《化工儀表及自動(dòng)化》第3章1課件

第三章檢測(cè)儀表與傳感器第三章檢測(cè)儀表與傳感器1第一節(jié)概述第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表第四節(jié)物位檢測(cè)及儀表第五節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第六節(jié)現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā)展第七節(jié)顯示儀表第一節(jié)概述2第一節(jié)概述

用來檢測(cè)生產(chǎn)過程參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測(cè)儀表。用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號(hào)的儀表通常稱為傳感器。當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，通常稱為變送器。一、測(cè)量過程與測(cè)量誤差測(cè)量過程在實(shí)質(zhì)上都是將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過程，而測(cè)量儀表就是實(shí)現(xiàn)這種比較的工具。

測(cè)量誤差指由儀表讀得的被測(cè)值與被測(cè)量真值之間的差距。通常有兩種表示方法，即絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。第一節(jié)概述用來檢測(cè)生產(chǎn)過程參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測(cè)儀3絕對(duì)誤差xi：儀表指示值,xt：被測(cè)量的真值由于真值無法得到

x：被校表的讀數(shù)值，x0：標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值

相對(duì)誤差絕對(duì)誤差xi：儀表指示值,xt：被測(cè)量的真值由于真值無法得4二、儀表的性能指標(biāo)1.精確度（簡稱精度）說明：儀表的測(cè)量誤差可以用絕對(duì)誤差Δ來表示。但是，儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同。因此，常說的“絕對(duì)誤差”指的是絕對(duì)誤差中的最大值Δmax。

兩大影響因素絕對(duì)誤差和儀表的測(cè)量范圍相對(duì)百分誤差δ允許誤差二、儀表的性能指標(biāo)1.精確度（簡稱精度）說明：儀表的測(cè)量誤5舉例例1某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為200~700℃，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為＋4℃，試確定該儀表的精度等級(jí)。解：該儀表的相對(duì)百分誤差為

如果將該儀表的δ去掉“＋”號(hào)與“％”號(hào)，其數(shù)值為0.8。由于國家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有0.8級(jí)儀表，同時(shí)，該儀表的誤差超過了0.5級(jí)儀表所允許的最大誤差，所以，這臺(tái)測(cè)溫儀表的精度等級(jí)為1.0級(jí)。

儀表的δ允越大，表示它的精確度越低；反之，儀表的δ允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對(duì)百分誤差去掉“±”號(hào)及“％”號(hào)，便可以用來確定儀表的精確度等級(jí)。目前常用的精確度等級(jí)有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。小結(jié)舉例例1某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為200~700℃，校驗(yàn)該表6例2某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為0～1000℃。根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過±７℃，試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級(jí)才能滿足以上要求？解：根據(jù)工藝上的要求，儀表的允許誤差為

如果將儀表的允許誤差去掉“±”號(hào)與“％”號(hào)，其數(shù)值介于0.5～1.0之間，如果選擇精度等級(jí)為1.0級(jí)的儀表，其允許的誤差為±1.0％，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇0.5級(jí)儀表才能滿足工藝要求。例2某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為0～1000℃。根據(jù)工藝要求，7儀表的精度等級(jí)是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。

精度等級(jí)數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級(jí)越高，也說明該儀表的精確度越高。0.05級(jí)以上的儀表，常用來作為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用的測(cè)量儀表，其精度大多在0.5以下。儀表的精度等級(jí)一般可用不同的符號(hào)形式標(biāo)志在儀表面板上。舉例1.51.0

根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級(jí)和根據(jù)工藝要求來選擇儀表精度等級(jí)，情況是不一樣的。根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該大于（至少等于）儀表校驗(yàn)所得的相對(duì)百分誤差；根據(jù)工藝要求來選擇儀表精度等級(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該小于（至多等于）工藝上所允許的最大相對(duì)百分誤差。小結(jié)儀表的精度等級(jí)是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。精82.變差

變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對(duì)被測(cè)量在儀表全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測(cè)參數(shù)逐漸由小到大和逐漸由大到?。y(cè)量時(shí)，被測(cè)量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。圖3-1測(cè)量儀表的變差2.變差變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表93.靈敏度與靈敏限儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或角位移，與引起這個(gè)位移的被測(cè)參數(shù)變化量的比值。即式中，S為儀表的靈敏度；Δα為指針的線位移或角位移；Δx為引起Δα所需的被測(cè)參數(shù)變化量。

儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)的最小變化量。通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對(duì)誤差的一半。注意：上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，往往用分辨力表示。4.分辨率對(duì)于數(shù)字式儀表，分辨力是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測(cè)參數(shù)變化量。

不同量程的分辨力是不同的，相應(yīng)于最低量程的分辨力稱為該表的最高分辨力，也叫靈敏度。通常以最高分辨力作為數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)。分辨率與儀表的有效數(shù)字位數(shù)有關(guān)。3.靈敏度與靈敏限儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或105.線性度

線性度是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度。通?？偸窍Ｍ麥y(cè)量儀表的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。圖3-2線性度示意圖6.反應(yīng)時(shí)間

反應(yīng)時(shí)間就是用來衡量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時(shí)間長，說明儀表需要較長時(shí)間才能給出準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來測(cè)量變化頻繁的參數(shù)。儀表反應(yīng)時(shí)間的長短，實(shí)際上反映了儀表動(dòng)態(tài)特性的好壞。

5.線性度線性度是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量11三、工業(yè)儀表的分類1.按儀表使用的能源分類氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表以電為能源，信號(hào)之間聯(lián)系比較方便，適宜于遠(yuǎn)距離傳送和集中控制；便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用；現(xiàn)在電動(dòng)儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動(dòng)儀表的安全使用。一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場(chǎng)、放射性等環(huán)境影響。

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)常用三、工業(yè)儀表的分類1.按儀表使用的能源分類氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀122.按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類

檢測(cè)儀表

作用是獲取信息，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。

顯示儀表

作用是將由檢測(cè)儀表獲得的信息顯示出來。

集中控制裝置

包括各種巡回檢測(cè)儀、巡回控制儀等?？刂苾x表

可以根據(jù)需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算。

執(zhí)行器

可以接受控制儀表的輸出信號(hào)或直接來自操作員的指令，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行操作或控制。

圖3-3各類儀表的作用2.按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類檢測(cè)儀表作133.按儀表的組成形式分類

基地式儀表特點(diǎn)是將測(cè)量、顯示、控制等各部分集中組裝在一個(gè)表殼里，形成一個(gè)整體。這種儀表比較適于在現(xiàn)場(chǎng)做就地檢測(cè)和控制，但不能實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與控制。這在一定程度上限制了基地式儀表的應(yīng)用范圍。分為基地式儀表和單元組合儀表

化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動(dòng)單元組合儀表和氣動(dòng)單元組合儀表兩種。國產(chǎn)的電動(dòng)單元組合儀表簡稱DDZ儀表；氣動(dòng)單元組合儀表簡稱QDZ儀表。注意單元組合儀表是將對(duì)參數(shù)的測(cè)量及其變送、顯示、控制等各部分，分別制成能獨(dú)立工作的單元儀表（簡稱單元，例如變送單元、顯示單元、控制單元等）。這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)互相聯(lián)系，可以根據(jù)不同要求，方便地將各單元任意組合成各種控制系統(tǒng)，適用性和靈活性都很好。3.按儀表的組成形式分類基地式儀表特點(diǎn)是將測(cè)量、14第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表一、壓力單位及測(cè)壓儀表壓力是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。壓力的單位為帕斯卡，簡稱帕（Pa）

