檢測(cè)儀表復(fù)習(xí)總結(jié)

1、緒論1 化工生產(chǎn)中的主要測(cè)量參數(shù)：溫度、物位、壓力、流量、物性和物質(zhì)成分2 測(cè)量的含義：用實(shí)驗(yàn)的方法確定一個(gè)參數(shù)的量值（數(shù)值和單位） 實(shí)質(zhì)：通過實(shí)驗(yàn)，將被測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，確定被測(cè)對(duì)象的大小和單位3 化工測(cè)量?jī)x表主要由三部分組成：檢測(cè)環(huán)節(jié)、傳送放大環(huán)節(jié)、信號(hào)處理顯示環(huán)節(jié)4 測(cè)量方法：直接測(cè)量（最基本）、間接測(cè)量、組合測(cè)量56 測(cè)量范圍：測(cè)量?jī)x表的誤差處在規(guī)定極限內(nèi)的一組被測(cè)點(diǎn)。量程：測(cè)量范圍的上限值和下限值的代數(shù)差例：測(cè)量范圍4001000，則量程為6007 儀表的精度：用引用誤差或相對(duì)誤差的形式給出，由儀表的基本誤差所決定8 儀表的靈敏度過高，儀表的精度要下降。儀表標(biāo)尺上的分格值不能小于儀

2、表允許誤差的絕對(duì)值9 分辨力：最小刻度值的一半10 誤差的分類： 系統(tǒng)誤差：由測(cè)量系統(tǒng)本身的問題所引起；在一定條件下，誤差是固定的或者按一定規(guī)律變化；可通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比法和殘差校驗(yàn)法在有限程度內(nèi)補(bǔ)償 隨機(jī)誤差：由于復(fù)雜的客觀事物內(nèi)部中尚未認(rèn)識(shí)而無法控制的因素造成；大小和方向沒有規(guī)律，總體符合正態(tài)分布；可增加測(cè)量次數(shù)取平均值 粗大誤差：由于測(cè)量方法不當(dāng)或操作人員的失誤造成；在一定測(cè)量條件下，絕對(duì)值特別大，顯著偏離實(shí)際值，必須剔除；根據(jù)拉依達(dá)準(zhǔn)則（測(cè)量次數(shù)大于30）和格布羅斯準(zhǔn)則剔除11拉依達(dá)準(zhǔn)則：求平均值，求標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算殘差，若，則剔除12格布羅斯準(zhǔn)則：求平均值，求便準(zhǔn)差，計(jì)算殘差，計(jì)算殘差與標(biāo)準(zhǔn)差

3、比值，若，則剔除。壓力測(cè)量1 工程上的壓力即物理學(xué)中的壓強(qiáng)2 壓力的三種表示方式：絕對(duì)壓力，表壓，真空度。工業(yè)上使用的壓力表和真空表，指示值分別為表壓和真空度3 工程技術(shù)上的壓力單位：帕（Pa）、工程大氣壓（）、毫米汞柱（）和毫米水柱（） =14 三種測(cè)量壓力方法：應(yīng)用液柱測(cè)量壓力；應(yīng)用彈性變形測(cè)量壓力；應(yīng)用電測(cè)法測(cè)量壓力液柱式壓力計(jì)彈性式壓力計(jì)電氣式壓力計(jì)原理液體靜壓原理彈性元件受力后發(fā)生彈性形變壓力通過傳感器轉(zhuǎn)換成電量大小關(guān)系被測(cè)壓力表壓于工作液高度成正比彈性元件位移與被測(cè)壓力成正比輸出電量與壓力通過電阻、電容、電感或諧振頻率有關(guān)，視具體電路而定特點(diǎn)測(cè)量準(zhǔn)確，不能遠(yuǎn)距離傳送，容易出現(xiàn)視差，

4、適用于低壓、負(fù)壓或壓力差測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，測(cè)力哪個(gè)范圍廣，精度高，僅適用于壓力的就地顯示和遠(yuǎn)距離報(bào)警方便進(jìn)行原具體傳送與監(jiān)控，可與計(jì)算機(jī)連接進(jìn)行分析其他單管壓力計(jì)絕對(duì)誤差比U型管減少一半彈簧管截面積必須是扁圓形或橢圓形可用壓力變送器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)或其信號(hào)5 壓力表的選擇儀表標(biāo)尺使用范圍保持在彈性式壓力計(jì)：負(fù)荷變化大，使用范圍為標(biāo)尺的 負(fù)荷變化小，使用范圍為標(biāo)尺的 測(cè)量脈動(dòng)壓力，使用范圍為標(biāo)尺的 測(cè)量高壓壓力，使用范圍為標(biāo)尺的一般所選測(cè)量上線應(yīng)大于或至少等于計(jì)算出的上限值，并同時(shí)滿足最小值要求在滿足生產(chǎn)要求的前提下，盡可能懸著精度低、價(jià)廉耐用的儀表物位測(cè)量1 物位的測(cè)量方法：直讀式測(cè)量、浮

