仪表基础知识1

仪表基础知识仪表与检测 一。.什么叫测量？测量技术？测量技术有哪几类？什么是检测，检测仪表由哪些组成？ 答 1.所谓测量是指用一个已知量或量具与一个未知量或被测量进行比对，从而确定未知量 多少倍的过程。 2.所谓测量技术主要是指测量的原理与根据测量原理而制定的测量方法等。 3.测量技术依据其测量原理和测量方法的不同，可分为直接测量技术和间接测量技术两类。4.“检测”表示“通过检验进行测定”， 对象通常是装置或工农业产品的质量和性能。它一般 包含两个方面。一是检查。二是测量。 5.检测仪表一般由三部分组成。一是传感器或敏感部件，二是测量电路及转换电路，三是 显示器件。检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多，根据不同原则可以 进行相应的分类。例如按仪表所使用的能源分类，可以分为气动仪表、电动仪表和液动仪 表（很少见） ；按仪表组合形式，可以分为基地式仪表、单元组合仪表和综合控制装置；按 仪表安装形式，可以分为现场仪表、盘装仪表和架装仪表；随着微处理机的蓬勃发展，根 据仪表有否引入微处理机（器）又可分为智能仪表与非智能仪表。根据仪表信号的形式可 分为模似仪表和数字仪表 显示仪表根据记录和指示、模拟与数字等功能，又可分为记录仪表和指示仪表、模拟仪表 和数显仪表，其中记录仪表又可分为单点记录和多点记录（指示亦可以有单点和多点） ，其 中又有在纸记录或无纸记录，若是有纸记录又分笔录和打印记录。 调节仪表可是以分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表。由于微处理机引入，又 有可编程调节器与固定程序调节器之分。执行器由执行机构和调节阀两部分组成。执行机构按能源划分有气动执行器、电动执 行器和液动执行器，按结构形式可以分为薄膜式、活塞式（气缸式）和长行程执行机构。 调节阀根据其结构特噗和流量特性不同进行分类，按结构特点分通常有直通单座、直通双 座、三通、角形、隔膜、蝶形、球阀、偏心旋转、套筒（笼式） 、阀体分离等，按流量特性 分为直线、对数（等面分比） 、抛物线、快开等。 这类分类方法相对比较合理，仪表覆盖面也比较广，但任何一种分类方法均不能将所 有仪表分门别类地划分得井井有序，它们中间互有渗透，彼此沟通。例如变送器具有多种 功能，温度变送器可以划归温度检测仪表，差压变送器可以划归流量检测仪表，压力变送 器可以划归压检测仪表，若用兀压法测液位可以划归物位检测仪表，很难确切划归哪一类， 中外单元组合仪表中的计算和辅助单元也很难归并二。什么叫直接测量技术?什么叫间接测量技术？这两种测量技术各有什么特点？ 答：1.直接测量就是用“量具”直接与被测量进行比对，从而可以直接（不通过计算等过程） 从测量过程中或从“量具”上（仪器，仪表等）直接获得被测量的数据的测量技术。也就是 不必测量与被测量有函数关系的其他量，而能直接得到被测量值的测量方法。 注： （1）为了作相应的修正，需要进行补充测量或计算以确定影响量的值，这种测量方法仍属 直接测量。 （2）根据计量器具示值，须通过查对图表以确定被测量值的测量，也属直接测量。 例： （1）用量筒测量液体容积； （2）用等臂天平测量物体质量。 其特点是：如果量具准确度得以保证时，其测量的精确度很高。 2.间接测量技术是指测量时不是用量具直接与被测量进行比对（测量） ，而是利用量具在比 对（测量）过程中获得与被测量有确定函数关系的其它量，然后再利用这些量通过函数关 系式计算后，获得被 测量的测量技术。也即通过测量与被测量有函数关系的其他量，才能 得到被测量值的测量方法。 例：a通过测量长度确定矩形面积； b通过测量导体电阻、长度和断面积确定电阻率。 其特点是：测量的不确定度不仅决定于各种量具，仪器仪表等的确定度，而且还决定于线 路的连接方式以及计算公式的科学性。所以要尽量使用直接测量方法，只有在没办法用直 接测量的地方，才考虑使用间接测量方法。三。仪器仪表的基础标准有哪些？ 