仪器仪表基础知识-第二节温度检测仪表
温度检测及仪表全
热电效应
1821年，德国物理学家赛贝克用两种不同金属组成闭合 回路，并用酒精灯加热其中一个接触点（称为结点)，发现放 在回路中的指南针发生偏转（说明什么?)，如果用两盏酒精 灯对两个结点同时加热，指南针的偏转角反而减小（又说明 什么？） 。
指南针的偏转说明回路中有电动势产生并有电流在回 路中流动，电流的强弱与两个结点的温差有关。
一、热电偶
（1）.热电现象及测温原理 热电偶工作原理演示
热电极A
左端称为：
测量端
A
(工作端、
热端)
B
热电势
热电极B
右端称为：
自由端
(参考端、 冷端）
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
(1).热电现象及测温原理
热电势的产生
– 不同金属具有不同的电子密度；
– 两种金属接触面因为电子的扩散作用而产 生电场；
膨胀式玻 双璃 金液 属体 : 8: 05~06~0060C0C
接触式压力式铂 蒸 液 气铑 汽 体 体
: 30 ~ 600C : 20 ~ 350C : 0 ~ 250C 铂 : 0 ~ 1600C
温度计
热 热电 电阻 偶： 镍 镍铂铬 铬:
镍硅 考铜
200 ~
: 50 ~ 1000C : 50 ~ 600C 600C、铜 : 50
三、温度测量仪表的种类
• 600ºC以上-------高温计 600ºC以下-------温度计
• 接触式、非接触式
四、温度测量的基本原理及方法
1、物体受热，体积膨胀 V--T 2、压力随温度变化 P--T 3、金属导体电阻随温度变化 R--T 4、热电效应原理 E--T 5、热辐射原理
常用温度计的种类及适用温度
仪表基础知识30915
19
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。
仪表基础知识——温度检测及仪表
1.温度检测及仪表1.1温度的表示方法1.温度温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产和科学实验中最普遍、最重要的热工参数之一。
物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关。
任何一种化工生产过程伴随着物质的物理和化学性质的改变，必然会发生能量的变换和转化。
因此，温度的测量是保证化工生产正常进行，确保产品质量和安全生产的关键环节。
温度不能直接测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特征进行间接测量。
根据热平衡原理，任意两个冷热程度不同的物体相接触，必然要发生热交换现象，当两者达到热平衡状态时，选择物体与被测物体温度相等。
通过对选择物体某一物理量（如液体的体积，导体的电量等）的测量，就可以定量地得出被测物体的温度数值。
这就是接触测温法，也可以利用热幅射原理和光学原理等进行非接触测温。
2.温标为了保证温度量值的统一和准确，应该建立一个用来衡量温度的标准尺度，简称温标。
它规定了读数的起点（零点）和测量温度的基本单位。
各种温度计的刻度数值均由温标确定。
目前国际上采用较多的温标是摄氏温标和国际温标。
我国法定温度测量单位也采用这两种温标。
在有一些国家还采用华氏温标和热力学温标。
（1）摄氏温标。
摄氏温标是将标准大气压下水的冰点定为零度，水的沸点定为100度。
在0～100间分成100等份，每一等份为1摄氏度，单位为℃。
（2）华氏温标。
华氏温标规定在标准大气压下，纯水的冰点为32度，沸点为212度，中间划分180等份，每一等份为1华氏度，单位为℉。
（3）热力学温标。
热力学温标又称开氏温标，是一种纯理论性温标。
它规定分子运动停止时的温度为绝对零度，它是以热力学第二定律为基础，与测温物体的任何物理性质无关的一种温标。
（4）国际温标。
国际温标是一种能够用计算公式表示的既紧密接近热力学温标，使用又简便的温标。
它是一个国际协议性温标。
根据国际温标规定，热力学温度是基本温度，用符号T 表示，单位为开（K）。
温度检测仪表
T T0
A
B
dT
kT e
ln
N AT N BT
k T0 e
ln
N B T0 N AT0
T T0
A
B
dT
kT e
ln
N AT N BT
k T0 e
ln
N AT0 N BT0
T T0
A B
dT
eAB T eAB T0
T
T0
B
A dT
EAB T ,T0
热电势的测量(讨论)
EAB(t,t0)=?
