总复习测量仪表与自动化讲解
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二、模拟式显示仪表 自动平衡式显示仪表:电子电位差计和电子自动平衡电桥。 特点:测量精度高,工作可靠。 可测量显示温度、压力、流量、物位等参数。
(一）自动电子电位差计的测量桥路
1、与热电偶配用的测量桥路 如图所示是我国统一设计的XW系列自动电位差计测量桥路原理线路， 这种桥式线路又称为双回路测量线路。用1V稳压电源作为工作电源， 分为上、下两条支路，为了统一规格，上支路的电流规定为4mA（或2mA）， 下支路的电流规定为2mA（1mA）。在测量电路中引入下支路回路后，能够很 方便地进行热电偶冷端温度的补偿。
冷端温度补偿
有
接线方式 双补偿线，桥中
电源
直流
热电阻系统 电阻
0 （平衡） 无
三线，桥臂 直流或交流
1、起始点为0℃的自动电位差计，当输入端短路时，仪表指针应指示 在何处？为什么？
答：对于下限为零的仪表，指针应指室温。为什么要指室温呢?这是 因为短接后输入信号为零，而表内测量桥路中具有热电偶冷端温度补 偿电阻，在室温下产生一个补偿电压，该电压经放大器放大，将使可 逆电机转动，使仪表达到新的平衡，于是指针指出与补偿电压相应的 温度，即室温。
5
（二）、电子自动平衡电桥
（1）平衡电桥测温原理 利用平衡电桥来测量热电阻变化。
当被测温度为下限时，Rt有最
小值Rt0，滑动触点应在RP的左端，
此时电桥的平衡条件是
R3 Rt0 RP R2R4
（6-3）
12
两个系统比较
项目
热电偶系统
输入信号
电动势
电桥输出
E（不平衡）
第三章 物位测量及变送
分类
直读式物位仪表
浮力式
恒浮力：磁翻板、自动跟踪、浮球、钢带 变浮力：浮筒
静压式物位仪表：差压变送器的测量范围、迁移、迁移量
电容（射频导纳） 超声波
其它物位计
雷达
核辐射
第四章 流量测量及变送
1 流量的定义、单位
体积流量 质量流量 瞬时流量 累计流量
速度式流量计
2 分类
容积式流量计 质量式流量计
一 控制规律 MV f DV ,t
P
公式、特点、适用场合
PI
PI:已知DV变化曲线，计算MV变化曲线
PD
Mv
KP
Dv
1 TI
Dvdt
P167 2
PID
KP、PB、TI、TD 控制作用 KP、PB、TI、TD 过渡过程品质指标
第八章 控制器
二 控制器（功能）
第五章 温度测量及变送
玻璃管式
就地指示：膨胀式
双金属式 压力式
温差电势
热电势 接触电势
分
原理： 热电偶的基本定律
类
热电偶
热电效 补偿导线作用及使用要求
应
冷端补偿作用及方法
远传
分类，分度号，分度表
会计算
Pt：Pt100含义
热电阻
金属导体 Cu
半导体
第六章 显示仪表
一、显示仪表的分类
按照能源分，有电动显示仪表与气动显示仪表； 按照显示的方式分，有模拟式、数字式和图像显示三种。
4 内外给定的选择
第十章 一 执行器的作用
执行器
二 按能源分类
气动执行器 电动执行器 液动执行器
2、热电阻短路或断路时，电子自动平衡电桥指针分别指在何处？ 解 热电阻短路，相当于Rt =0，指针会直指向始端，直到受到
限位为止，相当于温度非常低。 热电阻断路，相当于Rt→∞，指针会直指向终端，直到受限位为
止，相当于温度非常高。
第二篇 控制仪表
变送器 控制器 执行器
第八章 控制器
2、随机误差：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测 量所得结果的平均值之差。 处理方法：增加测量次数取平均值 3、粗大误差： 处理方法：剔除
四、误差产生的原因 1、装置误差 2、人员误差 3、方法误差 4、环境误差
一台精度等级为1.6级的测压仪表，量程 为0—40MPa,在正常情况下进行校验，其 最大绝对误差为0.7MPa，求该仪表的最 大引用误差、允许误差、仪表的精度是 否合格。
1 控制运算（控制规律的实现）
1
dDV
MV K P (Dv TI
DVdt TD
) dt
第八章 控制器
2 正反作用
正作用： 反作用：
Mv
K
P
Fra Baidu bibliotek
(Dv
1 TI
Dvdt
TD
dDv ) dt
1
dDv
Mv KP (Dv TI
Dvdt TD
) dt
3 手/自切换与手动操作
第四章 流量测量及变送
容
椭圆齿轮：影响误差的因素是什么？
积
腰轮
式 刮板
直接式：科里奥利，原理
质量式流量计
间接式：温度压力补偿式质量流量计
对比：工作原理、流量方程、测量精度、量程比、压力损失、适用介质
第五章 温度测量及变送
1 温度的定义
宏观 微观
2 温标的定义及相互关系
摄氏温标 华氏温标 热力学温标
第二章 压力（差压）测量及变送
1 压力的定义、单位
2 表示方法
绝压 表压 真空度
关系
3 分类
第二章 压力（差压）测量及变送
工作原理
结构
类型
就地指示：弹簧管压力表
选择
测量范围（3种情况） 精度
报警：电接点压力表
标准表的选择
校验 数据 合格?
