02-检讲义测仪表与变送器
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①能在常温常压下工作； ②能在高温高压下工作； ③能在低温低压（真空度）下工作； ④能在易燃易爆的环境下工作； ⑤能在具有高粘度和腐蚀性、有毒性的环境下工作等。 同时还能测量在上述状态和环境中的参数。因而各类仪表还具有耐温、 耐压和防腐、防漏、防爆等特性。
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2.2 传感器与变送器
2.2.1 分类 2.2.2 检测方法 2.2.3 变送器 2.2.4 互感器 2.2.5 基本电路
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2.1.1参数的测量概念
一、参数的测量： ❖ 参数检测：将被测参数经过一次或多次能量的交换，
获得Hale Waihona Puke Baidu种便于显示和传递的信号的过程。
❖ 根据信号的不同，参数检测仪表可以分为气动 检测仪表和电动检测仪表两类。
❖ 非电量的电测法：
※将非电量工艺参数，如压力、温度、流量、物位等， 转 换为电流、电压等电路参数（信号）的检测方法。
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传感器 ：感知被测对象、并将对象的变化按照理化原理转换 为一定的便于传送的信号输出的仪表。
变送器：传感器的输出为单元组合仪表中规定的标准信号。
变送器是输出为标准信号的传感器 电流0～10mA(电压0～5V)、电流4～20mA(电压1～5V)
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2.1.6 检测仪表结构
检测仪表包括信号获取部分和信号处理及输出部分 其结构如图2-1所示。
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02-检测仪表与变送器
第二章 检测仪表与变送器
2.1 概述 2.2 传感器与变送器 2.3 温度检测仪表 2.4 压力检测仪表 2.5 流量检测仪表 2.6 物位检测仪表 2.7 机械量检测仪表 2.8 分析仪表 2.9 图像监控装置与系统 2.10 其他检测仪表
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2.1 概述
2.1.1 参数的测量概念 2.1.2 基本定义 2.1.3 检测仪表的特点 2.1.4 性能指标&测量误差 2.1.5 测量方法 2.1.6 检测仪表的结构 2.1.7 检测仪表的运行要求
二、参数类型：
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2.1.1参数的测量概念
测量系统中的常见信号类型
作用于测量装置输入端的被测信号，要转换成以下几种便于 传输和显示的信号类型：
❖ 1、 位移信号——一种机械信号，包括直线位移和角位移。 在测量力、压力、质量、振动等物理量时，要先把它们转换 成位移量再处理。
❖ 2、 压力信号——包括气压信号和液压信号，工业检测中主 要应用气压信号。
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2.2.1 分类
按照传感器的类型来分类:
⑴根据输入物理量分类。 ⑵根据工作原理分类。 ⑶根据能量传递方式分类。 ⑷根据传感器的电信号输出分类。 ⑸根据测量方法分类。有接触式测量和非接触式测量。
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2.2.2 检测方法
接触式测量与非接触式测量差别:
1.传感器与被测对象是否实体接触 2.接触式测量，传感器得到的是被测对象在接触点上的变 化率；而非接触测量则是处于被测对象所产生的一个场内 感知对象，传感器只要保持与被测对象实体距离，对于在 具体的空间位置没有限制。
❖ 成分量：物性分析仪表&成分分析仪表
❖ 光学量：光强、光统、光变、色彩等
❖ 机械量：位移、尺寸、振动、（加）速度&转速……
❖ 电工量：电路参数（R/L/C）电路信号(I/U) 电路运行(W/f/cosa)… ❖ 状态量：到位、好坏、启停、渗漏、上下限及其报警等
❖ “场”量：温度场、磁场、电磁场、图像……
图2-1 检测仪表基本结构框图
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2.1.3 检测仪表的特点
①被测对象种类繁多 ②被测对象形态各异 ③被测对象的信号范围宽广 ④被测对象的变化形式多样 ⑤被测对象的理化特性复杂 ⑥被测对象所处的环境恶劣 ⑦均必须进行信号处理，输出标准信号
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2.1.5 检测技术和方法
