化工電器及儀表講稿

1、徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名潘雷授課班級生化073 精化07 3授課形式講授授課日期2008年9月2日 第2 周授課時數(shù)2授課內(nèi)容1.1化工自動化的發(fā)展概況1.2工藝管道及控制流程圖教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解過程控制的發(fā)展概況及特點；掌握管道及儀表流程圖繪制方法，認(rèn)識常見圖形符號、文字代號；。能力目標(biāo)掌握管道及儀表流程圖繪制方法，認(rèn)識常見圖形符號、文字代號；學(xué)會繪制簡單系統(tǒng)的管道及儀表流程圖；了解化工自動化思想目標(biāo)通過本次課，使學(xué)生掌握化工自動控制的基本知識，會分析管道及儀表流程圖，提高學(xué)生對這門課的興趣。教學(xué)重點過程控制，和自動控制的理解；儀表位號的表示方法教學(xué)難點工藝管道及控制流

2、程圖的分析；相關(guān)知識的涉及。更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具多媒體課外作業(yè)1-6；閱讀相關(guān)過程控制的書籍課后總結(jié)結(jié)合專業(yè)知識引入講解，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較濃教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計緒論一、 化工自動化的內(nèi)容（結(jié)合例子）提問學(xué)生化工生產(chǎn)過程的特點，說明化工生產(chǎn)實現(xiàn)自動化的重要性，引出新課：鍋爐汽包水位控制汽包 給水 蒸汽 加熱室 1. 自動檢測2. 自動控制3. 自動報警與聯(lián)鎖保護4. 自動操縱與開停車*自動控制系統(tǒng)的組成，各部分名稱，功能相關(guān)術(shù)語的定義：被控變量,被控對象,操縱變量,擾動設(shè)定值,偏差,控制器,檢測元件變送器,控制閥二、管道及儀表流程圖 1圖形符號過程檢測和控制系統(tǒng)圖形符號包括測量點、連接線（引線、

3、信號線）和儀表圓圈等。1) 測量點2) 連接線3) 儀表4) 執(zhí)行器2. 儀表位號儀表位號由字母代號組合和回路編號兩部分組成。儀表位號中的第一個字母表示被測變量，后繼字母表示儀表的功能；回路的編號由工序號和順序號組成，一般用三位至五位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，如下例所示：T RC 1 31 順序號（一般用兩位數(shù)字，也可以用三位數(shù)字） 工序號（一般用一位數(shù)字，也可以用兩位數(shù)字） 功能字母代號 被測變量字母代號在管道及儀表流程圖中，儀表位號的標(biāo)注方法是：字母代號填寫在儀表圓圈的上半圓中；回路編號填寫在下半圓中。PI121TRC101(a)就地安裝 （b）集中盤面安裝3. 字母代號儀表信號中表示被測變量和儀表

4、功能的字母代號見P3表1.1。二氧化碳精漿液TI PI 102102貯槽FICQ101HIC101LIC101 TI 101PI 101 管道及儀表流程圖實例精漿液 圖1-2工藝管道及控制流程圖示例FICQ 101表示為第一工序第01個流量控制回路（帶累計指示），累計指示儀及控制器安裝在控制室。 HIC 101 表示為第一工序第01個帶指示的手動控制回路，手動控制器（手操器）安裝在控制室。 LIC 101 表示為第一工序第01個帶指示的液位控制回路，液位指示控制器安裝在控制室。TI 102 TI 101 表示為第一工序第01、02個溫度檢測回路，溫度指示儀安裝在現(xiàn)場。 三、化工自動化的發(fā)展（補

5、充）1.發(fā)展20世紀(jì)40年代：20世紀(jì)40年代末50年代：過程控制系統(tǒng)：多為單輸入、單輸出簡單控制系統(tǒng)過程檢測：采用的是基地式儀表和部分單元組合儀表（氣動型和電動型）；部分生產(chǎn)過程實現(xiàn)了儀表化和局部自動化20世紀(jì)60年代：過程控制系統(tǒng)：串級、比值、均勻、前饋和選擇性等多種復(fù)雜控制系統(tǒng)。自動化儀表：單元組合儀表（氣動型和電動型）成為主流產(chǎn)品20世紀(jì)7080年代：過程控制系統(tǒng)：最優(yōu)控制、非線性分布式參數(shù)控制、解耦控制等。自動化儀表：氣動型和電動型，以微處理器為主要構(gòu)成單元的智能控制裝置。集散控制系統(tǒng)（DCS）、可編程邏輯控制器 (PLC) 、工業(yè)PC機、和數(shù)字控制器等，已成為控制裝置的主流?？刂评?/p>

6、論：形成了大系統(tǒng)理論和智能控制理論。模糊控制、專家系統(tǒng)控制、模式識別技術(shù)20世紀(jì)90年代至今：信息技術(shù)飛速發(fā)展過程控制系統(tǒng)：管控一體化現(xiàn)場，綜合自動化是當(dāng)今生產(chǎn)過程控制的發(fā)展方向。自動化儀表：各種智能儀表、變送器、無紙紀(jì)錄儀，人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制2. 信號制及供電方式信號制-指在成套儀表系列中，各個儀表的輸入輸出間采用何種統(tǒng)一聯(lián)絡(luò)信號來進行信號傳輸?shù)膯栴}。氣動控制儀表：0.020.1MPa電動控制儀表，010mA（DC）電流信號作為電動型儀表 420mA（DC）電流信號作為電動型儀表 15V（DC）電壓信號 電動型儀表*DDZ-II型和DDZ-III型儀表的異同點及其信號制的優(yōu)缺點。小結(jié)：化

