热工测量仪表..
热工仪表基础知识
热工仪表基础知识1.什么是测量？什么是热工测量？什么是热工测量仪表？答：测量就是通过实验的方法，把被测量与其所采用的单位标准量进行比较，得出被测量数值的过程。
热工测量就是在火力发电厂热力生产过程中对各种热工参数（如温度、压力、流量、液位等）进行的测量方法和过程。
热工测量仪表是指用来测量热工参数（如温度、压力、流量、液位等）的仪表。
2.热工仪表是由那几部分组成的？答：热工测量仪表是由传感器、变换器、显示器三大部分组成。
传感器是指将被测量的某种物理量按照一定的规律转换成能够被仪表检测出来的物理量的一类测量设备。
也称感受件，一次仪表。
变换器的作用是将传感器输出的信号传送给显示器。
也称连接件，中间件。
显示器的作用是反映被测参数在数量上的变化。
也称显示件，二次仪表。
3.按显示功能热工仪表分为那几类？答：按结构形式热工仪表分为：（1）指示仪表；是通过仪表的标尺和指针或液面、光点等的相对位置来显示被测参数瞬时值的显示仪表。
（2）记录仪表；能把被测量的瞬时值记录下来的仪表。
（3）信号仪表；能把被测参数是否超越允许值进行灯光、音响报警的仪表。
（4）调节仪表；除显示被测参数外，还可以进行调节参数的仪表。
（5）累积仪表；是对被测量进行累积叠加的仪表。
4.什么是示值的绝对误差？示值的相对误差？示值的引用误差？答：示值的绝对误差是指仪表的指示值（被校仪表的读数值）x与被测量的真实值（标准仪表的读数值）x0之间的代数差。
示值的绝对误差＝x －x 0示值的相对误差是指示值的绝对误差与被测量的实际值之比。
示值的相对误差＝%10000⨯-x x x 示值的引用误差是指示值的绝对误差与该仪表量程范围之比。
以百分数表示。
示值的引用误差＝%100程下限仪表量程上限－仪表量0⨯-x x 5. 什么是仪表的基本误差？什么是仪表的测量误差？答：在规定的技术条件下，将仪表的示值和标准表的示值相比较，在被测量平稳地增加和减少的过程中，在仪表全量程取得的诸示值的引用误差中的最大者，称为仪表的基本误差。
热工测量仪表知识点
热⼯测量仪表知识点《热⼯测量仪表》知识点第1章：基础知识难点测量误差的表⽰形式误差产⽣的原因误差的种类掌握测量的基本概念误差的分类仪表的组成及其性能指标仪表的基本误差和允许误差仪表的引⽤误差仪表的精度等级仪表的防爆和防护了解检测技术与仪表的作⽤及发展测量的不确定度第2章：温度测量掌握温标与测温⽅法热电偶测温原理热电偶基本定律(推导和应⽤)热电偶测温补偿原因、原理和⽅法热电阻测温原理热电阻测温引线误差和消除⽅法了解膨胀式与压⼒温度计⼯作原理接触测温误差和对策⾮接触式测温原理和⽅法新型温度传感器第3章压⼒和压差测量掌握：压⼒的基本概念分类液柱式压⼒计⼯作原理（U形管、单管式、斜管式）弹性元件测压原理，各种弹性元件测压类型和范围弹簧管压⼒计测量压⼒特点和应⽤领域压⼒表量程选择⽅法、范围了解：了解其它弹性元件测量压⼒⽅法和原理第4章：机械量测量掌握电容式传感器灵敏度和⾮线性误差计算分析（变极距、变⾯积、变介电常数、差动式）电感式位移传感器⼯作原理（灵敏度、⾮线性误差计算分析）差动式、互感、⾃感式、差动变压器（⼯作原理）零点残余电压产⽣的原因和消除⽅法直流电桥和交流电桥的测量特点调制解调的基本概念电涡流传感器的基本⼯作原理、类型和应⽤场合光敏电阻、光敏晶体管⼯作原理和应⽤场合绝对式和增量式码盘的⼯作原理和区别第5章：流量测量掌握：流量测量现状及其原因分析常见的流量传感器类型节流式流量计的基本结构和⼯作原理和相关系数修正节流式流量计对流体要