自动化仪表培训教材工艺专业

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1、自动化仪表培训教材（工艺专业）一、基础知识（一）测量仪表概述在化工和炼油生产过程中，需要对工艺生产中各种参数，例如压力（P）、液位（L）、流量（F）、温度（T）、在线分析（A）等参数进行自动测量。用来测量这些参数的仪表称为化工测量仪表。1、测量误差由于在测量过程中存在着各种各样的影响因素，使所测得的数值和被测参数真实值之间存在着一定差别，这一差别就是测量误差。测量误差按其产生原因可以分成下列三类：（1）系统误差：系统误差是由于仪表使用不当或测量时外界条件变化等原因所引起的测量误差，它是一种有规律的误差，可以用对测量值加上适当修正的方法来消除。系统误差是一种固定误差，在测量过

2、程中应尽力避免或减少。（2）疏忽误差：疏忽误差是由于在测量时的疏忽大意而造成的测量误差。（3）偶然误差：偶然误差是由于测量过程中偶然原因而引起的，故称偶然误差。2、仪表的准确度测量仪表的准确度是仪表测得的测量值接近真实值的准确程度。测量仪表在其标尺范围内各点读数的绝对误差,是标准表(准确度较高接近于真实值)和被校表(准确度较低作为现场测量仪表)同时对同一个参数进行测量时所得到的两个读数值之差。相对百分误差δ：工业仪表不采用绝对误差，而采用折合成仪表标尺范围的百分数表示，即：x–x0δ=×100%标尺上限值—标尺下限值式中：x—被测参数的测量值；x0—被测参数的标准值；x–x

3、0=Δx，为绝对误差。仪表的准确度等级是按国家统一规定的允许误差大小划分成几个等级。仪表的允许误差是指在规定的正常情况下允许的相对百分误差的最大值。仪表的准确度等级常以圆圈内的数字标明在仪表的面板上。例如1.5级，就用1.5表示。仪表的基本误差，是指仪表在正常工作条件下的最大误差，也用相对百分误差表示。附加误差：如果仪表不在规定的正常工作条件下工作，则由于外界条件变动的影响（例如环境温度变化）将引起额外误差，称为附加误差。仪表的准确度习惯上又称为精确度，因此准确度等级习惯上常称为精确度等级，简称精度等级。非线性误差对于理论上具有线性刻度特性的测量仪表，往往会由于各种因素的影

4、响，使得仪表的实际特性偏离其理论上的线性特性，这叫非线性现象。非线性误差则是衡量偏离线性程度的指标，它取实际值与理论值之间的绝对误差最大值Δ'max和仪表标尺范围之比的百分数表示，即：Δ'max非线性误差=×100%标尺上限值—标尺下限值仪表示值理论实际Δ'max被测参数非线性现象1、变差在外界条件不变情况下，使用同一仪表对某参数进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，发现其结果是：相同的被测参数数值所得到的仪表指示都不相等，二者之差即为变差。变差的大小，取在同一被测参数数值下正反行程间仪表指示值的绝对误差的最大值Δ"max与仪表标尺范围之比的百分数表示，即：Δ

5、"max变差=×100%标尺上限值—标尺下限值仪表示值上行程Δ"max下行程被测参数测量仪表的变差2、灵敏度和灵敏限灵敏度表达测量仪表对被测参数变化的灵敏程度，取仪表的输出信号的变化量Δα与引起此变化的被测参数变化量Δx之比表示，即：Δα灵敏度=Δx仪表的灵敏限则是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小(极限)变化量。一般，仪表的灵敏限的数值应不大于仪表允许误差绝对值的一半。1、测量仪表的基本组成化工测量仪表一般由测量、传送和显示（包括变送）等三个基本部分组成。测量部分一般与被测介质直接接触，并起被测参数信号能量形式的转换作用；传送部分大多数仅起信号能量的传送作用；显示部

6、分也起被测参数信号能量的转换作用，有的还包含信号能量形式的再次转换以适应远距离传送的需要，称为变送。（二）压力测量（P）在化工和炼油生产过程中，经常会遇到比大气压力高几百倍的高压和比大气压力低很多的真空的测量。压力测量仪表简称压力表或压力计。压力的大小是由垂直作用在单位面积上的力来决定的。工程上衡量压力的单位主要有下列几种：（1）垂直作用于每平方厘米上的公斤数作为计量单位，即工程大气压力，以公斤力/厘米2［kgｆ／ｃｍ２］表示，在工程上也常用公斤／厘米２［kg/cm2］表示。（2）垂直作用在底面积上的水银柱或水柱的高度作为计量单位，以毫米汞柱[mmHg]或毫米水柱[mmH2

7、O]表示。工程上采用工程大气压，而不用物理大气压。一个工程大气压等于垂直作用于1平方厘米面积上的力为1公斤时的力，而一个物理大气压为垂直作用于底面积上的水银柱高度等于760mm（在水银密度为13.5951克/厘米3和重力加速度980.665厘米/秒2条件下）时的压力。（3）压力单位换算国家采用的国际压力单位是帕斯卡（Pa）1巴=105Pa1标准（物理）大气压=1.01325×105Pa1毫米汞柱=1.333224×102Pa1工程大气压=9.806650×104Pa1公斤力/厘米2［kgｆ／ｃｍ２］=9.80665