或 确定精度
远传：压力（差压）变送器
输入输出关系，要求会计算 电容式差压变送器工作原理
第四章 流量测量及变送
节流装置
非标准 节流元件（3种）
组成 差
引压管路
标准
取压方式（3种）
压
三阀组和差压计：三阀组的作用及操作顺序
速
式
工作原理：公式，会计算
度
式
浮子式（转子）：原理，计算公式，刻度修正（原因）会计算
靶式：原理，计算公式
电磁
涡轮式
漩涡：涡街、旋进漩涡
超声波：传播速度差法、多普勒法
速度式流量计多有安装直线管段的要求，其长短取决于管径
仪表
测量仪表 控制仪表
压力 物位 流量 温度 显示仪表 变送器 控制器 执行器
控制系统
简单控制系统 复杂控制系统
串级控制系统 前馈控制系统 均匀控制系统
比值控制系统 分程控制系统
第一篇 过程测量仪表
压力(差压） 物位 流量 温度 显示仪表
第一章 概述
一、误差的概念 1、什么是测量误差？ 2、测量方法分类？ 二、误差的表示方法 1、绝对误差？ 2、相对误差？ 3、引用误差（最大引用误差）？ 最大引用误差是仪表的基本误差，仪表的精度取决于最大引用误差的大小。 三、误差的分类 1、系统误差：在相同条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的绝对值 和符号或者保持不变，或按一定的规律变化，这类误差称为系统误差。 处理方法：加修正值
(一）自动电子电位差计的测量桥路
1、与热电偶配用的测量桥路 如图所示是我国统一设计的XW系列自动电位差计测量桥路原理线路， 这种桥式线路又称为双回路测量线路。用1V稳压电源作为工作电源， 分为上、下两条支路，为了统一规格，上支路的电流规定为4mA（或2mA）， 下支路的电流规定为2mA（1mA）。在测量电路中引入下支路回路后，能够很 方便地进行热电偶冷端温度的补偿。
冷端温度补偿
有
接线方式 双补偿线，桥中
电源
直流
热电阻系统 电阻
0 （平衡） 无
三线，桥臂 直流或交流
1、起始点为0℃的自动电位差计，当输入端短路时，仪表指针应指示 在何处？为什么？
答：对于下限为零的仪表，指针应指室温。为什么要指室温呢?这是 因为短接后输入信号为零，而表内测量桥路中具有热电偶冷端温度补 偿电阻，在室温下产生一个补偿电压，该电压经放大器放大，将使可 逆电机转动，使仪表达到新的平衡，于是指针指出与补偿电压相应的 温度，即室温。
5
（二）、电子自动平衡电桥
（1）平衡电桥测温原理 利用平衡电桥来测量热电阻变化。
当被测温度为下限时，Rt有最
小值Rt0，滑动触点应在RP的左端，
此时电桥的平衡条件是
R3 Rt0 RP R2R4
（6-3）
12
两个系统比较
项目
热电偶系统
输入信号
电动势
电桥输出
E（不平衡）
第三章 物位测量及变送
分类
直读式物位仪表
浮力式
恒浮力：磁翻板、自动跟踪、浮球、钢带 变浮力：浮筒
静压式物位仪表：差压变送器的测量范围、迁移、迁移量
电容（射频导纳） 超声波
其它物位计
雷达
核辐射
第四章 流量测量及变送
1 流量的定义、单位
体积流量 质量流量 瞬时流量 累计流量
速度式流量计
2 分类
容积式流量计 质量式流量计
一 控制规律 MV f DV ,t
P
公式、特点、适用场合
PI
PI:已知DV变化曲线，计算MV变化曲线
PD
Mv
KP
Dv
1 TI
Dvdt
P167 2
PID
KP、PB、TI、TD 控制作用 KP、PB、TI、TD 过渡过程品质指标
第八章 控制器
二 控制器（功能）
第五章 温度测量及变送
玻璃管式
就地指示：膨胀式
双金属式 压力式
温差电势
热电势 接触电势
分
原理： 热电偶的基本定律
类
热电偶
热电效 补偿导线作用及使用要求
应
冷端补偿作用及方法
远传
分类，分度号，分度表