為了使大家了解國際單位制中的壓力單位（Pa或MPa）與過去的單位之間的關(guān)系，下面給出幾種單位之間的換算關(guān)系表。第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表一、壓力單位及測(cè)壓儀表壓力是指均勻垂直15壓力單位帕/Pa兆帕/MPa工程大氣壓/(kgf/cm2)物理大氣壓/atm汞柱/mmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大氣壓9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大氣壓1.0133×1050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1各種壓力單位換算表壓力單位帕/Pa兆帕/MPa工程大氣壓/(kgf/cm216p表P真P絕P絕大氣壓力線絕對(duì)壓力的零線在壓力測(cè)量中，常有表壓、絕對(duì)壓力、負(fù)壓或真空度之分。

當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度來表示。圖3-4絕對(duì)壓力、表壓、負(fù)壓（真空度）的關(guān)系p表P真P絕P絕大氣壓力線絕對(duì)壓力的零線在壓力測(cè)量中，常有表17測(cè)壓儀表按其轉(zhuǎn)換原理的不同可分為四類。1.液柱式壓力計(jì)

它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量。按其結(jié)構(gòu)形式的不同

U形管壓力計(jì)單管壓力計(jì)

優(yōu)點(diǎn)這類壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便其精度受工作液的毛細(xì)管作用、密度及視差等因素的影響，測(cè)量范圍較窄，一般用來測(cè)量較低壓力、真空度或壓力差。缺點(diǎn)測(cè)壓儀表按其轉(zhuǎn)換原理的不同可分為四類。1.液柱式壓力計(jì)它根182.彈性式壓力計(jì)

它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行測(cè)量的。

3.電氣式壓力計(jì)

它是通過機(jī)械和電氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量（如電壓、電流、頻率等）來進(jìn)行測(cè)量的儀表。4.活塞式壓力計(jì)

它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測(cè)量的。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)測(cè)量精度很高，允許誤差可小到0.05%～0.02%。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。

2.彈性式壓力計(jì)它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行19二、彈性式壓力計(jì)定義彈性式壓力計(jì)是利用各種形式的彈性元件，在被測(cè)介質(zhì)壓力的作用下，使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測(cè)壓儀表。優(yōu)點(diǎn)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、牢固可靠、價(jià)格低廉、測(cè)量范圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn)?？捎脕頊y(cè)量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓力。二、彈性式壓力計(jì)定義彈性式壓力計(jì)是利用各種形式的彈性201.彈性元件

彈性元件是一種簡易可靠的測(cè)壓敏感元件。當(dāng)測(cè)壓范圍不同時(shí)，所用的彈性元件也不一樣。圖3-5

彈性元件示意圖彈簧管式彈性元件如圖(a)和(b)所示，波紋管式彈性元件如圖(e)所示，薄膜式彈性元件如圖(c)和(d)所示。1.彈性元件彈性元件是一種簡易可靠的測(cè)壓敏感元件。212.彈簧管壓力表

分類使用的測(cè)壓元件單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧管壓力表。用途普通彈簧管壓力表，耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧氣壓力表等。

1—彈簧管；2—拉桿；3—扇形齒輪；4—中心齒輪；5—指針；6—面板；7—游絲；8—調(diào)整螺絲；9—接頭彈簧壓力表2.彈簧管壓力表分類使用的測(cè)壓元件22

在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時(shí)，就會(huì)破壞正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號(hào)壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以提醒操作人員注意或通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。

在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)23圖3-7電接點(diǎn)信號(hào)壓力表1，4

—靜觸點(diǎn)；2

—?jiǎng)佑|點(diǎn)；3

—綠燈；5

—紅燈

壓力表指針上有動(dòng)觸點(diǎn)2，表盤上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面分別有靜觸點(diǎn)1和4。當(dāng)壓力超過上限給定數(shù)值時(shí)，2和4接觸，紅色信號(hào)燈5的電路被接通，紅燈發(fā)亮。若壓力低到下限給定數(shù)值時(shí)，2與1接觸，接通了綠色信號(hào)燈3的電路。1、4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。圖3-7電接點(diǎn)信號(hào)壓力表1，4—靜觸點(diǎn)；2—?jiǎng)佑|點(diǎn)；24三、電氣式壓力計(jì)定義電氣式壓力計(jì)是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。優(yōu)點(diǎn)1.該儀表的測(cè)量范圍較廣，分別可測(cè)7×10-5Pa至5×102MPa的壓力，允許誤差可至0.2％；

2.由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制和報(bào)警，并可與工業(yè)控制機(jī)聯(lián)用。

圖3-8電氣式壓力計(jì)組成方框圖組成

一般由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成。常用的信號(hào)處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機(jī)等。三、電氣式壓力計(jì)定義電氣式壓力計(jì)是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)25幾種常見的傳感器或變送器：1.霍爾片式壓力傳感器

霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。

圖3-9

霍爾效應(yīng)

霍爾電勢(shì)可用下式表示式中，UH為霍爾電勢(shì)；RH為霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；I為控制電流的大小。一般I為3～20mA，B約為幾千高斯，所得的霍爾電勢(shì)UH約為幾十毫伏數(shù)量級(jí)。導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過它們的霍爾電勢(shì)遠(yuǎn)比半導(dǎo)體的霍爾電勢(shì)小得多。幾種常見的傳感器或變送器：1.霍爾片式壓力傳感器26將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器，如圖3-10所示。

圖3-10霍爾片式壓力傳感器1—彈簧管；2

—磁鋼；3

—霍爾片

當(dāng)被測(cè)壓力引入后，在被測(cè)壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，因而改變了霍爾片在非均勻磁場(chǎng)中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)與被測(cè)壓力成比例。

利用這一電勢(shì)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示和自動(dòng)控制。將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳272.應(yīng)變片壓力傳感器

應(yīng)變片式壓力傳感器利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成。電阻應(yīng)變片有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類，被測(cè)壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時(shí)，其阻值減?。ㄔ黾樱?，再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級(jí)電勢(shì)輸出，并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測(cè)壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì)。圖3-11應(yīng)變片壓力傳感器示意圖1—應(yīng)變筒；2—外殼；3—密封膜片2.應(yīng)變片壓力傳感器應(yīng)變片式壓力傳感器利用電283.壓阻式壓力傳感器

壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。工作原理圖3-12壓阻式壓力傳感器1—基座；2—單晶硅片；3—導(dǎo)環(huán)；4—螺母；5—密封墊圈；6—等效電阻特點(diǎn)

精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單；

便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化；

可以測(cè)量壓力，稍加改變，還可以測(cè)量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。3.壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器利用294.電容式壓力變送器

電容式壓力變送器是一種開環(huán)檢測(cè)儀表，具有結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強(qiáng)、可靠性好、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA（DC）電流信號(hào)。

工作原理圖3-13電容式差壓變送器原理圖1—隔離膜片；2，7—固定電極；3—硅油；4—測(cè)量膜片；5—玻璃層；6—底座；8—引線先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測(cè)量。

4.電容式壓力變送器電容式壓力變送器是一種開30電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器31結(jié)論：(1)相對(duì)變化值與被測(cè)差壓成線性關(guān)系。

(2)與介電常數(shù)無關(guān),可大大減小溫度對(duì)變送器的影響。(3)與有關(guān)。愈小，靈敏度越高。結(jié)論：(1)相對(duì)變化值與被測(cè)差壓32《化工儀表及自動(dòng)化》第3章1課件33美國費(fèi)希爾-羅斯蒙特公司的3051C型智能差壓變送器四、智能型壓力變送器

