质量流量计简述
《测量仪表及自动化》综合复习资料

《测量仪表及自动化》综合复习资料一、简答与名词解释1、简述压力仪表选型原则..2、简述需要进行热电偶冷端温度处理的原因及其方法..3、简述差压式流量计工作原理及其特点..4、简述弹簧管压力仪表工作原理及其组成..5、简述气动薄膜调节阀工作原理及其构成..6、简述科氏力式质量流量计流量计工作原理及其特点..7、简述变送器的含义以及两线制连接原理..8、什么是系统过渡过程有哪几种常见的过渡过程形式9、什么是调节规律简述常用的调节规律类型..10、简述电容式压力变送器的工作原理..1 1、如何评价系统过渡过程二、单项选择1、采用差压式液位计测量液位; 其差压变送器的零点a. 需要进行正迁移b. 需要进行负迁移c. 视安装情况而定2、比例度越小;余差就越a、越大b、越小c、不变3、测量高粘度、高温、压力较低设备中的液位;应选用下列哪种液位计a、浮筒式液位计b、浮球式液位计c、核辐射液位计4、校对0--1.6MPa;1.5级的工业压力表示时;应使用标准压力表a、0—1.6MPa;0.5级b、0—2.5MPa;0.35级c、0—4.0MPa;0.25级5、在管道上安装孔板时;如果将方向装反了会造成:a、差压计倒指示b、对差压计指示无影响c、差压计指示变大d、差压计指示变小6、某设备内的温度为 1000℃ ;要求测量误差小于或等于 5℃;应选下列哪一支温度计a、0~2500 ℃ 0.2 级b、0~1000 ℃ 0.2 级c、0~1600 ℃ 0.5 级7、仪表的变差不能超出仪表的a、相对误差b、引用误差c、允许误差8、下列哪种流量计与被测介质的密度无关a、差压式流量计b、涡街流量计c、转子流量计9、扭力管浮筒液面计的浮筒脱落;则仪表指示 ..a、最大b、最小c、不定10、与热电偶配用的自动电位差计;当输入端短路时;应显示a、下限值b、环境温度室温c、上限值三、填空1、测量误差按其产生原因的不同可分为系统误差、随机误差、粗大误差 ..2、常用的弹性元件有弹簧管、膜片、膜盒、波纹管等..3、气动仪表的统一信号范围是0.02—0.1MPa ;电动智能仪表的统一信号范围是4—20mA ..4、测量仪表的绝对误差是仪表测量值与真值之差..校验仪表时;所谓的“真值”一般由绝对误差比被校表小1/3 倍的标准表给出..5、在三种标准节流元件中压力损失最小的是 ..6、常用调节器调节规律有、、和四种..7、显示仪表按显示方式分有、、三种8、差压式流量计是在流通面积的情况下;测量不同流量时的不同来测流量..9、电磁流量计利用来测流量..10、物位概念有、、三种..11、浮球式液位计是一种液位计..12、双金属温度计是利用的原理来测温度;热电阻温度计是利用来测温度..13、热电偶是利用来测温度的;它所产生的热电势有和 ..14、自动电子电位差计的测量桥路上支路电流为 ;下支路电流为 ..15、热电偶温度计中的连接导线采用;在热电阻温度计中为消除导线电阻对测量的影响;通常采用普通导线连接..16、差压式流量计是利用方法测量流量..17、测量仪表一般有和两种结构形式..18、弹簧式压力表由、、和四部分组成..19、差压式流量计是利用方法测量流量;而转子前后的保持不变..20、系统负反馈的作用 ..21、比例度越大;则比例调节作用越 ; 余差就越 ..22、串级调节系统中主调节器的输出作为副调节器的给定;因此副调节器的给定方式应设置为方式..23、比值调节系统的实现方案有、、等..四、计算与分析题1、某测量范围0~1.6Mpa的压力表;校验时发现在真实值1.2Mpa处的绝对误差最大;为0.018Mpa..试计算并判断该表是否符合精度1.5级的要求2、有一个变化范围为320——360kPa的压力;如果用A、B两台压力变送器进行测量;那么在正常情况下哪一台的测量准确度高些压力变送器A:1级;0——600kPa..压力变送器B:1级;250——500kPa..3、现有一个加热炉被加热物料入口温度210℃;出口温度350℃;要求出口温度波动幅度不能超过±2℃;燃料采用渣油;来料压力较为平稳;现有如下要求:1、需要进行温度控制系统设计;要求画出你所设计的系统控制流程图和系统方框图..2、分析控制系统调节阀和调节器的正反作用;要求有分析过程..3、试选择调节器的调节规律;并说明理由..4、现有第一个工艺设备底部粘度较高的物料经离心泵抽出输送至第二个工艺设备进行进一步加工处理;第一个设备的底部液位需要保持稳定;并确保不会被抽空;第二个设备的进料流量又要求尽可能稳定;请问:1、如何设计控制系统才能实现上述控制要求;结合工艺设备及流程画出控制系统方框图2、系统被调参数和调节参数分别是什么3、分析控制系统调节阀和调节器的正反作用;要求有分析过程..4、试选择调节器的调节规律并说明原因;说明调节器参数设置原则..5、测量范围0~250℃的温度计;校验时某点上的绝对误差为2.5℃;变回差为4℃; 其它各点均小于此值;问此表的实际精度应是多少若原精度为1.0级;现在该仪表是否合格6、某人将镍铬-镍硅补偿导线极性接反;当电炉温度控制于800℃时;若热电偶接线盒处温度为50℃;仪表接线板处温度为40℃;问测量结果和实际相差多少已知:E800℃; 0=33.29mv E40℃; 0=1.61 mV E761℃; 0= 31.68 mVE841℃; 0=34. 