安工大-化工儀表及自動(dòng)化-第3章檢測(cè)儀表與傳感器(概述)-位圖

第三章檢測(cè)儀表與傳感器第一節(jié)概述第二節(jié)壓力檢測(cè)及儀表第三節(jié)流量檢測(cè)及儀表第四節(jié)物位檢測(cè)及儀表第五節(jié)溫度檢測(cè)及儀表本章小結(jié)1第一節(jié)

概述幾個(gè)有關(guān)的概念檢測(cè)儀表：檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中各相關(guān)參數(shù)的技術(shù)工具。包括壓力、流量、物位、溫度(四大熱工參數(shù))的檢測(cè)儀表及工業(yè)分析儀表（氣體成分分析、氧含量分析、溶液酸堿度、氣體濕度、物料含水量等）。傳感器：指能把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)于關(guān)系的電量或其它便于觀測(cè)的量的裝置。變送器：借助檢測(cè)元件檢測(cè)被測(cè)量，并轉(zhuǎn)化輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器（儀表）。電信號(hào)：4-20mADC，0-10mADC，1-5V等.氣壓信號(hào)：20-100Kpa.主要內(nèi)容：測(cè)量過(guò)程與測(cè)量誤差；儀表的性能指標(biāo)；工業(yè)儀表的分類。2一、測(cè)量過(guò)程與測(cè)量誤差測(cè)量過(guò)程：被測(cè)參數(shù)經(jīng)過(guò)一次或多次的信號(hào)能量形式的變換，最后獲得便于測(cè)量的信號(hào)能量形式，并由指針位移或數(shù)字形式顯示出來(lái)。例如：爐溫的測(cè)量，溫度→直流毫伏信號(hào)→指針位移測(cè)量誤差：由于測(cè)量工具準(zhǔn)確性，觀測(cè)者的主觀性和外界環(huán)境條件變化及偶然因素的影響，使測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之間總存在一定差值，常用以下兩種方法表示：絕對(duì)誤差：儀表指示值xi與被測(cè)量真值xt之差(⊿=xi-xt)，

可用標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)量值x0代替真值xt，⊿=xi-x0；相對(duì)誤差：某一點(diǎn)的絕對(duì)誤差⊿與被測(cè)量真值xt之比。3二、儀表的性能指標(biāo)精度變差靈敏度，靈敏限，分辨力線性度反應(yīng)時(shí)間4二、儀表的性能指標(biāo)精確度：用來(lái)表征測(cè)量?jī)x表的精確程度，以便估計(jì)測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值的差距，簡(jiǎn)稱精度。精度不僅與測(cè)量的絕對(duì)誤差有關(guān)，還與測(cè)量?jī)x表的量程有關(guān)。例如量程分別為0~500℃和0~100℃的測(cè)溫儀表，若絕對(duì)誤差都為2℃時(shí)，量程大的儀表精度要比量程小的高。工業(yè)上常用相對(duì)百分誤差來(lái)表示量程對(duì)絕對(duì)誤差的影響。用儀表允許誤差表示儀表精度，即相對(duì)百分誤差最大值。51、精度國(guó)家利用儀表的δ允來(lái)統(tǒng)一規(guī)定儀表的精度等級(jí)。將儀表的允許相對(duì)百分誤差去掉“±”號(hào)及“%”號(hào)，便可以確定儀表的精度等級(jí)。目前我國(guó)儀表常用精度等級(jí)有0.005,

0.05,0.02,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等。精度等級(jí)的數(shù)值越小，該儀表的精度等級(jí)越高，儀表的精度也越高。0.05級(jí)以上的儀表，常用來(lái)作為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)大多使用0.5級(jí)以下的儀表。儀表的精度等級(jí)一般可用不同的符號(hào)形式標(biāo)志在儀表面板上，如1.5、1.0等。1.01.56精度等級(jí)的計(jì)算例：某溫度計(jì)范圍為0~1000℃，出廠前校驗(yàn)各點(diǎn)結(jié)果如下：被較表℃02014026047068059031001標(biāo)準(zhǔn)表℃02004006007008009001000⑴求出該溫度計(jì)的最大絕對(duì)誤差值；⑵確定該溫度計(jì)的精度等級(jí)；解：⑴最大絕對(duì)誤差為：706-700=6℃；⑵精度等級(jí)為：6/1000×100%=0.6%，為1.0級(jí)；72、變差8變差的計(jì)算例：某臺(tái)壓力表測(cè)量范圍為0~10MPa，校驗(yàn)得出下列數(shù)據(jù)：被較表正行程MPa01.983.965.947.979.99標(biāo)準(zhǔn)表MPa0246810被較表反行程MPa02.024.036.068.0310.01⑴求該壓力表的變差。⑵計(jì)算該壓力表是否符合

