儀器儀表選購著重的五大性能靈敏度|精確度|復現(xiàn)性|穩(wěn)定性|可靠性

儀器儀表選購著重的五大性能靈敏度|精確度|復現(xiàn)性|穩(wěn)定性|可靠性
在工程式上儀表性能指標通常用精確度(又稱精度)、變差、靈敏度來描述。儀表工校驗儀表通常也是調校精確度，變差和靈敏度三項。變差是指儀表被測變量(可理解為輸入信號)多次從不同方向達到同一數(shù)值時，儀表指示值之間的最大差值，或者說是儀表在外界條件不變的情況下，被測參數(shù)由小到大變化(正向特性)和被測參數(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，變差大小取最大絕對誤差與儀表標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機構的間隙，運動部件的磨擦，彈性元件滯后等。取勝著儀表制造技術的不斷改進，特別是微電子技術的引入，許多儀表全電子化了，無可動部件，模擬儀表改為數(shù)字儀表等等，所以變差這個指標在智能型儀表中顯得不那么重要和突出了。

一、靈敏度　　
　　靈敏度是指儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度，或者說是對被測的量變化的反應能力，是在穩(wěn)態(tài)下，輸出變化增量對輸入變化增量的比值：
　　
　　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;
　　
　　靈敏度有時也稱"放大比"，也是儀表靜特性貼切線上各點的斜率。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，即儀表精度并沒有提高，相反有時會出現(xiàn)振蕩現(xiàn)象，造成輸出不穩(wěn)定。儀表靈敏度應保持適當?shù)牧俊?
　　
　　然而對于儀表用戶，諸如化工企業(yè)儀表工來講，儀表精度固然是一個重要指標，但在實際使用中，往往更強調儀表的穩(wěn)定性和可靠性，因為化工企業(yè)檢測與過程控制儀表用于計量的為數(shù)不多，而大量的是用于檢測。另外，使用在過程控制系統(tǒng)中的檢測儀表其穩(wěn)定性、可靠性比精度更為重要。
　　
　　二、精確度
　　
　　儀表精確度科稱精度，又稱準確度。精確度和誤差可以說是孿生兄弟，因為有誤差的存在，才有精確度這個概念。儀表精確度簡言之就是儀表測量值接近真值的準確程度，通常用相對百分誤差(也稱相對折合誤差)表示。相對百分誤差公式如下：
　　
　　式中δ-檢測過程中相對百分誤差;
　　
　　(標尺上限值-標尺下限值)--儀表測量范圍;
　　
　　Δx-絕對誤差，是被測參數(shù)測量值x1和被測參數(shù)標準值x0之差。
　　
　　所謂標準值是精確度比被測儀表高3~5倍的標準表測得的數(shù)值。
　　
　　儀表精度不僅和絕對誤差有關，而且和儀表的測量范圍有關。絕對誤差大，相對百分誤差就大，儀表精確度就低。如果絕對誤差相同的兩臺儀表，其測量范圍不同，那么測量范圍大的儀表相對百分誤差就小，儀表精確度就高。精確度是儀表很重要的一個質量指標，常用精度等級來規(guī)范和表示。精度等級就是最大相對百分誤差去掉正負號和%。按國家統(tǒng)一規(guī)定劃分的等級有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.35,1.0,1.5, 泄露氣體檢測儀| 毒性氣體| 氧氣檢測| VOC檢測儀| 煙氣分析儀| 臭氧檢測儀| 空氣品質監(jiān)測儀|
　　
　　2.5,4等，儀表精度等級一般都標志在儀表標尺或標牌上，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)誤差和隨機誤差。疏忽誤差是指測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系。緩變誤差是由于儀表內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)誤差是指對同一被測參數(shù)進行多次重復測量時，所出現(xiàn)的數(shù)值大小或符號都相同的誤差，或按一定規(guī)律變化的誤差，可目前尚未被人們認識的偶然因素所引起，其數(shù)值大小和性質都不固定，難以估計，但可以通過統(tǒng)計方法從理論上估計其對檢測結果的影響。誤差來源主要指系統(tǒng)誤差和隨機誤差。在用誤差表示精度時，是指隨機誤差和系統(tǒng)誤差之和。
