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。
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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:
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• 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。
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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。
仪表基础知识完整ppt课件

2024/3/12
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仪表的分类
一、常规仪表 二、主控室DCS及PLC
2024/3/12
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常用仪表的信号
仪表常用的电信号包括: 4—20mADC信号 1—5VDC信号 脉冲信号 RTD(热电阻)PT100信号 mV信号(热电偶)
2024/3/12
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最常使用的一个工具
万 用 表
温度开关
传统的温度开关多 为机械式,其分为: 蒸气压力式温控器、 液体膨胀式温控器、 气体吸附式温控器、 金属膨胀式温控器。 目前我厂没有使用 该产品。
2024/3/12
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温度仪表
非接触式温度计
非接触式温度计是靠红外辐 射,亮度,色差等方法感应、 比较,得出被测物件温度。 好处是可遥测,量程大,可 测极高温物件。如红外测温 计、亮度测温计等。缺点是 一般精度不高。 但是作为工 厂辅助测温元件是不可缺少 的。
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双金属温度计
由于两种金属的热膨胀系数不同,双金属片在温度改变时, 两面的热胀冷缩程度不同,因此在不同的温度下,其弯曲 程度发生改变。利用这一原理,制成温度计叫双金属温度 计。
2024/3/12
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压力式温度计
压力表式温度计的测量原理 压力表式温度计是根 据在封闭容器中的液体、气体或低沸点液体和饱 和蒸汽,受热后体积膨胀或压力变化这一原理而 制作的,并用压力来测量这种变化,从而测得温 度。 压力表式温度计主要由以下三部分组成: 1. 温包——温包是直接与被测介质相接触来感受温 度变化的元件,因此要求它具有高的强度,小的 膨胀系数,高的导热率以及抗腐蚀等性质,根据 所充工作介质和被测介质的不同,温包可用铜合 金,钢或不锈钢来制造。 2.毛细管——它是用铜 或钢等材料冷拉成的无缝圆管,用来传递压力的 变化。 3.弹簧管——它就是一般压力表用的弹性 元件。
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自动化仪表分类
• 检测与过程控制仪表(通常称自动化仪表)分类方 法很多,根据不同原则可进行相应分类。
• 例如按仪表所使用的能源可分为气动仪表、电动仪 表、液动仪表;按仪表组合方式,可分为基地式仪 表、单元组合仪表和综合控制装置;按仪表安装形 式,可分为现场仪表、盘装仪表、架装仪表;按是 否带微处理器分为智能仪表、非智能仪表;根据仪 表信号形式分为模拟仪表、数字仪表。
工业热电偶的型号、分度号、测量范围
• (1)铂铑10-铂热电偶,分度号S,可在0~1300℃长期工作,短时可到1600℃。 • (2)铂铑30-铂铑6热电偶,分度号B,可在0~1600℃长期工作,短时可到1800℃。 • (3)镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶,分度号K,测量范围0~1300℃,分度曲线更接近线性,热电动
• 例子:有两台测温仪表其测量范围分别是0~800℃和600~ 1100℃,已知其最大测量误差均为±6℃,试分别确定它们的精 度等级。
• 答案:根据基本误差δm=△Max/(AMax-AMin)×100% • 可得: • δm=6/(800-0)×100%=0.75% • δm=6/(1100-600)×100%=1.2% • 根据仪表的精度等级系列,测量范围是0 热电偶
• 热电偶工作原理:
• 两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电 极)两端接合成回路,当接合点的温度不同时, 在回路中就会产生电动势,这种现象称为热电 效应,而这种电动势称为热电势。
• 热电偶就是利用这种原理进行温度测量的,其 中,直接用作测量介质温度的一端叫做工作端 (也称为测量端),另一端叫做冷端(也称为 补偿端); 冷端与显示仪表或配套仪表连接, 显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
• 引用误差是指绝对误差与测量表量程的比值, 以百分比表示。
• 引用误差=绝对误差/量程×100%
3、精度等级
• 仪表精确度简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度,通常用 相对百分误差来表示.我国目前规定的准确度等级有0.005、 0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、 5.0等级别。
• 一方面,从事生产过程控制的技术人员必须深入了解和熟悉生产工艺与设备; • 另一方面,各行业工艺技术人员必须具有相应的仪表与自动控制的知识。现
在,越来越多的工艺技术人员认识到:学习仪表与自动化方面的知识,对于现 代自动化生产过程的设计开发、运行管理是十分重要的。 • 通过仪表与自动化知识的学习,能了解主要工艺参数(温度、压力、流量及 物位)的基本测量方法; • 掌握生产自动化过程中各类检测仪表、显示仪表、控制仪表和执行仪器的结 构原理、工作特性、选用方法; • 理解自动控制系统的组成原理、控制特性及各环节的作用; • 能根据工艺要求,在生产过程自动化的设计或技术改造中,与自动控制设计 人员密切合作,综合考虑工艺与控制两个方面,为自动控制设计人员提供正 确的工艺条件与工艺数据,共同讨论和提出合理的自动控制方案; • 能在生产开、停车过程中,初步掌握自动控制系统的投运及控制器参数的工 程整定; • 能在自动控制系统运行过程中,发现和分析出现的一些问题和现象,以便提 出正确的解决办法。 • 对于熟悉工艺的工程技术人员,学习和掌握一些仪表与控制系统方面的知识, 必能在生产、技改、管理等领域,起到事半功倍的作用。
标准信号发生器
衡器 的设备名称选择范围
• 地中衡,轨道衡,电子汽车衡,电子轨道衡,配 料电子秤,皮带电子秤,称重传感器,天车电子 秤 其它秤
三、自动化仪表基础知识
• 1、测量 • 测量就是为取得未知参数而做的,包括测量的误差分
析和数据处理等计算在内的全部工作。从计量学的 角度讲,测量就是利用实验手段,把待测量与已知 的同性质的标准量进行直接或间接的比较,将已知 量作为计量单位,确定两者的比值,从而得到被测 量量值的过程。其目的是获得被测对象的确定量值, 关键是进行比较。
定为1级精度,测量范围是600~1100℃的测温仪表应定为1.5级 精度。
检定、校准
• :检定是为评定计量器具的计量性能(准确度、 稳定度、灵敏度等),并确定其是否合格所进 行的全部工作。
• :校准是确定计量器具示值误差(必要时也 包括确定其他计量性能)的全部工作。
• 仪表的品质指标主要包括哪些内容? • :主要包括量程、精度、非线性度、变差、
• L=x/b • X——被测量,b——标准量,L——所得被测量值, • 例如:米尺量身高。
2、误差
• 按误差数值表示的方法,误差可以分为绝对误 差、相对误差、引用误差。
• 绝对误差是指仪表的测量值与被测变量真实值 之差;即绝对误差=测量值-真值。
• 相对误差是绝对误差与实际值之比的百分数, 相对误差=绝对误差/实际值×100%
自动化仪表基础知识
• 自动化仪表的重要性 • 自动化仪表分类 • 自动化仪表基础知识 • 典型仪表介绍 • 仪表检修、安装
自动化仪表的重要性
• 自动化仪表是实现生产过程自动化必不可少的手段。 • 生产过程自动化是一门综合性的技术学科,它应用仪
器仪表学科、自动控制学科及计算机学科的理论与 技术服务于现代各类生产设备与生产过程。
• 随着科学技术的迅速发展,现代生产过程的自动化 程度越来越高,对仪器仪表及自动化技术的依赖性 越来越大,特别是对于生产过程连续性、大型化、 复杂化的石油、化工、冶金、电力等行业,生产工 艺、设备、控制与管理已逐渐成为一个有机的整体, 仪表自动化技术显得尤为重要。
现代化的生产方式对工程技术管理人员提出了更 高的要求
• 自动化仪表最通用的分类,是按仪表在测量与控制 系统中的作用进行划分,一般分为检测仪表、显示 仪表、调节仪表、执行器4类。
标准仪器仪表
• 精密压力表、 台式压力表 、补偿式微压计、 标准测力 仪、 直流电位差计、 直流电阻箱 、直流电桥、 标准电 三表、 数字多用表、 数字标准信号源、 数字压力校验 仪 、手持式红外测温仪、 其它工作标准器