7、工自動化的任務(wù) 自動化儀表的分類提問分析對比分析結(jié)合示例講解強調(diào)分析徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅授課班級化工071,2,3,4 精化071,2 分析08授課形式講授授課日期2008年9月5日 第2周授課時數(shù)2授課內(nèi)容1.3自動化系統(tǒng)的組成與分類1.4控制系統(tǒng)的過度過程教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解自動化系統(tǒng)的組成；掌握系統(tǒng)控制方框圖；了解自動化系統(tǒng)的分類；掌握閉環(huán)控制的工作原理；理解控制系統(tǒng)的過度過程能力目標(biāo)掌握自動化系統(tǒng)控制方框圖；掌握對一個控制系統(tǒng)的簡單分析；掌握5個品質(zhì)指標(biāo)的計算思想目標(biāo)使學(xué)生從過程控制的角度來分析，理解化工自動化。教學(xué)重點自控系統(tǒng)方框圖代表的意義；閉環(huán)控制系統(tǒng)

8、的分析；5個品質(zhì)指標(biāo)的計算教學(xué)難點靜態(tài)、動態(tài)及過渡過程的理解品質(zhì)指標(biāo)的計算更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具多媒體課外作業(yè)課后總結(jié)內(nèi)容較多，但循序漸進講解，學(xué)生接受效果較好教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計自動控制系統(tǒng)的功能？引出新課：1.3自動化系統(tǒng)的組成與分類一、 過程控制系統(tǒng)的方框圖例題分析（學(xué)生討論做）自動控制系統(tǒng)方塊圖對象控制閥控制器給定值 偏差 y x e p q 檢測元件變送器 z 反饋：正反饋：負(fù)反饋：二自動控制系統(tǒng)的分類² 控制系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)劃分：（從例子引出）1 開環(huán)控制系統(tǒng)： 2 閉環(huán)控制系統(tǒng)：² 閉環(huán)控制系統(tǒng)（按設(shè)定值不同） 定值控制系統(tǒng) 隨動控制系統(tǒng) 程序控制系統(tǒng)三、自動控制系

9、統(tǒng)的過渡過程及其品質(zhì)指標(biāo)1 控制系統(tǒng)的靜態(tài)與動態(tài)2 三控制系統(tǒng)的過渡過程（四種過渡形式）3 控制系統(tǒng)的控制指標(biāo)余差 衰減比 最大動態(tài)偏差和超調(diào)量振蕩周期，調(diào)整時間 綜合以上五個基本品質(zhì)指標(biāo)來看，一個系統(tǒng)的響應(yīng)的好壞，可以從三個方面來衡量：1）穩(wěn)定性：由衰減比n=B:B來描述。2）準(zhǔn)確性：由最大偏差（也稱動態(tài)偏差）A和余差（也稱靜態(tài)偏差）C來描述。3）快速性：用過渡時間或振蕩周期T來衡量小結(jié)：化工自動化的任務(wù)控制系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)對控制過程的影響提問分析結(jié)合示例講解對比分析徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅授課班級化工071,2,3,4 精化071,2 分析08授課形式講授授課日期20

10、08年9月9日 第 3周授課時數(shù)2授課內(nèi)容2.1概述2.2檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)掌握檢測儀表的基本性能指標(biāo)（精度等級、變差、靈敏度等）掌握測量誤差的分類及相對應(yīng)的計算。能力目標(biāo)學(xué)會對儀表精度等級的計算；掌握根據(jù)不同的要求確定儀表的確定。思想目標(biāo)從我國儀表工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進行強國教育教學(xué)重點儀表精度等級的計算方法教學(xué)難點確定精度等級更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容根據(jù)誤差的表現(xiàn)形式分類（補充）使用教具多媒體課外作業(yè)P25：2課后總結(jié)內(nèi)容比較簡單，聽課時效果較好，但學(xué)生自己獨立思考時多數(shù)同學(xué)易出問題，需加強練習(xí)教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計提問復(fù)習(xí)：檢測儀表的功能，在控制系統(tǒng)中的位置以所見儀表為例，提問表上符號的含義

11、，引入新課：一、檢測過程及誤差 1 檢測過程（舉例說明）檢測量誤差：（分析產(chǎn)生的原因）誤差-測量值和真實值之間的差值根據(jù)誤差的表現(xiàn)形式分類（補充）根據(jù)誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因，誤差分為三類。（1）系統(tǒng)誤差 （定義、特點、產(chǎn)生的原因） （2）疏忽誤差 （定義、特點、產(chǎn)生的原因） （3）隨機誤差 （定義、特點、產(chǎn)生的原因）二、檢測儀表的基本技術(shù)性能指標(biāo)1精度（掌握）檢測儀表的精度反映測量值接近真實值的準(zhǔn)確程度，一般用一系列誤差來衡量。 相對百分誤差（引用誤差）把絕對誤差折合成標(biāo)尺范圍的百分?jǐn)?shù)表示，即 （3）精度等級按儀表工業(yè)規(guī)定，去掉最大引用誤差的“±”號和“%”號，稱為儀表的精度等級，目

12、前已系列化。只能從下列數(shù)系中選取最接近的合適數(shù)值作為精度等級，即0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。(例題)例1 有兩臺測溫儀表，它們的測溫范圍分別為0100和100300，校驗表時得到它們的最大絕對誤差均為2，試確定這兩臺儀表的精度等級。解 這兩臺儀表的最大引用誤差分別為 去掉最大引用誤差的“%”號，其數(shù)值分別為2和1，由于國家規(guī)定的精度等級中沒有2級儀表，同時該儀表的誤差超過了1級儀表所允許的最大誤差，所以這臺儀表的精度等級為2.5級，而另一臺儀表的精度等級正好為1級。由此可見，兩臺測量范圍不同的儀表，即使它們的絕對誤差相等，它

