熱工儀表基礎(chǔ)知識(shí)

1、熱工儀表基礎(chǔ)知識(shí)第一章、熱工測量和儀表第一節(jié)、測量的基本概念一、測量:1、測量是人們借助專門工具，通過試驗(yàn)和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，將被測量x0以測量單位U的倍數(shù)顯示出來的過程。2、被測量的真值只能近似地等于其測量值x：3、熱工測量是指壓力、溫度等熱力狀態(tài)參數(shù)的測量，通常還包括一些與熱力生產(chǎn)過程密切相關(guān)的參數(shù)的測量。二、測量方法:按測量結(jié)果的獲取方式來分（1)直接測量法:使被測量直接與測量單位進(jìn)行比較，或者用預(yù)先標(biāo)定好的測量儀器進(jìn)行測量、從而得到被測量數(shù)值的測量方法，稱直接測量法。（2)間接測量法：通過直接測量與被測量有某種確定函數(shù)關(guān)系的其他各變量、再按函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算,從而求得被測量數(shù)值的方法

2、，稱為間接測量法.按被測量與測量單位的比較方式來分（1）偏差測量法：測量器具受被測量的作用,其工作參數(shù)產(chǎn)生與初始狀態(tài)的偏離，由偏離量得到被測量值，稱為偏差測量法。（2）微差測量法：用準(zhǔn)確已知的、與被測量同類的恒定量去平衡掉被測量的大部分，然后用偏差法測量余下的差值，測量結(jié)果是已知量值和偏差法測得值的代數(shù)和。（3）零差測量法:用作比較的量是準(zhǔn)確已知并連續(xù)可調(diào)的,測量過程中使它隨時(shí)等于被測量,也就是說，使已知量和被測量的差值為零，這時(shí)偏差測量僅起檢零作用，因此，被測量就是已知的比較量.三、測量誤差測量誤差是被測量參數(shù)的測量值x與其真值的之差。真值常用的方法有：（1）用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（標(biāo)準(zhǔn)器）所提供的標(biāo)準(zhǔn)

3、值,例如水的三相點(diǎn).（2）用高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)儀表測量得到的值來近似作為真值。（3）對(duì)被測量進(jìn)行N次等準(zhǔn)確度測量,各次測量值的算術(shù)平均值近似為真值.N越大，越接近真值.常見的測量誤差表達(dá)方式:1.絕對(duì)誤差2.實(shí)際相對(duì)誤差3標(biāo)稱相對(duì)誤差4。折合誤差折合誤差一般用于比較測量儀表的優(yōu)劣.折合誤差也稱引用誤差。四、測量系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)一定的測量目的,將測量設(shè)備按一定方式進(jìn)行組合的系統(tǒng)稱為測量系統(tǒng),也稱檢測系統(tǒng)。(一）測量系統(tǒng)的組成1傳感元件（1)輸出信號(hào)必須隨被測參數(shù)的變化而變化，即要求傳感元件的輸出信號(hào)與輸入的被測信號(hào)之間有穩(wěn)定的單值函數(shù)關(guān)系,最好是線性關(guān)系，而且可復(fù)現(xiàn)。（2）非被測量對(duì)傳感元件輸出的影響應(yīng)小

4、得可以忽略。若不能忽略，將造成測量誤差.在這種情況下，一般要附加補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償或修正。（3）傳感元件需盡量少地消耗被測對(duì)象的能量，并且不干擾被測對(duì)象的狀態(tài)或者干擾極小。2傳送變換元件(1）單純起傳輸作用.（2）將感受件輸出的信號(hào)放大,以滿足遠(yuǎn)距離傳輸以及驅(qū)動(dòng)顯示、記錄裝置的需要。（3）為了使各種感受件的輸出信號(hào)便于與顯示儀表和調(diào)節(jié)裝置配接，要通過變換件把信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一信號(hào)，各種感受件的輸出信號(hào)都被轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一數(shù)值范圍的氣、電信號(hào).這時(shí)的傳送件常稱為變送器。這樣，同一種類型的顯示儀表常可用來顯示不同類型的被測量.3顯示元件顯示元件的作用是向觀測者顯示被測參數(shù)的量值。(1）模擬式顯示：（2

5、）數(shù)字式顯示：（3)屏幕畫面顯示：五、測量誤差的分析與處理根據(jù)測量誤差性質(zhì)的不同1、系統(tǒng)誤差(一)系統(tǒng)誤差的概念在同一條件下（同一觀測者，同一臺(tái)測量器具，相同的環(huán)境條件等），多次測量同一被測量，絕對(duì)值和符號(hào)保持不變或按某種確定規(guī)律變化的誤差。恒值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因：（1）測量儀表本身的原因（2）儀表使用不當(dāng)（3)測量環(huán)境條件發(fā)生較大改變。（二）消除系統(tǒng)誤差的一般方法（1)消除系統(tǒng)誤差的來源在測量工作投入之前，仔細(xì)檢查測量系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的安裝及連接線路，使其達(dá)到規(guī)定要求,盡量消除誤差的來源.（2）在測量結(jié)果中加修正值對(duì)不能消除的系統(tǒng)誤差,在測量之前，對(duì)檢測系統(tǒng)中的各儀表進(jìn)行檢定，確定出修

