熱控儀表知識(shí)培訓(xùn)第一講基礎(chǔ)知識(shí)

1、熱控儀表知識(shí)培訓(xùn)周亞明第一講 基礎(chǔ)知識(shí)第一章、測(cè)量1. 儀表主要由傳感器、 變換器、 顯示裝置、 傳輸通道四部分， 其中傳感器是儀表的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2. 測(cè)量過(guò)程有三要素：一是測(cè)量單位、二是測(cè)量方法、三是測(cè)量工具。3. 按參數(shù)種類(lèi)不同，熱工儀表可為溫度、壓力、流量、料位、成分分析及機(jī)械量等儀表。4. 根據(jù)分類(lèi)的依據(jù)不同， 測(cè)量方法有直接測(cè)量與間接測(cè)量、 接觸測(cè)量與非接觸測(cè)量、 靜態(tài)測(cè) 量與動(dòng)態(tài)測(cè)量。*. 什么叫絕對(duì)誤差，相對(duì)誤差？ 絕對(duì)誤差是指示值與實(shí)際值的代數(shù)差，即 絕對(duì)誤差 =測(cè)量值真值相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與實(shí)際值之比的百分?jǐn)?shù)相對(duì)誤差=px 100%第二章、檢測(cè)第一節(jié)、溫度檢測(cè)：1. 溫度：溫度

2、（ temperature ）是表示物體冷熱程度的物理量，微觀(guān)上來(lái)講是物體分子熱運(yùn)動(dòng) 的劇烈程度。 溫度只能通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測(cè)量， 而用來(lái)量度物體溫度數(shù) 值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)（零點(diǎn)）和測(cè)量溫度的基本單位。目前國(guó)際上用 得較多的溫標(biāo)有華氏溫標(biāo)（°F）、攝氏溫標(biāo)（° C）、熱力學(xué)溫標(biāo)（K）和國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)。從分子運(yùn)動(dòng)論觀(guān)點(diǎn)看， 溫度是物體分子平均平動(dòng)動(dòng)能的標(biāo)志。 溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)， 含有統(tǒng)計(jì)意義。對(duì)于個(gè)別分子來(lái)說(shuō)，溫度是沒(méi)有意義的。溫度測(cè)量：分為接觸式和非接觸式兩類(lèi)。接觸式測(cè)溫法接觸式測(cè)溫法的特點(diǎn)是測(cè)溫元件直接與被測(cè)對(duì)象接觸， 兩

3、者之間進(jìn)行充分的熱交換， 最 后達(dá)到熱平衡， 這時(shí)感溫元件的某一物理參數(shù)的量值就代表了被測(cè)對(duì)象的溫度值。這種方法優(yōu)點(diǎn)是直觀(guān)可靠，缺點(diǎn)是感溫元件影響被測(cè)溫度場(chǎng)的分布，接觸不良等都會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差， 另外溫度太高和腐蝕性介質(zhì)對(duì)感溫元件的性能和壽命會(huì)產(chǎn)生不利影響。接觸式儀表主要有： 膨脹式溫度計(jì)、 壓力式溫度計(jì)、 熱電偶、 熱電阻及半導(dǎo)體二極管溫度計(jì)。 非接觸式測(cè)溫法非接觸式測(cè)溫法的特點(diǎn)是感溫元件不與被測(cè)對(duì)象相接觸， 而是通過(guò)輻射進(jìn)行熱交換， 故 可以避免接觸式測(cè)溫法的缺點(diǎn)， 具有較高的測(cè)溫上限。此外， 非接觸式測(cè)溫法熱慣性小，可 達(dá) 1/1000S ，故便于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的溫度和快速變化的溫度。由于受

4、物體的發(fā)射率、被測(cè)對(duì) 象到儀表之間的距離以及煙塵、水汽等其他的介質(zhì)的影響，這種方法一般測(cè)溫誤差較大。非接觸式儀表主要有：紅外測(cè)溫儀等2. 熱電阻 :原理： 熱電阻是利用導(dǎo)體和半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的一種感溫 元件。它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮栊盘?hào)，再由顯示設(shè)備檢測(cè)顯示出溫度值。 （熱電阻）信號(hào) 單位（Q） 普通熱電阻組成：由熱電阻體、 絕緣套管、 保護(hù)套管及接線(xiàn)盒組成。 采用三線(xiàn)制的目的是減少引線(xiàn)電阻變 化引起的附加誤差。常用的熱電阻：銅電阻，分度號(hào)為Cu50, 0C時(shí)的電阻值為50Q（歐姆）。鉑電阻，分度號(hào)為 PtIOO, 0C時(shí)的電阻值為100Q（歐姆）。3. 熱電偶：

5、原理：熱電偶是用兩種不同成分的導(dǎo)體把一端焊接在一起，兩端溫度不同時(shí)， 在另一端回路中就會(huì)有熱電勢(shì)產(chǎn)生。 因而熱電偶是通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)從而測(cè)量溫度的一種感溫元件，它能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再由顯示設(shè)備檢測(cè)顯示出溫度值。（熱電偶）信號(hào)單位（ mv）普通熱電偶組成：熱電偶由熱電極、絕緣套管、保護(hù)套管和接線(xiàn)盒等幾部分組成。中文名稱(chēng)：補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)英文名稱(chēng)： compensating wire 定義：在包括常溫在內(nèi)的適當(dāng)溫度范圍內(nèi)的熱電特性與所配合使用的熱電偶的熱電特性相同 的一對(duì)絕緣導(dǎo)線(xiàn)補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)是在一定溫度范圍內(nèi)（包括常溫 0）具有與所匹配熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)相同標(biāo)稱(chēng)值的一 對(duì)帶有絕緣層的到導(dǎo)線(xiàn)， 用他們連接熱電

6、偶與測(cè)量裝置， 以補(bǔ)償它們與熱電偶連接處的溫度 變化所產(chǎn)生的誤差。4. 雙金屬溫度計(jì)：它有兩片膨脹系數(shù)不同的金屬牢固地粘合在一起， 其一端固定， 另一端通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和 指針相連。 當(dāng)溫度變化時(shí)，由于膨脹系數(shù)不同，雙金屬片產(chǎn)生角位移， 帶動(dòng)指針指示相應(yīng)溫 度，這便是雙金屬溫度計(jì)的工作原理。5. 膨脹式溫度計(jì)：雙金屬溫度計(jì)、水銀、酒精、氣體溫度計(jì)6. 溫度開(kāi)關(guān)：檢測(cè)溫度，設(shè)定值開(kāi)關(guān)量輸出。開(kāi)關(guān)形式有常開(kāi)式和常閉式熱電偶測(cè)溫為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償？ 熱電偶熱電勢(shì)的大小與其兩端的溫度有關(guān)，其溫度 -熱電勢(shì)關(guān)系曲線(xiàn)是在冷端溫度為0。 C時(shí)分度的， 在實(shí)際應(yīng)用中， 由于熱電偶冷端暴露在空間受到周?chē)h(huán)境溫度的

7、影響， 所以冷端 溫度不可能保持在 0。 C 不變， 也不可能固定在某個(gè)溫度不變， 而熱電勢(shì)既決定于熱端溫度， 也決定于冷端溫度， 所以如果冷端溫度自由變化， 必然會(huì)引起測(cè)量誤差， 為了消除這種誤差， 必然進(jìn)行冷端補(bǔ)償。第二節(jié)、壓力檢測(cè)：1. 壓力： 垂直作用于流體或固體界面單位面積上的力。物理學(xué)上稱(chēng)之為“壓強(qiáng)” 。221 兆帕（MPa）= 1000 千帕（kPa） ; 1 千帕（kPa）=1000（Pa） ; 1 兆帕（MPa）=cm （近似 10kg/cm ）;2兆帕（MPa）=cm2 （近似 1kg/cm ）; 壓力測(cè)量：壓力表、壓力變送器（壓阻、陶瓷、擴(kuò)散硅、壓電壓力變送器，是指壓力變

