自动仪表考试复习资料

期末总复习
一、绪论
1.测量范围：仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。

2.上下限：测量范围的最大值和最小值。

3量程=测量上限值—测量下限值 4.绝对误差=示值—约定真值
5.最大引用误差=最大绝对误差/量程
6.精确度：允许的最大引用误差去掉百分号。

7.精度等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5级等。

8.滞环：仪表内部的某些元件具有储能效应，例如弹性变形、磁滞现象等，其作用使得仪表检验所得的实际上升曲线和实际下降曲线常出现不重合的情况，从而使得仪表的特性曲线形成环状的现象。

9.变差或回差：实际上升曲线和实际下降曲线间存在差值。

二、误差分析基础及测量不确定度
1.标准误差：
2.误差分类：系统误差、随机误差、粗大误差。

3.随机误差：除可排出的系统误差外，另外有随机因素引起的，一般无法排除并难以校正的误差。

随机误差服从正态分布。

4.无偏标准偏差：
5.粗大误差检验：简单校验方法：先将可疑值除外，用其余数据的平均值X及平均残差η，计算可疑值与平均值X的残差v，如果|v|>4η，则剔除。

6.最小二乘法：
三、检测技术及方法分析四、温度检测
1.测量方式：接触式测温和非接触式测温。

2.温标换算：T(K)=t(℃)+27
3.15 ℉=(9/5) ℃+32
3.热电偶测温：①测温原理：热电效应：两种不同的导体或半导体连成闭合回路，当俩个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势的现象。

该电势分为：温差电势和接触电势。

②中间导体原则：在热电偶回路中接入中间导体后，只要中间导体两端的温度相同，对热电偶回路的总热电势没有影响。

③常用工业热电偶型号：前者为正极，后者为负极。

如铁-康铜。

④补偿导线法这是最常用的方法，即把热电偶延长把冷端引至温度较稳定的地方(通常为控制室)，然后由人工来调正冷端温度，即把仪表零点调至室温,或由仪表内电路进行自动补偿。

原因：实际测量中，热电偶参比端温度一般不能保持在0℃，也不易保持恒定，这会给测量带来误差。

4.热电阻测温：①金属热电阻(计算)，平均电阻温度系数α=（R100/R0）/100越大，
电阻越大②工业热电阻：a:铂热电阻 R0选用10Ω，100Ω两种，分度号分别为Pt10和Pt100。

b：铜热电阻 R0选用50Ω，100Ω两种，分度号分别为Cu50和Cu100。

②热敏电阻：正温度系数、负温度系数、临界温度系数三种。

温度检测主要是负温度系数。

五、压力检测 1.弹性元件：①弹性膜片②波纹管③弹簧管（截面扁圆、椭圆形压力作用下变圆趋势） 2.压力传感器①应变式压力传感器：工作原理：应变效应：导体或半导体电阻随其机械变形而变化②电容式压力传感器：测量原理：将弹性元件的位移转换为电容量的变化。

③振频式压力传感器：工作原理：利用感压元件本身的谐振频率与压力的关系，通过测量频率信号的变化检测压力④压电式压力传感器：工作原理：利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号。

（压电元件受到压力产生电荷，当外力去除后电荷消失）。

3.测压仪表的选择（必考计算）：仪表的量程要根据被测压力的大小及在测量过程中被测压力变化的情况等条件来选择。

①测稳定压力：最大被测工作压力≤测量上限的2/3②测脉动压力：最大被测工作压力≤测量上限的1/2.③测高压（10MPa~60MPa）：最大被测工作压力≤测量上限的3/5.④最小被测工作压力≥测量上限的1/3。

⑤我国压力测量范围标准系列：-0.1~0.06、0.15和0~1、1.6、2.5、4、6、10X10" kPa（其中n 为自然整数.可为正、负值）。

4.测压仪表的校验：标准仪表选择原则：允许绝对误差要小于被校仪表的1/3~1/5。

5.取压点位置：①避免处于管路弯曲、分叉、死角或流动形成涡流的区域②取压口开孔的轴线应垂直设备的壁面③测量液体时，取压口应在管道下部，以避免气体进入引压管；测量气体时，取压口应在管道下部，以避免液体进入引压管。

