仪表知识(一)教材

目录
一、仪表概述 二、仪表基础知识 三、现场仪表 四、控制仪表
仪表概述
随着社会进步和科学技术的发展，自动化装
置在生产过程中得到广泛的应用。早期的仪表控 制是生产装置的眼睛和耳朵。而对于现代化工厂 的自动化装置已不仅仅是工厂的眼睛和耳朵，而 已成为工厂的大脑、神经和手、脚。随着电子技 术、计算机技术、控制技术、网络技术的发展， 自控技术得到了长足的发展，已成为化工企业提 高企业效益和工作效益的有效手段，它是经营管 理、企业管理，操作管理、运转管理、运转控制 等方面的集成，是社会现代化、科学技术进步的 重要标志。从化工装置的发展过程可以看出自动 化装置的作用。
• 按误差的数值表示来分，分为绝对误差、相 对误差和引用误差
绝对误差-----指测量结果与被测量的真值之差。 相对误差-----指绝对误差与真值或测量值之百分比。 引用误差-----指绝对误差与测量范围上限值或测量
仪表量程的比值，以百分数表示。工 业仪表通常用引用误差来表示仪表的
准确程度。
• 按误差出现的规律来分，可分为系统误差、随机 误差和疏忽误差。
在测量、控制系统中，构成一个回路的每一个仪表 都有自己的仪表位号，仪表位号由字母代号和回路编号 两部分组成。第一个字母表示被测变量，后继字母表示 仪表的功能；回路编号可以按装置或工段（区域）进行 编制，一般用三至五位数字表示，如下例所示：
2、被测变量和仪表功能的字母代号
现场仪表
一、概述
在化工生产过程中，控制的主要工艺参数有温度、压 力、流量、物位、成份等。
附加误差-----指仪表超出规定的正常工作条件时所增加 的误差。
3、检测仪表分类
• 检测与过程控制仪表最通用的分类，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（控制）仪表和执行器4大类。
仪表分类表
二、仪表主要性能指标
在工程上仪表性能指标通常用准确度（又称精度）、变差、灵敏 度来描述。
气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置。
2、测量过程与测量误差
• 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，即用仪器获取数据各方面 信息的过程。
• 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。
测量误差的分类：
系统误差-----指测量仪表本身或其他原因(如零点没有调整 好等)引起的有规律的误差。
随机误差-----指在测量中所出现的没有一定规律的误差。 疏忽误差-----指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方
法等人为因素所引起的误差。
• 按仪表使用的条件来分，有基本误差、附加误差
基本误差-----指仪表在规定的正常工作条件下所具有的 误差。
2、变差
是指仪表被测变量多次从不同方向达到同一数值时， 仪表指示值之间的最大差值。变差大小取最大绝对误差与 仪表标尺范围之比的百分比。
3、灵敏度
是指仪表对被测参数变化的灵敏程度，或者说是对 被测量变化的反映能力，是在稳态下，输出变化增量对输 入变化增量的比值。
三、仪表位号的表示方法
1、仪表位号的组成
1、液位单回路控制的例子
变送器
LIC
101
控制器
贮槽
调节阀
2、简单控制系统的组成
X给定 +
△e 控制器
X测量
——
执行机构
．
测量、变送
被控对象
2.1 测量、变送环节
• 这一部份在现场，由各种变送器组成。根据被测参数的不 同，一般分为下列几类：
A、温度传感器、变送器
B、压力/压差变送器
C、流量变送器
二、常规仪表
1、温度仪表
1.1 基本概念
• 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物 体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温 度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点） 和测量温度的基本单位。目前国际上用得较多的温标有华 氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
• 华氏温标（ºF）规定：在标准大气压下，冰的熔点为32度， 水的沸点为212度，中间划分180等分，每等份为华氏1度， 符号为ºF。
• 摄氏温度（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0度，
水的沸点为100度，中间划分100等分，每等份为摄氏1度，
符号为℃。
•
摄氏温度值t和华氏温度值tF有如下)C
• 热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分子
运动停止时的温度为绝对零度，记符号为K。
1、准确度和准确度等级
• 在正常使用条件下，仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。 • 准确度等级：在工业测量中，为了便于表示仪表的质量，通常用准
确度等级来表示仪表的准确程度。准确度等级就是最大引用误差去 掉正、负号及百分号。准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标。 我国工业仪表等级一般划分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、 5.0七个等级。 • 仪表准确度习惯上称精度，准确度等级习惯上称为精度等级
仪表基础知识
一、基本概念
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。
• 二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准电、
D、液位变送器
E、分析仪表---如：可燃性气体检测探头、氧量分析仪、
浊度仪、PH计
2.2 执行机构
• 这一部分也在现场，常见的执行机构是调节阀， 还有变频器（如恒压供水）、交、直流调速电机， 等等。
2.3 显示、运算、控制、管理
• 显示、运算、控制、管理是核心，功能最多、技 术性最强、技术进步最快的部分，DCS和PLC就是 这一部分。
仪表及自控系统在化工装置中占有重要而关键
的地位，工艺介质及装置设备的运行状况如流量、 温度、压力、转速、振动等参数都由仪表及自控 系统进行自动检测、显示、控制和保护联锁。没 有仪表及自控系统，整个装置将无法运转。因此， 仪表性能及工作状况的好坏，直接影响到工艺介 质及装置设备的运行，以至影响到工艺介质及装 置设备的安全运行和经济效益。