過(guò)控第三章檢測(cè)儀表(共104張PPT)

主要內(nèi)容

3.1概述3.2檢測(cè)儀表的工作特性3.3測(cè)量誤差3.4溫度檢測(cè)與變送3.5壓力檢測(cè)與變送3.6流量檢測(cè)與變送3.7物位檢測(cè)與變送3.8智能檢測(cè)類(lèi)儀表3.9煤礦常用檢測(cè)類(lèi)儀表第三章過(guò)程參數(shù)檢測(cè)儀表第1頁(yè)，共104頁(yè)。傳感器變送器顯示器A/D被測(cè)參數(shù)3.1概述----檢測(cè)儀表的組成電信號(hào)控制器目的：達(dá)到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或不同廠家生產(chǎn)的儀表能夠共同使用在同一控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。（QDZ）下限（QDZ）上限20kPa(0.2Kgf/cm2)100kPa(1Kgf/cm2)儀表類(lèi)型DC電流信號(hào)負(fù)載電阻DDZ-Ⅲ４-２０mA或(1-5v)２５０－７５０歐DDZ-Ⅱ0-10mA或(0-10v)０－１０００歐標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)第2頁(yè)，共104頁(yè)。電動(dòng)儀表信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的使用現(xiàn)場(chǎng)與控制室儀表之間采用直流電流信號(hào)

優(yōu)點(diǎn)：直流比交流干擾少直流信號(hào)對(duì)負(fù)載的要求簡(jiǎn)單電流比電壓更利于遠(yuǎn)傳信息缺點(diǎn)：多個(gè)儀表接收同一電流信息，它們必須串聯(lián)。要求：·接收儀表輸入電阻小·任何一個(gè)儀表在拆離信號(hào)回路之前首先要把該儀表的兩個(gè)輸入端短接，否則其它儀表將會(huì)因電流中斷而失去信號(hào)·儀表無(wú)公共接地點(diǎn)，須浮空工作變送器發(fā)送者rrIoRL1RL2負(fù)載接受者現(xiàn)場(chǎng)控制室第3頁(yè)，共104頁(yè)。3.2檢測(cè)儀表工作特性檢測(cè)儀表的工作特性-----能滿(mǎn)足被測(cè)參數(shù)測(cè)量和系統(tǒng)運(yùn)行需要而應(yīng)具有的儀表輸入/輸出特性。通過(guò)量程與零點(diǎn)的調(diào)整與遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)。

傳感器的基本特性：獨(dú)立，敏感，穩(wěn)定。

第4頁(yè)，共104頁(yè)。被測(cè)參數(shù)經(jīng)傳感器進(jìn)入變送器，經(jīng)變送器輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。兩者

為單值關(guān)系且呈一定比例關(guān)系。被測(cè)量量程

被測(cè)量上、下限偏差值to變送單元傳遞特性3.2檢測(cè)儀表工作特性標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出上、下限偏差第5頁(yè)，共104頁(yè)。變送器的信號(hào)傳輸方式二線制滿(mǎn)足的條件：第6頁(yè)，共104頁(yè)。一、變送器的構(gòu)成原理測(cè)量部分

放大器反饋部分

x測(cè)量部分Ki變送器的組成：zi放大器Koy反饋部分Kfzf+－零點(diǎn)調(diào)整零點(diǎn)遷移+z0關(guān)鍵環(huán)節(jié)：第7頁(yè)，共104頁(yè)。當(dāng)滿(mǎn)足KoKf>>1的條件時(shí)輸入輸出關(guān)系

xKiziKoyKfzf+－+z0?y=第8頁(yè)，共104頁(yè)。如果，[ymin，ymax]與[xmin，xmax]，如何調(diào)整？1.調(diào)整Ki、Kf可以改變線性關(guān)系的斜率，調(diào)試會(huì)影響零點(diǎn)2.調(diào)整z0可以改變零點(diǎn)，同時(shí)也會(huì)引起線性關(guān)系的平移第9頁(yè)，共104頁(yè)。1.量程調(diào)整

量程調(diào)整相當(dāng)于改變變送器的輸入輸出特性的斜率，也就是改變變送器輸出信號(hào)y與輸入信號(hào)x之間的比例系數(shù)xyxminxmaxyminymax使變送器的輸出信號(hào)上限值ymax與測(cè)量范圍的上限值xmax相對(duì)應(yīng)二、變送器的一些共性問(wèn)題