求常见的标准节流件性能常见的⾮标节流件标准节流装置的计算（两类命题、迭代流程）⽪托管和均速管流量计的基本⼯作原理电磁流量计的基本⼯作原理涡街、科⾥奥利、涡轮、转⼦、靶式流量计⼯作原理第6章：物位测量直读式、静压式、差压式、浮⼒式、称重式液位计⼯作原理汽包⽔位测量的重要意义汽包⽔位测量的难点重量⽔位、实际⽔位、虚假⽔位、⽰值⽔位概念引起汽包虚假⽔位的原因云母⽔位计的基本⼯作原理、引起误差的原因、缺点双⾊⽔位计的⼯作原理、引起误差的原因、信号远传的⽅法电接点⽔位计的⼯作原理和误差分析差压式⽔位计的基本⼯作原理（消除误差的改进⽅式，单室平衡、双室平衡容器）压⼒校正原理和⽅法第7章成分分析炉烟成分分析的重要性和分析⽅法热导式CO2分析仪的基本原理和实现⽅法氧化锆氧量计⼯作原理直插式和抽⽓式的优缺点第8章：检测新技术虚拟仪器基本概念软测量技术概念模糊传感器概念多传感器数据融合概念仪表习题⼀⼀、填空题1.绝对误差在理论上是指和被测量的之间的差值；仪表量程范围内最⼤的绝对误差和量程之⽐称为仪表的，将其去掉％的数值圆整后的数的数值为仪表的。
第二章 热工仪表概述
1．示值比较法
用标准表对被检定仪表进行检定。 用标准表对被检定仪表进行检定。用标准仪表 与被校仪表同时测量同一参数， 与被校仪表同时测量同一参数，把标准表的示值当 成真值（约定真值）， ），比较二者的示值以确定被检 成真值（约定真值），比较二者的示值以确定被检 仪表的误差、变差等质量指标。 仪表的误差、变差等质量指标。
感受件（一次仪表） 1. 感受件（一次仪表）
仪表中直接与被测对象发生关系的部件， 仪表中直接与被测对象发生关系的部件， 它能感知被测参数的变化并将其转换成一种便 于测量的信号输出。 于测量的信号输出。也称一次仪表、一次元件、 敏感元件或传感器。
感受件性能必须要符合下列要求： 感受件性能必须要符合下列要求：
1）、模拟式显示元件
显示参数的连续变化 双金属温度计
2）、数字式显示元件：
直接用数字显示被测参数的大小或高低。
电接点压力式温度计
3）、屏幕式显示元件：
是电视技术与计算机技术综合应用的产 物，它既能在屏幕上模拟显示给出曲线，也 能数字显示，或两种方式同时显示，也可以 根据需要以表格、生产流程图等形式显示一 组参数数值。
3、显示件（二次仪表） 显示件（二次仪表）
接收中间件送来的信号， 接收中间件送来的信号，并将其转变为 测量人员可以识别的信号， 测量人员可以识别的信号，是与测量人员直 接联系的部件。 接联系的部件。
分类： 分类： 根据仪表的显示方式不同， 显示方式不同 （1）根据仪表的显示方式不同，分为以下三 屏幕显示。 种：模拟显示 、数字显示 、屏幕显示。 根据仪表的显示特点不同， 显示特点不同 （2）根据仪表的显示特点不同，分为以下 三种： 三种：瞬时量显示 、累计量显示 、越限与 极限显示。 极限显示。
热工测量仪表及控制装置
压力开关
执行器
执行器
执行器
执行器
直行程电动执行器
执行器
执行器
角行程电动执行器
气动执行器
磁翻板液位测量仪
• 工作原理 • 磁翻板液位计是以磁浮子为测量元件、经磁系统 耦合将受压或敞口容器中的被测介质液位传递至 指示器的液位或界位测量仪表。其基本型为现场 指示型，现场指示具有两种指示方式，一种翻球 式（UHZ-54），另一种翻柱式（UHZ-52）。基 本型配上液位报警器可实现远距离液位或界位的 上下越位报警，限位控制或联锁；与远传（变送） 装置配合可将液位的变化转换成标准直流信号 4~20mA（两线制），成为DDZ-III型电动单元组 合仪表的变送单元，实现液位或界位的远距离指 示、检测或控制。
