仪表基础知识讲座第一章

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1、仪表基础知识讲座主讲人：李龙2004年4月第一章检测技术第一节概述第二节温度检测第三节流量检测第四节压力检测第五节物位检测第二章执行器第一节执行机构第二节控制阀第三章简单控制系统第一节系统组成原理及分析第二节简单控制系统的设计第三节简单控制系统的投运与参数整定第四章流体输送设备的控制第一节泵的控制第二节压缩机的控制笫三节防喘振控制系统第五章DCS控制的应用第一讲检测技术一、检测技术概述检测元件：又称为敏感元件、传感器，它直接响应工艺变量，并转化成一个与之成对应关系的输出信号。检测仪表：将检测元件、变

2、送器及显示装置的统称，或者将检测元件称为一次仪表，将变送器和显示装置称为二次仪表。信号传送：4~20mA(0~20mA、0-10mA)；20~100kPa对于检测仪表来说，检测、变送与显示可以是三个独立部分，也可以只用到其中两个部分。过程控制对检测仪表有以下三条基本的要求：①测量值y(t)要正确反映被控变量C(t)的值，误差不超过规定的范围；②在环境条件下能长期工作，保证测量值y(t)的可靠性；③测量值y(t)必须迅速反映被控变量c(t)的变化，即动态响应比较迅速。测量误差检测环节分成两个部分：一是能量形式的一

3、次或多次转换过程；二是将被测变量与其相应的测量单位进行比较并输出检测结果。而检测仪表就是实施检测功能的工具。测量误差：从检测仪表获得的被测值与实际被测变量真实值之间存在一定的差距，可分为绝对误差和相对误差。绝对误差是指仪表指示值x与被测量的真值x0之间的差值，即△=│x一x0│(1—1)相对误差即仪表引用误差，它是绝对误差与测量标尺范围之比.±(X—X0)δ=-------------------------×100％(1—2)标尺上限一标尺下限±(X—X0)maxδmax=------------------

4、-------×100％(1—3)标尺上限一标尺下限仪表性能指标精确度变差线性度灵敏度和分辨率动态误差线性度示意图二、温度检测1、主要温度检测方法a、接触式●膨胀式：玻璃液体、双金属●压力式：气体、蒸汽、液体●热电类：热电偶●热电阻：铂电阻、铜电阻、热敏电阻●其他电学：集成温度传感器、石英晶体温度计b、非接触式◆光纤类：光纤温度传感器、光纤辐射温度计◆辐射式：辐射式、光学式、比色式2、热电偶介绍(a)热电偶热电效应EAB(θ，θ0)=EAB(θ)一EAB(θ0)(1—5)EAB(θ，θ0)=f(θ)一C=Φ(θ

5、)(1—6)（b）热电偶测温回路工业常用热电偶外形结构普通型热电偶铠装热电偶多点式热电偶隔爆型热电偶表面型热电偶普通型热电偶基本结构图铠装热电偶◎补偿导线补偿导线连接图◎热电偶参比温度补偿方法◆计算法：根据补偿原理计算修正；◆冰浴法：一般仅用于实验室；◆机械调零法：一般仪表在未工作时指针指在零位(机械零点)；◆补偿电桥法：利用参比端温度补偿器产生的不平衡电势去补偿热电偶因温度变化而引起的热电势变化值。3、热电阻分类☆金属热电阻工业用热电阻的结构型式有普通型、皑装型和专用型等型式a)铜电阻b)铂电阻c)电阻体的外

6、肜普通热电阻结构☆半导体热敏电阻a)珠形b)棒形c)管形半导体热敏电阻结构4、电偶、热电阻的选用(1)选择一般热电偶用于较高温度的测量，在500℃以下(特别是300℃以下)用热电偶测温就不十分妥当。中低温区采用热电阻进行测温。(2)安装①选择有代表性的测温点位置，测温元件有足够的插人深度。②热电偶或热电阻的接线盒的出线孔应朝下，以免积水及灰尘等造成接触不良，防止引入扰动信号。③检测元件应避开热辐射强烈影响处。(3)使用热电偶测温时，一定要注意参比端温度补偿。除正确选择补偿导线、正负极性不能接反外，热电偶的分度号

7、应与配接的变送、显示仪表分度号一致。热电阻分度号要与配接的温度变送器、显示仪表分度号一致。。三、流量检测※流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体的数量，即瞬时流量。※瞬时流量在某一时段的累积量称为累积流量(总流量)。流量通常有三种表示方法①质量流量qm②工作状态下的体积流量qv。qm=qvρ或qv=qm/ρ③标准状态下的体积流量qvn。qvn=qm/Pn或qv=qvnPnqv=qvP/Pn或qv=qvnPn/P1、流量检测的主要方法(1)测体积流量①容积法②速度法：差压式(节流式)、旋涡式、涡轮式、声学式、热

8、学式(2)测质量流量①直接法直接测量质量流量②间接法又称推导法2、速度式流量计（1）节流装置—包括孔板、喷嘴和文丘管Q=K*Sqr(∆P)节流装置前后的压力分布情况节流装置与差压变送器连接要使仪表的指示值与通过管道的实际流量相符，必须做到以下几点①差压变送器的差压和显示仪表流量标尺选择时应与节流装置孔径匹配。②在测量蒸汽和气体流量时，遇到工作条件的密度p与设计时的密度pc不相同，必须对