检测仪表基本知识
仪表基础知识
仪表基础知识一、仪表的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）仪表和执行器四大类。
其中，检测仪表根据其被测变量不同，根据化工生产五大变量可分为温度检测仪表、流量检测仪表、压力检测仪表、物位检测仪表和成份分析仪表。
二、测量误差按误差数值表示的方法，误差可分为绝对误差、相对误差和引用误差。
1、绝对误差＝测量值－真值。
其中，真值一般无法得到，一般用约定真值（足够多次的测量值之平均值）或相对真值（更高等级标准器或仪表的测量示值）来代替。
2、相对误差＝（绝对误差/仪表示值）×100%。
3、引用误差＝（绝对误差/仪表量程）×100%，仪表量程＝上限刻度值－下限刻度值。
三、仪表功能字母代号（节选自HG/T 20505-2000）仪表位号由字母代号组合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，一般用三位至五位数字表示。
如EDIT-1230A，FCV-15106等。
四、压力概念大气压力，是大气自重所产生的压力，简称气压。
绝对压力，是以零作参考压力的差压。
表压力，简称表压，是以环境大气压力作参考压力的差压，习惯上也称之为压力。
真空度，是绝对压力低于大气压力的表压。
五、常用化工仪表计量单位1、流量（Flow）：kg/h，m3/h，Nm3/h等，M=Q×ρ2、物位（Level）：m，%等3、压力（Pressure）：，MPa，bar，PSI（G表压），kgf/cm2，atm，mmHg等4、温度（Temperature）：K，℃，F5、分析仪表（Analyse）：S/m（电导率，1/Ω·m），mV（ORP），NTU（浊度）、ppm，%等工作中应使用国家规定的法定计量单位（国际单位制基本单位SI及其辅助单位、导出单位），不应使用工程制单位和其它非法定计量单位。
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。
仪表基本知识
1、仪表测量的四大参数：液位、温度、压力、流量。
2、温度测量仪表：双金属温度计、热电偶、热电阻。
3、热电偶常用类型为K型测量温度一般为0-1000度，R型0-1200度、E型0-800度。
如：制氢转化炉大部分为R型热电偶。
4、压力测量仪表：压力表、压力变送器、压力开关。
5、压力表的选型要求：使用压力应该为选用量程的三分之一到三分之二之间。
脉冲压力应该选用不超过量程的二分之一。
6、压力变送器为远程测量仪表。
其将测量信号传送至DCS显示。
常见问题：A、引压管堵导致测量不准。
B、接头泄漏导致测量偏低。
7、流量测量仪表：差压变送器（孔板）、质量流量计、转子流量计等。
8、测量气体类介质流量时候，需要在DCS进行温压补偿。
如：蒸汽流量。
若维修补偿的压力变送器，导致压力变为0，则此蒸汽流量将变小，大概是正常的一半。
9、转子流量计常见故障为不动。
基本原因未管线内铁锈等吸附到转子磁铁上，导致卡住。
10、液位测量仪表：双法兰液位计、玻璃管、磁翻板、浮筒等。
11、双法兰液位计受介质密度影响。
其出现与现场液位计偏差的时候，可以考虑是不是介质更换导致密度变化引起的。
12、磁翻板液位计测量部件是浮子，类似一个椭圆球，其安装要求带磁铁部分在上端。
常见故障：A、测量偏低，可能是浮子装反，或者浮子泄漏导致进液体。
B、不变化，可能为浮子磁铁出吸附杂质导致卡。
13、现场液位计如玻璃管，本身有一次阀，基本为蓝色。
此阀门正常状态应该是开度在全部开度的中间位置。
全开或者全关都会导致引压管不通，导致测量不准。
14、仪表控制部分使用调节阀实现。
分为A、气路部分。
B、电路部分。
C、阀门本体。
15、阀门分为气开、气关。
从系统安全角度考虑。
单作用调节阀气开基本就是风线从阀门膜头下面接入。
16、调节阀的仪表风压调节是根据阀门本体设计进行的。
一般可以稍微比铭牌规定压力稍微高一点。
17、单回路控制：是指一个策略参数与一个执行机构（阀门）直接进行连接控制，不与其他参数直接联系。
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。
测量仪表的基本知识
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成分分析仪表在工业生产中用 于监测气体或液体的成分，以 确保产品质量和生产过程的稳 定性。
