仪表基础知识部分学习资料
仪表基础知识
答：华氏温度（F）、摄氏温度（t）、开氏温度（T）
华氏与摄氏转换(F-32)*5/9=t
开氏与摄氏转换T=t+273.15
17、Pt100热电阻其中100的含义？
答：零度的标称电阻值是100欧。
18、解释欧姆定律答：在同一电路中，通过电阻R的电流I与电阻R两端的电压U成正比，与电阻R成反比。 基本公式：I=U/R
2、差压流量计的工作原理？
答、充满管道的流体、当其流经管道的节流件时，流束将在节流体处形成局部的收缩，因而流速增加静压力降底，于是在节流件前后便产生了差压、流体流量越大，产生的压差越大，根据压差的大小来推知流量。
3标准节流装置包括？
答;标准喷嘴、标准板孔、标准长劲喷嘴。
4、我厂使用差压流量计有哪些？差压式流量计组成？
答：WRNK：W表示温度测量仪表，R表示热电偶，N表示镍铬-镍硅K表示分度号。
WZPK：W表示温度测量仪表，Z表示热电阻，P表示Pt热电阻，K表示为铠装式
13、影响热电偶测量的外界因素是？及消除方法?
答：影响热电偶测温的外界因素是热电偶的冷端温度，消除方法： 恒温法、补偿导线法、补偿电桥法、补偿电偶法、调整动圈式仪表机械零位。
7、电磁流量计常见故障及处理？
常见故障：1、无流量有显示 2、有流量无显示 3、流量信号不稳定4、流量计误差大
1、无流量有显示
答： 1)接地是否可靠、2）励磁线圈是否开路、3）流量计内是否残留导电流体4）水平安装两电极是否处于水平面，5）电子转换放大器是否损坏。
2、有流量无显示
答： 1）供电电源是否符合要求，2）两电极是否污染、3）接线是否正确、4）介质电导率是否符合要求、5）电子转换放大器是否故障
仪表基础知识培训
定期检查电源接线和信号 接线是否松动或老化
定期更换易损件和消耗品 ，如电池、保险丝等
06 故障诊断与排除 方法分享
常见故障现象描述及原因分析
仪表指示异常
01
可能原因包括传感器故障、仪表内部故障、线路连接问题等。
仪表无显示
02
可能原因包括电源故障、显示器故障、主板故障等。
正确使用
遵循仪表的使用说明书，正确安装、 接线和调试，确保仪表正常工作。
04 常见类型仪表介 绍
温度测量仪表
玻璃管温度计
基于热胀冷缩原理，通过 玻璃管内液体的高度变化 来测量温度。
热电偶温度计
利用热电效应，将温度变 化转换为电信号进行测量 。
热电阻温度计
利用金属导体的电阻随温 度变化的特性进行测量。
压力测量仪表
弹性式压力表
通过弹性元件（如弹簧管、膜片 等）的变形来测量压力。
负荷式压力表
通过测量承受压力负荷的元件（如 活塞、液柱等）的位移来测量压力 。
电测式压力表
将压力转换为电信号进行测量，如 压电式、压阻式等。
流量测量仪表
差压式流量计
利用流体通过节流装置产生的差 压来测量流量。
容积式流量计
04
演示如何更换电源模块和保险 丝。
演示如何检查显示器连接线路 和更换损坏的显示器。
演示如何清洗和更换损坏的传 感器。
07 总结回顾与展望 未来发展趋势
关键知识点总结回顾
01
02
03
04
仪表基本概念
掌握仪表的定义、分类、基本 构成和工作原理等基础知识。
测量误差与精度
理解测量误差的来源、分类， 掌握精度等级的概念和评定方
仪表基础知识
仪表基础知识1.仪表误差的概念。
答：使用仪表对工艺参数进行测量时，无论仪表测量如何准确，它指示出来的被测值与参数的真实值之间，总是存在一定的偏差，这种偏差就是仪表误差。
2.常用控制阀的分类。
答：常用的调节阀分为气动.电动.液动三类。
调节阀按使用要求的不同而有不同的结构形式，目前常用的有：直通双座调节阀.直通单座调节阀.角形调节阀.高压调节阀.三通调节阀.隔膜阀.蝶阀.低温调节阀.波纹管密封阀.阀体分离阀.小流量阀.套桶阀.凸轮挠曲阀等等。
3.简单调节系统的组成。
答：简单调节系统是指采用常规通用调节器所组成的单参数定值调节系统。
该系统是按闭环负反馈形式组成的。
它有以下几个特点。
⑴调节系统是单参数的，即只有一个被调参数和一个调节参数。
⑵调节系统采用的是通用连续作用的调节器。
