仪表基础知识
仪表基础知识30915

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4.2.4投入式液位变送器 非密闭场合液体液位
质中,感受到被测温度,称为热电偶的工作端或热端,另一端
与导线连接,称为冷端或自由端(参比端)。它具有结构简单、
测量范围宽、使用方便、测温准确可靠等优点。
常用热电偶的产品:
名称
分度号 测量范围/℃
镍铬-镍硅
K
-200~1300
镍铬-考铜
E
-200~900
铜0-铂
S
0~1300
0- 无固定装置; 1- 可动外螺纹; 2 -可动 内螺纹; 3- 固定螺纹; 4 -固定法兰;
5- 卡套螺纹; 6 -卡套法兰 D F-防护型;O-电接点型;MO-大电流型 ;EX-防爆型;
2.2.2 电子电阻式温度计
优点:相比双金属温度计使用寿命更长,现场数字显示更 直观等。
2.2.3热电阻
4.2.2 单法兰液位变送器
一种直接安装在管道或容器上的现场变送器。 由于隔离膜片直接与液相介质相接触,因此可 以测量非密闭场合下
高温、高粘度、易结
晶、易沉淀和强腐蚀
性等介质的液位。
4.2.3双法兰液位变送器
适用于密闭场合下的下列工 况: 1、 被测介质对变送器 接头和敏感元件有腐蚀作用 时; 2、 需要将高温被测介 质与变送器隔离时;
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特 点是测量精度高,性能稳定。其中铂热电阻的测量精度是最高 的,它广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。
仪表知识

自动控制系统一、基础知识1、控制系统的构成通常是指由一个被控对象、一个检测元件及传感器(或变送器)、一个调节器和执行器所构成,如下图所示:被控对象——自动控制系统中,工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量——被控对象内要求保持数值的工艺参数。
操纵变量——受控制器操纵的,用于克服干扰的影响,使被控变量保持设定值的物料量或能量。
干扰——除操纵变量外,作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。
设定值——被控变量的预设值。
偏差——被控变量的设定值与实际值之差。
2、闭环自动控制与开环自动控制闭环自动控制是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。
如下图:压力测量仪表2011年课件(童选萍)一、压力测量与压力单位1、什么是压力,它的法定计量单位是什么?压力是垂直均匀地作用在单位面积上的力,它的法定计量单位是帕斯卡(简称帕),符号为Pa。
1Pa就是1牛顿(N)的力作用在1平方米(m2)面积上所产生的压力,即1Pa=1N/m2=1kg.ms-2/m2=1kg/m.s21MPa=1000kPa=106Pa2、为什么液柱高度也可以表示压力?因为压力是单位面积上所受的力,即P=F/S式中F—作用力,N;S—面积,m2。
又因为F=hsρg式中ρ——液体密度,kg/m3;h——液柱高度,m;g——重力加速度,m/s2;所以P= hsρg/s= hρg (N/ m2)由上可知,压力等于液柱高度、液体密度和重力加速度的乘积。
液体的密度ρ在一定的温度下是不变的,所以压力也可以用液柱高度来表示。
3、写出其它压力单位与法定单位Pa(帕斯卡)之间的换算关系。
1毫米水柱(mmH2O)=9.806375Pa≈9.81Pa1毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa≈1.333×102Pa1工程大气压(kgf/cm2)=9.80665×104≈9.81×104Pa1物理大气压(atm)=101325Pa≈1.0133×105Pa1巴(bar)=1000mbar=105Pa4、什么是绝对压力、大气压力、表压及真空度?它们的相互关系是怎样的?绝对真空下的压力称为绝对零压,以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。
自动化讲义1-仪表基础知识

利用浮子随液位变化而上下浮动的原理来 测量物位。
超声波物位计
雷达物位计
利用超声波在气体中传播速度不同来测量 物位。
利用雷达波在气体中传播速度不同来测量 物位。
04
自动化技术在仪表中应用
传感器技术
01
02
03
传感器类型
