第一章检测仪表基本知识.作业
《自动检测技术》习题集及部分参考答案
《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识§1-1测量的基本概念复习思考题1．测量的定义及其内容是什么？2．直接测量和间接测量的定义是什么？3．直接测量的方法有几种方法？它们各自的定义是什么？4．仪表精度有几个指标？它们各自的定义是什么？（学习指导p1）5．仪表分辨力的定义是什么？作业题1．测量是借助和和，取得被测对象的某个量的大小或符号；或者取得与之间的关系。
（专用技术；设备；实验；计算；一个变量；另一变量）2．测量是将被测量与通过专用的技术和设备进行比表示测量结果时，必须注明（同性质的标准量；比较；标准量倍数；标准量某0的单位）3．直接测量是从事先间的函数关系，先测出，再通过相应的函数关系，被测量的数值。
（分度好的表盘；被测量；某种中间量；中间量；计算出）4．直接测量方法中，又分，和。
（零位法；偏差法；微差法）5．零位法是指在比较仪器中进行，让仪器指零机构，从而确定被测量等于该方法精度（被测量；已知标准量；比较；达到平衡（指零）；已知标准量；较高）6．偏差法是指测量仪表用，直接指出被测量的大小。
该法测量精度一般不高。
（指针、表盘上刻度线位移）7．微差法是和的组合。
先将被测量与一个进行用测出。
（零位法；偏差法；已知标准量；比较；偏差法）8．测量仪表指示值程度的量称为精密度。
测量仪表指示值有规律地称为准确度。
（不一致；偏离真值）9．测量仪表的精确度简称，是和以测量误差的来表示。
（精度；精密度；准确度；相对值）10．显示仪表能够监测到被测量（最小变化）§1-2传感器的一般特性复习思考题1．试述传感器的定义及其在检测中的位置。
2．传感器静态特性和动态特性的定义是什么？3．传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么？作业题1．传感器是与被测对象接触的环节，它将被测量转换成与机构。
它是检测和控制中最关键的部分。
（最初；被测量有确定对应关系；电量）2．通常用传感器的和来描述传感器输出-输入特性。
仪表基础知识
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常规仪表旳分类
一、压力仪表 二、温度仪表 三、流量仪表 四、液位仪表 五、特殊仪表（振动、位移等） 六、ห้องสมุดไป่ตู้析仪表
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压力仪表
现场压力表 电接点压力表 压力变送器/差压变送器 压力开关
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压力仪表
现场压力表，从表盘直径看最常见旳有60mm,100mm,150mm 三 种规格。从接口看最常见旳有M20X1.5, 1/2NPT, 法兰连接（有 法兰尺寸和耐压等级要求）
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艾默生企业生产旳375手操器
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压力仪表—压力开关
压力开关 1、压力开关是一种简朴旳（压力控制装置），当 被测压力到达额定值时，压力开关可发出（警报或 控制）信号。 2、压力开关旳工作原理是：当被测 压力超出额定值时，弹性元件旳自由端（产生位 移），直接或经过比较后推动（开关元件），变化 （开关元件）旳通断状态，到达控制被测压力旳目 旳。 3.压力开关采用旳弹性元件有（单圈弹簧 管）、（膜片）、（膜盒）及（波纹管）等。 开
阀组类型旳仪表有一种开关投用程序。
投用三阀组：开正压阀，再关平衡阀，再开 负压阀； 关闭三阀组：关负压阀，打开平衡阀，关正 压阀。
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压力仪表—压力变送器
