化工儀表與自動控制1工藝參數(shù)的測量與信號轉(zhuǎn)換課件

工藝參數(shù)的測量與信號轉(zhuǎn)換工藝參數(shù)的測量與信號轉(zhuǎn)換基本內(nèi)容123☆化工工藝參數(shù)測量的基礎(chǔ)知識☆認(rèn)識顯示儀表☆自動檢測過程及變送器☆檢測系統(tǒng)中信號轉(zhuǎn)換☆安全防爆基本知識基本內(nèi)容123☆化工工藝參數(shù)測量的基礎(chǔ)知識1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.1測量的基本概念

測量的過程：就是比較的過程。將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單位進行比較的過程。實現(xiàn)比較的工具就是測量儀表。

檢測儀表的測量過程的實質(zhì)就是被測變量信號能量的不斷變換和傳遞，并與相應(yīng)的測量單位進行比較的過程，而檢測儀表就是實現(xiàn)這種比較的工具。（1）測量的定義1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.1測量的基本概念毫伏檢測儀表被測溫度數(shù)值儀表指針位移爐溫檢測—熱電偶的熱電效應(yīng)被測溫度（熱能）直流毫伏信號（電能）溫度標(biāo)尺舉例1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識毫伏檢測儀表被測溫儀表指爐溫檢測—熱電偶的熱電效應(yīng)被測1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識（2）測量方法及分類按比較方式間接測量直接測量間接測量是指由多個儀表（或環(huán)節(jié)）所組成的一個測量系統(tǒng)。它包含了被測變量的測量、變換、傳輸、顯示、記錄、和數(shù)據(jù)處理等過程。

直接測量是指用事先標(biāo)定好的測量儀表對某被測變量直接進行比較，從而得到測量結(jié)果的過程。

1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識（2）測量方法及分類按比較1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識（2）測量方法及分類按測量原理零位法

偏差法

將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進行比較，二者的差值為零時，標(biāo)準(zhǔn)量得讀數(shù)就是被測量的大小。天平稱重和電子電位差計用測量儀表的指針相對于刻度初始點的位移（偏差）來直接表示被測量得大小。指針式儀表微差法

測量過程中將被測變量的大部分用標(biāo)準(zhǔn)信號去平衡，而剩余部分采用偏差法測量。不平衡電橋

1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識（2）測量方法及分類按測量1.1.2測量誤差定義儀表測量值與被測參數(shù)的真實值之間的差距。

=Х-TХ-測量值，即被測變量的儀表示值；T-真實值，在一定條件下，被測變量實際應(yīng)有的數(shù)值。（1）誤差的概念真實值計量學(xué)約定的真值標(biāo)準(zhǔn)儀器的相對真值理論真值1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.2測量誤差定義儀表測量值與被測參數(shù)的真實值之間的1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識分類（按照誤差表示方法）絕對誤差相對誤差引用誤差儀表的測量值與被測量的真值之間的差值。即=Х-T。

相對誤差γ是指某點的絕對誤差與該點標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)之比，一般以百分?jǐn)?shù)表示。

絕對誤差與儀表量程比值得百分?jǐn)?shù)稱為引用誤差。1.1.2測量誤差（2）誤差的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識分類絕對相對引用儀表的測量1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識分類（按照誤差出現(xiàn)的規(guī)律）系統(tǒng)誤差隨機誤差疏忽誤差在相同條件下，對同一被測參數(shù)進行多次重復(fù)測量時，誤差的大小和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。在相同條件下，對同一被測參數(shù)進行多次重復(fù)測量時，誤差的大小和符號均以不可預(yù)定方式變化的誤差稱為隨機誤差。在一定的測量條件下，由于人為原因造成的、測量值明顯偏離實際值所形成的誤差稱為疏忽誤差。1.1.2測量誤差（2）誤差的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識分類系統(tǒng)隨機疏忽在相同條件1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表概述

檢測是指利用各種物理和化學(xué)效應(yīng)，將物質(zhì)世界的有關(guān)信息通過測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。在生產(chǎn)過程中，完成工藝參數(shù)檢測處理的儀表，稱為檢測儀表。用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換成一定的便于傳送的信號（例如電信號或氣壓信號）的儀表通常稱為傳感器。當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，通常稱為變送器。1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表概述（1）檢測儀表的基本組成被測變量檢測傳感部分顯示部分轉(zhuǎn)換傳送部分圖1-1檢測儀表系統(tǒng)的組成1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表概述（1）檢測儀表的基本組成1)檢測傳感部分一般直接與被測介質(zhì)相關(guān)連，通過它感受被測變量的變化，并變換成便于測量的相應(yīng)的位移、電量或其他物理量。2)轉(zhuǎn)換傳送部分也稱信號處理器，是把檢測部分輸出的信號進行放大、轉(zhuǎn)換、濾波、線性化處理，以推動后級顯示器工作。3)顯示部分將測量結(jié)果用指針、記錄筆、數(shù)字值、文字符號（或圖像）的形式顯示出來。1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識溫度檢測儀表膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電阻溫度計、熱電偶溫度計、輻射高溫計按照檢測的工藝變量的不同壓力檢測儀表彈性式壓力計、電氣式壓力計流量檢測儀表節(jié)流式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、漩渦流量計、渦輪流量計、電磁流量計物位檢測儀表差壓式、浮力式、電容式、超聲波、雷達式物性檢測儀表氣相色譜儀、紅外分析儀、pH計、ORP檢測儀（2）檢測儀表的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識溫度檢測儀表膨脹式溫度計、1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識按照示值表達方式的不同指示型記錄型訊號型遠(yuǎn)傳指示型累積型（2）檢測儀表的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識按照示值表達方式的不同指示1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識按照精確度等級和使用的場合實用儀表范型儀表標(biāo)準(zhǔn)儀表現(xiàn)場實驗室標(biāo)定室（2）檢測儀表的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識按照精實用儀表范型儀表標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.量程定義表達式量程是指儀表能接受的輸入信號范圍ym=ymax

