穩(wěn)定性是化工企業(yè)儀表工十分關(guān)心的一個(gè)性能指標(biāo)。由于化工企業(yè)使用儀表的環(huán)境相對(duì)比較惡劣,，被測(cè)量的介質(zhì)溫度,、壓力變化也相對(duì)比較大，在這種環(huán)境中投入儀表使用,，儀表的某些部件隨時(shí)間保持不變的能力會(huì)降低,，儀表的穩(wěn)定性會(huì)下降。徇或表征儀表穩(wěn)定性現(xiàn)在尚未有定量值,，化工企業(yè)通常用儀表零漂移來(lái)衡量?jī)x表的穩(wěn)定性,。儀表投入運(yùn)行一年之中零位沒(méi)有漂移，相反儀表投入運(yùn)行不到3個(gè)月,，儀表零位就變了,，說(shuō)明儀表穩(wěn)定性不好。儀表穩(wěn)定性的好壞直接關(guān)系到儀表的使用范圍,，有時(shí)直接影響化工,，儀表穩(wěn)定性不好造成的影響往往雙儀表精度下降對(duì)化工的影響還要大。儀表穩(wěn)定性不好儀表維護(hù)量也大,，是儀表工不希望出現(xiàn)的事情,。
五、可靠性?xún)x表可靠性是化工企業(yè)儀表工所追求的另一重要性能指標(biāo),?？煽啃院蛢x表維護(hù)量是相反相成的，儀表可靠性高說(shuō)明儀表維護(hù)量小,，反之儀表可靠性差,，儀表維護(hù)量就大。對(duì)于化工企業(yè)檢測(cè)與過(guò)程控制儀表,，大部分安裝在工藝管道,、各類(lèi)塔、釜,、罐,、器上,，而且化工的連續(xù)性，多數(shù)有毒,、易燃易爆的環(huán)境,，這些惡劣條件給儀表維護(hù)增加了很多困難，一是考慮化工安全,，二是關(guān)系到儀表維護(hù)人員人身安全,，所以化工企業(yè)使用檢測(cè)與過(guò)程控制儀表要求維護(hù)量越小越好，亦即要求儀表可靠性盡可能地高,。
隨著儀表更新?lián)Q代,，特別是微電子技術(shù)引入儀表制造行業(yè)，使儀表可告性大大提高,。儀表廠(chǎng)商對(duì)這個(gè)性能指標(biāo)也越來(lái)越重視,，通常用平均*時(shí)間MTBF來(lái)描述儀表的可靠性。