8、送器 的壓力感應(yīng)傳感元件而言的） 。壓力表原理：壓力表的工作原理通過(guò)表內(nèi)的敏感元件 （波登管、 膜盒、波紋管 ）的彈性形變， 再由表內(nèi) 機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至指針， 引起指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)顯示壓力。 彈簧管 （波登管 ）分為型 管、盤(pán)簧管、螺旋管等型式，一般采用冷作硬化型材料坯管，在退火態(tài)具有很高的塑性，經(jīng) 壓力加工冷作硬化及定性處理后獲得很高的彈性和強(qiáng)度。 彈簧管在內(nèi)腔壓力作用下， 利用其 所具有的彈性特性， 可以方便地將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閺椈晒茏杂啥说膹椥晕灰啤?彈簧管的測(cè)量范圍 一般在膜片敏感元件是帶有波浪的圓形膜片， 膜片本身位于兩個(gè)法蘭之間， 或焊接在法蘭盤(pán) 上或其邊緣夾在兩個(gè)法蘭盤(pán)之間。

9、膜片一側(cè)受到測(cè)量介質(zhì)的壓力， 這樣膜片所產(chǎn)生的微小彎 曲變形可用來(lái)間接測(cè)量介質(zhì)的壓力， 壓力的大小由指針顯示。 膜片與波登管相比其傳遞力較 大，由于膜片本身周?chē)吘壒潭ǎ?所以其防振性較好。 膜片壓力表可達(dá)到很高的過(guò)壓保護(hù) （ 比 如膜片貼附在上法蘭盤(pán)上 ） ，膜片還可以加上保護(hù)鍍層以提高防腐性， 利用開(kāi)口法蘭、 沖洗、 開(kāi)口等措施可用膜片壓力表測(cè)量粘度很大、 不清潔的及結(jié)晶的介質(zhì)， 膜片壓力表的壓力測(cè)量 范圍在 1600Pa MPa 。2、壓力表原理及構(gòu)造：1. 原理：壓力經(jīng)過(guò)導(dǎo)壓系統(tǒng)，表內(nèi)的敏感彈性元件（波登管、膜片、膜盒等）隨著壓力的變化而 產(chǎn)生彈性形變， 從而將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥栽杂啥?/p>

10、的彈性位移， 經(jīng)有連桿機(jī)構(gòu)放大， 再由表 內(nèi)機(jī)芯齒輪機(jī)構(gòu)將位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)顯示壓力。2 構(gòu)造：壓力表由導(dǎo)壓系統(tǒng) （包括接頭、彈簧管、限流螺釘?shù)?） 、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、示數(shù)裝置 （指針 與度盤(pán) ） 和外殼 （ 包括表殼、表蓋、表玻璃等 ） 所組成。21 接頭：用來(lái)與設(shè)備連接，常用螺紋有 M14*;M20*;G1/4;G1/2. 材質(zhì)有黃銅和不銹鋼 . 2 2 襯圈：用于玻璃和表殼間的密封。2 3 度盤(pán)：又叫表盤(pán)，刻度盤(pán)的指示范圍一般為270 度。表盤(pán)的標(biāo)度、標(biāo)度分劃及最小分格值應(yīng)符合 JB/T5528 的規(guī)定。2 4 指針：除標(biāo)準(zhǔn)指針外，指針也可選調(diào)零指針。2 5 彈性元件（彈簧

11、管、膜片、膜盒等）：彈簧管（波登管）分為C型管、盤(pán)簧管、螺旋管等型式。一般采用冷作硬化型材料坯管， 在退火態(tài)具有很高的塑性， 經(jīng)壓力加工冷作硬化及定性處理后獲得很高的彈性和強(qiáng) 度。彈簧管在內(nèi)腔壓力作用下， 利用其所具有的彈性特性， 可以方便地將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閺椈晒?自由端的彈性位移， 經(jīng)機(jī)芯齒輪機(jī)構(gòu)將位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 通過(guò)指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)顯示壓力。 常 用材料有錫磷青銅和不銹鋼。 膜片敏感元件是帶有波浪的圓形金屬片，膜片本身位于兩個(gè)法蘭之間，或焊接在 法蘭盤(pán)上或其邊緣夾在兩個(gè)法蘭盤(pán)之間。 膜片一側(cè)受到被測(cè)介質(zhì)的壓力后產(chǎn)生微小變形， 經(jīng) 機(jī)芯齒輪機(jī)構(gòu)將位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)指針轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)顯示壓力。膜盒敏

12、感元件由兩塊焊在一起的呈圓形波浪截面的膜片組成。測(cè)量介質(zhì)的壓力作 用在膜盒腔內(nèi)側(cè)， 由此所產(chǎn)生的變形經(jīng)機(jī)芯齒輪機(jī)構(gòu)將位移轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 通過(guò)指針轉(zhuǎn)動(dòng) 來(lái)顯示壓力。壓力的大小由指針顯示。26 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（機(jī)芯） ：機(jī)芯的作用是將彈性元件產(chǎn)生的線(xiàn)性位移轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并放大線(xiàn) 性位移。2 7 連桿：連接彈性元件和機(jī)芯，組成連桿機(jī)構(gòu)。28 表殼：常用表殼直徑有（ mm）40 ,50,60,75 ，100,150,200,250 ；常用材質(zhì)有：碳鋼， 鋁合金，不銹鋼。表殼體上一般要有溢流孔， 彈性元件萬(wàn)一爆裂的時(shí)候， 內(nèi)部壓力將通過(guò)溢流孔向 外界釋放，同時(shí)溢流孔的朝向要對(duì)著無(wú)人的方向，以防傷人。3、壓力

13、變送器： 壓力變送器的作用是把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，用于模擬量采集，進(jìn)行顯示和調(diào)節(jié)。 1、壓阻壓力變送器在了解式壓力變送器時(shí)， 我們首先認(rèn)識(shí)一下電阻應(yīng)變片這種元件。 電阻應(yīng)變片是一種將 被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。 它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部 分之一。 電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。 通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生 力學(xué)應(yīng)變基體上， 當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)， 電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變， 使應(yīng)變片的阻 值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。2、陶瓷壓力變送器原理 ：抗腐蝕

14、的壓力變送器沒(méi)有液體的傳遞， 壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面， 使膜片產(chǎn) 生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個(gè)惠斯通電橋（閉橋） ，由于壓 敏電阻的壓阻效應(yīng)， 使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線(xiàn)性、 與激勵(lì)電壓也成正比的電壓 信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為 / / mV/V 等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過(guò)激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償 070C,并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。陶瓷是一種公認(rèn)的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達(dá)-40135C,而且具有測(cè)量的高精度

15、、 高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度2kV,輸出信號(hào)強(qiáng)，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是 壓力變送器的發(fā)展方向。3、擴(kuò)散硅壓力變送器被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷） ，使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力 成正比的微位移， 使傳感器的電阻值發(fā)生變化， 和用電子線(xiàn)路檢測(cè)這一變化， 并轉(zhuǎn)換輸出一 個(gè)對(duì)應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)。4、壓電壓力變送器傳感器壓電傳感器中主要使用的壓電材料包括有石英、 酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。 其中石英（二 氧化硅）是一種天然晶體，壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的，在一定的溫度范圍之內(nèi)，壓 電性質(zhì)一直存在，但溫度超過(guò)這個(gè)范圍之后， 壓電性質(zhì)完全消失（這個(gè)高溫就是所謂