－ymin

量程=上限值－下限值例題測量范圍為-50℃~+1370℃，下限值為-50℃，上限值為+1370℃。求量程。1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識2.精確度定義表達式儀表的精確度（準(zhǔn)確度）簡稱精度，反映了儀表測量值接近真值的準(zhǔn)確程度。精度等級0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.35，0.5，1.0，1.5，2.5，4.01.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識2.精確度定義表達式①某壓力測量儀表的測量范圍0～10MPa，校驗該表時得到的最大絕對誤差為0.08MPa，試確定該儀表的精度等級。②某臺測溫儀表的測量范圍0～1000℃，根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過7℃，試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求?例題1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識2.精確度判斷表的等級選表問題①某壓力測量儀表的測量范圍0～10MPa，校驗該表時得到的最1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識3.回差定義表達式在相同使用條件下，同一儀表對同一被測變量進行正、反行程測量時（即被測變量從小到大和從大到小全行程范圍變化），被測變量從不同方向到達同一數(shù)值時，儀表指示值的最大差值稱為該表的回差或變差?；夭钍欠从硟x表恒定度的指標(biāo)。正常儀表的回差應(yīng)小于其允許誤差，否則，應(yīng)及時檢修。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識3.回差定義表達4.靈敏度定義表達式靈敏度是反映儀表對被測變量變化靈敏程度的指標(biāo)。儀表的靈敏限是指能夠引起儀表指針動作的被測參數(shù)的最小變化量。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識4.靈敏度定義表達式靈敏度是反映儀表對被測變量變化靈敏5.分辨力與分辨率分辨力分辨率分辨力是指儀表可能檢測到的被測信號最小變化的能力，也就是使儀表示值產(chǎn)生變化的被測量的最小改變量。通常儀表分辨力的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對誤差的一半。數(shù)字式儀表的分辨力是指儀表在最低量程上最末一位數(shù)字改變一個字所表示的物理量。分辨率是分辨力與儀表表量程之比的百分?jǐn)?shù)。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識5.分辨力與分辨率分辨力分辨率分辨力是指儀表可能檢測到的被測6.反應(yīng)時間定義表達方式表示儀表對被測量變化響應(yīng)的快慢程度。當(dāng)儀表的輸入信號突然變化一個數(shù)值（階躍變化）后，儀表的輸出信號（即示值）由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值的63.2%所用時間。也可稱為儀表的時間常數(shù)Tm。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識6.反應(yīng)時間定義表達方式表示儀表對被測量變化響應(yīng)的快7.線性度定義表達式線性度反映了檢測儀表輸出量與輸入量的實際關(guān)系曲線偏離直線的程度。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識7.線性度定義表達式線性度反映了檢測儀表輸出量與輸入量1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進行指示、記錄或累積的儀表統(tǒng)稱為顯示儀表（或稱為二次儀表）。一般都裝在控制室的儀表盤上；和各種測量元件或變送單元配套使用，連續(xù)地顯示或記錄生產(chǎn)過程中各參數(shù)的變化情況；又能與控制單元配套使用，對生產(chǎn)過程中的各參數(shù)進行自動控制和顯示。1.2.1顯示儀表的概述1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進顯示儀表按照能源類型來分電動顯示儀表氣動顯示儀表液動顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表按照能源類型來分電動氣動液動1.2認(rèn)識顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表按照顯示方式來分模擬顯示儀表數(shù)字顯示儀表圖像顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表按照顯示方式來分模擬數(shù)字圖像1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表

在化工生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量、物位、成分等被測工藝參數(shù)經(jīng)過檢測元件轉(zhuǎn)換成與其相對應(yīng)的物理量，或再經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號，最后由顯示儀表的指針與刻度標(biāo)尺相比較指示出被測工藝參數(shù)的數(shù)值；或由記錄筆在有一定標(biāo)度的坐標(biāo)記錄紙上畫出連續(xù)曲線，來顯示被測工藝參數(shù)的值。這種顯示方式通稱為模擬式顯示，相應(yīng)的顯示儀表，則稱為模擬式顯示儀表。模擬式顯示儀表是以儀表的指針（或記錄筆）的線位移或角位移配合刻度盤的方法來模擬顯示被測參數(shù)連續(xù)變化的儀表。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表在化1.2認(rèn)識顯示儀表自動平衡式顯示儀表圖1-4自動平衡式顯示儀表

結(jié)構(gòu)：測量線路、放大器、可逆電機、指示記錄機構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)、同步電機、穩(wěn)壓電源1.2.2模擬式顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表自動平衡式顯示儀表圖1-4自動平衡式自動平衡式顯示儀表特點：可以對微弱的信號進行準(zhǔn)確、快速的測量，測量精度高，可以自動記錄。分類（測量線路）電子平衡電橋電子電位差計1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表自動平衡式顯示儀表特點：可以對微弱的信號進行準(zhǔn)確、快速的測量1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表1）電子電位差計電子電位差計是用來測量毫伏級電壓信號的顯示記錄儀表?？梢院蜔犭娕寂涮资褂脺y量溫度，也可以測量其他能轉(zhuǎn)換成電壓信號的各種工藝參數(shù)。①手動電位差計②自動電子電位差計1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表1）電子電位電子電位差計手動電位差計圖1-5電壓補償原理R—

