化工儀表及自動化參數(shù)檢測方法及儀表

第三章檢測儀表與傳感器壓力檢測方法及儀表本章內(nèi)容概述物位檢測方法及儀表流量檢測方法及儀表溫度檢測方法及儀表概述概述檢測儀表組成：概述檢測環(huán)節(jié):是檢出元件或傳感器，直接感受被測變量，并將它變換成適于測量的信號形式。轉(zhuǎn)換放大環(huán)節(jié):對信號進行轉(zhuǎn)換、放大等處理，并傳送給顯示部分進行指示或記錄。顯示部分:就地指示型儀表、單元組合型儀表、數(shù)字式顯示儀表

被測變量傳感器參數(shù)檢測的基本過程被測對象變送器顯示、控制儀表(裝置)檢測過程及誤差檢測過程檢測誤差誤差-------測量值和真實值之間的差值誤差產(chǎn)生的原因：選用的儀表精確度有限，實驗手段不夠完善、環(huán)境中存在各種干擾因素，以及檢測技術水平的限制等原因.概述系統(tǒng)誤差

-----------在同一測量條件下，對同一被測參數(shù)進行多次重復測量時，誤差的大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化特點：有一定規(guī)律的，一般可通過實驗或分析的方法找出其規(guī)律和影響因素，引入相應的校正補償措施，便可以消除或大大減小。誤差產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)誤差主要是由于檢測儀表本身的不完善、檢測中使用儀表的方法不正確以及測量者固有的不良習慣等引起的。概述疏忽誤差

明顯地歪曲測量結果的誤差，又稱粗差，特點：無任何規(guī)律可循。誤差產(chǎn)生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如讀錯、算錯數(shù)據(jù)等）、不正確操作、實驗條件的突變或?qū)嶒灎顩r尚未達到預想的要求而匆忙測試等原因所造成的。這時含有粗差的測量值稱為異常值或壞值，一般均應從測量結果中剔除。概述隨機誤差--------在相同條件下多次重復測量同一量時，誤差的大小、符號均為無規(guī)律變化，又稱偶然誤差。

特點：變化難以預測，無法修正

誤差產(chǎn)生的原因：隨機誤差主要是由于測量過程中某種尚未認識的或無法控制的各種隨機因素（如空氣擾動、噪聲擾動、電磁場等）所引起的綜合結果。概述檢測儀表的基本技術性能指標絕對誤差絕對誤差指儀表指示值與被測參數(shù)真值之間的差值，即χ——儀表指示值χt——被測量的真值χ0——約定真值

A

B0-100℃0-1000℃1℃概述思考儀表的性能指標51.精確度（精度）說明：儀表的測量誤差可以用絕對誤差Δ來表示。但是，儀表的絕對誤差在測量范圍內(nèi)的各點不相同。因此，常說的“絕對誤差”指的是絕對誤差中的最大值Δmax。

兩大影響因素絕對誤差和儀表的標尺范圍相對百分誤差δ允許誤差6

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。將儀表的允許相對百分誤差去掉“±”號及“％”號，便可以用來確定儀表的精確度等級。目前常用的精確度等級有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1.51.5精度等級符號例1

有兩臺測溫儀表，它們的測溫范圍分別為0~100℃和100~300℃，校驗表時得到它們的最大絕對誤差均為2℃，試確定這兩臺儀表的精度等級。概述解這兩臺儀表的相對百分誤差分別為一臺儀表的精度等級為2.5級，而另一臺儀表的精度等級為1級。例2某臺測溫儀表的工作范圍為0~500℃，工藝要求測溫時測量誤差不超過±4℃，試問如何選擇儀表的精度等級才能滿足要求？解

根據(jù)工藝要求，儀表的允許誤差為

概述應選擇0.5級的儀表才能滿足要求小結：

在確定一個儀表的精度等級時，要求儀表的允許誤差應該大于或等于儀表校驗時所得到的相對百分誤差；而根據(jù)工藝要求來選擇儀表的精度等級時，儀表的允許誤差應該小于或等于工藝上所允許的相對百分誤差。概述儀表的準確度等級是衡量儀表質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標之一。

準確度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的準確度等級越高，儀表的準確度越高。工業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表，其準確度大多在0.5級以下。2.變差

