過(guò)程裝備控制第3章課件

1、1過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用過(guò)程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用23 過(guò)程檢測(cè)技術(shù)過(guò)程檢測(cè)技術(shù)目的：目的： 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，首先必為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，首先必須對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的個(gè)參數(shù)進(jìn)行可靠地測(cè)量。須對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的個(gè)參數(shù)進(jìn)行可靠地測(cè)量。要點(diǎn)：要點(diǎn)： 1.學(xué)習(xí)掌握過(guò)程測(cè)試及應(yīng)用；學(xué)習(xí)掌握過(guò)程測(cè)試及應(yīng)用； 2.正確選擇測(cè)試原理的各種方法；正確選擇測(cè)試原理的各種方法； 3.組成合適的測(cè)試系統(tǒng)。組成合適的測(cè)試系統(tǒng)。33.1 測(cè)量基本知識(shí)測(cè)量基本知識(shí)3.1.1 測(cè)量概念測(cè)量概念1.概念：概念： 測(cè)量是人類對(duì)自然界的客觀事物取得數(shù)量概念測(cè)量是人類對(duì)自然界的客觀事物取得數(shù)量概念的一種認(rèn)識(shí)過(guò)程。的一種認(rèn)識(shí)過(guò)程。

2、 在這一過(guò)程中，借助于專門的設(shè)備。通過(guò)實(shí)驗(yàn)在這一過(guò)程中，借助于專門的設(shè)備。通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，求出被測(cè)未知量的數(shù)值。方法，求出被測(cè)未知量的數(shù)值。2.目的：目的： 為了準(zhǔn)確地獲取表征被測(cè)對(duì)象特征的某些參數(shù)為了準(zhǔn)確地獲取表征被測(cè)對(duì)象特征的某些參數(shù)的定量信息。的定量信息。3.應(yīng)用：應(yīng)用： 用于自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域中所進(jìn)行的一切用于自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域中所進(jìn)行的一切研究活動(dòng)。如生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、日研究活動(dòng)。如生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、日常生活。常生活。44.測(cè)量的基本方程式：測(cè)量的基本方程式：或或被測(cè)量值，其單位為被測(cè)量值，其單位為u u；被測(cè)量的真實(shí)數(shù)值，簡(jiǎn)稱真值。被測(cè)量的真實(shí)數(shù)值，簡(jiǎn)

3、稱真值。若有若有x x近似表示測(cè)量值，則測(cè)量的基本方程式改寫(xiě)為：近似表示測(cè)量值，則測(cè)量的基本方程式改寫(xiě)為：53.1.2 測(cè)量單位測(cè)量單位1.概念：概念： 數(shù)值為數(shù)值為1的某量，稱為該量的測(cè)量單位或計(jì)量的某量，稱為該量的測(cè)量單位或計(jì)量單位。單位。2.2.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 測(cè)量單位是人為定的，具有以下特點(diǎn)：測(cè)量單位是人為定的，具有以下特點(diǎn)： 任意性任意性 地區(qū)性地區(qū)性 習(xí)慣性習(xí)慣性3. 3. 采用國(guó)際單位采用國(guó)際單位SISI。63.1.2 測(cè)量方法測(cè)量方法決定因素：決定因素： （1） 被測(cè)量的種類被測(cè)量的種類（2） 數(shù)值的大小數(shù)值的大小（3） 所需要的測(cè)量精度所需要的測(cè)量精度（4） 測(cè)量速度的快慢測(cè)量

4、速度的快慢分類：分類： （1） 直接測(cè)量與間接測(cè)量直接測(cè)量與間接測(cè)量（2） 等精度測(cè)量和不等精度測(cè)量等精度測(cè)量和不等精度測(cè)量（3） 接觸測(cè)量和不接觸測(cè)量接觸測(cè)量和不接觸測(cè)量（4） 靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量7直接比較測(cè)量法直接比較測(cè)量法 將被測(cè)量直接與已知其值的同類量進(jìn)行比較的測(cè)量將被測(cè)量直接與已知其值的同類量進(jìn)行比較的測(cè)量方法。方法。微差測(cè)量法微差測(cè)量法 將被測(cè)量與其他微小差別的已知量相比較，并測(cè)出將被測(cè)量與其他微小差別的已知量相比較，并測(cè)出這兩個(gè)量之間的差值以確定被測(cè)量的方法。這兩個(gè)量之間的差值以確定被測(cè)量的方法。1.直接測(cè)量法直接測(cè)量法8長(zhǎng)度測(cè)量中應(yīng)用微差測(cè)量法的例子長(zhǎng)度測(cè)量中

5、應(yīng)用微差測(cè)量法的例子910零位比較法零位比較法 定義：定義：通過(guò)調(diào)整一個(gè)或幾個(gè)與被測(cè)量有已知平衡關(guān)系通過(guò)調(diào)整一個(gè)或幾個(gè)與被測(cè)量有已知平衡關(guān)系 （或已知其值）的量，用平衡法確定被測(cè)量的測(cè)（或已知其值）的量，用平衡法確定被測(cè)量的測(cè) 量方法。量方法。 又稱補(bǔ)償測(cè)量法或平衡測(cè)量法。又稱補(bǔ)償測(cè)量法或平衡測(cè)量法。 優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)可以獲得較高的精度?？梢垣@得較高的精度。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)測(cè)量過(guò)程比較復(fù)雜，在測(cè)量時(shí)要進(jìn)行平衡操作。測(cè)量過(guò)程比較復(fù)雜，在測(cè)量時(shí)要進(jìn)行平衡操作。 應(yīng)用：應(yīng)用： 天平稱重天平稱重 零位式活塞壓力計(jì)測(cè)壓力零位式活塞壓力計(jì)測(cè)壓力 電位差計(jì)測(cè)電壓電位差計(jì)測(cè)電壓 112.間接測(cè)量法間接測(cè)量

6、法 通過(guò)對(duì)與被測(cè)量有函數(shù)關(guān)系的其他量進(jìn)行測(cè)量，才通過(guò)對(duì)與被測(cè)量有函數(shù)關(guān)系的其他量進(jìn)行測(cè)量，才能得到被測(cè)量值的測(cè)量方法。能得到被測(cè)量值的測(cè)量方法。 不能直接測(cè)量時(shí)采用，積累誤差大。不能直接測(cè)量時(shí)采用，積累誤差大。123.1.3 測(cè)量?jī)x器與設(shè)備測(cè)量?jī)x器與設(shè)備基本組成基本組成 傳感器、變化器、顯示器、連接各環(huán)節(jié)的傳輸通道傳感器、變化器、顯示器、連接各環(huán)節(jié)的傳輸通道組成框圖組成框圖 131.感受件（傳感器）感受件（傳感器）概念概念 檢測(cè)儀表與被測(cè)量對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的部分。檢測(cè)儀表與被測(cè)量對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的部分。作用作用 感受被測(cè)量的變化，并轉(zhuǎn)換成一一相應(yīng)的輸出信號(hào)。感受被測(cè)量的變化，并轉(zhuǎn)換成一一相應(yīng)的