錳銅線繞電阻G—

檢流計（靈敏度很高的電流計）Et—

未知熱電動勢1.2.2模擬式顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表電子電位差計手動電位差計圖1-5電壓補償原理R—錳電子電位差計自動電子電位差計圖1-6電子電位差計原理圖1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表電子電位差計自動電子電位差計圖1-6電子電位差計原理圖1.2認(rèn)識顯示儀表電子電位差計自動電子電位差計圖1-7自動電子電位差計測量電路原理圖測量橋路1.2.2模擬式顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表電子電位差計自動電子電位差計圖1-7自1.2.2模擬式顯示儀表2）電子平衡電橋電子自動平衡電橋通常與熱電阻配用來測量、指示和記錄溫度，也可以與其他電阻型變送器配用，測量、顯示、記錄與之相對應(yīng)的工藝參數(shù)。圖1-8平衡電橋測溫原理圖1.2.2模擬式顯示儀表2）電子平衡電橋圖1-8平衡電電子平衡電橋圖1-9電子自動平衡電橋測量電路1.2.2模擬式顯示儀表電子平衡電橋圖1-9電子自動平衡電橋測量電路1.2.21.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2聲光式顯示儀表

聲光式顯示儀表是以聲音或光柱的變化反映被測參數(shù)超越極限或模擬顯示被測參數(shù)的連續(xù)變化的儀表。應(yīng)用最廣泛的是反映被測參數(shù)超越極限時，進行聲光報警的閃光信號報警器。光柱式顯示儀表是以等離子柱、熒光光柱及發(fā)光二極管（LED）光柱的高低變化來模擬顯示被測參數(shù)連續(xù)變化的顯示儀表。這類儀表制造工藝簡單、造價低、壽命長、可靠性高，顯示直觀、清晰，可取代常規(guī)模擬式顯示儀表。目前大多與智能式數(shù)字顯示儀表配合，共同顯示模擬量與數(shù)字量。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2聲光式顯示儀表聲光式顯1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表特點分類

清晰直觀、讀數(shù)方便、不會產(chǎn)生視差。線路簡單、可靠性好、耐振性好。有利于制造、調(diào)試和維修，降低生產(chǎn)成本。

按輸入信號的形式來分，有電壓型和頻率型兩類。按被測信號的點數(shù)來分，可分成單點和多點兩種。根據(jù)儀表所具有的功能，可分為數(shù)字顯示儀、數(shù)字顯示報警儀、數(shù)字顯示輸出儀、數(shù)字顯示記錄儀以及具有復(fù)合功能的數(shù)字顯示報警輸出記錄儀等。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表特點分類清晰直1.2.3數(shù)字式顯示儀表分類1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表分類1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表基本功能輸入信號一般為電壓、電流或頻率脈沖信號及開關(guān)信號等。以0～9數(shù)字形式及其單位符號顯示被測參數(shù)的測量值?？蓪Ρ粶y參數(shù)自動測量和顯示，可對被測參數(shù)設(shè)定報警，當(dāng)被測參數(shù)達到設(shè)定值時可輸出控制信號。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表基本功能輸入信號一般為電壓、電流或頻1.2.3數(shù)字式顯示儀表基本組成1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表基本組成1.2認(rèn)識顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀概述以微處理器為核心，采用全電子化設(shè)計，直接將記錄信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號送至隨機存儲器加以保存，采用大屏幕液晶顯示屏（LCD）或用VGA監(jiān)視器顯示和記錄被測參數(shù)。

原理利用計算機強大的功能來完成顯示儀表所有的工作。

1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀概述以微處理器為核心，1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀特點（1）無紙、無墨、無一切機械轉(zhuǎn)動部件，無需日常維護。精度高，可靠性高，通用性好，功能強。（2）輸入信號種類多，可以與熱電偶、熱電阻以及能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)直流電流、電壓信號的多種變送器配合使用。（3）可顯示趨勢曲線、數(shù)據(jù)、報表、實時棒圖等，并可實現(xiàn)單通道/多通道曲線及棒圖、數(shù)字等的選擇顯示和循環(huán)顯示。（4）對輸入信號可以組態(tài)或編程，并能實現(xiàn)溫壓補償、流量積算和PID控制，帶有報警功能。（5）有大容量的芯片可存放測量數(shù)據(jù)，并可用半導(dǎo)體存儲器或軟盤轉(zhuǎn)存。（6）存放的數(shù)據(jù)可以通過人機界面進行各種處理和分析，也可在PC機上用專用軟件進行分析處理，可靠性高，使用方便，符合現(xiàn)代信息化要求。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀特點（1）無紙、無墨、1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀組成1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀組成1.2認(rèn)識顯示儀1.3自動檢測過程及變送器

過程參數(shù)檢測—用專門的技術(shù)工具（儀表），依靠能量的變換、實驗和計算找到被測量的值。（1）過程參數(shù)檢測過程1.3自動檢測過程及變送器過程參數(shù)檢測—檢測過程傳感器信息的獲取中間轉(zhuǎn)換裝置信號的放大、轉(zhuǎn)換與傳輸顯示器、指示器或記錄儀信號的顯示與記錄計算機、分析儀信號的處理與分析（1）過程參數(shù)檢測過程1.3自動檢測過程及變送器檢測過程傳感器信息的獲取中間轉(zhuǎn)換裝置信號的放大、轉(zhuǎn)換與1.3自動檢測過程及變送器

對于一個檢測系統(tǒng)來說，傳感器和變送器可以是兩個獨立的環(huán)節(jié)，也可以是一個有機的整體。由于傳感器所輸出的信號種類很多，而且信號往往十分微弱。因此，除了部分單純以顯示為目的的檢測系統(tǒng)以外，多數(shù)情況下需要利用變送器來把傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的模擬量或者數(shù)字量輸出信號，送到顯示裝置把被測變量顯示出來，或者送到控制器對其實現(xiàn)控制。（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1.3自動檢測過程及變送器對于一個檢測系統(tǒng)來說，傳1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理變送器的理想輸入輸出特性如圖1-17所示。Хmax和Хmin分別為變送器測量范圍的上限值和下限值，即被測參數(shù)的上限值和下限值，圖中Хmax=0，Уmax和Уmin分別為變送器輸出信號的上限值和下限值。對于模擬式變送器，Уmax和Уmin即為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號的上限值和下限值；對于智能式變送器，Уmax和Уmin即為輸出的數(shù)字信號范圍的上限值和下限值。1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1)模擬式變送器

