第3讲过程测量仪表.ppt

* 传感器（sensor）：检测仪表中的首要部件，它直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触）。感受被测参数的变化，并发出与之相适应的电量或非电量信号 ， * 1、在系统设计中应尽可能选用快速测量元件。 2、要注意正确选择测量元件的安装位置，将其安装在被测量变化敏感的位置。 * 1、正压型：将电气设备置入外壳内，壳内无可燃性气体释放源；将壳内充入保护性气体，并使壳内保护性气体的压力高于周围爆炸性环境的压力，以阻止外部爆炸性混合物进入壳内，实现电气设备的防爆。正压型电气设备的标志为“P”。? 2、油浸型： * * 安全栅安装在安全场所，一方面传输信号，另一方面将流入危险场所的能量控制在爆炸性气体或混合物的点火能量以下。 发生故障时，安全栅能将串入到故障仪表的能量限制在安全值以内，从而确保现场设备、人员和生产的安全。 * 其原理电路如图所示：图中R为限流电阻，VZ1、VZ2为齐纳二极管，FU为快速熔断器。 系统正常工作时，安全侧电压U1低于齐纳二极管的击穿电压U0，齐纳二极管截止，安全栅不影响正常的工作电流。 但现场发生事故，如短路，利用电阻R进行限流，避免进入危险场所的电流过大；当安全侧电压U1高于齐纳二极管的击穿电压U0时，齐纳二极管击穿，进入危险场所的电压被限制在U0上，同时安全侧电流急剧增大，快速熔断器FU很快熔断，从而将可能造成危险的高电压立即和现场断开，保证了现场的安全。并联两个齐纳二极管是增加安全栅的可靠性。 * 危险侧本安仪表必须是隔离型的；齐纳安全栅对供电电源电压响应非常大，电源电压的波动可能会引起齐纳二极管的电流泄漏，从而引起信号的误差或者发出错误电平，严重时会使快速熔断器烧断。 图中24V DC的电源一方面通过安全栅向二线制变送器供电，同时将二线制变送器产生的4-20mA DC的信号传送过来，由250Ω精确电阻转换为1-5V DC的电压信号送显示仪表或控制器，当然变送器传送来的信号也可通过信号分配器,其输出的多路信号可分别送显示仪表和调节仪表。 * 安全栅安装在安全场所，一方面传输信号，另一方面将流入危险场所的能量控制在爆炸性气体或混合物的点火能量以下。 发生故障时，安全栅能将串入到故障仪表的能量限制在安全值以内，从而确保现场设备、人员和生产的安全。 * 安全栅安装在安全场所，一方面传输信号，另一方面将流入危险场所的能量控制在爆炸性气体或混合物的点火能量以下。 发生故障时，安全栅能将串入到故障仪表的能量限制在安全值以内，从而确保现场设备、人员和生产的安全。 * 热电阻：铂和铜市最常用，测量-200~500度温度；阻值随温度的升高而升高，且近于线性关系； 半导体：半导体的阻值却随温度上升而下降，而且不是线性的，-50~300； 优点：良好的耐腐蚀和灵敏度高、热惯性小，体积小，结构简单，寿命长等； 缺点：由于每种元件的特性曲线并不一致，甚至差异很大，导致互换性差； * 讲热电偶的原理 * 铂铑30-铂铑6热电偶（也称双铂铑热电偶，分度号B）；长期：1600；短期：1800 铂铑10-铂电偶（分度号S）；长期：1300；短期：1600 镍铬-镍硅（镍铬-镍铝，分度号K）热电偶；长期：900；短期：1200 * 1公斤表示1平方厘米上的压力是1公斤 * r1、r2为应变片，r1沿轴向贴放，r2沿径向贴放，作为温度补偿片 * * 3.2.2 压力检测 （一）压力的基本概念 压力的表示方式有三种： 绝对压力Pa，物体所承受的实际压力，其零点为绝对真空。 表压力P，指高于大气压力时的绝对压力与大气压力之差。 真空度（负压） Ph，大气压力与低于大气压力时的绝对压力之差。 * 3.2.2 压力检测 （二）常用压力检测方法 1. 应变片式压力检测 2.扩散硅压力传感器，使用最广。 3.电容式差压变送器 其他方法：弹性式、液柱式等，多用于就地指示，不便远传。 * 3.2.2 压力检测 1、应变片式压力检测 基于应变片（电阻体）受力变形，阻值发生变化的原理。 测量范围宽，可达数百MPa，多用于固体压力测量。 * 3.2.2 压力检测 2、扩散硅式压力传感器 在半导体材料的基片上（硅片或锗片）利用集成电路工艺制成扩散电阻，受外力作用时，扩散电阻的电阻率变化而导致阻值改变。 主要优点：体积小，结构简单，良好的动态响应，易集成，价格便宜。 应用广泛，约占液体、气体压力检测的80%以上。 * 3.2.2 压力检测 3、电容式差压变送器 电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件 由测量部件、转换电路、放大电路三部分组成 * 3、电容式差压变送器 * 3、电容式差压变送器 感压 膜片 电容-电流 转换器 ΔPi↑ ΔCi2-Ci1 δc↑ Ii 放大和