5、力式測(cè)量、靜壓式測(cè)量、電氣式測(cè)量、聲波式測(cè)量、核輻射式測(cè)量直讀式測(cè)量浮力式測(cè)量靜壓式測(cè)量電氣式測(cè)量聲波式測(cè)量核輻射式測(cè)量原理連通器原理恒浮力或變浮力通過測(cè)量液柱的靜壓測(cè)出液位高度物位轉(zhuǎn)換成電參數(shù)超聲波被接觸面反射射線被中間物質(zhì)吸收而減弱特點(diǎn)結(jié)構(gòu)可靠，直觀、怕污染、不能遠(yuǎn)傳可就地指示，也可遠(yuǎn)傳存在遷移問題可測(cè)量液位、粉末狀固體料位受溫度變化影響關(guān)系非線性、不受環(huán)境影響、有害2 恒浮力：把液位變化轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移變浮力：液位變化轉(zhuǎn)換成浮力變化，再轉(zhuǎn)換成機(jī)械位移 靜壓式測(cè)量：（無遷移，基準(zhǔn)點(diǎn)與最低液位一致）浮筒式液位計(jì)：液位高度與杠桿受力變化量成比例關(guān)系，液位越高，作用在杠桿上的力越小，扭角越小3 差

6、壓式液位計(jì)：靜壓原理，液位與容器兩點(diǎn)的靜壓差成正比；力矩平衡原理，力轉(zhuǎn)換成位移，放大，輸出信號(hào)與壓差成正比 電動(dòng)III型差壓變送器（輸出為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)）4遷移問題正、負(fù)遷移：改變測(cè)量范圍的上下限，但不改變量程的大小。無遷移：基準(zhǔn)點(diǎn)與最低液位一致 負(fù)遷移：有隔離液 （時(shí)，）正遷移：安裝位置低于最低液位（時(shí)，）流量測(cè)量1 流量的定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過管道某截面的流體的體積、質(zhì)量體積流量質(zhì)量流量（氣體中密度隨壓力和溫度變化）總量（累計(jì)流量）2 幾種流量測(cè)量方法體積流量的測(cè)量方法：容積法：應(yīng)用齒輪、刮板、活塞、皮膜等的測(cè)量方法流體力學(xué)法： 應(yīng)用動(dòng)能和靜壓能轉(zhuǎn)換的測(cè)量方法（差壓式（節(jié)流式）流量計(jì)） 應(yīng)用改

7、變流通面積的測(cè)量方法 應(yīng)用流體離心力的測(cè)量方法 應(yīng)用流體振動(dòng)的測(cè)量方法應(yīng)用流動(dòng)矩的測(cè)量方法 電學(xué)法：應(yīng)用電磁感應(yīng)的測(cè)量方法 聲學(xué)法：應(yīng)用時(shí)差、頻差、相位差的測(cè)量方法 熱學(xué)法：應(yīng)用熱導(dǎo)、熱量的測(cè)量方法 光學(xué)法：應(yīng)用激光測(cè)量流速的方法 質(zhì)量流量的測(cè)量方法： 直接法： 差壓式測(cè)量方法 角動(dòng)量式測(cè)量方法 應(yīng)用麥納斯效應(yīng)的測(cè)量方法 應(yīng)用科里奧利力的測(cè)量方法 推導(dǎo)法 qv2變送器和密度計(jì)組合的方法 qv變送器和密度計(jì)組合的方法 qv2變送器和qv變送器組合的方法 原理輸入輸出關(guān)系特點(diǎn)容積式測(cè)量把流體連續(xù)不斷分割成固定體積單元精度高，0.20.5級(jí)量程范圍大，1:10以上節(jié)流式測(cè)量（差壓式流量計(jì)）動(dòng)壓能和靜

