自动检测及过程控制课件PPT.
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自动化仪表与过程控制培训课件课件(PPT165页)
自动化仪表与过程控制培训课件(PPT1 65页) 工作培 训教材 工作汇 报课件 管理培 训课件 安全培 训讲义P PT服务 技术
过程控制与自动化仪表
8
自动化仪表与过程控制培训课件(PPT1 65页) 工作培 训教材 工作汇 报课件 管理培 训课件 安全培 训讲义P PT服务 技术
考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
产品的反应过程。典型设备：反应器
4 ．精馏过程 精馏是一种分离过程。典型设备：精馏塔
5 ．传质过程 不同组分的分离和结合，如液体和气体之间的解
吸、汽提、去湿或润湿，不同非溶液体的萃取、液体 与固体之间的结晶、蒸气或干燥等都是传质过程。其 目的是获得纯的出口物料。
过程控制与自动化仪表
6
一、生产过程及其特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
➢被控过程的多样性
生产规模不同、工艺要求各异、产品品种多样导致过程的结构性、动态特性多 样。通常被控过程属于多变量、大惯性、大时延特征，还有非线性与时变特性。 （锅炉、热交换器、精馏塔）
➢控制方案的多样性
被控对象复杂导致控制方案多样性。单/多变量控制系统、常规仪表控制/计算 机集散控制系统、提高控制品质的和实现特定要求的控制系统。单回路、串级、 前馈、比值、均匀、分程、选择性、大时延、多变量系统，还有先进过程控制 系统(自适应、预测、补偿、智能、非线性控制等)。
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自动控制系统概述ppt课件
号
号
1 就地安 装仪表
2 集中仪 表盘面 安装仪 表
3 就地仪 表盘面 安装仪 表
4
嵌在管道 中
集中仪表 盘后安装 仪表
5 就地仪表 盘后安装 仪表
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
对于处理两个或两个以上被测变量，具有相同或不同 功能的复式仪表时，可用两个相切的圆或分别用细实线圆 与细虚线圆相切表示（测量点在图纸上距离较远或不在同 一图纸上），如下图所示。
对于一个稳定的系统（所有正常工作的反馈系统都是稳定系统 ）要分析其稳定性、准确性和快速性，常以阶跃作用为输入时 的被控变量的过渡过程为例，因为阶跃作用很典型，实际上也 经常遇到，且这类输入变化对系统来讲是比较严重的情况。
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
信号常见形式 斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号、阶跃信号等。
执行器
液位自动控制系统方框图
每个方框表示组成系统的一个环节，两个方框之间用带箭 头的线段表示信号联系；进入方框的信号为环节输入，离 开方框的为环节输出。
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
注意！
方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置。 方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联 系，与工艺流程图上的物料线有区别。 “环节”的输入会引起输出的变化，而输出不会反过来直 接引起输入的变化。环节的这一特性称为“单向性” 。 自动控制系统是一个闭环系统
第二节 自动控制系统的基本组成及表示形式
用同一种形式的方框图可以代表不同的控制系统
蒸汽加热器温度控制系统
给定值x
偏差e
控制器输出p
控制器
干扰作用f
操纵变量q 执行器
对 象 被控变量y
自动化仪表与过程控制培训课件(PPT165页)
策，使企业利益最大化。
日—月级
时—日级 分—秒级或 分—时级
小于1秒
小于1秒
决策管理与计划调度
实时优化 常规控制或高级
过程控制 操作安全与环境保护
测量、变送与执行 被控过程
过程控制与自动化仪表
14
过程控制发展概况
● 20世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验 人工控制生产过程，劳动生产率很低。
作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制