热工测量及控制装置
双金属温度计，热电阻，热电偶，流量计，压力变送器
双金属温度计
压力式温度计的种类： 1. 充液压力式温度计。 原理:由封闭容器中金属温包和金属毛细管及仪表显示盘组 成。 2.充气压力式温度计。 原理：根据气体状态方程 pV=mRT,对一定质量m的气体，当 V一定，则它的温度T与压力p成正比关系。通常充以氮气。 测量最高温度可为500至550度，在低温下充以氢气，可测量 -120度。 3.蒸汽压力式温度计。 原理：根据低沸点液体的饱和蒸汽压只和汽液分界面温度有 关这一原理制称的。
流量计
流量计
孔板流量计工作原理
• 充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节流件附近造成局部收缩， 流速增加，在其上、下游两侧产生静压力差。 • 在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以 推导出差压与流量之间的关系而求得流量。其基本公式如下：
• • • • • •
d－工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 D－工作条件下上游管道内径 qm－质量流量 Kg/s qv－体积流量 m³ /s ß－直径比d/D 无量纲 ρ流体的密度Kg/m³
热工测量仪表基础知识培训课件
• 二、主要技术参数 • 1．温度计分为轴向型，径向型，135°三种型式。 • 2．温度计的精度等级为1级，1.5级、2.5级。 • 3．保护管的材料一般为1Gr18Ni9Ti不锈钢和钛合金，其所能承受的
公斤压力可达到64Kf/cm2。
• 4．温度计的接点为上、下限（常开），单限、双上限。
节
位
代号
• 2．热电偶的结构形式 • 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下： • 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； • 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； • 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； • 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
• 3．热电偶冷端的温度补偿
变面积式流量计的主要形式 是转(浮)子流量计，是由锥形玻 璃管和浮子组成，浮子能在垂直 安装的锥形玻璃管内上下移动。 被测流体自下向上流过管壁与浮 子之间环隙时，托起浮子向上， 这时管与浮子之间的环隙面积增 大，直到浮子两边压差所形成的 力与浮子重力相等时，浮子便处 在一个平衡位置。
流量变化时浮子两边压差所 形成的力也随之变化，使浮子又 在一个新的位置上重新平衡，浮 子浮起的高度即为流量计的读数。
表示意义
第一位
W
温度测量仪表
第二位 第
S
金属膨胀式温
度计
一
第三位
S
感温元件为
节
热双金属片
X
带电接点
第四位
度计保护管浸入被测介质中的长度必 须大于感温元件的长度，一般浸入长度大于75mm ，0-50℃量程的浸入长度大于150mm，以保证测量 的准确性。
• 2．双金属温度计在保管、使用安装及运输中，应 避免碰撞，保护管，切勿使保管弯曲变形及将表 壳当表板手用。
常见热工机械量测量仪表的测量对象
