能源與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)2019年下學(xué)期復(fù)習(xí)提綱ppt課件

1、2019年12月課程內(nèi)容：課程內(nèi)容： 本課程主要介紹熱能動(dòng)力工程中常見(jiàn)參數(shù)溫度、本課程主要介紹熱能動(dòng)力工程中常見(jiàn)參數(shù)溫度、壓力、流量、物位、成分、機(jī)械量等的檢測(cè)原理、壓力、流量、物位、成分、機(jī)械量等的檢測(cè)原理、方法；檢測(cè)、顯示儀表的組成、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)；現(xiàn)代檢方法；檢測(cè)、顯示儀表的組成、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)；現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)及其發(fā)展。測(cè)技術(shù)及其發(fā)展。內(nèi)容提綱內(nèi)容提綱檢檢測(cè)測(cè)技技術(shù)術(shù)基基礎(chǔ)礎(chǔ)溫溫度度測(cè)測(cè)量量壓壓力力測(cè)測(cè)量量流流量量測(cè)測(cè)量量物物位位測(cè)測(cè)量量成成分分檢檢測(cè)測(cè)顯顯示示儀儀表表機(jī)機(jī)械械量量測(cè)測(cè)量量現(xiàn)現(xiàn)代代檢檢測(cè)測(cè)技技術(shù)術(shù)第第1章章 過(guò)程檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)過(guò)程檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)1.1 過(guò)程檢測(cè)的基本概念過(guò)程檢測(cè)的基本概

2、念1.2 測(cè)量誤差及處理方法測(cè)量誤差及處理方法誤差概念絕對(duì)、相對(duì)）、分類系統(tǒng)、隨機(jī)、粗大；根本、附加與允許誤差概念絕對(duì)、相對(duì)）、分類系統(tǒng)、隨機(jī)、粗大；根本、附加與允許誤差）、誤差的分析與處理誤差傳遞、合成與分解）誤差）、誤差的分析與處理誤差傳遞、合成與分解）1.3 測(cè)量不確定度的評(píng)定測(cè)量不確定度的評(píng)定 測(cè)量不確定度概念、與精度的異同測(cè)量不確定度概念、與精度的異同 掌握檢測(cè)技術(shù)的概念、研究?jī)?nèi)容、組成傳感器、變送器械、顯示儀掌握檢測(cè)技術(shù)的概念、研究?jī)?nèi)容、組成傳感器、變送器械、顯示儀表、通道）、主要性能指標(biāo)精度、線性度、變差、重復(fù)必、分辨力、表、通道）、主要性能指標(biāo)精度、線性度、變差、重復(fù)必、分辨力

3、、分辨率）、基本方法接觸式與非接觸、直接、間接、組合式、偏差分辨率）、基本方法接觸式與非接觸、直接、間接、組合式、偏差與零位分類與零位分類 、應(yīng)用情況、發(fā)展動(dòng)態(tài)。、應(yīng)用情況、發(fā)展動(dòng)態(tài)。隨機(jī)誤差處理：算術(shù)平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差均方根偏差）、置信區(qū)間、隨機(jī)誤差處理：算術(shù)平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差均方根偏差）、置信區(qū)間、測(cè)量結(jié)果表達(dá)、測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)處理測(cè)量結(jié)果表達(dá)、測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)處理4被測(cè)被測(cè)變量變量傳感器傳感器參數(shù)檢測(cè)的基本過(guò)程參數(shù)檢測(cè)的基本過(guò)程被測(cè)對(duì)象被測(cè)對(duì)象變送器變送器顯示、控制儀顯示、控制儀表表( (安裝安裝) )p參數(shù)檢測(cè)：用專門的技術(shù)工具，依靠能量的變換、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算找到被測(cè)量的值參數(shù)檢測(cè)：用專門的技術(shù)工