技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效 益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护 环境卫生等方面起着越来越大的作用。
过程控制与自动化仪表
3
自动化仪表
自动化仪表----- 用于生产过程自动化的仪器或
设备，是实现工业企业自动化的必要手段和技术 工具。 特点----- 兼容性、统一标准
用自动化装置来管理连续或间歇生产过程的综
合性技术就称为生产过程自动化，简称为过程控制
（Process Control ）。
过程控制与自动化仪表
2
过程控制
过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能
等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产 过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量、 温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组成 部分。
过程控制与自动化仪表
8
考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
过程控制与自动化仪表
9
第一章 过程控制与自动化仪表概述
过程控制的特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
日—月级
时—日级 分—秒级或 分—时级
小于1秒
小于1秒
决策管理与计划调度
实时优化 常规控制或高级
过程控制 操作安全与环境保护
测量、变送与执行 被控过程
过程控制与自动化仪表
14
过程控制发展概况
● 20世纪40年代前后(手工阶段)：手工操作状态，凭经验 人工控制生产过程，劳动生产率很低。
作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制
技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效 益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护 环境卫生等方面起着越来越大的作用。
过程控制与自动化仪表
3
自动化仪表
自动化仪表----- 用于生产过程自动化的仪器或
设备，是实现工业企业自动化的必要手段和技术 工具。 特点----- 兼容性、统一标准
用自动化装置来管理连续或间歇生产过程的综
合性技术就称为生产过程自动化，简称为过程控制
（Process Control ）。
过程控制与自动化仪表
2
过程控制
过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能
等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产 过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量、 温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组成 部分。
过程控制与自动化仪表
8
考核方式
1.点名作业20% 2.试验成绩10% 3.期末考试70%
过程控制与自动化仪表
9
第一章 过程控制与自动化仪表概述
过程控制的特点
➢系统由被控过程和检测控制仪表组成
过程控制采用各种检测仪表、控制仪表和计算机等自动化工具，对整个生产过 程进行自动检测、自动监督和自动控制。检测仪表把工艺参数转换为电信号或 气信号，反映生产过程状况；控制仪表接受检测信号对过程进行控制。
自动化仪表与过程控制(PPT165页)
7
参考书
教材 过程控制与自动化仪表.潘永湘等.机械工业出版社. 2008.5
参考书 1.自动检测技术与装置. 张宏建等. 化学工业出版社. 2004.7 2.自动化仪表与过程控制. 施仁等. 电子工业出版社. 2009.2 3.自动检测技术及仪表控制系统. 张毅等. 化学工业出 版社. 2005.3 4.过程控制及仪表. 邵裕森. 上海交大出版社
｛ 全盘自动化阶段
集中型计算机控制系统 集散控制系统DCS
FCS现场总线控制系统
20
集中型计算机控制系统
初衷：由于当时的计算机体积庞大，价格非常昂贵，为了使计算机控制能与 常规仪表控制相竞争，试图用一台计算机来控制尽可能多的控制回路。
输入子系统
AI DI
外设 过程控制计算机
输出子系统
AO DO
被控变量
