仪表及自动化资料
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Pt100
100 (-200～ 850℃)
A级±0.06 B级±0.12
工业热电阻的基本参数
3、热电阻结构
普通热电阻 电阻体(由电阻丝绕在支架上制成) 绝缘套管 保护套管 接线盒
铠装热电阻
热 电 阻 外 形
四、接触式测温元件（温度计）的选择及安装 1、温度计的选用 从三个方面考虑： ① 根据被测物质的温度选用温度计的类型 ② 根据被测介质的化学性质选用保护套管材料 ③ 测温元件确定后要注意显示仪表的配套使用
4
防＞1mm的固体异物
能防止直径＞1mm的固体异物进入壳内
5
防尘
不能完全防止尘埃进入，但进入量不会妨碍设备正常运转
6
尘密（无尘）
无尘埃进入
第二位 特征数字
简短说明
防护等级含义
0
无防护
没有专门防护
1
防滴
滴水（垂直滴水）无有害影响
2
15°防滴
外壳从正常位置倾斜在15°以内时，垂直滴水无有害影响
3
防淋水
压 力 变 送 器（ROSEMOUNT）
温 度 检 测
一、基本概念
1、温标 摄氏温标(℃)、华氏温标(℉)、国际实用温标(K) 2、有关温度测量的概念 温度不能直接加以测量；温度测量方式有接触法、非接触法 3、温度测量的基本原理 ①应用热膨胀原理测温 固体热膨胀 液体热膨胀 ②应用压力随温度变化的原理测温 ③应用热电效应测温 ④应用热阻效应测温 ⑤应用热辐射原理测温
第一部分 基础知识 第二部分 压力检测 第三部分 温度检测 第四部分 液位检测 第五部分 流量检测 第六部分 成分检测 第七部分 站场监控及SCADA系统
主 要 内 容
基 础 知 识
一、检测仪表基本组成及结构形式 1、基本组成
2、结构形式 开环结构（弹簧管压力表；热电阻 + 显示仪表） 闭环结构（压力变送器等） 检测仪表往往是检测过程的一部分或全部。
传感膜头内存
传感器组件
压力
微处理器
D/A转换
电子板模块内存
数字通信
本机量程和零点调整
4～20mA
电子组件
智能型变送器的特点: 精度高 ±0.1%～ ±0.2% ,±0.075%； 测量范围宽,量程比可达40∶1,50∶1,100∶1,甚至400∶1； 温度性能、静压性能、单向过载性能等比以往变送器有很大提高； 仪表结构紧凑、可靠性高、体积小； 可利用手操器远方设定仪表的运行参数及对仪表进行校准、自诊断等； 可实现数字通信。
涡轮流量变送器结构
1—紧固件 2—壳体 3—前导流器 4—止推片 5—叶轮 6—磁电感应式信号检出器 7—轴承 8—后导流器
2、涡轮流量变送器工作原理 当流体沿着管道轴线方向流动并冲击涡轮叶片时，将在涡轮上产生一个旋转力矩T：与流体流量、密度等因素有关 。阻力矩∑Ti。
运动方程
4、热电阻引线方式
2、测温元件的安装 测温元件的安装应确保测量的准确性
测温元件的安装应保证安全、可靠
3、连接导线的安装
五、温度变送器 热电阻温度变送器与热电阻配套使用，将温度转换成4～20 mA统一标准信号。 输入电桥（桥路部分）：Rt 不平衡电压 放大电路：信号放大、V/I转换 反馈电路: 量程调整
M
S
P
H
带弹簧的气动薄膜执行机构
电动执行机构
电磁执行机构
气液联动执行机构
④执行机构
字 母 代 号
字母
第一位字母
后继字母（功能）
参数
修饰词
A
分析
报警
C
电导率
控制（调节）
D
密度
差
E
电压（电动势）
检测元件
F
流量
比
H
手动
I
电流
指示
L
物位
指示灯
P
压力或真空
R
放射性
记录或打印
S
速度、频率
安全
开关或联锁
与垂直成60°范围以内的淋水无有害影响
4
防溅水
任何方向溅水无有害影响
5
防喷水
任何方向喷水无有害影响
6
防猛烈喷水
向外壳各个方向强烈喷水无有害影响
7
防浸水影响
浸入规定压力水中经规定时间后进入外壳水量不致达到有害程度
8
防潜水影响
能按制造厂规定的条件持续潜水后外壳进水量不致达到有害程度
