自动化仪表设备工作原理汇总
自动化仪表的基本知识
冶金
用于监测和控制在冶金生产过 程中的各种参数，如温度、压
力、流量等。
环保
用于监测和控制在环境监测和 治理过程中的各种参数，如气
体成分、水质等。
自动化仪表的发展历程
初期阶段
20世纪初，自动化仪表开始出现， 主要用于工业生产过程中的温度、 压力、流量等参数的测量和记录。
发展阶段
20世纪中叶，随着电子技术和计 算机技术的发展，自动化仪表逐 渐实现了数字化、智能化和网络 化，应用领域也得到了进一步拓
自动化仪表的可靠性提升还体现在对 环境的适应性上，能够在更为恶劣的 条件下稳定工作。
自动化仪表采用了更为先进的材料和 制造工艺，提高了设备的耐用性和稳 定性。
多功能化
多功能化是自动化仪表的一个重要发展趋势，一台仪表可以实现多种测量 和控制功能。
多功能化提高了自动化仪表的使用范围和经济性，减少了设备数量和安装 成本。
根据用途、原理和应用领域，自 动化仪表可分为多种类型，如压 力仪表、温度仪表、流量仪表、 物位仪表等。
自动化仪表的应用领域
01
02
03
04
石油化工
用于监测和控制在石油、化工 生产过程中的各种参数，如温
度、压力、流量等。
电力能源
用于监测和控制在发电、输电 、配电等过程中的各种参数，
如电压、电流、功率等。
备件管理
建立备件管理制度，储备必要的备件，确保 维护保养工作的顺利进行。
05
自动化仪表的发展趋势与 未来展望
智能化
智能化仪表能够通过内置的微 处理器和算法，实现更为复杂 和精确的数据处理、控制和调 节功能。
智能化仪表能够自动校准、诊 断和修复故障，减少了人工干 预的需求，提高了工作效率。
自动化仪表与控制系统的原理与应用
自动控制系统性能指标
稳定性
系统在受到扰动后能够恢复稳定状态的能力。
快速性
系统对输入信号或扰动的响应速度。
准确性
系统输出与期望输出的接近程度。
鲁棒性
系统在存在噪声、干扰或参数变化时仍能保持稳定和准确性的能力。
04
自动化仪表在工业中的应 用
石油化工行业应用
总结词
石油化工行业是自动化仪表与控制系统应用的重要领域，主要用于生产过程的监控、控制和优化。
开环控制系统
开环控制系统是一种不包含反馈环节 的控制系统，输入信号经过处理后直 接输出到执行机构。
开环控制系统的精度和稳定性受到输 入信号和执行机构的限制，一般适用 于简单的控制任务。
闭环控制系统
闭环控制系统包含反馈环节，通过比 较实际输出与期望输出的差值来调整 输入信号，以实现精确控制。
闭环控制系统具有较好的抗干扰能力 和动态响应性能，适用于复杂和精确 的控制任务。
详细描述
温度计的原理基于热电效应或热膨胀 ，通过测量物体的热状态来获得温度 值。常见的温度计有热电阻温度计、 热电偶温度计、玻璃水银温度计等。
物位计
总结词
物位计是用于测量液体或固体物料位置的仪表，广泛应用于化工、食品、制药等领域。
详细描述
物位计的原理基于浮力原理或电容原理，通过测量物料位置的变化来获得物位值。常见的物位计有浮球液位计、 磁翻板液位计、雷达物位计等。
05
控制系统的应用案例分析
炼油厂控制系统
总结词
炼油厂控制系统是自动化仪表与控制系统的重要应用之 一，通过自动化技术实现生产过程的监控和控制，提高 生产效率和安全性。
详细描述
炼油厂控制系统采用多种自动化仪表，如温度计、压力 计、流量计等，对生产过程中的各种参数进行实时监测 和记录。控制系统根据监测数据自动调整工艺参数，优 化生产过程，提高产品质量和产量。同时，炼油厂控制 系统还具备安全保护功能，能够在异常情况下及时采取 安全措施，保障生产安全。
电力自动化仪表及系统中电量变送器的工作原理
电力自动化仪表及系统中电量变送器的工作原理作为电力自动化仪表及系统中的核心组成部分之一，电量变送器在能源管理和电力控制领域发挥着重要作用。
电量变送器通过测量电压和电流信号，将电能信息转换为相应的模拟或数字信号，并将其传输给计量设备或远程监控系统，实现对电力负荷、电能质量和电能流向的准确监测和控制。
在本文中，将详细介绍电量变送器的工作原理及其在电力自动化领域中的应用。
电量变送器的工作原理可以简单地概括为"测量 - 转换 - 传输"的过程。
首先，电量变送器通过内部的测量电路，对电力系统中的电压和电流进行准确测量。
为了确保测量的准确性和可靠性，电量变送器通常采用高精度的电压、电流传感器以及精密的测量电路。
这些测量电路可以通过多种方式实现，包括电阻测量、磁场感应和霍尔效应等。
测量完电压和电流信号后，电量变送器将其转换为与之对应的模拟或数字信号。