智能型壓力或差壓變送器是在普通壓力或差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測(cè)儀表。美國費(fèi)希爾-羅斯蒙特公司的3051C型智能差壓變送器四、智能34圖3-15手持通信器的連接示意圖

3051C型智能差壓變送器所用的手持通信器為275型，帶有鍵盤及液晶顯示器。可以接在現(xiàn)場(chǎng)變送器的信號(hào)端子上，就地設(shè)定或檢測(cè)，也可以在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的控制室中，接在某個(gè)變送器的信號(hào)線上進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定及檢測(cè)。

實(shí)現(xiàn)的功能（1）組態(tài)（2）測(cè)量范圍的變更（3）變送器的校準(zhǔn)（4）自診斷

圖3-15手持通信器的連接示意圖3051C型35五、壓力計(jì)的選用及安裝1.壓力計(jì)的選用

壓力計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對(duì)壓力測(cè)量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析，一般考慮以下幾個(gè)問題。儀表類型的選用

儀表精度等級(jí)的選取

儀表測(cè)量范圍的確定

五、壓力計(jì)的選用及安裝1.壓力計(jì)的選用壓力計(jì)36舉例

例3某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28MPa，測(cè)量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍。

解由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動(dòng)較大，所以選擇儀表的上限值為

根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，由本章附錄一，可查得選用YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa。舉例例3某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～2837由于，故被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的1/3，這是允許的。另外，根據(jù)測(cè)量誤差的要求，可算得允許誤差為所以，精度等級(jí)為1.5級(jí)的儀表完全可以滿足誤差要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa，精度等級(jí)為1.5級(jí)。

由于，故被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的382.壓力計(jì)的安裝

（1）測(cè)壓點(diǎn)的選擇

應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真實(shí)大小。①要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。②測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)使取壓點(diǎn)與流動(dòng)方向垂直，取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺。③測(cè)量液（氣）體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下（上）部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。2.壓力計(jì)的安裝（1）測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真39（2）導(dǎo)壓管鋪設(shè)

①導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm，長度應(yīng)盡可能短，最長不得超過50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。②導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1:10～1:20的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的排出。③當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加設(shè)保溫伴熱管線。④取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。（2）導(dǎo)壓管鋪設(shè)①導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為640③測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測(cè)壓元件接觸[圖3-17（a）］；對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐，右圖（b）表示了被測(cè)介質(zhì)密度ρ2大于和小于隔離液密度ρ1的兩種情況。圖3-17壓力計(jì)安裝示意圖１—壓力計(jì)；２—切斷閥門；３—凝液管；４—取壓容器（3）壓力計(jì)的安裝①壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。②安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。③測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接41④壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。⑤當(dāng)被測(cè)壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)，對(duì)由此高度而引起的測(cè)量誤差應(yīng)按Δp＝±Hρg進(jìn)行修正。式中H為高度差，ρ為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度。⑥為安全起見，測(cè)量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外，安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。④壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，42第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表一、概述

介質(zhì)流量是控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個(gè)重要參數(shù)。

流量大?。簡挝粫r(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即瞬時(shí)流量。

總量：在某一段時(shí)間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)值。定義第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表一、概述介質(zhì)流量是控431.速度式流量計(jì)

以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速作為測(cè)量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。

2.容積式流量計(jì)

以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。3.質(zhì)量流量計(jì)

以測(cè)量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)分直接式和間接式兩種。分類質(zhì)量流量M體積流量Q如以t表示時(shí)間，則流量和總量之間的關(guān)系是

1.速度式流量計(jì)以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速作為測(cè)量441.節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式（1）節(jié)流現(xiàn)象流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。

二、差壓式流量計(jì)

差壓式（也稱節(jié)流式）流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。

1.節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式（1）節(jié)流現(xiàn)象流體在有45圖3-17孔板裝置及壓力、流速分布圖圖3-17孔板裝置及壓力、流速分布圖46（2）流量基本方程式

流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的?？梢钥闯觯阂懒髁颗c壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于α的取值。

流量與壓力差ΔP的平方根成正比。

2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。

標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等。（2）流量基本方程式流量基本方程式是闡明流量與47孔板

噴嘴

文丘里管

標(biāo)準(zhǔn)孔板是最為簡單和典型的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置。孔板噴嘴文丘里管標(biāo)準(zhǔn)孔板是最為簡單和典型的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置48標(biāo)準(zhǔn)孔板及其安裝方法標(biāo)準(zhǔn)孔板及其安裝方法493.取壓方式不同的節(jié)流裝置應(yīng)采用不同的取壓方式。

標(biāo)準(zhǔn)孔板的取壓方式有角接取壓、法蘭取壓和徑距取壓（D-D/2取壓），其中角接取壓又分環(huán)室取壓和單獨(dú)鉆孔取壓。

流向流向流向環(huán)室取壓單獨(dú)鉆孔取壓

法蘭取壓

標(biāo)準(zhǔn)孔板的幾種取壓方式

3.取壓方式不同的節(jié)流裝置應(yīng)采用不同的取壓方式。50法蘭取壓環(huán)室取壓單獨(dú)鉆孔取壓1-1—角接取壓；2-2—法蘭取壓；3-3—徑距取壓；4-4—縮流取壓；5-5—管接取壓法蘭取壓環(huán)室取壓單獨(dú)鉆孔取壓1-1—角接取壓；2-2—法蘭取51由節(jié)流裝置、差壓引壓導(dǎo)管及差壓計(jì)（或差壓變送器）等組成。4.節(jié)流式流量測(cè)量系統(tǒng)

節(jié)流裝置是將被測(cè)流體的流量值變換成差壓信號(hào)Δp，由壓力信號(hào)管路輸送到差壓變送器(或差壓計(jì))。被測(cè)流量與差壓Δp成平方根關(guān)系，是非線性的，為了得到線性刻度，可加開方運(yùn)算電路或加開方器。流量變送器帶有開方運(yùn)算，變送器的輸出電流就與流量成線性關(guān)系。顯示儀表顯示流量的大小。由節(jié)流裝置、差壓引壓導(dǎo)管及差壓計(jì)（或差壓變送器）等組525.差壓式流量計(jì)的測(cè)量誤差

不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造，更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測(cè)量精度。注意誤差產(chǎn)生的原因被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng)。節(jié)流裝置安裝不正確。孔板入口邊緣的磨損。導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象。差壓計(jì)安裝或使用不正確。5.差壓式流量計(jì)的測(cè)量誤差不僅需要合理的選型、準(zhǔn)53圖3-20測(cè)量液體流量時(shí)的取壓點(diǎn)位置

圖3-21測(cè)量液體流量時(shí)的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—放空閥；4—平衡閥；5—差壓變送器；6—貯氣罐；7—切斷閥圖3-20測(cè)量液體流量時(shí)的取壓點(diǎn)位置圖3-21測(cè)量液體54圖3-22測(cè)量氣體流量時(shí)的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—差壓變送器；4—貯液罐；5—排放閥圖3-23測(cè)量蒸汽流量的連接圖1—節(jié)流裝置；2—凝液罐；3—引壓導(dǎo)管；4—排放閥；5—差壓變送器；6—平衡閥圖3-22測(cè)量氣體流量時(shí)的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管55圖3-24差壓計(jì)閥組安裝示意圖1，2—切斷閥；3—平衡閥圖3-25隔離罐的兩種形式

由引壓導(dǎo)管接至差壓計(jì)或變送器前，必須安裝切斷閥1、2和平衡閥3，構(gòu)成三閥組，如圖3-24所示。測(cè)量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計(jì)）的介質(zhì)流量時(shí)，必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式如圖3-25所示。

