第3章检测仪表与传感器-温度检测

合集下载

第三章压力检测仪表

mm m dyn/cm2 lb/in2
常见压力传感器外形
工业压力变送器数字压力变送器通用压力变送器隔离压力变送器高温压力变送器隔离压差变送器隔离液位变送器微压变送器电容压力变送器隔膜压力变送器绝压变送器双膜压差变送器
微型探针压力计暖风空调压力计湿式压力变送器本安压力变送器
§3.1 概述一、测量过程与测量误差
1.测量过程：不论检测方法和仪表结构多么不同，测量的实质都是将被测参数与其所对应的测量单位进行比较的过程，而测量仪表是实现这种比较的工具。尽管测量原理各式各样，但都是将被测参数经过一次或多次能量的转换，最终获得一种便于显示和传递的信号形式的过程。例如：采用热电偶进行温度的测量（温度－> 电流信号－>毫伏测量表指针偏转－>与温度标尺进行比较）
示值之比，即：Y= Δ/ X0=(X-X0)/X0
二、检测仪表的性能指标
1. 准确度与允许误差
• 准确度（精度）：反映测量值与其真值的接近程度；
• 仪表的精度不仅与绝对误差（通常指各测量点绝对误差中的最大值）有关，而且与仪表的测量范围有关，因此，工业中不是用绝对误差来表示精度，而是用相对百分误差δ或者允许误差δ允来表示， δ允越大，精度越低，反之，精度越高。
OEM血压计
OEM压力芯片
压力计的分类与工作原理
工业压力计通常按敏感元件的类型及转换原理的不同进行分类： • 液柱式压力计 • 活塞式压力计 • 弹性式压力计 • 电气式压力计
1. 液柱式压力计
测量原理：根据流体静力学原理，将被测压力转换为液柱高度的测量。即：P=ρgh 所以： h=P / ρg
该类传感器利用电阻应变原理构成。（金属、半导体应变片两类）（1）当应变片产生压缩应变时，其阻值减小；（2）当应变片产生拉伸应变时，其阻值增加。应变片式压力计将应变片阻值的变化，通过桥式电路转换成相应的毫伏级电势输出，并用毫伏计或其他仪表显示出被测压力的大小。