kT e
ln
N AT N BT
kT0 e
ln N BT0 N AT0
kT e
ln
N AT N CT
N CT N BT
kT0 e
ln
N BT0 N CT0
N CT0 N AT0
eAC T eAC T0 (eBC T eBC T0 ) E AC T ,T0 E BC T ,T0
不同型号的热电偶需要用不同的补偿导线； 热电偶和补偿导线的二个接点要保持同温； 补偿导线有正负极，分别与热电偶的正负极
相连
补偿导线合金丝
热电偶温度计 E=EK(t,tc)+EK(tc,t0)
热电偶的使用——自由端温度补偿
1、计算修正
定律3：中间温度定律—E(t,0)=E(t,t0) + E(t0,0)
一般选用一种价格比较便宜，而热电势与热 电偶的电势相近的特殊导线来代替。这种导 线为“补偿导线”。
热电偶的使用——补偿导线
现场
E=EAB(t,t0’)+EA’B’(t0’,t0)= EAB(t,t0’)+EAB(t0’,t0)=EAB(t,t0)
课件：化工仪表自动化第二讲 温度检测及仪表
③ 热电偶的热电势仅与两热电极A、B材料及端点温度t、t0有关， 而与热电极的长度、形状、粗细及沿电极的温度分布无关。因 此，同种类型的热电偶在一定的允许误差范围内具有互换性。
第二讲 温度检测及仪表
化学工业出版社
（1）插入第三种导线的问题
问题：如何来检测热电偶产生的毫伏信号呢？ 问题：接入第三种金属导线对热电偶回路中的热电势是否会产生影响呢？
热电现象
两种不同的导体或半导体连接成一个闭合回路，若两连接点温度不同， 回路中会产生热电动势。这种电势包括温差电势和接触电势。
第二讲 温度检测及仪表
二、热电偶温度计
(2) 测量原理
接触电势 温差电势
接触电势形成的过程
化学工业出版社
影响因素
两金属的材料 接触点的温度
在热电偶材料确定后，接触电势只和温度有关，故称为热电热，
2、注意极性不能接错；
3、热电偶与补偿导线连接处的温度一般不能高于100℃。
常用热电偶的补偿导线
热电偶名称
铂铑10-铂 镍铬-镍硅（镍铝） 镍铬-铜镍 铜-铜镍
补偿导线
正极
负极
材料 颜色 材料
铜 红 铜镍
铜 红 铜镍
镍铬 红 铜镍
铜 红 铜镍
颜色 绿 蓝 棕 白
工作端为100℃，冷端为 0℃时的标准热电势/mV
测温范围大，适于测温度分布，不 易受外界干扰，标定困难 破坏被测温度场，响应快
第二讲 温度检测及仪表
化学工业出版社
1.膨胀式温度计
膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。
双金属片
双金属温度信号器
1—双金属片；2—调节螺钉； 3—绝缘子；4—信号灯
第二讲 温度检测及仪表
仪表基本知识
• • • •
自动控制系统通则
• 2 自动控制系统的调试 • 控制系统调试过程中需断开控制回路中的一点，形成开环系统， 其方块图如下： • 2.1 将操作器切换到“手动”位置，全部仪表投入运行被测信号 准确无误。 • 2.2 手动操作维持工况正常 • 2.3 断开控制回路，比如断开执行器与调节机构的联系，[见上 图]使系统处于开环状态。 • 2.4 将操作器开关无扰动地切换到“自动”位置。 • 2.5 改变给定值或施加一些扰动信号[如动──动变送器内部杠杆 机构或瞬时断开调节器与执行器间的连接]。 • 2.6 检查系统各环节间信号传递的极性，检查记录、指示、报警 等仪表是否正常工作。如系统各环节工作正常，则闭合控制回路 进入下一步调节器参数整定。
仪表维护检修技术规程
• 维护检修人员应具备如下条件： • a.熟悉本规程及相应仪表的产品使用说明书或技术手 册等有关技术资料； • b.了解工艺流程及该仪表在其中的作用； • c.掌握电工技术基础、电子技术基础、化工测量仪表 及维修、化工仪表机械基础等有关方面的基础理论知 识； • d.掌握该仪表维护、检修、投运及常见故障处理的基 本技能； • e.掌握常用测试仪器和有关的标准仪器的使用方法。
仪表专业术语
• 25 气源管道 ：为气动仪表提供气源的管道。 • 26 仪表线路 ：仪表电线、电缆、补偿导线、光缆和 电缆槽、保护管等附件的总称。 • 27 电缆槽 ：敷设和保护电线电缆的槽形制成品，包 括槽体、盖板和各种组成件。 • 28 保护管 ：敷设和保护电线电缆的管子及其连接件。 • 29 回路 ：在控制系统中，一个或多个相关仪表与功 能的组合。 • 30 伴热 ：为使生产装置和仪表设备、管道中的物料 保持规定的温度，在设备、管道旁敷设加热源，进行 跟踪加热的措施。
第二章温度检测仪表
75 100 150 200 300 400 500 750 1000
安装固定装置
无固定装置 可动外螺纹 可动内螺纹 固定螺纹 固定法兰 卡套螺纹 卡套法兰
○正常工作天气条件
工作场所
温度℃
掩蔽场所
-25～+55
户外场所
-40～+85
○测量端形式
相对湿度% 5～100 5～100
○外形及尺寸
形式
ABCE L
2.1 概述---温度与温标
3）1990国际温标简介
目前采用的协议性国际实用温标是1927年开始建立的，记为ITS-27。此后大约 每隔20年进行一次重大修改，相继有1948年国际温标（ITS-48），1968年国际实用 温标（ITS－68）和1990年国际温标（ITS－90）。根据第18届国际计量大会的决议， 自1990年1月1日起世界各国开始实行90国际温标，我国是自1994年1月1日起全面实 施90国际温标。
② 定义固定温度点
90国际温标的定义固定温度点是利用一系列纯物质各相间可复现的平 衡状态或蒸汽压所建立起来的特征温度点。这些特征温度点的温度指定值 是由国际上公认的最佳测量手段测定的。90国际温标定义了17个固定温度 点，如表2.1所示。表中t90 = T90 - 273.15。
2.1 概述---温度与温标
90国际温标主要有以下几方面内容：
① 温度的表示与单位