圖3-24差壓計(jì)閥組安裝示意圖1，2—切斷閥；3—平衡閥圖56三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.工作原理

以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測(cè)量流量的大小，即轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法。圖3-26轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.工作原理以壓降不變，利用節(jié)流面57轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是由上式可得根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測(cè)介質(zhì)的流量大小或?qū)⑸鲜酱鷵Q可得或流量與浮子高度h之間的關(guān)系近似線性。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是由上式可得根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可58轉(zhuǎn)子流量計(jì)有兩大類：

直讀式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由玻璃錐形管、浮子和支撐結(jié)構(gòu)組成由浮子位置高度讀出流量值。

遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)可采用金屬錐形管，其測(cè)量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將浮子的位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)有兩大類：直讀式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由玻璃錐形管591-浮子；2-錐形管；

3-連動(dòng)桿；4-鐵心；

5-差動(dòng)線圈

其轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)為差動(dòng)變壓器組件，用于測(cè)量浮子的位移。流體流量變化引起浮子的移動(dòng)，浮子同時(shí)帶動(dòng)差動(dòng)變壓器中的鐵芯作上、下運(yùn)動(dòng)，差動(dòng)變壓器的輸出電壓將隨之改變，通過信號(hào)放大等處理后輸出的電信號(hào)，表示出相應(yīng)流量的大小。2.遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)1-浮子；2-錐形管；3-連動(dòng)桿；4-鐵心；5-差動(dòng)60圖3-27差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)圖3-27差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)61四、橢圓齒輪流量計(jì)1.工作原理體積流量計(jì)算公式2.使用特點(diǎn)

適用于高黏度介質(zhì)的流量測(cè)量。測(cè)量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。橢圓齒輪流量計(jì)的入口端必須加裝過濾器。橢圓齒輪流量計(jì)的使用溫度有一定范圍。橢圓齒輪流量計(jì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。四、橢圓齒輪流量計(jì)1.工作原理體積流量計(jì)算公式2.使用特點(diǎn)62五、電磁流量計(jì)能夠測(cè)量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒（例如泥漿）或纖維液體的流量。

圖3-30電磁流量計(jì)原理圖感應(yīng)電勢(shì)的方向由右手定則判斷，大小由下式?jīng)Q定

（3-43）而（3-44）將式（4-44）代入式（4-43），得五、電磁流量計(jì)能夠測(cè)量酸、堿、鹽溶液以及含有固體顆粒63電磁流量計(jì)只能用來測(cè)量導(dǎo)電液體的流量，且導(dǎo)電率要求不小于水的導(dǎo)電率，不能測(cè)量氣體、蒸汽及石油制品等的流量。要引入高放大倍數(shù)的放大器，會(huì)造成測(cè)量系統(tǒng)很復(fù)雜、成本高，并且易受外界電磁場(chǎng)的干擾。使用中要注意維護(hù)，防止電極與管道間絕緣的破壞。安裝時(shí)要遠(yuǎn)離一切磁源。不能有振動(dòng)。電磁流量計(jì)只能用來測(cè)量導(dǎo)電液體的流量，且導(dǎo)電率要求不64六、漩渦流量計(jì)精度高、測(cè)量范圍寬、沒有運(yùn)動(dòng)部件、無機(jī)械磨損、維護(hù)方便、壓力損失小、節(jié)能效果明顯。圖3-31卡曼渦街漩渦流量計(jì)是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測(cè)量流體流量的儀表。六、漩渦流量計(jì)精度高、測(cè)量范圍寬、沒有運(yùn)動(dòng)部件、無機(jī)65熱敏檢測(cè)法電容檢測(cè)法應(yīng)力檢測(cè)法超聲檢測(cè)法漩渦頻率的檢測(cè)方法圖3-32圓柱檢出器原理圖1—空腔；2—圓柱棒；3—導(dǎo)壓孔；4—鉑電阻絲；5—隔墻滿足h／L＝0.281時(shí)，則所產(chǎn)生的渦街是穩(wěn)定的。由圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側(cè)漩渦產(chǎn)生的頻率為熱敏檢測(cè)法漩渦頻率的檢測(cè)方法圖3-32圓柱檢出器原理圖166七、質(zhì)量流量計(jì)1.直接式質(zhì)量流量計(jì)圖3-35科氏力流量計(jì)測(cè)量原理科氏力流量計(jì)的測(cè)量原理是基于流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力。

質(zhì)量流量七、質(zhì)量流量計(jì)1.直接式質(zhì)量流量計(jì)圖3-35科氏力流量計(jì)測(cè)672.間接式質(zhì)量流量計(jì)（1）測(cè)量體積流量Q的儀表與密度計(jì)配合圖3-34渦輪流量計(jì)與密度計(jì)配合質(zhì)量流量（2）測(cè)量ρQ2的儀表與密度計(jì)配合圖3-35差壓流量計(jì)與密度計(jì)配合2.間接式質(zhì)量流量計(jì)（1）測(cè)量體積流量Q的儀表與密度計(jì)配合68（3）測(cè)量ρQ2的儀表與測(cè)量Q的儀表配合圖3-36差壓流量計(jì)與渦輪流量計(jì)配合八、流量檢測(cè)儀表選型表3-4流量檢測(cè)儀表選型參考表（P64）（3）測(cè)量ρQ2的儀表與測(cè)量Q的儀表配合圖3-36差壓流69樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。10月-2210月-22Wednesday,October19,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。01:30:4801:30:4801:3010/19/20221:30:48AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。10月-2201:30:4801:30Oct-2219-Oct-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。01:30:4801:30:4801:30Wednesday,October19,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。10月-2210月-2201:30:4801:30:48October19,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年10月19日1:30上午10月-2210月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場(chǎng)，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。19十月20221:30:48上午01:30:4810月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十月221:30上午10月-2201:30October19,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/10/191:30:4801:30:4819October2022好的事情馬上就會(huì)到來，一切都是最好的安排。1:30:48上午1:30上午01:30:4810月-22一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。10月-2210月-2201:3001:30:4801:30:48Oct-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/10/191:30:48Wednesday,October19,2022相信相信得力量。10月-222022/10/191:30:4810月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識(shí)。10月-2210月-2270生活中的辛苦阻撓不了我對(duì)生活的熱愛。10月-2210月-22Wednesday,October19,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對(duì)月。01:30:4801:30:4801:3010/19/20221:30:48AM做一枚螺絲釘，那里需要那里上。10月-2201:30:4801:30Oct-2219-Oct-22日復(fù)一日的努力只為成就美好的明天。01:30:4801:30:4801:30Wednesday,October19,2022安全放在第一位，防微杜漸。10月-2210月-2201:30:4801:30:48October19,2022加強(qiáng)自身建設(shè)，增強(qiáng)個(gè)人的休養(yǎng)。2022年10月19日1:30上午10月-2210月-22精益求精，追求卓越，因?yàn)橄嘈哦鴤ゴ蟆?9十月20221:30:48上午01:30:4810月-22讓自己更加強(qiáng)大，更加專業(yè)，這才能讓自己更好。十月221:30上午10月-2201:30October19,2022這些年的努力就為了得到相應(yīng)的回報(bào)。2022/10/191:30:4801:30:4819October2022科學(xué)，你是國力的靈魂；同時(shí)又是社會(huì)發(fā)展的標(biāo)志。1:30:48上午1:30上午01:30:4810月-22每天都是美好的一天，新的一天開啟。10月-2210月-2201:3001:30:4801:30:48Oct-22相信命運(yùn)，讓自己成長，慢慢的長大。2022/10/191:30:48Wednesday,October19,2022愛情，親情，友情，讓人無法割舍。10月-222022/10/191:30:4810月-22謝謝大家！生活中的辛苦阻撓不了我對(duì)生活的熱愛。10月-2210月-2271第三章檢測(cè)儀表與傳感器第三章檢測(cè)儀表與傳感器72第一節(jié)概述第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表第四節(jié)物位檢測(cè)及儀表第五節(jié)溫度檢測(cè)及儀表第六節(jié)現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)與傳感器的發(fā)展第七節(jié)顯示儀表第一節(jié)概述73第一節(jié)概述