第10頁(yè)，共104頁(yè)。量程調(diào)整的方法

改變反饋部分的反饋系數(shù)Kf

改變測(cè)量部分轉(zhuǎn)換系數(shù)Ki

Kf↑Ki↑量程

量程

↑↓第11頁(yè)，共104頁(yè)。2.零點(diǎn)調(diào)整零點(diǎn)調(diào)整的方法

調(diào)Z0使變送器的輸出信號(hào)下限值ymin與測(cè)量范圍的下限值xmin=0相對(duì)應(yīng)xy0xmaxyminymax第12頁(yè)，共104頁(yè)。3.零點(diǎn)遷移使變送器的輸出信號(hào)下限值ymia與測(cè)量范圍的下限值xmin相對(duì)應(yīng)，在xmin=0時(shí)，稱(chēng)為零點(diǎn)調(diào)整，在xmin≠0時(shí)，稱(chēng)為零點(diǎn)遷移當(dāng)測(cè)量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋徽?，稱(chēng)為正遷移；當(dāng)測(cè)量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋回?fù)值，稱(chēng)為負(fù)遷移·零點(diǎn)調(diào)整使變送器的測(cè)量起始點(diǎn)為零·零點(diǎn)遷移是把測(cè)量的起始點(diǎn)由零遷移到某一數(shù)值:xminxyxmaxyminymax0xmaxxminxmax零點(diǎn)遷移的方法調(diào)Z0xq=0“零遷移”xq>0“正遷移”xq<0“負(fù)遷移”只與工作的起始點(diǎn)有關(guān)，而與量程和km無(wú)關(guān)。第13頁(yè)，共104頁(yè)。按誤差出現(xiàn)規(guī)律：系統(tǒng)誤差隨機(jī)誤差緩變誤差（元件老化或漂移引起）疏忽誤差粗大誤差（刻度）按誤差出現(xiàn)原因：工具誤差方法誤差按誤差時(shí)間關(guān)系：靜態(tài)誤差動(dòng)態(tài)誤差3.3測(cè)量誤差---分類(lèi)按誤差本身：絕對(duì)誤差相對(duì)誤差歸算誤差按儀表使用條件：基本誤差附加誤差第14頁(yè)，共104頁(yè)。真值：被測(cè)量的真實(shí)取值。3.3測(cè)量誤差---概念讀數(shù)絕對(duì)誤差：儀表讀數(shù)真實(shí)值（真值實(shí)際無(wú)法測(cè)量，為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值）處理方法：a.被測(cè)參數(shù)到儀表之間經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換時(shí)造成；b.使用條件不同.產(chǎn)生原因：“校驗(yàn)”，即用精確度高的標(biāo)準(zhǔn)儀表和實(shí)測(cè)儀表，在相同條件下，對(duì)同一參數(shù)測(cè)量，再做比較。第15頁(yè)，共104頁(yè)。讀數(shù)的相對(duì)誤差：3.3測(cè)量誤差---概念儀表的最大絕對(duì)誤差

：第16頁(yè)，共104頁(yè)。儀表的相對(duì)誤差“折含誤差”S：絕對(duì)誤差相對(duì)儀表量程的百分比。?。闇p少儀表讀數(shù)誤差，儀表應(yīng)盡量工作在量程的70%-80%。注：3.3測(cè)量誤差第17頁(yè)，共104頁(yè)。儀表精度等級(jí)：

按國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的允許誤差大小劃分成的等級(jí)。精度等級(jí)常以一定符號(hào)內(nèi)的數(shù)字標(biāo)明，在儀表面上。我國(guó)儀表精度等級(jí)為：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等級(jí)數(shù)越小，精度越高。

校驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)表多為0.1，0.2級(jí)；工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)多為低于0.4~0.5級(jí)。例：某儀表的精度等級(jí)為1.5，則允許誤差為±1.5%3.3測(cè)量誤差第18頁(yè)，共104頁(yè)。儀表靈敏度η：

儀表指針的線位移或角位移△α比位移對(duì)被測(cè)參數(shù)的變化△X之比。反映儀表對(duì)被測(cè)參數(shù)變化的敏感程度。3.3測(cè)量誤差

提高靈敏度≠提高精確度！！放大標(biāo)尺范圍或減小分格值不能提高靈敏度，儀表精度??！第19頁(yè)，共104頁(yè)。①圓形表用角位移：②直線形表用直線位移：例:量程0~200滿(mǎn)量程指針超過(guò)270℃滿(mǎn)量程移動(dòng)距離40mm3.3測(cè)量誤差第20頁(yè)，共104頁(yè)。標(biāo)準(zhǔn)值0992023043985026047058008951000測(cè)量值01002003004005006007008009001000有一支溫度計(jì)，其量程范圍為0~1000℃,精度為0.5級(jí)，其標(biāo)尺上、下限偏轉(zhuǎn)角為270o。求：①△，△m；②基本誤差；③η△0+1-2-4+2-2-4-50+503.3測(cè)量誤差第21頁(yè)，共104頁(yè)。④對(duì)于202℃這一點(diǎn)，讀數(shù)相對(duì)誤差（示值誤差）對(duì)于895℃這一點(diǎn)，讀數(shù)相對(duì)誤差②精度為0.5①解：③3.3測(cè)量誤差第22頁(yè)，共104頁(yè)。處于同一熱平衡狀態(tài)的熱力學(xué)系統(tǒng)，都具有共同的宏觀性質(zhì)，則決定系統(tǒng)宏觀熱力學(xué)性質(zhì)的變量為溫度。溫度----表征物體冷熱程度的物理量3.4溫度檢測(cè)與變送---概念第23頁(yè)，共104頁(yè)。名稱(chēng)符號(hào)單位絕對(duì)零點(diǎn)冰融點(diǎn)水沸點(diǎn)人體體溫華氏F℉-459.6732212100攝氏C℃-273.15010037.5開(kāi)氏TK0273.15373.15