最具有代表性旳压力变送器： 1、EJA川仪横河（重庆川仪），通讯时叠加Brain或Hart协议旳数字信号。 2、Rosemount（中国北京远东）通讯时叠加Hart协议旳数字信号。 通讯时有专用旳手操器，能够在主控室、现场进行仪表旳组态。
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内蒙古磴口
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第一章 仪表及自动化旳基本知识
仪表基础知识
70年代：
自动化技术工具方面，气动2型和电动2型单元组合式 仪表刚投入生产不久，气动3型和电动3型单元组合式仪表 相继问世，进一步发展到具有多功能的组装仪表、智能式 仪表，为实现各种特殊控制规律提供了条件。新型智能传 感器和控制仪表的问世使仪表与计算机之间的直接联系极 为方便。而且，电子计算机的作用也越来越大。
化工生产过程自动化是一门综合性技术学科，利用自 动控制学科、仪器仪表学科几计算机学科的理论与技术服 务于化学工程学科。随着现代科学技术的进步，本学科将 不断发展并日益被人们所重视。在化工生产过程中，由于 实现了自动化，人们通过自动化装置来管理生产，自动化 装置与工艺及设备已结合成为有机的整体。因此，越来越 多的工艺技术人员认识到：学习仪表及自动化方面的知识 ，对于管理与开发现代化化工生产过程是十分必要的。
仪表基础(一)
数字信号：是一种以离散形式出现的不连续信号，通常用二进 制数“0”和“1”组合的代码序列来表示。数字信号变换成电 信号就是一连串的窄脉冲和高低电平交替变化的电压信号。
连续变化的工艺参数（模拟信号）可以通过数字式传感器 直接转换成数字信号。然而，大多数情况是首先把这些参数变 换成电形式的模拟信号，然后再利用模拟-数字（A/D）转换技 术把电模拟量转换成数字量。将一个模拟信号转换为数字信号 时，必须用一定的计量单位使连续参数整量化，即用最接近的 离散值（数字量）来近似表示连续量的大小。由于数字量只能 增大或减小一个单位，所以，计量单位越小，整量化所造成的 误差也就越小。
仪表基础(二)
温度检测仪表
概念：温度是表征物体冷热程度的物理量 单位 ：℃ ℉ 分类： 1.热电偶----将两种不导体或半导体材料焊接成一闭合路，
利用热电效应，产生电动势，在回路中形成电流。 常用热偶： K型(镍铬-镍硅)，测量温度400℃； 特殊热偶：铠装热偶
第一章 电工仪表与测量的基本知识
第一章电工仪表与测量的基本知识一、填空1．用来测量各种量或量的仪表称为电工测量仪表。
电工仪表通常按、、等特性分类。
2．指示仪表用来表示仪表对被测量的反应能力。
3．一个完整的测量过程，除了了包含、和三个方面外，测量过程中还必须建立测量设备所必须的条件；慎重地进行，认真记录，并考虑测量条件的实际情况，对进行处理，以确定测量和测量。
4．电工指示仪表的刻度盘或面板的标志有、、、、、等图形符号，用它来表示仪表的技术特性。
5．在仪表的技术参数中，仪表的准确度用来表示误差，18．它一共有七个等级。
6．常用电工测量方法有、、三种。
7．测量中的系统误差是由和的误差引起，疏失误差是由测量人员的引起，偶然误差是由的偶发性引起。
8．电工测量对象是：主要反映物理量，物理量和物理量。
9．按被测量的测量方式分类有和两种。
10．按度量器参与测量过程的方式分类，可以把测量方法分为法和法两种。
11．用直读法测量具有过程，操作，读数，测量的准确度的特点。
12．根据测量误差产生的原因，可以将测量误差分为、、三类。
13．根据测量机构的工作原理，可以将电工仪表分为、、、、、、。
14．根据电工仪表工作电流的性质，可以将电工仪表分为、、。
15．电工仪表的误差可以分为和两种。
二、判断1、磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表、感应系仪表是按工作原理分类的电工仪表。