4、具，依靠能量的變換、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算找到被測(cè)量的值p檢測(cè)系統(tǒng)：被測(cè)對(duì)象、傳感器檢測(cè)元件、敏感元件）、變送器和顯示裝置等部分組成檢測(cè)系統(tǒng)：被測(cè)對(duì)象、傳感器檢測(cè)元件、敏感元件）、變送器和顯示裝置等部分組成p傳感器：傳感器： 又稱為檢測(cè)元件、敏感元件，直接響應(yīng)被測(cè)變量，經(jīng)能量轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)化為一個(gè)又稱為檢測(cè)元件、敏感元件，直接響應(yīng)被測(cè)變量，經(jīng)能量轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)化為一個(gè)與被測(cè)量成對(duì)應(yīng)關(guān)系的便于傳送的輸出信號(hào)；有時(shí)不經(jīng)變送直接去顯示與被測(cè)量成對(duì)應(yīng)關(guān)系的便于傳送的輸出信號(hào)；有時(shí)不經(jīng)變送直接去顯示p變送器：變送器： 把傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成如把傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成如010mA010mA、4-20mA4-20mA等標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的模擬信號(hào)

5、或者滿等標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的模擬信號(hào)或者滿足特定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量信號(hào)，這種檢測(cè)儀表，稱為變送器足特定標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字量信號(hào)，這種檢測(cè)儀表，稱為變送器p顯示儀表：除了就地指示儀表外，被數(shù)碼、光柱、無(wú)紙記錄儀、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等替代顯示儀表：除了就地指示儀表外，被數(shù)碼、光柱、無(wú)紙記錄儀、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等替代被測(cè)量被測(cè)量傳感器傳感器Pam變送器變送器mVHzA微弱信號(hào)微弱信號(hào)非線性非線性15VDC420mA010mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)顯示、控制顯示、控制儀表儀表(安裝安裝)一次儀表一次儀表二次儀表二次儀表檢測(cè)儀表檢測(cè)儀表檢測(cè)儀表組成檢測(cè)儀表組成誤差：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差實(shí)踐、給出值、援用）誤差：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差實(shí)踐、給出值

6、、援用）(1) 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差( random error )正態(tài)分布正態(tài)分布性質(zhì)：性質(zhì)：緣由：裝置誤差、環(huán)境誤差、使用誤差緣由：裝置誤差、環(huán)境誤差、使用誤差處置：統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算處理處置：統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算處理 減小減小對(duì)稱性對(duì)稱性有界性有界性抵償性抵償性單峰性單峰性絕對(duì)值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等絕對(duì)值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多偶然誤差絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定程度偶然誤差絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定程度當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，偶然誤當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，偶然誤差算術(shù)平均值趨于差算術(shù)平均值趨于0(2) 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差( syst

7、em error ) ：(3) 粗大誤差粗大誤差( abnormal error ) ：基本誤差基本誤差附加誤差附加誤差測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)處理步驟(1)對(duì)測(cè)得值進(jìn)行修正，列成表格；(2)求算術(shù)平均值：(3)列出殘差ni與ni2 ，并驗(yàn)證Sni =0；(4)用貝塞爾公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差s：(5)按|ni|3s原則，剔除壞值，并從(2)重新計(jì)算；(6)判斷有無(wú)系統(tǒng)誤差，如有系差，查明原因，重新測(cè)量；(7)求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差：(8)得出最終表達(dá)式，即：11niixxn；211()1niixxn；/n； ( =1,2,3)xxzz。第第1 章應(yīng)用舉例章應(yīng)用舉例 中間導(dǎo)體定律解決了熱電勢(shì)測(cè)量問(wèn)題中間導(dǎo)體定律解決