7、輸出信號(hào)。對(duì)傳感器要求對(duì)傳感器要求 準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性 穩(wěn)定性穩(wěn)定性 靈敏性靈敏性 其他，如經(jīng)濟(jì)性、耐蝕性、低能耗等其他，如經(jīng)濟(jì)性、耐蝕性、低能耗等14153.2 3.2 誤差基本知識(shí)誤差基本知識(shí)3.2.13.2.1誤差基礎(chǔ)誤差基礎(chǔ)（1 1）測(cè)量誤差及分類）測(cè)量誤差及分類 定義定義：測(cè)量結(jié)果與被測(cè)變量的真值之差。：測(cè)量結(jié)果與被測(cè)變量的真值之差。 分類分類 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 粗大誤差粗大誤差17（2）測(cè)量的精密度、準(zhǔn)確度和精確度）測(cè)量的精密度、準(zhǔn)確度和精確度精密度精密度：對(duì)同一被測(cè)量值進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量的重復(fù)性程：對(duì)同一被測(cè)量值進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量的重復(fù)性程度稱為精密度。度稱為精密度。

8、取決于隨機(jī)誤差取決于隨機(jī)誤差。準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度：對(duì)同一被測(cè)量值進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量值偏離被測(cè)：對(duì)同一被測(cè)量值進(jìn)行多次測(cè)量，測(cè)量值偏離被測(cè)量真值的程度稱為準(zhǔn)確度。量真值的程度稱為準(zhǔn)確度。取決于系統(tǒng)誤差取決于系統(tǒng)誤差。精確度精確度：精密度與準(zhǔn)確度的綜合稱為精確度。：精密度與準(zhǔn)確度的綜合稱為精確度。18 圖圖3-4 3-4 重復(fù)測(cè)量的散點(diǎn)圖重復(fù)測(cè)量的散點(diǎn)圖1 23 4 56 7 80 xixx01 23 4 56 7 80 xixx0精密不準(zhǔn)確1 23 4 56 7 8ix00 xx準(zhǔn)確不精密1 23 456 7 80 x0 xix精密準(zhǔn)確不精密不準(zhǔn)確19（3）不確定度）不確定度1.概念：概念： 測(cè)量的不

9、確定度是表示用測(cè)量值代替被測(cè)量真值測(cè)量的不確定度是表示用測(cè)量值代替被測(cè)量真值 的不肯定度。的不肯定度。 2.分類：分類： 隨機(jī)不確定度隨機(jī)不確定度 隨機(jī)誤差引起的不確定度。隨機(jī)誤差引起的不確定度。 系統(tǒng)不確定度系統(tǒng)不確定度 未定系統(tǒng)誤差引起的不確定度。未定系統(tǒng)誤差引起的不確定度。 在評(píng)定測(cè)量結(jié)果的不確定度時(shí)，應(yīng)先行剔除壞值在評(píng)定測(cè)量結(jié)果的不確定度時(shí)，應(yīng)先行剔除壞值并對(duì)測(cè)量值盡可能地進(jìn)行修正。并對(duì)測(cè)量值盡可能地進(jìn)行修正。20（4 4）儀表的基本誤差限）儀表的基本誤差限 儀表在規(guī)定的參比工作條件下確定的誤差稱為儀表在規(guī)定的參比工作條件下確定的誤差稱為基本誤差基本誤差。 對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化儀表，常給出其

10、基本誤差的最對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化儀表，常給出其基本誤差的最大允許值，也就是大允許值，也就是基本誤差限基本誤差限。 基本誤差限基本誤差限絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差相對(duì)誤差相對(duì)誤差引用誤差引用誤差213.2.2 3.2.2 誤差分析與處理誤差分析與處理（1 1）隨機(jī)誤差的分析與處理）隨機(jī)誤差的分析與處理 隨機(jī)過(guò)程隨機(jī)過(guò)程 在測(cè)量中，測(cè)量值及其隨機(jī)誤差都可以作為隨機(jī)變量，在測(cè)量中，測(cè)量值及其隨機(jī)誤差都可以作為隨機(jī)變量，相應(yīng)的過(guò)程稱為隨機(jī)過(guò)程。相應(yīng)的過(guò)程稱為隨機(jī)過(guò)程。 理論與實(shí)踐證明，絕大多數(shù)隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布。其理論與實(shí)踐證明，絕大多數(shù)隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布。其概率密度函數(shù)為：概率密度函數(shù)為：真值測(cè)量結(jié)果值隨機(jī)誤差

11、的標(biāo)準(zhǔn)值；0 xx22概率密度函數(shù)曲線概率密度函數(shù)曲線正態(tài)隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)特性正態(tài)隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)特性單峰性單峰性：概率密度峰值只：概率密度峰值只出現(xiàn)在零誤差附近。出現(xiàn)在零誤差附近。對(duì)稱性對(duì)稱性：絕對(duì)值相等的正：絕對(duì)值相等的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等。等。有界性有界性：在一定的測(cè)量條：在一定的測(cè)量條件下，誤差的絕對(duì)值一般不件下，誤差的絕對(duì)值一般不超出一定的范圍。超出一定的范圍。抵償性抵償性：當(dāng)測(cè)量次數(shù)：當(dāng)測(cè)量次數(shù)n 時(shí)，各誤差時(shí)，各誤差x 的代數(shù)和趨的代數(shù)和趨向于零，即：向于零，即：23（2 2）系統(tǒng)誤差的分析與處理）系統(tǒng)誤差的分析與處理系統(tǒng)誤差的分類系統(tǒng)誤差的分類恒定系

12、統(tǒng)誤差恒定系統(tǒng)誤差：指誤差大小和符號(hào)在測(cè)量過(guò)程中不變的誤差。：指誤差大小和符號(hào)在測(cè)量過(guò)程中不變的誤差。變值系統(tǒng)誤差變值系統(tǒng)誤差：它是按照一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。根據(jù)變：它是按照一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。根據(jù)變 化特點(diǎn)可分為化特點(diǎn)可分為: : 累積性系統(tǒng)誤差：累積性系統(tǒng)誤差： 在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，誤差逐漸增大或減小德的系統(tǒng)誤差。誤差逐漸增大或減小德的系統(tǒng)誤差。 周期性系統(tǒng)誤差：周期性系統(tǒng)誤差： 在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，誤差大小和符號(hào)在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中，誤差大小和符號(hào)均按一定的周期變化的系統(tǒng)誤差。均按一定的周期變化的系統(tǒng)誤差。24校準(zhǔn)法校準(zhǔn)法 零示法零示法交替