仪器仪表基础标准 GB/T13983-92 仪器仪表基本术语： GB/T15464-95 仪器仪表包装通用技术条件 JB/T5218-91 仪器仪表协调用颜色 JB/T5471-91 仪器仪表用旋钮型号命名方法 JB/T6182-92 仪器仪表可靠性设计评审 JB/T6183-92 仪器仪表可靠性要求与考核方法的编写规定 JB/T6214-92 仪器仪表可靠性验证试验及测定试验(指数分布)导则 JB/T6843-93 仪器仪表可靠性设计程序和要求 JB/T8203-95 仪器仪表用旋钮尺寸 JB/Z352-89 企业管理表格和事务处理程序规范 ZBN01001-88 仪器仪表物料箱尺寸系列 ZBN04002-86 仪器仪表现场工作可靠性、有效性、维修性数据收集指南 ZBN04003-87 仪器仪表旋钮技术条件 ZBN04004-88 仪器仪表规范中可靠性条款编写导则 ZBY002-81 仪器仪表运输、运输贮存基本环境条件及试验方法 ZBY279-84 仪表柜和仪表箱主要结构尺寸系列 ZBY321-85 仪器仪表可靠性评定程序 四。什么是计量？它与测量之间的关系是什么？ 答：1.实现单位统一、量值准确可靠的活动就是计量。计量是指测量仪器通过与国家计量 部门的基准或标准设备进行比对（仪器测量值与基准值或标准测量值比较）从而确定测量 仪器精确度的过程。 2.广义的理解是指有关测量知识的整个领域。计量在历史上称之为“度量衡”。随着生产和 科 学技术的发展，现代计量已远远超出“度量衡”的范围。现有长度、热学、力学、 电磁 学、无线电、时间频率、电离辐射、光学、声学、化学等计量专业，已形成了 一门独立的 学科计量学。 3.计量是一种高精确度的测量，是用来确定仪器，仪表等精确度的一种特殊形式的测量。 4.法定计量单位有： 长 度 名称 厘 分 寸 尺 丈 里 等数 10 毫 10 厘 10 分 10 寸 10 尺 150 丈 面 积 名称 平方厘 平方分 平方寸 平方尺 平方丈 平方里 等数 100 平方毫 100 平方厘 100 平方分 100 平方寸 100 平方尺 22500 平方丈 地 积 名称 厘 分 亩 顷 等数 10 毫 10 厘 10 分 100 亩 质 量 名称 毫 厘 分 钱 两 斤 担 等数 10 丝 10 毫 10 厘 10 分 10 钱 10 两 100 斤 容 量 名称 勺 合 升 斗 石 等数 10 撮 10 勺 10 合 10 升 10 斗 计量单位比较表长度比较表 1 千米(公里)=2 市里=0.621 英里=0.540 海里 1 米=3 市尺=3.281 英尺 1 市里=0.5 千米(公里)=0.311 英里=0.270 海里 1 市尺=0.333 米=1.094 英尺 1 英里=1.609 千米(公里)=3.218 市里=0.869 海里 1 英尺=0.305 米=0.914 市尺 1 海里=1.852 千米(公里)=3.704 市里=1.150 英里 地积比较表 1 公顷=15 市亩=2.471 英亩 1 市亩=6.667 公亩=0.165 英亩1 英亩=0.405 公顷=6.070 市亩 质量比较表 1 千克(公斤)=2 市斤=2.205 英磅 1 市斤=0.5 千克(公斤)=1.102 英镑 1 英镑=0.454 千克(公斤)=0.907 市斤 容量比较表 1 升(公制)=1 市升=0.220 加仑(英制) 1 加仑(英制)=4.546 升=4.546 市升 -五。什么是量值？ 量值是表示一个量大小的计量单位数值。一般由一个数乘以测量单位所表示的特定量的大 小. 例:5.34m 或 534m，15kg，10s，-40。注:对于不能由一个数乘以测量单位所表示的量， 可参照约定参考标尺，或参照测量程序，或两者都参照的方式表示。 显然，数值的大小决定于单位，只有在给定单位的前提下，才能给出数值。例如:可用 5.34m 或 534cm 表示某棒的长度，用 15kg 或 15000g 表示某物的质量。