自控系统基础知识与保养维护

自控系统基础知识及保养维护

测量的定义：测量是将被测量与同性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数。

直接测量定义：在使用仪表进行测量时，对仪表读数不需要任何运算，就能直接表示测量所需要的结果，称为直接测量。

间接测量定义：在使用仪表进行测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值带入函数关系式，经过计算得到所需要的结果，这种测量称为间

接测量。

联立测量（组合测量）定义：在应用仪表进行测量时若被测物理量必须经过求联立方程组，才

能得到最后结果，则称这种的测量为联立测量。

电测技术的优越性：用电测技术的方法对非电量进行测量，称之为非电量测量技术。在现代自动化生产过程中普遍采用电测技术进行各种参数的检测，这主要是因为：

优点

⏹便于实现自动、连续的自动测量；

⏹具有高灵敏度和准确度；

⏹便于实现信号远距离传输和远距离测量；

⏹反应速度快，不但能测量变化慢的非电量，而且能测量变化速度快的非电量；

⏹测量范围宽广，能够测量非电量的微小变化量；

⏹便于和各种自动控制器和显示仪表配套；

⏹便于与微处理器和电子计算机接口。

电测技术测量原理及方法：在非电量电测技术中，首要的问题是将各种非电量变换为电量，在检测装置中完成这种变换的环节通常称为传感器，在非电量测量中，所采用的检测原理与技术是多种多样的，目前一般采用两种分类方法：一种是按被测参数，如温度、压力、位移、速度。。。。。。等来分类，另一种是按传感器工作机理，如应变式、电容式、压电式、光电式等

电阻温度传感器PT100 ,PT200,500,1000特点及性质

⏹常用的有两线制（近距离测量）,三线制（工程测量），四线制（高精度及实验室

测量）

⏹电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。

⏹用于测量-200 ℃～+500 ℃范围内的温度)

⏹温度与电阻的变化系数0.0003851K=1℃

电阻温度传感器误差消除原理：举例

采用三线制PT100电阻测量温度，传感器与测量仪表距离200m，令AB之间电阻120欧姆，AC之间电阻120欧姆，CB之间电阻5欧姆。

仪表在计算时首先检查AB两点之间的实际测量电阻130，再次测点CB两端电阻5，由于CB 两端的电阻一端是在一起短接的，所以安理论计算应该是0，现在测得的CB两端电阻为5欧

姆，结果是计算出ABC三端的导线误差电阻为5欧姆

如果采用三线制测量法仪表会自动减掉5欧姆。

故障及维护：通常情况下手上有一只万用表就可以判断热电阻的好与损坏，正常的pt100在室内常温下测量以三线为例子对A、B、C端分别测量应该数据如下：A、B两端电

阻应该在110－125之间随温度而变化，A、C两端电阻同A、B，BC两端电阻应

该为0最好，如果测出其他情况说明电阻传感器有问题。

一体化温度变送器：

一体化温度变送器作为一种标准的工业测量设备主要由1不锈钢管壳、2传感器探头、3变送模块三部分组成，变送模块安装在不锈钢管里面，这中安装中传感器与变

送器的距离特别近，而且是完全封装在管壳中所以抗干扰能力特别强。一体化温

度变送器4-20mA输出有两线制、三线制、四线制三种，两线制的成本较低最为

常用，三线制、四线制一般属于高精度输出，而且还得专门给变送模块供电，布

线和采购成本比较高所以在一般工控场合很少用。

一体化温度变送器：故障判断

一体化温度变送器的故障判断主要由两部分组成（传感器、变送模块故障），在处理故障时需要分别判断。前提是变送模块接线必须正确，变送模块输出最大电流“20mA”故障时：故障一（热电阻）是传感器测断路（电阻探头损坏或与模块接触之间不良或断线）。

故障二是变送器本身损坏。变送模块输出最小电流“4mA或低于”故障时：先用万用表测量pt100电阻丝是否正常（必须断开pt100与模块之间的连接在测量，如果不断开模块测量数据不准确），电阻没问题剩下的就是模块温度。

压力传感器

测量原理：压力传感器是一种有源传感器，它具有频响宽、灵敏度高、结构简单、体积小等优点被广泛应用。压力传感器是采用某些物质的压电效应为基础，当物质受到压

力作用力时会在其表面上产生电荷，若将外力去掉时，它们又重新回到不带电的

状态，这种现场被称作压力效应。压力传感器都是通过这一原理制作的

压力传感器材质：1.压电晶体 2 .压电陶瓷

压力传感器的故障判断：压力变送器为一体化有源传感器，通常有两线制4－20mA电流型及输出0－10V三线制两种，一般三线制主要以西门子公司为主，其他厂家常见的是DC或者AC30两线制较为多见，压力传感器一般比较少见损坏的，当管道中有压力时通常可以从安装在管道上的压力表读到压力值，以此压力和变送器测量到压力做一个比较（比较时一定要视为现场压力表和变送器在同一高度，如果不在统一高度一定目测把高低落差计算进去），变送器输出在4 mA和20mA不随着现场压力变化时视为压力变送器损坏。

超声波流量计

超声波流量计的工作原理：当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，流量计测得流速后再根据管道的内径即可计算出管道内流体的流量。

电动调节阀

电磁阀

干扰的类型及防护

根据产生的物理原因，可分以下几种： 1.机械干扰 2.热干扰 3.光的干扰 4.湿度变化的干扰

5.化学干扰

6.电和磁场的干扰

7.射线辐射干扰

原因及处理方法：

机械干扰

原因：机械的震动或冲击造成仪表装置的电气元件发生震动或移位，使仪表指针或信号发生抖动影响仪表工作。声波的干扰类似与机械振荡。

处理办法：主要可以采取减震措施来解决，采用弹簧点或减震橡皮垫等

热的干扰

原因：仪表自身热量及环境温度的变化等都会引起仪表电气参数发生变化和产生热电效应而影响仪表工作。指针或信号发生抖动影响仪表工作。

处理办法：可以采用热屏蔽：把仪表内用导热性较好的材料做成屏蔽罩包起来，使罩内达到一定的恒温。

湿度变化的影响

原因：湿度会降低仪表的绝缘，漏电流增加；会使高阻值电阻下降，会使电介质常数增加，这样必然会影响仪表的正常工作。

处理办法：在安时应该尽量将仪表安装在干燥的地方，仪表节线端子及出线盒用环氧树脂和硅橡胶封灌等。

化学的干扰

原因：化学物品，如酸减盐及腐蚀气体等一方面会通过化学腐蚀作用损坏仪表元件和电路板，另一方面会与金属导体形成化学电压。

处理办法：安装时应该尽量将仪表安装在干燥的地方，良好密封和注意清洁对仪表是十分必要的防护化学干扰措施。

电和磁的干扰

原因：电和磁场可以通过感应及电路对检测仪表构成干扰，电场和磁场的变化也会在检测仪表的有关电路中感应出电压从而影响仪表的正常工作。

处理办法：在使用时应尽量将仪表安装在远离磁场及高电压等场合，或着采取屏蔽技术。

用环氧树脂和硅橡胶封灌等。

射线辐射干扰

原因：射线会使气体电离，半导体发出电子等等及辐射电压从而影响检测

仪表的正常工作。