即：安全性、稳定性和经济性。 (1)安全性 是指在整个生产运行过程中，能够及时
预测、监控和防止任何事故的发生，以确保生产设 备和操作人员的安全，这是最重要也是最基本的要 求。 (2) 稳定性 是指当工业生产环境发生变化或受到随 机因素的干扰和影响时，生产过程仍能不间断地平 稳运行，并保持稳定的产品质量。
（Process Control ）。
2
过程控制
过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能
等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产 过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量、 温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组成 部分。
作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制
技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效 益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护 环境卫生等方面起着越来越大的作用。
参考书
教材 过程控制与自动化仪表.潘永湘等.机械工业出版社. 2008.5
参考书 1.自动检测技术与装置. 张宏建等. 化学工业出版社. 2004.7 2.自动化仪表与过程控制. 施仁等. 电子工业出版社. 2009.2 3.自动检测技术及仪表控制系统. 张毅等. 化学工业出 版社. 2005.3 4.过程控制及仪表. 邵裕森. 上海交大出版社
｛ 全盘自动化阶段
集中型计算机控制系统 集散控制系统DCS
FCS现场总线控制系统
20
集中型计算机控制系统
初衷：由于当时的计算机体积庞大，价格非常昂贵，为了使计算机控制能与 常规仪表控制相竞争，试图用一台计算机来控制尽可能多的控制回路。
输入子系统
AI DI
外设 过程控制计算机
输出子系统
AO DO
被控变量
即：安全性、稳定性和经济性。 (1)安全性 是指在整个生产运行过程中，能够及时
预测、监控和防止任何事故的发生，以确保生产设 备和操作人员的安全，这是最重要也是最基本的要 求。 (2) 稳定性 是指当工业生产环境发生变化或受到随 机因素的干扰和影响时，生产过程仍能不间断地平 稳运行，并保持稳定的产品质量。
（Process Control ）。
2
过程控制
过程控制----泛指石油、化工、电力、冶金、核能
等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产 过程自动控制，其被控量通常为压力、液位、流量、 温度、PH值等过程变量，是自动化技术的重要组成 部分。
作用----在现代工业生产过程自动化中，过程控制
技术可实现各种最优的技术经济指标、提高经济效 益和劳动生产率、节约能源、改善劳动条件、保护 环境卫生等方面起着越来越大的作用。
过程控制技术PPT课件
1.1 过程控制发展简介
过程控制经历了基地式仪表、单元组合仪表、计算机直接数字控制、集散控制、现场总 线和网络控制等几个时期，可将它们大致划分为三个阶段。 1.1.1仪表控制阶段
这个阶段分为基地式仪表和单元组合仪表两个时间段。
1
20 世纪 40 年代前，过程工业生产处在初级阶段，许多作业流程靠手工、凭经验进行。 50年代前后，生产控制开始采用笨重的基地式仪表（Instruments on Base）随设备就地分散 安装，一套生产设备，一套体积不小的检测与控制仪表伴随，不同系统之间没有什么联系，测 量与控制内容大多是一些热工参量的定值控制，其目的是要保证产品质量和数量的稳定。
最大动态偏差maximumdynamicdeviation与超调在阶跃响应中响应曲线被控量随时间的变化规律偏离最终稳态值的最大幅度数值就是最大动态偏差通常是响应的第一个波峰与稳态值的距离如图12中最大偏差占响应曲线稳态值的百分比称为超调量overshoot显然最大动态偏差与超调量之间具有相同的物理含义区别是
Control）等。这对于提高产品质量和生产能力起到了积极的促进作用。
3
1.1.3 网络过程自动化阶段
