过程控制技术第二版课件教学课件 ppt 作者 刘玉梅 张丽文 主编第三章工业生产过程的变量检测及仪表.ppt

第三章 工业生产过程的变量检测及仪表 第一节 概 述 第二节 压力检测及仪表 第三节 物位检测及仪表 第四节 流量检测及仪表 第五节 温度检测及仪表 第六节 成分自动检测及仪表 第一节 概 述 一、 测量的基本知识 （一）测量过程 测量：利用专用工具将被测量与基准单位进行比较的过程。 测量实质：将被测量经一次或多次信号能量形式的变换和传递，最终获得便于和基准单位比较的信号能量形式，再通过指针位移或数字符号等将比较结果显示出来。 （二）测量误差 测量误差:测量值与真实值之间的差值。 测量误差有多种分类方法： 1．按误差的表示方式分为绝对误差和引用误差。 （1）绝对误差 仪表的测量值X与被测量真实值Xt之间的差值。真值常用精度较高的标准表的指示值X0代替。它是以被测量单位表示的误差，表示为： （2）引用误差 也叫相对百分误差，用仪表指示值的绝对误差与仪表量程之比的百分数来表示。即： 式中 Δ——仪表的绝对误差； δ引——仪表的引用误差； M——仪表的量程。 2．按误差出现的规律来分 分为系统误差、过失误差、随机误差三类。 （1）系统误差（规律误差） 即大小和方向均不改变的误差。它主要由仪表本身的缺陷、观测者的习惯或偏向、单因素环境条件的变化等造成的，容易消除和修正。 （2）过失误差（疏忽误差） 是由于测量者在测量过程中疏忽大意造成的。比较容易被发现，可以避免。 （3）随机误差（偶然误差） 是指在同样条件下反复测量多次，每次结果均不重复的误差。是由偶然因素引起的，不易被发觉和修正。 3．按误差的测试条件分 分为基本误差、附加误差。 （1）基本误差 是仪表在规定的正常条件（如温度、湿度、振动、电源电压、频率等)下工作时，仪表本身所具有的误差。 （2）附加误差 为仪表在偏离规定的正常工作条件下使用时附加产生的误差。此时仪表的实际误差等于基本误差与附加误差之和 二、检测仪表的基础知识 （一）检测仪表的分类 1．根据敏感元件与被测介质是否接触 2．按精度等级的不同 （一）检测仪表的分类 3．按使用场合不同 4.按被测变量分类 （二）检测仪表的品质指标 仪表的品质指标是评价仪表质量优劣的标准，也是正确选择和使用仪表的重要依据。 1．精确度（准确度、精度） 是描述仪表测量结果准确程度的指标 仪表的精度：是仪表最大引用误差去掉正负号和百分号后的数值。 国家规定的仪表精度等级有： Ⅰ级标准表——0.005、0.02、0.05； Ⅱ级标准表——0.1、0.2、0.35、0.5； 一般工业用仪表——1.0、1.5、2.5、4.0 仪表精度等级值越小，精确度越高 仪表的允许误差在数值上等于“±精度%”。 结论： 根据仪表校验数据来确定仪表精度等级时，仪表的精度等级应向低靠； 根据工艺要求来选择仪表精度等级时，仪表精度等级应向高靠。 仪表的精度等级在仪表面板上的表示符号通常为： 2．变差（回差） 定义：当工作条件不变时，使用同一块仪表对某一被测变量进行由小到大（即正行程或上行程）测量和由大到小（反行程或下行程）测量时，对同一个被测量值来说，正反行程中仪表的指示值之差，就是仪表的变差 。 表达式： 也可以用引用误差的形式表示： 3．灵敏度与灵敏限 灵敏度:是表征仪表对被测变量变化的灵敏程度的指标。 仪表的分度值应大于或等于Δ表允 灵敏限不应大于Δ表允的一半。 灵敏限: 是指能引起仪表指示值发生变化的被测量的最小改变量。是表示仪表灵敏性能的指标。 灵敏限的数值不应大于仪表最大允许绝对误差的一半。 第二节 压力检测及仪表 学习目标：掌握工业生产过程中压力变量的测量方法和相应检测仪表的测量原理；掌握压力检测仪表的外特性及使用方法。 一、压力检测仪表的分类 按照其转换原理不同 二、单圈弹簧管压力表 1．特点：测压范围宽，测量精度较高、仪表刻度均匀、坚固耐用，所以应用非常广泛。它主要用于现场的压力指示。 2. 组成： 2．组成：单圈弹簧管、传动放大机构、指示机构和表壳。 （1）单圈弹簧管1是弯成圆弧形的金属管子，截面为扁圆或椭圆形，自由端封闭。当通入被测压力后，截面有变圆的趋势，迫使自由端产生位移。 （2）传动放大机构 包括拉杆2、扇形齿轮4、中心齿轮6、调整螺钉3及游丝7。 （3）指示机构 包括指针5、刻度盘8 （4） 表壳 包括壳座、盖圈、表玻璃等 3．原理： P↑→弹簧管自由端位移↑→拉杆直线位移↑→扇形齿轮逆转角↑→中心齿轮顺转↑→指针顺转↑→压力值↑ 由于自由端的位移与被测压力呈线性关系，所以弹簧管压力表的刻度标尺为均匀分度。 三、压力（差压）变送器 （一）变送器概述 1.变送器作