8、了熱電勢(shì)測(cè)量問(wèn)題；等值替代定律解決了冷端延伸問(wèn)題；等值替代定律解決了冷端延伸問(wèn)題；中間溫度定律：中間溫度定律：e(t,0)=e(t,t0)+e(t0,0)輻射式溫度計(jì)：理論基礎(chǔ)、測(cè)溫方法、種類、紅外測(cè)溫輻射式溫度計(jì)：理論基礎(chǔ)、測(cè)溫方法、種類、紅外測(cè)溫測(cè)溫新技術(shù)集成溫度傳感器、模擬型測(cè)溫新技術(shù)集成溫度傳感器、模擬型AD590、電壓輸出、電壓輸出LM35/45、數(shù)字式、數(shù)字式DS18B20、 光纖光柵）光纖光柵）第第2 2章章 溫度檢測(cè)與儀表溫度檢測(cè)與儀表第第2章應(yīng)用舉例章應(yīng)用舉例第第3 3章章 壓力檢測(cè)與儀表壓力檢測(cè)與儀表液體壓力計(jì)液體壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)電氣式壓力傳感器電氣式壓力傳感

9、器其他壓力傳感器其他壓力傳感器壓力檢測(cè)壓力檢測(cè)敏感元件和轉(zhuǎn)換原理敏感元件和轉(zhuǎn)換原理U形形管管單單管管式式彈彈簧簧管管波波紋紋管管差差壓壓膜膜盒盒式式膜膜片片式式霍霍爾爾式式電電容容式式差差壓壓應(yīng)應(yīng)變變式式壓壓電電式式壓壓阻阻式式電電感感式式諧諧振振式式力力平平衡衡式式10壓力儀表的選用儀表量程的選擇儀表量程的選擇被測(cè)壓力較穩(wěn)定：被測(cè)壓力較穩(wěn)定：P工作工作maxP量程量程max 3/4被測(cè)壓力波動(dòng)大：被測(cè)壓力波動(dòng)大：P工作工作maxP量程量程max 2/3P工作工作min P量程量程max 1/3若若P工作工作max和和P工作工作min難同時(shí)滿足，先難同時(shí)滿足，先P工作工作max條件條件儀表準(zhǔn)確

10、度等級(jí)的選擇儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇儀表的基本誤差實(shí)際被測(cè)壓力允許的最大絕對(duì)誤差儀表的基本誤差實(shí)際被測(cè)壓力允許的最大絕對(duì)誤差MAX節(jié)約原則，滿足要求即可節(jié)約原則，滿足要求即可所選儀表的相對(duì)百分誤差：所選儀表的相對(duì)百分誤差：MAX MAX /1100%儀表類型的選擇儀表類型的選擇量程系列：量程系列：1kPa，1.6kPa，2.5kPa，4.0kPa，6.0kPa，以及它們，以及它們10n倍數(shù)倍數(shù)準(zhǔn)確度等級(jí)：準(zhǔn)確度等級(jí)： 0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.6，2.5，4.0等等3/42/31/3第第3章應(yīng)用舉例章應(yīng)用舉例第4章 流 量 測(cè) 量第第4章應(yīng)用舉例章

11、應(yīng)用舉例第第5 5章章 物位檢測(cè)與儀表物位檢測(cè)與儀表浮力式物位計(jì)浮力式物位計(jì)差壓式液位計(jì)差壓式液位計(jì)電容式物位計(jì)電容式物位計(jì)超聲波物位計(jì)超聲波物位計(jì)雷達(dá)式、磁致伸縮式雷達(dá)式、磁致伸縮式放射性同位素放射性同位素料位檢測(cè)料位檢測(cè)相界面檢測(cè)相界面檢測(cè)1差壓式液位計(jì) 注意表達(dá)式的注意表達(dá)式的書寫，先寫正書寫，先寫正壓室，再寫負(fù)壓室，再寫負(fù)壓式，再求差壓式，再求差xyyminymax2零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移 使差壓變送器的輸出下限值使差壓變送器的輸出下限值ymin與測(cè)量下限值與測(cè)量下限值xmin相對(duì)應(yīng)相對(duì)應(yīng)在在xmin=0時(shí)，稱為零點(diǎn)調(diào)整時(shí)，稱為零點(diǎn)調(diào)整 在在xmin0時(shí)，稱為零點(diǎn)遷移時(shí)，稱為零點(diǎn)遷移xyx