6、正值.對(duì)各種影響量如溫度、氣壓、濕度等要力求確定出修正公式、修正曲線或修正表格以便對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行修正.（3）采用補(bǔ)償措施在檢測系統(tǒng)中加裝補(bǔ)償裝置(或自動(dòng)補(bǔ)償環(huán)節(jié)），以便在測量中自動(dòng)消除系統(tǒng)誤差。（4）改善測量方法采用較完善的測量方法，消除或減少系統(tǒng)誤差對(duì)測量結(jié)果的影響.常用兩種方法:交換法；交換法是消除定值系統(tǒng)誤差的常用方法，也叫對(duì)置法。此種方法的實(shí)質(zhì)是交換某些測量條件，使得引起定值系統(tǒng)誤差的原因以相反方向影響測量結(jié)果，從而消除其影響。對(duì)稱法;對(duì)稱法是消除線性系統(tǒng)誤差的有效方法。2、隨機(jī)誤差（一）隨機(jī)誤差的概念在相同條件下多次測量同一被測量時(shí),絕對(duì)值和符號(hào)不可預(yù)知地變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。誤

7、差的大小和正、負(fù)都是不確定的.產(chǎn)生原因：隨機(jī)誤差大多是由測量過程中大量彼此獨(dú)立的微小因素對(duì)測量影響的綜合結(jié)果造成的。3、疏忽誤差明顯歪曲了測量結(jié)果,使該次測量失效的誤差稱為疏忽誤差。含有疏忽誤差的測量值稱為壞值。出現(xiàn)壞值的原因有：測量者的主觀過失，如讀錯(cuò)、記錯(cuò)測量值；操作錯(cuò)誤；測量系統(tǒng)突發(fā)故障等。處理:存在這類誤差的測量值應(yīng)當(dāng)剔除。第二節(jié)、儀表或測量系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標(biāo)1、準(zhǔn)確度這是表征儀表指示值接近被測量值程度的質(zhì)量指標(biāo)。（1）儀表的示值誤差絕對(duì)誤差：相對(duì)誤差:儀表的基本誤差:在規(guī)定的工作條件下，儀表量程范圍內(nèi)各示值誤差中的絕對(duì)值最大者：儀表的折合誤差超出正常工作條件引起的誤差稱為儀表的附加誤

8、差。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)：某類儀表在正常工作條件下，為了保證質(zhì)量,對(duì)各類儀表人為規(guī)定了其基本誤差不能超過的極限值，此極限值稱為該類儀表的允許誤差.工業(yè)儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的國家標(biāo)準(zhǔn)系列有0.005,0。01,0.02,0。04，0.05，0.1，0。2，0.4，0.5，1。0,1。5，2.5，4。0，5.0等等級(jí)。儀表刻度盤上應(yīng)標(biāo)明該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí).數(shù)字越小，準(zhǔn)確度越高。儀表最大折合誤差表示的允許誤差去掉百分號(hào)后余下的數(shù)字值為該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。儀表的允許誤差=準(zhǔn)確度等級(jí)%。變差輸入量上升（正行程）和下降（反行程）時(shí)，同一輸入量相應(yīng)的兩輸出量平均值之間的最大差值與量程之比的百分?jǐn)?shù)稱為儀表的變差。線性度

9、（或非線性誤差）實(shí)際特性曲線往往偏離線性關(guān)系，它們之間最大偏差的絕對(duì)值與量程之比的百分?jǐn)?shù)，稱之為線性度。重復(fù)性和重復(fù)性誤差同一工作條件下,多次按同方向輸入信號(hào)作全量程變化時(shí)，對(duì)應(yīng)于同一輸入信號(hào)值，儀表輸出值的一致程度稱為重復(fù)性。對(duì)于全范圍行程，在同一工作條件下從同方向?qū)ν惠斎胫颠M(jìn)行多次連續(xù)測量所獲得的輸出兩極限值之間的代數(shù)差或均方根誤差稱為重復(fù)性誤差,它通常以量程的百分?jǐn)?shù)表示。分辨率引起儀表示值可察覺的最小變動(dòng)所需的輸入信號(hào)的變化，稱儀表的分辨率。也稱靈敏限或鑒別閥。靈敏度儀表在到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，輸出增量與輸入增量之比，稱為儀表的靈敏度。漂移在保持工作條件和輸入信號(hào)不變的條件下，經(jīng)過規(guī)定的較長段時(shí)

10、間后輸出的變化，稱為漂移，它以儀表量程各點(diǎn)上輸出的最大變化量與量程之比的百分?jǐn)?shù)來表示。第三節(jié)、儀表的檢定檢定是為了評(píng)定儀表的計(jì)量性能，并與規(guī)定的指標(biāo)比較，以確定儀表是否合格。進(jìn)行檢定工作應(yīng)遵循國家法定性技術(shù)文件：國家計(jì)量檢定規(guī)程.規(guī)程詳細(xì)規(guī)定了被檢儀表的技術(shù)條件；檢定用的標(biāo)準(zhǔn)測量器具和設(shè)備；檢定項(xiàng)目、方法和步驟，檢定結(jié)果處理；檢定證書的格式和填寫要求等。檢定方法:定點(diǎn)法是：提供被檢儀表測量所需的某種標(biāo)準(zhǔn)量值，例如已知的某種純金屬相變點(diǎn)溫度，標(biāo)準(zhǔn)成分氣樣等，從而確定儀表的示值誤差。示值比較法：就是使被檢儀表與標(biāo)準(zhǔn)儀表同時(shí)去測量同一被測量,比較兩者的指示值，從而確定被檢儀表的基本誤差、變差等質(zhì)量指

11、標(biāo)。一般要求標(biāo)準(zhǔn)儀表的測量上限應(yīng)等于或稍大于被檢儀表的測量上限。標(biāo)準(zhǔn)儀表的允許誤差為被檢儀表誤差的1/31/10.在這種情況下，可以忽略標(biāo)準(zhǔn)儀表的誤差.將標(biāo)準(zhǔn)儀表的指示值作為被測量的真值。檢定點(diǎn)常常取在儀表標(biāo)尺的整數(shù)分度值(包括上、下限）上和經(jīng)常使用的標(biāo)尺刻度附近，必要時(shí)可適當(dāng)加密檢定點(diǎn)。第二章、溫度測量及儀表第一節(jié)、溫度測量概述一、溫度溫度是表征物體冷熱程度的物理量溫度是描述系統(tǒng)不同自由度能量分布狀況的物理量溫度是描述熱平衡系統(tǒng)冷熱程度的物理量二、溫度測量1、溫度測量的基本概念溫度的定義:表征分子熱運(yùn)動(dòng)的程度的物理量 2、溫標(biāo)：衡量溫度大小的標(biāo)尺攝氏：熱力學(xué)：K華氏：第二節(jié)、膨脹式溫度計(jì)膨脹