模拟信号通常采用电流信号的4-20mA或0-10V表示，而数字信号则可以采用RS485、Modbus等通信协议进行传输。
转换的过程中，电量变送器通过内部的电路和计算模块，对测量得到的电能数据进行处理和校正，以确保输出的信号准确且可靠。
最后，电量变送器将转换后的信号传输给计量设备或远程监控系统。
计量设备可以对电量变送器输出的信号进行采集和分析，从而得到电力系统的实时电能参数，如电压、电流、功率、功率因数以及电能等。
远程监控系统则可以通过网络将电量变送器的信号传输到远程服务器，进行远程监测和控制。
这样，电力系统的运行状态和电能使用情况就可以实时地被监测和管理，以提高电力负荷的管理效率和维护电力系统的安全性和稳定性。
除了基本的电量测量和信号传输功能外，电量变送器还具有多种增强功能，以适应不同的应用需求。
比如，一些电量变送器支持电能脉冲输出功能，可以输出脉冲信号给外部的计量设备，从而实现电能表读数和计量。
另外，一些高级电量变送器还支持通信接口，如以太网、GPRS等，可以实现与上位机系统的无线通信，进一步提高电力自动化系统的远程监控和管理能力。
自动化仪表
• 自动化仪表概述 • 自动化仪表的工作原理与组成 • 自动化仪表的选型与安装 • 自动化仪表在工业生产中的应用 • 自动化仪表的发展趋势与挑战 • 总结与展望
01
自动化仪表概述
定义与发展历程
定义
自动化仪表是一种能够自动测量、记 录、显示、控制和报警的仪器设备， 广泛应用于工业、能源、环保、交通 等领域。
发展历程
自动化仪表经历了从机械化、电气化 、电子化到智能化的发展历程，随着 计算机技术和网络技术的不断发展， 自动化仪表的智能化程度不断提高。
自动化仪表的分类及应用领域
分类
根据测量原理、被测参数和使用 环境等不同标准，自动化仪表可 分为温度仪表、压力仪表、流量 仪表、物位仪表、分析仪表等。
应用领域
远程监控
借助网络技术，将自动化仪表与远程 监控中心相连，实现对生产现场的远 程实时监测和控制，降低人力成本。
机械设备状态监测与故障诊断
状态监测
通过自动化仪表对机械设备的振 动、温度、电流等参数进行实时
监测，及时发现潜在故障。
故障诊断
利用自动化仪表的数据分析功能 ，对监测到的异常数据进行处理 和分析，准确定位故障原因，为
电动执行机构技术
将控制信号转换为电机的 旋转运动，驱动阀门、风 门等执行机构动作。
气动执行机构技术
将控制信号转换为气源的 压力变化，驱动气动执行 机构动作。
03
自动化仪表的选型与安装
选型原则及注意事项
选型原则 根据测量对象及环境确定仪表类型。
根据测量精度要求选择合适的仪表等级。
选型原则及注意事项
03
常见故障排查及维修策略
检查仪表的输入/输出信号线是否接 好，有无松动或接触不良现象。
浅谈自动化仪表
浅谈自动化仪表摘要：本文从自动化仪表的工作原理、使用选型、校准维护、发展趋势、设计挑战等方面，对自动化仪表的现状、使用、及发展趋势做出了简单分析。
关键字：自动化仪表；选型；校准；发展趋势Abstract: This paper makes a simple analysis of the status quo, application and the development trends of automation instrument from the aspects of work principles, employ selection, calibration maintenance, development trends, design challenges.Key words: automation Instrument; selection; calibration; development trends随着现代科技进步,自动化得到了越来越广泛的应用,自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。
1自动化仪表工作原理自动化仪表是自控系统中关键的子系统之一。
一般的自动化检测仪表主要由三个部分组成:(1)传感器,利用各种信号检测被测模拟量;(2)变送器,将传感器所测量的模拟信号转变为4～20 mA的电流信号,并送到可编程序控制器(PLC)中;(3)显示器,将测量结果直观地显示出来,提供结果。
这三个部分有机地结合在一起,缺少其中的任何一部分,则不能称为完整的仪表。