进入 20 世纪 80 年代以后，集散控制系统进一步发展，同时出现了具有一定智能的仪表 和执行机构。到 80 年代末、90 年代初期，现场总线控制系统（Field-bus Control Systems, FCS）问世，它突破了集散控制系统采用通信专用网络的局限，采用公开化、标准化的网络协 议，实现不同网络的互联互通；它保留集散控制系统的分散布置特点，将集中控制功能彻底下 放到现场，同时加强现场信息采集、数据计算和故障诊断等自治能力。它的基层网络不仅联接 现场检测与控制设备，而且沟通与上层网络的联系，进一步增强了生产现场的控制能力，提高 了系统的灵活性和可靠性。它主要由三部分组成：现场智能仪表、控制器和总线监督与组态计 算机组成。典型的现场总线产品有：Profibus 、基金会现场总线（Foundation Fieldbus, FF）、LonWorks 总线、CAN 总线（Control Area Network）和 HART总线（Highway Addressable Remote Transducer）。
过程控制经历了基地式仪表、单元组合仪表、计算机直接数字控制、集散控制、现场总 线和网络控制等几个时期，可将它们大致划分为三个阶段。 1.1.1仪表控制阶段
这个阶段分为基地式仪表和单元组合仪表两个时间段。
1
20 世纪 40 年代前，过程工业生产处在初级阶段，许多作业流程靠手工、凭经验进行。 50年代前后，生产控制开始采用笨重的基地式仪表（Instruments on Base）随设备就地分散 安装，一套生产设备，一套体积不小的检测与控制仪表伴随，不同系统之间没有什么联系，测 量与控制内容大多是一些热工参量的定值控制，其目的是要保证产品质量和数量的稳定。
最大动态偏差maximumdynamicdeviation与超调在阶跃响应中响应曲线被控量随时间的变化规律偏离最终稳态值的最大幅度数值就是最大动态偏差通常是响应的第一个波峰与稳态值的距离如图12中最大偏差占响应曲线稳态值的百分比称为超调量overshoot显然最大动态偏差与超调量之间具有相同的物理含义区别是
Control）等。这对于提高产品质量和生产能力起到了积极的促进作用。
3
1.1.3 网络过程自动化阶段
进入 20 世纪 80 年代以后，集散控制系统进一步发展，同时出现了具有一定智能的仪表 和执行机构。到 80 年代末、90 年代初期，现场总线控制系统（Field-bus Control Systems, FCS）问世，它突破了集散控制系统采用通信专用网络的局限，采用公开化、标准化的网络协 议，实现不同网络的互联互通；它保留集散控制系统的分散布置特点，将集中控制功能彻底下 放到现场，同时加强现场信息采集、数据计算和故障诊断等自治能力。它的基层网络不仅联接 现场检测与控制设备，而且沟通与上层网络的联系，进一步增强了生产现场的控制能力，提高 了系统的灵活性和可靠性。它主要由三部分组成：现场智能仪表、控制器和总线监督与组态计 算机组成。典型的现场总线产品有：Profibus 、基金会现场总线（Foundation Fieldbus, FF）、LonWorks 总线、CAN 总线（Control Area Network）和 HART总线（Highway Addressable Remote Transducer）。
第6章自动化监测技术ppt课件
（2）掉电保护功能。现场的数据采集装置应有储存器和掉 电保护模块， 能暂存已经采集的数据，并在掉电情况下 不丢失数据。系统应设有备用电源，在断电情况下，系统 应能自动切换，并继续工作一段时间，具体持续工作时间 应根据工程的具体要求确定，一般应在3天以上。
（3）自检、自诊断功能。即对仪器自身的工作性态进行检 查，对发生故障的仪器应自动报警。
• 目前国内传输距离一般在1000m～2000m内，模 拟量传输距离一般不能大于2000m，与分布式比 较，造价可省约1/3左右。
• 由于转换箱结构简单，维修方便，在恶劣气候条 件下，比MCU产生的故障路率低，所以此种方式 适应于大规模、测点数量多，相对集中的监控系 统。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
分布式
• 分布式数据采集系统通常由监测计算机、 测控单元和传感器组成；
• 根据不同监测任务需要而埋设的各类传 感器通过一定的通信介质（一般为屏蔽 电缆）接入布置其附近的测控单元；
• 由测控单元按照采集程序的控制将监测 数据转换、存储并通过数据通信网络发 送至远方的监测计算机做深入分析和处 理。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
• 分布式系统是把数据采集工作分散到靠近 较多传感器的采集站(测控单元)来完成，然 后将所测数据传送到主机。这种系统要求 每个观测现场的测控单元应是多功能智能 型仪器，能对各种类型的传感器进行控制 测量。