模擬式變送器完全是由模擬元器件構(gòu)成，它將輸入的各種被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號，其性能也完全取決于所采用的硬件。1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理2)智能式變送器智能式變送器是由微處理器（CPU）為核心構(gòu)成的硬件和由系統(tǒng)程序，功能模塊構(gòu)成軟件兩大部分組成。x檢測元件A/D轉(zhuǎn)換CPU通信電路數(shù)字信號x存儲器圖1-19一般形式的智能式變送器的構(gòu)成框圖x檢測元件CPUD/A轉(zhuǎn)換xA/D轉(zhuǎn)換通信電路FSK信號圖1-20采用HART協(xié)議通信方式的智能式變送器的構(gòu)成框圖存儲器1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換被測參數(shù)類型熱工量機械量物質(zhì)的性質(zhì)和成分量電工量溫度、壓力、物位、流量位移、轉(zhuǎn)速、振動濃度、組分含量、酸堿度電壓、電流、功率、電阻1.4.1檢測系統(tǒng)中的常見信號類型1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換被測參數(shù)類型熱工量機械量物質(zhì)的性電氣信號壓力信號光信號電壓信號電流信號阻抗信號頻率信號氣壓信號液壓信號光通量信號干涉條紋信號衍射條紋信號類型特點傳送快、滯后小，可以遠(yuǎn)距離傳送，便于和計算機聯(lián)接，應(yīng)用廣泛顯示、記錄、計算、報警或自動控制在高精度、非接觸測量方面，光學(xué)檢測技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用。1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.1檢測系統(tǒng)中的常見信號類型電氣信號壓力信號光信號電壓信號氣壓信號光通量信號類特點傳送快123模擬信號數(shù)字信號開關(guān)信號在時間上連續(xù)變化，在任何瞬時都可以確定其數(shù)值的信號；可以變換成電信號。以離散形式出現(xiàn)的不連續(xù)信號，以0和1組合的代碼序列來表示；窄脈沖和高低電平交替變化的電壓信號。用兩種狀態(tài)或兩個數(shù)值范圍表示的不連續(xù)信號；利用開關(guān)式傳感器可以將模擬信號變換成開關(guān)信號。1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.2檢測系統(tǒng)中信號的傳遞形式123模擬信號數(shù)字信號開關(guān)信號在時間上連續(xù)變化，在任何瞬時都

信號制式即信號標(biāo)準(zhǔn)，是指成套儀表系列中，儀表之間采用何種統(tǒng)一傳輸信號的類型和數(shù)值。1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（1）信號制式信號制式即信號標(biāo)準(zhǔn)，是指成套儀表系列中，儀表之氣動儀表的信號標(biāo)準(zhǔn)電動儀表的信號標(biāo)準(zhǔn)其他信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB777《化工自動化儀表用模擬氣動信號》國家標(biāo)準(zhǔn)GB339《化工自動化儀表用模擬直流電流信號》RS485數(shù)字信號傳輸Smart傳輸技術(shù)現(xiàn)場總線技術(shù)1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式氣動儀表的信號標(biāo)準(zhǔn)電動儀表的信號標(biāo)準(zhǔn)其他信號傳輸標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)

下限上限20kPa(0.2kgf/cm2)100kPa(1kgf/cm2)表1?1氣動模擬信號的上下限

1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（1）信號制式表1?1氣動模擬信號的上下限1.4檢測系統(tǒng)中的信

序號電流信號負(fù)載電阻14~20mADC250-750Ω20~10mADC0-1000Ω0-3000Ω表1?2模擬直流電流信號及負(fù)載電阻

1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（1）信號制式20~10mADC0-1000Ω表1?2模擬直流電流信