16、的 “居 里點(diǎn)”）。由于隨著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微?。ㄒ簿驼f(shuō)壓電系數(shù)比較低） ，所以石英逐漸被其 他的壓電晶體所替代。 而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)， 但是它只能在室溫 和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。 磷酸二氫胺屬于人造晶體， 能夠承受高溫和相當(dāng)高的濕 度，所以已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上， 比如現(xiàn)在的壓電陶瓷， 包括鈦酸鋇壓電陶瓷、PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。更深入了解變送器：1 應(yīng)變片 壓力變送器原理與應(yīng)用如電阻應(yīng)變片壓力變送器、 半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力變送器、 壓阻式壓力變送器、 電感式壓力 變送器、 電容式壓力變送器、 諧振式壓力變送

17、器及電容式加速度傳感器等。 但應(yīng)用最為廣泛 的壓阻式壓力變送器， 力學(xué)傳感器的種類(lèi)繁多。 具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線(xiàn) 性特性。下面我主要介紹這類(lèi)傳感器。首先認(rèn)識(shí)一下電阻應(yīng)變片這種元件。 電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為 一種電信號(hào)的敏感器件。 壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成局部之一。 電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的金 屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩 種。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在發(fā)生力學(xué)應(yīng)變基體上，解壓阻式壓力變送器時(shí)。 當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)， 電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變， 使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改 變，從而使加在電阻上的

18、電壓發(fā)生變化。 這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小， 一 般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（ 通常是 A/D 轉(zhuǎn)換和 CPU 顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。金屬電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由基體材料、 金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔、 絕緣維護(hù)片和引出線(xiàn)等部分組成。 根據(jù)不同的用途， 電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖。 電阻應(yīng)變片的阻值可以由設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)， 但電阻的取值范圍應(yīng)注意： 阻值太小， 所需的驅(qū)動(dòng)電流太大， 同時(shí)應(yīng)變片的發(fā)熱致使自身的溫度過(guò)高， 不同的環(huán)境中使 用，使應(yīng)變片的阻值變化太大，輸出零點(diǎn)漂移明顯，調(diào)零電路過(guò)于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗 太高，抗外界的電磁干擾能力較差。一般均為

19、幾十歐至幾十千歐左右。電阻應(yīng)變片的工作原理俗稱(chēng)為電阻應(yīng)變效應(yīng)。 金屬導(dǎo)體的電阻值可用下式表示： 金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是 吸附在基體資料上應(yīng)變電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象。式中：p 金屬導(dǎo)體的電阻率（Q ?cm2/mS 導(dǎo)體的截面積 （ cm2L 導(dǎo)體的長(zhǎng)度 （ m當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)， 以金屬絲應(yīng)變電阻為例。 其長(zhǎng)度和截面積都會(huì)發(fā)生變化， 從上 式中可很容易看出， 其電阻值即會(huì)發(fā)生改變， 假如金屬絲受外力作用而伸長(zhǎng)時(shí)， 其長(zhǎng)度增加， 而截面積減少， 電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)， 長(zhǎng)度減小而截面增加，電 阻值則會(huì)減小。 只要測(cè)出加在電阻的變化 （ 通常是丈量電阻兩端的電

20、壓 ）即可獲得應(yīng)變金屬絲 的應(yīng)變情2 陶瓷壓力變送器原理及應(yīng)用壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面， 抗腐蝕的壓力變送器沒(méi)有液體的傳送。 使膜片產(chǎn)生 微小的形變， 厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的反面， 連接成一個(gè)惠斯通電橋 （ 閉橋） 由于壓敏電阻 的壓阻效應(yīng)，使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的高度線(xiàn)性、與激勵(lì)電壓也成正比的電壓信號(hào)， 規(guī)范的信號(hào)根據(jù)壓力量程的不同標(biāo)定為 / / mV/V 等，可以和應(yīng)變式傳感器相兼容。通過(guò) 激光標(biāo)定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補(bǔ)償0 70 C，并可以和絕大多數(shù)介質(zhì)直接接觸。而且具有丈量的高精度、高穩(wěn)定性。電氣絕緣水平 >2kV 輸出信號(hào)強(qiáng)，陶瓷

21、是一種公認(rèn) 的高彈性、 抗腐蝕、 抗磨損、抗沖擊和振動(dòng)的資料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它厚膜電阻可以使 它工作溫度范圍高達(dá)-40135 C。臨時(shí)穩(wěn)定性好。高特性，低價(jià)格的陶瓷傳感器將是壓力變 送器的發(fā)展方向， 歐美國(guó)家有全面替代其它類(lèi)型傳感器的趨勢(shì)， 中國(guó)也越來(lái)越多的用戶(hù)使用 陶瓷傳感器替代擴(kuò)散硅壓力變送器。3 擴(kuò)散硅壓力變送器原理及應(yīng)用 工作原理使傳感器的電阻值發(fā)生變化，被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（ 不銹鋼或陶瓷） 使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移。和用電子線(xiàn)路檢測(cè)這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個(gè) 對(duì)應(yīng)于這一壓力的規(guī)范丈量信號(hào)。4 藍(lán)寶石壓力變送器原理與應(yīng)用采用硅 - 藍(lán)寶石作為半導(dǎo)體敏感元

22、件，利用應(yīng)變電阻式工作原理。具有無(wú)與倫比的計(jì) 量特性。不會(huì)發(fā)生滯后、疲勞和蠕變現(xiàn)象 ; 藍(lán)寶石比硅要堅(jiān)固，藍(lán)寶石系由單晶體絕緣體元素組 成。硬度更高，不怕形變 ;藍(lán)寶石有著非常好的彈性和絕緣特性 （1000 OC 以?xún)?nèi)）因此，利用 硅 - 藍(lán)寶石制造的半導(dǎo)體敏感元件， 對(duì)溫度變化不敏感， 即使在高溫條件下， 也有著很好的 工作特性 ;藍(lán)寶石的抗輻射特性極強(qiáng) ; 另外，硅 - 藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件，無(wú) p-n 漂移，因 此，從根本上簡(jiǎn)化了制造工藝，提高了重復(fù)性，確保了高成品率?？稍谧?lèi)毫拥墓ぷ鳁l件下正常工作， 用硅 - 藍(lán)寶石半導(dǎo)體敏感元件制造的壓力傳感器和 變送器。并且可靠性高、精度好、溫度誤

23、差極小、性?xún)r(jià)比高。被焊接在鈦合金測(cè)量膜片上。被測(cè)壓力傳送到接收膜片上 （ 接收膜片與丈量膜片之間用 拉桿堅(jiān)固的連接在一起 ） 壓力的作用下，表壓壓力傳感器和壓力變送器由雙膜片構(gòu)成：鈦合 金丈量膜片和鈦合金接收膜片。 印刷有異質(zhì)外延性應(yīng)變靈敏電橋電路的藍(lán)寶石薄片。 鈦合金 接收膜片產(chǎn)生形變， 該形變被硅 - 藍(lán)寶石敏感元件感知后， 其電橋輸出會(huì)發(fā)生變化， 變化的 幅度與被測(cè)壓力成正比。并將應(yīng)變電橋的失衡信號(hào)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的電信號(hào)輸出 （ 0-5 4-20mA 或 0-5V 絕壓壓力傳 感器和壓力變送器中， 傳感器的電路能夠保證應(yīng)變電橋電路的供電。 藍(lán)寶石薄片， 與陶瓷基 極玻璃焊料連接在一起， 起到