检测仪表与传感器

检测仪表与传感器1. 引言在工业生产和科学研究中，检测仪表与传感器是不可或缺的设备。

它们能够测量和监测各种物理量，为我们提供准确的数据，以便进行分析、判断和决策。

本文将介绍检测仪表与传感器的基本原理、常见类型和应用领域。

2. 检测仪表与传感器的基本原理2.1 仪表的基本原理检测仪表是一种能够将被测量的物理量转换为人类可以理解的形式的设备。

它通常由传感器、信号转换和显示器组成。

传感器用于测量物理量，信号转换器将传感器输出的信号转换为可读取的电信号，显示器用于显示结果。

2.2 传感器的基本原理传感器是检测仪表中最重要的组件之一，它能够将各种物理量转换为电信号。

传感器的工作原理根据不同的物理量有所不同。

常见的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光电传感器等。

3. 常见的检测仪表与传感器类型3.1 温度传感器温度传感器是最常见的传感器之一。

它根据物质的热膨胀原理来测量温度。

常见的温度传感器包括热电阻、热电偶和半导体温度传感器。

3.2 压力传感器压力传感器用于测量气体或液体的压力。

常见的压力传感器有压阻式传感器、电容式传感器和压电传感器等。

3.3 湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度，它可以帮助我们了解环境湿度的变化。

常见的湿度传感器有电容式湿度传感器、电阻式湿度传感器和超声波湿度传感器。

3.4 光电传感器光电传感器用于检测光的强度和光的位置。

它通常由发光二极管和光敏电阻组成。

光电传感器在自动化和机器人技术中广泛应用。

4. 检测仪表与传感器的应用领域4.1 工业自动化在工业生产过程中，检测仪表与传感器可以用于监测温度、压力、湿度等参数，以实现自动控制和监测。

它们可以保证生产环境的安全和稳定。

4.2 环境监测检测仪表与传感器在环境监测中发挥重要作用。

它们可以测量空气中的温度、湿度、气体浓度等参数，帮助我们了解环境的变化和污染程度。

4.3 医疗设备在医疗设备中，检测仪表与传感器被广泛应用于测量体温、血压、脉搏等生理指标，为医生和护士提供准确的数据，以便进行诊断和治疗。

化工仪表自动化【第三章】概述及压力检测及仪表

3.1 概述
测量工具不够准确
测量者的主观性
周围环境的影响等
3.1 概述
1.测量误差的定义由仪表读得的被测值与被测量真值之间的差距。 2.测量误差的表示方法
绝对误差
相对误差
xi：仪表指示值, xt：被测量的真值由于真值无法得到 x：被校表的读数值， x x0 x0 ：标准表的读数值
导体也有霍尔效应，不过它们的霍尔电势远比半导体的霍尔电势小得多。
3.2 压力检测及仪表
将霍尔元件与弹簧管配合，就组成了霍尔片式弹簧管压力传感器，如图3-10所示。当被测压力引入后，在被测压力作用下，弹簧管自由端产生位移，因而改变了霍尔片在非均匀磁场中的位置，使所产生的霍尔电势与被测压力成比例。利用这一电势即可实图3-10 霍尔片式压力传感器现远距离显示和自动控制。
将检测的参数转换为一定的便于传送的信号的仪表
变送器
传感器的输出为单元组合仪表中规定的标准信号
3.1 概述
测量过程的实质：将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。测量仪表：将被测参数经过一次或多次的信号能量变换，最终获得一种便于测量的信号能量形式，并由指针位移或数字形式显示。
第三章检测仪表及传感器 3.2 压力检测及仪表
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.压力的单位
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 m2
1MPa 1106 Pa
3.2 压力检测及仪表
工程上除了（帕）外使用的压力单位还有：工程大气压、物理大气压、汞柱、水柱等。帕与汞柱和物理大气压的换算关系为：

化工仪表及自动化复习

第一章自动控制系统基本概念第一节自动控制系统的基本组成及表示形式液位自动控制的方框图方框图中， x 指给定值；z 指输出信号；e 指偏差信号；p 指发出信号；q 指出料流量信号；y 指被控变量；f 指扰动作用（主要是进料量的变化，注意：此为对液位控制而言）。

当x 取正值，z取负值，e= x- z，负反馈。

其他控制系统用同一种形式的方框图可以代表不同的控制系统当进料流量或温度变化等因素引起出口物料温度变化时，可以将该温度变化测量后送至温度控制器TC。

温度控制器的输出送至控制阀，以改变加热蒸汽量来维持出口物料的温度不变。

小结:自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统。

举例：乙烯生产过程中脱乙烷塔的工艺管道及控制流程图第二节自动控制系统的基本组成及表示形式T 温度，P 压力（真空度），L 物位，F 流量I 指示，R 记录，A 报警，C 控制（调节）塔顶的压力控制系统中的PIC-207，PIC的组合就表示一台具有指示功能的压力控制器。

LIC-201是一台具有指示功能的液位控制器。

FRC-210表示一台具有记录功能的温度控制器。

PIC-207表示压力指示调节仪表，该仪表为就地安装，工段号为2，仪表序号为07。

第三节自动控制系统的分类1.定值控制系统：被控变量的给定值不变2.随动控制系统（自动跟踪系统）：给定值随机变化第四节自动控制系统的过渡过程和品质指标控制系统的过渡过程：系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。

当干扰作用于对象，系统输出y发生变化，在系统负反馈作用下，经过一段时间，系统重新恢复平衡。

常用的是阶跃干扰。

采用阶跃干扰的优点：这种形式的干扰比较突然、危险，且对被控变量的影响也最大。

如果一个控制系统能够有效地克服这种类型的干扰，那么一定能很好地克服比较缓和的干扰。

这种干扰的形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。

举例：某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示。

16化工仪表及自动化复习

后
性质
第三章检测仪表与传感器
概述一、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。
测量误差通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。
二、仪表的性能指标
1. 仪表的精确度（精度）
两大影响因素绝对误差和仪表的测量范围
允许误差仪表允许的最大绝对误差 d允 = ± 仪表上限值 - 仪表下限值
4 K BQ EX = = KQ D
图15 电磁流量计原理
感应电势与流量成线性关系
七、漩涡流量计（涡街流量计）
图16
卡曼涡街
(a)圆柱涡街； (b)三角柱涡街
漩涡流量计是利用有规则的漩涡剥离现象来测量流体流量的仪表，可用来测量各种流体的流量。
八、质量流量计
1.直接式质量流量计科氏力流量计的测量原理是基于流体在振动管中流动时，将产生与质量流量成正比的科里奥利力。质量流量
二、电容式物位传感器
测量原理通过测量电容量的变化可以用来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。
当 D 和 d 一定时，电容量 C 的大小与极板的长度 L 和介质的介电常数ε的乘积成比例。
图8 电容器的组成 1—内电极；2—外电极
三、核辐射物位计
射线的透射强度随着通过介质层厚度的增加而减弱，具体关系见下式。
定义
1. 该仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5Pa至 5×102MPa的压力，允许误差可至0.2％；优点 2. 由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业控制机联用。
三、几种常见的传感器或变送器：
1.霍尔片式压力传感器压力位移电势