13、們的精度等級也不相同，測量范圍大的儀表精度等級比測量范圍小的高。例2 某臺測溫儀表的工作范圍為0500，工藝要求測溫時測量誤差不超過±4，試問如何選擇儀表的精度等級才能滿足要求？解 根據(jù)工藝要求，儀表的最大引用誤差為 去掉最大引用誤差的“±”號和“%”號，其數(shù)值為0.8，介于0.51.0之間，若選擇精度等級為1.0級的儀表，其最大絕對誤差為±5，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇0.5級的儀表才能滿足要求。小結(jié)：在確定一個儀表的精度等級時，要求儀表的允許誤差應(yīng)該大于或等于儀表校驗時所得到的最大引用誤差；而根據(jù)工藝要求來選擇儀表的精度等級時，儀表的允許誤差應(yīng)該小于或等

14、于工藝上所允許的最大引用誤差。這一點在實際工作中要特別注意。2 靈敏度與靈敏限（1） 靈敏度 靈敏度表示儀表對被測參數(shù)變化反應(yīng)的能力，是指儀表達到穩(wěn)態(tài)后輸出增量與輸入增量之比，即 靈敏限 靈敏限是指引起儀表指針發(fā)生可見變化的被測參數(shù)的最小變化量。一般，儀表的靈敏限數(shù)值不大于儀表允許誤差絕對值的一半。 3回差在外界條件不變的情況下，當(dāng)被測參數(shù)從小到大（正行程）和從大到?。ǚ葱谐蹋r，同一輸入的兩個相應(yīng)輸出值常常不相等。兩者絕對值之差的最大值 和儀表量程之比的百分?jǐn)?shù)稱為回差，也稱變差即 4線性度實際測得的輸入-輸出曲線（標(biāo)定曲線）與理論擬合直線之間的最大偏差與測量儀表量程范圍之比的百分?jǐn)?shù)來表示。

15、（2-6）5測量范圍與量程 檢測儀表的測量范圍是指按其標(biāo)定的精確度可進行測量的被測量的變化范圍，而測量范圍的上限值ymax與下限值ymin之差就是傳感器的量程ym,即: ym=ymaxymin （2-7） 6穩(wěn)定性三、電氣防爆檢測儀表與執(zhí)行器都安裝在化工生產(chǎn)現(xiàn)場，且檢測與控制信號多為電信號。對于易燃易爆場所，為了保證生產(chǎn)設(shè)備和操作人員的安全，必須采取相應(yīng)的防爆措施。防爆措施主要包括設(shè)計防爆、安裝防爆和檢修防爆。1）設(shè)計防爆根據(jù)爆炸危險場所的區(qū)域等級，設(shè)計相應(yīng)的防爆儀表和電氣設(shè)備。2）安裝防爆在爆炸性危險場所安裝的儀表線路必須符合設(shè)計和工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范的規(guī)定。3）檢修防爆在檢修、

16、維護、拆裝以及運行中，若該場所已有爆炸性物質(zhì)或與空氣混合形成爆炸性混合物，工作時，應(yīng)采取防爆措施。四、防腐保溫（自學(xué)下次課直接提問）在實際工作環(huán)境中，許多儀表設(shè)備均露天布置。如就地儀表、變送器、執(zhí)行器以及儀表管路等。在安裝時，應(yīng)采取必要的防腐防凍措施，以保證儀表設(shè)備安全、長久的運行。1）防腐腐蝕是環(huán)境作用下引起的破壞和變質(zhì)。金屬或合金的腐蝕，主要是化學(xué)作用或電化學(xué)作用引起的破壞，有時還同時包含機械、物理或沖刷的破壞作用。2）保溫露天安裝的變送器、壓力表、差壓計等就地儀表有防凍要求時，需要安裝在保溫箱或?qū)ｉT的小間內(nèi)。箱內(nèi)和小間內(nèi)均應(yīng)有取暖設(shè)備。儀表管路的防凍措施主要是采取蒸汽伴熱和電伴熱。小結(jié)：

17、檢測儀表的品質(zhì)指標(biāo)，精度的計算方法提問分析結(jié)合示例講解對比分析徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅授課班級化工071,2,3,4 精化071,2 分析08授課形式講授授課日期2008年9月12日 第3周授課時數(shù)2授課內(nèi)容實驗一：自動控制系統(tǒng)的參觀練習(xí)教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)掌握自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成能力目標(biāo)理解自動控制系統(tǒng)的工作原理思想目標(biāo)了解當(dāng)前控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情教學(xué)重點計算機控制系統(tǒng)的操作方法教學(xué)難點系統(tǒng)的投運方法更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具課外作業(yè)實驗報告課后總結(jié)結(jié)合所學(xué)自動控制系統(tǒng)的內(nèi)容聯(lián)系實際，大部分學(xué)生有深刻的體會，但少部分同學(xué)依然很茫然教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計實驗一控制系統(tǒng)的參

18、觀一、實驗?zāi)康?以參觀形式幫助學(xué)生了解自動控制系統(tǒng)的組成、作用及工作情況。二、實驗內(nèi)容 了解簡單自動控制系統(tǒng)四大組成部分（控制器、執(zhí)行、對象、檢測元件變送器）的所在位置、外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、相互間的連接關(guān)系等； 進一步了解自動控制系統(tǒng)的組成及功能； 盡可能了解自動控制裝置功能如何實現(xiàn)；三、實驗步驟 參觀自動控制系統(tǒng)時，應(yīng)了解各部分位置及實現(xiàn)功能。 應(yīng)了解控制系統(tǒng)各部分功能實現(xiàn)方法，參觀儀表柜面結(jié)構(gòu)及信號聯(lián)絡(luò)方式，簡單操作手動操作控制系統(tǒng)，改變設(shè)定值觀測儀表顯示數(shù)據(jù)變化。四、數(shù)據(jù)記錄與處理 本實驗不要求對數(shù)據(jù)進行處理，只需了解實驗內(nèi)容。演示講解提問分析徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅

