热工仪表课件学习PPT文档

标准偏差
12
2 2
n
2n lim n
n
i2
i1
n
n
作为单次测得值不可靠性的评定标准
越大，分散范围大
在一定条件下，测量列中随机误差的概率分 布情况
对称性：绝对值相等的正负误差，在多次 测量中出现的概率大致相等，
以＝0对称
在实际测量条件下，对同一量进行多次测量， 其误差的算术平均值随着测量次数n的无限增 大而趋于0
§4-1测量与误差
一、测量的基本概念与测量方法
测量：从客观事物中提取有关信息 的认识过程，经整理后成为数据。 三要素：比值、单位、误差
X 0 ax
aX：0：测被量测单量位的真值 x：二者的比值
测量方法
按测量和被测量的差值大小
非零法：弹簧压力表 零位法：天平 微差法：测量压力的U形管
接触法、非接触法
在同一条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝 对值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按某 种确定规律变化的误差
测量实际值＝测量读数＋修正值
修正值＝标准表读书值－仪表读数
•随机误差：在测量条件下，多次测量同一量时， 误差的绝对值和符号可以不可预定的方式变化的 误差
•疏忽误差：
系统误差、随机误差、疏忽误差
负载效应：被测量受到仪表干扰而产生的 偏离
静态特性：
测量范围：
在允许的误差限内，测量仪表的被测量值的 范围，上限、下限之差为量程
准确度等级
根据测量仪表准确度大小所划分的等级和范 围 引用误差 基本误差 允许误差
稳定度 灵敏度和灵敏阈 线性度和变差 温度误差
五、热工仪表的质量指标
仪表的准确度 仪表的非线性误差 变差 重复性 不灵敏区 漂移
单峰性：绝对值小的误差出现的次数比绝 对值大的出现次数多
可以舍去出现概论为0的误差值
四、测量仪表的特性
仪表特性：包括静态特性和动态特性
静态特性：被测量在不随时间变换或变化 极慢的情况下，用一组与时间无关的参数 来描述测量仪表的特性
动态特性：被测量在随时间变化的情况下， 用微分方程来描述测量仪表的输入、输出 的动态关系
接触式 非接触式
静态和动态
静态：被测对象处于稳定状态下的测量 动态：被测对象处于不稳定状态下的测量
点测量和场测量
点参数测量：测量某点的被测量 场参数测量：测量多点的被测量
直接测量和间接测量
直接测量：无需对被测量与其它实测的量进 行函数关系的辅助计算而直接得到的被测量的 值
间接测量：直接测量的量与被测量之间有已 知函数关系，而得到的被测量的值。
二、测量系统
测量系统：为完成测量任务而组合在一 起的总体
测量设备：测量中使用的一切设备
传感器：测量系统与测量对象发生直接关 系的部分
准确性和稳定性 灵敏性 负载小 经济性和耐腐蚀性
中间变换器：将传感器的输出信号进行远 距离的发送、放大、线性化和转换成统一 信号的装置
准确地传输、放大、和转换信号，信号损失小，
压力式温度计的工作原理是当温度变化时,工质的 体积或压力相应发生变化,以此制成温度计 这种温度计的主要优点是构造简单,防震可以远距 离测量 , 并可制成自动记录式。主要缺点是损坏 后很难修理,不能测点温和表面温度。 国产WTQ型式气体压力温度计,可用来指示货记 录工业设备中气体, 蒸汽货液体的温度。测量范 围:0-120,0-160,0-200,0-3009(单位摄氏度)工作 压力:60kgf/cm^2,精度1.5与2.5级。
•显示装置（测量终端）：向观察者显示被 测参数的数值和量值的装置
三、测量误差
测量误差：测量结果与被测量的真值之 差 绝对误差： ＝xi X0
xXi：0：测真量值结果
相对误差： ＝ X0
真值无法测定，测量结果、误差
系统误差：在偏离规定条件时或由于测量方法 所引入的因素，按某确定规律所引起的误差
的近似。
X x1 x2 x3 n
n
xn
xi
i 1
n
测量结果的正态分布
概率密度为：
y
1
为：
1
2
exp
2
2 2
d
正态分布概率密度图
测量值均匀地分布在真值的两边，差别越 大的点，出现的可能性越低 每个曲线下的面积为100%
0.4
0.2
0.0
注意事项
(4)被测介质具有一定压力时,应在测温处焊 上(或用螺丝旋紧)测温套管为减少热阻,测温 套管壁不宜太厚(一般为1-2mm)。 (5)测量流体温度时,温度计不能顺向安置,应 逆向安放,或与流向垂直或有一定倾斜角,而 且测温套管的插入深度要超过中心线。使测 温泡刚好位于中心线上。
玻璃温度计
2、压力式温度计
玻璃管温度计
（2）注意事项
(1)温度计不宜平放和平装,保存与安装时都 应使玻璃温度计直立, 而且测温泡在下部。 如果倾斜安装也应使测温泡在下部。
(2)使用时应检查液柱是否脱离,测温泡内是 否含有气泡, 如果液柱脱离可以缓慢加热或 微振动起来消除。
(3)对于全浸式温度计,安装深度应满足要求, 对于工业用玻璃管温度计,则应将尾部全部 插入被测介质中。
自动控制系统的关键部件
对象√ 测量、变送
传感器、变送器、显示、报警、记录装置
调节器 执行器
执行机构、调节机构
x (t) e (t)
u (t)
q (t)
y (t)
调节器
执行器
对象
＋
－ z (t)
测量变送
热工测量和仪表
主要内容
测量与误差 温度测量和仪表 压力测量和仪表 流量测量和仪表 汽包水位测量和仪表 烟气分析和仪表 实验：热工仪表校验
§4-2温度测量及仪表
一、温度测量的基本概念 温度的定义：表征分子热运动的程度的 物理量 温标：衡量温度大小的标尺
摄氏：℃ 热力学：K 华氏：℉
温度计的分类和形式
膨胀式温度计
玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计
热电偶温度计 热电阻温度计 辐射式温度计
ET-IRMAN 温度安检门
二、膨胀式温度计
玻璃温度计 压力式温度计 双金属温度计
1、玻璃液体温度计
是膨胀式温度计之一种,利用液体受热膨胀 的性质制成, 常用的液体有水银和酒精。广 泛用于测量-200-500摄氏度范围内的温度。 （1）优点和缺点
玻璃液体温度计是最常用,也是最简单,最便宜 的温度计。 这种温度计主要优点是构造简单,使用方便,精 度高和价格低廉。缺点是惰性大,能见度低, 不 能自动记录及远距离传送。
系统误差大、随即误差小 随机误差大、系统误差小 随机误差小、系统误差小，有疏忽误差
随机误差的特性及处理
当系统误差消除后，对一被测量进行无数次 测量时，同一方法、同一仪表，测量次数无 穷多时，总的算术平均就是被测参数的真值
最佳值（最优概值）：工程中n（测量次数）
的数值不可能无穷大，所得的结果只是真值