过程控制第二章 检测仪表

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1、第二章第二章 过程参数的检测与仪表过程参数的检测与仪表压力检测方法及仪表压力检测方法及仪表本章内容 概概 述述物位检测方法及仪表物位检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标绝对误差-指检测仪表的指示值X与被测量的真值Xt之差。=X-Xt 通常用精度高一等级的标准表所测得的量值X0代替真值Xt (实际值)。=X-X0相对误差-指绝对误差与真值或测量值之百分比。常见有如下三种表示方式： 实际相对误差-是指绝对误差与标准表在这一点的指示值之比。 引用相对误差-是指绝对误差与仪表的量程(测量上限-测量下限)之比。

2、 基本误差是一种简化的相对误差检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标%100max仪表量程绝对误差的最大值基本误差仪表精度(仪表准确度) 将仪表的基本误差去掉“”号及“”号，即可套入国家统一的仪表精度等级系列。 我国过程检测控制仪表的精度等级有 0.005、0.02、0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4 等检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标例1：某台测温仪表的测温范围为100700，校验该表时测得全量程内最大绝对误差为+5，试确定该仪表的精度等级。 解： 该仪表的基本误差为 对应国家规定的精密等级1.0级。 %625. 0%1001007005检测仪表的基本技术

3、指标检测仪表的基本技术指标例2：某台测压仪表的测压范围为08MPa，根据工艺要求，测压示值的误差不允许超过0.05MPa，试问应如何选择仪表的精密等级才符合要求。解： 根据工艺要求，仪表的允许基本误差为 应选对应国家规定的精密等级0.5级的仪表。%625. 0%100805. 0MPaMPa检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标 小结：小结：在确定一个仪表的精度等级时，要求仪表的允许误差应该大于或等于仪表校验时所得到的最大引用误差；而根据工艺要求来选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所允许的最大引用误差。 检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标 灵敏度-表示测量

4、仪表对被测参数变化的灵敏程度。通常用仪表的输出变化量，如指针的线位移或角位移与引起此位移的被测参数变化量之比来表示，即 灵敏限（仪表死区）-指在量程起点处，能引起仪表示值发生变化的最小被测参数变化量。通常其值应不大于仪表允许误差的一半。XY灵敏度检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标变差-在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行正、反行程(即逐渐由小到大或逐渐由大到小)测量时，正反行程示值校验曲线间的最大偏差与量程的比值。 变差=最大绝对差值/量程响应时间-被测量突然变化以后，到仪表给出有效测量值的时间。 检测仪表的基本技术指标检测仪表的基本技术指标反行程正行程max被测参数仪表

5、示值 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表接触式测温接触式测温 温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。 (1) (1) 膨胀式温度计膨胀式温度计 (2) (2) 热电阻温度计热电阻温度计 (3)(3)热电偶温度计热电偶温度计 (4)(4)其他原理的温度计其他原理的温度计直观、可靠，测量仪表也比较简单，热惯性问题直观、可靠，测量仪表也比较简单，热惯性问题特点非接触测温非接触测温 温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交

6、换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。能的大小来推算被测物体的温度。 (1) (1) 辐射式温度计辐射式温度计 (2) (2) 红外式温度计：红外式温度计：特点不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。测温速度快，精度一不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。测温速度快，精度一般不高般不高。温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表应用热膨胀原理测温应用热膨胀原理测温 测量原理物体受热时产生膨胀 液体膨胀式温度计 固体膨胀式温度计 玻璃管温度计 双金属温度计温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表应用热电效应测温应用热电效应测温 测量原理两种不同的金属两种不同的金属A A和和B B构成闭合回路构成闭合回路当

7、两个接触端当两个接触端 T T T T0 0时，回路中会产生热电势时，回路中会产生热电势热电势由两种材料的热电势由两种材料的接触电势接触电势和单一材料的和单一材料的温差电势温差电势决定决定热电极热电极温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表闭和回路总电势 AB )(0tAB),(0ttB),(0ttA)(tAB),()(),()(),(0000ttttttttAABBABAB)()(0ttABAB温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 分分 度度 表表如果能使冷端温度如果能使冷端温度t t0 0 固定，则总电势就只与温度固定，则总电势就只与温度t t成单值函数关系成单值函数关系 CtttABAB)(

8、),(0分度表分度表-冷端温度为度时冷端温度为度时，热电势与热端温度之间，热电势与热端温度之间 关系列成表格关系列成表格注：热电势与热端温度之间注：热电势与热端温度之间 关系是非线性关系是非线性温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 补偿导线温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极正负极一一一一对应对应补偿导线连接端的工作温度不能超出（补偿导线连接端的工作温度不能超出（01000100），否则），否则会给测量带来误差。会给测

9、量带来误差。 使用补偿导线注意问题温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 冷端温度补偿0恒温法恒温法 冷端温度修正法冷端温度修正法 仪表机械零点调整法仪表机械零点调整法 补偿电桥法补偿电桥法 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 0恒温法适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用适用于实验室中的精确测量和检定热电偶时使用温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表冷端温度修正法 设：冷端温度恒为设：冷端温度恒为t t0 0（t t0 000）被测温度为）被测温度为 t t 修正公式修正公式)0 ,(),()0 ,(00tEttEt冷端 t0的热电势测量得出的热电势 被测温度 t 的热电势 仪表机械零点调

10、整法 将显示仪表的机械零点调至将显示仪表的机械零点调至t t0 0处，相当于在输入热电偶热电势之前就处，相当于在输入热电偶热电势之前就给显示仪表输入了电势给显示仪表输入了电势E(tE(t0 0, 0) , 0) 温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表由分度表查得由分度表查得 E (20,0 ) = 0.113 mvE (20,0 ) = 0.113 mv 则则 E (t, 0) = E (t, tE (t, 0) = E (t, t0 0)+E (t)+E (t0 0, 0) , 0) = 7.32 + 0.113 = 7.32 + 0.113 = 7.434 mv = 7.434 mv 再查分

11、度表得其对应的被测温度再查分度表得其对应的被测温度t = 808t = 808例用用S S型热电偶测温，热电偶的冷端温度型热电偶测温，热电偶的冷端温度t t0 0=20=20，测得热电势，测得热电势为为7.32 mv7.32 mv，求被测对象的实际温度，求被测对象的实际温度t t 。解温度检测方法及仪表温度检测方法及仪表 使用补偿电桥注意问题根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥 注意补偿温度的起点注意补偿温度的起点 在在2020平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到20 20 在在00平衡，须把显示仪表的机械零点预先