检测仪表与传感器习题解答

第3章检测仪表与传感器3-1 什么叫测量过程解测量过程就是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程3-5某一标尺为0~1000℃的温度仪表出厂前经校验，其刻度标尺上的各点测量结果分(2)确定该温度仪表的精度等级；(3)如果工艺上允许的最大绝对误差为?8C，问该温度仪表是否符合要求+(2)仪表误差：%6.0%10010006±=⨯±=δ，仪表的精度等级应定为1.0级；(3)仪表的基本误差：?m=1000?(?1.0%)=?10℃,该温度仪表不符合工艺上的误差要求。

(2)问该压力表是否符合1．0级精度（2）仪表误差：%5.0%10010005.0±=⨯±=δ；但是，由于仪表变差为1.2%>1.0%，所以该压力表不符合1.0级精度。

3-7．什么叫压力表压力、绝对压力、负压力(真空度)之间有何关系解（1）工程上的压力是物理上的压强，即P=F/S（压强）。

（2）绝对压力是指物体所受的实际压力；表压力=绝对压力?大气压力；负压力（真空度）=大气压力?绝对压力3-10．作为感受压力的弹性元件有哪几种解弹簧管式弹性元件、薄膜式弹性元件（有分膜片式和膜盒式两种）、波纹管式弹性元件。

3-11．弹簧管压力计的测压原理是什么试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程。

解：（1）弹簧管压力计的测压原理是弹簧管受压力而产生变形，使其自由端产生相应的位移，只要测出了弹簧管自由端的位移大小，就能反映被测压力p的大小。

（2）弹簧管式压力计的主要组成：弹簧管（测量元件），放大机构，游丝，指针，表盘。

（3）弹簧管压力计测压过程为：用弹簧管压力计测量压力时，压力使弹簧管产生很小的位移量，放大机构将这个很小的位移量放大从而带动指针在表盘上指示出当前的压力值。

3-14电容式压力传感器的工作原理是什么有何特点解见教材P.54~P?55。

当差动电容传感器的中间弹性膜片两边压力不等时，膜片变形，膜片两边电容器的电容量变化（不等），利用变压器电桥将电容量的变化转换为电桥输出电压的变化，从而反映膜片两边压力的差异（即压差）。

第3章第5节温度检测及仪表

热电偶温度计测温系统示意图 1—热电偶；2—导线；3—测量仪表
7
热电偶示意图
(1)热电现象及测温原理
热电现象
接触电势形成的过程
左图闭合回路中总的热电势
E t, t0 e AB t e AB t0
热电偶原理
8
或
E t, t0 e AB t eBA t0
结构简单、不怕震动、具有精度低、测量距离较远时 ,仪防爆性、价格低廉、能记录、表的滞后性较大、一般离开测量点不超过 10米报警与自控测量精度高 ,便于远距离、多点、集中测量和自动控制结构复杂、不能测量高温 ,由于体积大 ,测点温度较困难
0 ～500（-50 ～ 600）液体型 0 ～100（-50 ～ 200）蒸汽型 -150 ～500（-200 ～ 600）铂电阻 0 ～100（-50 ～ 150）铜电阻 -50 ～150（180）镍电阻 -100 ～200（300）热敏电阻 -20 -50 -40 -40 ～1300（1600）铂铑10-铂～1000（1200）镍铬-镍硅～800（900）镍铬-铜镍～300（350）铜-铜镍
17
(4)热电偶的构造及结构形式
热电极绝缘管
保护套管
接线盒
热电偶的结构
18
2.补偿导线
采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这既能保证热电偶冷端温度保持不变，又经济。它也是由两种不同性质的金属材料制成，在一定温度范围内（0～100℃）与所连接的热电偶具有相同的热电特性，其材料又是廉价金属。见左图。
5
双金属温度计
双金属温度信号器双金属片 1—双金属片；2—调节螺钉； 3—绝缘子；4—信号灯
5