自动化检测仪表以其测量精确、显示清晰、操作简单等特点,在工业生产中得到了广泛的应用,而且自动化检测仪表内部具有与微机的接口,更是自动化控制系统中重要的部分,被称为自动化控制系统的眼睛。
2自动化仪表的使用选型自动化仪表品种、类型较多,正确选用并非易事,选用要坚持实事求是的原则:(1)不要轻信厂商宣传,厂商为利所图,往往对仪表的技术指标夸大其词,选用时要理性分析这些参数的依据,有无检验证明。
自动化仪表系统设备讲解
自动化仪表系统设备讲解
自动化仪表系统设备是一种集成了多种自动化元件，具有测量、显示、记录或测量、控制、报警等多种功能的自动化技术工具。
它本身是一个系统，同时也是整个自动化系统中的一个子系统。
自动化仪表系统设备的主要功能是进行信息形式的转换，将输入信号转换成输出信号。
信号可以按时间域或频率域表达，信号的传输则可调制成连续的模拟量或断续的数字量形式。
在生产过程中，设备和管道的不同部位的介质的温度、压力、流量、料位等物理量都在快速变化，而且总是在变化。
为了对这些物理量进行准确的测量和控制，需要使用各种自动化仪表系统设备。
其中，压力仪表用于检测压力、真空和压差，按其工作原理可分为弹性压力计、传感压力表、液柱压力计等。
流量仪表有很多种，目前应用最广泛的是节流装置及其配套的差压流量变送器，常用的节流装置有孔板、喷嘴和文丘里管等。
液位计主要测量某种介质的液位或两种比重不同的液体的界面以及塔、罐、槽中固体物料的液位。
这些自动化仪表系统设备通过各种传感器和变送器，将物理量转换成电信号或气信号，然后传输到控制中心进行数据处理和控制。
自动化仪表系统设备
的使用，可以大大提高生产过程的自动化水平，提高生产效率，降低能耗和减少人工操作的风险。
二十种仪器仪表的工作原理动图
二十种仪器仪表的工作原理动图
搜集了一部分仪器仪表的工作原理动图，直观理解，一看就懂，收藏一下涨知识！
1.探伤仪
2.氧浓度传感器
3.电容传感器
4.差压式液位计（负迁移）
5.差压式液位计（无迁移）
6.差压式液位计（正迁移）
7.料位计（称重式）
8.电位式传感器
9.电子吊称
10.电子皮带秤
11.布料张力控制原理
12.氧化铝湿敏电容
13.编码液位计
14.荷重传感器应用
15.汽车衡
16.陶瓷湿度传感器
17.压阻式传感器测量液位
18.应变式加速度传感器
19.直滑式电位器控制气缸活塞行程
20.超声波测量密度原理。
自动化仪表PPT课件
炼效率和产品质量。
自动化仪表在金属加工中的应用
03
通过自动化仪表对金属加工设备的运行参数进行监控
和调节，确保金属加工精度和质量。
其他行业应用案例
1 2 3
自动化仪表在食品加工中的应用
实现食品加工过程的自动化控制和优化，提高食 品加工效率和质量安全。
选型依据及注意事项
• 经济性：在满足工艺要求的前提下，选择 性价比高的产品。
选型依据及注意事项
01
注意事项
02
了解仪表的性能指标，如测量精度、稳定 性、可靠性等。
03
确认仪表的接口标准、通信协议等是否满 足系统要求。
04
考虑仪表的维护、校准及售后服务等因素 。
安装要求与步骤
01
安装要求
02
安装位置应便于观察、操作和维护。
03
自动化仪表在新能源发电中的应用
通过自动化仪表对风能、太阳能等新能源发电设备的运行参数进行监控
和调节，提高新能源发电的利用率和经济效益。
冶金行业应用案例
自动化仪表在钢铁冶炼中的应用
01
通过自动化仪表对高炉、转炉等设备的运行参数进行
实时监控和调节，提高钢铁冶炼的产量和质量。
自动化仪表在有色金属冶炼中的应用
检查连接线路
检查仪表与控制系统之间的连接线路是否松 动、老化或破损，确保信号传输稳定。
更换易损件
根据使用情况，及时更换仪表中的易损件， 如传感器、电极等。
定期保养计划制定与实施
制定保养计划
根据仪表的使用频率、重要性等因素，制定合理 的定期保养计划。
实施保养措施
按照保养计划，对仪表进行定期的检查、清洁、 校准等保养措施。
化工自动化及仪表第九章
化工自动化及仪表第九章1. 引言本章主要介绍化工自动化及仪表的第九章内容。
在化工生产过程中，自动化技术的应用日益广泛。
仪表是自动化系统中的核心组成部分，负责对化工过程进行监测和控制。
本章将重点介绍化工自动化系统的组成、仪表的分类及其工作原理。
2. 化工自动化系统的组成化工自动化系统通常由以下几个部分组成：2.1 控制中心控制中心是化工自动化系统的核心，负责对整个系统进行监控和控制。
它通常由计算机和控制器等设备组成，能够实时获取和处理化工过程中的数据，并根据事先设定的控制策略进行相应的操作。
