仪表基础知识培训

新奥环保仪表基础知识培训计划测量仪表基本知识一、测量过程与测量误差1 测量过程参数检测就是用专用的技术工具，依靠能量的变换、实验和计算找到被测量的值被测量（被测变量）传感器变送器显示装置参数检测的基本过程如上传感器又称为检测元件或敏感元件，它直接影响被测变量，经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于传送的输送信号，如mV、V、mA、Ω、Hz、位移、力等。

由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往很微弱，一般都需要经过变送环节的进一步处理，把传感器的输出转换成如4~20mA 等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号，这种检测仪表成为变送器。

有些时候，传感器可以不经过变送环节，直接通过显示装置把被测量显示出来。

2 测量误差测量误差：仪表测得的测量值与被测真值之差。

由于真值在理论上是无法真正被获取的，因此，测量误差就是指检测仪表（精度较低）和标准表（精度较高）在同一时刻对同一变量进行测量所得到的两个读数之差。

测量误差常用表示形式：绝对误差=测量结果-被测量（约定）真值相对误差=绝对误差/被测量真值*100%引用误差=测量仪器的绝对误差/标称范围两极限之差*100%二、测量仪表的品质标准1 测量仪表的准确度（精确度）在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度，定义仪表的精确等级。

工业上通常把绝对误差中的最大值，即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差。

最大相对百分误差=最大绝对误差/量程*100%仪表精度等级有：0.005, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5，2.5，4.00.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为±0.5%，以此类推。

2 变差在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测变量在全量程范围内进行正反行程（即逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，对应于同一被测量的仪表输出可能不等，二者之差的绝对值即为变差。

变差的大小，根据在同一被测值下正反特性间仪表输出的最大绝对误差和测量表量程之比的百分数来表示。

3 灵敏度和分辨率灵敏度是表征检测仪表对被测量变化的灵敏程度，它是指仪表输出变化量和输入变化量之比。

分辨率又称为灵敏限，是仪表输出能响应和分辨的最小步值输入变化量，它也是灵敏度的一种反映。

三图纸标示1仪表位号TE 就地安装的温度仪表TT 带变送器的温度仪表PT 带变送器的压力仪表PI 就地显示的压力仪表FT 带变送器的流量仪表LT 带变送器的液位（物位）仪表LV 液位（物位）调节阀PV 压力调节阀FV 流量调节阀XV 切断阀第一部分温度测量温度是表征物体冷热程度的物理量，它不能直接测量，只能借助于冷热不同的物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特征进行间接测量，根据热平衡原理，任意两个冷热程度不同的物体相接触，必然要发生热交换现象，当两者达到热平衡状态时，选择物体与被测物体温度相等。

通过对选择物体某一物理量（如液体的体积，导体的电量等）的测量，就可以定量的得出被测物体的温度数值。

这就是接触测温法，当然也可以用热辐射原理和光学原理等进行非接触测温。

一热电偶热电效应：任何两种不同的导体或者半导体组成的闭合回路，如果将他们的两个接点分别位于不同温度的热源中，则在该回路内就会产生热电势。

热电偶是测温元件，它是由两种不同材料的导体焊接而成的，焊接的一段插入被测介质中感受被测温度，称为热电偶的工作端（热端），另一端与导线相连，称为自由端（冷端）。

常用热电偶型号：1 S 铂铑-铂 -20~1300℃ 1600℃2 K 镍铬-镍硅 -50~1000℃ 1200℃3 T 铜-铜镍 -40~300℃ 350℃4 B 铂铑-铂铑 300~1600℃ 1800℃5 E 镍铬-铜镍 -40~800℃ 900℃补偿导线：不同的热电偶配用不同的补偿导线，补偿导线有正、负极之分，各种补偿导线的正极均为红色，负极的不同颜色代表不同的金属。

常用补偿导线：型号热电偶正极负极正极负极1 SC S 铜（正）铜镍（负）红色绿色2 KC K 铜康铜红色蓝色3 KX K 镍铬镍硅红色黑色4 TX T 铜铜镍红色白色二热电阻金属在温度变化后，阻值会发生相应变化（变大）。

工业上主要使用的热电阻有铂电阻和铜电阻。

铂电阻使用温度范围-200~850℃，精度高，性能可靠，抗氧化性能好，分度号Pt100，R0=100Ω铜电阻使用温度范围-50~150℃，电阻温度系数大，电阻值与温度之间基本为线性关系，分度号Cu50和Cu100. 其R0分别为50Ω和100Ω。

热电阻结构：普通型热电阻，铠装热电阻铠装热电偶一般使用铠装热电阻，外形尺寸小、响应速度快，抗震，可弯曲，使用方便。

三双金属温度计双金属温度计中的元件采用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起，并将一端固定而制成的。