9mv E50℃; 0=2.02 mV E741℃; 0=30.82 mV E742℃; 0=30.90mv7、一转子流量计用标准状态的水进行标定;量程范围为100~1000 l/h;转子材质为不锈钢密度为7.90g/cm3..现用来测量密度为0.791g/cm3的甲醇;问:体积流量密度校正系数K Q是多少流量计测甲醇的量程范围是多少8、一台精度等级为0.5级的测量仪表;量程为0~1000℃..在正常情况下进行校验;其最大绝对误差为6℃;求该仪表的最大引用误差、允许误差、仪表的精度是否合格..9、用K型热电偶测温..已知回路热电势为15.000mV;冷端温度20℃;试求热端温度..下列分度表数据可供选用:E20=0.798mV;E347=14.167mV;E348=14.208;E385=15.763mV;E386=15.805mV..10、某装置溶剂再生塔液面采用沉筒液面计测量;量程800mm;被测介质重度1.1gf/ cm3;现场如何用水换算校检参考答案:一、简答与名词解释1、简述压力仪表选型原则..答:型号、量程、精度选择(1)量程i 压力平稳:P量=P测*1.5;量程靠级:0~1.0;1.6;2.5;4;6;10×10MPaii波动范围大P量=P测*2.0下限选取:测量值大于1/3的量程;否则测量误差太大(2)精度选择:已知误差;先选出量程;求出引用误差;靠精度等级往高精度靠(3)型号:考虑测量介质的腐蚀性、温度等因素2、简述需要进行热电偶冷端温度处理的原因及其方法..原因:热电偶冷端温度不稳定会影响热电偶测量精度;通过冷端温度处理;可以提高测量准确度..方法:补偿导线法、冰浴法、冷端温度修正法、补偿电桥法3、简述差压式流量计工作原理及其特点..差压式质量流量计是指利用差压式体积流量计结合密度计进行运算;最终得到质量流量..特点:利用现成的体积流量计就可以实现质量流量测量..4、简述弹簧管压力仪表工作原理及其组成..采用弹簧管受压力变化而产生的不同变形位移来测量压力由弹簧管、拉杆扇形齿轮及中心齿轮、指针及表盘、游丝组成5、简述气动薄膜调节阀工作原理及其构成..根据控制信号的大小;利用成比例的压缩空气压力作用于薄膜上而产生推力;调节调节机构的开度由气动执行机构、调节机构构成6、简述科氏力式质量流量计流量计工作原理及其特点..科氏力f c=2mwu;由角速度和流动速度的矢量运算决定作用方向;科氏力表达式说明;当物体在以角速度w转动的参照系中做直线运动时;物体收到的科氏力与物体质量有关;利用此原理来测量质量流量..直接测量质量流量、流量精度高、可以同时测量质量流量和密度、稳定可靠..7、简述变送器的含义以及两线制连接原理..变送器:传感器+变换+输出电路组成;实现将被测参数成比例转换成标准统一信号;并能有限距离远传的功能..两线制:工作条件:1、变送器正常工作电流I≤Iomin4mA2、在下列电压条件下;变送器能保持正常工作VT≤Emin-IomaxRLmax+r3、变送器的最小有效功率P< IominEmin-IominRLmax8、什么是系统过渡过程有哪几种常见的过渡过程形式自调系统在动态过程中;被调参数不断变化;它随时间变化的过程即自调系统的过渡过程;是系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程..以阶跃干扰为代表;系统在阶跃干扰作用下的过渡过程:1、非周期过程:非周期衰减、发散2、周期过程:衰减振荡、发散振荡、等幅震荡9、什么是调节规律简述常用的调节规律类型..MV =fDV决定调节器在被调参数被干扰作用影响之后的输出信号变化规律就是调节规律..常用调节规律有四种:P、PI、PD、PID..10、简述电容式压力变送器的工作原理..利用差动电容传感器将差压变化转换成电容量变化;进而转化成4~20毫安电流输出..两线制:工作条件:1、变送器正常工作电流I≤Iomin4mA2、在下列电压条件下;变送器能保持正常工作 VT≤Emin-IomaxRLmax+r3、变送器的最小有效功率P< IominEmin-IominRLmax1 1、如何评价系统过渡过程希望余差尽量小;最大偏差小一些;过渡时间短一些;衰减比要适当..