常见热工机械量测量仪表的测量对象摘要：1.热工机械量测量仪表的概述2.常见热工机械量测量仪表的种类3.各种热工机械量测量仪表的测量对象4.测量对象的特点及选择原则正文：一、热工机械量测量仪表的概述热工机械量测量仪表是一种用于测量热力学量的设备，广泛应用于工业生产、科学研究等领域。
它能够测量各种热工机械量，如温度、压力、流量、速度等，为工程技术人员提供关键的数据支持。
二、常见热工机械量测量仪表的种类1.温度测量仪表：如热电偶、热电阻、红外测温仪等；2.压力测量仪表：如压力表、传感器等；3.流量测量仪表：如流量计、涡街流量计、浮子流量计等；4.速度测量仪表：如测速仪、激光测距仪等。
三、各种热工机械量测量仪表的测量对象1.温度测量仪表的测量对象：温度测量仪表主要用于测量物体的温度，适用于各种温度范围内的测量，如高温、低温等。
2.压力测量仪表的测量对象：压力测量仪表主要用于测量流体或气体的压力，可以测量静压、动压等。
3.流量测量仪表的测量对象：流量测量仪表主要用于测量流体或气体的流量，适用于各种流速、压力等条件下的测量。
4.速度测量仪表的测量对象：速度测量仪表主要用于测量物体的运动速度，适用于各种运动方式的物体测量。
四、测量对象的特点及选择原则1.测量对象的特点：不同的测量对象具有不同的物理性质和特征，如温度、压力、流量等，这些特征决定了测量仪表的性能和技术要求。
2.选择原则：选择热工机械量测量仪表时，应根据实际测量需求、测量对象的特点以及测量范围、精度等因素进行综合考虑，以确保测量结果的准确性和可靠性。
总之，热工机械量测量仪表的测量对象涵盖了温度、压力、流量、速度等多个方面，为工程技术人员提供了丰富的测量手段。
热工测量仪表的分类
热工测量仪表的分类
根据仪表用途、原理及结构等不同，热工仪表可分为多种类型。
(1)按被测参数不同，可分温度压力、流量、物位、成分分析及机械量(位移、转速、振动等)测量仪表。
(2)按用途不同，可分标准用、实验室用及工程用仪表。
(3)按显示特点不同，可分指示式、记录式、积算式、数字式及屏幕式仪表。
(4)按工作原理不同，可分机械式、电气式、电子式、化学式、气动式及液动式仪表。
(5)按装置地点不同，可分就地安装式及盘用仪表。
(6)按使用方式不同，可分固定式和携带式仪表。
在热工生产现场，大多采用结构牢固.能适应较为恶劣环境的工程用仪表，标淮仪表常作为实验室校对工程用仪表及作为标推传递之用。
根據儀表用途、原理及結構等不同，熱工儀表可分為多種類型。
(1)按被測參數不同，可分溫度壓力、流量、物位、成分分析及機械量(位移、轉速、振動等)測量儀表。
(2)按用途不同，可分標準用、實驗室用及工程用儀表。
(3)按顯示特點不同，可分指示式、記錄式、積算式、數字式及屏幕式儀表。
(4)按工作原理不同，可分機械式、電氣式、電子式、化學式、氣動式及液動式儀表。
(5)按裝置地點不同，可分就地安裝式及盤用儀表。
(6)按使用方式不同，可分固定式和攜帶式儀表。
在熱工生產現場，大多采用結構牢固.能適應較為惡劣環境的工程用儀表，標淮儀表常作為實驗室校對工程用儀表及作為標推傳遞之用。
《热工测量仪表》课件
物位测量仪表是用于测量液体或固体 物料位置的仪表，包括浮球液位计、 雷达液位计、超声波液位计和称重传 感器等。
物位测量仪表广泛应用于石油、化工 、电力、制药等领域，用于监测和控 制各种设备和工艺过程的物位参数。
物位测量仪表的原理基于浮力原理、 电磁波和力学原理等，通过测量物料 位置的变化来反映物料的液位或重量 参数。