⑶调节系统是按偏差原理工作的，只有当被调参数与给定值出现新的偏差时，系统才开始产生新的调节作用。
简单调节系统方块图4．压力测量仪表的分类答：压力测量仪表分为液柱式压力计、弹性元件式压力表、电气式压力计和真空计。
5．流量测量仪表的分类答：流量测量仪表分为差压式、靶式、转子、椭圆齿轮、涡轮、电磁式等类流量计。
而超声波、旋涡、X射线及核磁共振等测量流量的方法也正日益被人们重视和采用。
6．常用的液位计读取方式答：常用的液位计读取方式有玻璃液位计、浮子式液面计、差压法液面计、沉桶式液位调节变送器、电式液面计、辐射式液面计、超声波液面计。
7．温度测量仪表的分类答：温度测量仪表分为膨胀式温度计、压力表式温度计、电阻温度计、热电偶温度计、辐射高温计。
8．控制阀风开阀风关阀的原则。
答：气开阀是指当输入气压小于0.2公斤/厘米²时为关闭状态，并随输入气压的升高而逐渐开启。
气关阀则相反，当输入气压小于0.2公斤/厘米²时为全开状态，并随输入气压的升高逐渐关闭。
气动调节阀制成以上两种形式是考虑到不同工艺条件下安全生产的需要。
例如：⑴考虑某些事故状态时工艺装置的安全。
仪表基础知识
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。
仪表基础知识培训
仪表基础知识培训一：仪表的分类：二：仪表的主要性能：1：精确度：仪表的准确程度。
2：变差：在外界条件不变的情况下，被测参数有小变大（正向特性）或由大变小（反向特性）的不一致程度。
3：灵敏度：仪表的反应速度。
4：稳定性：在规定工况下仪表长期保持的性能及程度。
5：可靠性：以上参数的综合。
三：化工计量单位：1：时间：秒（S）分（min）小时（h）2：长度：米（m）毫米（mm）3：面积：平方米（㎡）4: 体积（容积）：立方米（m3）升（L）5：质量：吨（t）公斤（Kg）6：温度：度（℃）7：压力：帕（pa）千帕（Kpa）兆帕（Mpa）1Kg/cm2=9806.65pa 1mmhg(1毫米汞柱)＝133.322pa 1mmH2O=9.80665pa 四：常用仪表标识字母：五：常用量名称：1：AI 模拟量输入（4-20mA、0-5V、0-10V）2：AO 模拟量输出（4-20mA、0-5V、0-10V）3：DI 开关量输入(干点)4：DO 开关量输出5：RTD 热电阻输入（欧母）6：TC 热电偶输入（mV）一、温度检测与仪表㈠、温度：表明物体的冷热程度。
1：华氏：在标准大气压下，冰的熔点32℉，水的沸点212℉。
2：摄氏：在标准大气压下，冰的熔点0℃，水的沸点100℃。
㈡、仪表的分类：㈢、热电阻测温原理及类型热电阻是利用电阻随温度变化的特性制成的传感器。
阻值的大小与温度成正比。
PT100含义: 其阻值在0℃是为100 欧母。
常见故障㈣、热电偶测温基本原理将两种导体或半导体焊接起来，构成一个闭合回路，由于热电效应，在回路中有电流动，电流的大小与温度成正比。
常见故障二、压力的检测与仪表㈠、压力：作用在单位面积上的压强。
1、大气压：空气所产生的平均压力,地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。
它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。
2、差压（压差）：两个压力之间的相对差值。
3、绝对压力：介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有压力。
仪表基础知识
仪表基础知识1:压力一：压力测量基础A：从物理学角度角度看，任何一个物体上受到的压力都应包括大气压力和被测介质的压力（一般称为表压）两部分。
作用在被测物体上这两部分压力总和称为绝对压力。
P绝=P表+大气压B：测量绝对压力的仪表称为绝压表。
C：对于普通的工业压力表测量的都是表压值，也就是绝对压力与大气压力的压差值。
D：当绝对压力大于大气压值时测得的表压值为正值，称为正表压。
E：当绝对压力小于大气压值时测得的表压值为负值，称为负表压，即真空度。
测量真空度的仪表称为真空表。