2、电流表、电压表、电度表、兆欧表等是按使用方法分类的电工仪表。
（）3、安装式仪表、例子携式仪表是按被子测电工量分类的电工仪表。
（）4、仪表误差可分为绝对误差、相对误差、引用误差。
（）5、仪表误差的表示方式有系统误差、偶然误差、疏失误差。
（）6、测量误差可分类基本误差、附加误差。
（）7、用电压表测量电压，8、用测量电阻和用瓦时计测量电能都属直接测量。
（）9、用电压表——电流表法测量电阻是一种间接测量法。
（）10、采用直读法测量，11、其准确度较高。
（）11、用比较法测量所得的结果准确度高，13、但仪表昂贵，14、操作较繁琐。
过程检测与控制技术应用项目一(1)仪表基本知识精选全文
②仪表误差 仪表的准确度用仪表的最大引用误差max(即仪表的最大允许误差允) 来表示，即 max=△max/量程×100％ △max为仪表在测量范围内的最大绝对误差；量程一仪表测量上限一 仪表测量下限。 仪表误差是对仪表在其测量范围内测量好坏的整体评价
解： 根据工艺要求，仪表精度应满足为 max=△max/量程×100％=±7/(1000-0)×100％ =×100％=±0.7％ 此精度介于0.5级和1.0级之间，若选择精度等级为1．0级的 仪表，其允许最大绝对误差为±10℃，这就超过了工艺要求 的允许误差，故应选择0.5级的精度才能满足工艺要求。
过程控制对检测仪表有以下三条基本的要求。 ①测量值y(t)要正确反映被控变量x(t)的值，误
差不超过规定的范围； ②在环境条件下能长期工作，保证测量值y(t)的
可靠性； ③测量值y(t)必须迅速反映被控变量x(t)的变化，
即动态响应比较迅速。
测量
一个完整的检测过程应包括：
①信息的获取——用传感器完成；
模拟和数字 指示和记录 动圈，自动平衡电桥，电位差计
自力式 组装式 可编程
薄膜，活塞，长行程，其他
直通单座，直通双座，套筒(笼式)球阀，蝶阀，隔 膜阀，偏心旋转，角形，三通，阀体分离
按组合形式
单元组合 单元组合 单元组合 单元组合 实验室和流
程
基地式 单元组合
执行机构和 阀可以进行 各种组合
按能 源
max
反应时间：变化到新稳态值的63.2％所用时间，
也可称为仪表的时间常数Tm。
被测变量
化工仪表及自动化教学大纲
化工仪表及自动化教学大纲适用对象：三年制化学工艺专业化工仪表及自动化课程教学大纲第三节检测系统中的常见信号类型第四节检测系统中信号的传递形式第五节检测仪表与测量方法的分类第六节化工检测的发展趋势习题：作业：1、仪表准确度等级的计算，2、仪表变差的计算,第二章压力检测（4学时）一、教学目标通过本章学习，了解有关于压力的知识以及一些常见的测压仪表，掌握弹性式压力计以及电气式压力计的工作原理，牢记一些常见的弹性元件及其特点。
压力仪表的安装常识。
二、教学重、难点弹簧管压力表的构造及其测量原理，应变片式压力传感器的工作原理，仪表测量范围的确定，仪表测压点的选取。
三、教学内容第一节压力单位及测压仪表第二节弹性式压力计第三节电气式压力计第四节智能式变送器第五节压力计的选用及安装习题：作业：1、压力的概念，表压力、绝对压力、负压力之间的关系。
2、感测压力的弹性元件有哪几种？各有何特点？ 3、压力表的选取计算。
第三章流量检测（6学时）一、教学目标通过本章学习，掌握差压式流量计和转子流量计的工作原理，了解旋涡流量计、质量流量计和一些其他流量计的工作原理，掌握一些常见的节流装置的选用方法。
二、教学重、难点1、掌握差压式流量计与转子式流量计在工作原理上的差异。
2、掌握靶式流量计与椭圆齿轮流量计在处理流体时的不同。
三、教学内容第一节压差式流量计第二节转子流量计第三节旋涡流量计第四节质量流量计第五节其他流量计习题：作业：1、节流现象，2、补偿式质量流量计有哪几种方法。
第四章物位检测（4学时）一、教学目标了解物位检测的重要意义，了解几种常见的物位检测仪表。
掌握差压式液位计的工作原理, 掌握电容式物位计的两种测量形式。