（3）自检、自诊断功能。即对仪器自身的工作性态进行检 查，对发生故障的仪器应自动报警。
• 目前国内传输距离一般在1000m～2000m内，模 拟量传输距离一般不能大于2000m，与分布式比 较，造价可省约1/3左右。
• 由于转换箱结构简单，维修方便，在恶劣气候条 件下，比MCU产生的故障路率低，所以此种方式 适应于大规模、测点数量多，相对集中的监控系 统。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
分布式
• 分布式数据采集系统通常由监测计算机、 测控单元和传感器组成；
• 根据不同监测任务需要而埋设的各类传 感器通过一定的通信介质（一般为屏蔽 电缆）接入布置其附近的测控单元；
• 由测控单元按照采集程序的控制将监测 数据转换、存储并通过数据通信网络发 送至远方的监测计算机做深入分析和处 理。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
严格执行突发事件上报制度、校外活 动报批 制度等 相关规 章制度 。做到 及时发 现、制 止、汇 报并处 理各类 违纪行 为或突 发事件 。
• 分布式系统是把数据采集工作分散到靠近 较多传感器的采集站(测控单元)来完成，然 后将所测数据传送到主机。这种系统要求 每个观测现场的测控单元应是多功能智能 型仪器，能对各种类型的传感器进行控制 测量。
过程控制与自动化仪表PPT课件
块表示为这个环节的输出。线旁的字母表示相互间
的作用信号。
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第二节过程控制系统的组成及其分类
液位自动控制的方块图
• 方块图中， x 指设定值；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。当x 取正值，z取负值，e= x- z，负反馈；x 取正值，z取正值， e= x+ z，正 反馈。
第二节 过程控制系统的组成及其分 类
1.定值控制方法
“定值” 是恒定给定值的简称。工艺生产中，若要求控制系统的作用是使 被控制的工艺参数保持在一个生产指标上不变，或者说要求被控变量的给定值不 变，就需要采用定值控制系统。
2.随动控制系统（自动跟踪系统）
给定值随机变化，该系统的目的就是使所控制的工艺参数准确而快速地跟 随给定值的变化而变化。
第111页6/共41页
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标
动态——被控变量随时间变化的不平衡状态 。
从干扰作用破坏静态平衡，经过控制，直到系统重 新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和 信号都处于变动状态之中，这种状态叫做动态。
结论：在自动化工作中，了解系统的静态是必要的，但是了 解系统的动态更为重要。因为在生产过程中，干扰是客观存 在的，是不可避免的，就需要通过自动化装置不断地施加控 制作用去对抗或抵消干扰作用的影响，从而使被控变量保持 在工艺生产所要求控制的技术指标上。
图1-11 温度控制系统过渡过程曲线
第232页8/共41页
第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指 标
解 最大偏差A＝230-200＝30℃ 余差C＝205-200＝５℃ 由图上可以看出，第一个波峰值B＝230-205＝25℃， 第二个波峰值B′＝210－205＝5℃， 故衰减比应为B:B′＝25:5＝5:1。 振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔， 故周期T＝20-5＝15（min）
《过程控制系统概述》PPT课件
电气信息学院测控系
本课程在自动化类专业中的地位和作用
➢与自动控制理论的联系（思考自控的内容）； ➢与运动控制系统的区别； ➢主要应用场合； ➢支撑课程以及相关基础课程。 ➢在整个自动化大类专业中的地位；
电气信息学院测控系
本课程主要内容
➢基本概念
▪ 过程控制系统的概念和发展状况 ▪ 控制对象的数学模型
采集到的氧气流量，送入 流量变送器FT，再经过开 方器，其结果送到流量控 制器（调节器）FC作为流 量反馈值，与供氧量的设 定值比较，得到偏差值， 经过流量控制器（调节器） FC进行PID运算，输出控制 信号，去控制调节阀的开 度，从而改变供氧量的大 小，以满足生产工艺要求。
3
FC 4
2 FT
5
氧
气
界干扰，使被控量尽量保持接近或等于设定值。
电气信息学院测控系
5．过程控制有多种分类方法