二、单项选择1、c2、b3、b4、b5、d6、c7、c8、b9、a 10、b三、填空1、测量误差按其产生原因的不同可分为系统误差、随机误差、粗大误差 ..2、常用的弹性元件有弹簧管、膜片、膜盒、波纹管等..3、气动仪表的统一信号范围是0.02—0.1MPa ;电动智能仪表的统一信号范围是4—20mA ..4、测量仪表的绝对误差是仪表测量值与真值之差..校验仪表时;所谓的“真值”一般由绝对误差比被校表小1/3 倍的标准表给出..5、文丘里管6、P、PI、PD、PID7、模拟式、数字式、图像显示式8、差压式流量计是在流通面积不变的情况下;测量不同流量时的不同差压来测流量..9、电磁流量计利用电磁感应来测流量..10、物位概念有液位、界位、料位三种..11、浮球式液位计是一种恒浮力液位计..12、双金属温度计是利用热胀冷缩的原理来测温度;热电阻温度计是利用电阻随温度变化来测温度..13、热电偶是利用热电效应来测温度的;它所产生的热电势有温差电势和接触电势 ..14、自动电子电位差计的测量桥路上支路电流为 4mA ;下支路电流为 2mA ..15、热电偶温度计中的连接导线采用补偿导线;在热电阻温度计中为消除导线电阻对测量的影响;通常采用三线制普通导线连接..16、差压式流量计是利用节流原理方法测量流量..17、开环、闭环;18、弹簧管、拉杆扇形齿轮中心齿轮、指针与表盘、游丝19、节流定面积变压差、压差20、稳定系统21、弱、大22、外给定23、开环比值、单闭环比值、双闭环比值四、计算与分析题1、q max =0.018/1.6×100%=1.125%实际精度为: 1.125 < 1.5级合格2、A表:a=1.0% * 600KPa = ±6KPaB表:a=1.0% * 500-250KPa = ±2.5KPaB表的测量允许误差小于A表测量允许误差;且量程合适;所以B表测量的准确度高..3、1控制系统流程图:方框图:2为了保证在事故状态下加热炉的安全;调节阀应在事故状态下关闭;因此因选择气开阀;调节器的正反作用选择依据系统的负反馈原则来选择;假设炉出口温度升高;应将阀门开度减少;气开阀要求调节器输出值减少;因此调节其应该选择反作用..3加热炉控制器的调节规律应选择PID或者PD调节规律;原因是加热炉控制系统具有较明显的滞后;加入微分调节可以改善调节质量..4、1应采用均匀调节系统;因为这种场合要求控制系统能够解决前后工序的供求矛盾;采用均匀调节系统可以照顾到前后设备的供求矛盾..2均匀调节系统通过对调节器参数的整定和设置来达到既能较稳定地控制液位又能兼顾抽出流量的下一设备的进料稳定性;可以将本均匀调节系统设置成简单控制系统;系统选择液位作为被调参数;抽出流量作为调节参数..3为了保证在事故状态下第一个设备的安全;调节阀应在事故状态下关闭;因此因选择气开阀;调节器的正反作用选择依据系统的负反馈原则来选择;假设液位升高;应将阀门开度增大以降低液位;气开阀要求调节器输出值增大;因此调节器应该选择正作用..4控制器的调节规律应选择PI 调节规律;原因是控制系统应进行较为平稳的调节过程;不希望出现剧烈的参数调节;而且调节器的参数应该放在较大的数值上;以减少调节作用的影响..5、q max =2.5/250×100%=1.0%h max =4/250×100%=1.6%实际精度为: 1.6 若原精度1.0级现不合格6、答:当补偿导线正确连接时;仪表实得电势为33.29mV800℃-1.61 mV40℃+ 1.61 mV =33.29 mV仪表含有冷端补偿措施;显示的温度值应为800℃如补偿导线接反;则仪表实得电势为33.29 mV800℃-2.02 mV50℃- 2.02 mV50℃-1.61 mV40℃ + 1.61 mV =32.47 mV仪表含有冷端补偿措施;查表并经插值得显示的温度值应为780.13℃和实际值相差-19.86℃+19.5℃7、答:因为甲醇的粘度系数与水的粘度相差不大;因此可以用下式计算密度校正系数K ρQ : K ρQ =测水水测ρρρρρρ⨯-⨯-)()(f c f式中 f ρ、测ρ、水ρ——分别为浮子密度、被测液体密度和标定液体的密度..K ρQ =791.00.10.190.7791.090.7⨯--=1.14量程范围用下式计算Q测= KρQ水Q⨯ Qm in测=1.14×100=114L/hQm ax测=1.14×1000=1140 L/h 所以;量程范围为114~1140L/h甲醇.8、解:1. 最大引用误差δ=6/1000-0×100%=0.6%;仪表基本误差=0.6%2.允许误差=±0.5%3.仪表精度不合格..该表的基本误差为0.6%;大于仪表允许误差±0.5%..9、Ekt; 20=Ekt; 0 - Ek20; 0=15mVEkt; 0=15mV+ Ek20; 0=15.798mVt = 385.5℃10、解:若校验0%;50%;100%三点;由于被测介质重度大于水的重度;所以无法实现全量程校验;只能实现水位相应高度的校验;按照下述公式计算对应高度水位时的变送器输出值:I出=4mA+1.0/1.1*H水/800*16mA因此:当H水=0时;I出=4mA当H水=400时;I出=11.27mA当H水=800时;I出=18.54mA即在校验时加入相应高度的水;记录变送器的输出是否为对应的计算值;否则应调整量程调整机构..。