根据测量原理和应用领域, 传感器可分为温度、压力、 流量、物位、位移、加速 度等多种类型。
信号处理算法
03
应用各种数字信号处理技术,如傅里叶变换、滤波、相关分析
等,对信号进行特征提取和降噪处理。
控制技术
控制原理
根据被控对象的特性和控制要求,选择合适的控制策略,如PID控 制、模糊控制、神经网络控制等。
控制器设计
设计控制器的结构和参数,以满足系统的稳定性、快速性和准确性 要求。
控制技术应用
可维护性
选择易于维护、校准和更换的仪表,减少后期维护成本 。
安装要求和步骤
安装位置
选择便于观察、操作和维护的位置,避 免安装在振动、潮湿、高温或腐蚀性环
境中。
连接方式
根据测量需求和管道特点,选择合适 的连接方式,如法兰连接、螺纹连接
等。
安装方式
根据仪表的特点和安装环境,选择合 适的安装方式,如壁挂式、盘装式等。
密封措施
确保仪表与管道连接处密封良好,防 止泄漏和外界干扰。
调试过程及注意事项
调试前准备
熟悉仪表的使用说明书,了解仪表的 工作原理、性能参数和调试方法。
02
外观检查
检查仪表的外观是否完好,有无损坏 或变形。
01
03
零位调整
对于需要调整的仪表,进行零位调整, 确保测量准确。
记录与报告
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仪表基础知识仪表基础知识⼀、DCS----分布式控制系统1、什么是DCS?DCS是分布式控制系统的英⽂缩写(Distributed Control System),在国内⾃控⾏业⼜称之为集散控制系统。
2、DCS有什么特点?DCS是计算机技术、控制技术和⽹络技术⾼度结合的产物。
DCS通常采⽤若⼲个控制器(过程站)对⼀个⽣产过程中的众多控制点进⾏控制,各控制器间通过⽹络连接并可进⾏数据交换。
操作采⽤计算机操作站,通过⽹络与控制器连接,收集⽣产数据,传达操作指令。
因此,DCS的主要特点归结为⼀句话就是:分散控制集中管理。
3、DCS的结构是怎样的?上图是⼀个较为全⾯的DCS系统结构图,从结构上划分,DCS包括过程级、操作级和管理级。
过程级主要由过程控制站、I/O 单元和现场仪表组成,是系统控制功能的主要实施部分。
操作级包括:操作员站和⼯程师站,完成系统的操作和组态。
管理级主要是指⼯⼚管理信息系统(MIS系统),作为DCS更⾼层次的应⽤,⽬前国内纸⾏业应⽤到这⼀层的系统较少。
4、DCS的控制程序是由谁执⾏的?DCS的控制决策是由过程控制站完成的,所以控制程序是由过程控制站执⾏的。
5、过程控制站的组成如何?DCS的过程控制站是⼀个完整的计算机系统,主要由电源、CPU(中央处理器)、⽹络接⼝和I/O组成6、什么是DCS的开放性?DCS的开放性是指DCS能通过不同的接⼝⽅便地与第三⽅系统或设备连接,并获取其信息的性能。
这种连接主要是通过⽹络实现的,采⽤通⽤的、开放的⽹络协议和标准的软件接⼝是DCS开放性的保障。
7、什么是系统冗余?在⼀些对系统可靠性要求很⾼的应⽤中,DCS的设计需要考虑热备份也就是系统冗余,这是指系统中⼀些关键模块或⽹络在设计上有⼀个或多个备份,当现在⼯作的部分出现问题时,系统可以通过特殊的软件或硬件⾃动切换到备份上,从⽽保证了系统不间断⼯作。
通常设计的冗余⽅式包括:CPU冗余、⽹络冗余、电源冗余。
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(7.简答题: (1)系统误差产生的原因和特点是什么? 产生系统误差的主要原因是仪表本身的缺陷, 使用方法不正确,(2)偶然误差的特点和产生的原因? 它的出现是随机的;产生的原因是复杂的,是 许多因素变化共同作用所致.
(3)疏忽误差产生的原因和特点? 产生的原因是观察者的失误或外界的偶然 干扰;其主要特点是无规律可循且与事实 不符
2.DDZ-III型与DDZ-II型仪表相比,有哪些 主要特点? 采用线性集成电路;采用国际标准信号制, 现场传输信号为4—20mADC电流信号, 控制室联络信号为1—5VDC,信号电流 与电压转换电阻为250Ω;集中统一供电, 由电源箱供给各单元24V直流电源,并备 有蓄电池作为备用电源;结构合理,功能 多样;可构成安全火花型防爆系统.
2.显示仪表分为记录仪表和指示仪表.模 拟仪表和数字仪表.记录仪表分为有纸 记录和无纸记录.通常使用无纸记录. 3.调节仪表分为基地式调节仪表和单元 组合式调节仪表.由于微处理机的引入, 又有可编程调节器与固定程序调节器. 4.执行器由执行机构和调节阀两部分组 成. (1)执行机构按能源分:气动.电动和液动 执行器 按结构形式分:薄膜式,活塞式和长行程 执行机构.