12、式溫度計(jì)是利用物體受熱膨脹的原理制成的溫度計(jì)，主要有液體膨脹式溫度計(jì)、固體膨脹式溫度計(jì)和壓力式溫度計(jì)三種.一、溫度計(jì)的分類和形式膨脹式溫度計(jì)：玻璃溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì)輻射式溫度計(jì)二、膨脹式溫度計(jì)1、玻璃液體溫度計(jì)是膨脹式溫度計(jì)之一種,利用液體受熱膨脹的性質(zhì)制成, 常用的液體有水銀和酒精。廣泛用于測量200500攝氏度范圍內(nèi)的溫度。(1）優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)玻璃液體溫度計(jì)是最常用,也是最簡單，最便宜的溫度計(jì)。這種溫度計(jì)主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單,使用方便,精度高和價(jià)格低廉。缺點(diǎn)是惰性大，能見度低，不能自動(dòng)記錄及遠(yuǎn)距離傳送。（2）注意事項(xiàng)（1)、溫度計(jì)不宜平放和平裝,保存與安裝

13、時(shí)都應(yīng)使玻璃溫度計(jì)直立， 而且測溫泡在下部.如果傾斜安裝也應(yīng)使測溫泡在下部.(2）、使用時(shí)應(yīng)檢查液柱是否脫離,測溫泡內(nèi)是否含有氣泡， 如果液柱脫離可以緩慢加熱或微振動(dòng)起來消除。(3)、對(duì)于全浸式溫度計(jì),安裝深度應(yīng)滿足要求,對(duì)于工業(yè)用玻璃管溫度計(jì),則應(yīng)將尾部全部插入被測介質(zhì)中。（4)、被測介質(zhì)具有一定壓力時(shí)，應(yīng)在測溫處焊上（或用螺絲旋緊)測溫套管為減少熱阻,測溫套管壁不宜太厚（一般為12mm)。(5）、測量流體溫度時(shí),溫度計(jì)不能順向安置,應(yīng)逆向安放，或與流向垂直或有一定傾斜角，而且測溫套管的插入深度要超過中心線。使測溫泡剛好位于中心線上。2、壓力式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)的工作原理是當(dāng)溫度變化時(shí)，工質(zhì)

14、的體積或壓力相應(yīng)發(fā)生變化，以此制成溫度計(jì)這種溫度計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，防震可以遠(yuǎn)距離測量 ， 并可制成自動(dòng)記錄式。主要缺點(diǎn)是損壞后很難修理,不能測點(diǎn)溫和表面溫度.3、雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)的工作原理：雙金屬溫度計(jì)是利用兩種不同膨脹系數(shù)的金屬片A和B將其焊接在一起并將一端固定。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí),膨脹悉數(shù)較大的金屬片B伸長較多，故其未固定端(自由端)必然向膨脹系數(shù)較小的金屬A一方彎曲變形。利用彎曲變形的大小不同，從而可表示出溫度的高低不同。第三章、溫度測量原理第一節(jié)、熱電偶的工作原理一、熱電偶的測溫原理1、熱電勢：兩種不同的導(dǎo)體材料(或半導(dǎo)體）A，B組成的閉合回路。相接觸時(shí)，存在電子的遷移，達(dá)

15、到平衡時(shí)，在接觸的兩端形成電勢可用于點(diǎn)溫度的測量只與材料和溫度有關(guān)，與熱電偶的長度、直徑無關(guān)接觸電勢和溫差電勢組成mV2、熱電偶基本定律的內(nèi)容兩種均質(zhì)金屬組成的熱電偶,其電勢大小與熱電級(jí)直徑,長度和沿?zé)犭娂?jí)長度上的溫度分布無關(guān),只與熱電級(jí)材料和兩端溫度有關(guān)；熱電勢大小是兩端溫度的函數(shù)差，如果兩端溫度相等，則熱電勢為零。3、熱電偶基本定律的推論(1）熱電偶必須用兩種性質(zhì)不同的熱電級(jí)構(gòu)成。(2)若熱電級(jí)材料的性質(zhì)不均勻，即當(dāng)熱電級(jí)溫度分布不同時(shí),則熱電偶將產(chǎn)生附加電勢。所以根據(jù)附加熱電勢檢查熱電極材料是否均勻，從而衡量熱電偶質(zhì)量的高低。4、中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入第三種均質(zhì)導(dǎo)體后，只要保證所

16、接入導(dǎo)體兩端溫度相同,就不會(huì)影響熱電偶的熱電勢。5、中間溫度定律與連接導(dǎo)體定律(1）已知熱電偶在某一給定冷端溫度下進(jìn)行分度，只要引入適當(dāng)修正，就可以在另外的冷端溫度下使用。這就為制訂熱電偶的熱電勢溫度關(guān)系溫度表奠定了理論基礎(chǔ)。（2）和熱電偶具有同樣熱電性質(zhì)的補(bǔ)償導(dǎo)線可以引入熱電偶的回路中，相當(dāng)于把熱電偶延長而不影響熱電偶的熱電勢。這就為工業(yè)測溫中應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線提供了理論依據(jù)。二、標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶及其分度號(hào)1.鉑銠10-鉑熱電偶(S）2.鉑銠30-鉑銠6（B)熱電偶3。鎳鉻鎳硅（K)熱電偶1、熱電偶的分度號(hào)（1）熱電偶的分度號(hào)有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等幾種。其中S、R、B屬于貴金屬熱電偶