2.2 信号传输网络信号传输网络是将控制中心和仪表之间的信号进行传输的通道。
常用的信号传输方式包括有线传输和无线传输。
有线传输主要采用电缆，而无线传输主要采用无线电波传输。
2.3 仪表设备仪表设备是化工自动化系统中最关键的组成部分，用于对化工过程进行监测和控制。
常见的仪表设备包括压力传感器、温度传感器、流量计、液位计等。
这些仪表设备能够将经过转换的信号传输给控制中心，实现对化工过程的监控和控制。
2.4 执行机构执行机构是负责对化工过程进行实际操作的设备，如阀门、泵等。
它们接收来自控制中心的信号，根据信号的指令进行相应的动作，以实现对化工过程的控制。
3. 仪表的分类根据仪表的功能和特点，可以将仪表分为以下几类：测量仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行测量，如温度、压力、流量等。
它们能够准确地获取并显示参数的数据，为控制中心提供有关化工过程的重要信息。
3.2 控制仪表控制仪表主要用于对化工过程进行控制，如调节温度、压力、流量等。
它们能够根据控制中心提供的信号，控制执行机构的运行，从而实现对化工过程的精确控制。
保护仪表用于对化工过程进行安全保护，如检测阀门是否正常、管道是否泄漏等。
它们能够及时发现潜在的风险并采取相应的措施，避免事故的发生。
3.4 记录仪表记录仪表主要用于对化工过程中的各种参数进行记录和保存。
它们能够将参数的变化情况记录下来，并以图表或曲线的形式展示，为分析和评估化工过程提供依据。
过程控制与自动化仪表知识点
过程控制与自动化仪表知识点过程控制与自动化仪表是现代工业领域中的重要组成部分，对于生产过程的控制和监测具有关键作用。
本文将介绍一些与过程控制与自动化仪表相关的知识点，包括仪表的分类、工作原理以及在工业过程中的应用。
一、仪表的分类在过程控制与自动化领域中，仪表按照测量信号类型和测量原理可以分为多个不同的分类。
常见的仪表分类包括以下几种：1.按照测量信号类型：- 模拟仪表：能够对连续变化的物理量进行测量和显示，如压力、温度等。
- 数字仪表：使用数字方式对物理量进行测量和显示，一般通过传感器将信号转换为数字信号，例：数字压力计、数字温度计等。
2.按照测量原理：- 电气仪表：基于电气效应进行测量，如电流、电压等。
- 机械仪表：通过机械结构完成测量，如转速、位移等。
- 光学仪表：利用光原理进行测量，如光电传感器、光谱分析仪等。
二、仪表的工作原理不同类型的仪表在工作原理上也存在差异。
1.模拟仪表的工作原理：模拟仪表一般通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，然后经过放大、调节等处理，最终将结果以模拟信号的形式进行显示和输出。
2.数字仪表的工作原理：数字仪表一般通过传感器将被测量的物理量转换为电信号，然后经过模数转换器将模拟信号转换为数字信号，数字信号经过处理后以数字方式进行显示和输出。
三、过程控制与自动化仪表的应用过程控制与自动化仪表在各个工业领域中广泛应用，主要包括以下几个方面：1.工艺参数监测与控制：过程控制与自动化仪表能够实时监测生产过程中的工艺参数，如温度、压力、液位等，并根据设定值进行控制，确保生产过程的稳定性和优化。
2.安全监测与报警：仪表还能够监测危险工作环境中的各项参数，如有毒气体浓度、火焰温度等，并及时发出警报，保护工作人员的生命安全。
3.数据采集与分析：过程控制与自动化仪表能够将各种参数数据进行采集和记录，并通过数据分析软件进行分析和优化，帮助企业提高生产效率和质量。
4.远程监控与操作：仪表系统可以与计算机网络集成，实现远程监控和操作，方便运维人员对生产过程进行远程管理和调试。
仪表的工作原理
仪表的工作原理
仪表的工作原理是通过各种传感器和电子元件的组合，将被测量的物理量转化为对应的电信号或机械运动，最终通过显示装置或其他输出方式展示出来。
传感器是仪表的核心组成部分，其作用是将被测量的物理量转换为电信号或机械运动。
常见的传感器包括光敏传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器等。
这些传感器可以根据不同的原理进行分类，如光电效应、电阻效应、电磁感应等。
一般情况下，传感器将物理量转换为电信号，然后通过模拟电路进行放大、滤波等处理。
经过处理的电信号经过模数转换器（ADC）转换为数字信号，这样可以方便进行数字信号的处理和存储。