简述质量流量计的测量原理

简述质量流量计的测量原理
质量流量计是一种用于测量流体质量流量的仪器,其测量原理主要基于两个主要因素:质量和时间。
质量流量计利用流体通过仪器的质量来测量流体的质量流量,而不是使用体积流量。
标准的质量流量计通常由流体传感器和质量转换器组成。
测量质量流量的主要步骤如下:
1. 流体传感器:流体传感器是实时监测流体质量的装置。
它通常由薄膜、压力传感器或振动器等组成。
当流体通过传感器时,传感器会感知到流体对其产生的压力或振动,并将其转换为电信号。
2. 质量转换器:质量转换器是将传感器输出的电信号转换为质量流量的装置。
它通常由一个电子计算器和一个显示器组成。
电子计算器会根据传感器输出的信号计算流体的质量,并根据计算结果显示流体的质量流量。
3. 温度和压力补偿:为了获得更准确的质量流量测量结果,质量流量计通常还会进行温度和压力的补偿。
通过测量流体的温度和压力,并将其纳入计算公式中,可以对实际流体质量进行校正。
总之,质量流量计的测量原理是基于流体通过传感器产生的压力或振动信号来计
算流体的质量,并通过温度和压力的补偿来获得准确的质量流量测量结果。
安松(Aosong)AMS2106 数显气体质量流量计说明书

AMS2106说明书数显气体质量流量计•质量流量与温度集成测量•量程200L/min •重复性好•支持多种气体测量•可配置参数•标准Modbus-RTU 通信•段码屏显示•可用电池或9~24V DC电源供电•默认NPT 1/2连接,可根据客户需求定制接口应用范围AMS2106应用于监测空气、氮气、氧气、氩气、二氧化碳等干燥洁净无腐蚀性气体(易燃易爆炸气体除外)的质量流量。
可广泛应用于高校科研、消防、环境监测、烟草、智慧农业、食品、医药等行业。
图1.AMS2106产品简述AMS2106是一款热式质量流量传感器,通过测量电阻变化计算测量气体的质量流量。
传感器采用自主研发的MEMS 质量流量芯片,具有直观、精准、稳定,同时具有耐高低温、线性好、响应时间快等特点。
出厂前对AMS2106相关性能、参数进行了严格的测试和校准。
1.外观结构和引出线1.1外观结构及工作界面图2展示的是AMS2106的外观结构及工作界面,包含了传感器风道和工作界面等。
工作界面包括段码屏和操作按键,段码屏显示的内容有流量计Modbus通信地址、气体温度、电池、累积流量及瞬时流量。
按键包括向上、菜单和向下三个按键。
传感器风道在工作界面下方,包括进气和出气接口。
风道上的箭头指示了传感器要求的气体流向。
图2.AMS2106示意图1.2引出线定义图3.引出线示意图表1.引出线定义颜色引线接口名称及定义黑色(粗)屏蔽线白色RS485B-红色VCC(9~24V DC)绿色RS485A+黑色(细)GND2.AMS2106技术指标及基本信息表2.AMS2106技术指标及基本信息参数描述量程0~200L/min(标准)精度±3%F.S.重复性0.5%F.S.响应时间≤2s供电方式3节AA电池或外部电源9~24V DC输出方式RS485显示方式段码屏显示单位累计流量:SL(L,标况)瞬时流量:SLPM(L/min,标况)最大工作压力0.8MPa压力损耗≤2000Pa标准校准气体空气(标况)引出线专用Type-C定制数据线功耗≤50mW机械接口NPT1/2净机重量303g注:标况指25℃,1个标准大气压。
质量流量计的工作原理

质量流量计的工作原理
质量流量计(mass flow meter)是一种用于测量流体质量流量的仪器,其工作原理基于质量守恒定律和波动理论。
质量流量计通常由两个基本组件组成:传感器和转换器。
传感器通常包括测量管道(或流道)和多个传感器,用于测量流体质量流量。
转换器则用于将传感器产生的信号转换成可读取的质量流量数值。
在工作时,流体通过测量管道或流道流动,同时传感器对流体进行测量。
传感器通常使用压力传感器、温度传感器和密度传感器等来获取相关的测量数据。
首先,通过压力传感器测量流体中的压力变化情况,然后通过温度传感器测量流体中的温度变化情况。
这些测量数据与流体的密度相关联,因此需要使用密度传感器来测量流体的密度。
通过对压力、温度和密度等测量数据的获取和计算,质量流量计能够准确地计算出流体的质量流量。
转换器会将这些计算结果转换为可读取的质量流量数值,并在显示屏上显示出来。
需要注意的是,质量流量计的工作原理与体积流量计(如流量计和涡轮流量计)有所不同。
质量流量计主要依据流体的密度变化来测量流体的质量流量,而体积流量计则是基于流体容积的变化来测量流体的体积流量。
