过程控制--第三讲：测量变送lyz

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1、第三讲：测量与变送ProcessControlSystem主讲老师：廉迎战副教授重点内容测量基本概念参数测量（T、P、Q、H、比例、成分等）信号变送7/15/20212过程控制与仪表一、测量概述1、测量：用一个已知的量与被测同类量的比较过程一次测量：测量体与被测介质接触，测量体将被测量的参数成比例转换为另一个物理量的过程称为一次测量。所用仪表为一次仪表。二次测量：将一次测量的数值转换成标准电信号的过程称为二次测量，所用仪表为二次仪表。测量仪器：DDZ-II、DDZ-III型仪表。标准信号：气动信号：0~20MPA电动信号：0~5V；4~20MA2、测量误差：被测真值与测量结果

2、之间存在的误差。误差属性绝对误差：被测真值与测量结果之间存在的误差。相对误差：绝对误差与被测真值或测量结果之百分比。实际相对误差：绝对误差/真值标称相对误差：绝对误差/仪表示值引用相对误差：绝对误差/仪表量程产生误差系统误差：本身固有、有规律的误差。随机误差：无规律的误差。疏忽误差：误读引起误差。使用误差基本误差：正常误差。附加误差：超出规定条件的误差。允许误差：仪表所允许误差。7/15/20213过程控制与仪表一、测量概述3、性能指标：仪表精度（引用相对误差）——可靠程度。仪表精度=绝对误差/仪表量程精度等级：0.005、0.02、0.1、0.35——（实验）0.5、1.0

3、、1.5、2.5——（工业）注意：记录在仪表盘面板高级别校低级别实际选用根据需要确定变差：条件不变，测量同一变量，进行正、反行程测量，所得仪表显示数值之差。变差=（正值-负值）/仪表量程*100%产生原因：机构间隙、摩擦、弹性滞后。目标：变差<精度允许误差灵敏度和灵敏限：灵敏度：用仪表的输出量的变化，如指针线位移或者角位移，与引起此位移的被测参数变化量之比。灵敏限：引起仪表示值发生变化的可测参数的最小变化量。通常灵敏限〈仪表误差一半。7/15/20214过程控制与仪表一、测量概述4、测量目标：工艺参数（T、Q、H、P、成分等）——标准信号（气动0~20MP、电气0~5V4~

4、20MA）工艺参数无法测量，测量与工艺参数成比例的参数Y(t)=f(X1(t),x2(t),……xn(t))成线性关系Y(t)=f(X1(t),x2(t),……xn(t))成有条件的线性关系5、测量要求：测量值Z(t)正确反映被测量y(t)数值，误差不超规定的范围。测量值Z(t)在环境条件下系统可靠工作测量值Z(t)能够响应Y(t)的变化，速度允许7/15/20215过程控制与仪表一、测量概述6、测量原理：变送器组成：测量、放大、反馈、调整器Y(t)与F、Z、C有关；与K几乎无关。Y(t)与X(t)关系稳定可靠7/15/20216过程控制与仪表一、测量概述7、量程调整、零点调

5、整：量程调整目的：提高测量精度、Ymax与Xmax对应方法：改变Y与X之间斜率调整F调整C零点调整目的：Ymin与Xmin对应当Xmin=0时，为零点调整；Xmin=0，Ymin=0当Xmin≠0时，为零点迁移；Xmin≠0，Ymin≠0方法：调整Z0实现。注意：调整可提高系统的精度和灵密度7/15/20217过程控制与仪表例：某DDZ-Ⅲ温度变送器的测量范围是0～800℃。若将零点迁移到400℃。求迁移前后的灵敏度。已知，测量温度为0～800℃时，变送器输出为4～20mA.DC，则其灵敏度为：若将零点迁移至400℃，则测量范围为400～800℃，而变送器的输出电流仍然是4～

6、20mA.DC。零点迁移后灵敏度为7/15/20218过程控制与仪表二、温度测量与变送1、测温方法：接触式、非接触式2、测量元件：热电偶、热电阻、半导体3、温度测量：热电偶：结构：两种不同材料金属组成闭合回路原理：热电效应输入：测量温度T输出：热电势（MV）测量：测量时，须采用补偿导线：补偿电桥；计算法补偿导线：属性相反、材料相近、尺寸相同补偿电桥：串接电桥计算法：7/15/20219过程控制与仪表二、温度测量与变送3、温度测量：热电偶：热电偶测温变送器组成：输入部分、调零部分、反馈部分、自动补偿、线性化电路输入电路原理：调零电路原理：反馈部分原理：7/15/202110过程

7、控制与仪表二、温度测量与变送3、温度测量：热电偶测温变送器7/15/202111过程控制与仪表二、温度测量与变送3、温度测量：热电偶：热电偶测温变送器组成：输入部分、调零部分、反馈部分自动补偿：在桥路的桥臂串接一只铜电阻，放于热电偶的冷端附近，感受与热电偶冷端相同的温度。具有正的电阻温度系数，其阻值随温度的增加而增加，若以20℃为标准，自动补偿的条件为：线性化电路：采用四段折线逼近热电偶的特性，各段的斜率不同。7/15/202112过程控制与仪表二、温度测量与变送3、温度测量：热电偶：线性化电路：Vf为