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自动控制系统的关键部件 对象√ 测量、变送 传感器、变送器、显示、报警、记录装置 调节器 执行器 执行机构、调节机构 热工测量和仪表 主要内容 测量与误差 温度测量和仪表 压力测量和仪表 流量测量和仪表 汽包水位测量和仪表 烟气分析和仪表 实验：热工仪表校验 §4-1测量与误差 一、测量的基本概念与测量方法 测量：从客观事物中提取有关信息的认识过程，经整理后成为数据。 三要素：比值、单位、误差 测量方法 按测量和被测量的差值大小 非零法：弹簧压力表 零位法：天平 微差法：测量压力的U形管 点测量和场测量 点参数测量：测量某点的被测量 场参数测量：测量多点的被测量 二、测量系统 测量系统：为完成测量任务而组合在一起的总体 中间变换器：将传感器的输出信号进行远距离的发送、放大、线性化和转换成统一信号的装置 准确地传输、放大、和转换信号，信号损失小， 三、测量误差 测量误差：测量结果与被测量的真值之差 系统误差：在偏离规定条件时或由于测量方法所引入的因素，按某确定规律所引起的误差 在同一条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝对值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按某种确定规律变化的误差 测量实际值＝测量读数＋修正值 修正值＝标准表读书值－仪表读数 系统误差、随机误差、疏忽误差 系统误差大、随即误差小 随机误差大、系统误差小 随机误差小、系统误差小，有疏忽误差 随机误差的特性及处理 当系统误差消除后，对一被测量进行无数次测量时，同一方法、同一仪表，测量次数无穷多时，总的算术平均就是被测参数的真值 测量结果的正态分布 概率密度为： 正态分布概率密度图 测量值均匀地分布在真值的两边，差别越大的点，出现的可能性越低 每个曲线下的面积为100% 标准偏差 作为单次测得值不可靠性的评定标准 越大，分散范围大 在一定条件下，测量列中随机误差的概率分布情况 对称性：绝对值相等的正负误差，在多次测量中出现的概率大致相等， 以D＝0对称 在实际测量条件下，对同一量进行多次测量，其误差的算术平均值随着测量次数n的无限增大而趋于0 单峰性：绝对值小的误差出现的次数比绝对值大的出现次数多 可以舍去出现概论为0的误差值 四、测量仪表的特性 仪表特性：包括静态特性和动态特性 静态特性：被测量在不随时间变换或变化极慢的情况下，用一组与时间无关的参数来描述测量仪表的特性 动态特性：被测量在随时间变化的情况下，用微分方程来描述测量仪表的输入、输出的动态关系 负载效应：被测量受到仪表干扰而产生的偏离 静态特性： 测量范围： 在允许的误差限内，测量仪表的被测量值的范围，上限、下限之差为量程 准确度等级 根据测量仪表准确度大小所划分的等级和范围 引用误差 基本误差 允许误差 稳定度 灵敏度和灵敏阈 线性度和变差 温度误差 五、热工仪表的质量指标 仪表的准确度 仪表的非线性误差 变差 重复性 不灵敏区 漂移 §4-2温度测量及仪表 一、温度测量的基本概念 温度的定义：表征分子热运动的程度的物理量 温标：衡量温度大小的标尺 摄氏：℃ 热力学：K 华氏：℉ 温度计的分类和形式 膨胀式温度计 玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计 热电偶温度计 热电阻温度计 辐射式温度计 二、膨胀式温度计 玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计 1、玻璃液体温度计 是膨胀式温度计之一种,利用液体受热膨胀的性质制成, 常用的液体有水银和酒精。广泛用于测量-200-500摄氏度范围内的温度。 （1）优点和缺点 玻璃液体温度计是最常用,也是最简单,最便宜的温度计。 这种温度计主要优点是构造简单,使用方便,精度高和价格低廉。缺点是惰性大,能见度低, 不能自动记录及远距离传送。 （2）注意事项 (1)温度计不宜平放和平装,保存与安装时都应使玻璃温度计直立, 而且测温泡在下部。如果倾斜安装也应使测温泡在下部。 (2)使用时应检查液柱是否脱离,测温泡内是否含有气泡, 如果液柱脱离可以缓慢加热或微振动起来消除。 (3)对于全浸式温度计,安装深度应满足要求,对于工业用玻璃管温度计,则应将尾部全部插入被测介质中。 注意事项 (4)被测介质具有一定压力时,应在测温处焊上(或用螺丝旋紧)测温套管为减少热阻,测温套管壁不宜太厚(一般为1-2mm)。 (5)测量流体温度时,温度计不能顺向安置,应逆向安放,或与流向垂直或有一定倾斜角,而且测温套管的插入深度要超过中心线。使测温泡刚好位于中心线上。 2、压力式温度计 压力式温度计的工作原理是当温度变化时,工质的体积或压力相应发生变化,以此制成温度计 这种温度计的主要优点是构造简单,防震可以远距离测量 , 并可制成自动记录式。主要缺点是损坏后很难修理,不能测点温和表面温度。 国产WTQ型式气体压力温度计,可用来指示货记录工业设备中气体, 蒸汽货液