自动化仪表与过程控制——1绪论-2温度.ppt

自动化仪表与过程控制 过程控制 过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量、温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组成部分。 作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护环境卫生等方面起着越来越大的作用。 自动化仪表 自动化仪表----- 用于生产过程自动化的仪器或设备，是实现工业企业自动化的必要手段和技术工具。 特点----- 兼容性、统一标准 参考书 教材过程控制及仪表. 邵裕森. 上海交大出版社 参考书1.自动检测技术与装置. 张宏建等. 化学工业出版社. 2004.72.自动化仪表与过程控制. 施仁等. 电子工业出版社. 2009.23.自动检测技术及仪表控制系统. 张毅等. 化学工业出版社. 2005.34.过程控制与自动化仪表.潘永湘等.机械工业出版社. 2008.5 考核方式 1.课堂测验20%2.课后作业10%3.期末考试70% 第一章 过程控制与自动化仪表概述 测量误差按其产生原因的不同,可以分为三类： 系统误差-----指测量仪表本身或其他原因(如零点没有调整好、元件不可靠等)引起的有规律的误差。克服办法：负反馈结构 随机误差-----指在多次测量中所出现的没有一定规律的误差。统计计算、滤波消除 疏忽（粗大）误差-----指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方案等人为因素所引起的误差。 3 ◆受热物质膨胀产生压力（尺寸）变形。 参数检测与变送——接触式测温 1) 金属热电阻： 100±0.006 Pt100 精度高，价格贵，适用于中性和氧化性介质，但线性度差 -200～500 50±0.003 Pt50 铂电阻 100±0.1 Cu100 线性好，价格低，适用于无腐蚀性介质 －50～150 50±0.05 Cu50 铜电阻 特点 测温范围（℃） 0℃时阻值(Ω) 分度号 热电阻名称 铂电阻 铜电阻 A=3.908×10-3 B=5.8×10-7 C=-4.27×10-12 α= 4.25×10-3 ◆热电阻及其测温原理:基于热－阻效应 参数检测与变送——接触式测温 2) 半导体热敏电阻的测温(温度系数) 计算B： 温度系数：温度变化1℃时电阻值的相对变化量。 计算： 负温度系数：NTC型；正温度系数：PTC型；临界：CTR型 参数检测与变送——接触式测温 的绝对值越大， 热敏电阻的灵敏度越高 热敏电阻的温度特性 优点：温度系数大(与热电阻相比)； 缺点：互换性差，非线性严重，测温范围低：－50～300℃。 适用于家电和汽车的测温。 参数检测与变送——接触式测温 NTC：较宽范围；低温灵敏度高 PTC：在某个温度段随温度急剧上升 CTR：在某温度段随温度急剧下降 PTC、CTR常用作 位式 温度检测 热电阻的接线方式 a) 两线制，用于测量精度不高的场合 b) 三线制，电桥平衡，与导线电阻无关，平衡时 C）四线制，用于高精度的温度测量，如用内阻很高的电子电位差计测量 参数检测与变送——接触式测温 参数检测与变送——接触式测温 热电偶测温 基本原理：“热电效应”，即利用——当两种不同的导体或半导体连接成闭合时，若两个接点温度不同，回路中就会产生热电动势，并形成电流。 由于热电偶仪表具有结构简单、制造方便、测量范围宽（从-270℃到+1200℃）、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点，应用极为广泛，常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。 热电偶闭合回路中产生的热电势组成：温差电势和接触电势。 温差电势 是指同一热电极两端因温度不同而产生的电势。 接触电势 是指两热电极由于材料不同而具有不同的自由电子密度，而热电极接点接触面处就产生自由电子的扩散现象，当达到动态平衡时，在热电极接点处便产生一个稳定电势差。 参数检测与变送——接触式测温 热电偶的测温原理：接触电势和温差电势 两点结论：1）电极材料相同，总电势为零； 2）冷、热端温度相同，总电势为零。 热电偶回路 温差电势远小于接触电势 冷端温度不变时 温度、电势单值关系 参数检测与变送——接触式测温 热电势的检测与第三导体定律 当 有 第三（中间）导体定律：只要第三导体两接点温度相同，回路中热电势不变 第三种导体c，回路热电势 意义:可插入测量仪表 参数检测与变送——接触式测温 参数检测与变送——接触式测温 只有冷端温度不变时，温度、电势才具有一对一的单值关系。 为什么要冷端延伸？ 冷端延伸与等值替换原理 补偿导线的作用