19、授課班級化工071,2,3,4精化071,2分析08授課形式講授授課日期2008年9月16日 第 4周授課時數(shù)2授課內(nèi)容31 溫度檢測教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)掌握溫度檢測的三種方法；掌握冷端溫度補償?shù)姆椒把a償導(dǎo)線的選用；了解熱電偶的結(jié)構(gòu)及工作原理能力目標(biāo)學(xué)會在測溫范圍內(nèi)對測量的工作端溫度進行補償。了解溫度在工藝檢測過程的重要性。思想目標(biāo)對系統(tǒng)學(xué)會用專業(yè)術(shù)語進行描述教學(xué)重點補償導(dǎo)線的選用和冷端溫度補償；熱電效應(yīng)產(chǎn)生的條件。教學(xué)難點公式補償，電橋補償。更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具多媒體課外作業(yè)P67：7課后總結(jié)熱電偶測溫原理學(xué)生不易領(lǐng)會，通過演示加強學(xué)生認(rèn)識教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計分析檢測儀表在控制系統(tǒng)中的的功能

20、地位§3.1溫度檢測一、溫度檢測的基本知識 1溫度及溫度測量依據(jù)測溫元件與被測物體接觸與否，測溫方式通常有接觸式和非接觸式之分。 2溫標(biāo) 目前國際上常用的溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)和國際實用溫標(biāo)。二、溫度檢測方法 1應(yīng)用熱膨脹原理測溫固體膨脹式應(yīng)用固體受熱膨脹測量溫度的方法一般是利用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起，構(gòu)成雙金屬溫度計。液體膨脹式應(yīng)用液體膨脹測量溫度常用的有水銀玻璃溫度計，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但結(jié)構(gòu)脆弱易損壞。2應(yīng)用熱電效應(yīng)測溫?zé)犭娦?yīng)-兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體A與B串接成的閉和回路，如果兩個接點出現(xiàn)溫差（tt0），在回路中就有電流產(chǎn)生，這種由于溫度不同而

21、產(chǎn)生電動勢（熱電勢）的現(xiàn)象。由兩種不同材料構(gòu)成的上述熱電變換元件叫熱電偶，稱A、B二導(dǎo)體為熱電極。 圖 熱電偶（1） 接觸電勢 兩種不同材料的導(dǎo)體接觸時產(chǎn)生（2） 溫差電勢 當(dāng)同一導(dǎo)體A（或B）兩端溫度不同，（3） 閉和回路總電勢 可見，當(dāng)導(dǎo)體材料A、B確定后，總電勢EAB(t, t0)僅與溫度t和t0有關(guān)。 如果能使冷端溫度t0 固定，則總電勢就只與溫度t成單值函數(shù)關(guān)系： 3.應(yīng)用熱電阻原理測溫 根據(jù)導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的性質(zhì)，將電阻值的變化用顯示儀表反映出來，從而達到測溫目的的。 用鉑和銅制成的電阻是工業(yè)常用的熱電阻，它們被廣泛地應(yīng)用來測量-200+500范圍的溫度。 三、熱電偶

22、溫度計熱電偶是兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體焊接或絞接而成，其一端測溫時置于被測溫場中，稱為測量端（亦稱熱端或工作端）；另一端為參比端（冷端或自由端）。根據(jù)熱電效應(yīng)原理，如果熱電偶的測量端和參比端的溫度不同（如t>t0），且參比端溫度t0恒定，則熱電偶回路中形成的熱電勢僅與測量端溫度t有關(guān)。在熱電偶回路中接入與熱電偶相配套的顯示儀表，就構(gòu)成了最簡單的測溫系統(tǒng)。熱電偶測溫電熱與溫度關(guān)系查相應(yīng)熱電偶的分度表。1 有關(guān)熱電偶回路的幾個結(jié)論由熱電效應(yīng)基本原理分析，可得如下結(jié)論： （1）如果熱電偶兩電極A、B材料相同，則無論兩端溫度如何，熱電偶回路的總熱電勢EAB(t, t0)恒為零。 （2）如果熱電

23、偶兩端溫度相同（t=t0），即使兩電極A、B材料不同，熱電偶回路內(nèi)的總熱電勢EAB(t, t0)恒為零。 （3）熱電偶的熱電勢僅與兩熱電極A、B材料及端點溫度t、t0有關(guān)，而與熱電極的長度、形狀、粗細(xì)及沿電極的溫度分布無關(guān)。因此，同種類型的熱電偶在一定的允許誤差范圍內(nèi)具有互換性。 2熱電偶的補償導(dǎo)線由熱電偶測溫原理可知，只有當(dāng)熱電偶的冷端溫度保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數(shù)關(guān)系。在實際應(yīng)用時，因熱電偶冷端暴露于空間，且熱電極長度有限，其冷端溫度不僅受到環(huán)境溫度的影響，而且還受到被測溫度變化的影響，因而冷端溫度難以保持恒定。為了解決這個問題，工程上通常采用一種補償導(dǎo)線，把熱電偶的冷端延伸

24、到遠離被測對象且溫度比較穩(wěn)定的地方， 3冷端溫度補償熱電偶的分度表所表征的是冷端溫度為0時的熱電勢-溫度關(guān)系，與熱電偶配套使用的顯示儀表就是根據(jù)這一關(guān)系進行刻度的。（1）0恒溫法 （2）冷端溫度修正法 在實際測量時，若冷端溫度恒為t0（t00），可采用冷端溫度修正法對儀表示值加以修正。修正公式如下： （3）儀表機械零點調(diào)整法 如果熱電偶冷端溫度t0比較恒定，可預(yù)先用另一只溫度計測出冷端溫度t0，然后將顯示儀表的機械零點調(diào)至t0處，相當(dāng)于在輸入熱電偶熱電勢之前就給顯示儀表輸入了電勢E(t0, 0)，這樣，儀表的指針就能指示出實際測量溫度t。 （4）補償電橋法 補償電橋法利用不平衡電橋（冷端補償器