规定热力学温度为基本温度，符号为T，单位为开尔文，符号为K。规定 水三相点热力学温度为273.16K，定义1K等于水三相点温度的1/273.16；该 温标也可用摄氏度来表示，符号为t，单位为℃，它定义为 t =T- 273.15；当 表示温度差和温度间隔时，1℃＝1K。这里所讲的摄氏度与古典的经验温标 的摄氏度是完全不同的，这里的摄氏度是由国际温标重新定义的，是以热力 学温标为基础的。
仪表专业现场仪表基础知识
现场仪表基础知识
20
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
4
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
21
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。
温度检测方法及仪表PPT课件
为7.32 mv，求被测对象的实际温度t 。
解
由分度表查得 E (20,0 ) = 0.113 mv
则 E (t, 0) = E (t, t0)+E (t0, 0) = 7.32 + 0.113
= 7.434 mv
再查分度表得其对应的被测温度t = 808℃
➢应用热电效应测温
测量原理
热电极
两种不同的金属A和B构成闭合回路 当两个接触端 T﹥ T0时，回路中会产生热电势
热电势由两种材料的接触电势和单一材料的温差电势决定
温度检测方法及仪表
闭和回路总电势
AB (t)
A (t, t0 )
A
B
B (t, t0 )
AB (t0 )
AB (t, t0 ) AB (t) B (t, t0 ) AB (t0 ) A (t, t0 )
温度检测方法及仪表
使用补偿电桥注意问题
根据各类热电偶的型号选择配套的补偿电桥 注意补偿温度的起点 在20℃平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到20℃ 在0℃平衡，须把显示仪表的机械零点预先调整到0℃ 补偿是相对的，以此有一定误差
温度检测方法及仪表
热电偶结构
为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及与保护套管之 间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐腐蚀和冲击的外保护套 管也是必不可少的。
温度检测方法及仪表
冷端温度补偿 问题引出
解决方法
热电偶的分度表所表征的是冷端温度为0℃时的 热电势-温度关系，与热电偶配套使用的显示仪 表就是根据这一关系进行刻度的。
0℃恒温法 冷端温度修正法 仪表机械零点调整法 补偿电桥法
温度检测方法及仪表
0℃恒温法
《温度检测仪表》课件
温度补偿的原理和作用
温度补偿是为了纠正温度对温度检测仪表测量结果的影响，以提高测量的准 确性和稳定性。
联动控制温度检测仪表的应用 特点
联动控制是指将温度检测仪表与其他控制设备相连接，并通过反馈控制来实 现对温度的精确控制。
影响温度检测仪表准确性的因素
• 环境温度和湿度 • 仪表自身的精度和稳定性 • 测量位置和接触方式 • 测量物体的特性和状态 • 电源稳定性和电磁干扰
温度检测仪表的可靠性和精度的区别
可靠性是指温度检测仪表在长期使用中的稳定性和准确性，而精度则描述了温度检测仪表在特定测量范 围内的准确程度。
温度检测仪表的校准方法
温度检测仪表的分类
接触式和非接触式
温度检测仪表可以根据测量方式分为接触式和非接触式两种类型。
数字式和模拟式
根据输出信号的方式，温度检测仪表可以分为数字式和模拟式两种。
便携式和固定式
根据使用方式，温度检测仪表可以分为便携式和固定式两种。
温度检测仪表的作用和意义
1 安全与控制
温度检测仪表帮助确保工业过程和设备的安全性，同时也能提供温度控制的反馈信号。
《温度检测仪表》PPT课 件
通过这个PPT课件，我们将深入了解温度检测仪表的各个方面，包括其定义、 作用和意义、基本原理、校准方法等内容。让我们一起来探索这个有趣而重 要的主题吧！
什么是温度检测仪表？
温度检测仪表是用于测量和监测物体温度的工具和设备。它们可以在各个领 域中使用，包括工业、医疗和科学研究等。
温度检测仪表的信号输出方式
1 模拟信号输出
温度检测仪表通常可以提供模拟信号输出，用于连接到其他设备或系统。
温度检测仪表介绍
（负温度系数热敏电阻 NTC ）
电阻温度系数约为铂电阻的4～9倍，且本身电阻值较高。半导体 热敏电阻的电阻-温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。
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测量原理
导体或半导体的电阻值随温度变化
T
热电阻
R
在0～630.74℃范围内，金属铂的电阻值与温度的关系为
Rt R0 [1 At Bt 2 Ct 3 ]
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热电阻温度计
应用于-200~600℃范围内的温度测量
热电阻＝电阻体（最主要部分）＋绝缘套管＋接线盒 热电阻的材料要求： 电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测 量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最 好接近于线性； 应有良好的可加工性，且价格便宜。
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常用热电阻
需冷端温度补偿,在低温 段测量精度较低
测温精度高，便于远距 离、多点、集中测量和 自动控制
不能测高温,须注意环境 温度的影响
5
温度测量仪表的精度等级和分度值
仪表名称 双金属温 度计 压力式温 度计 玻璃液体 温度计 热电阻 精度等级 分度值,℃ 仪表名称 光学高温 计 辐射温度 计（热电 堆） 部分辐射 温度计 比色温度 计 精度等级 1-1.5 1.5 分度值,℃ 5-20 5-20