1.0級(jí)精度。解：⑴變差為：(6.06-5.94)/10×100%=1.2%；⑵精度為：(6-5.94)/10×100%=0.6%，符合1.0級(jí)精度，但變差1.2%超出儀表的允許誤差1.0%，

所以：該壓力表不符合1.0級(jí)精度要求。須檢修??！93、靈敏度，靈敏限，分辨力靈敏度：儀表指針的線位移或角位移，與引起這個(gè)位移的被測(cè)參數(shù)變化量之比。⊿α：指針的線位移或角位移；⊿x：引起⊿α所需的被測(cè)參數(shù)變化量。靈敏限：能夠引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)的最小變化量。靈敏限的數(shù)值應(yīng)不大于儀表允許絕對(duì)誤差的一半。數(shù)字儀表中，通常用分辨力來(lái)表示儀表靈敏度的大小。分辨力：數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測(cè)參數(shù)變化量。例：數(shù)字表量程為

0

~1.0000V，五位數(shù)字顯示，末位數(shù)字的等效電壓為10μV，則該表分辨力為10μV。例：若顯示的電壓數(shù)值為0.12345V，即123450

μV，末位數(shù)字代表50μV，末位數(shù)字變化的等效電壓為10μV。104、線性度115、反應(yīng)時(shí)間上述精度、變差、非線性誤差反應(yīng)了儀表靜態(tài)特性。反應(yīng)時(shí)間：動(dòng)態(tài)特性衡量?jī)x表能不能盡快反應(yīng)出被測(cè)參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。原因：檢測(cè)元件和系統(tǒng)中各種運(yùn)動(dòng)慣性及能量形式的轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間。其他指標(biāo)：儀表的可靠性等。反應(yīng)時(shí)間的表示方法有多種。12三、工業(yè)儀表的分類按儀表使用能源分為：電動(dòng)儀表、氣動(dòng)儀表和液動(dòng)儀表。電動(dòng)儀表：電信號(hào)適宜于遠(yuǎn)距離傳輸，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易受溫度、濕度、電磁場(chǎng)、放射性等環(huán)境因素影響；氣動(dòng)儀表：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)溫度、濕度、電磁場(chǎng)、放射性等環(huán)境因素影響的抗干擾能力較強(qiáng)，信號(hào)傳遞速度慢，與計(jì)算機(jī)聯(lián)用比較困難；液動(dòng)儀表：采用液壓信號(hào)，多在國(guó)防、軍工部門使用。按信息的獲得、傳遞、反映和處理的過(guò)程可分為：檢測(cè)儀表、顯示儀表、集中控制裝置、控制儀表、執(zhí)行器五類，其作用如下一頁(yè)所示。按儀表的組成形式分為：基地式儀表和單元組合儀表。13各類儀表的作用集中控制裝置顯示儀表生產(chǎn)過(guò)程檢測(cè)儀表執(zhí)行器控制儀表電動(dòng)單元組合儀表（DDZ）氣動(dòng)單元組合儀表（QDZ）標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)氣壓信號(hào)：20-100Kpa標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，電信號(hào)：DDZ???：4-20mADC，1-5V；

DDZ??：0-10mADC等14練習(xí)與小結(jié)例：

某臺(tái)測(cè)溫儀表的工作范圍為0~500℃，工藝要求測(cè)溫時(shí)測(cè)量誤差不超過(guò)±4℃，試問(wèn)如何選擇儀表的精度等級(jí)才能滿足要求？解

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