成分分析仪表的精度、灵敏度 和稳定性对分析结果的影响很 大。
04
测量仪表的选择与应用
选择原则
精度要求
量程范围
根据测量需求选择精度合适的测量仪表， 以确保测量结果的准确性。
考虑测量对象的大小和范围，选择量程合 适的测量仪表，避免过大或过小导致测量 误差。
测量仪表的发展历程
01
古代测量
在古代，人们使用简单的工具和仪器进行测量，如埃及人用身体部位作
为长度单位，中国用“步”作为长度单位。
02
近代测量
随着工业革命的兴起，人们对测量的精度和范围要求越来越高，于是出
现了各种专业的测量仪表，如温度计、气压计、流量计等。
03
现代测量
随着科技的不断进步，测量仪表逐渐向智能化、数字化、多功能化方向
执行校准
按照制造商提供的校准方法，使用标准设备对仪表进行校准，确 保其准确性。
记录与报告
将校准结果记录下来，并生成报告，以便于管理和审查。
常见故障排除与维修
故障识别
当测量仪表出现异常时， 应尽快识别故障类型和原 因。
故障排除
根据故障类型，采取相应 的措施进行排除，如更换 部件、调整设置等。
维修与保养
物位测量仪表
01
物位测量仪表是用于测量液体或固体物料位置的仪表，主要有 超声波物位计、雷达物位计和浮球液位计等。
02
物位测量仪表在工业生产中用于监测液位、料位和储罐液位等，
以确保生产过程的稳定性和安全性。
仪表重要基础知识点
仪表重要基础知识点
为了深入了解仪表的重要基础知识点，我们首先需要了解仪表的定义和分类。
仪表是一种用来检测、测量和显示物理量的装置。
根据其功能和测量对象的不同，仪表可以分为多种类型，包括电力仪表、机械仪表、光学仪表、化学仪表等。
在仪表领域，最基本的知识点之一是关于传感器的原理和应用。
传感器是仪表中起到感知和采集待测量信号的作用的元件。
常见的传感器包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。
了解传感器的原理和特点，可以帮助我们选择适合的传感器，并正确应用于相应的仪表系统中。
另一个重要的基础知识点是关于仪表的测量原理和技术。
仪表的核心功能是准确测量待测量信号的数值。
了解测量原理和技术，可以帮助我们理解仪表的测量误差来源、校准方法以及常见的测量技术，例如模拟量测量和数字量测量等。
同时，了解测量原理还可以帮助我们选择合适的仪表以及正确使用和维护仪表。
此外，仪表的显示和记录功能也是仪表领域的重要内容。
仪表通常具有显示测量结果的功能，可以以数字、图形或者曲线的形式呈现。
了解显示原理和技术，可以帮助我们正确解读仪表显示的结果，并了解常见的录入和输出方法。
总结起来，仪表的重要基础知识点包括传感器原理和应用、测量原理和技术、显示和记录功能等。
了解这些基础知识点可以帮助我们理解仪表的工作原理，正确选择和使用仪表，并解决仪表使用中可能出现的问题。
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
一、测量误差与仪表质量指标1、何谓测量误差？为什么会产生测量误差？测量值与真实值之间的差异就是测量误差。
人们进行测量的目的是要求得到被测量值的真实值，尽管真实值客观存在。
但是，在实际测量中，由于测量原理和方法、测量仪表（或设备）、测量环境及测量者本身都要受到许多主、客因素的影响，因而很难测量到被测量参数的“真实值”。
这就是为什么会产生测量误差的主要原因。
这种情况在测量中是普遍存在的。
2、按误差数值表示的方法，误差可分为：绝对误差、相对误差、引用误差。
按误差出现的规律，可分为：系统误差、随机误差、疏忽误差。
按仪表使用条件，可分为：基本误差、附加误差。
3、什么是绝对误差、相对误差、引用误差？绝对误差：是测量值与真实值之差。
相对误差：是绝对误差与被测量值之比，常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示。
引用误差：绝对误差与量程之比，以百分数表示。
仪表的精度等级是根据引用误差来划分的。
4、某一压力表刻度为0－100KPa，在50KPa处测量值为49.5KPa，求在50KPa处仪表示值的绝对误差、相对误差、引用误差？解：绝对误差＝50－49.5＝0.5KPa；相对误差＝（0.5/50）×100％＝1％引用误差＝（0.5/100）×100％＝0.5％5、什么是系统误差、偶然误差、疏忽误差？各有何特点，产生的原因是什么?系统误差：又称规律误差，其大小和符号均不改变或按一定规律变化。