F=1.8℃+32

K=℃+373.15溫標(biāo)：將溫度數(shù)值化的一套規(guī)則和方法。3.4溫度檢測(cè)與變送---概念第24頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---分類(lèi)類(lèi)型型式原理測(cè)溫范圍(℃)準(zhǔn)確度(℃)特點(diǎn)常用種類(lèi)接觸式膨脹式膨脹-200~6500.1~5結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度慢，適于就地測(cè)量汞溫度計(jì)雙金屬式溫度計(jì)壓力表式壓力-20~6000.5~5具有防爆能力，響應(yīng)速度慢，測(cè)量精度低，適于遠(yuǎn)距離傳送液體壓力溫度計(jì)蒸汽壓力溫度計(jì)熱電阻熱阻效應(yīng)-200~8500.01~5響應(yīng)速度較快，測(cè)量精度高，適于低、中溫度測(cè)量，輸出信號(hào)能遠(yuǎn)距離傳送鉑電阻溫度計(jì)銅電阻溫度計(jì)熱敏電阻溫度計(jì)熱電偶熱電效應(yīng)-200~18002~10響應(yīng)速度快，測(cè)量精度高，線性度差，適于中、高溫度測(cè)量，輸出信號(hào)能遠(yuǎn)距離傳送N型、K型、E型、J型、T型、B型等非接觸式輻射式熱輻射100~30001~20響應(yīng)速度快，線性度差，適于中、高溫度測(cè)量，測(cè)量精度易受環(huán)境影響輻射溫度計(jì)光電高溫計(jì)紅外測(cè)溫計(jì)第25頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---分類(lèi)舉例膨脹式溫度計(jì)---基于物體受熱時(shí)產(chǎn)生體積膨脹.雙金屬式溫度計(jì)--用兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起制成螺旋形。溫度越高，產(chǎn)生的膨脹長(zhǎng)度差越大，引起的彎曲角度越大。第26頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---分類(lèi)舉例輻射式溫度計(jì)---根據(jù)物體的熱輻射特性，物體的輻射能通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡聚焦到檢測(cè)元件，再通過(guò)熱敏元件或光敏元件將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路，輸出與被測(cè)溫度相對(duì)應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同溫度范圍的測(cè)量。第27頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---分類(lèi)舉例原理:由光學(xué)玻璃透鏡聚集能量，經(jīng)硅光電池實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換。參數(shù):測(cè)溫范圍為700-2000℃;基本誤差在1500℃以下時(shí)為±0.7%，在1500℃以上時(shí)為1%;穩(wěn)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小于1ms。應(yīng)用:高溫測(cè)量。高溫輻射溫度計(jì)第28頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---分類(lèi)舉例原理:由鍺濾光片或鍺透鏡和半導(dǎo)體熱敏電阻構(gòu)成.參數(shù):接受波長(zhǎng)為2~15μm的輻射能，測(cè)溫范圍為0~200℃。其基本誤差為±1%，響應(yīng)時(shí)間為1s。低溫輻射溫度計(jì)第29頁(yè)，共104頁(yè)。將兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體或半導(dǎo)線在其端點(diǎn)實(shí)現(xiàn)物理接觸；當(dāng)回路兩端溫度不同時(shí)，回路中出現(xiàn)電勢(shì)差。AB熱電偶產(chǎn)生的直流熱電勢(shì)與溫度有準(zhǔn)確的單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，且幅值不超過(guò)幾十毫伏。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶熱電偶------基于熱電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè).第30頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶熱電偶的熱電特性----當(dāng)熱電偶材質(zhì)確定且冷端溫度恒定時(shí)，熱端溫度與熱電動(dòng)勢(shì)之間呈單值函數(shù)關(guān)系在實(shí)際使用中，只要保持冷端溫度為t0，根據(jù)儀表測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)EAB(t,t0)，就計(jì)算出被測(cè)溫度t或者通過(guò)分度表查出所對(duì)應(yīng)的被測(cè)溫度t。第31頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶（＞500℃）冷端熱端AB熱電偶的總熱電動(dòng)勢(shì)=接觸電動(dòng)勢(shì)+溫差電動(dòng)勢(shì)(很小)（1）熱電偶的測(cè)溫原理：熱電效應(yīng)第32頁(yè)，共104頁(yè)。三點(diǎn)結(jié)論：1）電極材料相同，總電勢(shì)為零；2）冷、熱端溫度相同，總電勢(shì)為零；3）溫度相同，電極材料不同，熱電勢(shì)不同。(不同熱電偶在相同溫度下熱電勢(shì)不同)（2）熱電勢(shì)的檢測(cè)與第三導(dǎo)體定律當(dāng)有第三導(dǎo)體定律：只要第三導(dǎo)體兩接點(diǎn)溫度相同，回路中熱電勢(shì)不變第33頁(yè)，共104頁(yè)。（3）冷端延伸與等值替換原理為什么要延伸？補(bǔ)償導(dǎo)線的作用？等值替換的條件：熱電回路的總熱電勢(shì)：→因而有依據(jù)則有結(jié)論：將滿(mǎn)足的補(bǔ)償導(dǎo)線代替熱電偶使冷端延伸，不會(huì)改變熱電偶的熱電勢(shì)補(bǔ)償導(dǎo)線的連接示意圖第34頁(yè)，共104頁(yè)。（4）標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及其補(bǔ)償導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)熱電偶：熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、型號(hào)（分度號(hào)）按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（IEC)統(tǒng)一規(guī)定。C為補(bǔ)償，X為延伸我國(guó)部分標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶及其補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶配套的補(bǔ)償導(dǎo)線（絕緣層著色）分度號(hào)熱電偶材料①測(cè)溫范圍/℃型號(hào)②正極材料負(fù)極材料長(zhǎng)期短期S鉑銠10

