化工仪表及自动化第3章1

1.3332 ×10-4 9.806× 10-3 6.895× 10-3 0.1
1.0332
1.3595×103
1
1.3158×103
760
1
10.33
0.0136
14.70
1.934×10-2
1.0133
1.3332 ×10-3 0.0980 6 0.0689 5 1
水柱 （磅/ 英寸2） 巴
Байду номын сангаас
9.806×103 6.895×103 1×105
10
第一节 概述
例2 某台测温仪表的测温范围为０～1000℃。根据工艺要求， 温度指示值的误差不允许超过±７℃，试问应如何选择仪表 的精度等级才能满足以上要求？ 解 根据工艺上的要求，仪表的允许误差为
工艺
7 100 % 0.7% 1000 0
如果将仪表的允许误差去掉“±”号与“％”号，其 数值介于0.5～1.0之间，如果选择精度等级为1.0级的仪表， 其允许的误差为±1.0％，超过了工艺上允许的数值，故应 选择0.5级仪表才能满足工艺要求。
14
第一节 概述
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， 往往用分辨力表示。
软测量技术的发展 现代传感器技术的发展
4
第一节 概述
用来检测这些参数的技术工具称为检测仪表。
用来将这些参数转换为一定的便于传送的信号的仪表通 常称为传感器。 当传感器的输出为单元组合仪表中规定的标准信号时， 通常称为变送器。
5
第一节 概述
一、测量过程与测量误差
测量过程在实质上都是将被测参数与其相应的测量单 位进行比较的过程，而测量仪表就是实现这种比较的工具。
7
第一节 概述
二、仪表的性能指标
1. 精确度（简称精度） 两大影响因素 绝对误差和仪表的测量范围
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。
相对百分误差δ

max 100 % 测量范围上限值 测量范围下限值
化工仪表及自动化
第三章 检测仪表与传感器
内容提要
概述
测量过程与测量误差 仪表的性能指标 工业仪表的分类
压力检测及仪表
压力单位及测压仪表 弹性式压力计 电气式压力计 智能型压力变送器 压力计的选用及安装
1
内容提要
流量检测及仪表
概述 差压式流量计 转子流量计 椭圆齿轮流量计 涡轮流量计 电磁流量计 漩涡流量计 质量流量计
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第一节 概述
2.变差
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最大偏差。
变差
最大绝对差值 100 % 测量范围上限值 测量范围下限值
图3-1 测量仪表的变差
1.450×10-4
1×10-5
兆帕
工程大 气压
1×106
9.807×104
1
9.807× 10-2
10.197
1
9.869
0.9678
7.501 ×103
735.6
1.0197 ×102
10.00
1.450×102
14.22
10
0.9807
物理大 气压
汞柱
1.0133×105
1.3332×102
0.10133
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表3-1 各种压力单位换算表
压力单 位 帕/Pa 兆帕/ MPa 工程大气压/ (kgf/cm2) 物理大气压/ atm 汞柱/ mmHg 水柱/ mH2O （磅/英寸2）/ （1b/in2） 巴/bar
帕
1
1×106
1.0197×105
9.869×10-6
7.501 ×10-3
1.0197 ×10-4
允许误差
允
仪表允许的最大绝对误差值 100 % 测量范围上限值 测量范围下限值
8
第一节 概述
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。
15
第一节 概述
4.分辨率
对于数字式仪表，分辨力是指数字显示器的最末位数字 间隔所代表的被测参数变化量。 不同量程的分辨力是不同的，相应于最低量程的分辨力 称为该表的最高分辨力，也叫灵敏度。通常以最高分辨力 作为数字电压表的分辨力指标。分辨率与仪表的有效数字 位数有关。
16
第一节 概述
5.线性度
18
第一节 概述
三、工业仪表的分类 1. 按仪表使用的能源分类
气动仪表、电动仪表、液动仪表
常用
优点
以电为能源，信号之间联系比较方便，适宜于 远距离传送和集中控制；便于与计算机联用；现 在电动仪表可以做到防火、防爆，更有利于电动 仪表的安全使用。 一般结构较复杂；易受温度、湿度、电磁场、 放射性等环境影响。
11
第一节 概述
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。 精度等级数值越小，就表征该仪表的精确度等级越高， 也说明该仪表的精确度越高。0.05级以上的仪表，常用来作 为标准表；工业现场用的测量仪表，其精度大多在0.5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
2
内容提要
物位检测及仪表
概述 差压式液位变速器 电容式物位传感器 核辐射物位计 称重式液罐计量仪
温度检测及仪表
温度检测方法 热电偶温度计 热电阻温度计 电动温度变送器
3
内容提要
一体化温度变送器 智能式温度变送器 测温元件的安装
现代检测技术与传感器的发展
22
第一节 概述
单元组合仪表是将对参数的测量及其变送、显示、 控制等各部分，分别制成能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）。 这些单元之间以统一的标准信号互相联系，可以根据 不同要求，方便地将各单元任意组合成各种控制系统， 适用性和灵活性都很好。 注意 化工生产中的单元组合仪表有电动单元组合仪表和气 动单元组合仪表两种。国产的电动单元组合仪表简称 DDZ仪表；气动单元组合仪表简称QDZ仪表。
0.1000 0.07031 1.0197
0.09678 0.06805 0.9869
73.55 51.71 750.1
1 0.7031 10.197
1.422 1 14.50
26
第二节 压力检测及仪表
在压力测量中，常有表压、绝对压力、负压或真空度之分。
p表 大气压力线
p表压 p绝对压力 p大气压力
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第二节 压力检测及仪表
一、压力单位及测量仪表
压力是指均匀垂直地作用在单位面积上的力。
F S 式中，p表示压力；F表示垂直作用力；S表示受力面积。 p
压力的单位为帕斯卡，简称帕（Pa）
1Pa 1 N m 2
1MPa 110 6 Pa
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第二节 压力检测及仪表
为了使大家了解国际单位制中的压力单位（Pa或 MPa）与过去的单位之间的关系，下面给出几种单位之 间的换算关系表。
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第一节 概述
6.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。
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缺点
第一节 概述
2. 按信息的获得、传递、反映和处理的过程分类
检测仪表 显示仪表 作用是获取信息，并进行适当的转换。 作用是将由检测仪表获得的信息显示出来。
集中控制装置 包括各种巡回检测仪、巡回控制仪等。 控制仪表 执行器 可以根据需要对输入信号进行各种运算。 可以接受控制仪表的输出信号或直接来自操作 员的指令，对生产过程进行操作或控制。
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缺点
第二节 压力检测及仪表
2.弹性式压力计 它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。 3.电气式压力计 它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量（如 电压、电流、频率等）来进行测量的仪表。
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第二节 压力检测及仪表
4.活塞式压力计 它是根据水压机液体传送压力的原理，将被测压力转 换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量的。 优点 测量精度很高，允许误差可小到0.05%～0.02%。
1.0
12
第一节 概述
小结 根据仪表校验数据来确定仪表精度等级和根据工艺要求 来选择仪表精度等级，情况是不一样的。根据仪表校验数据 来确定仪表精度等级时，仪表的允许误差应该大于（至少等 于）仪表校验所得的相对百分误差；根据工艺要求来选择仪 表精度等级时，仪表的允许误差应该小于（至多等于）工艺 上所允许的最大相对百分误差。