根据测量精度要求选择合适精度 的仪表，以确保测量结果的准确 性。
安装与调试
01
安装位置
根据测量需求和安全 要求，确定仪表的安 装位置。
02
调试步骤
按照制造商提供的说 明书进行安装和调试 ，确保仪表正常工作 。
03
电缆连接
正确连接信号电缆， 避免信号干扰和短路 。
04
校准与测试
在安装完成后进行校 准和测试，确保仪表 的准确性和可靠性。
进行显示。
应用领域
工业生产
在化工、钢铁、电力等工业生产过程中，需要使用各种热工测量 仪表对工艺参数进行实时监测和控制。
科学研究
在物理、化学、生物学等科学研究中，热工测量仪表用于实验数据 的采集和记录。
环境保护
在环境监测中，热工测量仪表用于测量温度、压力、流量等参数， 以评估环境污染状况。
02
热工测量仪表的种类
分类
根据测量参数的不同，热工测量仪表 可分为温度仪表、压力仪表、流量仪 表等。
工作、热电阻、热敏电阻等原理，将温度转换为电信
号，再通过电子线路进行放大和显示。
压力仪表
02
基于压力传感器的原理，将压力转换为电信号，通过电子线路
进行放大和显示。
流量仪表
03
利用涡街原理、超声波原理等，测量流体流量并转换为电信号
热工仪表测量期末总结
热工仪表测量期末总结导言：热工仪表测量是热能转换和能源利用以及能源装备的基础工作，对于提高能源装备的运行效率、保证能源转换过程中的安全和稳定运行起着重要作用。
在本学期的热工仪表测量课程学习中，我系统学习了热工仪表的基本原理、仪表的分类和特点、仪表的选型与安装、仪表的调试与校准以及常见故障的排除等方面的内容。
通过理论学习和实践操作，我对热工仪表测量有了更加全面深刻的认识。
下面将从几个方面对本学期的热工仪表测量课程进行总结。
一、学习内容在本学期的热工仪表测量课程中，我们学习了以下几个方面的内容：1. 热工仪表测量的基本原理：在学习了传感器的基本原理后，我们深入了解了温度、压力、流量和液位等常见参数的测量原理。
我们通过学习了解了传感器的结构和工作原理，学会了选择合适的传感器进行测量。
2. 仪表的分类和特点：我们学习了仪表的分类和特点，了解了电流表、电压表、阻抗表等常见的动态仪表和压力表、温度计、流量计等常见的静态仪表的特点和工作原理。
掌握了各种仪表的使用方法和操作技巧。
3. 仪表的选型与安装：在学习了仪表的分类和特点后，我们学习了仪表的选型与安装。
我们从性能、精度、环境适应性等方面考虑，选择合适的仪表进行安装，确保仪表的准确性和可靠性。
4. 仪表的调试与校准：我们学习了仪表的调试与校准。
了解了调试与校准的目的和方法，学会了使用校准器和标定仪校准仪表，并进行调试，确保仪表的正常运行。
5. 常见故障的排除：在学习了仪表的调试与校准后，我们学习了常见故障的排除方法。
了解了仪表故障的原因和处理方法，学会了使用故障分析仪和故障排除工具进行故障排查和维修。
二、实践操作在本学期的热工仪表测量课程中，我们进行了一系列的实践操作。
通过实践操作，我们得到了更加直观的认识，并培养了动手能力和实际操作能力。
1. 仪表的安装和接线：我们在实验室中进行了仪表的安装和接线实验。
通过实际操作，我们学会了使用螺纹接头、法兰接头和焊接接头等进行安装，并且进行了正确的接线。
火电热工基础名词解释整理
1）热工测量：在发电厂中，是指热力生产过程中各种热工参数的测量方法。
2）热工测量仪表：在发电厂中是指用来测量热工参数的仪表。
3）绝对误差：测量结果和被测量真值之间的差值，绝对误差=测量结果-被测量的真值。
4）基本误差：仪表在正常的工作条件下所具有的误差，也称固有误差。