二、教学重、难点1、零点迁移及迁移方向的判断2、计算正负迁移量3、称重式液罐计量仪的工作原理第一节物位检测的意义及主要类型第二节差压式液位计第三节其他物位计习题：作业：1.常见的物位检测仪表的种类,2.迁移量的计算第五章温度检测（4学时）一、教学目标通过本章学习，了解一些常见的温标，温度检测的基本原理。
化工仪表及自动化教案第1-6章
《化工仪表及自动化》绪论内容提要:1. 化工自动化的含义2. 化工生产过程自动化的目的3. 化工自动化的发展情况4. 化工仪表及自动化系统的分类5. 本学科的作用★2学时★1.化工自动化的含义是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。
2.化工生产过程自动化的目的加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。
减轻劳动强度，改善劳动条件。
能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
3.化工自动化的发展情况20世纪40年代以前绝大多数化工生产处于手工操作状况，操作工人根据反映主要参数的仪表指示情况，用人工来改变操作条件，生产过程单凭经验进行。
低效率，花费庞大，见图。
20世纪50年代到60年代人们对化工生产各种单元操作进行了大量的开发工作，使得化工生产过程朝着大规模、高效率、连续生产、综合利用方向迅速发展。
20世纪70年代以来，化工自动化技术又有了新的发展已发展为综合自动化，应用的领域和规模越来越大；显示了知识密集化、高技术集成化的特点；智能化程度日益增加。
20世纪末，计算机、信息技术的飞速发展，引发了自动化系统结构的变革。
4. 化工仪表及自动化系统的分类需要测量和控制的参数是多种多样的，主要有热工量（压力、流量、液位、温度）和成分（或物性）量。
化工自动化仪表按其功能分为：检测、显示、控制仪表和执行器。
由上述各类仪表，可以构成自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制四种自动化系统。
5.本学科的作用化工生产过程自动化是一门综合性的技术学科。
它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论与技术服务于化学工程学科。
化工仪表基础第一章-检测仪表基本知识
检测仪表的品质指标
4.反应时间
反应时间就是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化 的品质指标。反应时间长，说明仪表需要较长时间才能给 出准确的指示值，那就不宜用来测量变化频繁的参数。
仪表反应时间的长短，实际上反映了仪表动态特性的好坏。
Z
Z m ax 仪表量程
100%
图1-3 重复性示意图
检测系统中的常见信号类型
作用于检测装置输入端的被测信号，通常要转换成以下几 种便于传输和显示的信号类型
1.位移信号 2.压力信号 3.电气信号 4.光信号
检测系统中信号的传递形式
1. 模拟信号
在时间上是连续变化的, 即在任何瞬时都可以确定 其数值的信号。
第一章 检测仪表基本知识
内容提要
测量过程与测量误差 测量仪表的品质指标 测量系统中的常见信号类型 检测系统中信号的传递形式 检测仪表与测量方法的分类 化工检测的发展趋势
测量过程与测量误差
测量是用实验的方法,求出某个量的大小。
举例
测一段导线的长度
Q qV
间接测量
直接测量
测量实质：是将被测参数与其相应的测量单位进行比 较的过程。
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 %
检测仪表的品质指标
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。
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第一章 检测仪表基本知识
一、填空
1.测量就是用实验的方法，求出某个量的大小。
测量有直接测量和间接测量二种方法。