根据被测对象、测量环境和对象参数特性要求：
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2.2.3 变送器
变送器的作用
变送器 :将被测物理量转换成可传输直流电信号的设备。 工业上通常分为电量变送器和非电量变送器。 图2-2所示的是某一款压力变送器的选型图。
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2.2.4 互感器
互感器（instrument transformer）是按比例变换电 压或电流的设备，将高电压或大电流按比例变换成标准低电 压（100V）或标准小电流（5A或10A，均指额定值）。
❖ 3、 电气信号——有电压信号、电流信号、阻抗信号和频率 信号等。
传送快、滞后小、可远距离传递、便于和电子计算机联接。
❖ 4、 光信号——包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射条纹 信号、莫尔条纹信号等。可是连续得，也可是断续（脉冲） 式的。
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2.1.1参数的测量概念
三、被测信号
❖ 温度：水温、汽温、炉温、塔罐温度、温度梯度、热流等：31个 ❖ 压力：液压、气压、汽压、压强、压力容限等；14个 ❖ 流量：原料、产品的流量、流速（瞬时、累计）等；26个 ❖ 物位：（液体）液位、（颗粒）料位、（两介质相）界面；28个
❖ 环境监测：气味、排放、水质等，如 3H2 + N2 _T P_ 2NH3
❖ ……
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2.1.2 基本定义
检测仪表：是工业自动化仪表中最为重要的组成部分，是实 现所有自动化功能的必要环节和核心环节。
检测仪表：利用物理学和化学的各种效应实现各种信息参 数测量的、即能确定所感受的被测（变）量的大小的仪表。 可以是传感器、变送器也可以是兼有检测元件和显示仪表 的仪表总称。
电工/电磁学法、半导体法、光学法、微波法、红外线 法、超声波法、激光法、紫外线法、核辐射法、质谱法和电 化学法等。
还可以分为简单测量、直接测量和间接测量 。
其他测量方法：偏差式测量、零位式测量与微差式测量。
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检测仪表应用要求
由于工业过程的各种状态、信号、参数等涉及面很广，它几乎囊括了 工业领域的各个行业，因此作为工业过程各参量的测量（或检测）仪表 就必需要适合各种环境，必须满足运行要求：
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2.2 传感器与变送器
2.2.1 分类 2.2.2 检测方法 2.2.3 变送器 2.2.4 互感器 2.2.5 基本电路
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2.1.1参数的测量概念
一、参数的测量： ❖ 参数检测：将被测参数经过一次或多次能量的交换，
获得Hale Waihona Puke Baidu种便于显示和传递的信号的过程。
❖ 根据信号的不同，参数检测仪表可以分为气动 检测仪表和电动检测仪表两类。
❖ 非电量的电测法：
※将非电量工艺参数，如压力、温度、流量、物位等， 转 换为电流、电压等电路参数（信号）的检测方法。
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传感器 ：感知被测对象、并将对象的变化按照理化原理转换 为一定的便于传送的信号输出的仪表。
变送器：传感器的输出为单元组合仪表中规定的标准信号。
变送器是输出为标准信号的传感器 电流0～10mA(电压0～5V)、电流4～20mA(电压1～5V)
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2.1.6 检测仪表结构
检测仪表包括信号获取部分和信号处理及输出部分 其结构如图2-1所示。
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02-检测仪表与变送器
第二章 检测仪表与变送器
2.1 概述 2.2 传感器与变送器 2.3 温度检测仪表 2.4 压力检测仪表 2.5 流量检测仪表 2.6 物位检测仪表 2.7 机械量检测仪表 2.8 分析仪表 2.9 图像监控装置与系统 2.10 其他检测仪表
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2.1 概述
2.1.1 参数的测量概念 2.1.2 基本定义 2.1.3 检测仪表的特点 2.1.4 性能指标&测量误差 2.1.5 测量方法 2.1.6 检测仪表的结构 2.1.7 检测仪表的运行要求