24、彈性元件的作用， 將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為應(yīng)變片形變， 從而達(dá)到壓 力丈量的目的5 壓電壓力傳感器原理與應(yīng)用壓電效應(yīng)就是這種晶體中發(fā)現(xiàn)的一定的溫度范圍之內(nèi)， 壓電傳感器中主要使用的壓電材 料包括有石英、 酒石酸鉀鈉和磷酸二氫胺。 其中石英 （ 二氧化硅 ） 一種天然晶體。 壓電性質(zhì)一 直存在但溫度超過(guò)這個(gè)范圍之后，壓電性質(zhì)完全消失 （ 這個(gè)高溫就是所謂的居里點(diǎn)”由于隨 著應(yīng)力的變化電場(chǎng)變化微小 （也就說(shuō)壓電系數(shù)比較低 ） 所以石英逐漸被其他壓電晶體所替代。 而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù)， 但是只能在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才 能夠應(yīng)用。 磷酸二氫胺屬于人造晶體， 能夠接受高溫和相當(dāng)高的濕

25、度， 所以已經(jīng)得到廣泛的 應(yīng)用。比如現(xiàn)在壓電陶瓷，現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上。包括鈦酸鋇壓電陶瓷、 PZT 鈮 酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等。壓電傳感器不能用于靜態(tài)測(cè)量， 壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理。 因?yàn)榻?jīng)過(guò)外力 作用后的電荷， 只有在回路具有無(wú)限大的輸入阻抗時(shí)才得到保管。 實(shí)際的情況不是這樣的所 以這決定了壓電傳感器只能夠測(cè)量動(dòng)態(tài)的應(yīng)力。特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它特殊地位。 壓電式傳感器也可以用來(lái)丈量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃 燒壓力的丈量與真空度的丈量。 也可以用于軍事工業(yè)， 壓電傳感器主要應(yīng)用在加速度、 壓力 和力等的丈量中。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計(jì)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、

26、體積小、重 量輕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車(chē)、船舶、橋梁和建筑的 振動(dòng)和沖擊測(cè)量中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。 例如用它來(lái)測(cè)量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛 壓的變化和炮口的沖擊波壓力。既可以用來(lái)測(cè)量大的壓力，也可以用來(lái)測(cè)量微小的壓力。*什么叫絕對(duì)壓力、大氣壓力、表壓及真空度？它們的相互關(guān)系是怎樣的？ 絕對(duì)壓力是指被測(cè)介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力； 地面空氣柱所產(chǎn)生的平均壓 力為大氣壓力； 絕對(duì)壓力與大氣壓力之差稱(chēng)為表壓力； 如果被測(cè)流體的絕對(duì)壓力低于大氣壓， 則壓力表所測(cè)得的壓力為負(fù)壓，其值稱(chēng)為真空度。4、壓力開(kāi)關(guān)？它的工作原理壓力開(kāi)關(guān)是一種簡(jiǎn)單的壓力控制裝置。當(dāng)被

27、測(cè)壓力達(dá)到額定值時(shí)， 壓力開(kāi)關(guān)可發(fā)出警報(bào)或控制信號(hào)。壓力開(kāi)關(guān)的工作原理是：當(dāng)被測(cè)壓力超過(guò)額定值時(shí)，彈性元件的的自由端產(chǎn)生位移直接 或經(jīng)過(guò)比較后推動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，改變開(kāi)關(guān)元件的通斷狀態(tài)，達(dá)到控制被測(cè)壓力的目的。開(kāi)關(guān)形式有常開(kāi)式和常閉式。調(diào)節(jié)方式有兩位式和三位式。第三節(jié)、物位檢測(cè)：1. 物位：物位測(cè)量?jī)x表是測(cè)量液態(tài)和粉粒狀材料的液面和裝載高度的工業(yè)自動(dòng)化儀表。測(cè)量塊 狀、顆粒狀和粉料等固體物料堆積高度，或表面位置的儀表稱(chēng)為料位計(jì)；測(cè)量罐、塔和槽等容器內(nèi)液體高度，或液面位置的儀表稱(chēng)為液位計(jì)，又稱(chēng)液面計(jì)；測(cè)量容器中兩種互不溶解液體或固體與液體相界面位置的儀表稱(chēng)為相界面計(jì)。物位測(cè)量通常指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中封閉

28、式或敞開(kāi)容器中物料（固體或液位）的高度進(jìn)行檢測(cè)；如果是對(duì)物料高度進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè)，稱(chēng)為連續(xù)測(cè)量。如果只對(duì)物料高度是否到達(dá)某一位置進(jìn)行檢測(cè)稱(chēng)為限位測(cè)量。完成這種測(cè)量任務(wù)的儀表叫做物位計(jì)。物位測(cè)量?jī)x表用來(lái)監(jiān)測(cè)液體或固體料位，包括漿料和顆粒狀固體。物位檢測(cè)：包括料位檢測(cè)和液位檢測(cè)3D物位掃描儀雷達(dá)料位計(jì)超聲波料位計(jì)電容料位計(jì)射頻導(dǎo)納料位計(jì)重錘料位計(jì) 激光料位計(jì)音叉料位計(jì)阻旋料位計(jì)阻擺料位計(jì)超聲波液位計(jì)雷達(dá)物位計(jì)脈沖雷達(dá)調(diào) 頻雷達(dá)導(dǎo)波雷達(dá)電動(dòng)浮筒電容液位計(jì)射頻導(dǎo)納磁浮子液位計(jì)磁翻板液位計(jì)阻旋料位 計(jì)阻擺料位計(jì)重錘料位計(jì)浮球開(kāi)關(guān)玻璃管液位計(jì)玻璃板液位計(jì)雙色水位計(jì)浮標(biāo)液位 計(jì)鋼帶液位計(jì)音叉物位計(jì)電動(dòng)浮球液位

29、變送器顯示調(diào)節(jié)儀二次數(shù)顯儀表光電料位計(jì) 儀表殼體變送器殼體儀表顯示面板遠(yuǎn)傳變送器迷你浮球開(kāi)關(guān)高溫高壓液位計(jì)防腐液 位計(jì)液位傳感器料位儀物位儀液位儀液位變送器內(nèi)浮式外貼式投入式靜壓式液位 計(jì)電纜浮球電接點(diǎn)液位計(jì)電接觸智能液位計(jì)界面儀磁致伸縮液位計(jì)液位監(jiān)控儀光 導(dǎo)式液位計(jì)核料位計(jì)等，2、常用的液位檢測(cè)儀表：液位儀表：1、玻璃管液位計(jì)： 玻璃管水位計(jì)原理：是根據(jù)連通器原理設(shè)計(jì)的。連通器里如果只有一種液體，在液體不流動(dòng)的情況下，各容器中的液面總保持相平。 簡(jiǎn)介【定義】上端開(kāi)口不連通，下部連通的容器叫做連通器。U形管是一個(gè)連通器【性質(zhì)】連通器里的同一種液體不流動(dòng)時(shí)，各容器中直接與大氣接觸的液面總是 保持