五、识图知识（带控制点工艺流程图） 图形符号 字母代号 仪表位号 组成： 字母代号组合 阿拉伯数字编号（可按装置或工段进行编制，一般 用3～5位数字表示） 例： TRC - 1 01
＋
－
H
ρ
ρ1
ρ1
法兰式液位计
2、零点迁移问题
4
20
-2
0
4
6
8
I0/mA
Δp/KPa
a
b
c
2
(a)无迁移 (b)负迁移 (c)正迁移
应 用 实 例
流 量 检 测
流量及表示方法 瞬时流量 体积流量（ ） 质量流量（ ） 总量 体积总量（Q） 质量总量（M） 一、流量测量方法 1、速度式流量计：流体力学法（差压式、涡轮、旋涡式），电学法，声学法，热学法 …… 2、容积式流量计：椭圆齿轮、腰轮、刮板流量计 3、质量流量计：科氏力流量计，各种推导法
三、热电阻温度计
铜电阻 （使用温度范围：－50 ～ +150℃） 种类及分度号： Cu50， R0 = 50Ω； Cu100， R0 = 100Ω
名 称
分度号
0℃电阻值（R0）／Ω
基本误差／℃
电阻比 R100／R0
名义值
允许误差
测温范围
允许值
铜 电 阻
Cu50
50
±0.05
安装示意图
三、涡轮流量计
组成 涡轮流量变送器（流量大小 → 电脉冲信号） 流量计算机/显示装置（处理脉冲信号，显示流量、总量等） 1、涡轮流量变送器结构 涡轮组件 导流器组件 磁电感应转换器 前置放大器 外壳（壳体）
稳态方程 T―T1―T2―T3 = 0
二、测量误差、检测仪表的基本性能 1、定义：测量值与真值之间的差距
3、防爆仪表的分级和分组 防爆级别：三级： A、 B、 C 温度组别：6组： T1～T6 最高表面温度允许值 T1 450℃ T2 300℃ T3 200℃ T4 135℃ T5 100℃ T6 85℃
T
温度
传送、变送
Y
清管指示
Z
位置
驱动、执行器
压 力 检 测
三、电气式压力计 特点： 测量范围广（7×10-5 Pa～500 MPa） 精度较高（可达0.2级） 可远距离传送信号
弹簧管压力表
耐震压力表
组成
传感器
测量线路
指示器 记录仪 控制器
辅助电源
标准孔板流量计 涡轮流量计 超声波流量计 涡街流量计 腰轮流量计 家用膜式燃气表
天然气流量测量仪表
二、差压式流量计 1、组成
节流装置 节流元件 孔板 喷嘴 文丘利管 取压装置 导压管 差压计（差压变送器）
流体能量： 位能（静压能）─── 表现在流体具有一定的静压力 动能（动压能）─── 表现在流体具有一定的流速
2、测量原理
差压式流量计就是利用流体在通过节流装置时的能量转换现象进行流量测量的。即：
流体流速变化 → 动压能变化 → 静压能变化
流体流经节流元件压力变化
第二位特征数字(防水)
第一位特征数字(防尘)
特征字母
第一位 特征数字
简短说明
防护等级含义
0
无防护
没有专门防护
1
防＞50mm的固体异物
能防止直径＞50mm的固体异物进入壳内
2
防＞12.5mm的固体异物
能防止直径＞12mm，长度＜80mm的固体异物进入壳内
3
防＞2.5mm的固体异物
能防止直径＞ 2.5mm的固体异物进入壳内
-50～150
Δt= ±(0.3+6×10-3t)
1.428±0.002
Cu100
100
±0.1
铂 电 阻
Pt10
10 (0～850℃)
A级±0.006 B级±0.012
-200～850
A级: Δt= ±(0.15+2×10-3t) B级： Δt= ±(0.3+5×10-3t)
1.385±0.001
热电阻
输入电桥
放大电路
反馈电路
被测温度
输出电流Io
t
Ω
＋
－
液 位 检 测
一、液位仪表种类 1、直读式液位计 连通器原理 2、浮力式液位计 （恒浮力式、变浮力式） 3、静压式液位计 液位变化 → 静压变化 4、电容式液位计 液位变化 → 电容器的浸没高度变化 → 电容量变化 5、非接触式液位计 （超声波液位计、雷达液位计） 二、静压式液位计 1、测量方法 普通介质 敞口容器、密闭容器 特殊介质 法兰式
压力：
流速：