17、，N、K、E、J、T屬于廉金屬熱電偶.（2）K分度號(hào)的特點(diǎn)是抗氧化性能強(qiáng),宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)使用，長期使用溫度1000，短期1200。在所有熱電偶中使用最廣泛；(3）在所有熱電偶中，S分度號(hào)的精確度等級(jí)最高，通常用作標(biāo)準(zhǔn)熱電偶；三、熱電偶的構(gòu)造1、普通型熱電偶的構(gòu)造熱電極、絕緣材料、保護(hù)套管、接線盒（1）熱電極熱電偶的熱電極直徑由材料的機(jī)械強(qiáng)度，電導(dǎo)率,價(jià)格及熱電偶的用途和測量范圍等決定.用貴金屬時(shí)直徑很細(xì)，為0。350.65mm,用廉價(jià)金屬時(shí),其直徑為12mm。熱電偶的長度可根據(jù)實(shí)際需要來決定。普通插入式熱電偶的長度可在300mm2150mm之間。(2)絕緣材料在熱電偶的兩根電極上套

18、有絕緣材料, 其作用是防止兩根電極之間和電極與保護(hù)套管之間發(fā)生短路.常用絕緣材料橡皮，塑料等，最常用的絕緣材料是瓷管和高溫瓷管，其結(jié)構(gòu)有單孔，雙孔,四孔,孔的大小根據(jù)熱電極的直徑而定(3) 保護(hù)套管熱電偶的熱電極(包括絕緣管)裝在保護(hù)套管中。使熱電極避免遭受有害氣體的腐蝕,玷污及機(jī)械損傷，防止或減小火焰與氣流的沖刷和輻射,保護(hù)熱電極。對(duì)保護(hù)套管材料的要求是耐腐蝕，不滲透氣體,不與氧化性和還原性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，耐酸堿腐蝕，熱慣性小,能承受溫度劇變,價(jià)格低.常用的保護(hù)套管材料有：銅，20號(hào)碳鋼,鎳鉻合金。(4)接線盒主要作用是防止灰塵和水,汽的侵入，便于熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線或?qū)Ь€連接.接線盒用侶合金

19、材料制成，裝在保護(hù)套管的尾部，接線盒的上部有墊片或墊圈加以密封。2、鎧裝熱電偶的構(gòu)造鎧裝熱電偶是由熱電極，絕緣材料和金屬套管三者組合而成的堅(jiān)實(shí)結(jié)合體.鎧裝熱電偶的套管材料為銅,不銹鋼或鎳基高溫合金等.在熱電偶與套管之間填滿氧化粉末絕緣材料,套管中的熱電極有單絲的，雙絲的和四絲的，互不接觸。熱電偶的種類有鉑銠10-鉑,鉑銠30鉑銠6，鎳鉻鎳硅等。目前生產(chǎn)的鎧裝熱電偶，其外徑為12-25mm,長度可達(dá)100m以上.耐高溫耐腐蝕熱電偶:以特殊金屬陶瓷材料作為外保護(hù)套管，采用復(fù)合型結(jié)構(gòu)，使用溫度1600C，具有良好的耐高溫、抗氣流沖擊、抗氧化性能。主要用于高溫加熱爐、裂解爐、尾氣焚燒爐、焦化爐等裝置的

20、測溫。吹氣型熱電偶:鎧裝熱電偶感溫元件和外保護(hù)管之間構(gòu)成一定的氣路,在氣路中，通入一定壓力的惰性氣體，以排除或減少熱電偶在高溫、高壓條件下還原氣體的滲入第二節(jié)、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償1、概述熱電偶的熱電勢是兩個(gè)接點(diǎn)溫度的函數(shù)表， 只有當(dāng)冷端溫度不變時(shí),熱電勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。實(shí)際應(yīng)用中，熱電偶冷端所處環(huán)境溫度總有波動(dòng),從而使測量得不到正確結(jié)果， 必須采取補(bǔ)償措施.冷端溫度處理辦法有以下幾種： 1。計(jì)算修正法 2。儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法 3.恒溫法 4.補(bǔ)償法 5。多點(diǎn)測量的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的外形圖2、恒溫法在精密測溫中,一般要求熱電偶溫度保持為0攝氏度，通常采用冰點(diǎn)槽。用清潔的水

21、制成冰屑與清潔的水相混合盛于冰點(diǎn)槽的保溫瓶內(nèi)， 并使其達(dá)到平衡而保持恒定的0攝氏度， 使用時(shí)將熱電偶冷端放在插入冰點(diǎn)槽的試管底部恒溫法是準(zhǔn)確度很高的冷端處理方法，然而使用比較麻煩，需要保持冰,水兩相。3、補(bǔ)償法補(bǔ)償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電壓來補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化所引起的熱電勢的變化。4、熱電偶的校驗(yàn)和誤差分析熱電偶的誤差來源主要有以下一些：(1)分度誤差:由于熱電極材料成分不符要求和材料均勻性等原因, 使熱電偶的熱電性質(zhì)與統(tǒng)一的分度表之間產(chǎn)生分度誤差。（2)補(bǔ)償導(dǎo)線誤差：由于補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電極材料在1000C 以下的熱電性質(zhì)不同將產(chǎn)生誤差.5、熱電偶的校驗(yàn)和誤差分析（1)參比端溫度變化引起的