允许误差和精度等级1

最大绝对差值
（六）线性度(非线性误差)
被测变量
仪表输出
f

f max 仪表量程

100%
理论实际
f m ax
被测变量
（七）反应时间：它反应了仪表动态特性的好坏。三、工业仪表的分类
1、按仪表使用的能源来分：气动仪表、电动仪表、液动仪表。
2、按信息的获取、传递、反映和处理的过程来分类。
小结第三章检测仪表与传感器第一节自动检测仪表的原理性组成第二节仪表的性能指标第三节压力检测及仪表第四节流量检测及仪表第五节物位检测及仪表第六节温度检测及仪表第一节自动检测仪表的原理性组成从其各部分作用入手来剖析仪表的原理性组成中间部件显示器被测参数参数显示传感器一传感器它的作用是感受被测参数的变化并发出与之相适应的信号要求具有高准确性高稳定性高灵敏性它的作用是直接将传感器一次仪表发出的信号按规定的规范要求传输给显示器二次仪表
3、仪表精度等级：是按国家统一规定的允许误差的大小划分成的等级。
仪表的精度等级在数值上为仪表的允许误差去掉 “±”号及“％”号后的数值。（四）仪表的灵敏度与刻度分格标准
仪表指针的线位移或角位移△α与引起此位移的被测参数的变化△X之比即为仪表灵敏度，即 S= 。
x
（五）指示变差
变差 x正 -x反 max 100﹪
正压室
平称重物的方法，通过所加砝
A 负压室
码的质量测得F的大小。
P2
5.电容式压力变送器电容式压力变送器是利用中心感应膜片和两边弧形固定电极形成的二个电容器，将压力的变化转换成电容量的变化，然后进行测量的。
如图 1.中心感应膜片 2.固定电
1
极 3.隔离膜片 4.填充液（硅油）

化工仪表及自动化答案(第五版终极版)

答：主要由测量与变送器、自动控制器、执行器、被控对象组成。

答：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或者机器叫被控对象。

生产过程中所要保持恒定的变量，在自动控制系统中称为被控变量。

工艺上希翼保持的被控变量即给定值。

具体实现控制作用的变量叫做控制变量。

答：系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。

负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量， y 受到干扰的影响而升高时，惟独负反馈才干使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。