二：压力仪表的分类常见的压力测量仪表按测压原理分为三类。
A：按重力与被测压力平衡方法，直接测量单位面积上所承受力的大小。
例如液柱式压力计和活塞式压力计。
B：按弹性力与被测压力平衡方法，测量弹性元件受压后形变而产生的弹性力的大小。
例如弹簧管压力表、波纹管压力表、膜片压力表和膜盒压力表。
C：利用某些物质与压力有关的物理特性，如受压时电阻变化、受压时电压变化等。
例如半导体（压阻）压力传感器和压电式压力传感器。
三：压力单位常见压力单位：公斤力/厘米2（kgf/cm2）、兆帕（MPa）、巴（bar）、标准大气压（atm）、毫米水柱（mmH2O）、毫米水银柱（mmHg）、帕斯卡（Pa）。
四：压力单位换算1MPa=1000KPa=106Pa=10.1972kgf/cm2=10bar=9.86927atm =7500.62mmHg=10.1972*104 mmH2O2：温度与温标一：温度与温标A：温度是表示被测物体冷热程度的物理量。
B：温标是温度数值化的标尺。
目前使用较多的有热力学温标和国际实用温标两种。
C：热力学温标常分为三类：1）热力学温标。
2）摄氏温标。
3）华氏温标。
二:温度仪表分类按温度仪表的测量方式通常可分为接触式和非接触式两大类。
A：接触式1）热膨胀：双金属温度计、玻璃温度计和压力式温度计。
2）热电阻：铜热电阻和铂热电阻。
3）热电偶：铂铑30-铂6热电偶（B型）、铂铑10-铂热电偶（S型）、镍铬-镍硅热电偶（K型）和镍铬-铜镍热电偶（E型）三：温度单位常见的温度单位：热力学温度（K）、摄氏温度（℃）、华氏温度（℉）。
仪表知识培训
双金属温度计.
1.2 热电阻
铂电阻是铂丝制成的测温元件。它是利用铂 金属的电阻值变化而变化的特性来测量温度的。 常用的分度号为PT100。 PT100即表示热电阻在0℃时的阻值：R为100Ω PT100的测量范围及精度 测量范围：-200--+850℃，适用于500 ℃以内 温度的测量。
1.3 热电偶
（II）无零值限止钉的压力表，起指针须在零值分度线上。 B、示值检查 （I）压力表指针的移动，在全分度范围内应平稳，不得有 跳动或卡住现象。 （II）在轻敲表壳后，其指针值变动量不得超过最大允许基 本误差的1/2。 现场指示型压力表在测量稳定压力时，可在测量上限值的 1/3-2/3范围内使用，在测量交变压力表，则应不大于测 量上限值的1/2为宜，对于在瞬间的测量时，允许使用在 测量上限值的3/4。
一般压力表
隔膜式压力表
3.4 差压变送器： 电容式 扩散硅压阻式 单晶硅谐振硅式 3.5 压力变送器： 可测量表压、绝压、真空
3.6 压力变送器工作原理 压力变送器是利用压力传感器将压力信 号转换为频率信号，送到脉冲计数器，直接 传递到CPU（微处理器）进行数据处理，经 D/A转换器转换为与输入信号相对应的420mADC 的输出信号，并在模拟信号上叠加 一个HART数字信号进行通信的压力检测仪表。
热电偶
二、液位测量仪表基础知识
用来表达容器内储存物质表面高低位置的参数。 A、磁浮子液位计：润滑油箱 B、浮筒液位计：容器液位 C、差压式液位计：量程大于2米的容器 D、雷达液位计：精密测量 导波雷达：介电常数大于1.3的液位测量 是替代浮筒液位计的新型仪表 E、射频导纳液位计：界面测量
F、浮筒液位计：容器液位 G、差压式液位计：量程大于2米的容器 H、雷达液位计：精密测量 导波雷达：介电常数大于1.3的液位测量 是替代浮筒液位计的新型仪表 I、射频导纳液位计：界面测量
仪表自动化基础知识
测量仪表的品质指标
相对百分误差δ
标尺上限值ma标x 尺下限值100%
允许误差
仪表允许的最大绝对误 差值
允 标尺上限值 标尺下限值 100 %
测量仪表的品质指标
小结
仪表的δ允越大，表示它的精确度越低；反之，仪表的 δ允越小，表示仪表的精确度越高。将仪表的允许相对百分
误差去掉“±”号及“％”号，便可以用来确定仪表的精 确度等级。目前常用的精确度等级有0.005，0.02，0.05， 0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。
仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。
测量仪表的品质指标
5.线性度
线性度是表征线性刻度仪表的输出 量与输入量的实际校准曲线与理论直 线的吻合程度。通常总是希望测量仪 表的输出与输入之间呈线性关系。
f
f m a x 仪表量程
100%
图1-2 线性度示意图
式中，δf为线性度（又称非线性误差）；Δfmax为校准曲线 对于理论直线的最大偏差（以仪表示值的单位计算）。
检测环节直接感受被测量，并将它转换为适合测量的信号，经传 送放大环节对信号进行传送，最后由显示部分进行指示记录。
测量仪表的品质指标
（一）检测仪表的准确度（精确度）
两大影响因素 绝对误差和仪表的标尺范围
说明：仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是， 仪表的绝对误差在测量范围内的各点不相同。因此，常说 的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。
控制规律
比例控制
P
比例积分控制 PI
比例微分控制 PD
比例微分积分控制 PID
……
二、自动控制系统分类
（三）按给定值变化规律分类
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4．发散振荡过程：
被调参数来回波动，且波动振幅逐渐变大，既离给定值越来越远。（不稳定过程，应尽量避免）
三、调节系统的品质指标
调节系统的过渡过程是调节系统品质的重要依据，我们假设在阶跃干扰作用下，取自动调节系统的衰减振荡过程的形式来讨论调节系统的品质指标。
三、开环系统:
.自动调节系统的方块图中信号沿箭头方向前进,最后返回不到启始点。
第三节
一、
1.按被调参数分类：
温度、流量、压力、液位等调节系统。
2.按调节器具有的调节规律分类：
比例、比例积分、比例微分、比例积分微分等调节系统。
二、按给定值的变化分类(最常见)：
1.定值调节系统、随动调节系统、成序控制调节系统。
一般的阶跃信号：突然、危险、对被调参数影响很大。其它形式的干扰可用多个阶跃信号代替。
1.非周期衰减过程:
被调参数在给定值的某一侧作缓慢变化，没有来回波动，最后稳定在某一数值上。(稳定过程)
2．衰减振荡过程：
被调参数上下波动，但振幅逐渐减少，最后稳定在某一数值上。（稳定过程，最佳状态）
3．等幅振荡过程：
.测量元件及变送器
1.过程参数检测基本概念
过程参数检测-----指连续生产过程中的温度、压力、流量、液位和成分等参数的检测。
检测仪表-----将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表。
一次仪表-----一般为将被测量转换为便于计量的物理量所使用的仪表，即为检测元件。
二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准电气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。
四、自动调节系统
对生产中某些关键性参数进行自动调节，使它们在受到干扰的影响而偏离正常状态时，能自动地调回到规定的数值范围内。
一、自动调节系统
是在人工调节的基础上产生和发展起来的，其主要装置包括测量元件与变送器、自动调节器、执行器，分别代替了人的眼、脑、手三个器官。
1．检测器（变送器）:将某一物理量（如：液位、流量、压力、压差或温度等）转变成可利用信号。（变送器）将该信号转变成标准信号。
2.定值调节系统：给定值恒定的调节系统。
3.随动调节系统(也称自动跟踪系统)：给定值不断变化，而且这种变化是随机的。
4.成序控制调节系统(顺序控制系统）：给定值按一定的时间函数变化。
第四节.自动调节系统的过度过程和品质指标
一、静态与动态
静态：系统的平衡状态基本不随时间变化而变化。
动态：被调参数随时间的变化，从一个平衡状态到另一个平衡状态的过渡过程。