－鉑③0～13001600SC銅（紅）銅鎳（綠）B鉑銠30－鉑銠6

0～16001800BC銅（紅）銅（灰）K鎳鉻－鎳硅－50～10001300KX鎳鉻（紅）鎳硅（黑）T銅－康銅－200～300350TX銅（紅）康銅（白）（5）熱電偶的冷端溫度校正為什么要校正？1）查表法：示例：K型熱偶，測(cè)t,冷端溫度測(cè)得E(t,30)=21.995mV,E(30,0)=1.203mV,經(jīng)計(jì)算：E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=23.198m，反查分度表：t=560℃第35頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶冷端溫度補(bǔ)償---熱電偶只有在冷端溫度保持不變時(shí)，才能保證熱電動(dòng)勢(shì)與被測(cè)溫度之間呈單值函數(shù)關(guān)系。---熱電偶的分度表一般是在冷端溫度t0=0℃情況下測(cè)定。熱電偶的冷端必須保持恒定（0℃），以避免測(cè)量誤差。查分度表求得

測(cè)量的熱電動(dòng)勢(shì)第36頁(yè)，共104頁(yè)。冷端處理方法一:用冰水混合物保持在0℃3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶第37頁(yè)，共104頁(yè)。用冷端補(bǔ)償電橋來(lái)補(bǔ)償：用Rcu設(shè)計(jì)和Rp配合實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。熱敏銅質(zhì)電阻電位器3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶冷端處理方法二:電橋補(bǔ)償法第38頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶第39頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶常用工業(yè)熱電偶類(lèi)型

熱電偶名稱(chēng)分度號(hào)測(cè)溫范圍（℃）特點(diǎn)適用場(chǎng)合鉑銠10-鉑S0~1700熱電性能穩(wěn)定，抗氧化性強(qiáng)，測(cè)溫范圍廣，測(cè)量精度高，線性差，價(jià)格高精密測(cè)量；有氧化性、惰性氣體環(huán)境鉑銠30-鉑銠6B0~1700測(cè)溫上限高，穩(wěn)定性好，抗氧化性強(qiáng)，線性較差，價(jià)格高高溫測(cè)量；不適用于還原性氣體環(huán)境鎳鉻-鎳硅K-200~+1300測(cè)溫范圍寬、線性好、熱電動(dòng)勢(shì)大，價(jià)格低，但穩(wěn)定性較B型或S型熱電偶差中高溫測(cè)量鎳鉻-康銅E-200~+1000熱電動(dòng)勢(shì)較大，耐磨蝕，價(jià)格低，中低溫測(cè)量穩(wěn)定性好中低溫測(cè)量；有氧化性、惰性氣體環(huán)境鐵-康銅J-200~+1300價(jià)格便宜，熱電動(dòng)勢(shì)較大化工過(guò)程溫度測(cè)量銅-康銅T-200~+400精度高，價(jià)格低，但銅易氧化低溫測(cè)量鎳鉻硅-鎳硅N-200~+1300在相同條件下，尤其在1100~1300℃的高溫條件下，高溫穩(wěn)定性及使用壽命較K型熱電偶好，性能與S型熱電偶近似，但價(jià)格較小在測(cè)溫范圍內(nèi)，有全面代替廉價(jià)金屬熱電偶和部分S型熱電偶的趨勢(shì)鉑銠13-鉑R0~1700與S型熱電偶性能相似，熱電動(dòng)勢(shì)較大S型熱電偶相似環(huán)境第40頁(yè)，共104頁(yè)。a.普通封裝：用不銹鋼管套增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度，用陶瓷管絕緣。b.鎧裝結(jié)構(gòu)：將導(dǎo)體陶瓷粉末穿于不銹鋼管中拉制成復(fù)合材料。熱慣性增大，測(cè)溫滯后時(shí)間增長(zhǎng)，不利于動(dòng)態(tài)響應(yīng)快速性。廉價(jià)導(dǎo)體不適用于腐蝕性和氧化環(huán)境中；貴重導(dǎo)體不適用于還原環(huán)境中。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶常用工業(yè)熱電偶結(jié)構(gòu)---保證可靠性，密封和隔離第41頁(yè)，共104頁(yè)。熱電偶及其接線盒3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶第42頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電偶熱電偶選型方法第43頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻利用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變的性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量電阻溫度系數(shù)