在仪表的控制模块中，通过处理和计算从传感器获得的信号，可以得到所需的测量结果。
同时，控制模块还可以设置报警阈值、传输数据等功能。
最后，测量结果可以通过显示装置进行展示。
显示装置包括数码管、液晶显示屏、触摸屏等，可以将数字信号转换为可视的形式，以便用户进行观察和判断。
总的来说，仪表的工作原理是通过将被测量的物理量转换为电信号或机械运动，然后经过处理和计算，最终展示出来。
这样可以实现对各种物理量的准确测量和监控。
自动化仪表基础知识
表结构。
考虑环境因素
02
如环境温度、湿度、腐蚀性、振动等，选择适应环境条件的仪
表。
了解仪表的性能指标
03
如测量范围、精度等级、重复性、稳定性等，确保所选仪表满
足工艺要求。
安装步骤和规范要求
安装步骤 1. 熟悉图纸和资料，了解安装要求和注意事项。 2. 准备工具和材料，检查仪表及附件是否齐全、完好。
应用领域与重要性
应用领域
自动化仪表广泛应用于石油、化工、电力、冶金、制药、造 纸等工业领域，以及环保、水处理、食品加工等民用领域。
重要性
自动化仪表是实现工业自动化和生产过程自动化的重要工具 ，能够提高生产效率、降低能耗和减少环境污染，对于推动 工业转型升级和实现可持续发展具有重要意义。
02
自动化仪表工作原理
数字显示
通过数码管、液晶显示屏 等数字显示器件，将被测 量以数字量的形式显示出 来。
图形显示
通过计算机图形界面或专 用图形显示仪表，将被测 量以图形或曲线的形式显 示出来。
03
自动化仪表主要类型及特 点
温度测量仪表
热电偶温度计
利用热电效应原理测量温 度，具有测量精度高、响 应速度快等特点。
热电阻温度计
信号调理
将连续变化的模拟量（如电压、电流）转 换为数字量，以便进行数字处理和分析。
将离散的数字量转换为模拟量，以便进行 显示、记录或控制等操作。
对输入信号进行放大、滤波、隔离等处理 ，以满足后续电路的要求。
显示原理
01
02
03
模拟显示
通过指针式仪表、记录仪 等模拟显示器件，将被测 量以模拟量的形式显示出 来。
自动化仪表基础知识
目录
一线通仪表原理
一线通仪表原理一线通仪表是一种用于监测和控制工业生产过程的仪表，它在工业自动化控制系统中起着至关重要的作用。
一线通仪表原理是指该仪表的工作原理和基本原理，下面我们将详细介绍一线通仪表的原理。
一、传感器原理。
一线通仪表的核心部件之一是传感器，传感器是用来感知被测量的物理量并将其转化为可测量信号的装置。
传感器的原理是利用某种物理效应将被测量的物理量转化为电信号，常见的传感器原理包括电阻、电容、电感、压阻、光电等原理。
传感器原理的选择取决于被测量的物理量类型和测量精度要求。
二、信号处理原理。
一线通仪表通过传感器采集到的信号是一种微弱的模拟信号，需要经过信号处理模块进行放大、滤波、线性化等处理，将其转化为可靠的数字信号。
信号处理原理是通过模拟电路和数字电路对信号进行放大、滤波、模数转换等处理，以保证被测量的物理量能够准确地反映在仪表的显示和控制系统中。
三、显示和控制原理。
一线通仪表的显示和控制原理是将经过信号处理的数字信号转化为人们能够直观理解的物理量，并通过显示屏显示出来。
同时，一线通仪表还可以通过控制模块对被测量的物理量进行控制，以实现自动化控制系统对生产过程的监测和调节。
显示和控制原理是通过数字信号处理技术和控制算法实现的，它能够将复杂的物理量转化为直观的数字显示，并实现对生产过程的精确控制。
四、通讯原理。
一线通仪表在工业自动化控制系统中通常需要与上位机或其他设备进行通讯，以实现远程监控和数据传输。
通讯原理是指一线通仪表通过通讯接口与其他设备进行数据交换的原理，常见的通讯原理包括RS485、Modbus、Profibus等通讯协议，它们能够实现不同设备之间的数据互通和远程控制。
总结。
一线通仪表原理涉及到传感器原理、信号处理原理、显示和控制原理以及通讯原理，它们共同构成了一线通仪表的工作原理。
了解一线通仪表的原理对于工程技术人员来说是非常重要的，它能够帮助他们更好地理解和应用一线通仪表，提高生产过程的自动化水平和控制精度。
自动化仪表
自动化仪表1.自动化仪表是一种能够自动监测、测量和控制过程变量的仪器。
它被广泛应用于各个行业，从工业生产到实验室研究，都离不开自动化仪表的支持。
本文将介绍自动化仪表的基本原理、常见类型以及应用领域。
2. 基本原理自动化仪表的基本原理是通过检测物理量，并将检测到的信号转换为可读取的电信号或数字信号。
它们通常由传感器、信号处理器和控制器等组件组成。