22、誤差:在利用補(bǔ)償電橋進(jìn)行參比溫度補(bǔ)償時(shí)，由于不能完全補(bǔ)償而產(chǎn)生誤差.(2)由于熱電極變質(zhì),使熱電性質(zhì)變化而產(chǎn)生誤差。第三節(jié)、熱電阻溫度計(jì)一、熱電阻測溫原理物理學(xué)指出：各種材料的電阻率都隨溫度變化。若忽略物體的長度和截面隨溫度的變化，則在參比溫度t0下的電阻值Rt0和電阻率的溫度系數(shù)（簡稱電阻溫度系數(shù) ）a已知物體，可以通過測量此物體的電阻來反映其溫度.二、工業(yè)常用熱電阻在我國,標(biāo)準(zhǔn)化的熱電阻現(xiàn)有鉑的和銅的兩種1、分度號(hào)根據(jù)規(guī)定，工業(yè)鉑電阻有Pt10和Pt100兩種分度號(hào)銅熱電阻有Cu50和Cu100兩種。2、使用特點(diǎn)鉑熱電阻用于攝氏度范圍內(nèi)測溫，銅熱電阻因在高溫下易氧化而適用于攝氏度范圍內(nèi)測溫

23、。前者穩(wěn)定性好,準(zhǔn)確度高；后者價(jià)格便宜，電阻與溫度關(guān)系的線性度較好.三、熱電阻構(gòu)造與熱電偶一樣，工業(yè)熱電阻有普通基型結(jié)構(gòu)和鎧裝結(jié)構(gòu)兩種。它們都由感溫元件,引出線，保護(hù)套管,接線盒，絕緣材料等組成。熱電阻的結(jié)構(gòu)：第四章、壓力儀表第一節(jié)、壓力的定義和單位一概述1、定義和單位物體單位表面積所承受的垂直作用力，在物理上成為壓強(qiáng)。單位：Pa（帕斯卡)。1牛頓的力作用在1平方米平面上造成的壓力等于是1Pa。常用的單位有MPa,KPa。2、基本概念與表示方法壓強(qiáng)：1Pa=1N/m2術(shù)語絕對(duì)壓力：偏離零參考點(diǎn)的數(shù)值。表壓力：絕對(duì)壓力減去大氣壓力。負(fù)壓、真空：表壓力為負(fù)值時(shí)的壓力。差壓：在差壓計(jì)中，把壓力高的一

24、側(cè)叫正壓，壓力低的一側(cè)叫負(fù)壓，這個(gè)負(fù)壓不一定低于當(dāng)?shù)卮髿鈮骸０鼑诘厍虮砻嬉粚雍芎竦拇髿鈱訉?duì)地球表面或表面物體所造成的壓力稱為“ HYPERLINK http：/view/33387.htm t ”_blank 大氣壓”，符號(hào)為B;直接作用于容器或物體表面的壓力，稱為“絕對(duì)壓力,絕對(duì)壓力值以絕對(duì) HYPERLINK ”/view/85005。htm t ”_blank 真空作為起點(diǎn)，符號(hào)為PABS(ABS為下標(biāo))三者之間的關(guān)系是：PABS = B + Pg(ABS為下標(biāo))第二節(jié)、壓力計(jì)的分類一、壓力計(jì)的分類概述1、壓力計(jì)按感壓元件分類(1)液柱式壓力計(jì)U形管壓力計(jì)單管壓力計(jì)斜管壓力計(jì)鐘罩壓力計(jì)

25、C字形壓力計(jì)盤旋形壓力計(jì)（2）彈性壓力計(jì)波紋管壓力計(jì)螺旋形壓力計(jì)膜片式壓力計(jì)波紋管壓力計(jì)膜盒式壓力計(jì)2、按被測壓力的種類分類(1）表壓力計(jì)真空計(jì)壓力真空計(jì)壓力計(jì)（2）絕對(duì)壓力計(jì)（3)差壓計(jì)3、按壓力計(jì)的用途分類普通型,耐熱型,耐振型，耐熱耐振型,密封型,安全型，蒸氣型,禁油型,法蘭連結(jié)型,帶隔膜封入液型。二、壓力計(jì)的組成1、壓力計(jì)一般由三個(gè)部分組成：(1）感壓部分： 接受要測的壓力并把被測壓力變換成位移或;感壓部分元件有:U形管，單管,斜管，波紋管，膜片,膜盒等（2)傳送部分:把來自感壓部分的位移或者力的信號(hào)通過放大或者變換成統(tǒng)一的電信號(hào)或空氣壓信號(hào)傳送到指示部分;傳送部分有：直接傳動(dòng)式傳送部

26、分,電動(dòng)變送式傳送部分等(3）指示部分:接收來自傳送部分的信號(hào)并指示，記錄被測壓力。指示部分有: 現(xiàn)場顯示型壓力計(jì),遠(yuǎn)距離顯示型壓力顯示部分.2、使用注意事項(xiàng)測壓液體和管子應(yīng)是干凈的,臟東西的存在同時(shí)使密度和表面張力發(fā)生變化這兩種效應(yīng)難以定量說明,它們表現(xiàn)為彎月面形狀不規(guī)則,其截面各異。上升帶有跳動(dòng),管子應(yīng)常用硫代鉻酸的混合物清結(jié)用酒精洗滌并在存靜空氣中干燥， 測壓液體應(yīng)該定期更換或再生處理。管子應(yīng)該是圓形的。截面的變化造成容積式壓力計(jì)的截面修正誤差和毛細(xì)效應(yīng)誤差.確安裝測量裝置,保持系統(tǒng)的密封性。連接管內(nèi)不應(yīng)該含有寄生流體玻璃管內(nèi)在更換或清洗時(shí)經(jīng)常由于碰，摔而碎或出現(xiàn)裂紋，所以操作要十分注意