　　
　　三、復現(xiàn)性(重復性)
　　
　　測量復現(xiàn)性是在不同測量條件下，如不同的方法，不同的觀測者，在不同的檢測環(huán)境對同一被檢測的量進行檢測時，其測量結果一致的程度。測量復現(xiàn)性必將成為儀表的重要性能指標。
　　
　　測量的精確性不僅僅是儀表的精確度，它還包括各種因素對測量參數(shù)的影響，是綜合誤差。以電動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)境溫度對零點(4mA)的影響，±1.75%;
　　
　　e2--環(huán)境溫度對全量程(20mA)的影響，±0. 5%;
　　
　　e3-工作壓力對零點(4mA)的影響，±0.25%;
　　
　　e4--工作壓力對全量程(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級電動Ⅲ變送器測量精度由于溫度和工作壓力變化的影響由原來的0.25級下降為1.87,說明這臺儀表復現(xiàn)性差.它也說明對同一被測的量進行檢測時,由于測量條件不同,受到環(huán)境溫度和工作壓力的影響,其測量結果一致的程度差. 金屬探測器| 試驗機| 扭力計| 流速儀| 粗糙度儀| 流量計| 平衡儀|
　　
　　若用一臺全智能差變送器代替上例中電動Ⅲ型差壓變送器,對應式(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溫度和壓力進行補償、抗環(huán)境溫度和工作壓力能力強。可以用儀表復現(xiàn)性來描述儀表的抗干擾能力。
　　
　　測量復現(xiàn)性通常用不確定度來估計。不確定度是由于測量誤差的存在而對被測量值不能肯定的程度，可采用方差或標準差(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)計方法確定的分量
　　
　　B類：用非統(tǒng)計方法確定的分量
　　
　　設A類不確定度的方差為si2(標準差為si)，B類不確定度假定存在的相應近似方差為ui2(標準差為(ui)，則合成不確定度為：
　　
　　四、穩(wěn)定性
　　
　　在規(guī)定工作條件內，儀表某些性能隨時間保持不變的能力稱為穩(wěn)定性(度)。儀表穩(wěn)定性是化工企業(yè)儀表工十分關心的一個性能指標。由于化工企業(yè)使用儀表的環(huán)境相對比較惡劣，被測量的介質溫度、壓力變化也相對比較大，在這種環(huán)境中投入儀表使用，儀表的某些部件隨時間保持不變的能力會降低，儀表的穩(wěn)定性會下降。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衡量儀表的穩(wěn)定性。儀表投入運行一年之中零位沒有漂移，相反儀表投入運行不到3個月，儀表零位就變了，說明儀表穩(wěn)定性不好。儀表穩(wěn)定性的好壞直接關系到儀表的使用范圍，有時直接影響化工生產(chǎn)，儀表穩(wěn)定性不好造成的影響往往雙儀表精度下降對化工生產(chǎn)的影響還要大。儀表穩(wěn)定性不好儀表維護量也大，是儀表工最不希望出現(xiàn)的事情。測試器| 電力計| 電力測量儀| 光度計| 電壓計| 電流計| 
　　
　　五、可靠性
　　
　　儀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。可靠性和儀表維護量是相反相成的，儀表可靠性高說明儀表維護量小，反之儀表可靠性差，儀表維護量就大。對于化工企業(yè)檢測與過程控制儀表，大部分安裝在工藝管道、各類塔、釜、罐、器上，而且化工生產(chǎn)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增加了很多困難，一是考慮化工生產(chǎn)安全，二是關系到儀表維護人員人身安全，所以化工企業(yè)使用檢測與過程控制儀表要求維護量越小越好，亦即要求儀表可靠性盡可能地高。
　　
　　隨著儀表更新?lián)Q代，特別是微電子技術引入儀表制造行業(yè)，使儀表可告性大大提高。儀表生產(chǎn)廠商對這個性能指標也越來越重視，通常用平均無故障時間MTBF來描述儀表的可靠性。一臺全智能變送器的MTBF比一般非智能儀表如電動Ⅲ變送器要高10倍左右，它可高達100~390年。