传感器负责将被测量的物理量转换为电信号。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、液位传感器等。
这些传感器可以根据被测量的物理量的不同采用不同的测量原理，如热敏效应、压阻效应等。
传感器输出的电信号经过信号处理器进行处理和放大，以便更好地满足控制要求。
信号处理器可以对信号进行滤波、放大、线性化等操作，使其具有更好的稳定性和准确性。
控制器通常是一个集成电路，负责从信号处理器接收信号，并根据预设的控制策略对被测量物理量进行控制。
控制器可以根据需要输出控制信号，如改变阀门开度、调节电机转速等。
3. 常见类型根据测量的物理量不同，自动化仪表可以分为多种类型。
以下是几种常见的自动化仪表类型：3.1 温度仪表温度仪表用于测量温度。
常见的温度仪表包括温度传感器和温度控制器。
温度传感器可以分为接触式和非接触式两种，分别用于接触式和非接触式温度测量。
温度控制器根据测量的温度信号进行控制，可以实现自动温度调节。
3.2 压力仪表压力仪表用于测量压力。
常见的压力仪表包括压力传感器和压力控制器。
压力传感器通常采用应变片或电容效应来测量压力，然后将测量到的电信号转换为数字信号。
压力控制器可以根据测量的压力信号控制阀门或泵等装置。
3.3 流量仪表流量仪表用于测量流体的流量。
常见的流量仪表包括流量传感器和流量控制器。
流量传感器可以根据流体对传感器的影响（如湿度、电导率等）进行测量，然后将测量到的信号转换为数字信号。
流量控制器可以根据测量的流量信号控制阀门或泵等装置。
4. 应用领域自动化仪表在各个行业中都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：4.1 工业生产在工业生产中，自动化仪表被广泛用于实时监测和控制生产过程中的各种变量。
化工厂装置的自动化仪表系统原理与应用
化工厂装置的自动化仪表系统原理与应用随着科技的不断进步和工业化的快速发展，化工行业对于自动化技术的需求也越来越高。
化工厂装置的自动化仪表系统在生产过程中起着至关重要的作用。
本文将介绍化工厂装置的自动化仪表系统的原理与应用。
一、仪表系统的原理化工厂装置的自动化仪表系统是由传感器、控制器和执行器组成的。
传感器负责将被测量的物理量转换为电信号，控制器对电信号进行处理和判断，然后通过执行器控制相关设备进行调节和控制。
1. 传感器传感器是仪表系统中最核心的部分，它能够将温度、压力、流量、液位等各种被测量的物理量转换为电信号。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器、流量传感器和液位传感器等。
传感器的选择应根据被测量的物理量和工艺要求来确定。
2. 控制器控制器是仪表系统中的大脑，负责对传感器采集到的信号进行处理和判断，并根据设定的控制策略输出控制信号。
控制器的种类有很多，常见的有PID控制器、PLC控制器和DCS控制器等。
不同的控制器适用于不同的场合和控制要求。
3. 执行器执行器是仪表系统中的执行部分，它能够根据控制器输出的信号来控制相关设备进行调节和控制。
常见的执行器有电动阀门、调节阀门和电机等。
执行器的选择应根据被控制设备的类型和工艺要求来确定。
二、仪表系统的应用化工厂装置的自动化仪表系统在生产过程中有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用场景。
1. 温度控制温度是化工过程中一个重要的参数，对于保证产品质量和生产效率具有重要意义。
通过温度传感器采集到的信号，控制器可以根据设定的温度范围输出控制信号，通过执行器控制加热或冷却设备来调节温度。
2. 压力控制压力是化工过程中另一个重要的参数，对于保证设备的安全运行和产品的质量具有重要意义。
通过压力传感器采集到的信号，控制器可以根据设定的压力范围输出控制信号，通过执行器控制泵或阀门等设备来调节压力。
3. 流量控制流量是化工过程中控制物料输送和反应速率的重要参数。
通过流量传感器采集到的信号，控制器可以根据设定的流量范围输出控制信号，通过执行器控制泵或阀门等设备来调节流量。
液位调节仪的工作原理
液位调节仪的工作原理液位调节仪是一种常见的工业自动化仪表，用于测量和控制液体的液位。
它通过传感器感知液位高度，并将其转换为相应的电信号，然后通过控制器对信号进行处理，最终实现对液位的准确控制。
液位调节仪的工作原理如下：1. 传感器感知液位高度：液位调节仪通常使用浮子式或压力式传感器来感知液体的液位高度。