13、法交替法交換法交換法系統(tǒng)誤差的消除系統(tǒng)誤差的消除 為了進(jìn)行正確的測(cè)量，取得可靠的數(shù)據(jù)，在測(cè)量前或測(cè)為了進(jìn)行正確的測(cè)量，取得可靠的數(shù)據(jù)，在測(cè)量前或測(cè)量過(guò)程中，必須盡力減小或消除系統(tǒng)誤差的來(lái)源。量過(guò)程中，必須盡力減小或消除系統(tǒng)誤差的來(lái)源。 首先，要檢查儀器儀表本身的性能是否符合要求；此外，首先，要檢查儀器儀表本身的性能是否符合要求；此外，檢查測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量方法本身是否正確等。檢查測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量方法本身是否正確等。 消除系統(tǒng)誤差的常用方法消除系統(tǒng)誤差的常用方法除此之外，還有對(duì)稱法、微分法、比較法。除此之外，還有對(duì)稱法、微分法、比較法。25校準(zhǔn)法校準(zhǔn)法 預(yù)先將儀器儀表的系統(tǒng)誤差鑒定出來(lái)，制出誤差預(yù)先將

14、儀器儀表的系統(tǒng)誤差鑒定出來(lái)，制出誤差表表 格和曲線，然后取于誤差值大小相等方向相反的格和曲線，然后取于誤差值大小相等方向相反的值值 作為修正值，與原值相加，可以基本消除。作為修正值，與原值相加，可以基本消除。零示法零示法 其測(cè)量誤差與讀數(shù)誤差無(wú)關(guān)，主要取決于已知的標(biāo)其測(cè)量誤差與讀數(shù)誤差無(wú)關(guān)，主要取決于已知的標(biāo) 準(zhǔn)量，但需要指示器靈敏度足夠高。準(zhǔn)量，但需要指示器靈敏度足夠高。替代法替代法 對(duì)被測(cè)對(duì)象測(cè)量一次后，在不改變測(cè)量條件的情況對(duì)被測(cè)對(duì)象測(cè)量一次后，在不改變測(cè)量條件的情況 下，用一個(gè)已知量代替被測(cè)量對(duì)象再測(cè)一次，改變下，用一個(gè)已知量代替被測(cè)量對(duì)象再測(cè)一次，改變 已知量使兩次測(cè)量中測(cè)量器處于相

15、同狀態(tài)，則被測(cè)已知量使兩次測(cè)量中測(cè)量器處于相同狀態(tài)，則被測(cè) 量就等于已知量。量就等于已知量。交換法交換法 在測(cè)量中將引起系統(tǒng)誤差的某些條件互相交換，如在測(cè)量中將引起系統(tǒng)誤差的某些條件互相交換，如 交換被測(cè)物的位置等，其他條件不變，使產(chǎn)生系統(tǒng)交換被測(cè)物的位置等，其他條件不變，使產(chǎn)生系統(tǒng) 誤差的因素對(duì)測(cè)量結(jié)果起相反作用，并取兩次測(cè)量誤差的因素對(duì)測(cè)量結(jié)果起相反作用，并取兩次測(cè)量 的平均值作為測(cè)量結(jié)果，用以消除系統(tǒng)誤差。的平均值作為測(cè)量結(jié)果，用以消除系統(tǒng)誤差。26（3）粗大誤差的檢驗(yàn)與剔除）粗大誤差的檢驗(yàn)與剔除1.產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 由于測(cè)量人員在測(cè)試過(guò)程中有可能發(fā)生讀錯(cuò)、由于測(cè)量人員在測(cè)試過(guò)程中有可能

16、發(fā)生讀錯(cuò)、記錯(cuò)等過(guò)失造成粗大誤差，或因測(cè)試條件發(fā)生突然記錯(cuò)等過(guò)失造成粗大誤差，或因測(cè)試條件發(fā)生突然地較大變更等偶然原因。地較大變更等偶然原因。2.剔除準(zhǔn)則剔除準(zhǔn)則拉依達(dá)準(zhǔn)則（拉依達(dá)準(zhǔn)則（3 準(zhǔn)則）準(zhǔn)則）肖維納（肖維納（Chauvenet）準(zhǔn)則）準(zhǔn)則格拉布斯（格拉布斯（Grubbs）準(zhǔn)則）準(zhǔn)則27（4）綜合誤差）綜合誤差1.隨機(jī)誤差的綜合隨機(jī)誤差的綜合 設(shè)有來(lái)自幾個(gè)方面的、彼此獨(dú)立的設(shè)有來(lái)自幾個(gè)方面的、彼此獨(dú)立的m個(gè)隨機(jī)誤差因素，個(gè)隨機(jī)誤差因素，它們的標(biāo)準(zhǔn)差為它們的標(biāo)準(zhǔn)差為 ，則綜合效應(yīng)造成的綜合標(biāo)準(zhǔn)差為：，則綜合效應(yīng)造成的綜合標(biāo)準(zhǔn)差為：21， 若它們的不確定度為若它們的不確定度為 ，則綜合的隨

17、機(jī)不確定，則綜合的隨機(jī)不確定度為：度為：21，282.系統(tǒng)誤差的綜合系統(tǒng)誤差的綜合3.總誤差的綜合總誤差的綜合 若測(cè)量結(jié)果含有若測(cè)量結(jié)果含有n個(gè)未定系統(tǒng)誤差，其系統(tǒng)不確定度分個(gè)未定系統(tǒng)誤差，其系統(tǒng)不確定度分別為別為 ，其總的系統(tǒng)不確定度為：，其總的系統(tǒng)不確定度為：21ee， 一般取隨機(jī)誤差的隨機(jī)不確定度一般取隨機(jī)誤差的隨機(jī)不確定度 與系統(tǒng)誤差的系統(tǒng)不與系統(tǒng)誤差的系統(tǒng)不確定度確定度 進(jìn)行合成，得到綜合不確定度進(jìn)行合成，得到綜合不確定度 。eg （1）線性相加法）線性相加法 （2）方和根法）方和根法 （3）廣義方和根法）廣義方和根法不確定度大不確定度大293.2.3 儀器儀表的主要性能指標(biāo)儀器儀表