当双金属片受热后，由于两金属片的膨胀长度不同，而产生的弯曲，温度越高膨胀长度越大，因而引起弯曲的角度就越大，常用的温湿度计双金属温度计三物位物位测量分类：1 直读式物位仪表：玻璃管液位计、玻璃板液位计2 浮力式物位仪表：浮子式液位计3 差压式物位仪表：差压式物位计4 电磁式物位仪表：5 声波式物位仪表：超声波、雷达式物位计6 光学式物位仪表：双法兰液位计：双法兰式差压变送器磁翻板液位计：磁翻板液位计以磁性浮子为感测元件，并通过磁性浮子与显示色柱中的磁性体的磁耦合作用，反映被测液位或界面的测量仪表。

磁翻板液位计超声波液位计压力仪表：就地安装圆盘压力表抗震压力表流量计标准孔板标准孔板质量流量计质量流量计就是直接测量单位时间内所流过的介质的质量，质量流量计的最后输出信号只与介质的质量流量M 成正比，主要有科里奥利力质量流量计、涡轮流量计、转子流量计、超声波流量计、电磁流量计等。

科里奥利力质量流量计涡轮流量计转子流量计一体式电磁流量计分体式电磁流量计电磁流量计调节阀执行器是典型的自动化控制环节中的三个环节（检测器、控制器、执行器）之一，也就是我们通常所说的调节阀。

除了调节阀之外，执行器还包括气动马达、启动机械手、电磁阀、电动调速泵等产品。

执行器在自动化控制系统中的作用是接受来自过程控制仪表的信号，由执行器将其转换成相应的直线位移或角位移，去操作控制机构，从而达到控制工艺上的被调参数，实现稳定生产的目的。

因此，执行器是一种直接改变操作变量的仪表，是一种终端元件。

分类：气动执行器、电动执行器、液动执行器三类，主要使用前两类，通常叫做气动调节阀和电动调节阀。

带执行器的压力调节阀仪表故障的一般规律当一台仪表在运动中发生故障，应该首先从以下一些方面去考虑。

1.对于气动仪表而言，大部分故障出在漏、堵、卡三个方面。

漏——因为气动仪表的信号源来自压缩空气，所以任何一部分泄露都会造成仪表的偏差和失灵。

易漏的部分有仪表接头、橡皮软管、密封圈、垫、特别是一些尼龙件、橡胶件，在使用数年之后容易老化造成泄露。

通过分段憋压的方法很容易找到泄露点。

堵——因为仪表用空气中仍含有一定水汽、灰尘和油性杂质，长期运行过程中会使一些节流部件堵塞或半堵，如放大器节流孔、喷嘴、挡板等处，只要沾上一点灰尘，就会引起不同程度的输出信号改变，特别是在潮湿天气，空气中湿度大，更应该注意这一点。

卡——因为气信号驱动力矩小，只要某一部位摩擦力增大，都会造成传动机构卡住或反应迟钝。

常见部位有连杆、指针和其他机械传动部件。

电动仪表因为输出力矩大，这种现象相对较少。

2.对电动仪表而言，大部分故障出在接触不良，断路、短路、松脱等四个方面。

接触不良——仪表插件板、接线端子的表面氧化、松动以及导线的似断非断状态，都是造成接触不良的主要原因。

断路——因为仪表引线一般较细，在拉机芯或操作过程中稍有相碰，都会造成断路，保险丝的烧毁、电器元件内部断路也是一个方面。

短路——导线的裸露部分相碰，晶体管、电容击穿是短路的常见现象。

松脱——主要是机械部分，注入滑线盘、指针、螺钉等，气动仪表也有类似现象。

故障处理的一般方法1.先观察后动手当仪表失灵时，不要急于动手，可先观察一下记录曲线的变化趋势。

若指针缓慢达到终点，一般是工艺原因造成的；若指针突然跑到终点，一般是感温元件或二次仪表发生故障。

另外可以参照其他相关仪表加以确定。

在基本确认是仪表故障后，即可开始动手。

2.先外部后内部故障究竟是发生在二次仪表的内部还是外部，一般的检查方法是先外部后内部，就是先排除仪表接线端子以外的故障，然后再处理仪表内部故障。

3.先机械后线路在生产中发现，一台仪表机械部分故障的可能性比线路（电、气信号传递放大回路）部分多的多，而且机械性故障比较直观，也容易发现。

所以在确认是仪表内部故障需要检查机芯时，应先检查机械部分，后查线路部分。

机械部分重点查有无卡、松脱、接触不良等；线路部分重点查放大器。

4.先整体后局部在排除机械故障的可能性后，就要检查整个电、气传递放大回路。

因为线路部分有输入、比较、变换、放大、输出、驱动等多级组成。

所以首先要综观整台表的现象，大致估计问题的所在。

如果无法估计，则可采用分段检查法，如怀疑某一段不正常，可从大段到小段步步压缩，迅速而准确地判断故障，故障范围限定在很小的局部，处理起来就十分方便。