27、.彈簧管壓力計(jì)第三節(jié)、彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)便于安裝，帶有標(biāo)準(zhǔn)化螺紋接點(diǎn)（NFE15012）。讀數(shù)方便和價(jià)格低廉使之成為非常有用的工業(yè)儀表這些壓力計(jì)對(duì)于那些影響材料彈性的量是敏感的。如溫，脈動(dòng)，振動(dòng)，腐蝕性流體等原因。一、彈性元件1）彈簧管2）膜片、膜盒3）波紋管1、固有頻率固有頻率也叫自振頻率或無阻尼自由振動(dòng)頻率。它與材料及元件的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān),對(duì)彈性元件的動(dòng)態(tài)影響很大，一般希望固有頻率較高。2、剛度和靈敏度使彈性元件產(chǎn)生單位變形所需要的負(fù)荷（壓力、力），稱為彈性元件的剛度；反之，在單位負(fù)荷作用下產(chǎn)生的變形(力、位移），稱為彈性元件的靈敏度。剛度大的彈性元件，其靈敏度較小，適用于大量程測壓儀

28、表;剛度小的彈性元件,易于制成檢測微小波動(dòng)壓力的儀表.對(duì)于線性輸出特性的彈性元件，其剛度和靈敏度均為常數(shù)，這有利于制作高準(zhǔn)確度的儀表.3、彈性遲滯和彈性后效（不完全彈性） 彈性遲滯：彈性元件在彈性范圍內(nèi)加負(fù)荷與減負(fù)荷時(shí)，其彈性形變輸出特性曲線不重合的特性。彈性后效:當(dāng)加在彈性元件上的負(fù)荷停止變化或被取消時(shí)，彈性元件的形變并不是立即就完成，而是要經(jīng)過一定的時(shí)間才完成相應(yīng)的形變的特性。4、蠕變和疲勞形變彈性元件經(jīng)過長時(shí)間的負(fù)荷作用，當(dāng)負(fù)荷取消后，不能恢復(fù)原來的形態(tài)，這種特性稱為彈性元件的蠕變。5、溫度特性由于溫度變化，彈性元件材料的彈性模量將發(fā)生變化,所以彈性元件的剛度發(fā)生變化，這將影響彈性元件的

29、輸出特性.二、彈性壓力表的工作原理輸入壓力力彈性變形機(jī)械式輸出信號(hào)電氣式彈性力輸入壓力的作用在彈性元件表面，形成作用力，使彈性元件發(fā)生彈性變形；由于彈性變形，產(chǎn)生了彈性力，彈性力與外界作用力方向相反，當(dāng)作用力與彈性力達(dá)到平衡時(shí)，彈性元件的形變一定,通過機(jī)械式、電氣式裝置顯示或傳送出信號(hào)三、彈簧管壓力表1、測量范圍：從真空到109Pa的高壓，準(zhǔn)確度等級(jí)一般為1.04。0級(jí)，精密的可達(dá)0.10.5級(jí)。2、組成:由彈簧管、傳動(dòng)放大機(jī)構(gòu)、指示機(jī)構(gòu)及外殼組成。游絲:用來消除齒輪嚙合處的間隙。四、膜盒微壓計(jì)膜盒微壓計(jì)的測量范圍為l504000Pa，準(zhǔn)確度等級(jí)一般為2。5級(jí)，較高的可達(dá)1。5級(jí)。在火電廠中常

30、用膜盒微壓計(jì)測送風(fēng)系統(tǒng)、制粉系統(tǒng)、爐膛和尾部煙道的壓力。五、雙波紋管差壓計(jì)雙波紋管差壓計(jì)是一種低壓及差壓測量儀表，其中差壓測量儀表主要在測量流量和水位等參數(shù)時(shí)用于中間變換或顯示.一般被測差壓不大，但靜壓力很高。波紋管壓力外圓沿軸向有深槽形波紋狀縐摺， 并沿軸向能夠伸縮。因?yàn)槟蛪簭?qiáng)度有限。所以多用作低壓壓力的感壓原件。波紋管的壽命是使波紋管在一定的循環(huán)壓力作用下，循環(huán)伸縮,用直到破壞的循環(huán)次數(shù)表示波紋管的壽命。六、膜片壓力計(jì)膜片壓力計(jì)有兩類:一類是利用膜片彈性制成的彈性膜片壓力計(jì)另一類是用膜片把被測流體和壓力計(jì)的其它部分分隔,即所謂非彈性膜片壓力計(jì)。彈性壓力計(jì)構(gòu)造不太復(fù)雜,無須特殊管理.但應(yīng)經(jīng)常

31、接受檢定計(jì)量法對(duì)其修理有嚴(yán)格的限制，不受限制的修理項(xiàng)目，只有更換表蒙玻璃一項(xiàng)，其它修理工作，必須由專門的修理工或是計(jì)量管理部門指定的工廠承擔(dān).第五章、壓力測量原理第一節(jié)、變送器的概念一。變送器的概念變送器（傳感器）這一詞是指將被測的某一物理量按照一定轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換成另一種已知的物理量的一種轉(zhuǎn)換裝置.它是一個(gè)用于檢測控制變量（信息）的器件, 它具有檢測,轉(zhuǎn)換，傳輸信息的功能。近來把傳感器直接定義為:能感知,并檢測出被測對(duì)象之信息的機(jī)器。也就是說，傳感器能夠代替人的五官(視、聽、嗅、味、觸) 來完成某些功能的機(jī)器.同時(shí)，即使人的五官不能感知的現(xiàn)象(例如紅外線、電磁波、超聲波等）也能感知.固態(tài)壓力變送