12、minxmaxyminymax 模擬變送器：調(diào)Z0 (有調(diào)零電位器)數(shù)字變送器：軟件xmin0(相當(dāng)于大范圍零點(diǎn)調(diào)整相當(dāng)于大范圍零點(diǎn)調(diào)整)xmaxxmin問(wèn)題問(wèn)題1：什么時(shí)候需要進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整？：什么時(shí)候需要進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整？問(wèn)題問(wèn)題2：什么時(shí)候需要進(jìn)行量程調(diào)整？：什么時(shí)候需要進(jìn)行量程調(diào)整？問(wèn)題問(wèn)題3：零點(diǎn)調(diào)整和量程調(diào)整可以分別實(shí)施嗎？：零點(diǎn)調(diào)整和量程調(diào)整可以分別實(shí)施嗎？問(wèn)題問(wèn)題4：什么時(shí)候需要進(jìn)行零點(diǎn)遷移？：什么時(shí)候需要進(jìn)行零點(diǎn)遷移？導(dǎo)電液體液位測(cè)量1-內(nèi)電極；2-絕緣套管；3-容器電容傳感器導(dǎo)電液體 H=0時(shí)，傳感器的時(shí)，傳感器的起始電容為起始電容為C0：)d/Dln(L2C000 當(dāng)液高為當(dāng)液

13、高為H 時(shí)，電容傳感時(shí)，電容傳感器的電容量器的電容量C為：為：)/ln()(2)/ln(200dDHLdDHC不銹鋼或不銹鋼或紫銅棒紫銅棒聚四氟乙烯塑料非導(dǎo)電液體液位測(cè)量1-內(nèi)電極；2-外電極；3-絕緣環(huán)裸電極作內(nèi)電極，外套以開(kāi)有液體流通孔的金屬外電極，通過(guò)絕緣環(huán)裝配成電容傳感器。 電容傳感器非導(dǎo)電液體用)/ln(200dDLC H=0時(shí)： H=H時(shí):)/ln()(2)/ln(200dDHLdDHCp第第5章應(yīng)用舉例章應(yīng)用舉例第6章 機(jī)械量檢測(cè) 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與功率測(cè)量轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩與功率測(cè)量 振動(dòng)與加速度檢測(cè)振動(dòng)與加速度檢測(cè) 位移與厚度測(cè)量位移與厚度測(cè)量 力與電子稱量?jī)x表力與電子稱量?jī)x表熱工參數(shù)檢測(cè)

14、傳感器綜合應(yīng)用的總結(jié)。如：熱工參數(shù)檢測(cè)傳感器綜合應(yīng)用的總結(jié)。如：電容能在哪些參數(shù)檢測(cè)中應(yīng)用？電容能在哪些參數(shù)檢測(cè)中應(yīng)用？霍爾效應(yīng)能檢測(cè)哪些參數(shù)？霍爾效應(yīng)能檢測(cè)哪些參數(shù)？應(yīng)變效應(yīng)能檢測(cè)哪些參數(shù)？應(yīng)變效應(yīng)能檢測(cè)哪些參數(shù)？轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)、位移等參數(shù)相互關(guān)系及測(cè)量應(yīng)用電磁式、光電式、霍爾式、電容式、離心式速度傳感器工作原理與應(yīng)用概述概述紅外氣體分析儀紅外氣體分析儀氧化鋯氧量分析儀氧化鋯氧量分析儀其它氣體分析儀氣相色譜儀）其它氣體分析儀氣相色譜儀）濕度檢測(cè)儀表了解）濕度檢測(cè)儀表了解）第第7章章 過(guò)程分析儀表過(guò)程分析儀表第第8章章 顯示儀表顯示儀表利用標(biāo)尺、指針、曲線等方式顯示利用標(biāo)尺、指針、曲線等方式