-80-600
-30-600 -20-350 0-250 0-1600 0-900 0-600 -200-500 -50~150 -50~300
结构紧凑，牢固可靠
耐震，坚固，防爆，价 格低廉
精度低，量程和使用范 围有限
精度低，测温距离短， 滞后大
测温范围广，精度高， 便于远距离、多点、集 中测量和自动控制
国际实用温标 ---------是一种符合热力学温标又使用简单的温标。 最新温标是1990年国际温标 (ITS－90)
《检测仪表基本知识》PPT课件
检测仪表的品质指标
例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
如果将该仪表的去掉“±”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。
检测仪表与测量方法的分类
1、检测仪表的分类
④ 根据所测参数的不同，可分为压力（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。
⑤ 按表达示数的的方式不同，可分成指示型、记录型、讯 号型、远传指示型、累积型。
⑥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。
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
测量方法的分类
按测量结果的获得过程分类：
➢直接测量法 ➢间接测量法
直接测量：用事先分度或标定好的测量仪表，直接 读取被测量测量结果的方法。直接将被 测量与标准量进行比较。
如：
测量结果：20.1 mm
特点：简单、直观、明了、精确度较高
（1）偏差法 （2）零值法 （3）微差法
检测仪表的品质指标相对百分误差δ Nhomakorabea允许误差δ允
检测仪表的品质指标
精确度等级
仪表的允许相对百分误差去掉“±”号及“％”号
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。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。
仪表培训内容
仪表培训内容一、仪表基础知识1、仪表常用单词注释2、仪表常用缩写字母注释3、仪表常用符号说明二、压力仪表1、压力的概念2、压力的单位3、压力表4、压力开关5、压力变送器三、温度仪表1、温度的概念2、膨胀式温度计3、温度开关4、温度变送器四、流量仪表1、流量的概念2、节流孔板式流量计3、容积式流量计4、电磁流量计5、质量流量计五、现场调节仪表1、现场调节仪表组成及自动调节回路2、自力式压力调节器3、比例、积分、微分调节器4、调节阀5、阀门定位器六、井口控制盘1、井口控制盘功能2、井口控制盘控制原理3、井口控制盘控制方式4、井口控制盘控制逻辑5、井上、井下安全阀一、仪表基础知识1、仪表常用单词注释INSTRUMENT 仪表AUTOMATIC CONTROL SYSTEM 自动控制系统 CONTROL LOOP 控制网络 TAG NUMBER 标称编号 ELECTRICAL 电动的PNEUMATIC 气动的CONTROL PANEL 控制面板 MEASURE 测量INPUT/OUTPUT 输入/输出 CONTROLLER 调节器CONVERTER 转换器TRANSMITTER 变送器POSITIONER 定位器 REGULATOR 定值器CONTROL VALVE 调节阀SENSOR 检测元件 PUSH BOTTON 按钮FIRE PANEL 火灾盘 SWITCH 开关SIGNAL 信号SOLENOID VALVE 电磁阀SPRING 弹簧PISTON 活塞VENT 通气孔DETECTOR 检测器AMPLIFIER 放大器PIPE 铁管TUBE 气管POINTER 指针SET POINT 设定值ERROR 偏差ANALOG SIGNAL 模拟信号DIGITAL SIGNAL 数字信号PROPORTIONAL BAND 比例带INTEGRATE 积分DERIVATE 微分2、仪表常用缩写字母注释TEMPERATURE WELL TW 温井TEMPERATURE INDICATOR TI 温度显示器TEMPERATURE TRANSMITTER TT 温度变送器TEMP INDICATING CONTROLLER TIC 温度显示控制 TEMP CONTROL VALVE TCV 温度控制阀TEMP SWITCH HIGH HIGH TSHH 温度高高开关 TEMP SWITCH LOW LOW TSLL 温度低低开关TEMP ALARM HIGH HIGH TAHH 温度高高报警TEMP ALARM LOW LOW TALL 温度低低报警PRESSURE INDICATOR PI 压力显示PRESSURE TRANSMITTER PT 压力变送器PRESSURE INDICATING CONTROLLER PIC 压力显示控制器 PRESSURE CONTROL VALVE PCV 压力控制阀PRESSURE SWITCH HIGH/LOW PSH/L 压力高低开关PRESSURE ALARM HIGH/LOW PAH/L 压力高低报警PRESSURE SWITCH HH/LL PSHH/LL 压力高高低低开关 PRESSURE ALAEM HH/LL PAHH/LL 压力高高低低报警 PRESSURE DIF SWICH HIGH PDSH 差压高PRESSURE DIF SWICH LOW PDSL 差压低PRESSURE DIF ALARM LOW PDAL 差压低警LEVEL INDICATOR LI 液位显示LEVEL GLASS TUBE LG 液位玻璃管LEVEL TRANSMITTER LT 液位变送器LEVEL INDICATING CONTROLLER LIC 液位显示控制器 LEVEL CONTROL