Tsp - 干扰 T控制器执行器反应器x e p qZ温度测量变送被控对象：反应器被控变量：反应温度控制变量：冷却水流量：干扰变量 A、B 的流量、温度。

当被控变量反应温度上升后，反馈信号升高，经过比较使控制器的偏差信号 e 降低。

此时，控制器将发出信号而使控制阀的开度变大，加大冷却水流量，从而使被控变量下降到 S.P。

所以该温度控制系统是一个具有反馈的闭环系统。

当反应器的温度超过给定值时，温度控制器将比较的偏差经过控制运算后，输出控制信号使冷却水阀门开度增大，从而增大冷却水流量，使反应器内的温度降下来。

这样便可以通过控制作用克服干扰作用对被控变量的影响。

系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程。

非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程。

答：自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或者频率。

影响因素有被控对象的额性质，自动化装置的选择和调整。

描述对象特性的参数有放大系数K、时间常数 T、滞后时间г物理意义： K：反应的是对象处于稳定状态下的输出变化量和输入变化量之间的关系。

T：系统在受到阶跃输入作用后输出达到稳定值的 63.2%所需时间系统受到输入作用后，输出保持初始速度变化，达到稳定值所需时间。

检测仪表与传感器_化工仪表

1.0 1.5
也有以
±0.2％FS
等形式写出
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，仪表精确度越高。
精度等级数值小于等于0.05的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数值一般大于等于0.5。 10
检测仪表的主要性能指标
☆☆仪表的精确度等级☆☆
例1：某压力变送器测量范围为0～400kPa，在校验该变送器时测得的最大
0.5 *100% 1.25% 40 0
因此该流量计必须选择1.0级的流量计
结论：
工艺要求的允许误差 ≥
仪表的允许误差 ≥
11
校验所得到的相对百分误差
检测仪表的主要性能指标
☆☆仪表的精确度等级☆☆
例3：某被测温度信号在70～80℃范围内变化，工艺要求测量误差不超过±1％，现有两
台温度测量仪表，精度等级均为0.5级，其中一台仪表的测量范围是0～100℃，另一台仪表的测量范围是0～200℃，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。
3.1.1 检测过程与测量误差
检测
过程
被测对象
参数检测就是用专门的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值。
被测传感器变送器显示、控制仪表 (装置)
变量
参数检测的基本过程
℃ 被测量 Pa m …… 传感器 mV Hz uA …… 微弱信号非线性 1～5VDC 变送器 4～20mA 0～10mA …… 标准信号
解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：|△max|＝80×1％＝0.8℃ 测量范围为0～100℃的仪表的最大允许绝对误差为：|△max|1＝100×0.5％＝0.5℃ 测量范围为0～200℃的仪表的最大允许绝对误差为：|△max|2＝200×0.5％＝1.0℃

物联网技术-第3章传感器及检测技术

• 1．传感器在工业检测和自动控制系统中的应用
– 在石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业中，传感器在各自的工作岗位上担负着相当于人们感觉器官的作用，它们每时每刻地按需要完成对各种信息的检测，再把大量测得的信息通过自动控制、计算机处理等进行反馈，用以进行生产过程、质量、工艺管理与安全方面的控制。
• （2）传感器的校准 • 传感器需定期检测其基本性能参数，判定是否可以继续使用，如能继续使用，则应对其有变化的主要指标（如灵敏度）进行数据修正，确保传感器的测量精度的过程，称为传感器的校准。校准与标定的内容是基本相同的。
3.1.2 传感器的分类
• 传感器的种类繁多，往往同一种被测量可以用不同类型的传感器来测量，而同一原理的传感器又可测量多种物理量，因此传感器有许多种分类方法。常用的分类方法有： • 1．按被测量分类:被测量的类型主要有：①机械量，如位移、力、速度、加速度等；②热工量，如温度、热量、流量（速）、压力（差）、液位等；③物性参量，如浓度、粘度、比重、酸碱度等；④状态参量，如裂纹、缺陷、泄露、磨损等。 • 2．按测量原理分类:按传感器的工作原理可分为电阻式、电感式、电容式、压电式、光电式、磁电式、光纤、激光、超声波等传感器。现有传感器的测量原理都是基于物理、化学和生物等各种效应和定律，这种分类方法便于从原理上认识输入与输出之间的变换关系，有利于专业人员从原理、设计及应用上作归纳性的分析与研究。
3.1 传感器概述
• 目前，人类已进入了科学技术空前发展的信息社会时代。在这个瞬息万变的信息社会里，传感器为人类敏感地检测出形形色色的有用信息，充当着电子计算机、智能机器人、自动化设备、自动控制装置的“感觉器官”。如果没有传感器将各种各样的形态各异的信息转换为能够直接检测的信息，现代科学技术将是无法发展的。显而易见，传感器在现代科学技术领域占有极其重要的地位。

化工仪表及自动化第3章第二节压力检测及仪表

1—测量膜片；2—轴封膜片；3—主杠杆；4—矢量机构 5—量程调整螺钉；6— 连杆；7—副杠杆；8—检测片（衔铁）；9—差动变压器；10—反馈动圈； 11—放大器；12—调零弹簧；13—永久磁钢
46
第二节压力检测及仪表
该变送器是按力矩平衡原理工作的。根据主、副杠杆的平衡条件可以推导出被测压力p与输出信号I0的关系。
36
第二节压力检测及仪表
三、电气式压力计
定义
电气式压力计是一种能将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。
优点
1. 该仪表的测量范围较广，分别可测7×10-5Pa至 5×102MPa的压力，允许误差可至0.2％；
2. 由于可以远距离传送信号，所以在工业生产过程中可以实现压力自动控制和报警，并可与工业控制机联用。
图3-12 压阻式压力传感器
1—基座；2—单晶硅片； 3—导环；4—螺母；5—密
封垫圈；6—等效电阻
44
第二节压力检测及仪表
4.力矩平衡式压力变送器力矩平衡式压力变送器是一种典型的自平衡检测仪表，
它利用负反馈的工作原理克服元件材料、加工工艺等不利因素的影响，使仪表具有较高的测量精度（一般为0.5 级）、工作稳定可靠、线性好、不灵敏区小等一系列优点。
当主杠杆平衡时，应有
Fili F1l2
（3-14）