总的来说,质量流量计通过测量压力、温度和密度等参数的变
化,能够准确地计算出流体的质量流量,提供了一种可靠和精确的流量测量方式。
气体质量流量计原理

气体质量流量计原理
气体质量流量计是一种用于测量气体质量流量的仪器。
它基于质量守恒定律和质量流率的定义原理。
气体质量流量计通常由下列组件组成:流量传感器、转换器和显示装置。
流量传感器是气体质量流量计的核心部件,它的作用是将气体质量流量转换成电信号。
其中最常用的传感器是热式传感器。
热式传感器利用气体流过导热体时,导热体的温度变化与气体流量成正比的原理。
传感器中通过电流加热导热体使其保持一定温度,当气体流过时,导热体的温度会发生变化。
通过测量导热体温度变化的电信号,可以确定气体流量的大小。
转换器是气体质量流量计的关键部件,它将传感器输出的电信号转换成标准单位的气体质量流量。
转换器通常由放大器、滤波器和AD转换器组成。
放大器用于放大传感器输出信号的幅值,以增加信号的可测量范围;滤波器则用于滤除噪声干扰,以保证测量结果的准确性;AD转换器将模拟信号转换为数字
信号,以便于处理和显示。
显示装置是气体质量流量计的输出界面,它将转换器输出的数字信号转换成可读的数据,通常以流量的质量或体积为单位。
常见的显示装置包括数字显示屏、指针式表盘和计算机界面等。
总之,气体质量流量计通过测量气体流经的导热体温度变化,将其转换成电信号,并经过转换器处理后输出气体质量流量的数值。
它在许多工业领域中广泛应用,例如石油化工、能源、环境保护等。
质量流量计简要说明

质量流量计介绍目前广泛应用的流量计,不管是差压式、靶式、涡轮、电磁或容积等型式,从原理上看都足测量容积流量的。
由于流体的容积大小受其温度、压力等参数的阻碍,当被测流体的温度、压力坐化时,应把所测量的容积流量换算成标准状态或某一约定状态下的相应值。
但事实上当温度、压力频繁变动时,进行及时的换确实是专门困难的,有时是不可能的。
因此,希望用质量流量计来测量质量流量。
另外、在实际生产中,由于要对产品进行质量操纵、对生产过程中各种物料混合比率进行测定、成本核算以及对生产过程进行自动调节等,也必须了解质量流量。
随着工业生产技术的进展和自动化水平的提高,例如实现大型发电机组的全程自启停、对核电站气、液二相流的规定,以及对电厂热力经济性进行更准确的评价等,都使得质量流量测量技术日益重要:容积流量Q和质量流量M之间的关系是M=Q(10-1)或 M=A(10-2)式中----被测流体的密度,kg/m3;A----流体的流通截面(一般为管道的流通截面), m2;----流通截面A处的平均流速,m/s.质量流量计分间接式〔推导式〕和直接式两类。
依照式(10 -1)测量质量流量的仪表,必须先测量积流量再乘被测流体的密度,通过密度计和乘法器实现,这种仪表称为间接式质量流量计或推导式质量流量计。
日前, 密度计由于结构和元件特性的限制,在高温、高压下尚不能运用.只能采纳固定的密度数值乘容积流量。
众所周知,介质密度随着压力、温度的变化而异,在变动工况下采纳固定的密度值将带来较大的质量流量测量误差,故必须进行参数补偿,据此进展了温度、压力补偿式流量计。
检测出被测流体的温度、压力,然后按一定的数学模型自动换算出相应的密度值, 得到密度值与容积流量值的乘积便可实现质量流量测量,故称为温度、压力补偿式质量流量计。
温度、压力补偿式质量流量计是当前工业上普遍应用的一种推导式质量流量计的专门形式。
直接检测与质量流量有关的量来反映质量流量大小的流量计称为直接式质量流量计。
简述各种流量计原理及特点

简述各种流量计原理及特点(1). 简述目前工程实际中,流量测量方法及流量仪表的种类繁多,至今为止,可供工业用的流量仪表种类多达数十余种。
在流量仪表的家族中,每种产品都有它特定的适用性及使用局限性。
按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类:按测量目的又可分为总量测量和流量测量,其仪表分别称作总量表和流量计。
本文简要介绍目前最常用流量计分类法,主要有:差压式流量计、容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计质量流量计等分别简述各种流量计的原理及特点。
2. 差压式流量计差压式流量计是通过安装于是工业管道中流量检测元件产生的差压,将已知流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计差压式流量计算流量计。
差压式流量计由一次检测件及二次仪表(差压转换器或变送器和流量显示仪表)组成。
以检测件形式划分差压式流量计分类,有孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。