VALVE LCV 液位控制阀LEVEL SWITCH HIGH/IOW LSH/L 液位高低开关 LEVEL ALARM HIGH/IOW LAH/L 液位高低报警LEVEL SWITCH HH/LL LSHH/LL 液位高高低低开关 LEVEL ALARM HH/LL LAHH/LL 液位高高低低报警FLOW INDICATOR FI 流量显示变送器 FLOW TRANSMITTER FT 流量变送器FLOW INDICATING CONTROLLER FIC 流量显示控制器 FLOW CONTROL VALVE FCV 流量控制阀PRESSURE SAFETY VALVE PSV 压力安全阀SHUT DOWN VALVE SDV 关断阀EMERGENCY SHUT DOWN ESD 紧急关断MANMUL FIRE STATION MFS 火灾手动站PROGRAMA. LOGICAL CONTROLLER PLC 可编程逻辑控制器3、仪表常用符号说明MAJOR FLOW LINE 主管线PNEUMATIC SIGNAL 气信号ELECTRICAL SIGNAL 电信号CAPILLARY TUBING 毛细管HYDRAULIC SIGNAL 液压信号GATE VALVE 闸阀BALL VALVE 球阀NEEDLE VALVE 针阀CHECK VALVE 单流阀BUTTERFLY VALVE 碟阀BLOWDOWN VALVE 放空阀ANGLE VALVE 角阀CHOKE VALVE 节流阀PRE. RELIEF/SARETY VALVE 安全阀3-WAY 三通阀4-WAY 四通阀CONTROL VALVE 控制阀REGULATOR SELF-CONTROL 自力控制阀REGULATOR DIRECT CONTROL 直接式控制阀CONTROL VALVE WITH MANUAL HAND 手动复位控制阀SOLENOID VALVE 电磁阀LOCAL MOUNTED INSTRUMENT 就地安装仪表PANEL MOUNTED INSTRUMENT 中控房控制盘上(IN CENTRAL CONTROL ROOM) 正面安装的仪表MOUNTED BACK OF PANEL 中控房控制盘上 (IN CENTRAL CONTROL ROOM) 背面安装的仪表PANEL MOUNTED INSTRUMENT 就地控制盘正面安(LOCAL SKID PANEL/LOCAL CONTROL PANEL) 装的仪表MOUNTED BACK OF PANEL 就地盘背面安装 (LOCAL SKID PANEL/LOCAL CONTROL PANEL)STATUS LAMP MOUNTED IN LCP 就地控制盘状态灯STATUS LAMP MOUNTED IN CCR 中控盘状态灯CRT DISPLAY 电脑显示MASS FLOW METER 质量流量计TO SHUTDOWN SYSTEM 到关断系统FROM SHUTDOWN SYSTEM 来自关断系统二、压力仪表1、压力的概念是垂直而均匀地作用在单位面积上的力。
仪表基础知识1-温度
温度测量技术的发展历程
最早的温度计
液体温度计
最早的温度计是在1593年由意大利科学家 伽利略发明的空气温度计。
随着科学技术的发展，人们开始使用水银 或酒精等液体作为温度计的介质，这种液 体温度计至今仍在使用。
热电偶和热电阻
非接触式温度测量
随着工业生产和科学研究的需要，人们开 始使用热电偶和热电阻等传感器进行温度 测量。
医药行业
在医药行业中，玻璃温度 计用于监测药品储存和制 备过程中的温度，保证药 品质量。
热电偶温度计的应用场景
工业生产
热电偶温度计广泛应用于工业生 产中，如钢铁、石油、化工等领 域，用于监测高温设备和管道的
温度。
能源监测
在能源领域，热电偶温度计用于监 测锅炉、蒸汽管道和发电机的温度， 确保能源的高效利用。
线性校准
在多个温度点下进行校准，观察被校准仪表的读数与标准温度计的 读数是否一致。
自动校准
部分智能温度测量仪表具备自动校准功能，通过内部算法自动调整 误差。
常见故障及排除方法
读数偏差
01
可能是由于传感器老化、损坏或受磁场干扰所致，需要检查传
感器及周围环境。
显示异常
02
可能是电路板故障或显示模块损坏，需更换相应元件或维修电
热电阻温度计
总结词
热电阻温度计是一种利用金属导体电阻随温 度变化的特性测量温度的仪表。
详细描述
热电阻温度计由金属导体（如铜、镍、铂等） 和电阻丝组成，当导体受热时，其电阻值会 发生变化。通过测量电阻值的大小，可以得 知被测物体的温度。热电阻温度计具有测量 精度高、稳定性好、输出信号大等优点，但 也有响应速度较慢、易受环境影响等缺点。
随着光学和电子技术的发展，人们开始使 用红外测温仪等非接触式温度测量仪器进 行快速、准确的温度测量。
仪器仪表知识
油气生产自动化的主要内容
• 3、自动操纵及自动开停车系统 • 自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备 进行某种周期性操作。 • 自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤，将生产过程 自动地投入运行或自动停车。 • 4、自动控制系统 • 对生产中某些关键性参数进行自动控制，使它们在受到外 界干扰(扰动)的影响而偏离正常状态时，能自动地控制而 回到规定的数值范围内，为此目的而设置的系统就是自动 控制系统。
记录 联锁 报警 TRSA FRSA PRST LRSA ARSA
控制系统工艺管道及控制流程图
• 通过控制流程图 ，可以看出其上 每台仪表的测量 点位置、被测变 量、仪表功能、 段号、仪表序号 、安装位置等。
自动控制系统方块图