18、的主要性能指標(biāo) 儀表的性能指標(biāo)是評(píng)價(jià)儀表性能差異、質(zhì)量?jī)?yōu)略的主要依儀表的性能指標(biāo)是評(píng)價(jià)儀表性能差異、質(zhì)量?jī)?yōu)略的主要依據(jù)。也是正確選擇儀表和使儀表達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量目的的所必須具據(jù)。也是正確選擇儀表和使儀表達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量目的的所必須具備和了解的知識(shí)。備和了解的知識(shí)。 儀表的性能指標(biāo)很多，主要有儀表的性能指標(biāo)很多，主要有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及及使用使用三方面的三方面的指標(biāo)。指標(biāo)。30（1）量程與精度）量程與精度量程量程 儀表量程儀表量程指儀表測(cè)量范圍的上限和下限的代數(shù)差。指儀表測(cè)量范圍的上限和下限的代數(shù)差。精度等級(jí)精度等級(jí) 精度是一個(gè)涉及多種指標(biāo)的比較復(fù)雜的概念。目前，尚精度是一個(gè)涉及多種指標(biāo)的比較復(fù)雜的

19、概念。目前，尚未有一個(gè)系統(tǒng)的說(shuō)法，一般用未有一個(gè)系統(tǒng)的說(shuō)法，一般用引用誤差引用誤差和和絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差來(lái)代表來(lái)代表精度。精度。引用誤差來(lái)衡量?jī)x表精度引用誤差來(lái)衡量?jī)x表精度絕對(duì)誤差來(lái)衡量?jī)x表精度絕對(duì)誤差來(lái)衡量?jī)x表精度 國(guó)標(biāo)規(guī)定，可以將絕對(duì)誤差的百分號(hào)去掉，用其數(shù)字國(guó)標(biāo)規(guī)定，可以將絕對(duì)誤差的百分號(hào)去掉，用其數(shù)字來(lái)表示儀表精度。并且已經(jīng)系列化。來(lái)表示儀表精度。并且已經(jīng)系列化。 如如0.10.1，0.20.2，0.50.5，1.01.0，1.51.5，（，（2 2），），2.52.5，5.05.0Qqmax31（2）靜態(tài)性能指標(biāo)）靜態(tài)性能指標(biāo) 當(dāng)輸入變量處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，儀表的輸出與輸入之間的關(guān)系當(dāng)輸入變量

20、處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，儀表的輸出與輸入之間的關(guān)系稱為稱為靜態(tài)特性靜態(tài)特性。 1.靈敏度靈敏度 指儀表或裝置在達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，輸入量變化引起的輸出量指儀表或裝置在達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，輸入量變化引起的輸出量變化的比值。或變化的比值?；蛘咻敵鲈隽空咻敵鲈隽縴與輸入增量與輸入增量x之比，即：之比，即： K靈敏度靈敏度y輸出變量輸出變量y的增量的增量x輸入變量輸入變量x的增量的增量32定義線性度為：定義線性度為： 2.線性度線性度儀表的標(biāo)定曲線與擬合直線之間的吻合程度。儀表的標(biāo)定曲線與擬合直線之間的吻合程度。線性度滿量程最大偏差擬合曲線標(biāo)定曲線NmaxmaxLYLba3.遲滯誤差遲滯誤差 在輸入量增加和減少過(guò)程中，對(duì)于同一輸

21、入量會(huì)得出大小在輸入量增加和減少過(guò)程中，對(duì)于同一輸入量會(huì)得出大小不同的輸出量，在全部測(cè)量范圍內(nèi)，這個(gè)差別的最大值與儀表不同的輸出量，在全部測(cè)量范圍內(nèi)，這個(gè)差別的最大值與儀表的滿量程之比值稱為的滿量程之比值稱為遲滯誤差。遲滯誤差。 儀表正行程與反行程之差稱為遲滯差值，用儀表正行程與反行程之差稱為遲滯差值，用 表示。表示。遲滯誤差滿量程最大的遲滯差值hmaxmaxYHH 遲滯誤差是由儀表內(nèi)有吸收能量的元件（彈性元件、磁化元件遲滯誤差是由儀表內(nèi)有吸收能量的元件（彈性元件、磁化元件等）、機(jī)械結(jié)構(gòu)中有間隙以及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的摩擦等原因造成的。等）、機(jī)械結(jié)構(gòu)中有間隙以及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的摩擦等原因造成的。344. 漂移

22、漂移（1）定義）定義 指輸入量不變時(shí)，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后輸出量產(chǎn)生多變化。指輸入量不變時(shí)，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后輸出量產(chǎn)生多變化。（2）種類）種類 溫飄溫飄由于溫度變化引起的漂移；由于溫度變化引起的漂移； 零漂零漂當(dāng)輸入量固定在零點(diǎn)不變時(shí)，輸出量的變化值當(dāng)輸入量固定在零點(diǎn)不變時(shí)，輸出量的變化值 引起的漂移。引起的漂移。 （3）原因）原因 主要是由于電子元件的老化，彈性元件的失效造成的。主要是由于電子元件的老化，彈性元件的失效造成的。35（1）定義）定義 用全測(cè)量范圍內(nèi)的各輸入值所測(cè)得的最大重復(fù)性誤差來(lái)用全測(cè)量范圍內(nèi)的各輸入值所測(cè)得的最大重復(fù)性誤差來(lái) 確定。在同一工作條件下，對(duì)同一輸入值安同一方向連續(xù)多

23、確定。在同一工作條件下，對(duì)同一輸入值安同一方向連續(xù)多 次測(cè)量時(shí)，所得輸出值之間的相互一致程度稱為重復(fù)性。次測(cè)量時(shí)，所得輸出值之間的相互一致程度稱為重復(fù)性。5. 重復(fù)性重復(fù)性（2）原因）原因 穩(wěn)定性較差造成的。穩(wěn)定性較差造成的。重復(fù)性誤差滿量程最大的重復(fù)性差值RmaxmaxYR363.2.4 3.2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理初步實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理初步（1）有效數(shù)字及運(yùn)算）有效數(shù)字及運(yùn)算（2）測(cè)試結(jié)果的表示）測(cè)試結(jié)果的表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖形圖形表示法表示法實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的列表列表表示法表示法實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方程方程表示法表示法理論方程理論方程 擬合方程擬合方程 37曲線擬合曲線擬合 在科學(xué)實(shí)驗(yàn)與統(tǒng)

24、計(jì)研究中，常常需要從一組測(cè)量數(shù)據(jù)中求得自變量和在科學(xué)實(shí)驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)研究中，常常需要從一組測(cè)量數(shù)據(jù)中求得自變量和因變量之間的函數(shù)關(guān)系，這個(gè)過(guò)程稱為曲線擬合。因變量之間的函數(shù)關(guān)系，這個(gè)過(guò)程稱為曲線擬合。 最小二乘法最小二乘法原理與方法是保證具有最佳擬合方程的常用方法。原理與方法是保證具有最佳擬合方程的常用方法。（a）直線擬合）直線擬合（b）曲線擬合）曲線擬合 利用最小二乘法原理來(lái)擬合曲線，得到的是非線性方程組，求借一般利用最小二乘法原理來(lái)擬合曲線，得到的是非線性方程組，求借一般比較困難。目前，多借助一些數(shù)值分析軟件來(lái)進(jìn)行，如比較困難。目前，多借助一些數(shù)值分析軟件來(lái)進(jìn)行，如Origin，Matlab,M

