过程控制与自动化仪表仪表概述与温度检测仪表

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1、过程控制与自动化仪表湖南大学电气与信息工程学院涂春鸣主要内容绪论检测仪表调节器执行器和防爆栅调节对象的特性及实验测定单回路调节系统设计及调节器参数整定复杂调节系统自动化仪表概述温度检测仪表压力检测仪表流量检测仪表液位检测仪表成分分析仪表检测仪表主要内容2.1自动化仪表概述自动化仪表概念单元组合式仪表特点检测仪表功能、原理性组成测量误差、真值、精度零点迁移与量程调整2.1.1自动化仪表概念自动化仪表主要类型检测仪表——对工艺参数进行测量调节仪表——调节器，根据测量值与给定值的偏差，按一定调节规律发出调节命令执行器

2、——根据调节仪表的命令对生产装置的物料或能量进行控制辅助单元——完成计算、变换、显示、安全操作等功能2.1.2单元组合式仪表特点将仪表按其功能分成若干单元各个单元之间以统一的标准信号相互联系具有高度的灵活性和通用性，各个单元可以适当组合，也可与计算机等设备配合，组合各种复杂的、新型的控制系统有气动组合仪表和电动单元组合仪表（QDZ和DDZ仪表）两类过程控制发展概况气动单元组合仪表（QDZ）采用140kPa压缩空气为能源，以20～100kPa标准统一信号输出结构简单、价格便宜、性能稳定、工作可靠、安全防火防爆特别

3、适用于石油、化工等易燃易爆场合过程控制发展概况电动单元组合仪表（DDZ）采用0-10mA或4-20mA标准统一信号体积小、重量轻、安装维护方便、便于计算机接口部分仪表（如DDZ-Ⅲ型）采取了先进的安全防爆措施，能构成本质安全防爆系统，同样能应用于易燃易爆场合过程控制发展概况DDZ：DDZ-Ⅰ：电子管式，0~10mADCDDZ-Ⅱ：晶体管式，0~10mADCDDZ-Ⅲ：集成电路式，4~20mADC传输、放大、变换、测量方便，易与计算机配合使用，但防爆性能只能是安全火花型防爆，内部设安全单元QDZ：20~100kP

4、a，低于1标准大气压本质安全型防爆，信号传输慢，传输距离短，管线安装不方便QDZ与DDZ比较直流优点：1.不受线路感抗影响，易与交流感应干扰区分；2.不存在相移，不受线路负载性质影响。电流优点：1.可远距离传输，不受线路及负载电阻影响；2.可直接与磁场作用产生正比于信号的机械力，便于用力平衡原理构成仪表；3.灵活，只需在回路中串电阻即可得电压信号。DDZ-Ⅲ联络信号特点零信号和满刻度：零信号和满刻度分别为4mA和20mA，取其20%，而不是0mA，便于识别仪表断电、断线等故障；采用两线制（将供电电源线与信号传输

5、线合二为一），节省电缆，布线方便，利于防爆，称为“活零点”DDZ-Ⅲ联络信号特点智能仪表自动化仪表及装置向着智能化、数字化、模块化、高精度化和小型化的方向发展，智能化是最重要的特点。与常规仪表相比，智能仪表：测量精度高自动校准自动修正误差自诊断的能力允许灵活地改变功能，实现高级控制。2.1.3检测仪表功能及组成检测：利用适当的物理转换手段和信号形式的变换，并以数量方式实现对被测物理量的确切认识。是确定被测对象测量值的实验过程。组成：传感器（含敏感元件）：检测仪表中的首要部件，它直接与被测对象发生联系（但不一定直

6、接接触）。感受被测参数的变化，并发出与之相适应的信号（压力变化、电阻变化等）。变送器：能输出标准信号的传感器。将敏感元件参数响应变量转换成便于应用和传送的标准信号。对传感器的三个要求高准确性，传感器的输出信号与被测参数成严格的单值函数关系。高稳定性，不受时间或环境温度变化等因素的影响。高灵敏度，被测参数微小变化时，输出量变化明显。DDZ-Ⅲ仪表输出与被测量关系04mAm20mAG被测量例：仪表量程200~1000℃，则G0=200℃，对应4mA，Gm=1000℃，对应20mA。若仪表输出I=12mA，被测温度为

7、？2.1.4测量误差、真值、精度测量误差：测量值与真实值之间存在的差别真值：一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想的概念，一般是无法得到的。在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。约定真值与相对真值约定真值：一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。相对真值：指当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3以下时，可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。仪表读数误差读数误差的实质，是仪表读数与被测参数真实值之差。仪表的读数误差只

8、能是读数与约定真值或相对真值之差。△=M-A△——读数绝对误差；M——仪表读数；A——约定真值或相对真值。仪表绝对误差与相对误差绝对误差：在测量范围内，各读数误差的最大值。相对误差：仪表的绝对误差与真值的百分比。引用误差：绝对误差与仪表量程的百分比，去掉正负号和百分比号，即为仪表的精度等级。仪表精度等级又称准确度级，是按国家统一规定的允许误差大小划分成的等级。我国仪表精度等级有：0.0