• 在研究自动控制系统时，为了能更清楚地表示出一个自动控制系统中各 个组成环节之间的相互影响和信号联系，便于对系统分析研究，一般都 用方块图来表示控制系统的组成。 • 每个方框表示组成系统的一个部分，称为“环节”。 • 两个方块之间用一条带有箭头的线条表示其信号的相互关系，箭头指向 方块表示为这个环节的输入，箭头离开方块表示为这个环节的输出。 • 线旁的字母表示相互间的作用信号。
后位
第一位 温度 流量 压力或真空 液位或料位 分析 TT FT PT LT AT TC FC PC LC AC TR FR PR LR AR TI FI PI LI AL TA FA PA LA AA 变送 调节 记录 指示 报警
•
指示 调节
TIC FIC PIC LIC AIC
记录 调节
TRC FRC PRC LRC ARC
采油自动化及仪器仪表知识
采油教研组
培训内容：
• • • • • • • • 一、自动化控制操作系统 二、温度检测仪表 三、压力检测仪表 四、流量检测仪表 五、含水分析仪表 六、液位检测仪表 七、执行器 八、控制器
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反应较快，测量范围较广、精度可达0.2％，便于远距 离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动 控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空 和超高压的场合。
第四节：智能型压力变送器
高可靠性的微控制器及高精度温度补偿； 将被测介质的压力信号转换成4~20mADC标准信号叠加
按仪表组合形式：可以分为 基地式仪表:将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成 一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。
单元组合仪表:以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够
独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系 而组合起来的一种仪表
转子流量计的特点：
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。 它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特 点。转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm 的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流 量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而 上地通过转子流量计。
1-节流元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计
优点:
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; 应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; 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。
缺点:
测量精度普遍偏低; 范围度窄,一般仅3:1~4:1; 现场安装条件要求高; 压损大(指孔板、喷嘴等)。
热工仪表知识
目录
第一章 测量仪表基本知识 第二章 压力测量仪表 第三章 流量测量仪表 第四章 物位测量仪表 第五章 温度测量仪表
第一章 测量仪表基本知识
第一节：热工自动化仪表的分类
1检测仪表基本知识
检测仪表的品质指标
举例
例3 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 10 % 00.8%
70 2 000
如果将该仪表的δ去掉“±பைடு நூலகம்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。
2020/3/28
★ 测量方法---按照测量方式分类
1、直接测量
用标定的仪器、仪表进行测量，从而直接测得待测量的数值 优点：测量过程简单迅速。 缺点：测量精度不高。
2、间接测量 被测量本身不易直接测量，但可以通过与被测量有一定有关系 的其他量（一个或几个），来求出被测量的数值。 例如测量某固体的密度时，可以通过称重、量出其几何尺 寸，计算出体积，再计算密度。
标尺 x x 标 上 0 尺 限 1 下 值 % 0 0 限 Sx p 1值 % 00
δ——引用误差 SP ——仪表量程
■ 最大引用误差(满度误差)—用于确定仪表的精度
m a x X Y m a x 1 0 0 % , Y Y m a x Y m in
2020/3/28
概述
4、按误差出现的原因分类
温度计、标准仪器、测试带（语音、图象） （4）、标称值 测量器具上所标定的数值。灯泡：220V100W 标称值并不一定等于他的真值或实际值
（5）、示值/测量值(X) 由测量器具指示的被测量的值。
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3、误差的表示方法
绝对误差
绝对误差指仪表指示值与被测参数真值之间的 差值，即
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仪器仪表基础知识
补偿导线法： 补偿导线的作用是将热电偶的冷端延长，使之 延长至距离热源较远的地方或温度比较稳定的地方。 A t0‘ A’ t0
t B t0‘ B’ t0
仪器仪表基础知识
例：用镍铬—镍硅热电偶测量某一实际为 1000℃的对象温度。所配用仪表在温度为 20℃的控制室里，设热电偶冷端温度为50℃。 当热电偶与仪表之间用补偿导线或普通铜导线 连接时，测得温度各为多少?又与实际温度相差 多少?