5）补偿导线：在0-100度范围内使用的热电偶与二次仪表之间的连接导线，其热电特性与匹配的热电偶相同但价格低廉。
6）允许误差：仪表所允许的测量误差范围。
7）热电偶：两种不同性质的导体（或半导体）其一端焊接或绞接组成热电偶。
8）机跟炉：锅炉调负荷，汽机调压力的控制方式。
9）炉跟机：汽机调负荷，锅炉调压力的控制方式。
10）汽包虚假水位：在上水量或排汽量突然增加的情况下，汽包水位首先呈现出来的降低或上升现象，我们称之为汽包虚假水位。
11）平衡容器：将被测量水位转换为差压信号的测量装置。
12）PLC：可编程控制器。
具体指采用可编程存储器，存储控制程序，并通过开关量和模拟量的输入、输出，对生产过程进行控制。
13) 在线监控:通过人机接口和I/O接口，对生产过程参数进行实时采集、处理、记录、监视、操作控制。
14) 电磁阀:利用电磁原理控制管道中介质流动状态的电动执行机构。
15) 继电器:一种能借助于电磁力或其它物理量的变化而自动切换的电器。
16) 温度控制器:通过对介质温度的检测，判断被测温度是否达到设定值的装置。
17)程序控制:根据生产过程预先编写好的程序，在各种输入信息的作用下，使各个控制对象自动按顺序执行的过程。
18) 微动开关:利用微小的位移量完成触点转换的装置。
19) 节流装置:节流件、取压装置及节流件前后的测量直管段统称节流装置。
20)吹灰暖管: 吹灰汽源是一定温度压力的蒸汽，吹灰前主汽阀、疏水阀打开，管道内的冷却水排掉，使管道缓慢受热汽温缓慢上升至要求温度关闭疏水阀，这一过程叫做吹灰暖管。
21)无功功率:即电源和感性负载之间只进行“电磁”能量的转换，此过程不消耗有功功率。
热工测量仪表作业参考答案
第一、二章一.名词解释1.测量:人们借助专门工具,通过试验和对试验数据的分析计算,将被测量X0以测量单位U倍数μ显示出来的过程,即X0＝μU。
2.热工测量:指压力,温度等热力状态参数的测量,通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数的测量,如测量流量,液位震动,位移,转速和烟气成分等。
34.5.6.7.集度。
8.9.10.11.12.13.回差：输入量上升和下降时，同一输入量相应的两输出量平均值之间的最大差值与量程之比的百分数称为仪表的回差。
14.重复性：同一工况下，多次按同一方向输入信号作全量程变化时，对应于同一输入信号值，仪表输入值的一致程度称为重复性。
15.分辨率：引起仪表示值可察觉的最小变动所需的输入信号的变化，称为仪表的分辨率。
16.灵敏度：仪表在到达稳态后，输出增量与输入增量之比，称为仪表的灵敏度。
17.粗大误差：明显歪曲了测量结果，使该次测量失效的误差称为粗大误差。
18.系统误差：在同一条件下，多次测量同一被测量，绝对值和符号保持不变或按某种确定规律变化的误差称为系统误差。
19.随机误差：在相同条件下，多次测量同一被测量时，绝对值和符号不可预知地变化着的误差称为随机误差。
20、随即误差传递公式：y σ=221xi m i i x f σ∑=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ，y σ为间接测量的标准误差和函数对该直接测量值的偏导数乘积的平方和的平方根21 22n x ≤≤ ,用下式计算首尾测α,查得T(n, α和Tn 都S ， 2324 2526n 很大时，大于测量列中的最大残差时，才能判定为测量列中含有累积系统误差。