式中，l1、l分2 别为Fi、F1离支点O1的距离。
将式（3-13）代入式（3-14），有
F1
l1 l2
fp K1 p
式中,
K1
l为1 f一比例系数。
l2
47
（3-15）
第二节压力检测及仪表
而 F2 F1 tan K1 p tan

化工仪表及自动化总复习及答案(吉珠专用)

化工仪表及自动化总复习第一章自动控制系统基本概念一、基本要求1. 掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系；2. 掌握自动控制系统中常用术语，了解方块图的意义及画法；3. 掌握管道及控制流程图上常用符号的意义；4. 了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义；5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。

二、常用概念1. 化工自动化的主要内容:自动检测，自动保护，自动操纵，自动控制系统2. 自动控制系统的基本组成: 被控对象和自动化装置（测量元件与变送器、控制器、执行器）。

3. 被控对象：对其工艺参数进行控制的机器或设备4. 被控变量：生产过程需保持恒定的变量5. 操纵变量：具体实现控制作用的变量6. 干扰作用：在生产过程中引起被控变量偏离给定值的外来因素7. 设定值：被控变量的期望值，可固定也可以按程序变化8. 偏差：给定值与测量值之间的差值9. 闭环系统：系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系统10.开环系统：系统的输出被反馈到输入端，执行器只根据输入信号进行控制的系统11. 控制系统的过渡过程:系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程12. 反馈:把系统的输出直接或经过一些环节后送到输入端，并加入到输入信号中的方法13. 负反馈：反馈信号的作用方向与给定信号相反，即偏差信号为两者之差（e=x—z）14. 正反馈：反馈信号的作用方向与原来的信号相同，使信号增强（e=x+z）三、问答题1. 控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。

答：定值控制系统：给定值为常数随动控制系统：给定值随机变化程序控制系统：给定值按一定时间程序变化2.在阶跃扰动作用下，控制系统的过渡过程有哪几种形式? 其中哪些形式能基本满足控制要求？答：1.非周期衰减过程2.衰减振荡过程3.等幅振荡过程4.分散振荡过程1,2能基本满足控制要求，但1进程缓慢，只用于系统不允许震振荡时3. 试述控制系统衰减振荡过程的品质指标及其含义。

化工仪表及自动化第3章流量检测仪表

2
第三节流量检测及仪表
质量流量M
M Q 或
体积流量Q
Q M

t
如以 t 表示时间，则流量和总量之间的关系是
Q总 Qdt,
0 t
M 总 Mdt
0
流量计：测量流体流量的仪表。计量表：测量流体总量的仪表。
由于气体是可压缩的，流体的体积会受工况的影响，为了便于标态下的体积流量比较，工程上通常把工作状态下测得的体积流量换算成标准状态（温度为20℃，压力为一个标准大气压）下的体积流量。标准状态下的体积流量用qvn表示，单位为Nm3/s。
流量测量的。
通常是由能将被测流量转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对应的流量值显示出来的差压计以及显示仪表所组成。
8
第三节流量检测及仪表节流式流量计
9
第三节流量检测及仪表一体化差压式流量计
10
第三节流量检测及仪表
节流孔板与节流装置
11
第三节流量检测及仪表
1.节流现象与流量基本方程式（1）节流现象流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前
45° 45°
1—节流装置；2—引压导管； 3—差压变送器； 4—贮液罐；5—排放阀
(b)气体
图3-23 测量气体流量时的连接图
32
第三节流量检测及仪表
③ 测量蒸汽的流量时，要实现上述的基本原则，必须解决蒸汽冷凝液的等液位问题，以消除冷凝液液位的高低对测量精度的影响。常见的接法见图3-24所示。
引压管内径与引压管长度
引压管内径 mm 引压管长度 m
＜1.6
1.6～4.5
4.5～9
被测介质水、水蒸气、干气体 7～9 10 13

何道清《仪表与自动化》第二版课后答案

《仪表与自动化》第二版第1章自动控制系统基本概念1-3自动控制系统主要由哪些环节组成？解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。

1-5题1-5图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。

试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。

题1-5图加热器控制流程图解PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。

1-7 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？解测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。

1-8．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质？解：被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。

