过程检测仪表教学课件PPT

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1、3第2章过程检测仪表♦检测仪表的组成和信号标准♦过程检测仪表的接线方式♦测量误差和精度等级♦常用的数字滤波方法主要内容♦过程控制中的软测量技术♦安全防爆的基本概念♦温度、压力、流量、物位和成分检测仪表的选型和安装12.1检测仪表组成及接线方式过程控制的“眼睛”；许多过程控制系统不能长期使用的主要原因就在于传感器故障！22.1检测仪表组成及接线方式2.1.1检测仪表组成功能用于确定被控变量的当前值组成传感器变送器感受被控参数的变化，传送出相应的信号将检测信号进行处理后，调制成标准信号32.1检测仪表组成及接线方式变送器的标准信号电动信号气动信号4-20mA电流信号

2、（远距离3~5Km）1-5V电压信号（近距离）20-100kPa气压信号注意：控制器和执行器的标准信号与变送器的相同4若仅采用两根导线将热电阻接入电桥，将会由于远距离连接导线的电阻而引入误差。2.1检测仪表组成及接线方式2.1.2过程检测仪表的接线方式电流二线制、四线制电流三线制二线制线路简单，节省电缆四线制仪表的工作电源可为直流，也可为交流52.1检测仪表组成及接线方式现场总线方式现场总线是新近发展的一种通信协议方式；以HART为例，在一条电缆上同时传输直流4～20mA的模拟信号和数字信号。在直流4～20mA基础上叠加幅值为±0.5mA的正弦调制波作为数字信号

3、。频移键控（FSK）62.2测量误差及处理2.2.1测量误差的基本概念1.真值变量本身所具有的真实值，一般无法得到。约定真值相对真值无系统误差情况下，多次测量的平均值。标准仪表的测量值。2.测量误差测量值与真值之间存在的差别。绝对误差相对误差引用误差72.2测量误差及处理仪表测量值与被测参数真实值之差。△:绝对误差M:测量值A:约定或相对真值绝对误差相对误差仪表绝对误差与真实值的百分比。δ:相对误差△:绝对误差A:约定或相对真值引用误差仪表绝对误差与仪表量程的百分比。δm:引用误差△:绝对误差X:仪表的量程83.仪表精度等级2.2测量误差及处理我国仪表精度等级有

4、：0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。级数越小，精度越高；级数越大，精度越低。仪表的精度等级应视工艺需求而定，不能片面追求高精度。把仪表允许的最大引用误差去掉“±”号和“％”号，便可以用来确定仪表的精度等级。去掉“±”号去掉“％”号仪表的最大引用误差仪表的准确度等级92.2测量误差及处理某压力表刻度0～100kPa，在50kPa处测量值为49.5kPa，（1）求在50kPa处仪表示值的绝对误差、相对误差、引用误差（2）如果用该仪表进行多次测量，误差分别为-0.45、0.3、0.2、-0.1k

5、Pa，求该仪表的精度等级？相对误差引用误差绝对误差EX1:误差和精度求解I最大引用误差精度等级102.2测量误差及处理某根据控制系统工艺设计要求，需要选择一个量程为0～100kPa的压力表，压力检测误差小于±0.45kPa，应该选择何种精度等级的压力表？EX2:误差和精度求解II最大引用误差精度等级112.2测量误差及处理2.2.2测量变送中的几个问题测量元件安装位置不当及测量仪表本身特性等容易引入纯滞后，应力求避免。测量滞后问题，主要由测量元件的惯性造成，在系统设计中应尽可能选用快速测量元件。多路循环测量时，应保证每路信号控制的实时性。1.信号滞后问题122.

6、2测量误差及处理电流信号较电压信号抗干扰能力强，传输距离远；不同电流信号传输距离视变送器带载能力而定，带载能力一般在250-750Ω之间；采用通信方式时，信号有时需加转换器或中继器以延长传输距离。2.传感器信号传输距离问题132.2.3测量信号的处理2.2测量误差及处理1.测量信号的滤波处理过程控制系统中，测量信号往往带有噪声；关于测量信号的滤波，可以采用模拟滤波电路，还可以采用软件数字滤波来消除噪声。测量信号的处理包括对测量信号进行线性化处理和滤波处理14数字滤波即程序滤波，通过计算机软件滤去干扰信号，提高信号的真实性。在计算机中常采用数字滤波消除低频干扰。常

7、用的数字滤波有如下几种：1.算术平均值滤波2.程序判断滤波3.中位值法滤波4.一阶惯性滤波2.2测量误差及处理2.数字滤波152.2测量误差及处理数字滤波使用时注意的问题：根据具体情况选择采用。在实际应用中，一般先对采样值进行程序判断滤波，然后再应用算术平均滤波或一阶惯性滤波等方法处理；应保证测量值的实时性和真实性。对于存在较大干扰的信号，应从抑制干扰角度去考虑，而不是仅仅滤波！162.2测量误差及处理某换热器的温度控制系统方块图。系统的被控参数为出口物料温度，要求保持在（200±20）℃，控制参数为加热蒸汽的流量。1.说明图中R、E、Q、C、F所代表的专业术语

8、内容。2.说明Z、I、P