變差是指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進行正反行程（即被測參數(shù)逐漸由小到大和逐漸由大到?。y量時，被測量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的差值。圖3-1測量儀表的變差11儀表的變差不能超出儀表的允許誤差，否則應及時檢修。123.靈敏效度與受靈敏租限儀表化的靈重敏度是指賞儀表兩指針濱的線朽位移命或角組位移怪，與楚引起蕩這個重位移沫的被幸測參餅數(shù)變灰化量溜的比勒值。顯即式中咐，S為儀宏表的需靈敏美度；Δα為指耗針的剛線位幣移或女角位柏移；Δx為引勒起Δα所需貿(mào)的被屢測參伴數(shù)變扇化量許。儀表曬的靈因敏限是指禿能引燥起儀華表指征針發(fā)恢生動獻作的俗被測沒參數(shù)癥的最私小變辯化量川。通腸常儀豬表靈唱敏限渡的數(shù)謠值應吳不大鬼于儀貌表允闊許絕騙對誤蹲差的壇一半變。注意：上述指標僅適用于指針式儀表。在數(shù)字式儀表中，往往用分辨率表示。

是指暖數(shù)字奇儀表帆在最勝低量守程上六最末網(wǎng)位數(shù)濟字改響變一孝個字宏時所必對應詞的物恰理量愚數(shù)值宴，它汁反映芒了數(shù)炎字儀催表能撞夠檢杯測到立的被抗測參求數(shù)中保最小濫變化饑的能勿力4分辨栗力5.線性首度線性近度是表方征線棗性刻退度儀思表的疏輸出尸量與鋤輸入媽量的梅實際這校準午曲線秘與理麥論直隸線的費吻合尚程度熄。通剪?？偽r是希晃望測筆量儀膠表的程輸出沿與輸培入之弊間呈史線性辯關系正。圖1-2線性度示意圖式中嘗，δf為線因性度筑（又肌稱非皇線性娛誤差龍）；Δfma哈x為校剃準曲侍線對堵于理壞論直量線的談最大案偏差銷（以妨儀表開示值直的單削位計寨算）兆。6.反應堆時間反應牛時間就是陶用來鐵衡量墾儀表驅(qū)能不悅能盡賺快反坑映出犯參數(shù)鴨變化枯的品芬質(zhì)指送標。映反應裹時間甚長，衰說明定儀表喘需要思較長綠時間禿才能醋給出堪準確費的指安示值列，那捕就不同宜用頑來測腫量變孝化頻聯(lián)繁的維參數(shù)煉。儀表佛反應泄時間狂的長殲短，翻實際怠上反禽映了申儀表晨動態(tài)眉特性旁的好翁壞。儀表的反應時間有不同的表示方法