目前，世界各國都采用直流電流和直流電壓信號作為儀表的統(tǒng)一模擬信號，這是因為直流信號與交流信號相比，具有如下優(yōu)點。

直流信號干擾小。在信號傳輸過程中，直流信號不受交流感應(yīng)的影響，易于解決儀表的抗干擾能力。

接線簡單。直流信號不受傳輸線路的電感、電容和負(fù)載性質(zhì)的影響，不存在相位移問題，使接線簡單化。

獲得基準(zhǔn)電壓容易。

便于A/D轉(zhuǎn)換和現(xiàn)場儀表與數(shù)字控制儀表及裝置配用。1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（1）信號制式目前，世界各國都采用直流電流和直流電壓信號作為儀表的圖1-21電流信號傳輸時儀表之間的連接串聯(lián)直流電流信號1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（2）電動儀表信號標(biāo)準(zhǔn)的使用圖1-21電流信號傳輸時儀表之間的連接串聯(lián)直流電流信號1圖2-24電壓信號傳輸時儀表之間的連接直流電壓信號并聯(lián)1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（2）電動儀表信號標(biāo)準(zhǔn)的使用圖2-24電壓信號傳輸時儀表之間的連接直流電壓信號并聯(lián)氣動變送器電動變送器智能式變送器兩根氣動管線分別傳送氣源和輸出信號采用二線制或四線制傳送電源和輸出信號采用雙向全數(shù)字量傳輸信號1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（3）變送器信號傳輸方式氣動變送器電動變送器智能式變送器兩根氣動管線分別傳送氣源和輸四線制變送器1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（3）變送器信號傳輸方式四線制變送器1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式二線制變送器1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式及信號傳輸方式（3）變送器信號傳輸方式二線制變送器1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.3信號制式控制系統(tǒng)儀表之間的典型連接方式控制系統(tǒng)儀表之間的典型連接方式1.5安全防爆基本知識1.5.1防爆儀表和安全防爆系統(tǒng)充油型（O）、充氣型（P）、充沙型（q）、隔爆型（d）、增安型（e）、無火花型（n）傳統(tǒng)的防爆儀表安全火花現(xiàn)在的防爆儀表把可能產(chǎn)生危險火花的電路從結(jié)構(gòu)上與爆炸性氣體隔離開來。從電路設(shè)計開始就考慮防爆，把電路在短路、斷路及誤操作等各種狀態(tài)下可能發(fā)生的火花都限制在爆炸性氣體的點火能量之下。防爆思想儀表類型1.5安全防爆基本知識1.5.1防爆儀表和安全防爆系統(tǒng)充油1.5安全防爆基本知識1.5.1防爆儀表和安全防爆系統(tǒng)安全火花防爆系統(tǒng)關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)本安型變送器控制器電源單元工頻交流電本安型執(zhí)行器危險場所(現(xiàn)場)危險場所(現(xiàn)場)安全場所(控制室)關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)圖1-25安全火花防爆系統(tǒng)的基本構(gòu)成1.5安全防爆基本知識1.5.1防爆儀表和安全防爆系統(tǒng)安全1.5安全防爆基本知識1.5.2安全柵

安全柵作為控制儀表和現(xiàn)場儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備，本安回路的安全接口，它能在安全區(qū)和危險區(qū)之間雙向轉(zhuǎn)遞電信號，并可限制因故障引起的安全區(qū)向危險區(qū)和能量轉(zhuǎn)遞。安全柵是一種安裝在安全場所的本質(zhì)安全型防爆儀表的關(guān)聯(lián)設(shè)備，當(dāng)本安防爆系統(tǒng)的本安儀表發(fā)生故障時，安全柵能將串入到故障儀表的能量限制在安全值以內(nèi)，從而確保現(xiàn)場設(shè)備、人員和生產(chǎn)的安全。1.5安全防爆基本知識1.5.2安全柵安全柵作為控1.5安全防爆基本知識1.5.2安全柵電阻式安全柵齊納式安全柵中繼放大器式安全柵光電隔離式安全柵變壓器隔離式安全柵分類1.5安全防爆基本知識1.5.2安全柵電阻式安全柵分類工藝參數(shù)的測量與信號轉(zhuǎn)換工藝參數(shù)的測量與信號轉(zhuǎn)換基本內(nèi)容123☆化工工藝參數(shù)測量的基礎(chǔ)知識☆認(rèn)識顯示儀表☆自動檢測過程及變送器☆檢測系統(tǒng)中信號轉(zhuǎn)換☆安全防爆基本知識基本內(nèi)容123☆化工工藝參數(shù)測量的基礎(chǔ)知識1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.1測量的基本概念

測量的過程：就是比較的過程。將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單位進行比較的過程。實現(xiàn)比較的工具就是測量儀表。

檢測儀表的測量過程的實質(zhì)就是被測變量信號能量的不斷變換和傳遞，并與相應(yīng)的測量單位進行比較的過程，而檢測儀表就是實現(xiàn)這種比較的工具。（1）測量的定義1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.1測量的基本概念毫伏檢測儀表被測溫度數(shù)值儀表指針位移爐溫檢測—熱電偶的熱電效應(yīng)被測溫度（熱能）直流毫伏信號（電能）溫度標(biāo)尺舉例1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識毫伏檢測儀表被測溫儀表指爐溫檢測—熱電偶的熱電效應(yīng)被測1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識（2）測量方法及分類按比較方式間接測量直接測量間接測量是指由多個儀表（或環(huán)節(jié)）所組成的一個測量系統(tǒng)。它包含了被測變量的測量、變換、傳輸、顯示、記錄、和數(shù)據(jù)處理等過程。

直接測量是指用事先標(biāo)定好的測量儀表對某被測變量直接進行比較，從而得到測量結(jié)果的過程。

1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識（2）測量方法及分類按比較1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識（2）測量方法及分類按測量原理零位法

偏差法

將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進行比較，二者的差值為零時，標(biāo)準(zhǔn)量得讀數(shù)就是被測量的大小。天平稱重和電子電位差計用測量儀表的指針相對于刻度初始點的位移（偏差）來直接表示被測量得大小。指針式儀表微差法

測量過程中將被測變量的大部分用標(biāo)準(zhǔn)信號去平衡，而剩余部分采用偏差法測量。不平衡電橋

1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識（2）測量方法及分類按測量1.1.2測量誤差定義儀表測量值與被測參數(shù)的真實值之間的差距。

=Х-TХ-測量值，即被測變量的儀表示值；T-真實值，在一定條件下，被測變量實際應(yīng)有的數(shù)值。（1）誤差的概念真實值計量學(xué)約定的真值標(biāo)準(zhǔn)儀器的相對真值理論真值1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.2測量誤差定義儀表測量值與被測參數(shù)的真實值之間的1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識分類（按照誤差表示方法）絕對誤差相對誤差引用誤差儀表的測量值與被測量的真值之間的差值。即=Х-T。

相對誤差γ是指某點的絕對誤差與該點標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)之比，一般以百分?jǐn)?shù)表示。

絕對誤差與儀表量程比值得百分?jǐn)?shù)稱為引用誤差。1.1.2測量誤差（2）誤差的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識分類絕對相對引用儀表的測量1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識分類（按照誤差出現(xiàn)的規(guī)律）系統(tǒng)誤差隨機誤差疏忽誤差在相同條件下，對同一被測參數(shù)進行多次重復(fù)測量時，誤差的大小和符號保持不變，或在條件改變時，按一定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。在相同條件下，對同一被測參數(shù)進行多次重復(fù)測量時，誤差的大小和符號均以不可預(yù)定方式變化的誤差稱為隨機誤差。在一定的測量條件下，由于人為原因造成的、測量值明顯偏離實際值所形成的誤差稱為疏忽誤差。1.1.2測量誤差（2）誤差的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識分類系統(tǒng)隨機疏忽在相同條件1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表概述