8、壓能相互轉(zhuǎn)換，由壓差測(cè)流量精度1.0，量程比3:1儀表刻度非線性動(dòng)壓式測(cè)量流體沖擊阻力體損失動(dòng)壓力精度1.0，量程比3:1適用于高粘度、低雷諾數(shù)流體變面積是測(cè)量（轉(zhuǎn)子流量計(jì)）流量變化導(dǎo)致阻力體變化，流體流體面積變化精度2.0，量程比10:1適用于小流量流體葉輪式測(cè)量流體流動(dòng)推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)精度0.5，量程比10:1易受流體密度、粘度影響流體振動(dòng)式測(cè)量流體振蕩原理精度0.51.0，線性范圍100:1電磁感應(yīng)式測(cè)量法拉第電磁感應(yīng)精度1.0，量程比100:1，僅適用于導(dǎo)電液體應(yīng)用超聲波測(cè)量聲波傳播速度與流體流速有關(guān)無接觸測(cè)量，可測(cè)量高粘度、非導(dǎo)電介質(zhì)以及氣體流量質(zhì)量流量測(cè)量3節(jié)流式（差壓式）流量計(jì)的組成

9、：節(jié)流裝置、信號(hào)管路、差壓計(jì) 差壓式流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量方法簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟；沒有可動(dòng)元件，工作可靠；適用性強(qiáng) 缺點(diǎn)：安裝要求嚴(yán)格，上下游需要足夠長(zhǎng)度直管段；測(cè)量范圍窄；刻度非線性；壓力損失大4常用的節(jié)流元件：同心圓孔板、文丘里管、噴嘴、偏心孔板、 圓缺孔板、1/4圓孔板、 文丘利噴嘴5常用的取壓方式：角接取壓法、法蘭取壓法、徑距取壓法、理論取壓法、管接取壓法 取壓位置不同，即使流過節(jié)流件流量是同一數(shù)值，測(cè)得差壓不同6.差壓式流量計(jì)：（C為修正系數(shù)，為節(jié)流件流通面積） 對(duì)于可壓縮性流體，引入流束的膨脹系數(shù) 其流量基本公式， 注：對(duì)于液體，；對(duì)于氣體，為節(jié)流件前的流體密度7差壓式流量計(jì)實(shí)用流量公式：即

10、流體流量與壓差的平方根成正比8轉(zhuǎn)子流量計(jì)，采用變面積式測(cè)量方法，轉(zhuǎn)子所處平衡位置高低與流體流量大小相對(duì)應(yīng)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，量程比較寬，標(biāo)尺線性，適用于測(cè)量小流量 輸入輸出關(guān)系：（轉(zhuǎn)子的密度，流體密度），即流體體積流量與轉(zhuǎn)子位置之間呈線性關(guān)系9轉(zhuǎn)子流量計(jì)的修正： 液體流量的修正 （水的密度，被測(cè)液體的密度） 氣體流量修正 （） 10質(zhì)量流量計(jì)：工業(yè)生產(chǎn)中，計(jì)算物料平衡、熱平衡、或經(jīng)濟(jì)核算的需要 測(cè)量方式：直接式直接檢測(cè)出與成比例的信號(hào) 推導(dǎo)式分別檢測(cè)出密度和流速，在儀表中相乘后輸出 差壓式：，即壓差與質(zhì)量流量成正比 應(yīng)用麥納斯效應(yīng)測(cè)量：，即壓差與質(zhì)量流量成正比 應(yīng)用科里奧利力測(cè)量：，即

11、質(zhì)量流量與U型管的扭曲角成正比溫度測(cè)量1 溫度的定義：表征物體冷熱程度的物理量溫度的測(cè)量方法：借助于物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而變化的特性，來間接加以測(cè)量2 溫標(biāo)：溫標(biāo)用于表示溫度的數(shù)值，它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)和測(cè)量溫度的基本單位常用溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、國(guó)際（協(xié)議性使用）溫標(biāo)相互關(guān)系：華氏溫度轉(zhuǎn)攝氏溫度 （攝氏溫標(biāo)的度數(shù)）K氏溫度轉(zhuǎn)攝氏溫度 （為熱力學(xué)溫度，為攝氏溫度）國(guó)際（協(xié)議性實(shí)用）溫標(biāo)的3個(gè)基本條件：盡量與理性熱力學(xué)溫標(biāo)靠近溫度復(fù)現(xiàn)準(zhǔn)確度高用于復(fù)現(xiàn)溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)應(yīng)使用方便，性能穩(wěn)定3常用測(cè)溫方法測(cè)溫方法原理特點(diǎn)應(yīng)用膨脹式測(cè)溫物體受熱膨脹固體膨脹：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗震性能好，耐用；