其主要特点是容易消除或修正。
产生的原因主要是仪表本身的缺陷，使用仪表的方法不正确，观察者的习惯或偏向，单因素环境条件的变化等。
偶然误差：又称随机误差，其出现完全是随机的。
其主要特点是不易发觉，不好分析，难于修正，但它服从与统计规律。
产生的原因很复杂，它是许多复杂因素微小变化的共同作用所致。
疏忽误差：又叫粗差，其主要特点是无规律可循，且明显地与事实不符。
产生这类误差的主要原因是观察者的失误或外界的偶然干扰。
6、系统误差的求解方法方法1：（公式法）δ总＝±（ΣCi2）1/2；Ci—系统中各单元仪表的最大引用误差；n---单元仪表数方法2：（系统联校法）即在一次元件端加入标准信号值，在二次表读取示值，计算引用误差，在各校验点中选取最大的引用误差，作为该测量系统的系统误差。
仪表基础必学知识点
仪表基础必学知识点
1. 仪表的定义和分类：仪表是用来测量、检测和显示物理量的装置或
设备，根据其测量原理和功能可分为指示仪、记录仪、调节仪和控制
仪等。
2. 仪表的量程和量程范围：量程指的是仪表能够测量的最大和最小物
理量值，量程范围是指仪表能够保持正常测量精度的物理量范围。
3. 仪表的精度和分辨力：精度是指仪表测量结果与真实值之间的偏差
程度，分为绝对精度和相对精度；分辨力是指仪表能够区分出的最小
物理量变化。
4. 仪表的灵敏度和灵敏度范围：灵敏度是指仪表输出信号相对于输入
物理量变化的响应程度，灵敏度范围是指仪表能够保持正常测量精度
的物理量范围。
5. 仪表的零位和调零：零位是指仪表在无输入信号或初始状态下的输
出信号值，调零是指使仪表的零位与实际零位保持一致的操作。
6. 仪表的线性和非线性：线性是指仪表输出信号与输入物理量变化之
间呈现直线关系，非线性则相反。
7. 仪表的阻尼和过冲：阻尼是指仪表在测量中对信号的规律变化作出
的响应速度，过冲是指仪表在测量过程中信号瞬间超过真实值的现象。
8. 仪表的稳定性和可靠性：稳定性是指仪表在一段时间内输出信号的
波动程度，可靠性是指仪表在长期使用过程中的正常工作能力。
9. 仪表的安装和校验：仪表安装要符合一定的规范和标准，校验是指
通过特定方法检验仪表的准确性和可靠性。
10. 仪表的维护和保养：仪表在使用过程中需要进行定期维护和保养，例如清洁、校准、更换损坏部件等。
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
仪表基础知识
仪表基础知识1、 什么是测量过程？答：测量过程就是将被测参数与其相对的测量单位进行比。
2、 什么是测量仪表？答：测量仪表就是将被测参数经过一次或多次的信号能量转换，最后获得同一种便于测量的信号能量形式，并由指针或数学形式显示出来。
3、 测量如何分类？答：按形式可分为直接测量、间接测量和组合测量。
4、 什么是测量误差？答：在进行任何测量过程中，由于测量方法的不完善，测量设备、测量环境以及人的观察力等都不可避免的出现一定的误差，而使测量结果受到歪曲，使测量结果与被测真值之间存在一定差值，这个差值即是测量误差。
5、 测量误差包括哪几种误差？并指出主要来源。
答：测量误差分为疏忽误差、缓变误差、系统误差和随机误差。
误差来源主要指系统误差和随机误差。
6、 什么是仪表的绝对误差(△)？答：仪表的绝对误差(△)就是仪表测量值与标准表所测值之差。
绝对误差 △=x-x 0 (x 0: 标准表 x: 被校表)7、 什么是仪表的相对误差(δ)？答：仪表的相对误差(δ)就是绝对误差与量程的百分比。
相对误差(δ)= ()100N )(⨯∆量程绝对误差%8、什么是允许误差（δ）？允答：允许误差（δ允）就是在正常情况下允许的最大误差。
9、什么是仪表的精度等级？答：根据仪表的允许误差，去掉“±”号与“%”号后的数值，可以确定仪表的精度等级。
10、什么叫灵敏度？答：灵敏度是仪表对被测量物体的反应能力，它反映仪表对被测参数的变化的灵敏程度。
11、仪表按使用的能源分成几大类:答：分成气动议表、电动仪表、液动仪表三大类。
12、根据信息传递过程的作用不同仪表分成几类:答：可分为检测仪表、显示仪表、集中控制装置、调节仪表、执行器。
13、按组成形式仪表可分为几类:答：可分为：(1) 基地式仪表:仪表之间以不可分离的机械结构连接在一起,即把各部分装置装在一个表壳内形成一个整体。