用來檢測(cè)生產(chǎn)過程參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測(cè)儀表。用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為一定的便于傳送的信號(hào)的儀表通常稱為傳感器。當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，通常稱為變送器。一、測(cè)量過程與測(cè)量誤差測(cè)量過程在實(shí)質(zhì)上都是將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過程，而測(cè)量儀表就是實(shí)現(xiàn)這種比較的工具。

測(cè)量誤差指由儀表讀得的被測(cè)值與被測(cè)量真值之間的差距。通常有兩種表示方法，即絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。第一節(jié)概述用來檢測(cè)生產(chǎn)過程參數(shù)的技術(shù)工具稱為檢測(cè)儀74絕對(duì)誤差xi：儀表指示值,xt：被測(cè)量的真值由于真值無法得到

x：被校表的讀數(shù)值，x0：標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值

相對(duì)誤差絕對(duì)誤差xi：儀表指示值,xt：被測(cè)量的真值由于真值無法得75二、儀表的性能指標(biāo)1.精確度（簡稱精度）說明：儀表的測(cè)量誤差可以用絕對(duì)誤差Δ來表示。但是，儀表的絕對(duì)誤差在測(cè)量范圍內(nèi)的各點(diǎn)不相同。因此，常說的“絕對(duì)誤差”指的是絕對(duì)誤差中的最大值Δmax。

兩大影響因素絕對(duì)誤差和儀表的測(cè)量范圍相對(duì)百分誤差δ允許誤差二、儀表的性能指標(biāo)1.精確度（簡稱精度）說明：儀表的測(cè)量誤76舉例例1某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為200~700℃，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為＋4℃，試確定該儀表的精度等級(jí)。解：該儀表的相對(duì)百分誤差為

如果將該儀表的δ去掉“＋”號(hào)與“％”號(hào)，其數(shù)值為0.8。由于國家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有0.8級(jí)儀表，同時(shí)，該儀表的誤差超過了0.5級(jí)儀表所允許的最大誤差，所以，這臺(tái)測(cè)溫儀表的精度等級(jí)為1.0級(jí)。

儀表的δ允越大，表示它的精確度越低；反之，儀表的δ允越小，表示儀表的精確度越高。將儀表的允許相對(duì)百分誤差去掉“±”號(hào)及“％”號(hào)，便可以用來確定儀表的精確度等級(jí)。目前常用的精確度等級(jí)有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。小結(jié)舉例例1某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為200~700℃，校驗(yàn)該表77例2某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為0～1000℃。根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過±７℃，試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級(jí)才能滿足以上要求？解：根據(jù)工藝上的要求，儀表的允許誤差為

如果將儀表的允許誤差去掉“±”號(hào)與“％”號(hào)，其數(shù)值介于0.5～1.0之間，如果選擇精度等級(jí)為1.0級(jí)的儀表，其允許的誤差為±1.0％，超過了工藝上允許的數(shù)值，故應(yīng)選擇0.5級(jí)儀表才能滿足工藝要求。例2某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍為0～1000℃。根據(jù)工藝要求，78儀表的精度等級(jí)是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。

精度等級(jí)數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級(jí)越高，也說明該儀表的精確度越高。0.05級(jí)以上的儀表，常用來作為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用的測(cè)量儀表，其精度大多在0.5以下。儀表的精度等級(jí)一般可用不同的符號(hào)形式標(biāo)志在儀表面板上。舉例1.51.0

根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級(jí)和根據(jù)工藝要求來選擇儀表精度等級(jí)，情況是不一樣的。根據(jù)儀表校驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定儀表精度等級(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該大于（至少等于）儀表校驗(yàn)所得的相對(duì)百分誤差；根據(jù)工藝要求來選擇儀表精度等級(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)該小于（至多等于）工藝上所允許的最大相對(duì)百分誤差。小結(jié)儀表的精度等級(jí)是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。精792.變差

變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對(duì)被測(cè)量在儀表全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行正反行程（即被測(cè)參數(shù)逐漸由小到大和逐漸由大到?。y(cè)量時(shí)，被測(cè)量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。圖3-1測(cè)量儀表的變差2.變差變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表803.靈敏度與靈敏限儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或角位移，與引起這個(gè)位移的被測(cè)參數(shù)變化量的比值。即式中，S為儀表的靈敏度；Δα為指針的線位移或角位移；Δx為引起Δα所需的被測(cè)參數(shù)變化量。

儀表的靈敏限是指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)的最小變化量。通常儀表靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對(duì)誤差的一半。注意：上述指標(biāo)僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，往往用分辨力表示。4.分辨率對(duì)于數(shù)字式儀表，分辨力是指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測(cè)參數(shù)變化量。

不同量程的分辨力是不同的，相應(yīng)于最低量程的分辨力稱為該表的最高分辨力，也叫靈敏度。通常以最高分辨力作為數(shù)字電壓表的分辨力指標(biāo)。分辨率與儀表的有效數(shù)字位數(shù)有關(guān)。3.靈敏度與靈敏限儀表的靈敏度是指儀表指針的線位移或815.線性度

線性度是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論直線的吻合程度。通?？偸窍Ｍ麥y(cè)量儀表的輸出與輸入之間呈線性關(guān)系。圖3-2線性度示意圖6.反應(yīng)時(shí)間

反應(yīng)時(shí)間就是用來衡量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。反應(yīng)時(shí)間長，說明儀表需要較長時(shí)間才能給出準(zhǔn)確的指示值，那就不宜用來測(cè)量變化頻繁的參數(shù)。儀表反應(yīng)時(shí)間的長短，實(shí)際上反映了儀表動(dòng)態(tài)特性的好壞。

5.線性度線性度是表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量82三、工業(yè)儀表的分類1.按儀表使用的能源分類氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀表、液動(dòng)儀表以電為能源，信號(hào)之間聯(lián)系比較方便，適宜于遠(yuǎn)距離傳送和集中控制；便于與計(jì)算機(jī)聯(lián)用；現(xiàn)在電動(dòng)儀表可以做到防火、防爆，更有利于電動(dòng)儀表的安全使用。一般結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；易受溫度、濕度、電磁場(chǎng)、放射性等環(huán)境影響。

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)常用三、工業(yè)儀表的分類1.按儀表使用的能源分類氣動(dòng)儀表、電動(dòng)儀832.按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類

檢測(cè)儀表

作用是獲取信息，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。

顯示儀表

作用是將由檢測(cè)儀表獲得的信息顯示出來。

集中控制裝置

包括各種巡回檢測(cè)儀、巡回控制儀等。控制儀表

可以根據(jù)需要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算。

執(zhí)行器

可以接受控制儀表的輸出信號(hào)或直接來自操作員的指令，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行操作或控制。

圖3-3各類儀表的作用2.按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過程分類檢測(cè)儀表作843.按儀表的組成形式分類