12、精度不高，測(cè)量范圍不大液體膨脹：測(cè)量范圍廣，較高靈敏度和精度；易碎，不易自動(dòng)保存和遠(yuǎn)傳固體膨脹式：雙金屬溫度計(jì)液體膨脹式：玻璃管溫度計(jì)壓力式測(cè)溫密封容器中物質(zhì)壓力隨溫度升高而升高液體壓力溫度計(jì)：壓力與溫度成線性關(guān)系，雙金屬片補(bǔ)償氣體壓力溫度計(jì)：溫包足夠大時(shí)，壓力與溫度呈線性蒸汽壓力溫度計(jì)：壓力與溫度關(guān)系非線性液體壓力溫度計(jì)氣體壓力溫度計(jì)蒸汽壓力溫度計(jì)應(yīng)用熱電效應(yīng)測(cè)溫?zé)犭娦?yīng)見下文熱電偶測(cè)溫應(yīng)用熱電阻原理測(cè)溫電阻值隨溫度變化而變化鉑電阻與銅電阻阻滯與溫度近似線性熱電阻測(cè)溫應(yīng)用熱輻射測(cè)溫?zé)彷椛洮F(xiàn)象、普朗克定律輻射高溫計(jì)亮度高溫計(jì)4熱電偶測(cè)溫原理：熱電效應(yīng) 特點(diǎn)：測(cè)量范圍廣，便于遠(yuǎn)距離測(cè)量、自動(dòng)記錄

13、等操作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易；5熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)：溫差電勢(shì)與接觸電勢(shì)之和，故總熱電勢(shì)與冷熱端溫度有關(guān)，還與熱電偶的材料有關(guān) 回路中總電勢(shì)： 注：電勢(shì)方向由接觸電勢(shì)決定；6 冷端溫度處理措施：補(bǔ)償導(dǎo)線延伸法；（處理冷端溫度不穩(wěn)定） 計(jì)算修正法；（處理冷端溫度不是零） 冰點(diǎn)法；（處理冷端溫度不是零） 補(bǔ)償電橋法；（處理冷端溫度不恒定） 儀表零點(diǎn)校正法（補(bǔ)償冷端溫度不是零所減少的電勢(shì)） 補(bǔ)償導(dǎo)線法：熱電偶冷端溫度必須小于100 新的冷端溫度必須恒定 補(bǔ)償熱電特性與所接電偶相似 補(bǔ)償電橋法：補(bǔ)償電橋僅補(bǔ)償了由于冷端溫度變化引起的的熱電勢(shì)變化量，并沒有抵消電勢(shì)，需采取其他的補(bǔ)償措施 只能在一個(gè)溫度點(diǎn)得到

14、完全補(bǔ)償，其余溫度點(diǎn)是近似補(bǔ)償 通常在20電橋平衡，50完全補(bǔ)償7 常用的幾種熱電偶材料 分度號(hào)S（LB-3）K（EU-2）E測(cè)溫范圍補(bǔ)償導(dǎo)線銅 銅鎳銅 康銅特點(diǎn)復(fù)制精度高，物理、化學(xué)穩(wěn)定性高，準(zhǔn)確度高；熱電勢(shì)弱，成本高，高溫下易受害復(fù)制性好，產(chǎn)生熱電勢(shì)大，線性好，便宜；在還原性介質(zhì)中只能測(cè)500以下溫度精度偏低熱電靈敏度高價(jià)錢便宜；測(cè)溫范圍低窄，易受氧化，線徑不均勻，測(cè)量誤差8 普通型熱電偶的組成：接線盒、保護(hù)管、絕緣子、熱電極9 熱電阻溫度計(jì)：適用于中、低溫范圍的測(cè)量 原理：金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的特性10影響熱電阻溫度計(jì)測(cè)量精度的主要因素：導(dǎo)線電阻帶來的壓降?？刹捎萌€制或四線制連接

15、來減小誤差三線制連接：可以減小因連接導(dǎo)線的阻值隨溫度變化所帶來的測(cè)量誤差 四線制連接：要求電壓或電勢(shì)輸入，連接電位差計(jì)的導(dǎo)線沒有電流，連接輸入電壓的導(dǎo)線有電流但壓降不在測(cè)量范圍內(nèi)，故能消除連接導(dǎo)線電阻對(duì)測(cè)量的影響11常用的熱電阻 鉑電阻：分度號(hào) 或 測(cè)溫范圍： 銅電阻：分度號(hào)或 測(cè)溫范圍顯示儀表1 動(dòng)圈式顯示儀表：測(cè)量電流的儀表。工作原理：磁場(chǎng)中動(dòng)圈通電后，動(dòng)圈在電磁力矩作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)使張絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反抗力矩，該力矩隨扭角增加而增大，最終反抗力矩與電磁力矩平衡，張絲轉(zhuǎn)過一個(gè)扭角，反映了流入動(dòng)圈中的電流大小。 組成：包括測(cè)量線路、測(cè)量機(jī)構(gòu)（核心），對(duì)于不同型號(hào)，測(cè)量機(jī)構(gòu)不同，測(cè)量線路相