(2) 单元组合式仪表:各自独立且只能完成某一特定功能的工作单元,通过标准信号连接起来,形成一个整体。
仪表专业现场仪表基础知识
现场仪表基础知识
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二、温度测量仪表的分类
按使用的测量范围分 常把测量600℃以上的测温仪表叫高温计；测量600℃以下的测温仪
表叫温度计 按用途分
标准仪表和实用仪表 按工作原理分
分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计 和辐射高温计五类 按测量方式分
分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直接与被测介质接触 ，这样可以使被测介质与测温元件进行充分地热交换而达到测温目的 ；后者测温元件与被测介质不接触，通过辐射或对流实现热交换来达 到测温的目的。
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。
现场仪表基础知识
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3、测量误差的分类
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
现场仪表基础知识
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6、可靠性
仪表可靠性是化工企业仪表工所追求的另一重要性能指标。可靠性和仪表维护量是 相反相成的，仪表可靠性高说明仪表维护量小，反之仪表可靠性差，仪表维护量 就大。对于化工企业检测与过程控制仪表，大部分安装在工艺管道、各类塔、釜、 罐、器上，而且化工生产的连续性，多数有毒、易燃易爆的环境，这些恶劣条件给 仪表维护增加了很多困难，一是考虑化工生产安全，二是关系到仪表维护人员人身 安全，所以化工企业使用检测与过程控制仪表要求维护量越小越好，亦即要求仪表 可靠性尽可能地高。
现场仪表基础知识
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1、接触式测温
温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。
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。
仪表基础知识
3.1.1孔板流量计
➢具有测量精度高，安 装方便，使用范围广、 造价低等特点。广泛 应用于各种介质的流 量测量。
➢公
称
通
径 DN15~DN3000
（ mm ） 适 用 介
质 各种液体,气体,饱
和蒸汽,过热蒸汽
3.1.1孔板流量计
孔板流量计测量原理：
当充满管道的流体流经孔板时， 将产生局部收缩，流束集中，流 速增加，静压力降低，于是在孔 板前后产生一个静压力差，该压 力差与流量存在着一定的函数关 系，流量越大，压力差就越大。 通过导压管将差压信号传递给差 压变送器，转换成4～20mA.DC 标准信号，经流量显示仪，便显 示出管道内的瞬时和累积流量。
差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转 换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流 量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计 等。 分类：
1。按产生差压的作用原理分：节流式、水力阻力式、离心 式、动压头式、动压增益式、射流式；
2。按结构形式分：标准孔板、标准喷嘴、经典文丘里管、 文丘里喷嘴、1/4园孔板、锥形孔板等；
3.1锥形流量计
是在管道中心处悬挂一锥形节流件，锥形件阻碍介质的流动，重塑 流速曲线,在锥形性的下游可立即形成低压区，管道上游的正压同 经节流件节流后的下游的负压之间有一差压,将正、负压用取压口 取出，正压口位于管道的上游，负压口位于锥体的末端，通过测量 两者之间差压,根据伯努力方程即可计算出管道中的流量，锥体位 于管线中心，可对所测介质的流速曲线进行优化,因此测量精度高， 对仪表上、下游的直管段要求低。
3.1.1长颈喷嘴