浮子式传感器通过一个浮子连接到液位仪表的传感装置，随着液位的变化而上下浮动，从而改变浮子与传感器之间的距离，进而改变传感器的输出信号。
压力式传感器则通过在液体上方施加一定的静压力，利用液体的压力变化来感知液位的高低。
2. 信号转换：传感器感知到液位高度后，会将信号转换为相应的电信号。
这个过程通常通过信号调理模块来实现，其中包括信号放大、滤波、线性化等处理。
信号调理模块可以增强传感器信号的稳定性和准确性，使其更适合于后续的控制处理。
3. 控制处理：经过信号转换后，液位调节仪的控制器会对信号进行处理。
控制器通常具有微处理器或PLC等控制芯片，可以根据预设的控制算法对液位信号进行分析和判断。
根据分析结果，控制器会通过输出模块对执行机构进行驱动，从而实现对液位的控制。
4. 反馈控制：为了确保液位调节的准确性和稳定性，液位调节仪通常会采用反馈控制策略。
具体来说，控制器会与执行机构之间建立一个反馈回路，通过不断监测液位变化，并与预设的目标液位进行比较，控制器可以实时调整执行机构的动作，使液位保持在设定的范围内。
这样，即使在液位变化较大或外界干扰较多的情况下，液位调节仪也能够稳定地控制液位。
总结起来，液位调节仪的工作原理是通过传感器感知液位高度，将其转换为电信号后经过控制处理，最终实现对液位的准确控制。
它在工业生产中起着重要的作用，可以广泛应用于石油化工、水处理、食品加工等领域，提高生产效率和产品质量。
仪表电机原理
仪表电机原理
仪表电机是一种基于电磁学原理工作的电动机，其工作原理主要包括电磁感应和力矩平衡。
电磁感应是指当导体在磁场中运动时，会感受到由磁场引起的电磁感应力，产生电流。
在仪表电机中，电流是通过导线圈产生的，导线圈通常绕制在一个铁芯上。
当导线圈通电后，产生的磁场与外部磁场相互作用，使得导线圈受到一个力矩的作用。
力矩的大小与电流的大小以及外部磁场的强度有关。
如果电流方向改变，磁场方向也会改变，导致力矩方向也会改变。
为了保持仪表电机的转子在一个稳定位置上，需要在力矩平衡的基础上进行设计。
力矩平衡是指在电流通过导线圈产生的力矩与其他力矩之间达到平衡状态。
在仪表电机中，可能存在摩擦力矩和反电动势等，需要通过合适的设计来平衡这些力矩。
总结起来，仪表电机的工作原理是基于电磁感应和力矩平衡的。
电流通过导线圈产生磁场，而磁场与外部磁场相互作用，产生力矩作用于转子上。
为了保持稳定的工作状态，需要平衡各种力矩。
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测量方法
• 按测量和被测量的差值大小
– 非零法：弹簧压力表 – 零位法：天平 – 微差法：测量压力的U形管
静态和动态
静态：被测对象处于稳定状态下的测量 动态：被测对象处于不稳定状态下的测量
• 点测量和场测量
– 点参数测量：测量某点的被测量 – 场参数测量：测量多点的被测量
直接测量和间接测量
直接测量：无需对被测量与其它实测的量进 行函数关系的辅助计算而直接得到的被测量的 值
• 负载效应：被测量受到仪表干扰而产生的 偏离
静态特性：
• 测量范围：
– 在允许的误差限内，测量仪表的被测量值的范 围，上限、下限之差为量程
• 准确度等级
– 根据测量仪表准确度大小所划分的等级和范围 – 引用误差 – 基本误差 – 允许误差
• 稳定度 • 灵敏度和灵敏阈 • 线性度和变差 • 温度误差
• 单峰性：绝对值小的误差出现的次数比绝 对值大的出现次数多
• 可以舍去出现概论为0的误差值
四、测量仪表的特性
• 仪表特性：包括静态特性和动态特性
• 静态特性：被测量在不随时间变换或变化 极慢的情况下，用一组与时间无关的参数 来描述测量仪表的特性
• 动态特性：被测量在随时间变化的情况下， 用微分方程来描述测量仪表的输入、输出 的动态关系
热工仪表工作原理
（塔里木输油气分公司） 刘鹍
热工仪表工作原理
主要内容
•测量与误差 •温度测量和仪表 •压力测量和仪表 •流量测量和仪表
§1测量与误差
一、测量的基本概念与测量方法
• 测量：从客观事物中提取有关信息的 认识过程，经整理后成为数据。
• 三要素：比值、单位、误差
X 0 ax aX：0：测被量测单量位的真值 x：二者的比值
的近似。
X x1 x2 x3 n
n
xn
xi
i 1
n
测量结果的正态分布
•
概率y 密度 为1：
2
exp
2
2 2
分布函数为：
1
2
exp
2
2 2
d
正态分布概率密度图