3.灵敏度:仪表对被测参数变化的灵敏程度, 或者说是对被测量变化的反应能力,是在 稳态下,输出变化增量对输入变化增量的 比值.即 S=ΔL/Δx 二.精度等级划分: 0.005 0.02 0.1 0.2 0.35 0.5 1.0 1.5 2.5 4等 仪表精度等级的标志在仪表标尺或标牌 上,数值越小,精度越高. 误差来源主要指系统误差和随机误差.
状态下不能试灯,以防误判断. 16.在敷设电缆时应留出足够的备用长度, 一般在室内留(0.3—1米),室外留(0.5—2 米). 17.要使电缆屏蔽层能起到良好的屏蔽效 果,在做屏蔽接地时,应注意些什么? 为了保证电缆屏蔽层能起到良好的屏蔽 效果,除了要保证屏蔽层有一接地电阻较 小的接地极以外,还应保证以下二个方面:
仪表基础知识

• 仪表的具体性能将直接决定我们看到的数 值是否能真实的反映工艺过程。
仪表测量过程中的五大测量量
• 温度(Temperature) • 压力(Pressure) • 物位(Level) • 流量(Flow) • 过程分析(Analysis)
仪表结构示意图(简要)
• 仪表的主要任务,是将工艺介质的相关属性转换成标准的 电信号或以显示值显示出来,因此它是工艺与控制之间的 一个连接点。
温度类仪表
• 温度类仪表主要是指通过传感器将介质的冷热程度反映出 来的仪表。
• 温度仪表的种类
名称
原理
适用范围
热电阻
某些金属的热敏原理
低温区(100~500℃)
仪表位号的表示方法
仪表位号组成
在检测、控制系统中,构成一个回路的每个仪表(或 元件)都应有自己的仪表位号。仪表位号由字母代号组 合和回路编号两部分组成,第一位字母表示被测变量, 后继字母表示仪表的功能。回路编号可按照装置或工段 (区域)进行编制,一般用3~5位数字表示
分类与编号
• 仪表位号按被测变量分类。同一装置的相同被测 变量的仪表位号中数字编号是连续的,但允许中 间有空号;不同被测变量的仪表位号不能连续编 号。如果同一个仪表回路有两个以上具有相同功 能的仪表,可以在仪表位号后面附加尾缀(大写 英文字母)加以区别。例如,PT—202A、PT— 202B表示同一回路里的两台变送器,PV—201A、 PV—201B表示同一回路里的两台控制阀。当一 台仪表由两个或多个回路共用时,应标注各回路 的仪表位号,例如一台双笔记录仪记录流量和压 力时,仪表位号为FR—121/PR—131,若记录 两个回路的流量时,仪表位号应为FR— 101/FR—102或FR—101/102。
仪表基本知识

• • • •
自动控制系统通则
• 2 自动控制系统的调试 • 控制系统调试过程中需断开控制回路中的一点,形成开环系统, 其方块图如下: • 2.1 将操作器切换到“手动”位置,全部仪表投入运行被测信号 准确无误。 • 2.2 手动操作维持工况正常 • 2.3 断开控制回路,比如断开执行器与调节机构的联系,[见上 图]使系统处于开环状态。 • 2.4 将操作器开关无扰动地切换到“自动”位置。 • 2.5 改变给定值或施加一些扰动信号[如动──动变送器内部杠杆 机构或瞬时断开调节器与执行器间的连接]。 • 2.6 检查系统各环节间信号传递的极性,检查记录、指示、报警 等仪表是否正常工作。如系统各环节工作正常,则闭合控制回路 进入下一步调节器参数整定。
仪表维护检修技术规程
• 维护检修人员应具备如下条件: • a.熟悉本规程及相应仪表的产品使用说明书或技术手 册等有关技术资料; • b.了解工艺流程及该仪表在其中的作用; • c.掌握电工技术基础、电子技术基础、化工测量仪表 及维修、化工仪表机械基础等有关方面的基础理论知 识; • d.掌握该仪表维护、检修、投运及常见故障处理的基 本技能; • e.掌握常用测试仪器和有关的标准仪器的使用方法。
仪表专业术语
• 25 气源管道 :为气动仪表提供气源的管道。 • 26 仪表线路 :仪表电线、电缆、补偿导线、光缆和 电缆槽、保护管等附件的总称。 • 27 电缆槽 :敷设和保护电线电缆的槽形制成品,包 括槽体、盖板和各种组成件。 • 28 保护管 :敷设和保护电线电缆的管子及其连接件。 • 29 回路 :在控制系统中,一个或多个相关仪表与功 能的组合。 • 30 伴热 :为使生产装置和仪表设备、管道中的物料 保持规定的温度,在设备、管道旁敷设加热源,进行 跟踪加热的措施。
仪表基础知识

相对误差=绝对误差/仪表示值×100%
2020/6/28
引用误差:它是绝对误差与被测量变量 的量程之比.