基地式儀表特點(diǎn)是將測(cè)量、顯示、控制等各部分集中組裝在一個(gè)表殼里，形成一個(gè)整體。這種儀表比較適于在現(xiàn)場(chǎng)做就地檢測(cè)和控制，但不能實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與控制。這在一定程度上限制了基地式儀表的應(yīng)用范圍。分為基地式儀表和單元組合儀表

化工生產(chǎn)中的單元組合儀表有電動(dòng)單元組合儀表和氣動(dòng)單元組合儀表兩種。國產(chǎn)的電動(dòng)單元組合儀表簡稱DDZ儀表；氣動(dòng)單元組合儀表簡稱QDZ儀表。注意單元組合儀表是將對(duì)參數(shù)的測(cè)量及其變送、顯示、控制等各部分，分別制成能獨(dú)立工作的單元儀表（簡稱單元，例如變送單元、顯示單元、控制單元等）。這些單元之間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)互相聯(lián)系，可以根據(jù)不同要求，方便地將各單元任意組合成各種控制系統(tǒng)，適用性和靈活性都很好。3.按儀表的組成形式分類基地式儀表特點(diǎn)是將測(cè)量、85第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表一、壓力單位及測(cè)壓儀表壓力是指均勻垂直地作用在單位面積上的力。壓力的單位為帕斯卡，簡稱帕（Pa）

為了使大家了解國際單位制中的壓力單位（Pa或MPa）與過去的單位之間的關(guān)系，下面給出幾種單位之間的換算關(guān)系表。第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表一、壓力單位及測(cè)壓儀表壓力是指均勻垂直86壓力單位帕/Pa兆帕/MPa工程大氣壓/(kgf/cm2)物理大氣壓/atm汞柱/mmHg水柱/mH2O（磅/英寸2）/（1b/in2）巴/bar帕11×1061.0197×10-59.869×10-67.501×10-31.0197×10-41.450×10-41×10-5兆帕1×106110.1979.8697.501×1031.0197×1021.450×10210工程大氣壓9.807×1049.807×10-210.9678735.610.0014.220.9807物理大氣壓1.0133×1050.101331.0332176010.3314.701.0133汞柱1.3332×1021.3332×10-41.3595×10-31.3158×10-310.01361.934×10-21.3332×10-3水柱9.806×1039.806×10-30.10000.0967873.5511.4220.09806（磅/英寸2）6.895×1036.895×10-30.070310.0680551.710.703110.06895巴1×1050.11.01970.9869750.110.19714.501表3-1各種壓力單位換算表壓力單位帕/Pa兆帕/MPa工程大氣壓/(kgf/cm287p表P真P絕P絕大氣壓力線絕對(duì)壓力的零線在壓力測(cè)量中，常有表壓、絕對(duì)壓力、負(fù)壓或真空度之分。

當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓力時(shí)，一般用負(fù)壓或真空度來表示。圖3-4絕對(duì)壓力、表壓、負(fù)壓（真空度）的關(guān)系p表P真P絕P絕大氣壓力線絕對(duì)壓力的零線在壓力測(cè)量中，常有表88測(cè)壓儀表按其轉(zhuǎn)換原理的不同可分為四類。1.液柱式壓力計(jì)

它根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn)行測(cè)量。按其結(jié)構(gòu)形式的不同

U形管壓力計(jì)單管壓力計(jì)

優(yōu)點(diǎn)這類壓力計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便其精度受工作液的毛細(xì)管作用、密度及視差等因素的影響，測(cè)量范圍較窄，一般用來測(cè)量較低壓力、真空度或壓力差。缺點(diǎn)測(cè)壓儀表按其轉(zhuǎn)換原理的不同可分為四類。1.液柱式壓力計(jì)它根892.彈性式壓力計(jì)

它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行測(cè)量的。

3.電氣式壓力計(jì)

它是通過機(jī)械和電氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量（如電壓、電流、頻率等）來進(jìn)行測(cè)量的儀表。4.活塞式壓力計(jì)

它是根據(jù)水壓機(jī)液體傳送壓力的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測(cè)量的。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)測(cè)量精度很高，允許誤差可小到0.05%～0.02%。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。

2.彈性式壓力計(jì)它是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)行90二、彈性式壓力計(jì)定義彈性式壓力計(jì)是利用各種形式的彈性元件，在被測(cè)介質(zhì)壓力的作用下，使彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性變形的原理而制成的測(cè)壓儀表。優(yōu)點(diǎn)具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、牢固可靠、價(jià)格低廉、測(cè)量范圍寬以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn)?？捎脕頊y(cè)量幾百帕到數(shù)千兆帕范圍內(nèi)的壓力。二、彈性式壓力計(jì)定義彈性式壓力計(jì)是利用各種形式的彈性911.彈性元件

彈性元件是一種簡易可靠的測(cè)壓敏感元件。當(dāng)測(cè)壓范圍不同時(shí)，所用的彈性元件也不一樣。圖3-5

彈性元件示意圖彈簧管式彈性元件如圖(a)和(b)所示，波紋管式彈性元件如圖(e)所示，薄膜式彈性元件如圖(c)和(d)所示。1.彈性元件彈性元件是一種簡易可靠的測(cè)壓敏感元件。922.彈簧管壓力表

分類使用的測(cè)壓元件單圈彈簧管壓力表與多圈彈簧管壓力表。用途普通彈簧管壓力表，耐腐蝕的氨用壓力表、禁油的氧氣壓力表等。

1—彈簧管；2—拉桿；3—扇形齒輪；4—中心齒輪；5—指針；6—面板；7—游絲；8—調(diào)整螺絲；9—接頭彈簧壓力表2.彈簧管壓力表分類使用的測(cè)壓元件93

在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)，即當(dāng)壓力低于或高于給定范圍時(shí)，就會(huì)破壞正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險(xiǎn)。這時(shí)就應(yīng)采用帶有報(bào)警或控制觸點(diǎn)的壓力表。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點(diǎn)信號(hào)壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時(shí)，及時(shí)發(fā)出信號(hào)，以提醒操作人員注意或通過中間繼電器實(shí)現(xiàn)壓力的自動(dòng)控制。

在化工生產(chǎn)過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內(nèi)94圖3-7電接點(diǎn)信號(hào)壓力表1，4

—靜觸點(diǎn)；2

—?jiǎng)佑|點(diǎn)；3

—綠燈；5

—紅燈

壓力表指針上有動(dòng)觸點(diǎn)2，表盤上另有兩根可調(diào)節(jié)指針，上面分別有靜觸點(diǎn)1和4。當(dāng)壓力超過上限給定數(shù)值時(shí)，2和4接觸，紅色信號(hào)燈5的電路被接通，紅燈發(fā)亮。若壓力低到下限給定數(shù)值時(shí)，2與1接觸，接通了綠色信號(hào)燈3的電路。1、4的位置可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。圖3-7電接點(diǎn)信號(hào)壓力表1，4—靜觸點(diǎn)；2—?jiǎng)佑|點(diǎn)；95三、電氣式壓力計(jì)定義電氣式壓力計(jì)是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表。優(yōu)點(diǎn)1.該儀表的測(cè)量范圍較廣，分別可測(cè)7×10-5Pa至5×102MPa的壓力，允許誤差可至0.2％；

2.由于可以遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)，所以在工業(yè)生產(chǎn)過程中可以實(shí)現(xiàn)壓力自動(dòng)控制和報(bào)警，并可與工業(yè)控制機(jī)聯(lián)用。

圖3-8電氣式壓力計(jì)組成方框圖組成

一般由壓力傳感器、測(cè)量電路和信號(hào)處理裝置所組成。常用的信號(hào)處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機(jī)等。三、電氣式壓力計(jì)定義電氣式壓力計(jì)是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)96幾種常見的傳感器或變送器：1.霍爾片式壓力傳感器

霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。

圖3-9

霍爾效應(yīng)

霍爾電勢(shì)可用下式表示式中，UH為霍爾電勢(shì)；RH為霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；I為控制電流的大小。一般I為3～20mA，B約為幾千高斯，所得的霍爾電勢(shì)UH約為幾十毫伏數(shù)量級(jí)。導(dǎo)體也有霍爾效應(yīng)，不過它們的霍爾電勢(shì)遠(yuǎn)比半導(dǎo)體的霍爾電勢(shì)小得多。幾種常見的傳感器或變送器：1.霍爾片式壓力傳感器97將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳感器，如圖3-10所示。

圖3-10霍爾片式壓力傳感器1—彈簧管；2

—磁鋼；3

—霍爾片

當(dāng)被測(cè)壓力引入后，在被測(cè)壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，因而改變了霍爾片在非均勻磁場(chǎng)中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)與被測(cè)壓力成比例。

利用這一電勢(shì)即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示和自動(dòng)控制。將霍爾元件與彈簧管配合，就組成了霍爾片式彈簧管壓力傳982.應(yīng)變片壓力傳感器

應(yīng)變片式壓力傳感器利用電阻應(yīng)變?cè)順?gòu)成。電阻應(yīng)變片有金屬和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩類，被測(cè)壓力使應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變。當(dāng)應(yīng)變片產(chǎn)生壓縮（拉伸）應(yīng)變時(shí)，其阻值減?。ㄔ黾樱?，再通過橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級(jí)電勢(shì)輸出，并用毫伏計(jì)或其他記錄儀表顯示出被測(cè)壓力，從而組成應(yīng)變片式壓力計(jì)。圖3-11應(yīng)變片壓力傳感器示意圖1—應(yīng)變筒；2—外殼；3—密封膜片2.應(yīng)變片壓力傳感器應(yīng)變片式壓力傳感器利用電993.壓阻式壓力傳感器

壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應(yīng)而構(gòu)成。采用單晶硅片為彈性元件，在單晶硅膜片上利用集成電路的工藝，在單晶硅的特定方向擴(kuò)散一組等值電阻，并將電阻接成橋路，單晶硅片置于傳感器腔內(nèi)。當(dāng)壓力發(fā)生變化時(shí)，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴(kuò)散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測(cè)壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號(hào)。工作原理圖3-12壓阻式壓力傳感器1—基座；2—單晶硅片；3—導(dǎo)環(huán)；4—螺母；5—密封墊圈；6—等效電阻特點(diǎn)

精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)高、遲滯小、尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單；

便于實(shí)現(xiàn)顯示數(shù)字化；

可以測(cè)量壓力，稍加改變，還可以測(cè)量差壓、高度、速度、加速度等參數(shù)。3.壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器利用1004.電容式壓力變送器

電容式壓力變送器是一種開環(huán)檢測(cè)儀表，具有結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強(qiáng)、可靠性好、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，其輸出信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA（DC）電流信號(hào)。

工作原理圖3-13電容式差壓變送器原理圖1—隔離膜片；2，7—固定電極；3—硅油；4—測(cè)量膜片；5—玻璃層；6—底座；8—引線先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測(cè)量。

4.電容式壓力變送器電容式壓力變送器是一種開101電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器102結(jié)論：(1)相對(duì)變化值與被測(cè)差壓成線性關(guān)系。

(2)與介電常數(shù)無關(guān),可大大減小溫度對(duì)變送器的影響。(3)與有關(guān)。愈小，靈敏度越高。結(jié)論：(1)相對(duì)變化值與被測(cè)差壓103《化工儀表及自動(dòng)化》第3章1課件104美國費(fèi)希爾-羅斯蒙特公司的3051C型智能差壓變送器四、智能型壓力變送器

智能型壓力或差壓變送器是在普通壓力或差壓傳感器的基礎(chǔ)上增加微處理器電路而形成的智能檢測(cè)儀表。美國費(fèi)希爾-羅斯蒙特公司的3051C型智能差壓變送器四、智能105圖3-15手持通信器的連接示意圖

3051C型智能差壓變送器所用的手持通信器為275型，帶有鍵盤及液晶顯示器。可以接在現(xiàn)場(chǎng)變送器的信號(hào)端子上，就地設(shè)定或檢測(cè)，也可以在遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的控制室中，接在某個(gè)變送器的信號(hào)線上進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)定及檢測(cè)。

實(shí)現(xiàn)的功能（1）組態(tài)（2）測(cè)量范圍的變更（3）變送器的校準(zhǔn)（4）自診斷

圖3-15手持通信器的連接示意圖3051C型106五、壓力計(jì)的選用及安裝1.壓力計(jì)的選用

壓力計(jì)的選用應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)過程對(duì)壓力測(cè)量的要求，結(jié)合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析，一般考慮以下幾個(gè)問題。儀表類型的選用

儀表精度等級(jí)的選取

儀表測(cè)量范圍的確定

五、壓力計(jì)的選用及安裝1.壓力計(jì)的選用壓力計(jì)107舉例

例3某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28MPa，測(cè)量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察，并能高低限報(bào)警，試正確選用一臺(tái)壓力表，指出型號(hào)、精度與測(cè)量范圍。

解由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力脈動(dòng)較大，所以選擇儀表的上限值為

根據(jù)就地觀察及能進(jìn)行高低限報(bào)警的要求，由本章附錄一，可查得選用YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa。舉例例3某臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力范圍為25～28108由于，故被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的1/3，這是允許的。另外，根據(jù)測(cè)量誤差的要求，可算得允許誤差為所以，精度等級(jí)為1.5級(jí)的儀表完全可以滿足誤差要求。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX-150型電接點(diǎn)壓力表，測(cè)量范圍為0～60MPa，精度等級(jí)為1.5級(jí)。

由于，故被測(cè)壓力的最小值不低于滿量程的1092.壓力計(jì)的安裝

（1）測(cè)壓點(diǎn)的選擇

應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真實(shí)大小。①要選在被測(cè)介質(zhì)直線流動(dòng)的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。②測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)的壓力時(shí)，應(yīng)使取壓點(diǎn)與流動(dòng)方向垂直，取壓管內(nèi)端面與生產(chǎn)設(shè)備連接處的內(nèi)壁應(yīng)保持平齊，不應(yīng)有凸出物或毛刺。③測(cè)量液（氣）體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)在管道下（上）部，使導(dǎo)壓管內(nèi)不積存氣（液）體。2.壓力計(jì)的安裝（1）測(cè)壓點(diǎn)的選擇應(yīng)能反映被測(cè)壓力的真110（2）導(dǎo)壓管鋪設(shè)