仪器仪表基础知识
温度检测仪表
仪器仪表基础知识
常见的检测仪表
温度检测仪表 压力检测仪表 流量检测仪表 物位检测仪表 机械量的测量
仪器仪表基础知识
温度的概念
温度是表示物质冷热程度的一个量，它反映 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。
仪器仪表基础知识
总电动势
△EAB（t，t0）=△ EAB（t）+△ EB （t，t0）- △ EAB（t0） - △ EA （t，t0） 温差电动势与接触电动势相比要小的多，因此在总电动势中， 接触电动势起决定性的作用，一般会忽略温差电动势的影响， 则总电动势为： △EAB（t，t0）=△ EAB（t）- △ EAB（t0）
压力式温度计是利用感温物质的压力随温度而 变化的特性工作的。当温包内的感温物质受到温 度的作用后，密闭系统内的压力发生变化，使弹 簧管的自由端产生位移。
仪器仪表基础知识
压力式温度计组成
1.温包：温包是感受被测介质温度变化的敏感元件。
2.毛细管：毛细管是由铜或钢的无缝管冷拉而成， 其作用是传递压力
3.压力计：它是用来测量压力的变化并指示被测温 度。
仪器仪表基础知识
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℃。
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2.开氏温标
开氏温标也称绝对温标，单位用K来表示， 开氏温标把冰的熔点定为273.15K，把水的沸 点定为373.15K，273.15~373.15之间划分100 等分，每一等分为1K。
各种补偿导线的正极绝缘层均为红色，可以根据负极绝缘层的颜色初步判 断补偿导线的类型
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热电偶冷端温度补偿方法 计算校正法：根据补偿原理计算修正；适用于实验室中用直 流电位差计来测温的情况。 冷端恒温法：一般仅用于实验室； 1）冰浴法 2）恒温箱法 3）恒温室法 机械调零法：用热电偶测温时，若t0=tn≠0℃，要使指示值 不偏低，可先将显示仪表指针调整到相当于热电偶冷端温 度tn的位置。应用于：一些精度要求不高、冷端温度不经 常变化的情况下 补偿电桥法：利用参比端温度补偿器产生的不平衡电势去补 偿热电偶因温度变化而引起的热电势 变化值。
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仪器仪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ基础知识
2）铜电阻
优点：价格低廉，具有较大的电阻温度系数，材料容 易提纯，具有较好的复制性，容易加工成绝缘的铜丝 ，铜的电阻值与温度的关系在测量范围内几乎是线性 的。 缺点：易氧化，氧化后即失去其线性关系。 。 工业用铜电阻温度计的使用范围：–50～150℃ 分度号： Cu50 、Cu100
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2、三线制 在热电阻的根部的一端连接一根引线，另一 端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通 常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的 影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。
仪器仪表基础知识
3.四线制
在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称 为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I， 把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引 至二次仪表。可见这种引线方式可完全消除引线 的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。
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仪器仪表基础知识
热电偶
热电偶的测温原理
热电极A
测量端 （热端或工 作端）
热电势
参比端（冷 端或自由端）
热电极B
热电效应：把两种不同材料的金属导体（或半导体）A和B 连接成闭合回路，若两个接点温度t与t0不相等，则回路中就 会产生热电动势，这一现象称为热电效应。
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温度检测仪表
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b、非接触式 ◆光纤类：光纤温度传感器、光纤辐射温度 ◆辐射式：辐射式、光学式、比色式
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膨胀式温度计 1.玻璃管温度计 液体膨胀温度计是利用液体体积随温度升高 而膨胀的原理制成的。 优点：反应迅速，结构简单，造价低廉。 缺点：易碎，只能就地读数，不能远距离 传送。
（1）温差电动势 ：
t UA(t) t0 UA(t0)
UA(t,t0)
t>t0 UA(t,t0)=UA(t)-UA(t0)
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仪器仪表基础知识
（2）接触电动势
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（3）热电偶回路的总电动势
EAB (t, t0 ) f (t ) f (t0 )
灵敏度高，价廉，适用于还原性及中性介质
特性及用途
K -200~1200℃ S B R N J
复现性好，热电势大，线性好，价廉，用途广泛 测量准确，复现性好，但价格昂贵
仪器仪表基础知识
热电偶的结构形式
普通型热电偶
普通型热电偶基本结构图
铠装热电偶
铠装热电偶
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热电偶的冷端温度补偿
冷端的温度问题 在热电偶的工作原理中，为使热电偶的总电 动势只与被测温度成单一关系，需把冷端温度固 定好，一般固定在0℃。 我们在应用热电偶时，只有把冷端温度保持 在0℃，才能得到准确的测量结果。但是在实际 生产当中，冷端是暴漏在大气环境当中的，受环 境影响较大，因此需要冷端补偿。
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例：用镍铬—镍硅热电偶测量某一实际为 1000℃的对象温度。所配用仪表在温度为 20℃的控制室里，设热电偶冷端温度为50℃。 当热电偶与仪表之间用补偿导线或普通铜导线 连接时，测得温度各为多少?又与实际温度相差 多少?