檢測是指利用各種物理和化學(xué)效應(yīng)，將物質(zhì)世界的有關(guān)信息通過測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。在生產(chǎn)過程中，完成工藝參數(shù)檢測處理的儀表，稱為檢測儀表。用來將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換成一定的便于傳送的信號（例如電信號或氣壓信號）的儀表通常稱為傳感器。當(dāng)傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號時，通常稱為變送器。1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表概述（1）檢測儀表的基本組成被測變量檢測傳感部分顯示部分轉(zhuǎn)換傳送部分圖1-1檢測儀表系統(tǒng)的組成1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表概述（1）檢測儀表的基本組成1)檢測傳感部分一般直接與被測介質(zhì)相關(guān)連，通過它感受被測變量的變化，并變換成便于測量的相應(yīng)的位移、電量或其他物理量。2)轉(zhuǎn)換傳送部分也稱信號處理器，是把檢測部分輸出的信號進行放大、轉(zhuǎn)換、濾波、線性化處理，以推動后級顯示器工作。3)顯示部分將測量結(jié)果用指針、記錄筆、數(shù)字值、文字符號（或圖像）的形式顯示出來。1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.3檢測儀表1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識溫度檢測儀表膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電阻溫度計、熱電偶溫度計、輻射高溫計按照檢測的工藝變量的不同壓力檢測儀表彈性式壓力計、電氣式壓力計流量檢測儀表節(jié)流式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、漩渦流量計、渦輪流量計、電磁流量計物位檢測儀表差壓式、浮力式、電容式、超聲波、雷達式物性檢測儀表氣相色譜儀、紅外分析儀、pH計、ORP檢測儀（2）檢測儀表的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識溫度檢測儀表膨脹式溫度計、1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識按照示值表達方式的不同指示型記錄型訊號型遠(yuǎn)傳指示型累積型（2）檢測儀表的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識按照示值表達方式的不同指示1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識按照精確度等級和使用的場合實用儀表范型儀表標(biāo)準(zhǔn)儀表現(xiàn)場實驗室標(biāo)定室（2）檢測儀表的分類1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識按照精實用儀表范型儀表標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.量程定義表達式量程是指儀表能接受的輸入信號范圍ym=ymax

－ymin

量程=上限值－下限值例題測量范圍為-50℃~+1370℃，下限值為-50℃，上限值為+1370℃。求量程。1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識2.精確度定義表達式儀表的精確度（準(zhǔn)確度）簡稱精度，反映了儀表測量值接近真值的準(zhǔn)確程度。精度等級0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.35，0.5，1.0，1.5，2.5，4.01.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識2.精確度定義表達式①某壓力測量儀表的測量范圍0～10MPa，校驗該表時得到的最大絕對誤差為0.08MPa，試確定該儀表的精度等級。②某臺測溫儀表的測量范圍0～1000℃，根據(jù)工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過7℃，試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求?例題1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識2.精確度判斷表的等級選表問題①某壓力測量儀表的測量范圍0～10MPa，校驗該表時得到的最1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識3.回差定義表達式在相同使用條件下，同一儀表對同一被測變量進行正、反行程測量時（即被測變量從小到大和從大到小全行程范圍變化），被測變量從不同方向到達同一數(shù)值時，儀表指示值的最大差值稱為該表的回差或變差?；夭钍欠从硟x表恒定度的指標(biāo)。正常儀表的回差應(yīng)小于其允許誤差，否則，應(yīng)及時檢修。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識3.回差定義表達4.靈敏度定義表達式靈敏度是反映儀表對被測變量變化靈敏程度的指標(biāo)。儀表的靈敏限是指能夠引起儀表指針動作的被測參數(shù)的最小變化量。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識4.靈敏度定義表達式靈敏度是反映儀表對被測變量變化靈敏5.分辨力與分辨率分辨力分辨率分辨力是指儀表可能檢測到的被測信號最小變化的能力，也就是使儀表示值產(chǎn)生變化的被測量的最小改變量。通常儀表分辨力的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對誤差的一半。數(shù)字式儀表的分辨力是指儀表在最低量程上最末一位數(shù)字改變一個字所表示的物理量。分辨率是分辨力與儀表表量程之比的百分?jǐn)?shù)。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識5.分辨力與分辨率分辨力分辨率分辨力是指儀表可能檢測到的被測6.反應(yīng)時間定義表達方式表示儀表對被測量變化響應(yīng)的快慢程度。當(dāng)儀表的輸入信號突然變化一個數(shù)值（階躍變化）后，儀表的輸出信號（即示值）由開始變化到新穩(wěn)態(tài)值的63.2%所用時間。也可稱為儀表的時間常數(shù)Tm。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識6.反應(yīng)時間定義表達方式表示儀表對被測量變化響應(yīng)的快7.線性度定義表達式線性度反映了檢測儀表輸出量與輸入量的實際關(guān)系曲線偏離直線的程度。1.1.4檢測環(huán)節(jié)的質(zhì)量指標(biāo)1.1化工工藝參數(shù)檢測的基礎(chǔ)知識7.線性度定義表達式線性度反映了檢測儀表輸出量與輸入量1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進行指示、記錄或累積的儀表統(tǒng)稱為顯示儀表（或稱為二次儀表）。一般都裝在控制室的儀表盤上；和各種測量元件或變送單元配套使用，連續(xù)地顯示或記錄生產(chǎn)過程中各參數(shù)的變化情況；又能與控制單元配套使用，對生產(chǎn)過程中的各參數(shù)進行自動控制和顯示。1.2.1顯示儀表的概述1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表凡能將生產(chǎn)過程中各種參數(shù)進顯示儀表按照能源類型來分電動顯示儀表氣動顯示儀表液動顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表按照能源類型來分電動氣動液動1.2認(rèn)識顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表按照顯示方式來分模擬顯示儀表數(shù)字顯示儀表圖像顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表顯示儀表按照顯示方式來分模擬數(shù)字圖像1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表