• 按被控参数分类： 温度、压力、流量、液位或物位控制系统、物性
控制系统、成分控制系统。 • 按被控量数分类：
单变量过程控制系统、多变量过程控制系统。 • 按设定值分类：
定值控制系统、随动（伺服）控制系统、程序控 制系统。
电气信息学院测控系
1.1 过程控制的任务与目标
• 生产过程：
– 是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。
• 生产过程的总目标：
– 以最经济的途径将原物料加工成预期的产品。
• 过程控制的任务:
– 了解工艺流程和动静态特性， – 实现生产过程的控制目标。
电气信息学院测控系
• 生产过程的要求：安全性,稳定性,经济性。
计算机控制技术。
电气信息学院测控系
二、过程控制的特点
1、被控过程的多样性 石油化工过程、钢铁生产中的冶炼和轧制过程、核
本课程在自动化类专业中的地位和作用
➢与自动控制理论的联系（思考自控的内容）； ➢与运动控制系统的区别； ➢主要应用场合； ➢支撑课程以及相关基础课程。 ➢在整个自动化大类专业中的地位；
电气信息学院测控系
本课程主要内容
➢基本概念
▪ 过程控制系统的概念和发展状况 ▪ 控制对象的数学模型
采集到的氧气流量，送入 流量变送器FT，再经过开 方器，其结果送到流量控 制器（调节器）FC作为流 量反馈值，与供氧量的设 定值比较，得到偏差值， 经过流量控制器（调节器） FC进行PID运算，输出控制 信号，去控制调节阀的开 度，从而改变供氧量的大 小，以满足生产工艺要求。
3
FC 4
2 FT
5
氧
气
界干扰，使被控量尽量保持接近或等于设定值。
电气信息学院测控系
5．过程控制有多种分类方法
• 按被控参数分类： 温度、压力、流量、液位或物位控制系统、物性
控制系统、成分控制系统。 • 按被控量数分类：
单变量过程控制系统、多变量过程控制系统。 • 按设定值分类：
定值控制系统、随动（伺服）控制系统、程序控 制系统。
电气信息学院测控系
1.1 过程控制的任务与目标
• 生产过程：
– 是指物料经过若干加工步骤而成为产品的过程。
• 生产过程的总目标：
– 以最经济的途径将原物料加工成预期的产品。
• 过程控制的任务:
– 了解工艺流程和动静态特性， – 实现生产过程的控制目标。
电气信息学院测控系
• 生产过程的要求：安全性,稳定性,经济性。
计算机控制技术。
电气信息学院测控系
二、过程控制的特点
1、被控过程的多样性 石油化工过程、钢铁生产中的冶炼和轧制过程、核
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例1：某压力表的量程为10MPa，测量值的允许 误差为0.03MPa，则仪表的准确度等级为？ 解： 0.03/10×100%=0.3% 因为我国的自动化仪表精度等级中不推荐 采用0.3级仪表，所以仪表的准确度等级应为0.5 级。
刘玉长
(三) 线性度
仪表实测输入输出特性 曲线与理想线性输入输出特 性曲线的偏离程度(如图)。用 实际输入输出特性曲线与理 想输入输出特性曲线间最大 偏差值Δ m与量程yFS之比百 分数来表示，如图。
刘玉长
五、检测仪表的主要性能指标
静态性能指标: 不必考虑仪表输入量与输出量之间的动态 关系而只需考虑静态关系，联系输入量与输出量 之间的关系式中不含有时间变量。 动态性能指标: 是测量仪表在动态工作过程中所呈现出的 特性，其反映测量仪表对随时间变化的被测量所 响应的性能，通常采用时域特性与频域特性等来 表征。 以下仅介绍静态性能指标。 刘玉长
刘玉长
机 械 量 测 量 与 仪 表
成 分 分 析 仪 表
显 示 仪 表
新 型 检 测 技 术 与 仪 表
第一章 自动检测技术基础
本章介绍自动检测技术、仪表的基 本概念与有关测量误差及处理的基本原 理与方法。 第一节 自动检测的基本概念 第二节 测量误差及处理方法 第三节 测量不确定度
刘玉长
第一节 自动检测的基本概念
(一)测量范围与量程
测量范围:指在正常工作条件下，检测系统或仪 表能够测量的被测量值的总范围，测量范围用 下限值ymin至上限值ymax来表示，即ymin～ ymax。 测量量程:为测量范围上限与下限的代数差，即 yFS=ymax-ymin
刘玉长
(二)准确度
定义：准确度也称精确度，是指测量结果与实际值
刘玉长
准确度等级(精度等级)