α描述溫度每變化1℃時(shí)熱電阻阻值的相對(duì)變化量。對(duì)于金屬熱電阻，α>0,即電阻值隨著溫度的升高而增加.對(duì)于半導(dǎo)體熱電阻，其溫度系數(shù)α可正可負(fù)，且線性度差.第44頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻不適用于測(cè)量體積小和溫度瞬變對(duì)象的溫度。熱電阻熱電偶較大空間的平均溫度點(diǎn)溫度冷端溫度補(bǔ)償與橋式電路配接中、低溫區(qū)穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高測(cè)溫上限高第45頁(yè)，共104頁(yè)。金屬熱電阻特性3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻①電阻溫度系數(shù)較大且穩(wěn)定，測(cè)溫靈敏度高；②電阻率大,在相同靈敏度下減小元件的尺寸；③電阻值與溫度之間呈單值關(guān)系；④具有化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性。第46頁(yè)，共104頁(yè)。0200400600800-2001234CuPtNit/℃價(jià)格便宜，線性程度好，但溫度高易于氧化。精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠、耐氧化能力強(qiáng)、測(cè)溫范圍寬。但電阻溫度系數(shù)比較小，電阻值與溫度之間呈非線性關(guān)系，且價(jià)格較貴。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻第47頁(yè)，共104頁(yè)。熱電阻接入結(jié)構(gòu)一:二線制熱電阻位于熱溫現(xiàn)場(chǎng)，而儀表顯示或變送位于遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的部分，兩者之間的連線電阻會(huì)對(duì)熱電阻精度構(gòu)成影響。理想值r的影響不容忽視。誤差3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻實(shí)際值第48頁(yè)，共104頁(yè)。電橋平衡時(shí)：3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻熱電阻接入結(jié)構(gòu)二:三線制