绝对误差
δ= -------------------------×100% 量程上限一量程下限
仪表的精度等级是根据引用误差来划分的。
热电偶
• 普通型热电偶
• 铠装热电偶
2020/6/28
普通型热电偶基本结构图 铠装热电偶
冷端t0
B(t0)
毫伏表
加热端t
2020/6/28
A(t1)
热电偶的工作原理
温差电势
当我们把一根金属导线的一端加热,另一 端保持原来的状态,那么在导线的两端会出现 一个电动势。用电流表将导线两端连接起来, 就会产生电流,这一现象称为热电效应,产生 的电动势称为温差电动势。
反映物质内部热运动的状况,任何一种物 质都是由大量的分子组成的,这些分子总 是处于热运动的状态,分子热运动越快, 物质的温度越高,相反分子的热运动越慢, 物质的温度越低。
2020/6/28
温标 衡量物质温度的标尺,称为温标。 1.摄氏温标
单位用℃来表示。它把标准大气压下冰 的熔点定为0℃,把水的沸点作为100℃, 在0~100之间划分100等份,每一等分为1℃。
按照仪表的使用条件来分,误差可分为基本误差、 附加误差。
按照被测变量随时间变化的关系来分,误差可分 为静态误差、动态误差。
2020/6/28
测量误差
测量误差:按照误差数值的表示方法,误差可 分为绝对误差、相对误差、引用误差。
绝对误差是指仪表指示值x与被测量的真值x0之 间的差值,即 绝对误差=仪表指示值-真值。
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2.1雙金屬溫度計
雙金屬溫度計是一種測量中低溫 度的現場檢測儀錶。可以直接測 量 各 種 生 產 過 程 中 的 -80℃ ~ +500℃範圍內液體、蒸汽和氣 體介質溫度。 特點 : 現場顯示溫度,直觀方便; 安全可靠,使用壽命長; 多種結構形式,可滿足不同要求 。
鎳鉻-考銅 鐵-康銅 銅-康銅 鎳鉻矽-鎳鉻 鎳鉻-鎳矽 鉑銠10-鉑 鉑銠13-鉑1 鉑銠30-鉑6
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測量範圍/℃
-200~900 -200~750 -200~350 -200~1300 -200~1300 0~1300 0~1300 0~1800
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E J T N K S R B
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溫度 按使用的測量範圍分:
常把測量600℃以上的測溫儀錶叫高溫計;測量600℃以下 的測溫儀錶叫溫度計;
按用途分:
標準儀錶和實用儀錶
按工作原理分:
分為膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶溫度計、熱電 阻溫度計和輻射高溫計五類;
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雙金屬溫度計
雙金屬溫度計中的感溫元件是用兩片線膨脹係數不同的金 屬片疊焊在一起而製成的。雙金屬片受熱後,由於兩金屬 片的膨脹長度不同而產生彎曲,溫度越高產生的線膨脹長 度差就越大,因而引起彎曲的角度就越大。雙金屬溫度計 就是基於這一原理而製成的,它是用雙金屬片製成螺旋形 感溫元件,外加金屬保護套管,當溫度變化時,螺旋的自 由端便圍繞著中心軸旋轉,同時帶動指針在刻度盤上指示 出相應的溫度數值。
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2.1雙金屬溫度計的型號命名
W SS -ABCD W 溫度儀錶 S 金屬膨脹式 S 感溫元件雙金屬片 A 表殼公稱直徑:3-¢60; 4-¢100; 5-¢150; B 結構形式: 0- 軸向(直型); 1 徑向(角型); 8 萬向(可調角型) C安裝固定裝置 0- 無固定裝置; 1- 可動外螺紋; 2 -可動內螺紋; 3- 固定螺紋; 4 -固定法蘭; 5- 卡套螺紋; 6 -卡套法蘭 D F-防護型;O-電接點型;MO-大電流型;EX-防爆型;
儀錶基礎知識介紹
杜美明 2008.10
目錄
儀錶的分類 溫 度 流量 閥門 調節閥 變送器
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1 儀錶的分類