27、阿贝准则：按测量先后顺序排列测量值，求出测量列标准误差估计值s ，计算统计量111n ii i c v v -+==∑,若2c ≥，则可认为该测量列中含有周期性系统误差。
二：.简答1.简述测量方法的分类答：测量方法按测量结果的获取方式来分，可分为直接测量法、间接测量法和组合测量法；按被测量与测量单位的比较方式来分，测量可分为偏差测量法，微差测量法与零差测量法；按被测量在测量过程中的状态来分，测量又可分为静态测量方法和动态测量方法。
热工仪表
3、热电偶的类形 S B K J R E T ：铂铑10-铂 –20～1300℃ ：铂铑30-铂铑6 300～1600 ℃ ：镍铬-镍硅（镍铬-镍铝） -50～1000 ℃ ：铁-康铜 -40～750 ℃ ：铂铑13-铂 -0～1600 ℃ ：镍铬-康铜 -40 ～1000 ℃ ：铜-康铜 -40 ～350 ℃
华氏温标（°F）规定：在标准大气压下，冰的融点为32℃，水的沸点为 212℃，中间划分180等分，没等分为华氏1度，符号位°F。
摄氏温标（ ℃ ）规定：在标准大气压下，冰的融点为0℃，水的沸点为100℃， 中间划分100等分，没等分为华氏1度，符号位℃。
摄氏温度值t和华氏温度值tF有如下关系： t=5/9(tF-32) ℃
热电阻丝材料受腐蚀变质
更换热电阻
4、选型要点 连接方式：螺纹连接、法兰连接等。 量程范围：对于温度的测量，应保证工作温度在仪表量程的2/3 ～ 3/4处。 外护套材质：是否耐高温、耐腐蚀、耐磨等。 信号传输方式：2、3、4线制，电阻信号。 分度号选择：PT100、CU50等；电阻特性：如PT100特征为在标准条件下0度 时的测量电阻为100欧姆。 测量方式：表面式、插入式等，如为插入式还需对插入深度进行选择。
• 热力学温标又称开尔文温标，或称绝对温标，它规定分子运动停止时的温度 为绝对零度，符号为K。热力学温度是基本的物理量，它的单位为开尔文，热 力学温标和华氏温标有如下关系： • t/℃=T/K-273.15 t/℃——分子为摄氏温度，分母为摄氏温度的单位； T/K——分子为开尔文温度，分母为开尔文温度的单位。
热工仪表概述
1、概述 热工测量技术包括热工参数的测量方法和实现测量的仪表。热工测量参数 包括温度、压力、流量、物位、成分（如气体分析仪）等。 在工业锅炉运行中，通过热工参数的测量，可以及时反映热力设备的运行 工况，为运行人员提供操作依据；为锅炉控制系统准确及时地提供信号。因此， 热工测量是保证热力设备安全、经济运行及实现自动化的基础条件。 目前我国电动仪表中并存着两种标准信号制度，在DDZ-Ⅰ和DDZ-Ⅱ型仪 表中采用0~10毫安直流电流作为标准信号，而在DDZ-Ⅲ型仪表中，采用目前 国际上统一的4~20毫安直流电流作为标准信号。从安全防爆、减少损耗、节 省能量考虑，信号电流的满度值都希望选小一些。但太小也有困难，起点电流 太小将会给两线制仪表带来困难，因为它将要求降低整个仪表在零信号时消耗 的总电流。而在目前的元器件水平下，起点电流比4mA再小有时将发生困难。 因此，目前国际上采用4～20mA作为标准信号。有利于识别仪表断电、断线 等故障，且为现场变送器实现两线制提供了可能。
热工测量及仪表专题介绍
三、压力测量-1151电容式压力（压差）传感器
电容式压力变送器是将压力的变化转化为电容量的变化，然后 进行测量的变送器。它是一种开环检测仪表、具有结构简单、 过载能力强、测量精度高、体积小、重量轻、使用方便等特点。
C A
d
❖改变d能够获得较高灵敏度，可测量微米数 量级的位移；
漩涡流量计由检测器和转换器组成。