二次仪表为各种机械、电子、机电一体式差压式流量计、差压变送器及流量显示仪表。
差压式流量仪表是流量仪表大家族中应用最广泛的一中流量仪表,目前国内外已系列化、通用化、标准化,差压式流量计既可单独测量流量参数,也可测量其它参数(压力、物位、密度)等。
差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水利阻力、动压头式、动压头增益及射流式、以及离心式等几大类。
检测件有标准化型式或非标准两大类。
标准型检测元件是以标准文件设计、制造、安装和使用,无需经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。
而非标型检测元件一般尚未列入国际标准中检测元件。
差压式流量计也是应用最广泛的一种流量仪表,在各种流量计使用量中占据首位。
主要优点是:(1)应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长;(2)应用范围广泛,至今尚无任何一流量计可与之比拟;(3)检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生产。
主要缺点是:(1)测量精度普遍偏低:(2)范围度窄,一般仅3:1~4:1;(3)现场安装条件要求高;(4)压损大(指孔板、喷嘴等)。
传感器课后题答案

第五章3.试述霍尔效应的定义及霍尔传感器的工作原理。
霍尔效应:将半导体薄片置于磁场中,当它的电流方向与磁场方向不一致时,半导体薄片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势,这种现象称为霍尔效应。
霍尔传感器工作原理:霍尔传感器是利用霍尔效应原理将被测物理量转换为电动势的传感器。
在垂直于外磁场B的方向上放置半导体薄片,当半导体薄片流有电流I时,在半导体薄片前后两个端面之间产生霍尔电势Uh。
霍尔电势的大小与激励电流I和磁场的磁感应强度成正比,与半导体薄片厚度d成反比。
4.简述霍尔传感器的组成,画出霍尔传感器的输出电路图。
组成:从矩形薄片半导体基片上的两个相互垂直方向侧面上,引出一对电极,其中1-1’电极用于加控制电流,称控制电流,另一对2-2’电极用于引出霍尔电势。
在基片外面用金属或陶瓷、环氧树脂等封装作为外壳。
电路图:5.简述霍尔传感器灵敏系数的定义。
答:它表示一个霍尔元件在单位激励电流和单位磁感应强度时产生霍尔电势的大小。
7.说明单晶体和多晶体压电效应原理,比较石英晶体和压电陶瓷各自的特点。
原理:石英晶体是天然的六角形晶体,在直角坐标系中,x轴平行于它的棱线,称为电轴,通常把沿电轴方向的作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应;y轴垂直于它的棱面,称为机械轴,把沿机械轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为横向压电效应;z轴表示其纵轴,称为光轴,在光轴方向时,不产生压电效应。
压电陶瓷是人工制造的多晶体,在极化处理以前,各晶粒的电畴按任意方向排列,当陶瓷施加外电场时,电畴由自发极化方向转到与外加电场方向一致,此时,压电陶瓷具有一定极化强度,这种极化强度称为剩余极化强度。
由于束缚电荷的作用,在陶瓷片的电极表面上很快就吸附了一层来自外界的自由电荷,正负电荷距离大小因压力变化而变化,这种由机械能转变成电能的现象就是压电陶瓷的正压电效应,放电电荷的多少与外力的大小成比例关系,Q=dF33特点:石英晶体:(1) 压电常数小,时间和温度稳定性极好;(2) 机械强度和品质因素高,且刚度大,固有频率高,动态特性好;(3) 居里点573℃,无热释电性,且绝缘性、重复性均好。
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质量流量计简述1.什么是质量流量计?什么是质量流量控制器?质量流量计,即Mass Flow Meter(MFM), 是一种精确测量气体流量的仪表,其测量值不因温度或压力的波动而失准,不需要温度压力补偿。
质量流量控制器, 即Mass Flow Controller (MFC), 不但具有质量流量计的功能,更重要的是,它能自动控制气体流量,即用户可根据需要进行流量设定,MFC自动地将流量恒定在设定值上,即使系统压力有波动或环境温度有变化,也不会使其偏离设定值。
简单地说,质量流量控制器就是一个稳流装置,是一个可以手动设定或与计算机联接自动控制的气体稳流装置。
2. 怎么理解质量流量计/质量流量控制器的流量单位?气体质量流量单位一般以SCCM(Standard Cubic Centimeter per Minute,每分钟标准毫升)和SLM(Standard Liter per Minute,每分钟标准升)来表示。
