0.3 仪表的基本技术指标

自动化仪表和其他仪表一样，在保证可靠工作的前提下，有如下一些衡量其性能优劣的基本指标。

1.精确度

任何仪表都有一定的误差。因此，使用仪表时必须先知道该仪表的精确程度，以便估计测量结果与真实值的差距，即估计测量值的误差大小。

模拟式仪表的精确度一般不宜用绝对误差（测量值与真实值的差）和相对误差（绝对误差与该点的真实值之比）来表示，因为前者不能体现对不同量程仪表的合理要求，后者很容易引起任何仪表都不能相信的误解。例如，对一只满量程为100mA的电流表，在测量零电流时，由于机械摩擦使表针的显示偏离零位而得到0.2mA的读数，若按上述相对误差的算法，那么该点的相对误差即为无穷大，似乎这个仪表是完全不能使用的；但在工程人员看来，出现这样的测量误差是很容易理解的，根本不值得大惊小怪，它可能还是一只比较精密的仪表呢！

模拟式仪表的合理精确度，应该以测量范围中最大的绝对误差和该仪表的测量范围之比来衡量，这种比值称为相对（于满量程的）百分误差。例如，某温度计的刻度由-50℃到+150℃，即其测量范围为200℃，若在这个测量范围内，最大测量误差不超过3℃，则其相对百分误差δ为

仪表工业规定，去掉上式中相对百分误差的“%”，称为仪表的精确度。它划分成若干等级，如0.1级，0.2级，0.5级，1.0级，1.5级，2.5级等。上述温度计的精确度即为1.5级。

仪表的误差还根据使用条件分为基本误差和附加误差两种。基本误差是指仪表在正常工作条件下的最大相对百分误差。若仪表不在规定的正常条件下工作，例如，因周围温度、电源电压等偏高或偏低而引起的额外误差，称为附加误差。仪表的精确度等级是根据其基本误差确定的。

2.灵敏度和灵敏限

灵敏度表示测量仪表对被测参数变化的敏感程度，常以仪表输出（如指示装置的直线位移或角位移）与引起此输出的被测参数变化量之比表示，即

式中，Δa为仪表指示装置的直线位移或角位移；Δx为被测参数的变化值。

仪表的灵敏度可用增加放大系统的放大倍数来提高。但是，单纯提高仪表的灵敏度并不一定能提高仪表的精确度，例如，把一个电流表的指针接得很长，虽然可把直线位移的灵敏度提高，但其读数的精确度并不一定提高。相反，可能由于平衡状况变坏而精确度反而下降。为了防止这种虚假灵敏度，常规定仪表读数标尺的分格值不能小于仪表允许误差的绝对值。

仪表的灵敏限，是指仪表能感受并发生动作的输入量的最小值。

3.变差

在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测参量进行反复测量（正行程和反行程）时，所产生的最大差值与测量范围之比称为变差。造成变差的原因很多，例如，传动机构间存在的间隙和摩擦力，弹性元件的弹性滞后等。在设计和制造仪表时，必须尽量减小变差的数值。一个仪表的变差越小，其输出的重复性和稳定性越好。

仪表除静态误差外，在输入量随时间变化时，由于仪表内部的惯性和滞后，还存在动态误差。对自动化仪表来说，因为它工作在调节系统的闭环之中，其动态特性不仅影响自身的输出，还直接影响整个调节系统的调节质量。例如，在一个调节系统中，若检测仪表的惯性比调节对象的惯性还大，那么不仅系统的调节速度被减慢，而且在过渡过程中检测仪表不能及时反映真实的情况，被调量可能存在很大的冲击和波动，但检测仪表的指示却很平稳，这种虚假的现象会给生产造成严重的损失。因此，在选用自动化仪表时，必须对其动态特性予以充分的重视，根据需要，尽量减小仪表的惯性和滞后，使之快速和准确地响应输入量的变化。