當輸入信號突然變化一個數(shù)值后，輸出信號將由原始值逐漸變化到新的穩(wěn)態(tài)值。

儀表的輸出信號由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值的63.2％（95％）所用的時間，可用來表示反應時間。概給述檢測扛儀表擔的主畢要性矛能指板標穩(wěn)定半性在規(guī)駱定的拼工作餡條件噴內(nèi)，牛儀表漿某些頸性能造隨時肅間保注持不隊變的恐能力茂。起因存：化妥工企境業(yè)使旦用儀濤表的莖環(huán)境墳相對料比較細惡劣斤。通常篇用儀眠表零接位漂銅移來艙衡量嫂?？煽繒盒院蛢x怠表維律護工戰(zhàn)作量挑相聯(lián)藏系。通常阻用平妹均無際故障仆時間危來衡扭量。一般腹全智廳能變號送器韻的平殖均無剖故障桶時間款是非援智能萄變送六器的10倍以交上。概壯述三、躲工業(yè)劍儀表情的分吸類1.按儀殲表使閃用的站能源郊分類（1）氣激動儀倍表以0.黎14巧MP向a的壓嗚縮空娃氣為上能源圈，輸犧出信會號范爐圍0.株02玩-0閘.I鴿MP害a。具堆有結問構簡肆單、階工作享可靠被、抗觀干擾向能力簡強、告安全京防爆雞、維垮修方腦便等障優(yōu)點（2）電塘動儀枕表-優(yōu)點豎：適欺宜遠組距離倚傳送景和集佩中控轉(zhuǎn)制；時便于鋤計算杰機聯(lián)易用-缺點剝：結屈構復鐮雜；倆易受躁溫度姓、濕昏度、輝電磁趙場、及放射游性等競環(huán)境窄影響（3）液握動儀席表概挽述（1）檢曲測儀屆表-獲取置信息強，并放進行今適當懷的轉(zhuǎn)垃換；（2）顯撥示儀懂表-由檢吐測儀度表獲劇得的她信息諒顯示域出來徒；（3）集舅中控班制裝琴置-包括燙巡回巧檢測膛儀、江巡回憂控制輔儀、足程序畝控制盞儀、登數(shù)據(jù)仍處理見機、征電子抖計算剪機等（4）控么制儀適表-根據(jù)雅需要違對輸釀入信稅號進腿行各弱種運勇算，霜例如艇：放溝大，區(qū)積分拉，微醒分等飛；（5）執(zhí)頸行器-接受淘控制槳儀表誤的輸育出信模號或規(guī)直接哪來直搬操作超人員才的指草令，士對生芝產(chǎn)過級程進毯行操夸作或茶控制2.按信胳息的街獲得魔、傳榴遞、僚反映和和處量理過魔程分填類概獨述（1）基健地式宣儀表基地沙式儀剩表是察指把杰檢測哈、顯稠示和腦調(diào)節(jié)粒（變身送）岔等環(huán)榮節(jié)集農(nóng)于一曲身的作，通灰?？扇芯偷匚锇惭b遣的儀計表。美它的繁特點催是：①綜明合與送集中廢，它血把必協(xié)要的蜓功能主部件鑰全部攪集中蠻在一轟個儀恥表內(nèi)搭，只辟需配宗上調(diào)勉節(jié)閥澤便可牲構成殼一個改調(diào)節(jié)略系統(tǒng)逢。②系罪統(tǒng)結感構簡船單，容使用碰維護廈方便艘。③缺彎點是珠功能亭簡單捷，不弟便于融組成摧復雜西的調(diào)劇節(jié)系偉統(tǒng)，遮較笨頌重，呀精度級稍低宮。（2）單懇元組叮合儀窄表對參笑數(shù)的細測量鹽及其蘆變送顫、顯挑示、頁控制讀等各驚部分規(guī)，分古別制日成能固獨立佩工作錘的單羊元儀筑表（平簡稱吊：單勾元，霉例如跪變送潮單元眉、顯說示單斃元、雄控制筒單元倉）特點荒：單訓元之攻間可驢以用狼標準啟信號磁進行蝕聯(lián)系惱，將摩各單惕元任邊意組加合成刺各種藍控制華系統(tǒng)DD福Z-電動壘單元籠組合獨儀表QD鉆Z-氣動竿單元騾組合裹儀表3.按儀橋表的款組成紐奉形式遇分類例題唇分析1.某臺絹具有名線性夠關系逢的溫奪度變遺送器,其測詳溫范節(jié)圍為0～20喚0℃愚,變送模器的覆輸出霸為4～20匙mA。對傷這臺警溫度膨變送友器進鉆行校隨驗,得到抵下列店數(shù)據(jù):輸入信號標準溫度/℃050100150200輸出信號/mA正行程讀數(shù)x正正行程讀數(shù)x反44.0288.1012.0112.1016.0116.092020.01試根維據(jù)以荷上校侍驗數(shù)濁據(jù)確棵定該先儀表簡的變士差、膜精確玻度等截級與打線性曬度。23解:該題蒼的解綁題步射驟如救下。(1帳)根據(jù)鄭儀表踢的輸址出范喜圍確桃定在疼各溫喬度測版試點愛的輸?shù)统鰳藙訙手祒標。床任一扇溫度正值的視標準辦輸出交信號(m墻A)為例如,當溫泳度為50躁℃時,對應勇的輸莫出應久為其余愧類推饑。(2帳)算出私各測創(chuàng)試點尼正、雙反行洋程時誓的絕辯對誤黑差Δ正與Δ反,并算退出正誕、反船行程是之差Δ變,分別亂填入除下表芬內(nèi)(計算Δ變時可竿不考挑慮符址號,取正蒸值)。輸入信號/℃050100150200輸出信號/mA正行程讀數(shù)x正反行程讀數(shù)x反標準值44.02488.10812.0112.101216.0116.09162020.0120絕對誤差/mA正行程Δ正反行程Δ反

00.0200.100.010.100