仪器仪表基础知识
补偿导线： 按照其材料性能，可分为两种： 一种是：其材料与热电偶相同，称为延伸型补偿导线，一般用于廉金属热电偶。用 X表示 另一种是：其材料不同于热电偶的热电极材料，称为补偿型补偿导线，通常适用于 贵金属热电偶和某些非标准热电偶。用C表示
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标准化热电阻
1）铂电阻
优点：铂是一种贵金属，具有准确度高、稳定性好、 性能可靠以及抗氧化性很强。在–259.3467～ 961.78℃的温域内以铂电阻温度计作为标准仪器。 缺点：铂电阻的电阻值与温度为非线性关系，电阻温 度系数α比较小，…… 。 工业用铂电阻温度计的使用范围：–200～850℃ 分度号： Pt10 、 Pt100
它与摄氏温标之间的换算：
K=273.15+T ℃
仪器仪表基础知识
3.华氏温标
单位用℉表示，它把冰的熔点定为32℉，把水 的沸点定为212℉，在32~212之间划分180等分， 每一等分为1℉。
与摄氏温度的换算关系： ℉=1.8T ℃+32
仪器仪表基础知识
1、主要温度检测方法
a、接触式 ●膨胀式：玻璃液体、双金属 ●压力式：压力式温度计 ●热电类：热电偶 ●热电阻：铂电阻、铜电阻、热敏电阻
仪器仪表基础知识
热电偶冷端温度补偿方法 计算校正法：根据补偿原理计算修正；适用于实验室中用直 流电位差计来测温的情况。 冷端恒温法：一般仅用于实验室； 1）冰浴法 2）恒温箱法 3）恒温室法 机械调零法：用热电偶测温时，若t0=tn≠0℃，要使指示值 不偏低，可先将显示仪表指针调整到相当于热电偶冷端温 度tn的位置。应用于：一些精度要求不高、冷端温度不经 常变化的情况下 补偿电桥法：利用参比端温度补偿器产生的不平衡电势去补 偿热电偶因温度变化而引起的热电势 变化值。
仪器仪表基础知识
结论：
1. 将两种不同材质的金属导线一端焊接在一起，当 首尾处于不同的温度时，则热端和冷端便产生热 电势。 2. 热电偶的总电动势只和两端的温度及所用的材质 有关，与材质的粗细长短无关。 3. 若在热电偶中加上第三种金属导线，只要第三种 导线两端的温度相同，则不改变热电偶的总电动 势。
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热电极的材质
序号 材质 1 2 3 4 5 6 7 8 铜-康铜 镍铬-康铜 镍铬-镍硅 铂铑10-铂 铂铑30~铂铑6 铂铑13—铂 镍铬硅—镍硅 铁—康铜 分度号 T E 测温范围 -200~350℃ -200~750℃ 0~1300℃ 0~1600℃ 0-1100 ℃ -40-1100 ℃ -40-750 ℃
仪器仪表基础知识
热电阻温度计一般用来测量-200~500℃的温度。 优点：测量精度高，便于远传，不需要温度补偿， 尤其是在温度比较低时，比热电偶具有较高的灵敏度 和准确度。 缺点：不能测量高温，体积大热惯性也大，并且不 能测量某一点的温度，只能测量某一区域的平均温度， 在应用时需要供电，因而在爆炸危险的生产中使用受 到限制。
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1—安全包 2—标尺 3—毛细管 4—感温包
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2.双金属温度计
它是由两种膨胀系数相差很大的金属片紧密焊 接而成，受热时由于膨胀长度不同，使金属片发生 弯曲，偏转一个角度。
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3.压力式温度计
压力式温度计主要是由温包、毛细管、弹簧 管压力计三个基本部分组成。 工作原理
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热电偶冷端温度补偿方法 计算校正法：根据补偿原理计算修正；适用于实验室中用直 流电位差计来测温的情况。 冷端恒温法：一般仅用于实验室； 1）冰浴法 2）恒温箱法 3）恒温室法 机械调零法：用热电偶测温时，若t0=tn≠0℃，要使指示值 不偏低，可先将显示仪表指针调整到相当于热电偶冷端温 度tn的位置。应用于：一些精度要求不高、冷端温度不经 常变化的情况下 补偿电桥法：利用参比端温度补偿器产生的不平衡电势去补 偿热电偶因温度变化而引起的热电势 变化值。