二、参数类型：
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2.1.1参数的测量概念
测量系统中的常见信号类型
作用于测量装置输入端的被测信号，要转换成以下几种便于 传输和显示的信号类型：
❖ 1、 位移信号——一种机械信号，包括直线位移和角位移。 在测量力、压力、质量、振动等物理量时，要先把它们转换 成位移量再处理。
❖ 2、 压力信号——包括气压信号和液压信号，工业检测中主 要应用气压信号。
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2.2.1 分类
按照传感器的类型来分类:
⑴根据输入物理量分类。 ⑵根据工作原理分类。 ⑶根据能量传递方式分类。 ⑷根据传感器的电信号输出分类。 ⑸根据测量方法分类。有接触式测量和非接触式测量。
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2.2.2 检测方法
接触式测量与非接触式测量差别:
1.传感器与被测对象是否实体接触 2.接触式测量，传感器得到的是被测对象在接触点上的变 化率；而非接触测量则是处于被测对象所产生的一个场内 感知对象，传感器只要保持与被测对象实体距离，对于在 具体的空间位置没有限制。
❖ 成分量：物性分析仪表&成分分析仪表
❖ 光学量：光强、光统、光变、色彩等
❖ 机械量：位移、尺寸、振动、（加）速度&转速……
❖ 电工量：电路参数（R/L/C）电路信号(I/U) 电路运行(W/f/cosa)… ❖ 状态量：到位、好坏、启停、渗漏、上下限及其报警等
❖ “场”量：温度场、磁场、电磁场、图像……
图2-1 检测仪表基本结构框图
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2.1.3 检测仪表的特点
①被测对象种类繁多 ②被测对象形态各异 ③被测对象的信号范围宽广 ④被测对象的变化形式多样 ⑤被测对象的理化特性复杂 ⑥被测对象所处的环境恶劣 ⑦均必须进行信号处理，输出标准信号
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2.1.5 检测技术和方法
根据被测对象、测量环境和对象参数特性要求：
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2.2.3 变送器
变送器的作用
变送器 :将被测物理量转换成可传输直流电信号的设备。 工业上通常分为电量变送器和非电量变送器。 图2-2所示的是某一款压力变送器的选型图。
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2.2.4 互感器
互感器（instrument transformer）是按比例变换电 压或电流的设备，将高电压或大电流按比例变换成标准低电 压（100V）或标准小电流（5A或10A，均指额定值）。
❖ 3、 电气信号——有电压信号、电流信号、阻抗信号和频率 信号等。
传送快、滞后小、可远距离传递、便于和电子计算机联接。
❖ 4、 光信号——包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射条纹 信号、莫尔条纹信号等。可是连续得，也可是断续（脉冲） 式的。
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2.1.1参数的测量概念
三、被测信号
❖ 温度：水温、汽温、炉温、塔罐温度、温度梯度、热流等：31个 ❖ 压力：液压、气压、汽压、压强、压力容限等；14个 ❖ 流量：原料、产品的流量、流速（瞬时、累计）等；26个 ❖ 物位：（液体）液位、（颗粒）料位、（两介质相）界面；28个
❖ 环境监测：气味、排放、水质等，如 3H2 + N2 _T P_ 2NH3
❖ ……
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2.1.2 基本定义
检测仪表：是工业自动化仪表中最为重要的组成部分，是实 现所有自动化功能的必要环节和核心环节。
检测仪表：利用物理学和化学的各种效应实现各种信息参 数测量的、即能确定所感受的被测（变）量的大小的仪表。 可以是传感器、变送器也可以是兼有检测元件和显示仪表 的仪表总称。
电工/电磁学法、半导体法、光学法、微波法、红外线 法、超声波法、激光法、紫外线法、核辐射法、质谱法和电 化学法等。
还可以分为简单测量、直接测量和间接测量 。
其他测量方法：偏差式测量、零位式测量与微差式测量。
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检测仪表应用要求
由于工业过程的各种状态、信号、参数等涉及面很广，它几乎囊括了 工业领域的各个行业，因此作为工业过程各参量的测量（或检测）仪表 就必需要适合各种环境，必须满足运行要求：