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1、检测与自动化仪表试题答案第一章绪论1 典型检测仪表控制系统：通常泛指石油、化工、热工行业生产过程的工业四大参数：温度、压力、流量、物位的控制系统（TC、PC、 FC、 LC）。2 无特殊条件要求，常规工业检测仪表控制系统的结构图基本相同，而与具体选用的仪表无关！3 常规工业检测仪表控制系统的基本构成包括被控对象、检测敏感元件- 变送器、显示仪表、调节器、给定器和执行器等。4误差公理： “一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有的科学实验过程中”；采用何种仪表测得的值都有误差5 绝对误差=示值 - “真值”；绝对误差必须有号、数值、单位（量纲）！6实际相对误差：A (%)A0100% ；标称相
2、对误差：x (%)x100% 。7 引用误差又称作满度相对误差：FS (%)100% ；最大引用误差最大满度相对误SFS差： FS max (%)| max | 100%SFS8 仪表的精度（等级）一般以a 表示，是最大引用误差去掉号和（%）号后的数字，而且必须取相应的标准系列值；校验仪表时取偏大值，选择仪表时取偏小值；不同仪表的精度等级的系列标准值是不同的！9已知控制流程图绘制控制系统结构图10典型检测仪表控制系统结构图如下，简单说明各个环节的名称和功能。被控对象：检测单元“一次仪表”：变送单元：非电量电量；电量“统一信号”显示、记录单元“二次仪表”调节、控制单元“三次仪表”执行单元安全栅1
3、1 用测量围为 -50 15OkPa 的压力传感器测量14OkPa 压力时,传感器测得值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。解：绝对误差：1421402kPa实际相对误差：标称相对误差：A100%2100%。A01401 4286%x100%2100%。x1421 4085%引用误差： m100%2）100% 1%SFS（1505012某测温仪表的测量围为-100 70O，校验该仪表时测得全量程最大绝对误差为+5，试确定该仪表的等级精度。解：该仪表的最大引用误差：max100%5100%。npmSFS700 1000 625%仪表的精度等级：去掉“ ”号、
4、“ %”号，取标准系列值：这台仪表的精度等级为 1.0级13某测压仪表的测量围为0 8MPa，根据工艺要求，测量示值的误差不允许超过0。05MPa，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足工艺要求。 解：npmmax100%0.05 100%0.625%SFS8应选择 0。5级的仪表14某测压仪表的测量围为010MPa，精度等级为1。0 级。试问：该仪表允许的最大绝对误差m是多少？若用标准压力计校验该压力表，在校验点为5MPa 时，标准压力计的读数为5.08MPa，试问该被校验仪表在这一点是否符合1.0 级精度？为甚麽？解：aSFS1 100.1 MPam100100被校验仪表在校验点为5MPa时
5、的引用误差：55.080.8%np100%100%SFS10被校验仪表在校验点为5MPa时的绝对误差：xA055.080.0815. 每个用于测量的仪表都用测量围，它是该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的围。测量围的最小值和最大值分别为测量的下限值和上限值，简称仪表的下限和上限。16. 仪表的量程可以用来表示测量围的大小，是其测量上限值和下限值的代数差。17. 灵敏度是仪表对被测参数变化感知的灵敏程度，常以在被测参数变化时， 经过足够时间待仪表指示值达到稳定后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比；例如：18. 仪表的分辨率：它是仪表输出能够响应和分辨的最小输入量。YS。U第二章误差及
6、测量不确定度1系统误差：在一定的测量条件下，测量值中含有的固定不变的、或按一定规律变化的误差2随机误差： 在同一测量条件下对同一被测量进行多次重复、等精度测量所产生的误差，它们的绝对值和符号以不可预定方式变化的误差；随机误差就某一单次测量而言是无规律的，但测量次数足够多时，随机误差的总体服从统计规律；3等精度测量的随机误差：就某一单次测量而言是无规律的，但测量次数足够多时，随机误差的总体服从统计规律；根据统计学原理，随机误差的统计规律：“四特性”有界性：单峰性：对称性：n抵偿性：limxi0ni 14 置信区间：定义为随机变量的取值围，通常用正态分布的标准误差的倍数表示，即 Z，其中 Z 为置
7、信系数。5置信概率：随机变量在置信区间Z 取值的概率。6置信水平：表示随机变量在置信区间Z以外取值的概率。7 不等精度测量的加权及其误差：使用不同的方法对同一个未知量进行m组等精度测量，得到 m组等精度测量数据；各组测量结果及误差不能同等对待：可靠程度不一样；用“权”或“权重”区分各组测量结果的可靠性和可信赖程度，以符号“p ”表示。8 粗大误差的检验与剔除：前提是设置一定的置信概率，查看可疑值是否在置信区间；简单检验法：先将可疑值除外，计算算术平均值X 、算术平均误差vi / n ，计算可疑值的残余误差 v，如果可疑值 v 4 ，则这个可疑值应剔除格罗布斯检验方法（格罗布斯准则）：Xvi计算
8、：2vivi2n 1根据所要求的置信概率 Pa 和测量次数 n，查找格罗布斯系数 Gvx G 的测量可疑值应剔除3 准则： vi 3肖维勒准则：vi ZC , Z C 3；ZC 为肖维勒系数，查表9求测量误差的绝对值在或然误差的 3.5 倍以的概率。解：P3.5P3.5 0.6745 P Z2.360.978550.6(0.983600.97855)0.9815810求测量误差的绝对值在或然误差的 2.5倍以的概率。解：P2.5P2.5 0.6745 P Z1.686250.890400.8625(0.910870.89040)0.890400.000400.8908011求 测量误差的绝对值
9、在或然误差的 2.9 倍以的概率。P2.9 P2.9 0.6745 P Z1.9560.9512.求测量误差的绝对值在或然误差的 3倍以的概率。解：P3 P3 0.6745 P Z2.0230.954513. 铜电阻值与温度的关系为 RtR20120 (t 20) , 现在通过直接测量 , 已知 20时的电阻值R206.00.3% 、电阻温度系数20 0.004 / 1% ，求铜电阻在 t30 1 时的电阻值 Rt及其标准误差。置信概率皆为68.28%解： 电阻值RtR20 120 (t20)610.004(3020)6.24 电阻值的标准误差 各个直接测量量的偏导数Rt120(t20)1 0
10、.004(3020) 1.004R20RtR20 0(t20)6.0(3020)60.020RtR20 020 6.00.0040.0240t 各个直接测量量的标准误差R20R20(0.3%)0.0182020(1%)0.000041/ t 1（Rt22（Rt22（Rt22）R）tRtR20202020t1.0420.01826020.0000420.0242120.03 测量结果Rt6.24Pa68.27%14 有一组重复测量数据，用格罗布斯检验法剔除坏值。数据： 160、 171、 243、 192、 153、 186、 163、189、 195、 178序号测量值残差残差方残差残差方xi