④在取压口与仪表之间要装切断阀，以备仪表检修时使用，切断阀应靠近取压口。

六、流量检测
1.流量检测方法：体积流量检测、质量流量检测。

2.流量计：测量流量的仪表。

计量表或总量计：测量流体总量。

3.容积式流量计：直接根据排出体积进行流量累计的仪表，它利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例对被测流体进行连续的检测。

①组成：测量室、运动部件、传动和显示部件。

②测量主体：具有固定标准容积的测量室。

③运动部件有往复运动和旋转运动两种形式。

④安装与使用：a、水平、垂直安装均可b、流量计上游加装过滤器，调节流量的阀门位于下游。

为维护方便设置旁通管路。

4.差压式流量计：基于在流通管道上设置流动阻力件，流体通过阻力件时将产生压力差，此压力差与流体流量之间有确定的数值关系，通过测量差压值求得流量。

①节流式流量计：a、节流装置（产生差压的装置）分为标准节流装置和非标准节流装置。

b、标准节流件有三种：标准孔板、标准喷嘴、文丘里管 c、取压装置：角接取压（有环室取压和钻孔取压，适用于孔板和喷嘴）、法兰取压、径距取压 d、节流装置的设计和计算②靶式流量计：在管流中垂直于流动方向安装一圆盘形阻挡件，称之为“靶”，流体经过时，由于受阻将对靶产生作用力，此作用力与流速之间存在一定关系（平方关系）
5.电磁流量计：对于具有导电性质的液体介质，可以用电磁流量计测量流量。

基于电磁感应原理。

6.流量标准装置①标定方法：标准容积法（受温度影响。

校验有动态校验法和停止校验法）、标准质量法、标准流量计法、标准体积管的校正法
七、物位检测
1.分类：俺测量方式有连续测量（能持续测量变化）和定点测量（只检测是否达到上限、下限或某个特定值、仪表成为物位开关）。

1.1差压式流量计
差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。

通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。

(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;
(2)应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟;
(1)测量精度普遍偏低;
(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;
(3)现场安装条件要求高;
(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。

1.2 浮子流量计
(1)玻璃锥管浮子流量计结构简单,使用方便,缺点是耐压力低,有玻璃管易碎的较大风险;
(2)适用于小管径和低流速;
(3)压力损失较低。

1.3容积式流量计
(1)计量精度高;
(2)安装管道条件对计量精度没有影响;
(3)可用于高粘度液体的测量;
(4)范围度宽;
(5)直读式仪表无需外部能源可直接获得累计,总量,清晰明了,操作简便。

1.4 涡轮流量计
涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而且推导出流量或总量的仪表。

(1)高精度,在所有流量计中,属于最精确的流量计;
(2)重复性好;
(3)元零点漂移,抗干扰能力好;
(4)范围度宽;
(5)结构紧凑。

(1)不能长期保持校准特性;
(2)流体物性对流量特性有较大影响。

1.5电磁流量计
(1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;
(2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好;
(3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响;
(4)流量范围大,口径范围宽;
(5)可应用腐蚀性流体。

1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;
(2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;
(3)不能用于较高温度。

1.6 涡街流量计
涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。

涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。

(1)结构简单牢固;
(2)适用流体种类多;
(3)精度较高;
(4)范围度宽;
(5)压损小。

(1)不适用于低雷诺数测量;
(2)需较长直管段;
(3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);
(4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。

1.7 超声流量计
根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

(1)可做非接触式测量;
(2)为无流动阻挠测量,无压力损失;
(3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。

(1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体;
(2)多普勒法测量精度不高。

1.8 科里奥利质量流量计
科里奥利质量流量计(以下简称CMF)是利用流体在振动管中流动时,产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。