2.测量误差按其产生的原因分为三种，即系统误差、疏忽误差、偶然误差。
3.从传递信号的连续性分，检测系统中传递信号形式分为模拟信号、数字信号和开关信号三种。
4.探索误差的目的是判断测量结果的可靠程度。
5.仪表准确度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。
6.过程控制系统是由控制器、执行器、测量变送和被控对象等环节组成。
7.在自动控制系统中，由于种种干扰作用，使被控变量偏离了设定值，即产生 误差。
8.仪表的精确度不仅与绝对误差大小有关，还与该仪表的标尺范围有关。
9.检测仪表的性能指标主要有六个准确度 、恒定度、灵敏度、反应时间、线性度、重复性。
10.测量误差通常有绝对误差相对误差三种表示方法。
11.工业现场用的测量仪表其准确确度大多是0.5级以下的。
二、选择题
1.小明同学因睡眠不好，在化学物品称量时，质量发生较大偏差，这种误差为（ ）。
A.系统误差
B.疏忽误差
C.偶然误差
D.余差
2.（ B ）反应了检测仪表测量精度。
A.余差
B.偶然误差
C.系统误差
D.过渡时间
3.由于传动机构的间隙、运动件间的摩擦、弹性元件弹性滞后影响检测仪表的（ ）指标。
A.变差
B.余差
C.重复性
D.衰减比
4.仪表中常见的信号类型有( )。
A.位移信号
B.压力信号
C.频率信号
D.电气信号
5.仪表中常用的标准信号有( )。
A.4-20mA
B.1-5VDC
C.0-20mA
D.50LX
6.测量值与真实值之差为（ B ）
A、相对误差
B、绝对误差
C、系统误差
7.测量误差的表示方法主要有（ ）
A.绝对误差
B.相对误差
C. 变差
8.某台测温仪表的测温范围为0~600℃，工艺上要求测温误差不能大于±4℃，试确定应选仪表的准确度等级（ ）。
A.0.4级
B.0.5级
C.0.6级
D.1.0级
9.某台测温仪表的测量范围为200~1000℃，工艺上要求测温误差不能大于±5℃，试确定应选仪表的准确度等级（ ）
A.0.5级
B.1级
C.0.4级
D.0.05级
10,自动控制系统中完成比较、判断和运算功能的仪器是（ ）。
A、变速器
B、执行装置
C、检测元件
D、控制器
11、在选择控制阀的气开和气关时，应首先从（ ）考虑。
A、产品质量
B、产品产量
C、安全
D、节约
三、判断题
1.允许误差就是相对误差。
（ ）
2.变差可能会影响检测仪表的灵敏度、线性度、反应时间。
（ ）
3.偏差测量法具有很高的测量精度，测量响应快，直观，读数方便，是常用的检测方法。
（ ）
4.仪表的允许误差不能超出仪表的变差，否则应及时检修。
（ ）
5.仪表的变差能超过仪表的允许误差。
（ ）
6.真实值就是精度等级比被检定的仪表等级高的显示值 。
（ ）
7.探索误差目的就是判断测量结果的可靠程度。
（ ）
8.仪表本身缺陷，观察者习惯或偏差，以及外界因素环境变化引起疏忽误差。
（ ）
9.仪表读数与被测参数真实值存在一定差距，这种差距称为测量误差。
（ ）
10.仪表准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。
（ ）11．仪表的允许误差应该大于（至少等于）工艺上所允许的最大相对百分误差。
（ ）
12．仪表灵敏限的数值应小于仪表允许绝对误差的一半。
（ ）
四、计算题
1、一台测量范围为-20～80℃最大允许误差1%的仪表，在调校时,其数据如下：
0%25%50%75%100%
-20.0 5.030．055.080.0标准表
值
被校表
-20.0 4.530.255.080.0值
偏差
（1）、计算其最大误差。
（2）、计算相对误差和精度等级。
（3）判断仪表是否合格。
2.一台压力变送器，测量范围为-50KPa～150KPa，当压力显示为20KPa 时，其输出电流值是多少？
3.仪表测量范围指的是什么？
答：指被测量可按规定精确度进行测量的范围，它是根据操作中需要测量的参数大小来确定的。