32、器工作原理:用先進(jìn)工藝制成的壓阻式敏器件，在激勵(lì)電壓的作下，將作用在膜片上的被測力所形成的應(yīng)力轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)。第二節(jié)、電感、電容式壓力傳感器一、電感式壓力變送器利用磁性材料和空氣的導(dǎo)磁率不同.氣隙式壓力變送器變壓器式差壓變送器電渦流式壓力變送器二、電容式壓力傳感器利用兩平行板電容可以測量壓力的傳感器，稱為電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器可分為三種類型:改變面積式,變介電質(zhì)的變間隙式（可以用空氣,固體介質(zhì)如云母等）和變極間距離等三類。 1。 差動(dòng)電容式 2。 可動(dòng)板電容式 3. 霍爾式壓力傳感器霍爾式壓力變送器：在磁場中放入一半導(dǎo)體單晶薄片，在單晶薄片的縱向端面上通以電流I，則在單晶薄片的橫向端面

33、之間有電勢UH產(chǎn)生，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng),所產(chǎn)生的電勢UH稱為霍爾電勢，半導(dǎo)體單晶體稱為霍爾元件(或霍爾片)?；魻栐蓮椥栽?彈簧管）的自由端帶動(dòng),使其在一個(gè)隨位置線性變化的磁場中移動(dòng)。霍爾元件所產(chǎn)生的霍爾電勢UH與彈性位移成正比。第二節(jié)、智能、壓力表的選擇和安裝一、智能變送器智能化儀表是指采用超大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù),利用嵌入式軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作使儀表具有智能功能，在完成輸入信號(hào)的非線性、溫度與壓力的補(bǔ)償、量程刻度標(biāo)尺的變換、零點(diǎn)調(diào)整、錯(cuò)誤、故障診斷等基礎(chǔ)上，完成對(duì)工業(yè)過程的控制,使控制系統(tǒng)的功能進(jìn)一步分散。智能變送器集成了智能儀表全部功能及部分控制功能，具有高線性度和低溫度漂移特性

34、，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。智能變送器具有一定的人工智能,可實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)功能。其特性如下：可集成為多敏感元件的變送器,能同時(shí)測量多種物理量和化學(xué)量，全面反映被測量的綜合信息；精度高,測量范圍寬；采用標(biāo)準(zhǔn)化的通信接口進(jìn)行信息交換，這是智能變送的關(guān)鍵標(biāo)志之一。智能化使變送器由單一功能向多功能和多變量檢測發(fā)展，由被動(dòng)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換向主動(dòng)控制和主動(dòng)進(jìn)行信息處理方向發(fā)展，由孤立元件向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，智能變送器的通信目前主要流行的通信協(xié)議也就是現(xiàn)場總線通信協(xié)議.其是HART協(xié)議應(yīng)用較廣泛，下述幾種智能變送器都支持該協(xié)議。HART協(xié)議：是通信可尋址遠(yuǎn)程傳感器的數(shù)據(jù)公路協(xié)議(Highway Addr

35、ess able Remote Transducer)的縮寫，它是在Bell 202標(biāo)準(zhǔn)通信基礎(chǔ)上使用頻率移相鍵控(FSK)技術(shù),在420mA電流上疊加一個(gè)頻率信號(hào)來完成。信號(hào)使用1200Hz和2200Hz兩個(gè)獨(dú)立的頻率，分別代表數(shù)字1和0。兩個(gè)頻率級(jí)組成的一個(gè)正弦波疊加在420mA電流回路上，由于正弦波的平均值為零，無直流部分加到420mA信號(hào),因此在進(jìn)行數(shù)字通信時(shí)，不會(huì)造成對(duì)過程信號(hào)的干擾。HART協(xié)議一般能支持在一根雙絞線上最多掛15臺(tái)智能變送器，它使用通用性信息、公用信息和變送器特點(diǎn)信息三種信息級(jí)，可對(duì)現(xiàn)場變送器進(jìn)行診斷、標(biāo)定和組態(tài)。二、壓力儀表的檢定1、壓力標(biāo)準(zhǔn)器活塞式壓力計(jì)或數(shù)字標(biāo)

36、準(zhǔn)壓力表2、工業(yè)彈簧管壓力表的檢定工業(yè)彈簧管壓力表的精確度等級(jí)一般在1。04。0級(jí)。主要的檢定項(xiàng)目有基本誤差、變差、零位、指針移動(dòng)的平穩(wěn)性、輕敲表示值的變動(dòng)量、外觀檢查等。三、壓力表的選擇和安裝1、一般的選擇條件首先在明確所要求的規(guī)格，使所用壓力計(jì)與所要求的規(guī)格完全相符,編制規(guī)格說明書。(1)儀器種類的選擇 （2）儀器規(guī)格的選擇 （3）性能規(guī)格的選定2、環(huán)境與被測對(duì)象的選擇條件。 （1）環(huán)境的選擇條件 (2)測量對(duì)象的選擇3、壓力計(jì)的安裝在壓力測量中,通常采用的方式是先選定測壓點(diǎn),再選一個(gè)位置放壓力控制部分,然后用導(dǎo)壓管把測壓點(diǎn)和檢測部分連接起來進(jìn)行測量。（1)儀器種類的選擇需要有現(xiàn)場指示或現(xiàn)

37、場報(bào)警的場合，選用有指針的直接傳動(dòng)式壓力計(jì).關(guān)于氣動(dòng)或電動(dòng)壓力變送器的選用應(yīng)有效地利用其各自的特點(diǎn)。關(guān)于氣動(dòng)壓力變送器, 不需要考慮防爆,防噪聲等問題。缺點(diǎn)是傳送的距璃受限制。電動(dòng)壓力變送器,對(duì)傳送距璃沒有限制。但是必須根據(jù)要求考慮防爆問題和采取防雷電,防噪聲的比要措施。（2)儀器規(guī)格的選擇a。測量范圍： 壓力計(jì)一般采用系列化的幾種型號(hào)的儀器,可測量很寬的壓力范圍。b。材料: 在材料的選擇方面,對(duì)于感壓元件安裝法蘭盤部分和指示變換部分有具體要求,按要求選擇標(biāo)準(zhǔn)材料或特殊材料。在進(jìn)行材料選擇時(shí)， 要考慮被測流體和設(shè)置的環(huán)境等。c.輸出指示部分： 選擇壓力計(jì)時(shí)即要符合工業(yè)要求,還要遵守有關(guān)壓力規(guī)格