这里用 5.34m 和 534cm 所表示的量的大小，以及用 15kg 和 15000g 所表示的量的大小是相同的。因此，一 个特定量的量值，与所选择的单位无关，而其数值则与所选择的单位的大小成反比。因此， =Q/Q。例如:以公里每小时为单位给出的速度 v 的数值，可以表示为km/h 或 /(km/h)。 这种形式广泛地应用于数值表的表头和坐标轴的说明。对于不能由一个数乘以测量单位所表示的而实用上又很重要的一些量，例如硬度、表 面粗糙度等量，当然也需要有定量表示的办法。这样的量虽然不能用一个数乘以测量单位 来表示，但可以用一个数据结合一个代表约定的参考标尺的符号表示。例如 50HRC，表示采用 C 标尺，测得的洛氏硬度(HR)量值为 50。广义上说，这样的表示也能在规定意义上反 映所研究的特定量的大小。不过这样表示的量值无法代入物理方程式进行计算，因为它要 参照约定参考标尺或(和)测量程序的方式才能表示。例如 450HV30/20，表示在 294.2N(即 30kgf)试验力作用下，保持 20s 时测得的维氏硬度(HV)量值为 450。约定参考标尺(conventional reference scale)也称为参考值标尺(reference value scale)，它 是针对某种特定量，约定地规定的一组有序的、连续或离散的量值，用作该种量按大小排 序的参考。例如:根据特定的一系列纯物质的凝固点等温度固定点，并使用特定的测量仪器 和内插公式所建立的实用温度标尺；根据一系列特定矿物的硬度所建立的莫氏硬度标尺； 化学中的 pH 值标尺；用于燃油的辛烷值标尺；里氏地震标尺；等等。应当注意的是，依据约定参考标尺所确定的特定量的值，只能与同类量的其它量值比 位序，即哪个较大、哪个较小，一般不能用来进行加法运算。但国际实用温度标尺的情况 与硬度标尺等有所不同，因为它是用热力学温度标尺修正过的，因此对于给定的实用目的， 依据它所确定的特定温度量值还是可以用来作加法运算的。 六。什么是真值？ 真值是一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想的概念，一般是无法得到的。所以在 计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。约定真值是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中以在没有系统 误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。相对真值是指当高一级标准器的误差仅为低一级的时，可认为高一级的标准器或仪表 示值为低一级的相对真值。在计算机数值表示中，用正负号加绝对值表示数据的形式被称为“真值”。 七。什么叫基准器？它的分级情况和应用范围是什么？ 答：1.基准器是体现计量单位量值的标准器具，具有现代科学技术所能达到的最高准确度 和最大稳定性的计量器具。它主要是用于规定，保持，和复现某种物理计量单位。 2.国际上有统一的世界基准器，而对于一个国家而言，基准器可分为三级。最高级别为“国 家基准器”。也叫一级基准器，其次是二级和三级基准器。二级基准器分为作证基准器，参 考基准器和中介基准器三种。 3.国家基准为了保持量值的准确性，避免降低精确度，国家基准只向下一级作证基准 传递 量值，不作它用。 作证基准器与国家基准器基本相同，是用来检验国家基准器的完善性的。与之比对，修正 系统偏 差。它可作为国家基准器的代表向基它基准器传递量值。 参考基准器和国家基准器的原理及结构均不同，它是从不同角度对同一物理量进行测量， 用于证明国家级基准器的先进性的。参考基准器与作证基准器比对并向下级基准器传递量 值。由于以上各种基准器结构复杂；体积庞大且对环境条件要求高；不宜随意搬动难以直 接比对。为此制成体积小，重量轻，精度足够高的基准器，称为中介基准器。其作用是用 于国际基准与国家基准之间传递量值或用于作证基准与三级基准之间传递量值。最基层的 基准是三级基准。它是各种计量的工作基准用来