Question

试简述数字显示仪表主要的性能指标有哪些？

Answer 1

自动化仪表和数显仪表一样，在保证可靠工作的前提下，有包括测量范围及量程、基本误差、精度等级、灵敏度、分辨率、迁移、可靠性以及抗干扰性能指标等一些衡量仪表性能优劣的基本指标。昌晖仪表在本文详细介绍这些仪表基本性能指标。

1、测量范围、上下限及量程
每个用于测量的仪表都有测量范围，它是该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限，简称下限和上限。仪表的量程可以用来表示其测量范围的大小，是其测量上限值与下限值的代数差，即：仪表量程=测量上限值-测量下限值。 使用下限与上限可完全表示仪表的测量范围，也可确定其量程。如一个温度测量仪表的下限值是-50℃，上限值是 150℃，则其测量范围可表示为-50℃～150℃，量程为 200℃。由此可见，给出仪表的测量范围便知其上下限及量程，反之只给出仪表的量程，却无法确定其上下限及测量范围。
2、零点迁移和量程迁移
仪表测量范围的另一种表示方法是给出仪表的零点即测量下限值及仪表的量程。由前面的分析可知，只要仪表的零点和量程确定了，其测量范围也就确定了。因而这是一种更为常用的表示方式。在实际使用中，由于测量要求或测量条件的变化，需要改变仪表的零点或量程，为此可以对仪表进行零点和量程的调整。通常将零点的变化称为零点迁移，而量程的变化则称为量程迁移。

图1 仪表零点迁移和量程迁移示意图
以被测变量值相对于量程的百分数为横坐标，记为X，以仪表指针位移或转角相对于标尺长度的百分数为纵坐标记为Y，可得到仪表的标尺特性曲线X-Y。假设仪表标尺是线性的，其标尺特性曲线可如图1中的线段1所示。

考虑单纯的零点迁移情况，如线段2所示，此时仪表量程不变，其斜率亦保持不变，线段2只是线段1的平移，理论上零点迁移到了原输入值的-25%，终点迁移到了原输入值的75%，而量程则仍为100%。考虑单纯的量程迁移情况如线段3所示，此时零点不变，线段仍通过坐标系原点，但斜率发生了变化，理论上量程迁移到了原来的70%。

由于受仪表标尺长度和输入通道对输入信号的限制，实际的标尺特性曲线通常只限于正四边形ABCD内部，即用实线表示部分；虚线部分只是理论上的结果，无实际意义。因此，线段2的实际效果是标尺有效使用范围迁移到原来的25%-100%，测量范围迁移到原来的0-75%。线段3的实际效果是标尺仍保持原来有效范围的 0～100 %，测量范围迁移到了原来的0-70%。同理，考虑图中线段4所示的量程迁移情况，其理论上零点没有迁移，量程迁移到原来的140%；而实际上标尺只保持了原来有效范围的 0-71.4%，测量范围则仍为原来的0-100%。

零点迁移和量程迁移可以扩大仪表的通用性。但是，在何种条件下可以进行迁移能够有多大的迁移量，还需视具体仪表的结构和性能而定。

3、灵敏度和分辨率
灵敏度是仪表对被测参数变化的灵敏程度，常以在被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量△Y与引起此变化的输入变化量△U 之比表示，即：灵敏度=△Y÷△U。可见，灵敏度也就是图1所示标尺特性曲线的斜率。因此，量程迁移就意味着灵敏度的改变，而如果仅仅是零点迁移则灵敏度不变。

由灵敏度的定义表达式可知，灵敏度实质上等同于仪表的放大倍数。只是由于U和Y都有具体量纲，所以灵敏度也有量纲，且由U和Y确定；而放大倍数没有量纲。所以灵敏度的含义比放大倍数要广泛得多。