避免或減少導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)溫的影響.第49頁(yè)，共104頁(yè)。電阻絲在支架上繞制，由玻璃或陶瓷作外保護(hù)層，防止有害氣體腐蝕和氧化。繞制中采用中間對(duì)折雙繞方式，避免感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻熱電阻實(shí)用結(jié)構(gòu)第50頁(yè)，共104頁(yè)。半導(dǎo)體熱敏電阻靈敏度高；體積??；反應(yīng)快速；且Rt>>R（連線電阻），可以采用長(zhǎng)距離連線；互換性、穩(wěn)定性不好，有非線性；應(yīng)用受限。3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻由多種金屬氧化物按比例燒結(jié)成的半導(dǎo)體構(gòu)成。第51頁(yè)，共104頁(yè)。04080120160180107106105104103102101半導(dǎo)體熱敏電阻特性PTC正溫度系數(shù):在某區(qū)段靈敏度高，適于位式溫度傳感器。NTC負(fù)溫度系數(shù):線性度好，用于連續(xù)變化溫度場(chǎng)合.PTC3.4溫度檢測(cè)與變送---熱電阻第52頁(yè)，共104頁(yè)。1）采用低漂移，高增益的線性集成放大電路作為主放大器，線路可靠，穩(wěn)定性強(qiáng)。一標(biāo):煤安標(biāo)志，由煤科總院安標(biāo)辦統(tǒng)一檢驗(yàn)發(fā)放。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶：熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系、允許誤差、型號(hào)（分度號(hào)）按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（IEC)統(tǒng)一規(guī)定。第16頁(yè)，共104頁(yè)。第10頁(yè)，共104頁(yè)。三證：①《防爆合格證》；質(zhì)量流量:流體數(shù)量用體積表示qm=ρ·v·A(kg/h)第11頁(yè)，共104頁(yè)。第64頁(yè)，共104頁(yè)。0-10mA或(0-10v)第67頁(yè)，共104頁(yè)。儀表的相對(duì)誤差“折含誤差”S：③電阻值與溫度之間呈單值關(guān)系；功能：與各種熱電偶、熱電阻配合使用，將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電流（電壓），作為顯示儀表，調(diào)節(jié)器或計(jì)算機(jī)模擬輸入采集的輸入，以實(shí)現(xiàn)被測(cè)溫度的顯示、記錄或控制。3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器特點(diǎn)：1）采用低漂移，高增益的線性集成放大電路作為主放大器，線路可靠，穩(wěn)定性強(qiáng)。2）在熱電偶、熱電阻變送器中采用線性化電路,使變送器輸出信號(hào)呈線性關(guān)系。3）采用安全火花防爆措施（本安），適用于具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)合中溫度或直流毫伏信號(hào)的檢測(cè)。4）采用直流24V.DC集中供電，變送器內(nèi)無(wú)電源，實(shí)現(xiàn)“二線制”接入。第53頁(yè)，共104頁(yè)。4-20mA.DC輸出溫度變送器結(jié)構(gòu)圖3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器第54頁(yè)，共104頁(yè)。輸入電路零點(diǎn)遷移電路反饋電路放大單元濾波限流用于零點(diǎn)調(diào)整量程調(diào)整3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器信號(hào)輸入電路、零點(diǎn)遷移（調(diào)整）反饋電路組成。（1）量程單元----直流毫伏量程單元第55頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器第56頁(yè)，共104頁(yè)。實(shí)現(xiàn)熱電偶的冷端補(bǔ)償、零點(diǎn)遷移、量程調(diào)整和線性化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)輸出電流（電壓）與溫度成比例關(guān)系。（2）量程單元----熱電偶量程單元3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器第57頁(yè)，共104頁(yè)。線性化（分段線性化）:通過(guò)負(fù)反饋回路，控制VD3-VD5調(diào)整反饋強(qiáng)度和降壓系數(shù)來(lái)改變各段斜率。量程調(diào)整冷端補(bǔ)償零點(diǎn)調(diào)節(jié)3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器第58頁(yè)，共104頁(yè)。在反饋電路中制作一個(gè)與熱電偶非線性相等或相近的電路實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償，使u與t成比例。負(fù)反饋3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器第59頁(yè)，共104頁(yè)。VD1~VD4限壓，以確保安全防爆要求。三線制接法，并在必要情況下線性化。對(duì)于鉑電阻，存在非線性，因此，產(chǎn)生凹函數(shù)以便補(bǔ)償。對(duì)于銅電阻，本身呈近似線性，則不需要線性化措施。由零點(diǎn)調(diào)整橋路，反饋回路組成。（3）量程單元----熱電阻量程單元3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器第60頁(yè)，共104頁(yè)。正反饋3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器第61頁(yè)，共104頁(yè)。（2）放大單元3.4溫度檢測(cè)與變送---DDZ-Ⅲ溫度變送器第62頁(yè)，共104頁(yè)。3.4溫度檢測(cè)與變送---溫度儀表選型第63頁(yè)，共104頁(yè)。壓力：均勻垂直作用在單位面積上的力。絕對(duì)壓力P:物體所承受的實(shí)際壓力絕對(duì)真空Po=0環(huán)境大氣壓力Patm真空度：大氣壓力與低于大氣壓時(shí)的絕對(duì)壓力之差。Pv-Patm<0表壓力：高于大氣壓力時(shí)絕對(duì)壓力與大氣壓之差。Pg-Patm>0高壓側(cè)--“正壓”側(cè)低壓側(cè)--“負(fù)壓”側(cè)3.5壓力檢測(cè)與變送---概念第64頁(yè)，共104頁(yè)。帕斯卡：----1N力垂直作用在1m2面積上所形成的壓力。工程大氣壓：3.5壓力檢測(cè)與變送---概念第65頁(yè)，共104頁(yè)。(1)彈性式壓力檢測(cè)原理：根據(jù)彈性元件在彈性限度內(nèi)受力變形的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成位移來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。要求：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低廉、精度高、有效測(cè)量范圍廣（0.98Pa-100MPa）、能遠(yuǎn)距離傳送信號(hào)。薄膜式彈簧管式波紋管式微壓和低壓的測(cè)量。高壓、中壓或真空度測(cè)量。3.5壓力檢測(cè)與變送---分類(lèi)第66頁(yè)，共104頁(yè)。彈簧管式薄膜式波紋管式3.5壓力檢測(cè)與變送---分類(lèi)(1)彈性式壓力檢測(cè)第67頁(yè)，共104頁(yè)。

被測(cè)壓力為負(fù)壓時(shí)，截面變扁，a變大，b變小；不銹鋼、磷青銅的彈簧管剛性大，用來(lái)測(cè)高溫；黃銅的彈簧管剛性小，可用以測(cè)低壓；測(cè)量范圍：0-0.006Mpa，0-1000MpaA端與被測(cè)壓力介質(zhì)導(dǎo)通，B封閉為自由端。彈簧管內(nèi)空，呈橢圓形。