国际法制计量组织(OIML)建议书No.34推荐， 仪表的准确度等级采用以下数字： (1,1.5,1.6,2,2.5,3,4,5,6)×10n ,n=1,0,-1,-2,-3等 上述数列中禁止在一个系列中同时选用 1.5×10n和1.6×10n，3×10n也只有证明必要和合 理时才采用。 我国自动化仪表精度等级【GB/T13283-2008】 有0.01、0.02、(0.03)、(0.05)、0.1、0.2、0.25、 (0.3)、(0.4)、0.5、1.0、1.5、(2.0)、2.5、4.0、5.0 等级别(括号内的精确度等级不推荐采用)。 一般科学实验用的仪表精度等级在0.05级以 上；工业检测用仪表多在0.1~5.0级，其中校验用 的标准表多为0.1或0.2级，现场用多为0.5~5.0级。 刘玉长
相一致的程度，是测量的一个基本特征。
Δmax 仪表的允许误差 准确度 100% 100% 仪表的量程 yFS
Δmax—仪表所允许的误差界限，即允许误差；
yFS —仪表量程。
通常用准确度(精度)等级来表示仪表的准 确度，其值为准确度去掉“±符号”及“%”后 的数字再经过圆整取较大的约定值。
刘玉长
(二) 变送器
其作用是将敏感元件输出信号变换成既保 存原始信号全部信息又更易于处理、传输及测量 的变量，因此要求变换器能准确稳定的实现信号 的传输、放大和转化。
刘玉长
(三) 显示(记录)仪表
也称二次仪表，其将测量信息转变成人感 官所能接受的形式，是实现人机对话的主要环节。 显示仪表可实现瞬时或累积量显示，越限和极限 报警，测量信息记录，数据自动处理，甚至参量 调节功能。一般有模拟显示、数字显示与屏幕显 示三种形式。
线性度
m 100% yFS
仪表线性度示意图
1-实测曲线;2-理想曲线
Hale Waihona Puke 刘玉长(四)变差变差也称回差或迟滞误差，在外界条件不 变的前提下，使用同一仪表对某一参数进行正反 行程(即逐渐由小到大和逐渐由大到小)测量，两 示值之差为变差，变差反映仪表检验时所得的上 升曲线与下降曲线经常出现不重合的现象。 原因：检测装置中的弹性元件、机械传动 中的间隙和内摩擦、磁性材料的磁滞。
《自动检测和过程控制》 (第4版) 电子课件
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上篇 自动检测
自动检测技术主要介绍工业过程控制中温度、 压力、流量、物位、成分、机械量等的检测原 理、方法与检测仪表。内容如下： 检 测 技 术 基 础 温 度 检 测 与 仪 表 压 力 检 测 与 仪 表 流 量 测 量 与 仪 表
物 位 检 测 仪 表
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四、检测仪表的分类
按被测参数性质分：过程参数(温度、压力、 流量、物位、成份 )、电气参数(电能、电流、 电压等)与机械量(位移、速度、振动等)； 按使用性质分类：实用型、范型和标准型； 其他分类方式：工作原理不同，分为模拟式、 数字式和图像式等；按仪表功能的不同，可分 为指示仪、记录仪、积算仪等；按仪表系统的 组成方式的不同，分为基地式仪表和单元组合 式仪表；按仪表结构的不同，分为开环式仪表 与闭环式(反馈式)仪表。
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三、检测仪表的组成
检测仪表是实现检测过程的物质手段，是 测量方法的具体化，它将被测量经过一次或多次 的信号或能量形式的转换，再由仪表指针、数字 或图像等显示出量值，从而实现被测量的检测。
被测 对象 物理量 显示、记 录装置
传感器
变送器
电量
电量/数字量
检测仪表的组成框图
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(一) 传感器
传感器也称敏感元件，一次元件，其作用 是感受被测量的变化并产生一个与被测量呈某种 函数关系的输出信号。 传感器分类：根据被测量性质分为机械量 传感器、热工量传感器、化学量传感器及生物量 传感器等；根据输出量性质分为无源电参量型传 感器(如电阻式传感器、电容式传感器、电感式 传感器等)与发电型传感器(如热电偶传感器、光 电传感器、压电传感器等)。
一、检测
检测即测量，是为准确获取表征被测对象 特征的某些参数的定量信息，利用专门的技术工 具，运用适当的实验方法，将被测量与同种性质 的标准量(即单位量)进行比较，确定被测量对标 准量的倍数，找到被测量数值大小的过程。
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二、检测的基本方法
检测方法是实现检测过程所采用的具体方 法。根据检测仪表与被测对象的特点，检测方法 主要有以下几种： (1)接触式与非接触式; (2)直接、间接与组合测量； (3)偏差式、零位式与微差式测量。 还有其他的分类(如根据物理量、检测原理)。