这意味着,这种仪表在不同的使用条件下,指示的流量均是标准状态下的流量。
这是这种仪表和其它流量计的重要区别,也是SCCM﹑SLM 不同于mL/min﹑L/min 之处。
对多数用户而言,体积流量的表示方法很符合习惯﹑便于使用,但也有用户需要知道单位时间内流过介质的质量(如g/min),这个要求是很容易实现的。
因为标准状态下的气体密度是一个常数, 可以方便地查到,因而简单地做一个乘法(以密度乘以若干SLM)即可实现。
所以说,在标准状态下的体积流量就等同于质量流量。
3. 什么情况下用质量流量计,什么情况下用质量流量控制器?一般而言,仅对流量进行计量或监测时,用质量流量计;需要对流量进行控制时,用质量流量控制器。
某些测量场合,用二者皆可,但质量流量控制器更好用。
例如,后面讲到的测量小孔直径﹑阀门泄漏量﹑工件(如毛细管)流通量等。
4. 质量流量计/质量流量控制器的主要优点是什么?4.1 流量的测量和控制不因温度或压力的波动而失准。
对于多数流量测控系统而言,很难避免系统的压力波动及环境和介质的温度变化。
对于普通的流量计,压力及温度的波动将导致较大的误差;对于质量流量计/质量流量控制器,则一般可以忽略不计。
4.2 测量控制的自动化质量流量计/质量流量控制器可以将流量测量值以标准电信号输出。
这样很容易实现对流量的数字显示﹑累积流量自动计量﹑数据自动记录﹑计算机管理等。
对质量流量控制器而言,还可以实现流量的自动控制。
通常, 模拟的MFC/MFM 输入输出信号为0~+5V 或4~20mA, 数字式MFC/MFM 还配有RS232 或RS485 数字串行通讯口, 能非常方便地与计算机连接, 进行自动控制。
4.3 精确地定量控制流量质量流量控制器可以精确地控制气体的给定量,这对很多工艺过程的流量控制﹑对于不同气体的比例控制等特别有用。
4.4 适用范围宽有很宽的工作压力范围,我们的产品可以从真空直到10MPa; 可以适用于多种气体介质(包括一些腐蚀性气体,如HCL);有很宽的流量范围,我们的产品最小流量范围可达0~5 SCCM,最大流量范围可达0~300SLM。
最新的D07-60A/D07-60D 型质量流量计产品的流量量程可达2000 SLM。
流量显示的分辨率可达满量程的0.1%, 流量控制范围是满量程的2~100% (量程比为-- 50:1), 因此在很多领域得到应用。
4.5 准确度高﹑重复性好我们的产品准确度可达±2%F.S.或±1%F.S.,重复性为±0.2%F.S. 。
4.6 体积小巧﹑安装方便﹑操作简单4.7 技术先进,符合发展潮流5. 质量流量计/质量流量控制器的主要缺点有哪些?5.1 价格较高。
对于用惯了转子流量计的用户来说,质量流量计的确显得贵一些。
5.2 维护费用较高原则上讲,对于计量产品应当定期标定;产品的故障率尽管不同品牌不尽相同,但出现故障的可能都存在,因而一般是需要一些标定﹑维修费用的。
由于各生产厂家收费政策不同﹑用户使用情况不同﹑产品故障率也不一样,因而用户的维护费支出可能有差别。
5.3 生产难度较大质量流量计/质量流量控制器是高技术产品,其生产难度是相当大的,这也是多年来我国尝试开发者很多﹑真正成功者极少的原因之一。
由于其生产难度大,品质保证难度也大,因而用户在选购时要小心谨慎,避免带来无尽的烦恼。
5.4 某些情况下可能造成气路堵塞当质量流量控制器出现某些故障,或气源不洁导致传感器或分流器堵塞,或因操作失误,均有可能造成气路堵塞。
对有的用户而言,应当特别给以注意,既要选择合适的型号,又要正确进行系统设计和正确使用。
有关问题我们在以下会给出进一步的回答。
6. 选择产品和订货时应当注意什么?这一点关系到用户的切身利益,涉及的问题也比较多,因而我们尽可能地给以祥尽﹑客观的回答。
6.1 注意选择正确的品牌一般应当全面衡量生产厂家的产品质量﹑销售价格﹑售后服务﹑技术水平﹑产品特点﹑生产规模﹑企业信誉等因素。
6.2 注意选择正确的量程A. 将您需要的流量换算成标准状态下的流量(质量流量)。
B. 根据厂家提供的质量流量转换系数表,将您所用气体的质量流量值换算成与氮气(标定气体)等价的质量流量值。
如果您希望按您实际使用的气体标定,请向厂家说明。
有关质量流量转换系数的问题,以下还有进一步解答。
C. 确定所需标准量程。
厂家一般有自己的各种规格的标准量程,您实际使用的流量最大值应接低于某个标准量程值。
标准量程的选取要避免过大或过小。
质量流量的误差指标是按满量程值的百分比规定的,如果实际流量较小而量程值选取过大,则测量值的相对误差较大。
6.3 注意选择正确的工作压力指标不同的产品工作压力指标可能不同,注意选择适合自己的产品。
质量流量控制器(MFC)除最大工作压力之外,还有另一项工作压力指标:工作压差,即MFC 进气端和出气端之间的压差,选型时要注意,使用时也要注意。