被測(cè)壓力為正壓時(shí)，彈簧管截面橢圓變?yōu)閳A形，a減小，b增大，自由端產(chǎn)生位移，位移與壓力呈正比。原始越大，b越短，同樣壓力下的角位移越大，儀表靈敏度越高。3.5壓力檢測(cè)與變送---分類(lèi)(1)彈性式壓力檢測(cè)--單彈簧管

第68頁(yè)，共104頁(yè)。(2)電氣式壓力檢測(cè)原理：將被測(cè)壓力的變化轉(zhuǎn)換為電阻、電感、電容等電氣量變化，實(shí)現(xiàn)壓力間接測(cè)量。特點(diǎn)：反應(yīng)迅速、易于遠(yuǎn)距離傳送。耐高溫、耐腐蝕、耐沖擊。適用于快速變化，脈動(dòng)電壓及超高壓場(chǎng)合。3.5壓力檢測(cè)與變送---分類(lèi)壓電式:利用晶體的壓電效應(yīng)。電阻式:將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為電阻的變化量.

第69頁(yè)，共104頁(yè)。3.5壓力檢測(cè)與變送---壓力變送器(1)力矩平衡式壓力變送器1—測(cè)量膜片2—軸封膜片3—主杠桿4—矢量機(jī)構(gòu)5—量程調(diào)整螺釘6—連桿7—副杠桿8—銜鐵9—差動(dòng)變壓器10—反饋繞組11—放大器12—調(diào)零彈簧13—永久磁鋼第70頁(yè)，共104頁(yè)。(2)電容式壓力變送器3.5壓力檢測(cè)與變送---壓力變送器第71頁(yè)，共104頁(yè)。高壓低壓PH>PL(2)電容式壓力變送器3.5壓力檢測(cè)與變送---壓力變送器第72頁(yè)，共104頁(yè)。3.5壓力檢測(cè)與變送---壓力變送器第73頁(yè)，共104頁(yè)。3.5壓力檢測(cè)與變送---壓力變送器第74頁(yè)，共104頁(yè)。壓力、負(fù)壓、絕對(duì)壓力、差壓1.被測(cè)壓力種類(lèi)：溫度、粘度、腐蝕性、易燃、易爆2.被測(cè)介質(zhì)物理、化學(xué)性質(zhì)：被測(cè)介質(zhì)狀態(tài)：氣體、液體、固體、氣—固、氣—液、固—液就地記錄、指示；遠(yuǎn)傳；校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)3.測(cè)壓目的：3.5壓力檢測(cè)與變送---壓力表選型4.測(cè)壓變化范圍，確定量程：為保證彈性元件在彈性范圍內(nèi)，量程必須留有余地；穩(wěn)定時(shí)，最大壓力值不超過(guò)滿(mǎn)量程的2/3；波動(dòng)較大時(shí)，最大壓力值不超過(guò)滿(mǎn)量程的1/2；最小壓力值不低于滿(mǎn)量程的1/3；第75頁(yè)，共104頁(yè)。瞬時(shí)流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過(guò)管道橫截面的流體數(shù)量。體積流量：流體數(shù)量用體積表示qv=v·A（l/h）質(zhì)量流量:流體數(shù)量用體積表示qm=ρ·v·A(kg/h)管道中某一截面的流速截面積流體密度積累流量:某一時(shí)間段內(nèi)流過(guò)管道橫截面的流體總和。流量計(jì)計(jì)量表3.6流量檢測(cè)與變送---概念第76頁(yè)，共104頁(yè)。3.6流量檢測(cè)與變送---分類(lèi)體積流量檢測(cè)法

質(zhì)量流量檢測(cè)法

容積法:單位時(shí)間內(nèi)以標(biāo)準(zhǔn)固定體積對(duì)流動(dòng)介質(zhì)連續(xù)不斷地測(cè)量，以排出流體固定容積數(shù)來(lái)計(jì)算流量。

速度法:流體平均流速乘以管道截面積

直接法間接法:體積流量乘以流體的密度自動(dòng)計(jì)算得到第77頁(yè)，共104頁(yè)。原理：通過(guò)測(cè)量流體經(jīng)過(guò)固定小容積的次數(shù)來(lái)計(jì)量流量。