25、athCAD等。等。 38 設(shè)有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)有一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ; 假定擬合方程是一條直線，即假定擬合方程是一條直線，即y=kx+b ，其中，其中k、b為待定系數(shù)，為待定系數(shù)，它與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差它與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差 di 為：為：），（），），（，（nnyxyxyx2211 根據(jù)誤差的平方和為最小的原理，設(shè)以上誤差的平方和根據(jù)誤差的平方和為最小的原理，設(shè)以上誤差的平方和為為Q，則有：，則有：39 要求要求Q達(dá)到最小，必須滿足條件：達(dá)到最小，必須滿足條件：聯(lián)立方程求解，可得聯(lián)立方程求解，可得k，m值，即：值，即：將將k，m值帶入值帶入y=kx+b，即得所擬合的直線方程。，即得所擬合的直線方程。400

26、.000.050.100.150.200.25-1012345Data: fftfilter1_BModel: GaussEquation: y=y0 + (A/(w*sqrt(Pi/2)* exp(-2*(x-xc)/w)2) y00.046990.02412xc0.042070.00043w0.061440.00106A0.313730.00544Y X B Gauss fit of fftfilter1_B利用軟件對(duì)利用軟件對(duì)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的非線性高斯型曲線擬合。的非線性高斯型曲線擬合。413.3 壓力測(cè)量壓力測(cè)量3.3.1 概述概述 壓力的概念（壓力的概念（工程技術(shù)上工程技術(shù)

27、上） 垂直均勻作用在物體表面上的力，即壓強(qiáng)垂直均勻作用在物體表面上的力，即壓強(qiáng) 。 工程中常用單位之間的換算關(guān)系工程中常用單位之間的換算關(guān)系 1工程大氣壓（工程大氣壓（at）= 1 kgf/ = 98066.5 N/ 98 kPa 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）= 1.013E5 1毫米汞柱（毫米汞柱（mmHg）= 133.322 Pa 1毫米汞柱（毫米汞柱（mmHg）= 9.80665 Pa 常用壓力名詞術(shù)語(yǔ)常用壓力名詞術(shù)語(yǔ) 表壓力表壓力：絕對(duì)壓力與大氣壓力之差。：絕對(duì)壓力與大氣壓力之差。 真空度真空度：絕對(duì)壓力低于大氣壓力時(shí)的表壓力。：絕對(duì)壓力低于大氣壓力時(shí)的表壓力。2cm42絕對(duì)零壓

28、線絕對(duì)零壓線大氣壓線大氣壓線表壓力表壓力 絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力 絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力 真空度真空度 常用壓力測(cè)量?jī)x表介紹常用壓力測(cè)量?jī)x表介紹液柱式壓力計(jì)液柱式壓力計(jì)：是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)化為液柱高度來(lái)進(jìn)行的測(cè)量的一種儀表。：是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)化為液柱高度來(lái)進(jìn)行的測(cè)量的一種儀表。彈性式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)：是利用測(cè)量彈性敏感元件在壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形：是利用測(cè)量彈性敏感元件在壓力作用下產(chǎn)生的彈性變形 的大小來(lái)測(cè)量壓力的一種儀表。的大小來(lái)測(cè)量壓力的一種儀表。電測(cè)式壓力計(jì)電測(cè)式壓力計(jì)：是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)化為電量進(jìn)行測(cè)量的儀器，介紹壓阻式壓：是將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)化為電量進(jìn)行測(cè)量的儀器，介紹壓阻式壓 力計(jì)和壓電式壓力計(jì)兩種。力計(jì)

29、和壓電式壓力計(jì)兩種。 表壓力、絕對(duì)壓力和真空度之間的關(guān)系表壓力、絕對(duì)壓力和真空度之間的關(guān)系433.3.2 液柱式壓力計(jì)液柱式壓力計(jì) 液柱式壓力計(jì)測(cè)壓的基本原理是流體靜力學(xué)定理。它是液柱式壓力計(jì)測(cè)壓的基本原理是流體靜力學(xué)定理。它是用一定高度的液柱去平衡被測(cè)壓力，液柱的高度可以換用一定高度的液柱去平衡被測(cè)壓力，液柱的高度可以換算成被測(cè)壓力的大小算成被測(cè)壓力的大小 。 液柱式壓力計(jì)一般用來(lái)測(cè)量較低的壓力、真空或壓差。液柱式壓力計(jì)一般用來(lái)測(cè)量較低的壓力、真空或壓差。 常用液柱式壓力計(jì)類型常用液柱式壓力計(jì)類型 U型管壓力計(jì)型管壓力計(jì) 單管壓力計(jì)單管壓力計(jì) 微壓計(jì)微壓計(jì)44基本原理基本原理根據(jù)流體靜力學(xué)的

30、原理可得：根據(jù)流體靜力學(xué)的原理可得：（1）U型管壓力計(jì)型管壓力計(jì)一般情況下一般情況下 比比 小很小很多多 ，所以可簡(jiǎn)化為：，所以可簡(jiǎn)化為：1注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)（2 2）單管壓力計(jì)）單管壓力計(jì)基本原理基本原理 類似于類似于U型管壓力計(jì)，由流體靜力學(xué)定理得：型管壓力計(jì)，由流體靜力學(xué)定理得： 單管壓力計(jì)的使用注意事項(xiàng)單管壓力計(jì)的使用注意事項(xiàng) 使用時(shí)保證容器一側(cè)接觸高壓使用時(shí)保證容器一側(cè)接觸高壓力，肘管一側(cè)接觸低壓力。力，肘管一側(cè)接觸低壓力。由于由于A1A2A1t0），回路），回路中就會(huì)產(chǎn)生的一定大小的電勢(shì)，形成電流。中就會(huì)產(chǎn)生的一定大小的電勢(shì)，形成電流。（一）熱電偶溫度儀表工作原理（一）熱電偶溫度儀表