6.4 注意产品内部的分流器形式分流器形式并不是一项技术指标,但在这里作为用户注意事项,是因为我们发现在实际使用中出现过一些因为分流器而造成的使用故障。
常见的分流器有管状﹑锥体和粉末冶金三种,各有自己的特点。
比较而言,第一种不容易堵塞因而使用寿命最长,最后一种则相对容易发生堵塞。
我们发现过几例这样的情况:用户使用一种著名的进口MFC(粉末冶金分流器),在气源经过严格过滤的情况下,还是很快发生堵塞;而换上我们的产品后,则一直正常工作。
问题显然出在分流器上。
据分析,可能是使用的气体附着力较强,导致粉末冶金分流器堵塞。
当然,粉末冶金分流器也有其优点,其它分流器也有其不足。
用户应根据自己的使用条件来考虑。
6.5 注意选择合适的精度指标准确度﹑线性﹑重复精度是比较重要的几项指标,其中重复精度在很多应用场合尤为重要。
指标不一定追求最高,应考虑自己的实际需要。
如果对厂家给出的指标不放心,有条件的用户也可以自己标定一下。
标定的方法参见下面的有关内容。
6.6 注意选择合适的响应时间指标有的应用系统对MFC 的响应时间有较高的要求,用户应根据自己的情况加以考虑。
在考虑响应时间指标的同时,还应注意其响应过程及动态特性。
6.7 注意对安装位置有无要求有的厂家的产品要求必须水平位置安装。
6.8 注意产品的动态响应特性某些系统对流量的动态响应特性有较高的要求,在这种情况下,用户应当深入了解具体产品的响应特性。
6.9 注意零点的稳定性对于计量产品而言,零点的稳定性是非常重要的,也是较难保证的。
不同的产品零点稳定性可能是不一样的。
6.10 注意适用范围MFM/MFC 对使用的环境及介质温度﹑气源压力﹑介质(特别是使用对腐蚀性气体)情况等均有一定适用范围,请注意阅读说明书或向厂家咨询。
6.11 订货应注明:产品名称、型号、流量规格、标定气体、使用气体(特别是腐蚀性气体)、接头形式和数量。
7. 你们的产品是自己生产的还是组装的?我们销售的D07 系列产品完全是自己生产的。
众所周知,现在很多国产产品质量也相当不错。
另外CS200系列产品是由我公司和美国权威技术团队合作研制生产的, 拥有自主知识产权,关键部件均采用进口产品配套。
8. 你们的D07 系列产品是仿制国外产品,还是自主开发?有没有知识产权的问题?我们在产品开发上已倾注了20 多年的心血。
我们并没有简单地仿制国外产品,因为很多东西靠仿制是无法解决的,而且我国的用户特点﹑需求以及使用条件和国外的情况也不完全相同,因而我们坚持走有自己特色的道路。
我们的产品中凝结着中国人的聪明才智。
我们的产品不同于其他任何一家的产品,但同时我们可以做到和国外主流产品完全兼容。
我们对自己的产品拥有完全的知识产权,并且我们的技术受到国家和地方权威部门的严格保护。
9. 和国外产品相比,你们的产品如何?首先我们承认差距。
从总体上看,国外的产品要胜出我们一筹。
国外产品在消除内部的气体滞留区方面下了很多功夫,这些是我们所不及的。
但是,我们我们也不妄自菲薄。
由于在很多年中,国内唯有我们能够规模生产,国内用户绝大部分采用我们的产品,使得我们的产品覆盖面非常广泛,在各个领域经受了考验,在这个过程中,我们不断对产品进行改进,结合我国用户的实际情况,发展了多种型号,以适合不同的需要。
和国外具体生产厂家相比,我们的产品也是有自己的特色的。
10. 和国内其它产品相比,你们的产品如何?这种比较,还是由用户们自己来作为好。
11. 你们的标定能力怎么样?我们拥有自美国进口的精密标定设备。
我们所有的标定装置均接受技术监督部门的定期检查。
12. 你们的传感器是什么样的绕组?这是一个过于专业的问题,用户一般不必过问。
本类产品的传感器是由一段不锈钢毛细管上缠绕若干组热敏电阻丝构成。
常见的传感器一般由两组或三组热敏电阻丝构成。
我们早期的产品采用三绕组的结构。
目前国外产品多采用两绕组方式,也有采用三绕组的,还有其它形式的。
各种方式均有所长所短。
我们认为,对于传感器或者MFM/MFC 的品质,不可以单从绕制方式上来衡量,它涉及多种因素特别是工艺技术水平。
我们的传感器具有自己独特的技术,不简单地等同于哪种产品。
13. 价格能不能再便宜一点?事实上我们已经考虑了很多用户的难处,保持着比较低的价位, 这一点,用户一比较就知道。
多年来我们的价格总水平不但没有上涨,反而有所下降。
一方面,随着产品的不断进步,生产成本有可能增加;另一方面,随着我们国内外的销量越来越多,有可能消化掉一部分成本。
我们的宗旨是:产品优质, 价格实惠。
如果有朋友发现市场上有同类产品,比我们的又好又便宜, 请您告诉我们。
14. 买质量流量计/ 质量流量控制器时,还需要买其它配套产品吗?一般需要流量显示仪与之配套使用。
流量显示仪为MFM/MFC 提供工作电源,进行流量显示,对MFC 进行流量设定操作。