25、）產(chǎn)生的電勢來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。4熱電偶的材料與結(jié)構(gòu)四、熱電阻測溫儀表熱電阻溫度計廣泛應(yīng)用于-200600范圍內(nèi)的溫度測量。1對熱電阻材料的要求 用于制造熱電阻的材料，要求電阻率、電阻溫度系數(shù)要大，熱容量、熱慣性要小，電阻與溫度的關(guān)系最好近于線性，另外，材料的物理化學(xué)性質(zhì)要穩(wěn)定，復(fù)現(xiàn)性好，易提純，同時價格便宜。 2常用熱電阻種類（1） 鉑電阻（IEC） （2） 銅電阻（WZC） 3熱電阻的結(jié)構(gòu) 4熱電阻測量橋路熱電阻溫度計由熱電阻、連接導(dǎo)線及顯示儀表組成，在導(dǎo)線連接方面可采用三線制或四線制。小結(jié)：溫度測量工業(yè)常用元件的使用適合范圍，測量的原理。復(fù)習(xí)提問與學(xué)生一起共同

26、完成（5）舉例結(jié)合講解常識性介紹各種溫標(biāo)的關(guān)系（5）通過幾種不同原理對比講解（20）通過動畫播放演示，由學(xué)生得到結(jié)論，然后教師總結(jié)對照實物邊演示邊講解（35）先向?qū)W生介紹分度表的使用方法，然后舉例提問學(xué)生回答后，總結(jié)補充提出問題，引導(dǎo)學(xué)生回答解決辦法，給出最終最佳解決方案針對不同環(huán)境給出相適應(yīng)的不同的冷端溫度補償辦法，提出問題，溫度變化了，電阻的阻值是如何變化的，學(xué)生回答直接得出溫度阻值之間的關(guān)系，結(jié)合實物讓學(xué)生認(rèn)識熱電阻的結(jié)構(gòu)，（20）5 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅授課班級化工071,2,3,4 精化071,2 分析08授課形式講授授課日期2008年 月 日 第周授課時

27、數(shù)2授課內(nèi)容32 壓力檢測教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)掌握壓力的檢測方法 （液柱測壓法、彈性變形法、電測壓法）掌握電容式，壓電式，應(yīng)變片式測壓原理；了解壓力儀表量程的選定。能力目標(biāo)學(xué)會正確選用壓力計；思想目標(biāo)對系統(tǒng)學(xué)會用專業(yè)術(shù)語進行描述教學(xué)重點利用彈性變形法，電測壓力法測量壓力；壓力計的選用。教學(xué)難點確定精度等級，壓電式測量原理。更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具多媒體課外作業(yè)P67：12課后總結(jié)測量壓力的方法較多，講得類型多了學(xué)生有茫然的感覺，壓力表的選擇也有等繼續(xù)加強練習(xí)教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計一、壓力檢測的基本知識 1壓力的概念及單位2 壓力的表示方法二、壓力檢測方法（掌握） 根據(jù)工業(yè)對象的特點，通常有三種檢測壓力

28、的方法，即液柱測壓法，彈性變形法和電測壓力法。1 液柱測壓法測壓原理：是以流體靜力學(xué)為基礎(chǔ)，一般用液柱產(chǎn)生或傳遞的壓力來平衡被測壓力的方法進行測量的。2 彈性變形法測壓原理：當(dāng)被測壓力作用于彈性元件，彈性元件便產(chǎn)生相應(yīng)的變形。根據(jù)變形的大小，便可測知被測壓力的數(shù)值。3 電測壓力法測壓原理：是利用轉(zhuǎn)換元件（如某些機械和電氣元件）直接把被測壓力變換為電信號來進行測量的。（1） 電容式測壓原理 測壓原理：是采用變電容原理，利用彈性元件受壓變形來改變可變電容器的電容量，然后通過測量電容量C便可以知道被測壓力的大小，從而實現(xiàn)壓力-電容轉(zhuǎn)換的。（2） 壓電式測壓原理測壓原理：是根據(jù)“壓電效應(yīng)”把被測壓力變

29、換為電信號的。（3） 壓電效應(yīng)：當(dāng)某些晶體受壓發(fā)生機械變形時（壓縮或伸長），在兩個相對的面上產(chǎn)生異性電荷，這種沒有外電場存在，而由于變形而引起的電現(xiàn)象稱為“壓電效應(yīng)”。（4） 應(yīng)變片式測壓原理 測壓原理：是通過應(yīng)變片將被測壓力P引起的彈性元件應(yīng)變量的變化轉(zhuǎn)換為電阻值R的變化，從而完成壓力電阻的轉(zhuǎn)換，并遠傳至橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級電量輸出信號，在顯示或記錄裝置上顯示出被測壓力值。 三、壓力檢測儀表根據(jù)不同的原理及工藝生產(chǎn)過程的不同要求，可以制成不同形式的壓力表。彈性式壓力表（彈簧管壓力表）由于結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用和維修方便，并且測壓范圍較寬，因此，在工業(yè)過程中得到了十分廣泛地應(yīng)用。電測法壓