在化工生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量、物位、成分等被測工藝參數(shù)經(jīng)過檢測元件轉(zhuǎn)換成與其相對應(yīng)的物理量，或再經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號，最后由顯示儀表的指針與刻度標(biāo)尺相比較指示出被測工藝參數(shù)的數(shù)值；或由記錄筆在有一定標(biāo)度的坐標(biāo)記錄紙上畫出連續(xù)曲線，來顯示被測工藝參數(shù)的值。這種顯示方式通稱為模擬式顯示，相應(yīng)的顯示儀表，則稱為模擬式顯示儀表。模擬式顯示儀表是以儀表的指針（或記錄筆）的線位移或角位移配合刻度盤的方法來模擬顯示被測參數(shù)連續(xù)變化的儀表。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表在化1.2認(rèn)識顯示儀表自動平衡式顯示儀表圖1-4自動平衡式顯示儀表

結(jié)構(gòu)：測量線路、放大器、可逆電機、指示記錄機構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)、同步電機、穩(wěn)壓電源1.2.2模擬式顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表自動平衡式顯示儀表圖1-4自動平衡式自動平衡式顯示儀表特點：可以對微弱的信號進行準(zhǔn)確、快速的測量，測量精度高，可以自動記錄。分類（測量線路）電子平衡電橋電子電位差計1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表自動平衡式顯示儀表特點：可以對微弱的信號進行準(zhǔn)確、快速的測量1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表1）電子電位差計電子電位差計是用來測量毫伏級電壓信號的顯示記錄儀表?？梢院蜔犭娕寂涮资褂脺y量溫度，也可以測量其他能轉(zhuǎn)換成電壓信號的各種工藝參數(shù)。①手動電位差計②自動電子電位差計1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表1）電子電位電子電位差計手動電位差計圖1-5電壓補償原理R—

錳銅線繞電阻G—

檢流計（靈敏度很高的電流計）Et—

未知熱電動勢1.2.2模擬式顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表電子電位差計手動電位差計圖1-5電壓補償原理R—錳電子電位差計自動電子電位差計圖1-6電子電位差計原理圖1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2模擬式顯示儀表電子電位差計自動電子電位差計圖1-6電子電位差計原理圖1.2認(rèn)識顯示儀表電子電位差計自動電子電位差計圖1-7自動電子電位差計測量電路原理圖測量橋路1.2.2模擬式顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表電子電位差計自動電子電位差計圖1-7自1.2.2模擬式顯示儀表2）電子平衡電橋電子自動平衡電橋通常與熱電阻配用來測量、指示和記錄溫度，也可以與其他電阻型變送器配用，測量、顯示、記錄與之相對應(yīng)的工藝參數(shù)。圖1-8平衡電橋測溫原理圖1.2.2模擬式顯示儀表2）電子平衡電橋圖1-8平衡電電子平衡電橋圖1-9電子自動平衡電橋測量電路1.2.2模擬式顯示儀表電子平衡電橋圖1-9電子自動平衡電橋測量電路1.2.21.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2聲光式顯示儀表

聲光式顯示儀表是以聲音或光柱的變化反映被測參數(shù)超越極限或模擬顯示被測參數(shù)的連續(xù)變化的儀表。應(yīng)用最廣泛的是反映被測參數(shù)超越極限時，進行聲光報警的閃光信號報警器。光柱式顯示儀表是以等離子柱、熒光光柱及發(fā)光二極管（LED）光柱的高低變化來模擬顯示被測參數(shù)連續(xù)變化的顯示儀表。這類儀表制造工藝簡單、造價低、壽命長、可靠性高，顯示直觀、清晰，可取代常規(guī)模擬式顯示儀表。目前大多與智能式數(shù)字顯示儀表配合，共同顯示模擬量與數(shù)字量。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.2聲光式顯示儀表聲光式顯1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表特點分類

清晰直觀、讀數(shù)方便、不會產(chǎn)生視差。線路簡單、可靠性好、耐振性好。有利于制造、調(diào)試和維修，降低生產(chǎn)成本。

按輸入信號的形式來分，有電壓型和頻率型兩類。按被測信號的點數(shù)來分，可分成單點和多點兩種。根據(jù)儀表所具有的功能，可分為數(shù)字顯示儀、數(shù)字顯示報警儀、數(shù)字顯示輸出儀、數(shù)字顯示記錄儀以及具有復(fù)合功能的數(shù)字顯示報警輸出記錄儀等。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表特點分類清晰直1.2.3數(shù)字式顯示儀表分類1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表分類1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表基本功能輸入信號一般為電壓、電流或頻率脈沖信號及開關(guān)信號等。以0～9數(shù)字形式及其單位符號顯示被測參數(shù)的測量值?？蓪Ρ粶y參數(shù)自動測量和顯示，可對被測參數(shù)設(shè)定報警，當(dāng)被測參數(shù)達到設(shè)定值時可輸出控制信號。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表基本功能輸入信號一般為電壓、電流或頻1.2.3數(shù)字式顯示儀表基本組成1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.3數(shù)字式顯示儀表基本組成1.2認(rèn)識顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀概述以微處理器為核心，采用全電子化設(shè)計，直接將記錄信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號送至隨機存儲器加以保存，采用大屏幕液晶顯示屏（LCD）或用VGA監(jiān)視器顯示和記錄被測參數(shù)。