15、顯示數(shù)字式方式顯示數(shù)字式方式顯示檢測(cè)處理、顯示、記錄、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通檢測(cè)處理、顯示、記錄、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通訊、控制、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算等多個(gè)或全部訊、控制、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算等多個(gè)或全部功能集合于一體。功能集合于一體。iq0qh熱電勢(shì)熱電阻電壓電流信號(hào)變換工藝變量前置放大非線性校正A/D轉(zhuǎn)換標(biāo)度變換數(shù)字顯示數(shù)字輸出V/I轉(zhuǎn)換電流輸出比較和控制報(bào)警輸出光柱電平驅(qū)動(dòng)光柱顯示模數(shù)轉(zhuǎn)換、非線性補(bǔ)償、標(biāo)度變換模數(shù)轉(zhuǎn)換、非線性補(bǔ)償、標(biāo)度變換現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、組成與特點(diǎn)）現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)、組成與特點(diǎn)）（智能儀器、個(gè)人儀器、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)）（智能儀器、個(gè)人儀器、自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)）虛擬儀器概念、組成、特點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）虛

16、擬儀器概念、組成、特點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）圖像檢測(cè)技術(shù)圖像檢測(cè)技術(shù)軟測(cè)量技術(shù)軟測(cè)量技術(shù)檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用第第9 9章現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用章現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用虛擬儀器的基本概念 1） 虛擬儀器的定義 傳統(tǒng)儀器：特定功能和儀器外觀。 虛擬儀器VI，Virtual Instrumentation）：是一種以計(jì)算機(jī)和測(cè)試模塊的硬件為基礎(chǔ)、以計(jì)算機(jī)軟件為核心所構(gòu)成的，并且在計(jì)算機(jī)顯示屏幕上虛擬的儀器面板，以及由計(jì)算機(jī)所完成的儀器功能，都可由用戶軟件來(lái)定義的計(jì)算機(jī)儀器。 2數(shù)據(jù)采集 （DAQ系統(tǒng) DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從真實(shí)世界捕捉并數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從真實(shí)世界捕捉并傳輸物理量，從傳感器等設(shè)備收集和

17、測(cè)量被測(cè)傳輸物理量，從傳感器等設(shè)備收集和測(cè)量被測(cè)信號(hào)，并將它們送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。信號(hào)，并將它們送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。專用模塊專用模塊基于研華模塊的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)ADAM- 6000無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊模塊PCI總線多功能卡總線多功能卡USB 模塊模塊ADAM-4000ADAM-5000變送器：變送器： 溫度溫度 壓力壓力 流量流量 液位液位 成份成份傳感器：傳感器： 熱電阻熱電阻 熱電偶熱電偶 檢測(cè)儀表檢測(cè)儀表I/O模塊的主要類型包括：模擬量輸入模塊模塊的主要類型包括：模擬量輸入模塊AI） 模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊AO） 開(kāi)關(guān)量輸入模塊開(kāi)關(guān)量輸入模塊DI） 開(kāi)關(guān)量輸出模塊開(kāi)關(guān)量輸出模

18、塊DO） 將現(xiàn)場(chǎng)儀表輸出的將現(xiàn)場(chǎng)儀表輸出的( (規(guī)范規(guī)范) )模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào). .變送器：變送器： 溫度溫度 壓力壓力 流量流量 液位液位 成份成份傳感器：傳感器： 熱電阻熱電阻 熱電偶熱電偶 模擬信號(hào)模擬信號(hào)420mA010mA15VDCmV、模數(shù)轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換(AI)端口端口(地址地址)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)0409501023計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)0409501023工程化轉(zhuǎn)換工程化轉(zhuǎn)換工程量工程量01000400KPa軟件實(shí)現(xiàn)軟件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)儀表檢測(cè)儀表硬件濾波硬件濾波如 ：如 ： R C濾波濾波軟件濾波，如：軟件濾波，如：中值濾波、軟件中值濾波、軟件RC濾波，濾波，將計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場(chǎng)儀表可接收的將計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場(chǎng)儀表可接收的420mA等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥變頻器變頻器執(zhí)行器控制信號(hào)執(zhí)行器控制信號(hào)420mA010mA15VDC010VDC數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A)端口端口(地址地址)數(shù) 字 信數(shù) 字 信號(hào)號(hào)0409501023存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器工程量工程量0100軟件實(shí)現(xiàn)軟件實(shí)現(xiàn)工程化反變換工程化反變換