30、力表測量脈動壓力和高真空、超高壓等場合時比較合適四、差壓（壓力）變送器變送器是自動測控系統(tǒng)中的一個重要組成部分。作用：將各種物理量轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，如氣動單元組合儀表（簡稱為QDZ儀表）為20100 KPa；電動單元組合儀表（簡稱為DDZ儀表）中，DDZ-型儀表為010mADC；DDZ-型儀表為420mADC。按工作能源不同，壓力變送器和差壓變送器都分為氣動和電動變送器按工作原理的不同，又可分為力平衡式變送器和微位移平衡式變送器， 五、壓力檢測儀表的選擇（了解）壓力表的選擇應(yīng)根據(jù)工藝過程對壓力測量的要求，被測介質(zhì)的性質(zhì)，現(xiàn)場環(huán)境條件等來確定儀表的種類、型號、量程和精度，并確定是否需要帶有遠

31、傳、報警等附加裝置。1儀表種類和型號的選擇儀表種類和型號的選擇應(yīng)根據(jù)工藝要求，介質(zhì)性質(zhì)及現(xiàn)場環(huán)境等因素來考慮。介質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)（如溫度、粘度、臟污程度、腐蝕性、易燃性等）如何；現(xiàn)場環(huán)境條件（如溫度、濕度、有無振動、有無腐蝕性等）2儀表量程的確定儀表的量程是根據(jù)被測壓力的大小和保證儀表壽命等方面來考慮的，通常儀表的上下限值應(yīng)稍大于工藝被測壓力的最大值。按“化工自控設(shè)計技術(shù)規(guī)定”。對被測壓力較穩(wěn)定的情況，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的2/3；對被測壓力波動較大的情況，最大壓力值應(yīng)不超過滿量程的1/2。一般為了保證測量的精度，被測壓力的最小值也不應(yīng)低于全量程的1/3。3儀表精度等級的選擇精度等級是根

32、據(jù)生產(chǎn)所允許的最大測量誤差和儀表量程來確定的。提問分析結(jié)合示例講解對比分析徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅授課班級化工071,2,3,4 精化071,2 分析08授課形式講授授課日期2008年月日 第周授課時數(shù)1授課內(nèi)容33 流量檢測教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解流量的基本知識；掌握流量的檢測方法（體積，動靜壓能轉(zhuǎn)換，改變流通面積）；掌握差壓式流量計的組成和工作原理。能力目標(biāo)認(rèn)識三種標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流裝置；思想目標(biāo)教學(xué)重點利用動靜壓能轉(zhuǎn)換，改變流通面積的方法測量壓力教學(xué)難點利用動靜壓能轉(zhuǎn)換，改變流通面積的方法測量壓力更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具多媒體課外作業(yè)P67：19，21課后總結(jié)流量檢測過程

33、聽起來很容易，若想切實掌握，課后也需多復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計一、流量檢測基礎(chǔ)知識流量指瞬時流量，即單位時間內(nèi)通過管道某一截面的流動介質(zhì)的量。用體積流量（單位為m3/s）或質(zhì)量流量（單位為kg/s）表示?？偭繛檫x定的某一段時間間隔內(nèi)流過管道某一截面的流體量的總和，也可分別用體積總量或質(zhì)量總量表示。常見的流量檢測方法有以下幾種：Ø 應(yīng)用容積法檢測流量Ø 應(yīng)用動壓能和靜壓能轉(zhuǎn)換的原理檢測流量Ø 應(yīng)用改變流通面積的方法檢測流量二 流量檢測的方法1. 應(yīng)用容積法檢測流量容積式流量計以單位時間內(nèi)排出流體的固定容積的數(shù)目為測量依據(jù)來計算流量。Vn×v02. 應(yīng)用動壓能和靜

34、壓能轉(zhuǎn)換的原理檢測流量根據(jù)能量守恒定理，動壓能和靜壓能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換，但其總量不變。節(jié)流元件兩端的靜壓差的大小與流體的流量有關(guān)，將靜壓差的變化作為測量依據(jù)流體在管道中流動時，具有動能和位能，對于理想的流體，流體在同一管道的任一截面的動能和靜壓能的總和是不變的，但是若采取一定方式（例如節(jié)流），可以造成能量形式的相互轉(zhuǎn)化，然后通過測量靜壓的變化求出流速和流量。工業(yè)中常用的方法是在管道中插入一流通面積較小的節(jié)流元件，造成流體通過節(jié)流元件時，在節(jié)流元件的上、下游之間產(chǎn)生靜壓差（簡稱差壓），通過測量差壓求出流量值。3. 應(yīng)用改變流通面積的方法檢測流量檢測原理:在一個由下往上逐漸擴大的錐形管中垂

35、直地放置一阻力件，當(dāng)流體自下而上流經(jīng)錐形管與轉(zhuǎn)子之間的環(huán)形流通面積時，由于受到流體的沖擊，轉(zhuǎn)子便要向上運動。隨著轉(zhuǎn)子的上升，轉(zhuǎn)子與錐形管間的環(huán)形流通面積增大、流速降低，直到流體作用在轉(zhuǎn)子上的浮力和沖力（阻力）與轉(zhuǎn)子本身重量相平衡時，轉(zhuǎn)子停留在某一高度，維持平衡。當(dāng)流量增大時，流過環(huán)隙的流速v增大，轉(zhuǎn)子所受沖力增大，由于轉(zhuǎn)子在流體中的重力與所受浮力不變，所以轉(zhuǎn)子就上升，造成環(huán)隙面積增大，從而流速v減小，沖力也減小，直至達到新的平衡，轉(zhuǎn)子又停浮在一個新的高度上，這樣轉(zhuǎn)子在錐形管中停浮的高度與流體的流量大小一一對應(yīng)。在錐形管外壁上以流量值刻度，則根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度即可直接顯示出被測流量的數(shù)值。 三、

