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时间:2020-03-10
《过程控制 教学课件 作者 徐兵 主编 第四,五章.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、04IH2第四章 过程控制仪表及系统第一节 概 述第二节 温度检测仪表第三节 压力检测仪表第四节 流量测量仪表第五节 液位检测仪表第六节 成分分析仪表第七节 集散型过程控制系统04IH2第一节 概 述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。一、测量过程与测量误差二、仪表性能指标04IH2一、测量过程与测量误差所谓测量过程,是利用一个已知的单位量(即标准量)与被测的同类量进行比较的过程。通过比较可知被测量是已知单位量的若干倍
2、。检测仪表(测量仪表)就是实现测量过程的技术工具。测量误差是由于在检测过程中,所使用的工具本身的准确性有高低之分,或者检测环境发生变化,以及观测者的主观意志的差别。因此,从检测仪表的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,即测量误差。04IH2二、仪表性能指标1.精确度2.变差3.线性度4.灵敏度和分辨率5.动态误差04IH21.精确度仪表的精确度简称精度,是用来表示仪表测量结果的可靠程度。任何测量过程都存在着测量误差。在使用仪表测量生产过程中的工艺变量时,不仅需要知道仪表的指示值,而且还应该了解仪表的精度。04IH22.变差变差是指在外界条件不变的情况下使用同一仪表对某一
3、变量进行正反行程(即在仪表全部测量值范围内逐渐从小到大和从大到小)测量时对应于同一测量值所得的仪表读数之间的差异。造成变差的原因很多,例如传动机构的间隙、运动部件的摩擦、弹性元件的弹性滞后等。在仪表使用过程中,要求仪表的变差不能超出仪表的允许误差。04IH23.线性度通常总是希望检测仪表的输入输出信号之间存在线性对应关系,并且将仪表的刻度制成线性刻度,但是实际测量过程中由于各种因素的影响,实际特性往往偏离线性,如图4-1所示。线性度就是衡量实际特性偏离线性程度的指标。04IH24.灵敏度和分辨率灵敏度是指仪表输出变化量Δy与引起此变化的输入变化量Δx之比。04IH25.动态误差以上考虑
4、的性能指标都是静态的,是指仪表在静止状态或者是在被测量变化非常缓慢时呈现的误差情况。但是仪表动作都有惯性延迟(时间常数)和测量传递滞后(纯滞后),当被测量突然变化后必须经过一段时间才能准确显示出来,这样造成的误差就是动态误差。在被测量变化较快时不能忽视动态误差的影响。04IH2第二节 温度检测仪表一、温度检测方法二、热电偶三、热电阻四、热电偶、热电阻的选用04IH2一、温度检测方法表4-1 主要温度检测方法及特点04IH2二、热电偶2.C为补偿型补偿导线,其芯线材料与配用热电偶不同。1.热电偶冷端温度补偿2.热电偶的结构04IH2二、热电偶图4-2 热电偶回路04IH2二、热电偶图4-
5、4 补偿导线连接图04IH2二、热电偶图4-4 补偿导线连接图04IH2二、热电偶表4-2 常用热电偶补偿导线的主要特性04IH21.热电偶冷端温度补偿(1)计算法 根据补偿原理计算修正。(2)冰浴法 将热电偶的冷端放入冰水混合物中,使冷端温度保持0℃。(3)机械调零法 一般仪表在未工作时指针指在零位(机械零点)。(4)补偿电桥法04IH22.热电偶的结构(1)普通型热电偶 普通型热电偶主要由热电极、绝缘管、保护管套、接线盒、接线端子组成。(2)铠装热电偶 用金属套管、陶瓷绝缘材料和热电极组合加工而成。(3)多点式热电偶 多支不同长度的热电偶感温元件,用多孔的绝缘管组装而成。(4)隔爆
6、型热电偶 隔爆型热电偶基本参数与普通型热电偶一样,区别在于采用了防爆结构的接线盒。(5)表面型热电偶 是利用真空镀膜法将两电极材料蒸镀在绝缘基底上的薄膜热电偶,专门用于测量各种形状的固体表面温度,反应速度极快,热惯性极小。04IH2三、热电阻1.金属热电阻2.半导体热敏电阻04IH21.金属热电阻表4-3 工业常用热电阻04IH21.金属热电阻图4-6 普通型热电阻结构a)铜电阻 b)铂电阻 c)电阻体外形1—钢丝引出线 2—塑料骨架 3—铜电阻丝4—银丝引出线 5—铂电阻丝 6—云母片骨架7—接线盒 8—保护管 9—螺纹接口04IH22.半导体热敏电阻除了上面介绍的金属材料制成的热电
7、阻外,近年来用半导体材料制成的热敏电阻发展迅速,应用领域广泛,特别是大量用于家电和汽车用温度检测和控制。04IH2四、热电偶、热电阻的选用1.选型2.安装3.使用04IH21.选型1)在中低温区热电偶输出的热电势很小,对测量仪表放大器和抗干扰要求很高。2)由于冷端温度变化不易得到完全补偿,在较低温度区内引起的相对误差就很突出。04IH22.安装1)选择有代表性的测温点位置,测温元件有足够的插入深度。2)热电偶或热电阻的接线盒的出线孔应朝下,以免
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