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儀表主要性能指標(biāo)精確度和復(fù)現(xiàn)性
2013-03-31
精確度
儀表精確度科稱精度，又稱準(zhǔn)確度。精確度和誤差可以說是孿生兄弟，因?yàn)橛姓`差的存在，才有精確度這個(gè)概念。儀表精確度簡(jiǎn)言之就是萬用表儀表測(cè)量值接近真值的準(zhǔn)確程度，通常用相對(duì)百分誤差（也稱相對(duì)折合誤差）表示。相對(duì)百分誤差公式如下：
（1-1-3）
式中δ-檢測(cè)過程中相對(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-絕對(duì)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)值是精確度比被測(cè)儀表高3~5倍的標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)得的數(shù)值。
從式（1-1-3）中可以看出，儀表精度不僅和絕對(duì)誤差有關(guān)，而且和儀表的測(cè)量范圍有關(guān)。絕對(duì)誤差大，相對(duì)百分誤差就大，儀表精確度就低。如果絕對(duì)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，儀表精確度就高。精確度是儀表很重要的一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)，常用精度等級(jí)來規(guī)范和表示。精度等級(jí)就是最大相對(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，說明儀表精確度越高。
要提高儀表精確度，就要進(jìn)行誤差分析。誤差通?？梢苑譃槭韬稣`差、緩變誤差、系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。疏忽誤差是指測(cè)量過程中人為造成的誤差，一則可以克服，二則和儀表本身沒有什么關(guān)系。緩變誤差是由于儀表內(nèi)部元器件老化過程引起的，它可以用更換元器件、零部件或通過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。
二、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)量的精確性不僅僅是儀表的精確度，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：
（1-1-4）
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的0.25級(jí)下降為1.87,說明這臺(tái)儀表復(fù)現(xiàn)性差.它也說明對(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)性來描述儀表的抗干擾能力。
測(cè)量復(fù)現(xiàn)性通常用不確定度來估計(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：
A類：用統(tǒng)計(jì)方法確定的分量
B類：用非統(tǒng)計(jì)方法確定的分量
設(shè)A類不確定度的方差為si2（標(biāo)準(zhǔn)差為si），B類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：
（1-1-5）
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