36、差壓式流量計差壓式流量計是基于流體動壓能和靜壓能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換的原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時所產(chǎn)生的靜壓差來實現(xiàn)流量測量的儀表。差壓式流量計主要由節(jié)流裝置、信號管路和差壓計（或差壓變送器和顯示儀表）組成。QQ321h圖3.2 差壓式流量計1孔板 2引壓管 3差壓計提問分析結(jié)合示例講解對比分析徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅授課班級化工071,2,3,4 精化071,2 分析08授課形式講授授課日期2008年 月 日 第 周授課時數(shù)2授課內(nèi)容34 物位檢測教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)掌握應(yīng)用靜壓原理測量液位；掌握差壓變送器測量液位時的零點遷移；了解利用浮力原理進行液位的測量。能力目

37、標(biāo)學(xué)會判斷零點遷移思想目標(biāo)對系統(tǒng)學(xué)會用專業(yè)術(shù)語進行描述教學(xué)重點壓力的檢測方法差壓變送器測量液位時的零點遷移教學(xué)難點差壓變送器測量液位時的零點遷移更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具多媒體課外作業(yè)P68：24，25，27課后總結(jié)和以前所學(xué)的壓強檢測相關(guān)，理解較容易，但少部分的厭學(xué)生這樣簡單的問題也不愿聽，對于這部分學(xué)生需采取其他管理方法教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計一 物位檢測的基本知識物位：是指液體與氣體、液體與液體、固態(tài)物質(zhì)與氣體之間的界面相對于容器底部或某一基準(zhǔn)面的高度。液位：容器中液體介質(zhì)的高低。料位：容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積高度。物位檢測的作用 為了確定容器中的貯料數(shù)量，以保證連續(xù)生產(chǎn)的需要或進行經(jīng)濟核算

38、 為了監(jiān)視或控制容器的物位，使它保持在規(guī)定的范圍內(nèi) 對它的上下極限位置進行報警，以保證生產(chǎn)安全、正常進行。二 物位檢測方法 1應(yīng)用浮力原理檢測物位利用漂浮于液面上的浮標(biāo)或浸沒于液體中的浮筒對液位進行測量的。測量原理：當(dāng)液位變化時，浮標(biāo)產(chǎn)生相應(yīng)的位移，而浮標(biāo)所受到的浮力維持不變，只要檢測出浮標(biāo)的位移就可以知道液位的高低。當(dāng)液位變化時，浮筒所受到的浮力的發(fā)生變化，只要檢測出浮力的變化就可以知道液位的高低。2應(yīng)用靜壓原理檢測物位（掌握） 利用液柱的靜壓方法進行物位的檢測。1) 敞口容器：多用直接測量容器底部壓力的方法。 特點：測壓儀表通過導(dǎo)壓管與容器底部相連，由測壓表的壓力指示值可推出液位的高度。2

39、) 密閉容器： 特點：測量容器底部壓力，除與液面高度有關(guān)外，還與上部介質(zhì)壓力有關(guān)。 3應(yīng)用超聲波反射檢測物位 聲波可以在氣體、液體、固體中傳播，并具有一定的傳播速度。當(dāng)聲波從一種介質(zhì)向另一種介質(zhì)傳播時，在兩種密度不同，聲速不同的介質(zhì)的分界面上，傳播方向便發(fā)生改變，即一部分被反射，一部分折射入相鄰介質(zhì)內(nèi)。若聲波從液體或固體傳播到氣體時，或相反的情況下，由于兩種介質(zhì)的密度相差懸殊，聲波幾乎全部被反射。因此，測量時由置于容器底部的超聲波探頭向液面與氣體的分界面發(fā)射超聲波，經(jīng)過時間t后，便可接收到從界面反射回來的回波信號。三、差壓變送器測量液位時的零點遷移問題（重點）利用差壓變送器測量液位時，差壓變送

40、器將由液位形成的差壓P轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出。然而，由于安裝位置條件不同，往往存在著儀表零點遷移問題。 （一）工作原理 液體靜壓原理 （二）零點遷移(計算方法) 無遷移 特征：差壓變送器的正壓室取壓口正好與容器的最低液位（Hmin=0）處于同一水平位置。作用于變送器正、負(fù)壓室的差壓P與液位高度H的關(guān)系為P=Hg。當(dāng)H =0時，正負(fù)壓室的差壓P=0，變送器輸出為I0=4mA當(dāng)H= Hmax時，差壓Pmax =gHmax，變送器的輸出信號20 mA，負(fù)遷移 特征:在實際測量中，為了防止容器內(nèi)的液體和氣體進入變送器的取壓室而造成導(dǎo)壓管線堵塞或腐蝕，以及保持負(fù)壓室的凝液高度恒定，在變送器的正、

41、負(fù)壓室與取壓點之間分別加裝隔離罐，并充以密度為2的隔離液。作用于變送器正、負(fù)壓室的差壓P與液位高度H的關(guān)系為:。當(dāng)H =0時，正負(fù)壓室的差壓P<0，變送器輸出為I0<4mA當(dāng)H= Hmax時，差壓，變送器的輸出信號<20 mA，正遷移 特征:當(dāng)變送器的安裝位置與容器的最低液位（H=0）不在同一水平位置上。作用于變送器正、負(fù)壓室的差壓P與液位高度H的關(guān)系為:。當(dāng)H =0時，正負(fù)壓室的差壓P>0，變送器輸出為I0>4mA當(dāng)H= Hmax時，差壓，變送器的輸出信號>20 mA，提問分析結(jié)合示例講解對比分析徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅授課班級化工