3.6流量檢測(cè)與變送---容積式流量計(jì)第78頁(yè)，共104頁(yè)。原理：利用體積流量與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為電脈沖數(shù)，確定流量。(1)葉輪式(2)渦輪式渦輪—葉片—永磁鐵—脈沖—流量。水輪發(fā)電機(jī)組葉輪—齒輪—減速器—指針；水表；精度在2級(jí)左右。3.6流量檢測(cè)與變送---速度式流量計(jì)第79頁(yè)，共104頁(yè)。流體以v1流動(dòng)，靜壓力為p‘1流經(jīng)孔板后，在A點(diǎn)流速達(dá)到最大v2，靜壓力最小p’2到B點(diǎn)流速恢復(fù)到v3，但靜壓力存在損失，為p’3流經(jīng)孔板流量越大，孔板前后靜壓差越大。3.6流量檢測(cè)與變送---差壓式流量計(jì)第80頁(yè)，共104頁(yè)。根據(jù)貝努利方程與能量守恒定律有：（不可壓縮流體)（截面積變化，引起V變化）流量與壓差成開(kāi)方關(guān)系（1）不可壓縮流體測(cè)量確定流量與壓差的關(guān)系來(lái)取流量3.6流量檢測(cè)與變送---差壓式流量計(jì)第81頁(yè)，共104頁(yè)。（2）可壓縮流體(如空氣、蒸汽、煙氣等)ε為膨脹系數(shù),ε<1α為流量系數(shù)，與節(jié)流裝置，取壓方式有關(guān)，可查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)。注：3.6流量檢測(cè)與變送---差壓式流量計(jì)第82頁(yè)，共104頁(yè)。-差壓流量變送器開(kāi)方運(yùn)算----采用電阻-穩(wěn)壓二極管的組合來(lái)分段線性化逼近非線性函數(shù)。ΔP=f(q)=q2通過(guò)差壓測(cè)得f()=φ()=Ir23.6流量檢測(cè)與變送---差壓式流量計(jì)第83頁(yè)，共104頁(yè)。原理：采用恒壓變截面原理。適用于Φ<200mm,垂直小流量測(cè)量。若F浮>FG,則轉(zhuǎn)子上升，流通面積增加，△P下降，F(xiàn)浮下降，使F浮與FG趨于平衡。F浮:轉(zhuǎn)子上下側(cè)壓力不同△P造成上托力；FG:轉(zhuǎn)子材質(zhì)ρ高于流體ρ，轉(zhuǎn)子重力等于轉(zhuǎn)子受到浮力轉(zhuǎn)子位置與被測(cè)物理流量對(duì)應(yīng)：3.6流量檢測(cè)與變送---轉(zhuǎn)子式流量計(jì)被測(cè)介質(zhì)的體積流量與浮子在錐管中的高度成近似線性關(guān)系，即流量越大，浮子所處的平衡位置越高第84頁(yè)，共104頁(yè)。原理：漩渦出現(xiàn)的頻率測(cè)量介質(zhì)流量。無(wú)需加開(kāi)方電路，便于計(jì)算采集。若h/l=0.281，漩渦產(chǎn)生穩(wěn)定周期現(xiàn)象，即漩渦頻率f穩(wěn)定。漩渦列間距漩渦間距3.6流量檢測(cè)與變送---旋渦式流量計(jì)第85頁(yè)，共104頁(yè)。3.6流量檢測(cè)與變送---質(zhì)量流量計(jì)利用流體在振動(dòng)管中流動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科氏力制成.壓電換能器出口側(cè)振動(dòng)信號(hào)相位超前于入口側(cè)振動(dòng)信號(hào)相位的規(guī)律，二種信號(hào)的相位差與流過(guò)的質(zhì)量流量成正比。測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于中小尺寸的管道中黏度和密度相對(duì)較大的流體的流量檢測(cè)。第86頁(yè)，共104頁(yè)。(1)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)性質(zhì)和測(cè)量目的選型(2)安裝：a.節(jié)流件安裝b.導(dǎo)管及壓差計(jì)的安裝。3.6流量檢測(cè)與變送---流量計(jì)選型第87頁(yè)，共104頁(yè)。連通器:利用連通器原理直接測(cè)得液位高度，適用于就地測(cè)量。3.7物位檢測(cè)與變送---直讀式在設(shè)備容器側(cè)壁開(kāi)窗口或設(shè)置旁通管方式，直接顯示物位的高度。適用于容器壓力不高和只需就地指示場(chǎng)合第88頁(yè)，共104頁(yè)。利用浮子隨液位的升降來(lái)反映液位的高度。3.7物位檢測(cè)與變送---浮力式第89頁(yè)，共104頁(yè)。利用電阻率相差較大的兩種介質(zhì)特性來(lái)測(cè)量液位。若導(dǎo)通，則采用氖燈顯示，表示液位高度。3.7物位檢測(cè)與變送---電接點(diǎn)式第90頁(yè)，共104頁(yè)。差壓式靜壓式注：儀表安裝引起的誤差，采用零點(diǎn)遷移清除。適用于開(kāi)口容器液位測(cè)量。適用于密封容器液位測(cè)量。3.7物位檢測(cè)與變送---壓力式物位計(jì)第91頁(yè)，共104頁(yè)。3.7物位檢測(cè)與變送---電容式物位計(jì)電容的變化量與液位高度之間的關(guān)系當(dāng)電容器的結(jié)構(gòu)尺寸和介質(zhì)特性一定時(shí)，電容變化量與液位高度成正比關(guān)系；而且容積中兩種介質(zhì)的介電常數(shù)之間差距越大，電容變化量也越大，即物位計(jì)的靈敏度越高。第92頁(yè)，共104頁(yè)。1檢測(cè)精度2工作條件3測(cè)量范圍