3、标准节流装置 （ISO 5167或GB/T 2624中所列的节流装置） 标准节流元件
标准孔板
取压装置结构
取压方式
4、差压式流量计的使用 标准节流装置(孔板)的使用条件
管道条件
平衡阀组的使用
取压孔位置
5、安装要求
直管段长度符合要求
节流元件直管段长度要求
压力
电量
1、电容式差压（压力）变送器 组成： 测量部分 放大部分 测量部分 作用：被测差压ΔP 差动电流信号Id 放大部分：电流放大电路；零点调整和零点迁移电路；输出限幅电路；阻尼调整电路。
2、智能型（差压）压力变送器
A/D转换
温度传感器
电容式传感器
6、仪表外壳防护标准 同一种仪表，封装在不同的外壳中，就具备了不同的防护能力。这种防护，一般说来，主要是气候防护，如防尘、防水等，有的也包括了防爆。 防护标准： ·IEC标准：主要在欧洲地区使用（我国国标GB 4208-93等同IEC） ·NEMA标准（美国电器制造商协会）：主要用于美国和北美地区 IEC 60529：1989外壳防护等级 在IEC标准中，仪表的防护功能是指不同等级的防尘和防水能力。 IP 5 4
序号(一般用2或3位数字)
工段号(一般用1或2位数字)
字母代号组合
嵌在管道中
就地安装
②仪表圈：
～
8
均速管流量计
涡轮流量计
超声波流量计
③流量计
图 形 符 号
①连接线： ───────── 通用仪表连接线 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 电信号线 ───────── 气压信号线
1、测温原理：固体热膨胀 要求：两金属片膨胀系数不同 2、测温范围：－80℃～＋600℃ 3、特点: 结构简单、耐振动、廉价，精度不高。
二、双金属温度计
4、分类：轴向型、径向型、万向型等
电接点双金属温度计 ：普通型、防爆型
热电阻温度计组成： 1、测温原理 热阻效应 2、常用热电阻类型 铂电阻 （使用温度范围：－200 ～ +850℃〈650℃〉） 种类及分度号： Pt10， R0 = 10Ω； Pt100， R0 = 100Ω
100 (-200～ 850℃)
A级±0.06 B级±0.12
工业热电阻的基本参数
3、热电阻结构
普通热电阻 电阻体(由电阻丝绕在支架上制成) 绝缘套管 保护套管 接线盒
铠装热电阻
热 电 阻 外 形
四、接触式测温元件（温度计）的选择及安装 1、温度计的选用 从三个方面考虑： ① 根据被测物质的温度选用温度计的类型 ② 根据被测介质的化学性质选用保护套管材料 ③ 测温元件确定后要注意显示仪表的配套使用
4
防＞1mm的固体异物
能防止直径＞1mm的固体异物进入壳内
5
防尘
不能完全防止尘埃进入，但进入量不会妨碍设备正常运转
6
尘密（无尘）
无尘埃进入
第二位 特征数字
简短说明
防护等级含义
0
无防护
没有专门防护
1
防滴
滴水（垂直滴水）无有害影响
2
15°防滴
外壳从正常位置倾斜在15°以内时，垂直滴水无有害影响
3
防淋水
压 力 变 送 器（ROSEMOUNT）
温 度 检 测
一、基本概念
1、温标 摄氏温标(℃)、华氏温标(℉)、国际实用温标(K) 2、有关温度测量的概念 温度不能直接加以测量；温度测量方式有接触法、非接触法 3、温度测量的基本原理 ①应用热膨胀原理测温 固体热膨胀 液体热膨胀 ②应用压力随温度变化的原理测温 ③应用热电效应测温 ④应用热阻效应测温 ⑤应用热辐射原理测温
第一部分 基础知识 第二部分 压力检测 第三部分 温度检测 第四部分 液位检测 第五部分 流量检测 第六部分 成分检测 第七部分 站场监控及SCADA系统
主 要 内 容
基 础 知 识
一、检测仪表基本组成及结构形式 1、基本组成
2、结构形式 开环结构（弹簧管压力表；热电阻 + 显示仪表） 闭环结构（压力变送器等） 检测仪表往往是检测过程的一部分或全部。
传感膜头内存
传感器组件
压力
微处理器
D/A转换
电子板模块内存
数字通信
本机量程和零点调整
4～20mA
电子组件