31、工作原理（1）熱電偶）熱電偶： 兩種不同材料的組合體。兩種不同材料的組合體。（2）熱電極）熱電極：構(gòu)成熱電偶的兩種導(dǎo)體。：構(gòu)成熱電偶的兩種導(dǎo)體。（3）測(cè)量端（工作端、熱端）測(cè)量端（工作端、熱端）:插入被測(cè)介插入被測(cè)介質(zhì)中感受被測(cè)溫度的一端。質(zhì)中感受被測(cè)溫度的一端。（4）參考端（自由端、冷端）：）參考端（自由端、冷端）：處于周圍處于周圍環(huán)境中的一端。環(huán)境中的一端。672.熱電勢(shì)熱電勢(shì) 接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)共同作用的結(jié)果。接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)共同作用的結(jié)果。（1）接觸電勢(shì)）接觸電勢(shì) 由于兩種不同導(dǎo)體的電子密度不同，從而在接點(diǎn)處發(fā)生由于兩種不同導(dǎo)體的電子密度不同，從而在接點(diǎn)處發(fā)生電子擴(kuò)散而形成的電動(dòng)勢(shì)，

32、它只與電子擴(kuò)散而形成的電動(dòng)勢(shì)，它只與A、B導(dǎo)體的性質(zhì)和接點(diǎn)的導(dǎo)體的性質(zhì)和接點(diǎn)的溫度有關(guān)。溫度有關(guān)。（2）溫差電勢(shì)）溫差電勢(shì) 由于同一根導(dǎo)體中電子從高溫端向低溫端遷移而引起由于同一根導(dǎo)體中電子從高溫端向低溫端遷移而引起的電動(dòng)勢(shì)。溫差電勢(shì)只與導(dǎo)體材料性質(zhì)和兩端溫度有關(guān)。的電動(dòng)勢(shì)。溫差電勢(shì)只與導(dǎo)體材料性質(zhì)和兩端溫度有關(guān)。6869707172（3）熱電勢(shì)公式推導(dǎo)）熱電勢(shì)公式推導(dǎo)令令可得熱電勢(shì)的公式為：可得熱電勢(shì)的公式為：731. 1. 對(duì)于給定熱電偶，熱電勢(shì)是其兩端溫度函數(shù)之差。對(duì)于給定熱電偶，熱電勢(shì)是其兩端溫度函數(shù)之差。2. 2. E EABAB (t (t，t0)t0)為熱電偶兩點(diǎn)熱電勢(shì)的代數(shù)和，

33、當(dāng)為熱電偶兩點(diǎn)熱電勢(shì)的代數(shù)和，當(dāng) A A、 B B材料固定，材料固定，t0 t0 保持不變即保持不變即e eABAB（t0t0）常數(shù)，則）常數(shù)，則 E EABAB (t (t，t0)t0)為單值函數(shù)；熱電偶與其長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，只與材為單值函數(shù)；熱電偶與其長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，只與材 質(zhì)和溫度有關(guān)，材料固定時(shí)，根據(jù)熱電勢(shì)的大小，質(zhì)和溫度有關(guān)，材料固定時(shí)，根據(jù)熱電勢(shì)的大小， 可測(cè)得溫度。可測(cè)得溫度。結(jié)結(jié) 論論74（2） 熱電偶的基本定律熱電偶的基本定律物質(zhì)導(dǎo)體定律物質(zhì)導(dǎo)體定律 均質(zhì)導(dǎo)體的回路不論各處溫度分布如何都不會(huì)產(chǎn)生熱電均質(zhì)導(dǎo)體的回路不論各處溫度分布如何都不會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)。勢(shì)?！皠蛸|(zhì)勻質(zhì)”僅指導(dǎo)體各處的成分、材質(zhì)

34、相同，與其外形無(wú)僅指導(dǎo)體各處的成分、材質(zhì)相同，與其外形無(wú)關(guān)。關(guān)。 該定律可得出以下兩個(gè)結(jié)論該定律可得出以下兩個(gè)結(jié)論： 熱電偶必然由兩個(gè)不同質(zhì)的材料組成；熱電偶必然由兩個(gè)不同質(zhì)的材料組成； 同一導(dǎo)體回路是否有熱電勢(shì)可用來(lái)判定導(dǎo)體是否均勻。同一導(dǎo)體回路是否有熱電勢(shì)可用來(lái)判定導(dǎo)體是否均勻。 75中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 由兩種不同導(dǎo)體構(gòu)成的熱電偶回路中，接入第三種導(dǎo)體，由兩種不同導(dǎo)體構(gòu)成的熱電偶回路中，接入第三種導(dǎo)體，只要保持第三種導(dǎo)體兩端溫度相等，則對(duì)回路熱電勢(shì)沒(méi)有影響。只要保持第三種導(dǎo)體兩端溫度相等，則對(duì)回路熱電勢(shì)沒(méi)有影響。76中間溫度定律中間溫度定律 兩種勻質(zhì)導(dǎo)體兩種勻質(zhì)導(dǎo)體A A、B B構(gòu)成

35、的熱電偶，兩端溫度為構(gòu)成的熱電偶，兩端溫度為t t和和t0t0，如存在一個(gè)中間溫度如存在一個(gè)中間溫度 ，則熱電偶存在以下關(guān)系：，則熱電偶存在以下關(guān)系：nt標(biāo)準(zhǔn)電極定則標(biāo)準(zhǔn)電極定則 A A、B B導(dǎo)體的熱電勢(shì)等于它們對(duì)另一參考導(dǎo)體導(dǎo)體的熱電勢(shì)等于它們對(duì)另一參考導(dǎo)體C C的熱電勢(shì)的熱電勢(shì)之和，即：之和，即：77（3 3） 常用熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)常用熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)典型測(cè)溫系統(tǒng)典型測(cè)溫系統(tǒng) 利用定律利用定律2，可得：，可得：（1）節(jié)省熱電偶；）節(jié)省熱電偶；（2）信號(hào)可以遠(yuǎn)傳；）信號(hào)可以遠(yuǎn)傳；（3）冷端溫度的恒定。）冷端溫度的恒定。78（4 4） 熱電偶冷端溫度的影響及處理熱電偶冷端溫度的影響及處理 又叫冰

36、點(diǎn)法，就又叫冰點(diǎn)法，就是把熱電偶的冷端置是把熱電偶的冷端置于于00的環(huán)境中，使冷的環(huán)境中，使冷端溫度恒定不變。端溫度恒定不變。冷端恒溫法冷端恒溫法79熱電偶分度表熱電偶分度表 0度是0mv，10度是0.055mv，20度是0.113 mv ，30度是0.173 mv ，40度是0.235 mv 。 100度是0.645 mv ，110度是0.719 mv，120度是0.795 mv ，130度是0.872 mv ，140度是0.950 mv 。 80 若熱電偶與動(dòng)圈儀表配套使用時(shí)，如果冷端溫度比較恒定，若熱電偶與動(dòng)圈儀表配套使用時(shí)，如果冷端溫度比較恒定，測(cè)量精度要求不高時(shí)，可將動(dòng)圈儀表的機(jī)械零