30、同一高度?！驹怼窟B通器的原理可用液體壓強(qiáng)來(lái)解釋。若在U形玻璃管中裝有同一種液體，在連通器的底部正中設(shè)想有一個(gè)小液片AB。假如液體是靜止不流動(dòng)的。左管中之液體對(duì)液片AB向右側(cè)的壓強(qiáng)，一定等于右管中之液體對(duì)液片AB向左側(cè)的壓強(qiáng)。因?yàn)檫B通器內(nèi)裝的是同一種液體，左右兩個(gè)液柱的密度相同，根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式p=p gh可知，只有當(dāng)兩邊液柱的高度相等時(shí)，兩邊液柱對(duì)液片AB的壓強(qiáng)才能相等。所以，在液體不流動(dòng)的情況下，連通器各容器中的液面應(yīng)保持相平。(理想模型法)連通器，是液面以下相互連通的兩個(gè)或幾個(gè)容器。盛有相同液體、液面上壓力相 等的連通器，其液面高度相等。(1) 連通器盛有相同液體，但液面上壓力不等，則

31、液面的壓力差等于連通器兩 容器液面高差所產(chǎn)生的壓差。(2) 連通器液面上壓力相等，但兩側(cè)有互不相混的不同液體，自分界面起兩液 面之高度與液體密度成反比。連通器原理在工程上有著廣泛的應(yīng)用。如各種液面計(jì)(水位計(jì)、油位計(jì)等)，水 銀真空計(jì)，液柱式風(fēng)壓表，差壓計(jì)等，都是應(yīng)用連通器原理制成的。特點(diǎn)連通器的特點(diǎn)是只有容器內(nèi)裝有同一種液體時(shí)各個(gè)容器中的液面才是相平的。如果容器傾斜，則各容器中的液體即將開(kāi)始流動(dòng)，由液柱高的一端向液柱低的一端流動(dòng)，直到各容器中的液面相平時(shí)，即停止流動(dòng)而靜止。如用橡皮管將兩根玻璃管連通起來(lái)， 容器內(nèi)裝同一種液體，將其中一根管固定，使另一根管升高、降低或傾斜，可看到兩 根管里的液面

32、在靜止時(shí)總保持相平。連通器盛有相同液體，但液面上壓力不等，則液面的壓力差等于連通器兩容器液面高差所產(chǎn)生的壓差。應(yīng)用常見(jiàn)的連通器連通器在生產(chǎn)實(shí)踐中有著廣泛的應(yīng)用，例如，水渠的過(guò)路涵洞、牲畜的自動(dòng)飲水器、 水位計(jì)，以及日常生活中所用的茶壺、灑水壺等都是連通器。世界上最大的人造連通 器是 三峽船閘和自來(lái)水水塔。所謂連通器，是液面以下相互連通的兩個(gè)或幾個(gè)容器。盛有相同液體、液面上壓 力相等的連通器，其液面高度相等。(1) 連通器盛有相同液體，但液面上壓力不等，則液面的壓力差等于連通器兩 容器液面高差所產(chǎn)生的壓差。（2） 連通器液面上壓力相等，但兩側(cè)有互不相混的不同液體，自分界面起兩液面之高度與液體密度

33、成反比。連通器原理在工程上有著廣泛的應(yīng)用。如各種液面計(jì)（水位計(jì)、油位計(jì)等），水銀真空計(jì)，液柱式風(fēng)壓表，差壓計(jì)等，都是應(yīng)用連通器原理制成的。玻璃管水位計(jì)結(jié)構(gòu)原理：儀表在上下閥上都裝有 M27或ZG3/4"的螺紋接頭，通過(guò)法蘭與容器連接構(gòu)成連通器， 透過(guò)玻璃管液位計(jì)（直接讀得容器內(nèi)液位的高度。儀表在上下閥內(nèi)都裝有鋼球，當(dāng)玻璃板因意外事故破壞時(shí)，鋼球在容器內(nèi)壓力作用下阻塞通道，這樣容器便自動(dòng)密封，可以防止容器內(nèi)的液體繼續(xù)外流。在儀表的閥端有阻塞孔螺釘，可供取樣時(shí)用，或在檢修時(shí)，放出儀表中的剩余液體時(shí)用。2、磁性翻板浮子液位計(jì)：液位計(jì)根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用研制而成。當(dāng)被測(cè)容器中的液位升降

34、時(shí)，液位計(jì)主導(dǎo)管中的浮子隨之升降， 浮子內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到現(xiàn)場(chǎng)指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱翻轉(zhuǎn)180：當(dāng)液位上升時(shí)，翻柱由白色轉(zhuǎn)為紅色、當(dāng)液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉(zhuǎn)為白色，指 示器的紅、白界位處為容器內(nèi)介質(zhì)液位的實(shí)際高度，從面實(shí)現(xiàn)液位的指示。3、遠(yuǎn)傳磁性翻板浮子液位計(jì)：在磁翻板液位計(jì)本體管上加裝磁性開(kāi)關(guān)或遠(yuǎn)傳變送器，就可以輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)或模擬量信號(hào)。4、雙色水位計(jì)：雙色水位計(jì)的工作原理： 由燈泡發(fā)出的光，通過(guò)紅綠濾色片，再通過(guò)聚光境射向水位計(jì)本體， 在水位計(jì)本體內(nèi)，汽相部分紅光射向正前方，而綠光斜射到壁上被吸收；而在本體內(nèi)液相部 分，由于水的折射使綠光射向正前方，而紅光斜射到壁上被吸收，結(jié)果在

35、正前方觀(guān)察即顯示出汽紅水綠的現(xiàn)象。）雙色水位計(jì)上下閥門(mén)均設(shè)有防止玻璃管爆炸時(shí)汽水噴出傷人的鋼球保 險(xiǎn)子，閥門(mén)必須全開(kāi)，否則保險(xiǎn)子不起作用。分出來(lái)后是氣紅水綠，在啟爐投運(yùn)時(shí)都須要曖管的，跟距壓力和溫度的不同來(lái)決定曖管 的時(shí)間。石英管式雙色水位計(jì)結(jié)構(gòu)原理：雙色水位表由上閥、下閥、表體、排污閥、平衡管及燈罩等組成。上閥和下閥除手動(dòng)全開(kāi)與全閉外，由于閥體的內(nèi)部各有保險(xiǎn)閥座與保險(xiǎn)鋼珠一枚，當(dāng)石英管意外損壞時(shí)，保險(xiǎn)鋼珠在高壓的汽水沖擊下，高速頂向保險(xiǎn)閥座，自動(dòng)關(guān)閉表體的上下通道，直至手動(dòng)關(guān)閉上、下閥為止。保險(xiǎn)鋼珠的復(fù)位，是通過(guò)平衡等取得壓力平衡，造保險(xiǎn) 鋼珠的自重而取得的，因此，不會(huì)出現(xiàn)假水位等不良現(xiàn)象。

36、同時(shí)，這種水位表除備有專(zhuān)門(mén)防護(hù)罩外，水位表表體本身就是一個(gè)極好的防護(hù)罩，故十分安全可靠。5、電接點(diǎn)液位計(jì)：禾U用爐水和蒸汽的導(dǎo)電率差異的特性進(jìn)行測(cè)量，由于液位的變化使部分電極浸入水中，部分電極置于蒸汽中， 浸入爐水中的電極對(duì)筒體阻抗減小， 而置于蒸汽中的電極對(duì)筒體的阻 抗增大。利用這一特性， 可將非電量的水位轉(zhuǎn)化為電量， 送給智能二次儀表，從而實(shí)現(xiàn)水位 的顯示、報(bào)警、保護(hù)、連鎖之功能。運(yùn)用單片機(jī)控制，通過(guò)硬件看門(mén)狗的使用可在單片機(jī)程序跑飛時(shí)自動(dòng)復(fù)位，保證了儀表工作狀態(tài)更加安全、可靠。二次儀表采用熱工習(xí)慣標(biāo)志的汽紅、水綠的雙色合成光柱，真實(shí)、直觀(guān)地顯示汽、水液位。特點(diǎn)1. 采用紅、綠雙色合成光柱