一、自动检测系统
利用各种检测仪器对主要工艺参数进行指示或记录，“了解”生产的任务。
二、自动信号和联锁保护系统
对某些关键参数设有自动信号联锁装置。当工艺参数超过了允许范围，系统自动地发出声、光报警信号，以提示操作人员及时采取措施。
三、自动操纵及自动开停车系统
根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性的操作。
1．最大偏差：是指在过渡过程中，被调参数偏离给定值的最大数值(图中的A值，最大偏差表示系统瞬时偏离给定值的最大程度)。
2．衰减比：是相邻两个峰值的比，习惯上表示为n：1。一般n取4-10之间为宜。
3．余差：当过渡过程终了时，被调参数所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差叫做余差，或者说余差就是过渡过程终了时的残余偏差。
一、自动调节系统方块图:
用箭头将自动调节系统的各组成环节之间的关系清楚地表示出来的方块图。
方块图中的每一个方块都代表一个具体的实物,连接线只代表方块之间的信号联系,不代表物料联系。
二、闭环系统:
自动调节系统的方块图中信号沿箭头方向前进,通过若干环节后,最后又返回到启始点。
自动调节系统方块图(闭环系统)
化工仪表与自动化
第一节：
化工自动化的主要内容
实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动调节等方面的内容。
自动调节系统是自动化生产的核心部分，只有自动调节系统才能自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响，使它们始终保持在预先规定的数值上，保证生产维持在正常或最佳的工艺操作状态。
平衡（静态）是暂时的、相对的、有条件的，不平衡（动态）才是普遍的、绝对的、无条件的。
研究自动调节系统的重点是研究系统的动态。
二、调节系统的过渡过程
自动调节系统的过渡过程是调节作用不断克服干扰作用影响的过程。系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的过渡过程中，被调参数随时间变化的规律首先取决于干扰作用的形式。
2．调节器:根据变送器信号和工艺需求，算出偏差，经过某种运算发出控制信息。
3．执行器:根据调节器的控制信息，改变阀门开度。
4．调节对象
在自动调节系统中，我们将需要调节其工艺参数的生产设备或机械。
二、液位控制的自动调节系统组成
三、被测变量和仪表功能的字母代号
字母
第一位字母
后续字母
被测变量
修饰词
功能
A
分析
6.振荡频率：振荡周期的倒数称为振荡频率。
四、影响调节系统过渡过程品质的主要因素
自动调节系统由两大部分组成:
1．工艺过程部分：只与自动控制相关的工艺部分。
2．自动装置部分：实现自动控制必备的仪表设备。
对一个自动调节系统来说，过渡过程品质的好坏，很大程度上决定于对象的性质。所以自动控制装置应按对象的性质合理的选配调节系统。
报警
C
电导率
控制(调节)
D
密度
差
E
电压
测量元件
F
流量
比(分数)
I
电流
指示
K
时间或时间程序
自动-手动操作器
L
物位
M
水分或温度
P
压力或真空
Q
数量或件数
积分、累积
积分、累积
R
放射性
记录或打印
S
速度或频率
安全
开关、连锁
T
温度
传送
V
粘度
阀、挡板、百叶窗
W
力
套管
Y
供选用
继动器或计算器
Z
位置
驱动差
测量过程-----利用一个已知的单位量(即标准量)与被测的同类量进行比较的过程。
测量误差-----在测量过程中测量结果与被测量的真值之间会有一定的差值。它反映了测量结果的可靠程度。
有余差的调节过程称为有差调节，相应的系统称为有差系统。没有余差的调节过程称为无差调节，相应的系统称为无差系统。（余差越小越好）
4．过渡时间：从干扰作用发生的时刻起,直到系统重新建立新的平衡时止,过渡过程所经历的时间叫做过渡时间或调节时间。
5．振荡周期：过渡过程同向两波峰(或波谷)之间的间隔时间叫振荡周期或工作周期。