被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。

控系统通常用该变量的名称来称呼，如温度控制系统，压力制系统等。

给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。

它可以是恒定的，也可以是能按程序变化的。

操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节（操纵）的变量。

或实现控制作用的变量。

操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。

1-11题l-11图所示为一反应器温度控制系统示意图。

A、B两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。

《传感器与检测技术》温度测量实验报告

《传感器与检测技术》温度测量实验报告课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型实验项目名称：温度测量一、实验目的：了解热电偶测量温度的性能与应用范围。

二、基本原理：热电偶测温原理是利用热电效应。

当两种不同的金属组成回路，如两个接点有温度差，就会产生热电势，这就是热电效应。

温度高的接点称工作端，将其置于被测温度场，以相应电路就可间接测得被测温度值，温度低的接点就称冷端（也称自由端），冷端可以是室温值或经补偿后的 0ºC、25ºC。

冷热端温差越大，热电偶的输出电动势就越大，因此可以用热电动势大小衡量温度的大小。

常见的热电偶有 K（镍铬-镍硅或镍铝）、E（镍铬-康铜）等，并且有相应的分度表即参考端温度为 0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表，可以通过测量热电偶输出的热电动势再查分度表得到相应的温度值。

热电偶分度表是定义在热电偶的参考端为 0℃时热电偶输出的热电动势与热电偶测量端温度值的对应关系。

热电偶测温时要对参考端进行补偿，计算公式：E(t,to)=E(t,to′）+E（to′，to）式中：E(t，to）是热电偶测量端温度为 t，参考端温度 to=0℃时的热电动势值； E（t，to′）是热电偶测量温度 t，参考端温度为 to′不等于 0℃的热电动势； E（to′，to）是热电偶测量端温度为 to′，参考端温度为 to=0℃的热电动势。

三、需用器件与单元：K 型、E 型热电偶、温度测量控制仪、温度源、差动放大器、电压表、直流稳压电源+15V。

四、实验步骤：1、将温控表上的“加热”和“冷却”拨到内控，将 K、E 热电偶插到温度源的插孔中，K 型的自由端接到温度控制仪上标有传感器字样的插孔中。

然后将温度源的航空插头插入实验箱侧面的航空插头，将实验箱的+15V 电压、地接到温度源的 2-24V 上，将实验箱的多功能控制器 D0 两端接到温度源的风机电源 Di 上。

2、首先将差动放大器的输入端短接并接到地，然后将放大倍数顺时针旋转到底，调节调零电位器使输出电压为零。

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。
2020/3/28
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

造价工程师《技术与计量》知识点——温度检测仪表及传感器

造价工程师《技术与计量》知识点——温度检测仪表及传感器(总1页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除造价工程师《技术与计量》(安装)知识点——温度检测仪表及传感器温度检测仪表及传感器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。

温度的检测在生产过程中起着极其重要的作用。

(一)红外辐射温度检测器红外辐射温度检测器具有测量精度高，响应速度快，性能稳定，测温范围广等特点。

仪表配有水冷，吹风和固定安装支架等附加装置，来保证仪表能在恶劣工作环境中长期使用和可靠测量。

仪表广泛适用于冶金、铸造、有色金属、金属加工及制造、炉窖、石化、水泥、碳素及硅酸盐制品等领域的过程检测，并可对各种运动工作的表面温度进行快速测量。

(二)装配式热电偶工业用装配式热电偶作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表和电子控制器配套使用。

它可以直接测量各种生产过程中从0～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。

(三)装配式铂电阻1.用途及结构原铂电阻是一种温度传感器，是利用铂丝在温度变化时自身电阻也随着变化的特性来测量温度的。

不锈钢保护管不但具有抗腐蚀性能，而且具有足够的机械强度，保证铂电阻能安全地使用在各种场合。

工业用铂电阻作为温度测量变送器，通常用来和显示、记录、调节仪表配套，直接测量各种生产过程中从-200～500℃范围内的液体、蒸汽和气体介质以及固体等表面温度。

2.主要技术指标(四)智能温度变送器智能温度变送器采用了先进的数字化技术，具备了传统模拟仪表所不具备的多项先进性能，在对高、低频干扰信号的抑制方面均有着优异表现，即使在大功率变频控制系统中依然能够可靠应用，同时，数字化技术的应用彻底克服了传统温度变送器线性差的缺点，内部采用数字化调校、无零点及满度电位器、自动动态校准零点、温度飘移自动补偿等诸多先进技术，智能温度变送器输入单路或双路热电偶、热电阻信号，变送输出隔离的单路或双路线性的电流或电压信号，并提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能。