37、點(diǎn)調(diào)至熱電偶冷測(cè)量精度要求不高時(shí)，可將動(dòng)圈儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)至熱電偶冷端溫度，這相當(dāng)于在輸入電勢(shì)之前就給儀表輸入一個(gè)補(bǔ)償熱電端溫度，這相當(dāng)于在輸入電勢(shì)之前就給儀表輸入一個(gè)補(bǔ)償熱電勢(shì)。勢(shì)。 示值修正法示值修正法81示值修正法實(shí)例示值修正法實(shí)例82（5） 熱電偶的結(jié)構(gòu)形式熱電偶的結(jié)構(gòu)形式標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶8384非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶無(wú)法使用的高溫、低溫、超應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶無(wú)法使用的高溫、低溫、超低溫、真空和特殊介質(zhì)等場(chǎng)合。低溫、真空和特殊介質(zhì)等場(chǎng)合。85熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電偶的結(jié)構(gòu)普通熱電偶、鎧裝熱電偶、特殊熱電偶。普通熱電偶、鎧裝熱電偶、特殊熱電偶。（1）普通熱電偶

38、）普通熱電偶1熱電偶熱端熱電偶熱端 2熱電極熱電極 3絕緣管絕緣管4保護(hù)套管保護(hù)套管 5接線盒接線盒86（2）鎧裝熱電偶）鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶由金屬套管、絕緣材料和熱電極拉伸加工而成。鎧裝熱電偶由金屬套管、絕緣材料和熱電極拉伸加工而成。873.4.5 熱電阻測(cè)溫儀表熱電阻測(cè)溫儀表1. 測(cè)溫原理及特性測(cè)溫原理及特性（1）原理）原理利用測(cè)量電阻的阻值隨溫度的變化而變化。利用測(cè)量電阻的阻值隨溫度的變化而變化。R Rt0t0， R Rtt分別表示溫度為分別表示溫度為t0t0、t t時(shí)的阻值。時(shí)的阻值。A A、B B、C C均為常數(shù)。均為常數(shù)。88（2） 常用熱電阻常用熱電阻1云母片骨架；2云母片；3銀

39、綁帶；4彈性銅片； 5引線； 6石英骨架；7石英或玻璃外套管； 8陶瓷骨架；9保護(hù)釉層； 10鉑絲； 11鉑螺旋絲；12玻璃U型管；13雙孔石英管；14鉑或金絲； 15玻璃套管891引線；2塑料骨架；3內(nèi)保護(hù)套管；4絲線；5外保護(hù)套管；903.4.5 3.4.5 測(cè)溫儀表的選用測(cè)溫儀表的選用 選用測(cè)溫儀表應(yīng)考慮測(cè)量范圍、儀表使用要求、測(cè)量環(huán)境、選用測(cè)溫儀表應(yīng)考慮測(cè)量范圍、儀表使用要求、測(cè)量環(huán)境、儀表的可維修性及成本等。儀表的可維修性及成本等。91（1）流量定義：）流量定義：指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一截面的流體數(shù)量的多少。指單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)某一截面的流體數(shù)量的多少。 mqVq3.5 流量測(cè)量流量測(cè)量3.

40、5.1 概述概述 質(zhì)量流量：質(zhì)量流量： 體積流量：體積流量： 兩者的關(guān)系：兩者的關(guān)系：（2）流量表示方式：）流量表示方式：（3 3）常）常見(jiàn)的流量計(jì)類型：見(jiàn)的流量計(jì)類型： 壓差式流量計(jì)壓差式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電磁式流量計(jì)電磁式流量計(jì)92 原理原理：當(dāng)充滿管道的流體經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置時(shí)，流束收縮，流速：當(dāng)充滿管道的流體經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置時(shí)，流束收縮，流速 提高，靜壓減小，在節(jié)流裝置的前后就產(chǎn)生了一定的提高，靜壓減小，在節(jié)流裝置的前后就產(chǎn)生了一定的 壓差。這個(gè)壓差的大小與流量有關(guān)，根據(jù)流量與壓差壓差。這個(gè)壓差的大小與流量有關(guān)，根據(jù)流量與壓差 之間的關(guān)系即可得到流量的大小。之間的關(guān)系即可得到流量的大

41、小。 3.5.2 3.5.2 壓差式流量計(jì)壓差式流量計(jì)節(jié)流裝置節(jié)流裝置：壓差式流量計(jì)的：壓差式流量計(jì)的核心部件核心部件是節(jié)流裝置，包括節(jié)是節(jié)流裝置，包括節(jié) 流元件，取壓裝置，前后管段。流元件，取壓裝置，前后管段。 常用的節(jié)流裝置有常用的節(jié)流裝置有孔板孔板，噴嘴噴嘴，文丘利管文丘利管等。等。（1）測(cè)量原理及節(jié)流裝置）測(cè)量原理及節(jié)流裝置93（2 2）節(jié)流裝置的流量方程）節(jié)流裝置的流量方程 流量方程的推導(dǎo)流量方程的推導(dǎo) 假設(shè)流體為不可壓縮流假設(shè)流體為不可壓縮流體，而且忽略勢(shì)能，由體，而且忽略勢(shì)能，由BernouliBernouli方程得：方程得： 2222112122pp根據(jù)連續(xù)方程根據(jù)連續(xù)方程mq

42、FvFv2211令令02FF10FFm Dd2m94 由于局部渦流和摩擦因素，造成能量損失，為此引進(jìn)壓力修正系數(shù)由于局部渦流和摩擦因素，造成能量損失，為此引進(jìn)壓力修正系數(shù) 來(lái)來(lái) 加以修正。加以修正。 測(cè)得壓力為測(cè)得壓力為 ， 則壓力修正系數(shù)為：則壓力修正系數(shù)為：21222211PPmv（3-683-68） 質(zhì)量流量為：質(zhì)量流量為： 212202221PPmFFvqm（3-693-69） 體積流量為：體積流量為： 2122021PPmFqqmv（3-703-70） 1P2P2121PPPP95 令令流量系數(shù)流量系數(shù) ，則得到不可壓縮流體的流量方程為：則得到不可壓縮流體的流量方程為： 221m21

43、02PPFqm2102PPFqv（3-713-71） （3-723-72） 對(duì)于可壓縮流體，流束在節(jié)流中由于壓力下降要引起體積膨脹，使得可對(duì)于可壓縮流體，流束在節(jié)流中由于壓力下降要引起體積膨脹，使得可壓縮流體的流量方程要變的復(fù)雜些。如果將流體通過(guò)節(jié)流元件時(shí)的狀態(tài)變壓縮流體的流量方程要變的復(fù)雜些。如果將流體通過(guò)節(jié)流元件時(shí)的狀態(tài)變化過(guò)程視為化過(guò)程視為絕熱過(guò)程絕熱過(guò)程，可以得到可以得到可壓縮流體的流量方程可壓縮流體的流量方程：21102PPFqm21102PPFqV（3-733-73） （3-743-74） 96kkPPPPkkPPPPPmmmkkKKKKK111111122122112122222