• 测量值均匀地分布在真值的两边，差别越 大的点，出现的可能性越低
• 每个曲线下的面积为100%
0.4
玻璃管温度计
（2）注意事项
• (1)温度计不宜平放和平装,保存与安装时都 应使玻璃温度计直立, 而且测温泡在下部。 如果倾斜安装也应使测温泡在下部。
• (2)使用时应检查液柱是否脱离,测温泡内是 否含有气泡, 如果液柱脱离可以缓慢加热或 微振动起来消除。
• (3)对于全浸式温度计,安装深度应满足要求, 对于工业用玻璃管温度计,则应将尾部全部 插入被测介质中。
间接测量：直接测量的量与被测量之间有已 知函数关系，而得到的被测量的值。
二、测量系统
• 测量系统：为完成测量任务而组合在一 起的总体
测量设备：测量中使用的一切设备
传感器：测量系统与测量对象发生直接关 系的部分
准确性和稳定性 灵敏性 负载小 经济性和耐腐蚀性
• 中间变换器：将传感器的输出信号进行远 距离的发送、放大、线性化和转换成统一 信号的装置
0.2
0.0
标准偏差
பைடு நூலகம்
12
2 2
n
2n lim n
n
i2
i1
n
n
• 作为单次测得值不可靠性的评定标准
– 越大，分散范围大 – 在一定条件下，测量列中随机误差的概率分
布情况
• 对称性：绝对值相等的正负误差，在多次 测量中出现的概率大致相等，
– 以＝0对称
– 在实际测量条件下，对同一量进行多次测量， 其误差的算术平均值随着测量次数n的无限增 大而趋于0
– 在同一条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝对 值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按某种确 定规律变化的误差
– 测量实际值＝测量读数＋修正值
•随– 修机正误值差＝：标在准测表读量书条值件－下仪，表多读数次测量同一量时， 误差的绝对值和符号可以不可预定的方式变化的 误差
•疏忽误差：
系统误差、随机误差、疏忽误差
• 系统误差大、随即误差小 • 随机误差大、系统误差小 • 随机误差小、系统误差小，有疏忽误差
随机误差的特性及处理
• 当系统误差消除后，对一被测量进行无数次 测量时，同一方法、同一仪表，测量次数无 穷多时，总的算术平均就是被测参数的真值
最佳值（最优概值）：工程中n（测量次数）
的数值不可能无穷大，所得的结果只是真值
– 准确地传输、放大、和转换信号，信号损失小，
•显示装置（测量终端）：向观察者显示被 测参数的数值和量值的装置
三、测量误差
• 测量误差：测量结果与被测量的真值之 差 绝对误差： ＝xi X0
xXi：0：测真量值结果
相对误差： ＝ X0
真值无法测定，测量结果、误差
• 系统误差：在偏离规定条件时或由于测量方法所 引入的因素，按某确定规律所引起的误差
注意事项
• (4)被测介质具有一定压力时,应在测温处焊 上(或用螺丝旋紧)测温套管为减少热阻,测温 套管壁不宜太厚(一般为1-2mm)。
• (5)测量流体温度时,温度计不能顺向安置,应 逆向安放,或与流向垂直或有一定倾斜角,而 且测温套管的插入深度要超过中心线。使测 温泡刚好位于中心线上。
§2温度测量及仪表
一、温度测量的基本概念 • 温度的定义：表征分子热运动的程度的物
理量 • 温标：衡量温度大小的标尺
– 摄氏：℃ – 热力学：K – 华氏：℉
温度计的分类和形式
• 膨胀式温度计
– 玻璃温度计 – 压力式温度计 – 双金属温度计
• 热电偶温度计 • 热电阻温度计 • 辐射式温度计
二、膨胀式温度计
动态特性
• 动态特性：仪表对随时间变化的被测参数 的响应特性
– 输出量随时间的变化曲线与被测参数随同一时 间变化的曲线一致或比较接近
– 阶跃响应：仪表在输入阶跃信号时，输出信号 能否立即跟随输入信号变化的能力
– 频率相应：由仪表的固有频率决定，固有频率 高，频率特性好
五、热工仪表的质量指标
• 仪表的准确度 • 仪表的非线性误差 • 变差 • 重复性 • 不灵敏区 • 漂移
• 玻璃温度计 • 压力式温度计 • 双金属温度计
1、玻璃液体温度计
• 是膨胀式温度计之一种,利用液体受热膨胀 的性质制成, 常用的液体有水银和酒精。广 泛用于测量-200-500摄氏度范围内的温度。
• （1）优点和缺点
– 玻璃液体温度计是最常用,也是最简单,最便宜 的温度计。
– 这种温度计主要优点是构造简单,使用方便,精 度高和价格低廉。缺点是惰性大,能见度低, 不 能自动记录及远距离传送。