①導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6～10mm，長度應(yīng)盡可能短，最長不得超過50m，以減少壓力指示的遲緩。如超過50m，應(yīng)選用能遠(yuǎn)距離傳送的壓力計(jì)。②導(dǎo)壓管水平安裝時(shí)應(yīng)保證有1:10～1:20的傾斜度，以利于積存于其中之液體（或氣體）的排出。③當(dāng)被測(cè)介質(zhì)易冷凝或凍結(jié)時(shí)，必須加設(shè)保溫伴熱管線。④取壓口到壓力計(jì)之間應(yīng)裝有切斷閥，以備檢修壓力計(jì)時(shí)使用。切斷閥應(yīng)裝設(shè)在靠近取壓口的地方。（2）導(dǎo)壓管鋪設(shè)①導(dǎo)壓管粗細(xì)要合適，一般內(nèi)徑為6111③測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測(cè)壓元件接觸[圖3-17（a）］；對(duì)于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測(cè)量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐，右圖（b）表示了被測(cè)介質(zhì)密度ρ2大于和小于隔離液密度ρ1的兩種情況。圖3-17壓力計(jì)安裝示意圖１—壓力計(jì)；２—切斷閥門；３—凝液管；４—取壓容器（3）壓力計(jì)的安裝①壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。②安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響。③測(cè)量蒸汽壓力時(shí)，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接112④壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。⑤當(dāng)被測(cè)壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)，對(duì)由此高度而引起的測(cè)量誤差應(yīng)按Δp＝±Hρg進(jìn)行修正。式中H為高度差，ρ為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度。⑥為安全起見，測(cè)量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外，安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。④壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，113第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表一、概述

介質(zhì)流量是控制生產(chǎn)過程達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和安全生產(chǎn)以及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算所必需的一個(gè)重要參數(shù)。

流量大?。簡挝粫r(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量的大小，即瞬時(shí)流量。

總量：在某一段時(shí)間內(nèi)流過管道的流體流量的總和，即瞬時(shí)流量在某一段時(shí)間內(nèi)的累計(jì)值。定義第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表一、概述介質(zhì)流量是控1141.速度式流量計(jì)

以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速作為測(cè)量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。

2.容積式流量計(jì)

以單位時(shí)間內(nèi)所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測(cè)量依據(jù)來計(jì)算流量的儀表。3.質(zhì)量流量計(jì)

以測(cè)量流體流過的質(zhì)量M為依據(jù)的流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)分直接式和間接式兩種。分類質(zhì)量流量M體積流量Q如以t表示時(shí)間，則流量和總量之間的關(guān)系是

1.速度式流量計(jì)以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速作為測(cè)量1151.節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式（1）節(jié)流現(xiàn)象流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。

二、差壓式流量計(jì)

差壓式（也稱節(jié)流式）流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。

1.節(jié)流現(xiàn)象與流量基本方程式（1）節(jié)流現(xiàn)象流體在有116圖3-17孔板裝置及壓力、流速分布圖圖3-17孔板裝置及壓力、流速分布圖117（2）流量基本方程式

流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關(guān)系的基本流量公式。它是根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程式推導(dǎo)而得的?？梢钥闯觯阂懒髁颗c壓差的確切關(guān)系，關(guān)鍵在于α的取值。

流量與壓力差ΔP的平方根成正比。

2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置國內(nèi)外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標(biāo)準(zhǔn)化，并稱為“標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置”。

標(biāo)準(zhǔn)化的具體內(nèi)容包括節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、加工要求、取壓方法、使用條件等。（2）流量基本方程式流量基本方程式是闡明流量與118孔板

噴嘴

文丘里管

標(biāo)準(zhǔn)孔板是最為簡單和典型的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置?？装鍑娮煳那鹄锕軜?biāo)準(zhǔn)孔板是最為簡單和典型的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置119標(biāo)準(zhǔn)孔板及其安裝方法標(biāo)準(zhǔn)孔板及其安裝方法1203.取壓方式不同的節(jié)流裝置應(yīng)采用不同的取壓方式。

標(biāo)準(zhǔn)孔板的取壓方式有角接取壓、法蘭取壓和徑距取壓（D-D/2取壓），其中角接取壓又分環(huán)室取壓和單獨(dú)鉆孔取壓。

流向流向流向環(huán)室取壓單獨(dú)鉆孔取壓

法蘭取壓

標(biāo)準(zhǔn)孔板的幾種取壓方式

3.取壓方式不同的節(jié)流裝置應(yīng)采用不同的取壓方式。121法蘭取壓環(huán)室取壓單獨(dú)鉆孔取壓1-1—角接取壓；2-2—法蘭取壓；3-3—徑距取壓；4-4—縮流取壓；5-5—管接取壓法蘭取壓環(huán)室取壓單獨(dú)鉆孔取壓1-1—角接取壓；2-2—法蘭取122由節(jié)流裝置、差壓引壓導(dǎo)管及差壓計(jì)（或差壓變送器）等組成。4.節(jié)流式流量測(cè)量系統(tǒng)

節(jié)流裝置是將被測(cè)流體的流量值變換成差壓信號(hào)Δp，由壓力信號(hào)管路輸送到差壓變送器(或差壓計(jì))。被測(cè)流量與差壓Δp成平方根關(guān)系，是非線性的，為了得到線性刻度，可加開方運(yùn)算電路或加開方器。流量變送器帶有開方運(yùn)算，變送器的輸出電流就與流量成線性關(guān)系。顯示儀表顯示流量的大小。由節(jié)流裝置、差壓引壓導(dǎo)管及差壓計(jì)（或差壓變送器）等組1235.差壓式流量計(jì)的測(cè)量誤差

不僅需要合理的選型、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算和加工制造，更要注意正確的安裝、維護(hù)和符合使用條件等，才能保證差壓式流量計(jì)有足夠的實(shí)際測(cè)量精度。注意誤差產(chǎn)生的原因被測(cè)流體工作狀態(tài)的變動(dòng)。節(jié)流裝置安裝不正確?？装迦肟谶吘壍哪p。導(dǎo)壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象。差壓計(jì)安裝或使用不正確。5.差壓式流量計(jì)的測(cè)量誤差不僅需要合理的選型、準(zhǔn)124圖3-20測(cè)量液體流量時(shí)的取壓點(diǎn)位置

圖3-21測(cè)量液體流量時(shí)的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—放空閥；4—平衡閥；5—差壓變送器；6—貯氣罐；7—切斷閥圖3-20測(cè)量液體流量時(shí)的取壓點(diǎn)位置圖3-21測(cè)量液體125圖3-22測(cè)量氣體流量時(shí)的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管；3—差壓變送器；4—貯液罐；5—排放閥圖3-23測(cè)量蒸汽流量的連接圖1—節(jié)流裝置；2—凝液罐；3—引壓導(dǎo)管；4—排放閥；5—差壓變送器；6—平衡閥圖3-22測(cè)量氣體流量時(shí)的連接圖1—節(jié)流裝置；2—引壓導(dǎo)管126圖3-24差壓計(jì)閥組安裝示意圖1，2—切斷閥；3—平衡閥圖3-25隔離罐的兩種形式

由引壓導(dǎo)管接至差壓計(jì)或變送器前，必須安裝切斷閥1、2和平衡閥3，構(gòu)成三閥組，如圖3-24所示。測(cè)量腐蝕性（或因易凝固不適宜直接進(jìn)入差壓計(jì)）的介質(zhì)流量時(shí)，必須采取隔離措施。常用的兩種隔離罐形式如圖3-25所示。

圖3-24差壓計(jì)閥組安裝示意圖1，2—切斷閥；3—平衡閥圖127三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.工作原理

以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測(cè)量流量的大小，即轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量測(cè)量方法。圖3-26轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理圖三、轉(zhuǎn)子流量計(jì)1.工作原理以壓降不變，利用節(jié)流面128轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是由上式可得根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可以判斷被測(cè)介質(zhì)的流量大小或?qū)⑸鲜酱鷵Q可得或流量與浮子高度h之間的關(guān)系近似線性。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)中轉(zhuǎn)子的平衡條件是由上式可得根據(jù)轉(zhuǎn)子浮起的高度就可129轉(zhuǎn)子流量計(jì)有兩大類：

直讀式轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由玻璃錐形管、浮子和支撐結(jié)構(gòu)組