会计算
Pt：Pt100含义
热电阻
金属导体 Cu
半导体
第六章 显示仪表
一、显示仪表的分类
按照能源分，有电动显示仪表与气动显示仪表； 按照显示的方式分，有模拟式、数字式和图像显示三种。
4 内外给定的选择
第十章 一 执行器的作用
执行器
二 按能源分类
气动执行器 电动执行器 液动执行器
2、热电阻短路或断路时，电子自动平衡电桥指针分别指在何处？ 解 热电阻短路，相当于Rt =0，指针会直指向始端，直到受到
限位为止，相当于温度非常低。 热电阻断路，相当于Rt→∞，指针会直指向终端，直到受限位为
止，相当于温度非常高。
第二篇 控制仪表
变送器 控制器 执行器
第八章 控制器
2、随机误差：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测 量所得结果的平均值之差。 处理方法：增加测量次数取平均值 3、粗大误差： 处理方法：剔除
四、误差产生的原因 1、装置误差 2、人员误差 3、方法误差 4、环境误差
一台精度等级为1.6级的测压仪表，量程 为0—40MPa,在正常情况下进行校验，其 最大绝对误差为0.7MPa，求该仪表的最 大引用误差、允许误差、仪表的精度是 否合格。
1 控制运算（控制规律的实现）
1
dDV
MV K P (Dv TI
DVdt TD
) dt
第八章 控制器
2 正反作用
正作用： 反作用：
Mv
K
P
Fra Baidu bibliotek
(Dv
1 TI
Dvdt
TD
dDv ) dt
1
dDv
Mv KP (Dv TI
Dvdt TD
) dt
3 手/自切换与手动操作
第四章 流量测量及变送
容
椭圆齿轮：影响误差的因素是什么？
积
腰轮
式 刮板
直接式：科里奥利，原理
质量式流量计
间接式：温度压力补偿式质量流量计
对比：工作原理、流量方程、测量精度、量程比、压力损失、适用介质
第五章 温度测量及变送
1 温度的定义
宏观 微观
2 温标的定义及相互关系
摄氏温标 华氏温标 热力学温标
第二章 压力（差压）测量及变送
1 压力的定义、单位
2 表示方法
绝压 表压 真空度
关系
3 分类
第二章 压力（差压）测量及变送
工作原理
结构
类型
就地指示：弹簧管压力表
选择
测量范围（3种情况） 精度
报警：电接点压力表
标准表的选择
校验 数据 合格?
或 确定精度
远传：压力（差压）变送器
输入输出关系，要求会计算 电容式差压变送器工作原理
第四章 流量测量及变送
节流装置
非标准 节流元件（3种）
组成 差
引压管路
标准
取压方式（3种）
压
三阀组和差压计：三阀组的作用及操作顺序
速
式
工作原理：公式，会计算
度
式
浮子式（转子）：原理，计算公式，刻度修正（原因）会计算
靶式：原理，计算公式
电磁
涡轮式
漩涡：涡街、旋进漩涡
超声波：传播速度差法、多普勒法
速度式流量计多有安装直线管段的要求，其长短取决于管径
仪表
测量仪表 控制仪表
压力 物位 流量 温度 显示仪表 变送器 控制器 执行器
控制系统
简单控制系统 复杂控制系统
串级控制系统 前馈控制系统 均匀控制系统
比值控制系统 分程控制系统
第一篇 过程测量仪表
压力(差压） 物位 流量 温度 显示仪表
第一章 概述
一、误差的概念 1、什么是测量误差？ 2、测量方法分类？ 二、误差的表示方法 1、绝对误差？ 2、相对误差？ 3、引用误差（最大引用误差）？ 最大引用误差是仪表的基本误差，仪表的精度取决于最大引用误差的大小。 三、误差的分类 1、系统误差：在相同条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的绝对值 和符号或者保持不变，或按一定的规律变化，这类误差称为系统误差。 处理方法：加修正值