主要应用于电力行业 高压或高温高压的场合， 装机容量在50MW以上 的主蒸汽、主给水或减 温水等均采用此典型设 计型式，它具有压力损 小、寿命长等特点。
仪表工基础必学知识点
仪表工基础必学知识点
以下是仪表工基础必学的知识点：
1. 测量单位和量纲：了解常用的国际单位制和量纲，例如长度、质量、温度、时间等，并能正确进行单位换算。
2. 仪表工作原理：了解仪表的基本工作原理，如传感器的原理、信号
放大和处理的方式等。
3. 传感器：掌握不同类型的传感器，包括温度传感器、压力传感器、
流量传感器等，以及它们的工作原理、特点和适应的测量范围。
4. 信号处理：理解模拟信号和数字信号的特点和处理方式，了解常用
的信号调理方法，如放大、滤波、线性化等。
5. 仪表标定：了解仪表的标定方法和程序，包括零点校准、满度校准等，并能根据需要进行仪表的标定和校准。
6. 自动控制系统：了解自动控制系统的基本原理和组成部分，包括传
感器、执行器、控制器等，并能设计和调试简单的自动控制系统。
7. 仪表故障诊断与排除：能够分析仪表故障的可能原因，并有针对性
地进行排查和修复。
8. 安全与环保：了解仪表工作中的安全操作规程和环保要求，能够正
确使用仪表并做好相关的安全防护工作。
9. 仪表的维护与保养：掌握仪表的常见维护和保养方法，包括清洁、
校准、润滑等。
10. 仪表工程图纸的阅读和绘制：能够正确理解和绘制仪表工程图纸，包括布置图、接线图、工艺流程图等。
以上是仪表工基础必学的知识点，掌握这些知识将有助于理解仪表的
工作原理、操作和维护，并能够进行基本的仪表工程设计和故障排查。
仪表基础知识完整
仪表基础知识(可以直接使用，可编辑实用优秀文档，欢迎下载）测量仪表第一章基本知识1.测量、测量结果应包括那些测量：人们借助于专门设备通过实验的方法，把被测量与所采用的测量单位相比较得到其比值的过程。
测量结果：包含有一定数值和相应的单位名称。
2.测量误差、真值、实际值测量误差：由于仪表本身的不准确性，使用者素质的高低，测量方法的优劣，环境条件的好坏等因素的影响和制约，使测量值与被测量的真实值之间总是存在着差异，这个差异就是测量误差。
真值：被测量本身所具有的真实大小。
实际值：标准表的测量值。
5.仪表误差有几种表示方法、含义各是什么、根据其性质，可分为哪三类误差，其内容是什么。
表示方法及含义：绝对误差：仪表测量示值与被测量的实际值之差δx=Ax –Ao；相对误差：仪表的绝对误差与被测量的实际值之比的百分数r x=δx/Ao×%；引用误差：仪表的绝对误差与仪表量程之比的百分数r=δx/Am×%；误差分类及内容：系统误差：仪表本身有缺陷，使用不正确，客观环境条件改变等原因产生的误差。
有规律、数值固定或有一定规律的变化。
疏忽误差：由工作中的疏忽大意造成。
其误差数值难以估计，远超过实际值；偶然误差：由测量中偶然因数引起的。
它决定着测量的精度，误差越小精度越高。
11.测量仪表质量指标有那些，如何利用这些指标判断仪表是否合格精度：仪表最大绝对误差δmax与量程Am之比的百分数为仪表的基本误差，r m=δmax/Am×%而基本误差的允许值称为允许误差，允许误差去掉百分号的绝对值称为仪表的精度。
凡基本误差超出允许误差的仪表为不合格。
示值变差：指对某一刻度点分别由上升和下降两个方向输入对应该点的同一输入量时，上升和下降示值之差的绝对值与仪表量程之比的百分数。
2=A上-A下/Am×%。
凡示值变差超出允许误差的仪表为不合格。
灵敏度：仪表输出变化量△L与引起该变化量的输入变化量△X之比称为仪表的灵敏度S。
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检测仪表的品质指标
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 max f 100 % 仪表量程
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）。
图1-1 测量仪表的变差
检测仪表的品质指标
3.灵敏度与灵敏限
仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引 起这个位移的被测参数变化量的比值。即 S
x