16、同 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、靈敏可靠 要保證測(cè)量精度，回路中電阻應(yīng)保持不變2 動(dòng)圈的溫度補(bǔ)償（不是熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償） 原因：動(dòng)圈由銅絲繞成，阻值隨溫度變化 補(bǔ)償方式：在回路中介入熱敏電阻和錳銅電阻，使總電阻基本不隨溫度變化，通常在和完全補(bǔ)償3 動(dòng)圈中幾個(gè)電阻的作用 和：實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償 ：比動(dòng)圈電阻大得多，減小由于不能對(duì)溫度實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償帶來的測(cè)量誤差；調(diào)整量程 ：改善儀表的阻尼性能 （配熱電偶電路中）：根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，保證4 配熱電偶的動(dòng)圈儀表的冷端溫度補(bǔ)償 僅采用補(bǔ)償導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延到溫度恒定外 同時(shí)采用補(bǔ)償導(dǎo)線及補(bǔ)償電橋（補(bǔ)償電橋不能完全補(bǔ)償，一般20為平衡點(diǎn)，50完全補(bǔ)償）注：

17、以上補(bǔ)償只是補(bǔ)償了冷端溫度不穩(wěn)定的情況，必須采取其他措施補(bǔ)償冷端溫度對(duì)應(yīng)的電勢(shì) 對(duì)于帶補(bǔ)償電橋的動(dòng)圈儀表，通過調(diào)節(jié)機(jī)械零點(diǎn)在補(bǔ)償 對(duì)于僅使用補(bǔ)償導(dǎo)線的動(dòng)圈儀表，先測(cè)出其實(shí)際的冷端溫度，然后把儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整到該溫度上5 配熱電阻的動(dòng)圈儀表測(cè)溫原理：采用不平衡電橋測(cè)量電路，把熱電阻作為一個(gè)橋臂，當(dāng)熱電阻溫度變化時(shí)，送出不平衡電壓，作為動(dòng)圈儀表的輸入信號(hào)提高精度措施：采用一組兩級(jí)硅穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電源對(duì)不平衡電橋供電，減少電壓波動(dòng)帶來誤差 采用銅補(bǔ)償電阻，補(bǔ)償環(huán)境溫度變化帶來的誤差 采用三線制接法，補(bǔ)償導(dǎo)線電阻變化帶來的誤差6 電子電位差計(jì)：測(cè)量電勢(shì)的儀表（自動(dòng)平衡式顯示儀表）工作原理： 放大器輸出信

18、號(hào) 平衡電機(jī)工作帶動(dòng)指針移動(dòng) 改變測(cè)量橋路的輸出 平衡電機(jī)停止工作 指針位置對(duì)應(yīng)被測(cè)信號(hào) 要提高測(cè)量精度，須保持工作電流不變7 電子電位差計(jì)中各電阻的作用：銅電阻，冷端溫度補(bǔ)償作用（不同分度號(hào)阻值不同，配套使用）：限流電阻，保證下支路工作電流 為 ：起始電阻（與分度號(hào)有關(guān)，保證被測(cè)溫度在儀表測(cè)量范圍下限時(shí)， 滑線電阻的觸點(diǎn)位置在電阻最左端（觸點(diǎn)范圍） ：限流電阻，保證上支路回路工作電流為 和：為滑線電阻，影響儀表的性能指標(biāo)；為附加滑線電阻，起引出導(dǎo)線的作用，有利于抵消接觸電勢(shì) ：工藝電阻，與滑線電阻并聯(lián)，使并聯(lián)后阻值為，使滑線電阻阻值必十分精確：量程電阻，調(diào)整量程（與分度號(hào)有關(guān)）8 電子平衡電橋（自動(dòng)平衡式顯示儀表）可與熱電阻配套測(cè)量溫度與動(dòng)圈儀表的區(qū)別：動(dòng)圈儀表利用不平衡電橋測(cè)量熱電阻阻值變化量，自動(dòng)平衡電橋利用平衡式吊橋