37、顯示水位，紅色數(shù)碼管顯示水位坐標(biāo)值，解決了操作人員監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)時(shí)眼部易疲勞的狀況，具有直觀(guān)、清晰的視覺(jué)效果。2. 具有內(nèi)報(bào)警（聲光提示）外報(bào)警（繼電器輸出）、消音、自檢、篩選功能。與老式二次儀表相比較具有操作更加簡(jiǎn)便、直觀(guān)，可一次多點(diǎn)設(shè)定報(bào)警數(shù)值。3. 利用CMOS高輸入阻抗的特點(diǎn)，信號(hào)輸入回路僅有弱小的電流通過(guò)電極，可將電極的化學(xué)腐蝕減少到最低限度，因此，本二次儀表能夠更加明顯的延長(zhǎng)電極的使用壽命。4. 通過(guò)模糊控制，根據(jù)不同水質(zhì)自動(dòng)調(diào)節(jié)電極的電、水阻閥值，以適應(yīng)不同的應(yīng)用需由于水和汽的導(dǎo)電性能差別極大，以發(fā)電廠(chǎng)鍋爐汽包為例， 一般水阻在幾十KQ, 汽阻在1MQ以上，測(cè)量筒的作用就是將水位的

38、高低通過(guò)電接極點(diǎn)阻值的變化，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)送至二次儀表進(jìn)行。圖二工作原理進(jìn)行運(yùn)算和邏輯判斷，最后以發(fā)光二極管和數(shù)碼管準(zhǔn)確顯示水位值。如圖二所示，多路開(kāi)關(guān)電路將各點(diǎn)電接點(diǎn)的電阻值信息分時(shí)選通，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送至A/D轉(zhuǎn)換器，變成數(shù)字量，由單片機(jī)采樣后，經(jīng)運(yùn)算得出相應(yīng)的電阻值和預(yù)先設(shè)置的臨界值進(jìn)行 比較。大于臨界值的接點(diǎn)，處于汽中，CPU通過(guò)I/O電路使發(fā)光二極管顯示紅色；小于臨界值的接點(diǎn)，處于水中，則顯示綠色，紅綠交界處即為水位，同時(shí)數(shù)碼管直接顯示水位值。6、液位變送器：?jiǎn)畏ㄌm液位變送器：測(cè)量敞口容器液位雙法蘭液位變送器： 測(cè)量非敞口容器液位，消除容器內(nèi)面壓力因素。差壓變送器：利用一定的取樣裝置來(lái)

39、測(cè)量的。常用的單室或雙室平衡容器。平衡容器是作為測(cè)量汽水管路中的壓力/差壓用的.采用平衡容器而不是直接用一根 /兩根引壓管來(lái)取壓是為了防止壓力 /差壓突變時(shí)引壓管內(nèi)的液柱隨之波動(dòng).平衡容器分為雙室平衡 容器與單室平衡容器.雙室一般是用在小型鍋爐的汽包液位的測(cè)量上.單室的平衡容器用在測(cè)量大型鍋爐的汽包液位及壓力 /流量孔板的取壓上.220T的鍋爐一般是采用單室平衡容器 主要是在汽側(cè)的取壓管上形成一個(gè)穩(wěn)定的液柱，并通過(guò)差壓變送器測(cè)量汽側(cè)及水側(cè)的差壓. 并根據(jù)汽包壓力計(jì)算得出的汽 / 水重度來(lái)計(jì)算汽包內(nèi)的水位高度。 具體的計(jì)算公式隨便找本熱工測(cè)量的書(shū)上都有 . 現(xiàn)在單室平衡容器用的比較多，他把壓力與

40、密度的關(guān)系、溫度與密度的關(guān)系等計(jì)算公式保存補(bǔ)償電路 里的ROM里面，溫度和汽包壓力變化后，由壓力變送器、溫度變送器把信 號(hào)傳輸?shù)窖a(bǔ)償電路， 自動(dòng)計(jì)算汽包水位變化。 目前是測(cè)量測(cè)量汽包水位的最好方法。 測(cè)量汽 包水位還有電接點(diǎn)水位計(jì)、 無(wú)盲區(qū)雙色水位計(jì)； 這三種水位計(jì)同時(shí)使用， 基本上避免了汽包 虛假水位的現(xiàn)像。 雙室平衡容器也測(cè)量水位， 一般在汽包壓力恒定的狀態(tài)下才能測(cè)得比較準(zhǔn) 確。在負(fù)荷出現(xiàn)變化，汽包壓力改變的時(shí)候，盡管有壓力補(bǔ)償（壓力變化的時(shí)候，溫度也會(huì) 隨著變化），但存在絕對(duì)誤差，所以克服不了，仍然存在誤差。所以現(xiàn)在用單室平衡容器的 比較多。電容式差壓變送器：結(jié)構(gòu)及工作原理變送器主要有檢

41、測(cè)部分和信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大處理部分組成。高、低壓室檢測(cè)部分由檢測(cè)膜片和兩側(cè)固定弧形板組成， 檢測(cè)膜片在壓差的作用下可軸向移動(dòng)，形成可移動(dòng)電容極板，并和固定弧形板組成兩個(gè)可變電容器C1和C2檢測(cè)前，高、低壓室壓力平衡，P1 =P2；按結(jié)構(gòu)要求，組成兩可變電容的固定弧形極板和檢測(cè)膜片對(duì)稱(chēng)，極間距相等，C1 =C2。當(dāng)被測(cè)壓力P1和P2分別由導(dǎo)入管進(jìn)入高、低壓室時(shí)，由于P1 >P2隔離膜片中心將發(fā)生位移， 壓迫電解質(zhì)使高壓側(cè)容積變小。 當(dāng)電解質(zhì)為不可壓縮體時(shí)， 其容積變化量將引起檢 測(cè)膜片中心向低壓側(cè)位移， 此位移量和隔離膜片中心位移量相等。 根據(jù)電工學(xué)， 當(dāng)組成電容 的兩極板極間距發(fā)生變化時(shí)，其

42、電容量也將發(fā)生變化，即從C1=C2變?yōu)镃1M C2。信號(hào)轉(zhuǎn)換及放大處理部分將 C1M C2變化傳換成標(biāo)準(zhǔn)的 4_20mA信號(hào)。由電氣原理圖可知，未發(fā)生位移時(shí)，11=12=0 ; I 1+ I 2= I c；發(fā)生位移后，由于相對(duì)極間距發(fā)生變化，各極板上的積聚電荷量也發(fā)生變化，形成電荷位移，此時(shí)反映出11工12 ,兩者之間將產(chǎn)生電流差，若檢測(cè)出其值大小以及和壓差的關(guān)系，即可求取流量。7、超聲波物位檢測(cè)：*. 什么叫超聲波？頻率超過(guò)20000HZ的聲波稱(chēng)之為超聲波。*. 超聲波的工作原理？超聲波是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)電能- 超聲能相互轉(zhuǎn)換的。 有一些晶體， 當(dāng)在它的兩個(gè)面上