38、的法規(guī)。例如在高壓氣體管理法和勞動(dòng)安全衛(wèi)生規(guī)則適用的場合使用壓力計(jì)時(shí),必須遵守相應(yīng)的規(guī)定.(3）性能規(guī)格的選定a.測量精度:測量儀器的精度一般指相對(duì)于儀器滿量程的百分比，通常用包括直線性, 遲滯和重復(fù)性的綜合精度表示。機(jī)械式壓力計(jì)的測量精度一般在正負(fù)13%， 氣動(dòng)和電動(dòng)壓力變送器的精度一般為正負(fù)0.50。2%.應(yīng)根據(jù)所要求的規(guī)格，選擇必要精度的壓力計(jì)。b.溫度變化范圍和靜壓選擇范圍:關(guān)于這些特性,有工廠發(fā)表的數(shù)據(jù).在選擇壓力計(jì)時(shí), 特別是在這些特性對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響時(shí),要全面研究選擇壓力計(jì)的條件。(4)環(huán)境的選擇條件a.在受機(jī)械振動(dòng)與沖擊時(shí),選用具有耐振結(jié)構(gòu)的壓力計(jì)。b。裝設(shè)壓力計(jì)的場所,如環(huán)境

39、溫度是高溫時(shí),要選用結(jié)構(gòu)上耐高溫， 行能上具有溫度補(bǔ)償?shù)膲毫τ?jì)。c。在腐蝕性環(huán)境或爆炸性環(huán)境中不得不裝設(shè)壓力計(jì)。要采用防腐措施， 防止損壞儀表.選用的壓力計(jì)符合工廠防爆安全結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。(5）測量對(duì)象的選擇a.測量高溫或低溫流體時(shí)，最好的方法,一般是對(duì)導(dǎo)壓管采取散熱, 冷卻或加熱等措施，使得被測流體的溫度在到達(dá)感壓元件之前就變成常溫，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的溫度計(jì)。b。當(dāng)被測對(duì)象是高粘度流體或固體細(xì)粒的流體時(shí), 最好選用接觸面積大的帶隔膜的壓力計(jì)。對(duì)于常溫下粘度大的流體,要用蒸氣進(jìn)行保溫。c.當(dāng)被測流體具有腐蝕性時(shí), 可以選擇采用耐腐蝕材料感壓元件的壓力計(jì)或選用帶腐蝕材料隔膜的壓力計(jì)。d。對(duì)于養(yǎng)氣或食

40、品之類的被測對(duì)象，如果所用壓力計(jì)內(nèi)存有油,則可能發(fā)生危險(xiǎn)或造成污染。因此必須使用禁油標(biāo)記的壓力計(jì)。e.當(dāng)被測壓力急劇變化時(shí)，不僅難以準(zhǔn)確測量,而且由于指示機(jī)構(gòu)磨損和感壓元件疲勞，壓力計(jì)的主要部分會(huì)受到損害。在這樣場合，最好使用帶有緩沖裝置的壓力計(jì)或感壓元件,帶有緩沖用阻尼閥的壓力計(jì).此外，壓力計(jì)應(yīng)做到安全防護(hù)，如加防護(hù)罩， 新購進(jìn)的壓力計(jì)儀器要很好地驗(yàn)收和保管。第六章、 流量儀表第一節(jié)、渦輪流量計(jì)節(jié)流式流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量儀表(速度）渦輪流量計(jì)靶式流量計(jì)羅茨流量計(jì)其它流量測量儀表2、流量儀表的分類差壓流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)速度式流量計(jì)容積式流量計(jì)靶式流量計(jì)-電磁流量計(jì)漩渦流量計(jì)超聲波流量計(jì)量熱式流量計(jì)質(zhì)量

41、流量計(jì)其它流量計(jì)3、渦輪流量計(jì)1.渦輪流量計(jì)原理和特點(diǎn)渦輪流量計(jì)是一種速度式流量儀表。它具有測量精度高， 反應(yīng)快以及耐壓高等特點(diǎn)。它是以動(dòng)量距守恒原理為基礎(chǔ)的,流體沖擊渦輪葉片。使渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量的變化而變化,最后從渦輪的轉(zhuǎn)數(shù)求出流量值。通過磁電轉(zhuǎn)換裝置將渦輪轉(zhuǎn)數(shù)變換成電脈沖, 經(jīng)前置放大,送入二次儀表進(jìn)行計(jì)數(shù)和顯示，由單位時(shí)間的脈沖數(shù)和累計(jì)脈沖數(shù)反映出瞬時(shí)流量和累積流量。2.工作原理當(dāng)流體通過管到時(shí),沖擊管道中心渦輪葉片，對(duì)渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，使渦輪克服摩擦力矩和流體阻力矩而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn).在一定的流量范圍內(nèi)，對(duì)一定的流體介質(zhì)粘度，渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體流速成正比。由此。流體流速可通過渦輪的旋轉(zhuǎn)角速度得到，從而可以計(jì)算得到通過管道的流體流量3。渦輪流量計(jì)的使用及維護(hù)1。渦輪流量計(jì)變送器與儀表連接使用，通常采用數(shù)字式積算頻率儀表作二次顯示儀表,以測出流量的瞬時(shí)值和累積值。2.變送器的比例常數(shù)C在一般情況下,除受介質(zhì)粘度的影響外, 幾乎只與幾何參數(shù)有關(guān).實(shí)際使用時(shí)