式中，S为仪表的灵敏度；Δα为指针的线位移或角位移； Δx为引起Δα所需的被测参数变化量。 仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参 数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允 许绝对误差的一半。 注意：上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中， 往往用分辨率表示。
①依据所测参数的不同,可分成压力 (包括差压、负压)检 测仪表、流量检测仪表、物位 (液位)检测仪表、温度检 测仪表、物质成分分析仪表及物性检测仪表等。 ②按表达示数的方式不同,可分成指示型、记录型、讯号 型、远传指示型、累积型等。 ③按精度等级及使用场合的不同,可分为实用仪表、范型 仪表和标准仪表,分别使用在现场、实验室和标定室。
检测仪表的品质指标
举例
例1-1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表 时得到的最大绝对误差为±4℃，试确定该仪表的相对百分 误差与准确度等级。 解 该仪表的相对百分误差为
4 100 % 0.8% 700 200
如果将该仪表的δ去掉“±”号与“％”号，其数值为0.8。 由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误 差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的 精度等级为1.0级。
max 0.10(mA)
max
0.10 100 % 0.625 % 20 4
去掉δmax的“±”号及“%”号后,其数值为0.625 ,数值 在0.5～1.0之间,由于该表的δmax已超过0.5级表所允许的δ 允,故该表的准确度等级为1.0级。
(4)计算变差
变 max 变 100 % 0.625 % 20 4
I 温度值（输出上限值 输出下限值） 4 输入上限值 输入下限值
例如,当温度为50℃时,对应的输出应为
I 50(20 4) 4 8(mA) 200 0
其余类推。
(2)算出各测试点正、反行程时的绝对误差Δ正与Δ反 ,并 算出正、反行程之差Δ变 ,分别填入下表内(计算Δ变时可 不考虑符号,取正值)。 输入信号/℃ 0 50 8 8.10 8 0 0.10 0.10 100 150 200 20 20.01 20 0 0.01 0.01
检测仪表基本知识
在化工生产中，为了有效地进行生产操作和自 动控制，需要对工艺生产中的主要参数进行自动检 测。用来检测这些参数的仪表称为化工检测仪表。
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
检测仪表的品质指标
仪表的准确度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。 准确度等级数值越小，就表征该仪表的准确度等级越高， 仪表的准确度越高。工业现场用的测量仪表，其准确度大多 在0.5级以下。 仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面 板上。
举例
如： 1.5
1.0
检测仪表的品质指标
注意
在工业上应用时,对检测仪表准确度的要求, 应根据生产操作的实际情况和该参数对整个工艺 过程的影响程度所提供的误差允许范围来确定, 这样才能保证生产的经济性和合理性。
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。
2. 数字信号
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。
3. 开关信号
用两种状态或用两个数值范围表示的不连续信号。
检测仪表与测量方法的分类
1.检测仪表的分类
检测仪表的品质指标
相对百分误差δ
max 100 % 标尺上限值 标尺下限值
允许误差
仪表允许的最大绝对误差值 允 100 % 标尺上限值 标尺下限值
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。
由于该变差数值在1.0级表允许的误差范围内, 故不影响表的准确度等级。注意若变差数值Δ变max 超过了绝对误差Δmax ,则应以Δ变max来确定仪表的 准确度等级。
(5)由计算结果可知,非线性误差的最大值Δfmax = 0.10 , 故线性度δf为