42、071,2,3,4 精化071,2 分析08授課形式講授授課日期2008年3月18日 第4周授課時數(shù)2授課內(nèi)容實驗二：彈簧管壓力表的校驗教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)熟悉彈簧管壓力表的結(jié)構(gòu)和工作原理；掌握校驗彈簧管壓力表的方法;能力目標(biāo)做好裝置的拆裝思想目標(biāo)進行集體主義教育教學(xué)重點利用彈性變形法，電測壓力法測量壓力；壓力計的選用。教學(xué)難點確定精度等級，壓電式測量原理。更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具課外作業(yè)實驗報告課后總結(jié)大部分同學(xué)對實際操作興趣較高，但很明顯可以看出，學(xué)生課后復(fù)習(xí)不夠，應(yīng)該掌握的東西提問起來顯得很陌生教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計實驗二 彈簧管壓力表的校驗一、 實驗?zāi)康暮鸵?熟悉彈簧管壓力表的結(jié)構(gòu)和工作原理

43、；2掌握校驗彈簧管壓力表的方法；3掌握確定儀表的精度級。二、實驗裝置1. 實驗所需的儀器、設(shè)備及工具1 壓力表校驗器2 標(biāo)準(zhǔn)彈簧管壓力表一只3 普通彈簧管壓力表一只2. 實驗裝置連接圖三 實驗內(nèi)容1. 實驗原理2. 實驗內(nèi)容四 實驗步驟1. 實驗操作步驟2. 彈簧管壓力表零點、量程、線性的調(diào)五、實驗報告1 數(shù)據(jù)處理絕對誤差=測量值（被校表示值）-真實值（標(biāo)準(zhǔn)表示值） 最大絕對誤差相對百分誤差=×100% A全 （A正-A反）最大 變差=×100% A全演示講解結(jié)合問題指導(dǎo)徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)設(shè)計（講稿）教師姓名李紅授課班級化工071,2,3,4 精化071,2 分析08

44、授課形式講授授課日期2008年 月 日 第 周授課時數(shù)2授課內(nèi)容5.1 氣動執(zhí)行器教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解執(zhí)行器的分類；掌握氣動執(zhí)行器的組成結(jié)構(gòu)；掌握氣動執(zhí)行器控制閥的工作方式；了解控制閥的流量特性；能力目標(biāo)如何選擇執(zhí)行器控制閥（氣開、氣關(guān)）思想目標(biāo)教學(xué)重點氣動執(zhí)行器的組成結(jié)構(gòu)；控制閥的工作方式教學(xué)難點控制閥的工作方式的選擇更新、補充、刪節(jié)內(nèi)容使用教具多媒體課外作業(yè)課后總結(jié)結(jié)合動畫展示，學(xué)生接受效果較好教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計一、基本概念執(zhí)行器：根據(jù)調(diào)節(jié)器的輸出，成比例地轉(zhuǎn)換為直線位移或角位移，帶動閥門、風(fēng)門直接調(diào)節(jié)能量、或物料等被調(diào)介質(zhì)地輸送量。執(zhí)行器的作用：是接受控制器發(fā)送的控制信號，直接控制能量或物料

45、等介質(zhì)的輸送量，以控制過程變量，使之穩(wěn)定在要求范圍內(nèi)。執(zhí)行器按其使用的能源可分為電動、氣動和液動三種。二、1) 氣動薄膜控制閥的結(jié)構(gòu)和工作方式 氣動薄膜控制閥由氣動執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)兩部分組成（上部為氣動執(zhí)行機構(gòu)，下部為控制機構(gòu)）執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行器的推動裝置,根據(jù)控制器輸出信號的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動控制機構(gòu)動作。氣動執(zhí)行機構(gòu)主要由彈性膜片，圓盤，平衡彈簧，控制螺母和推桿構(gòu)成?？刂茩C構(gòu)：執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，產(chǎn)生一定的位移或轉(zhuǎn)角?？刂茩C構(gòu)即控制閥，主要由閥芯、閥座和閥體等組成。幾個術(shù)語正作用執(zhí)行機構(gòu)：壓力信號增加時推桿向下移動 反作用執(zhí)行機構(gòu)：壓力信號增大時推桿向上移動正裝的閥芯：推桿下移時閥門

46、關(guān)小反裝的閥芯：推桿下移時閥門開大三、控制閥1 控制閥的作用形式氣動薄膜控制閥的四種組合方式從工作效果上來看只有氣開和氣關(guān)兩種工作方式。氣開式 如圖5-2(b)(c)所示，當(dāng)輸入氣壓小于20kPa時為關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)輸入氣壓增大時，閥門是開大的，當(dāng)氣壓信號達到100kpa時，閥門全開，所以叫氣開閥。定義為正作用方向的執(zhí)行器。氣關(guān)式如圖5-2(a)(d)所示，當(dāng)輸入氣壓小于20kPa時為全開狀態(tài)。輸入氣壓信號增大時，閥門是關(guān)小的，當(dāng)氣壓信號達到100kPa時，閥門全關(guān)，所以叫氣關(guān)閥。氣開式和氣關(guān)式閥門的結(jié)構(gòu)大體相同，只是氣壓信號的輸入位置和閥芯的方向不同。定義為反作用方向的執(zhí)行器。2 控制閥的類型：

47、對于閥前后壓差小，要求泄漏量小的系統(tǒng)可用直通單座閥；對于前后壓差大，允許較大泄漏量的場合可用直通雙座閥；對于介質(zhì)粘度高，含懸浮物或壓力較高的地方用角型閥；對于系統(tǒng)要求低噪音場合選用籠式閥；而介質(zhì)腐蝕性強的情況下可用隔膜閥；對低壓大流量大口徑管道可用蝶閥等等。一般情況下優(yōu)先選用直通單座閥、直通雙座閥和籠式閥。3 控制閥的流量特性控制閥的流量特性就是控制閥的開度與流過閥的流量之間的關(guān)系。具體地說，是控制閥的相對開度與流過閥的相對流量之比，流量特性就有理想流量特性與工作流量特性之分。前者是指閥前后壓差保持恒定時，控制閥的相對開度與相對流量之間的關(guān)系，它只與閥本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，制造廠標(biāo)明的流量特性都是現(xiàn)想流量特性；