43、施加交變電壓時(shí)， 晶片將按其厚度方向做伸長(zhǎng)和壓縮 的交替變化， 即產(chǎn)生了震動(dòng)， 其振動(dòng)頻率的高低與所加交變電壓的頻率相同， 這樣就能在晶 片周?chē)拿劫|(zhì)上產(chǎn)生相同頻率的聲波， 如果所加的交變電壓的頻率是超聲頻率， 晶體所發(fā)射 的聲波就是超聲波。 這種效應(yīng)為逆壓電效應(yīng)。 反之， 當(dāng)振動(dòng)的外力作用在壓電晶片的兩個(gè)面 上而使其發(fā)生變形，就會(huì)有相應(yīng)頻率的電荷輸出，這種效應(yīng)應(yīng)稱(chēng)為壓電效應(yīng)。* 。主要有兩種方式？ 一種是聲波阻斷式，利用聲波在氣體、液體和固體介質(zhì)中的吸收衰減不同，來(lái)檢測(cè)在 超聲波探頭前是否有液體或固體物料存在；一種是可以連續(xù)測(cè)量物位變化的超聲波物位計(jì)， 它是利用超聲波在介質(zhì)的分界面上會(huì)產(chǎn)生反

44、射的特性來(lái)檢測(cè)物位的。8. 阻旋式料位開(kāi)關(guān)HK系列阻旋式料位開(kāi)關(guān)是采用同步電機(jī)帶動(dòng)主軸與離合器相連接同步轉(zhuǎn)動(dòng)，在未接觸物料時(shí) , 馬達(dá)保持以每分鐘一轉(zhuǎn)的速度正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)葉片接觸 物料時(shí) , 通過(guò)相關(guān)控制機(jī)構(gòu)輸 出開(kāi)（通）或關(guān)（斷）的觸點(diǎn)信號(hào)反應(yīng)被測(cè)物料的位置高度，并自動(dòng)切斷電機(jī)電源使電機(jī)停 止轉(zhuǎn)動(dòng)； 當(dāng)物料下降離開(kāi)葉片時(shí)， 在彈簧的作用下， 葉片恢復(fù)原位繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)探測(cè)物料的位置 變化。它具有密封好、過(guò)載能力強(qiáng)輕便易 裝、輸出接點(diǎn)容量大等特點(diǎn)3、固體料位儀表：一、連續(xù)測(cè)量1. 接觸式測(cè)量 如：射頻導(dǎo)納連續(xù)料位計(jì)、電容式連續(xù)料位計(jì)、重錘式料位計(jì)、導(dǎo)波雷達(dá)料位計(jì)、激光式料 位計(jì)2. 非接觸式測(cè)量如：3

45、D物位掃描儀、超聲波料位計(jì)、雷達(dá)料位計(jì)、核輻射連續(xù)料位計(jì)二、點(diǎn)位測(cè)量1. 接觸式測(cè)量 如：射頻導(dǎo)納料位計(jì)、電容式料位計(jì)、重錘式料位計(jì)、音叉式料位開(kāi)關(guān)、阻旋式料位計(jì)、阻 移式料位計(jì)、振棒式料位開(kāi)關(guān)、光電料位計(jì)、探針式料位計(jì)、堵料開(kāi)關(guān)、電荷式料位計(jì)、微 波式料位開(kāi)關(guān)2. 非接觸式測(cè)量如：微波料位計(jì)、超聲波料位計(jì)、雷達(dá)料位計(jì)1. 射頻鎖相料位計(jì)：簡(jiǎn)介射頻鎖相料位計(jì)：使用射頻鎖相技術(shù)實(shí)現(xiàn)料位測(cè)量的料位計(jì)。射頻鎖相技術(shù)： 使用射頻信號(hào)對(duì)傳感器所采集的多路阻抗、 容抗信號(hào)進(jìn)行分離測(cè)量的技 術(shù)。料位計(jì)： 對(duì)料倉(cāng)內(nèi)固體物料高度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)檢測(cè)的傳感器。 料位計(jì)也稱(chēng)為 “物 位計(jì)”、“料位儀”、“物位儀”

46、、“料位監(jiān)測(cè)儀” 、“物位監(jiān)測(cè)儀”等。原理采用分段阻容傳感器， 結(jié)合射頻鎖相測(cè)量技術(shù)、 等電位技術(shù)及專(zhuān)用監(jiān)測(cè)軟件， 對(duì)介質(zhì)進(jìn) 行分段逐層掃描，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤粉倉(cāng)、原煤倉(cāng)、灰?guī)斓确刍壹邦w粒狀料倉(cāng)料位的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。分段阻容傳感器上順序排列著數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸確定的獨(dú)立測(cè)量段， 以利于單片機(jī)進(jìn)行智 能化判斷處理，實(shí)時(shí)跟蹤物料特性的變化，自動(dòng)校準(zhǔn)，消除由于溫度、濕度、密度等物料特 性變化因素的影響。采用等電位技術(shù)，首先與智能化判斷相結(jié)合， 消除掛料、 飛灰等因素對(duì)測(cè)量的影響，提 高了對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力； 其次， 消除傳感器導(dǎo)線(xiàn)等引起的寄生阻容信號(hào)的干擾，提高測(cè)量精度。利用獨(dú)特的傳感器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、 專(zhuān)用算法及監(jiān)

47、測(cè)軟件， 通過(guò)對(duì)每個(gè)測(cè)量段測(cè)量值的智能化判斷，實(shí)現(xiàn)在每一個(gè)測(cè)量段內(nèi)的測(cè)量顯示都是連續(xù)的， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全量程范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān) 測(cè)。用射頻信號(hào)對(duì)傳感器的阻容信號(hào)進(jìn)行阻抗、 容抗分離測(cè)量， 提高了對(duì)信號(hào)噪聲的抗干擾 能力， 再結(jié)合處理電路特有的鎖相技術(shù)， 使測(cè)量信號(hào)更加穩(wěn)定可靠， 并且單片機(jī)在對(duì)特定獨(dú) 立測(cè)量段進(jìn)行掃描巡檢時(shí)， 有效屏蔽其他測(cè)量段內(nèi)物料信號(hào)的干擾， 增強(qiáng)了測(cè)量信號(hào)與料位 測(cè)量值之間的線(xiàn)性度，減小了測(cè)量誤差。特點(diǎn)1、實(shí)時(shí)跟蹤物料特性的變化，自動(dòng)校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)免調(diào)試、免維護(hù)、高精度測(cè)量料位；2、采用智能化判斷及等電位技術(shù)消除掛料、飛灰等干擾影響；3、全量程無(wú)誤差積累。誤差可消除在段內(nèi)，不會(huì)疊

48、加。4、采用射頻鎖相測(cè)量技術(shù)，增加信號(hào)的穩(wěn)定性和可靠性。分類(lèi)連續(xù)料位計(jì)：實(shí)現(xiàn)對(duì)料倉(cāng)物位高度的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)的料位計(jì)。 料位開(kāi)關(guān)：通過(guò)點(diǎn)位測(cè)量實(shí)現(xiàn)控制料倉(cāng)物位高度的開(kāi)關(guān)。射頻導(dǎo)納物位計(jì)：射頻導(dǎo)納物位計(jì)是一種從電容式物位控制技術(shù)發(fā)展起來(lái)的， 防掛料、 更可靠、 更準(zhǔn)確、 適用性更廣的物位控制技術(shù)， “射頻導(dǎo)納”中“導(dǎo)納”的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù)，它由阻 性成分、容性成分、感性成分綜合而成，而“射頻”即高頻，所以射頻導(dǎo)納技術(shù)可以理解為 用高頻測(cè)量導(dǎo)納。 高頻正弦振蕩器輸出一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)量信號(hào)源， 利用電橋原理， 以精確測(cè)量 安裝在待測(cè)容器中的傳感器上的導(dǎo)納， 在直接作用模式下， 儀表的輸出隨物位的升高而