44、22 其中，其中， 為氣體膨脹系數(shù)為氣體膨脹系數(shù) 為流束收縮系數(shù)，為流束收縮系數(shù)， 為可壓縮氣體修正系數(shù)為可壓縮氣體修正系數(shù)K02FFKK97 流量公式分析流量公式分析 a. 流量系數(shù)流量系數(shù) 從流量系數(shù)定義可以看出，其與從流量系數(shù)定義可以看出，其與 有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)又取有關(guān)，而這三個(gè)參數(shù)又取決于決于雷諾數(shù)雷諾數(shù)，取壓位置取壓位置，管壁粗糙度管壁粗糙度等因素有關(guān)。等因素有關(guān)。 b. 膨脹系數(shù)膨脹系數(shù) 與節(jié)流前后的壓比，與節(jié)流前后的壓比， ， 等因素有關(guān)，在等因素有關(guān)，在 ， mm時(shí)，時(shí)， 可由下式確定可由下式確定m,k75. 012PP100050 D935. 013184. 03703.

45、011122kPP98（3 3） 壓差式流量計(jì)的組成壓差式流量計(jì)的組成 它是由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管、壓差變送器和二次儀表組成。它是由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管、壓差變送器和二次儀表組成。 節(jié)流裝置節(jié)流裝置是將管道中流體的流速轉(zhuǎn)變成壓差信號(hào)；是將管道中流體的流速轉(zhuǎn)變成壓差信號(hào)； 引壓管道引壓管道是將壓差信號(hào)送至壓差變送器；是將壓差信號(hào)送至壓差變送器； 壓差變送器壓差變送器是將壓差裝置的壓差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)；是將壓差裝置的壓差信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)； 二次儀表二次儀表是將接收到的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化，運(yùn)算，最終顯示出流量值。是將接收到的電流信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化，運(yùn)算，最終顯示出流量值。 其測(cè)量系統(tǒng)如其測(cè)量系統(tǒng)如圖

46、圖3-293-29所示。所示。991-1-節(jié)流裝置；節(jié)流裝置；2-2-引壓導(dǎo)管；引壓導(dǎo)管；3-3-三閥組；三閥組；4-4-壓差變送器；壓差變送器；5-5-二次儀表二次儀表圖圖3-29 3-29 壓差式流量計(jì)組成壓差式流量計(jì)組成101（4 4） 壓差式流量計(jì)的使用壓差式流量計(jì)的使用 差壓式流量計(jì)如果使用不當(dāng)，會(huì)造成很大的誤差，為盡量減小測(cè)量差壓式流量計(jì)如果使用不當(dāng)，會(huì)造成很大的誤差，為盡量減小測(cè)量 誤差，必須作到以下幾點(diǎn)：誤差，必須作到以下幾點(diǎn)： 管道中流體的工作狀態(tài)必須符合設(shè)計(jì)要求。管道中流體的工作狀態(tài)必須符合設(shè)計(jì)要求。 正確安裝節(jié)流裝置。首先流向要正確，一般地說(shuō)，節(jié)流裝置露出正確安裝節(jié)流裝置

47、。首先流向要正確，一般地說(shuō)，節(jié)流裝置露出 部分所標(biāo)注的部分所標(biāo)注的“+ +”號(hào)一側(cè)，應(yīng)當(dāng)是流體的入口方向。號(hào)一側(cè)，應(yīng)當(dāng)是流體的入口方向。 合理使用節(jié)流裝置。在使用過(guò)程中要保持節(jié)流裝置的清潔。合理使用節(jié)流裝置。在使用過(guò)程中要保持節(jié)流裝置的清潔。 正確安裝導(dǎo)管。不要讓導(dǎo)壓管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生。正確安裝導(dǎo)管。不要讓導(dǎo)壓管內(nèi)有氣泡產(chǎn)生。（5 5） 壓差式流量計(jì)的發(fā)展壓差式流量計(jì)的發(fā)展 近年來(lái)，壓差式流量計(jì)有了新的發(fā)展。在原有的壓差信號(hào)的基礎(chǔ)上，近年來(lái)，壓差式流量計(jì)有了新的發(fā)展。在原有的壓差信號(hào)的基礎(chǔ)上，又增加了溫度信號(hào)和壓力信號(hào)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流體密度的補(bǔ)償，減少又增加了溫度信號(hào)和壓力信號(hào)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)

48、對(duì)流體密度的補(bǔ)償，減少由于密度的變化而引起的流量測(cè)量的誤差。由于密度的變化而引起的流量測(cè)量的誤差。 特別是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，出現(xiàn)了智能化流量測(cè)量?jī)x表。特別是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，出現(xiàn)了智能化流量測(cè)量?jī)x表。102 轉(zhuǎn)子流量計(jì)是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，轉(zhuǎn)子流量計(jì)是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間的流通面積來(lái)進(jìn)行測(cè)量的體積流量?jī)x表，又稱改變它們之間的流通面積來(lái)進(jìn)行測(cè)量的體積流量?jī)x表，又稱轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)子流量計(jì)。在美國(guó)、日本常稱作變面積流量計(jì)（。在美國(guó)、日本常稱作變面積流量計(jì)（Variable Area Variable Area FlowmeterFlowmeter）或

49、面積流量計(jì)。）或面積流量計(jì)。3.5.3 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) （1） 測(cè)量原理測(cè)量原理 被測(cè)流體從下向上經(jīng)過(guò)錐管被測(cè)流體從下向上經(jīng)過(guò)錐管1和浮子和浮子2形成的環(huán)隙形成的環(huán)隙3時(shí)，浮子上下端產(chǎn)生差壓時(shí)，浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當(dāng)浮子所受上升力形成浮子上升的力，當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時(shí)，浮子便上大于浸在流體中浮子重量時(shí)，浮子便上升，環(huán)隙面積隨之增大，環(huán)隙處流體流升，環(huán)隙面積隨之增大，環(huán)隙處流體流速立即下降，浮子上下端差壓降低，作速立即下降，浮子上下端差壓降低，作用于浮子的上升力亦隨著減少，直到上用于浮子的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子重量時(shí)，浮子升力等于浸在流體中浮子重量時(shí)，浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子在錐管中高度便穩(wěn)定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過(guò)的流量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。和通過(guò)的流量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。