f max 0.10 f 100 % 100 % 0.625 % 仪表量程 20 4
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
直接测量
间接测量 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。
测量过程与测量误差
测量误差：由仪表读得的被测值 (测量值)与被测参 数的真实值之间的差距。
测量误差按其产生原因的不同,可以分为三类： 系统误差 疏忽误差
检测仪表与测量方法的分类
2.测量方法的分类
按照测量结果的获得过程
直接测量
间接测量
检测仪表与测量方法的分类
（1）直接测量 利用经过标定的仪表对被测参数进行测量，直接 从显示结果获得被测参数的具体数值的测量方法。 根据被测参数获得方式的不同，直接测量又有 偏差法与平衡法（零位法）之分。
除此之外,还有一种将平衡 法与偏差法结合起来的微差 法
1-2. 某台测温仪表的测温范围为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。 解:工艺上允许的相对百分误差为
允
5 100 % 0.625 % 1000 200
要求所选的仪表的相对百分误差不能大于工艺上的δ允, 才能保证测温误差不大于±5℃,所以所选仪表的准确度等 级应为0.5级。当然仪表的准确度等级越高,能使测温误差 越小,但为了不增加投资费用,不宜选过高准确度的仪表。
输出信号 正行程读数x正 4 8 12.01 16.01 20 /mA 正行程读数x反 4.02 8.10 12.10 16.09 20.01 试根据以上校验数据确定该仪表的变差、准确度等级与线性 度。
解:该题的解题步骤如下。 (1)根据仪表的输出范围确定在各温度测试点的输出标 准值x标。任一温度值的标准输出信号(mA)为
检测仪表的品质指标
6.重复性
重复性表示检测仪表在被测参数按同一方向作全量 程连续多次变动时所得标定特性曲线不一致的程度。若 标定的特性曲线一致,重复性就好,重复性误差就小。
Z max Z 100 % 仪表量程
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
检测仪表与测量方法的分类
（2）间接测量 当被测量不宜直接测量时,可以通过测量与被测 量有关的几个相关量后,再经过计算来确定被测量的 大小。
化工检测的发展趋势
1.检测技术的现代化 2.检测仪表的集成化、数字化、智能化 3.软测量技术和虚拟仪器
例题分析
1. 某台具有线性关系的温度变送器,其测温范围为 0～200℃, 变送器的输出为 4～20mA。对这台温度变送器进行校验,得 到下列数据: 输入信号 标准温度/℃ 0 50 100 150 200
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。 仪表的 反应时 间有不 同的表 示方法 当输入信号突然变化一个数值后，输出 信号将由原始值逐渐变化到新的稳态值。 仪表的输出信号由开始变化到新稳态值 的63.2％（95％）所用的时间，可用来表示 反应时间。
注意
在具体校验仪表时,为了可靠起见,应适当增加测试 点与实验次数,本例题只是简单列举几个数据说明问题罢 了。
偶然误差
测量过程与测量误差
绝对误差
xI xt
xI：仪表指示值, xt：被测量的真值
由于真值无法得到
x x0
x：被校表的读数值，x0 ：标准表的读数值 相对误差
xI xt x x0 或 x0 x0 xt
检测仪表的品质指标
1.测量仪表的准确度（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。
检测仪表的品质指标
2.检测仪表的恒定度
变差是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被 测量在仪表全部测量范围内进行正反行程（即被测参数逐渐 由小到大和逐渐由大到小）测量时，被测量值正行和反行所 得到的两条特性曲线之间的差值。
最大绝对差值 变差 100 % 标尺上限值 标尺下限值
仪表的变差不能超出仪表的允 许误差，否则应及时检修。
输出信号 正行程读数x正 4 /mA 反行程读数x反 4.02 标准值 4 绝对误差 正行程Δ正 0 /mA 反行程Δ反 0.02 正反行程之差Δ变 0.02