檢測儀錶-----將檢測元件、變送器及顯示裝置統稱為檢測儀錶 。 一次儀錶-----一般為將被測量轉換為便於計量的物理量所使用 的儀錶,即為檢測元件。一次測量儀錶是與介質直接接觸, 是在室外就地安裝的。 二次儀錶-----將測得的信號變送轉換為可計量的標準電氣信號 並顯示的儀錶。即包括變送器和顯示裝置。
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2.2 熱電阻
裝配熱電阻型號命名方法: 型號說明 8 固定螺紋管接頭式 9 活動螺紋管接頭式 2 接線盒形式 防噴式 3 防水式 0保護管直徑 ¢16 1 ¢12 G 工作端形式 變截面
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2.3 熱電偶
熱電偶溫度計是以熱電效應為基礎的測溫儀錶。它的結構 簡單、測量範圍寬、使用方便、測溫準確可靠,信號便於遠 傳、自動記錄和集中控制,因而在工業生產中應用極為普遍 。 熱電偶溫度計由三部分組成:熱電偶(感溫元件);測量儀 錶(動圈儀錶或電位差計);連接熱電偶和測量儀錶的導線 (補償導線)。 熱電偶是工業上最常用的一種測溫元件。它是由兩種不同 材料的導體A和B 焊接而成。焊接的一端插入被測介質中, 感受到被測溫度,稱為熱電偶的工作端或熱端,另一端與導 線連接,稱為冷端或自由端(參比端)。
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溫度 按測量方式分:
分為接觸式與非接觸式兩大類。前者測溫元件直接與被測 介質接觸,這樣可以使被測介質與測溫元件進行充分地熱 交換而達到測溫目的;後者測溫元件與被測介質不相接觸 ,通過輻射或對流實現熱交換來達到測溫的目的。
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பைடு நூலகம்
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2.1 膨脹式溫度計
膨脹式溫度計是基於物體受熱時體積膨脹的性質而製成的 。玻璃管溫度計屬於液體膨脹式溫度計,雙金屬溫度計屬於 固體膨脹式溫度計。
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2.2 熱電阻
熱電阻是中低溫區最常用的一種溫度檢測器。它的主要特 點是測量精度高,性能穩定。其中鉑熱電阻的測量精度是最 高的,它廣泛應用於工業測溫,而且被製成標準的基準儀。
熱電阻測溫原理及材料:熱電阻測溫是基於金屬導體的電 阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。熱 電阻大都由金屬材料製成,目前應用最多的是鉑和銅,此 外,現在已開始採用銠、鎳、錳等材料製造熱電阻。 熱電阻測溫系統的組成:熱電阻測溫系統一般由熱電阻、 連接導線和數碼溫度控制顯示表等組成。必須注意兩點: “熱電阻和數碼溫度控制顯示表的分度號必須一致;為了 消除連接導線電阻變化的影響,必須採取三線制接法。” 常用工業熱電阻包括:鎧裝熱電阻、裝配熱電阻、防爆熱 電阻
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2.2 熱電阻
裝配熱電阻型號命名方法: 型號說明 W 溫度儀錶 Z 熱電阻 P感溫材料 P鉑 C C銅 無 偶絲對數 單支 2 雙支 1安裝固定形式 無固定裝置 2 固定螺紋 3 活動法蘭 4 固定法蘭 5 活絡管接頭式 6 固定螺紋錐式 7 直形管接頭式
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2.3 熱電偶 熱電偶的補償導線 補償導線是用來將熱電偶冷端(參比端)延伸到 溫度恒定的地方與顯示儀錶相連的一種導線。 熱電偶類型 補償導線類型 合金材料+ 鎳鉻-考銅 鐵-康銅 銅-康銅 鎳鉻-鎳矽 鎳鉻-考銅 鐵-康銅 銅-康銅 銅-康銅 鎳鉻 鐵 銅 銅 考銅 康銅 康銅 康銅
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2.3 熱電偶 熱電偶的材料 材料分四類
廉金屬---鐵-康銅,鎳鉻-考銅,鎳鉻-鎳矽; 貴金屬---鉑銠-鉑,鉑銠30-鉑銠6; 難溶金屬---鎢錸系等 非金屬---二碳化鎢
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2.3 熱電偶 熱電偶的產品 產品有8種 名稱 分度號