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, 1.5，2.5，4.0

0.5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