49、增加。驅(qū)動(dòng)三端屏蔽技術(shù)和增加上述技術(shù)不但解決了連接所增加的兩個(gè)電路是高精射頻導(dǎo)納技術(shù)與傳統(tǒng)電容技術(shù)的區(qū)別在于測(cè)量參量的多樣性、 的兩個(gè)重要的電路， 這些是根據(jù)在實(shí)踐中的寶貴經(jīng)驗(yàn)改進(jìn)而成的。電纜屏蔽和溫漂問(wèn)題， 也解決了垂直安裝的傳感器根部掛料問(wèn)題。度振蕩器驅(qū)動(dòng)器和交流鑒相采樣器。對(duì)一個(gè)強(qiáng)導(dǎo)電性物料的容器， 由于物料是導(dǎo)電的， 接地點(diǎn)可以被認(rèn)為在探頭絕緣層的表 面，對(duì)變送器探頭來(lái)說(shuō)僅表現(xiàn)為一個(gè)純電容， 隨著容器排料， 探桿上產(chǎn)生掛料，而掛料是具 有阻抗的。這樣以前的純電容現(xiàn)在變成了由電容和電阻組成的復(fù)阻抗。射頻導(dǎo)納技術(shù)由于引入了除電容以外的測(cè)量參量， 尤其是電阻參量， 使得儀表測(cè)量信號(hào) 信噪比上

50、升，大幅度地提高了儀表的分辨力、準(zhǔn)確性和可靠性 ; 測(cè)量參量的多樣性也有力地 拓展了儀表的可靠應(yīng)用領(lǐng)域。第一個(gè)問(wèn)題是物料本身對(duì)探頭相當(dāng)于一個(gè)電容，它不消耗變送器的能量， （ 純電容不耗 能） ，但掛料對(duì)探頭等效電路中含有電阻，則掛料的阻抗會(huì)消耗能量，從而將振蕩器電壓拉 下來(lái)， 導(dǎo)致橋路輸出改變，產(chǎn)生測(cè)量誤差。我們?cè)谡袷幤髋c電橋之間增加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，使 消耗的能量得到補(bǔ)充，因而會(huì)穩(wěn)定加在探頭的振蕩電壓。第二個(gè)問(wèn)題是對(duì)于導(dǎo)電物料， 探頭絕緣層表面的接地點(diǎn)覆蓋了整個(gè)物料及掛料區(qū)， 使有 效測(cè)量電容擴(kuò)展到掛料的頂端， 這樣便產(chǎn)生掛料誤差， 且導(dǎo)電性越強(qiáng)誤差越大。 但任何物料 都不完全導(dǎo)電的。 從電學(xué)角

51、度來(lái)看， 掛料層相當(dāng)于一個(gè)電阻， 傳感元件被掛料覆蓋的部分相 當(dāng)于一條由無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)窮小的電容和電阻元件組成的傳輸線(xiàn)。根據(jù)數(shù)學(xué)理論， 如果掛料足夠長(zhǎng)， 則掛料的電容和電阻部的阻抗和容抗數(shù)值相等， 因此 用交流鑒相采樣器可以分別測(cè)量電容和電阻。測(cè)得的總電容相當(dāng)于C物位+C掛料，再減去與C掛料相等的電阻 R,就可以獲得物位真實(shí)值，從而排除掛料的影響。即C測(cè)量=C物 位+ C掛料C物位=C測(cè)量-C掛料 =C測(cè)量-R這些多參量的測(cè)量， 是測(cè)量的基礎(chǔ)， 交流鑒相采樣器是實(shí)現(xiàn)的手段。 由于使用了上述三 項(xiàng)技術(shù)，使得射頻導(dǎo)納技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中展現(xiàn)出非凡的生命力。 是目前世界上頂尖的料液 位測(cè)量?jī)x表 第四節(jié)、流量檢

52、測(cè)：1. 流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)管道截面的流體數(shù)量，稱(chēng)為（流量） ；流量分為（瞬時(shí)流量）和（累積 流量）又可分為（體積流量）和（質(zhì)量流量） 。2. 節(jié)流式流量計(jì) :由（節(jié)流裝置） 、（壓差信號(hào)管道） 、（差壓計(jì)）組成。節(jié)流裝置是儀表的（檢測(cè)元件） 其作用是將流體流量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的（壓差信號(hào)） ，（壓差信號(hào)管道）是信號(hào)的傳輸部件， （差壓計(jì)）是儀表的顯示部分。3. 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置：有三種，分別是孔板、噴嘴、文丘里管。4. 孔板流量計(jì)的測(cè)量原理：當(dāng)被測(cè)流體 （氣體或液體） 充滿(mǎn)管道并流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)， 流束將在節(jié)流處形成局部收縮， 從而使流體的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換， 使流速增加， 靜壓力降低， 于是在節(jié)

53、流件前后產(chǎn)生壓差， 假設(shè)管道內(nèi)的流體是連續(xù)且不可壓縮的， 通過(guò)測(cè)量節(jié)流裝置前后的壓差為 P,便可求出流經(jīng) 管道的體積流量和質(zhì)量流量。電磁流量計(jì)：電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理制成的一種流量計(jì)，當(dāng)被測(cè)導(dǎo)電液體流過(guò)管道 時(shí)，切割磁力線(xiàn)， 于是在和磁場(chǎng)及流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其值和被測(cè)流體的流速成比例。因此測(cè)量感應(yīng)電勢(shì)就可以測(cè)出被測(cè)導(dǎo)電液體的流量。第五節(jié)、成分分析：第六節(jié)、機(jī)械量：第三章、控制第一節(jié)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)1執(zhí)行器按能源不同，可分為（氣動(dòng)） 、（電動(dòng)）、和（液動(dòng)）三種；執(zhí)行器應(yīng)（順著）介質(zhì) 的流動(dòng)方向安裝，檢查的方法是看閥體上的（箭頭）是否與介質(zhì)的流向一致。*. 什么是調(diào)節(jié)閥的流通

54、能力 , 確定流通能力的目的是什么？流通能力C表示調(diào)節(jié)閥的容量，其定義為：調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，閥前后壓差為、流體重度為 1g/cm3，每小時(shí)通過(guò)閥門(mén)的流體流量 m3或kg。流通能力C表示了調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù) 調(diào)節(jié)閥C值，查出公稱(chēng)直徑和閥門(mén)直徑。第二節(jié)、控制系統(tǒng)組成1、控制方式一般分為 （手動(dòng) ）和（自動(dòng)）兩大類(lèi)，如果糾正系統(tǒng)的偏差是由人直接操作，這 種回路稱(chēng)為（手動(dòng)控制系統(tǒng)） ；如果系統(tǒng)具有反饋通道組成的閉環(huán)回路并能自動(dòng)糾正偏差， 這種系統(tǒng)稱(chēng)為（自動(dòng)控制系統(tǒng)） 。2.第三節(jié)、DCS空制系統(tǒng)1、PLC有哪幾部分組成PLC的基本組成部分有：電源模塊、CPU模塊、I/O模塊、編程器、編程軟件工具包等，根據(jù)不同類(lèi)型的系統(tǒng)，一般還會(huì)有安裝機(jī)架（底板） 、通訊模塊、智能模塊、接口模板等。2、簡(jiǎn)述什么是DCS系統(tǒng)DCS是