智能型变送器的特点: 精度高 ±0.1%～ ±0.2% ,±0.075%； 测量范围宽,量程比可达40∶1,50∶1,100∶1,甚至400∶1； 温度性能、静压性能、单向过载性能等比以往变送器有很大提高； 仪表结构紧凑、可靠性高、体积小； 可利用手操器远方设定仪表的运行参数及对仪表进行校准、自诊断等； 可实现数字通信。
涡轮流量变送器结构
1—紧固件 2—壳体 3—前导流器 4—止推片 5—叶轮 6—磁电感应式信号检出器 7—轴承 8—后导流器
2、涡轮流量变送器工作原理 当流体沿着管道轴线方向流动并冲击涡轮叶片时，将在涡轮上产生一个旋转力矩T：与流体流量、密度等因素有关 。阻力矩∑Ti。
运动方程
4、热电阻引线方式
2、测温元件的安装 测温元件的安装应确保测量的准确性
测温元件的安装应保证安全、可靠
3、连接导线的安装
五、温度变送器 热电阻温度变送器与热电阻配套使用，将温度转换成4～20 mA统一标准信号。 输入电桥（桥路部分）：Rt 不平衡电压 放大电路：信号放大、V/I转换 反馈电路: 量程调整
M
S
P
H
带弹簧的气动薄膜执行机构
电动执行机构
电磁执行机构
气液联动执行机构
④执行机构
字 母 代 号
字母
第一位字母
后继字母（功能）
参数
修饰词
A
分析
报警
C
电导率
控制（调节）
D
密度
差
E
电压（电动势）
检测元件
F
流量
比
H
手动
I
电流
指示
L
物位
指示灯
P
压力或真空
R
放射性
记录或打印
S
速度、频率
安全
开关或联锁
与垂直成60°范围以内的淋水无有害影响
4
防溅水
任何方向溅水无有害影响
5
防喷水
任何方向喷水无有害影响
6
防猛烈喷水
向外壳各个方向强烈喷水无有害影响
7
防浸水影响
浸入规定压力水中经规定时间后进入外壳水量不致达到有害程度
8
防潜水影响
能按制造厂规定的条件持续潜水后外壳进水量不致达到有害程度
五、识图知识（带控制点工艺流程图） 图形符号 字母代号 仪表位号 组成： 字母代号组合 阿拉伯数字编号（可按装置或工段进行编制，一般 用3～5位数字表示） 例： TRC - 1 01
＋
－
H
ρ
ρ1
ρ1
法兰式液位计
2、零点迁移问题
4
20
-2
0
4
6
8
I0/mA
Δp/KPa
a
b
c
2
(a)无迁移 (b)负迁移 (c)正迁移
应 用 实 例
流 量 检 测
流量及表示方法 瞬时流量 体积流量（ ） 质量流量（ ） 总量 体积总量（Q） 质量总量（M） 一、流量测量方法 1、速度式流量计：流体力学法（差压式、涡轮、旋涡式），电学法，声学法，热学法 …… 2、容积式流量计：椭圆齿轮、腰轮、刮板流量计 3、质量流量计：科氏力流量计，各种推导法
三、热电阻温度计
铜电阻 （使用温度范围：－50 ～ +150℃） 种类及分度号： Cu50， R0 = 50Ω； Cu100， R0 = 100Ω
名 称
分度号
0℃电阻值（R0）／Ω
基本误差／℃
电阻比 R100／R0
名义值
允许误差
测温范围
允许值
铜 电 阻
Cu50
50
±0.05
安装示意图
三、涡轮流量计
组成 涡轮流量变送器（流量大小 → 电脉冲信号） 流量计算机/显示装置（处理脉冲信号，显示流量、总量等） 1、涡轮流量变送器结构 涡轮组件 导流器组件 磁电感应转换器 前置放大器 外壳（壳体）
稳态方程 T―T1―T2―T3 = 0
二、测量误差、检测仪表的基本性能 1、定义：测量值与真值之间的差距
3、防爆仪表的分级和分组 防爆级别：三级： A、 B、 C 温度组别：6组： T1～T6 最高表面温度允许值 T1 450℃ T2 300℃ T3 200℃ T4 135℃ T5 100℃ T6 85℃
T
温度
传送、变送
Y
清管指示
Z
位置
驱动、执行器
压 力 检 测
三、电气式压力计 特点： 测量范围广（7×10-5 Pa～500 MPa） 精度较高（可达0.2级） 可远距离传送信号
弹簧管压力表
耐震压力表
组成
传感器
测量线路
指示器 记录仪 控制器