原理利用計算機強大的功能來完成顯示儀表所有的工作。

1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀概述以微處理器為核心，1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀特點（1）無紙、無墨、無一切機械轉(zhuǎn)動部件，無需日常維護。精度高，可靠性高，通用性好，功能強。（2）輸入信號種類多，可以與熱電偶、熱電阻以及能產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)直流電流、電壓信號的多種變送器配合使用。（3）可顯示趨勢曲線、數(shù)據(jù)、報表、實時棒圖等，并可實現(xiàn)單通道/多通道曲線及棒圖、數(shù)字等的選擇顯示和循環(huán)顯示。（4）對輸入信號可以組態(tài)或編程，并能實現(xiàn)溫壓補償、流量積算和PID控制，帶有報警功能。（5）有大容量的芯片可存放測量數(shù)據(jù)，并可用半導(dǎo)體存儲器或軟盤轉(zhuǎn)存。（6）存放的數(shù)據(jù)可以通過人機界面進行各種處理和分析，也可在PC機上用專用軟件進行分析處理，可靠性高，使用方便，符合現(xiàn)代信息化要求。1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀特點（1）無紙、無墨、1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀組成1.2認(rèn)識顯示儀表1.2.4新型顯示儀表無紙記錄儀組成1.2認(rèn)識顯示儀1.3自動檢測過程及變送器

過程參數(shù)檢測—用專門的技術(shù)工具（儀表），依靠能量的變換、實驗和計算找到被測量的值。（1）過程參數(shù)檢測過程1.3自動檢測過程及變送器過程參數(shù)檢測—檢測過程傳感器信息的獲取中間轉(zhuǎn)換裝置信號的放大、轉(zhuǎn)換與傳輸顯示器、指示器或記錄儀信號的顯示與記錄計算機、分析儀信號的處理與分析（1）過程參數(shù)檢測過程1.3自動檢測過程及變送器檢測過程傳感器信息的獲取中間轉(zhuǎn)換裝置信號的放大、轉(zhuǎn)換與1.3自動檢測過程及變送器

對于一個檢測系統(tǒng)來說，傳感器和變送器可以是兩個獨立的環(huán)節(jié)，也可以是一個有機的整體。由于傳感器所輸出的信號種類很多，而且信號往往十分微弱。因此，除了部分單純以顯示為目的的檢測系統(tǒng)以外，多數(shù)情況下需要利用變送器來把傳感器的輸出轉(zhuǎn)換成遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的模擬量或者數(shù)字量輸出信號，送到顯示裝置把被測變量顯示出來，或者送到控制器對其實現(xiàn)控制。（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1.3自動檢測過程及變送器對于一個檢測系統(tǒng)來說，傳1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理變送器的理想輸入輸出特性如圖1-17所示。Хmax和Хmin分別為變送器測量范圍的上限值和下限值，即被測參數(shù)的上限值和下限值，圖中Хmax=0，Уmax和Уmin分別為變送器輸出信號的上限值和下限值。對于模擬式變送器，Уmax和Уmin即為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號的上限值和下限值；對于智能式變送器，Уmax和Уmin即為輸出的數(shù)字信號范圍的上限值和下限值。1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1)模擬式變送器

模擬式變送器完全是由模擬元器件構(gòu)成，它將輸入的各種被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號，其性能也完全取決于所采用的硬件。1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理2)智能式變送器智能式變送器是由微處理器（CPU）為核心構(gòu)成的硬件和由系統(tǒng)程序，功能模塊構(gòu)成軟件兩大部分組成。x檢測元件A/D轉(zhuǎn)換CPU通信電路數(shù)字信號x存儲器圖1-19一般形式的智能式變送器的構(gòu)成框圖x檢測元件CPUD/A轉(zhuǎn)換xA/D轉(zhuǎn)換通信電路FSK信號圖1-20采用HART協(xié)議通信方式的智能式變送器的構(gòu)成框圖存儲器1.3自動檢測過程及變送器（2）變送器的基本特性和構(gòu)成原理1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換被測參數(shù)類型熱工量機械量物質(zhì)的性質(zhì)和成分量電工量溫度、壓力、物位、流量位移、轉(zhuǎn)速、振動濃度、組分含量、酸堿度電壓、電流、功率、電阻1.4.1檢測系統(tǒng)中的常見信號類型1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換被測參數(shù)類型熱工量機械量物質(zhì)的性電氣信號壓力信號光信號電壓信號電流信號阻抗信號頻率信號氣壓信號液壓信號光通量信號干涉條紋信號衍射條紋信號類型特點傳送快、滯后小，可以遠(yuǎn)距離傳送，便于和計算機聯(lián)接，應(yīng)用廣泛顯示、記錄、計算、報警或自動控制在高精度、非接觸測量方面，光學(xué)檢測技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用。1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.1檢測系統(tǒng)中的常見信號類型電氣信號壓力信號光信號電壓信號氣壓信號光通量信號類特點傳送快123模擬信號數(shù)字信號開關(guān)信號在時間上連續(xù)變化，在任何瞬時都可以確定其數(shù)值的信號；可以變換成電信號。以離散形式出現(xiàn)的不連續(xù)信號，以0和1組合的代碼序列來表示；窄脈沖和高低電平交替變化的電壓信號。用兩種狀態(tài)或兩個數(shù)值范圍表示的不連續(xù)信號；利用開關(guān)式傳感器可以將模擬信號變換成開關(guān)信號。1.4檢測系統(tǒng)中的信號轉(zhuǎn)換1.4.2檢測系統(tǒng)中信號的傳遞形式123模擬信號數(shù)字信號開關(guān)信號在時間上連續(xù)變化，在任何瞬時都

信號制式即