辅助电源
标准孔板流量计 涡轮流量计 超声波流量计 涡街流量计 腰轮流量计 家用膜式燃气表
天然气流量测量仪表
二、差压式流量计 1、组成
节流装置 节流元件 孔板 喷嘴 文丘利管 取压装置 导压管 差压计（差压变送器）
流体能量： 位能（静压能）─── 表现在流体具有一定的静压力 动能（动压能）─── 表现在流体具有一定的流速
2、测量原理
差压式流量计就是利用流体在通过节流装置时的能量转换现象进行流量测量的。即：
流体流速变化 → 动压能变化 → 静压能变化
流体流经节流元件压力变化
第二位特征数字(防水)
第一位特征数字(防尘)
特征字母
第一位 特征数字
简短说明
防护等级含义
0
无防护
没有专门防护
1
防＞50mm的固体异物
能防止直径＞50mm的固体异物进入壳内
2
防＞12.5mm的固体异物
能防止直径＞12mm，长度＜80mm的固体异物进入壳内
3
防＞2.5mm的固体异物
能防止直径＞ 2.5mm的固体异物进入壳内
-50～150
Δt= ±(0.3+6×10-3t)
1.428±0.002
Cu100
100
±0.1
铂 电 阻
Pt10
10 (0～850℃)
A级±0.006 B级±0.012
-200～850
A级: Δt= ±(0.15+2×10-3t) B级： Δt= ±(0.3+5×10-3t)
1.385±0.001
热电阻
输入电桥
放大电路
反馈电路
被测温度
输出电流Io
t
Ω
＋
－
液 位 检 测
一、液位仪表种类 1、直读式液位计 连通器原理 2、浮力式液位计 （恒浮力式、变浮力式） 3、静压式液位计 液位变化 → 静压变化 4、电容式液位计 液位变化 → 电容器的浸没高度变化 → 电容量变化 5、非接触式液位计 （超声波液位计、雷达液位计） 二、静压式液位计 1、测量方法 普通介质 敞口容器、密闭容器 特殊介质 法兰式
压力：
流速：
3、标准节流装置 （ISO 5167或GB/T 2624中所列的节流装置） 标准节流元件
标准孔板
取压装置结构
取压方式
4、差压式流量计的使用 标准节流装置(孔板)的使用条件
管道条件
平衡阀组的使用
取压孔位置
5、安装要求
直管段长度符合要求
节流元件直管段长度要求
压力
电量
1、电容式差压（压力）变送器 组成： 测量部分 放大部分 测量部分 作用：被测差压ΔP 差动电流信号Id 放大部分：电流放大电路；零点调整和零点迁移电路；输出限幅电路；阻尼调整电路。
2、智能型（差压）压力变送器
A/D转换
温度传感器
电容式传感器
6、仪表外壳防护标准 同一种仪表，封装在不同的外壳中，就具备了不同的防护能力。这种防护，一般说来，主要是气候防护，如防尘、防水等，有的也包括了防爆。 防护标准： ·IEC标准：主要在欧洲地区使用（我国国标GB 4208-93等同IEC） ·NEMA标准（美国电器制造商协会）：主要用于美国和北美地区 IEC 60529：1989外壳防护等级 在IEC标准中，仪表的防护功能是指不同等级的防尘和防水能力。 IP 5 4
序号(一般用2或3位数字)
工段号(一般用1或2位数字)
字母代号组合
嵌在管道中
就地安装
②仪表圈：
～
8
均速管流量计
涡轮流量计
超声波流量计
③流量计
图 形 符 号
①连接线： ───────── 通用仪表连接线 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 电信号线 ───────── 气压信号线
1、测温原理：固体热膨胀 要求：两金属片膨胀系数不同 2、测温范围：－80℃～＋600℃ 3、特点: 结构简单、耐振动、廉价，精度不高。
二、双金属温度计
4、分类：轴向型、径向型、万向型等
电接点双金属温度计 ：普通型、防爆型
热电阻温度计组成： 1、测温原理 热阻效应 2、常用热电阻类型 铂电阻 （使用温度范围：－200 ～ +850℃〈650℃〉） 种类及分度号： Pt10， R0 = 10Ω； Pt100， R0 = 100Ω