在流动的流体中放置一根其轴线 与流向垂直的非流线性柱形体(加 三角柱、圆柱等)，称之为漩涡发 生体。当流体沿漩涡发生体绕流 时，会在漩涡发生体下游产生不 对称但有规律的交替漩涡列，这 就是所谓的卡门涡街现象。
四、流量测量-漩涡流量计
涡街稳定的条件：h/L=0.281时
1
C 2D2 1 4 4
2 p
1
五、成分分析仪表-氧化锆氧量计
火电厂锅炉燃烧质量如何检测？ 炉烟成分自动分析
过剩空气系数α保持在一定 范围，可保证燃料完全燃烧， 又不过多地增加排烟量和降 低燃烧温度。过剩空气系数 α可通过分析的O2和CO2含量 来判断。
氧含量与α有单值关系，且此受燃料品种的影响较小；氧量计 的反应比二氧化碳表计快。所以目前电厂中大量采用氧量计测 过剩空气系数。
确定的，对确定的被测金属， 和u也
是定值，因此线圈的电感L将只随线圈 与金属导体间的距离d改变，两者之间 具有单值对应关系。
七、机械量测量-位移测量
七、机械量测量-位移测量
七、机械量测量--转速测量
七、机械量测量--振动测量
空气
烟气 2 —参比气样氧容积浓度；
—待测气样氧容积浓度。 1
五、成分分析仪表-氧化锆氧量计
氧化锆氧量计使用中注意事项
➢ 氧化锆传感器需要恒温或在计算电 路中采取补偿措施，以消除传感器温度 （池温）对测量的影响。氧化锆氧量计 又分为恒温式和补偿式两种。 ➢氧化锆传感器要在一定高温下工作， 以保证有足够高的灵敏度。 ➢保持参比气样的压力与待测气样的压 力相等。 ➢保持参比气样和待测气样一定的流速， 以保证测量的准确性。 ➢氧化锆纯度要高，存在杂质会降低输 出电势。致密性要好，否则氧离子直接 穿过。 ➢显示仪表具有较的输入阻抗。
热工测量仪表
0 1 2 3 4 5 (m)
绝对黑体的辐出度按波长分布曲线
（1）斯忒藩（Stefan)—玻尔兹曼定律
M ( ,T ) ~λ 曲线下的面积等于绝对黑体在一
定温度下的辐射出射度 M0(T ) 即：
M0 (T ) 0 M (,T )d
由实验及理论都可以得到 斯忒藩—玻尔兹曼定律
1400K
一、热辐射及相关定律
1、热辐射
热辐射体中原子和分子不发生运动状态变化； 热辐射能量来自物体的热运动； 在任何温度下（不是绝对零度）辐射连续光谱。
发射本领和吸收本领
发射本领（单色辐射出射度）：
是用来描述辐射物体发射能量的能力的物理量。
(1)单色辐射出射度 M (,T ) :
~ d, d 1 ds 1
问题：如何从理论上找到符合实验曲线的函数式 ？
Mb( ,T) f ( ,T)
1、维恩经验公式:
M
b
(,
T
)
C15e
C2
T
这个公式与实验曲线短波长处符合得很好， 但在波长很长处与实验曲线相差较大。
2、瑞利--金斯经验公式:
M b ( ,T )
2
c2
2kT
M b (,T )
2c 4
kT
或者，
这个公式在波长很长处与实验曲线比较相近，
间。 与温度、该物体的性质和表面情况有关； 则按基
尔霍夫定律还与 有关， 和 都要用实验方法确定 。
c2
M c1 5 (eT 1)1
M T 4
(7 8)
(7 9)
二、单色辐射高温计
由普朗克定律或维恩公式可知，物体在某一波长
下的光谱辐射出射度与温度有单值函数关系，而且光
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• 随机误差 在同一测量条件下，多次测量同一被测 量时，误差的数值大小在一定范围内随机变化，符 号的变化也不可预见，这就称为随机误差。随机误 差也叫偶然误差。
随机误差是由于测量过程中许多独立的、微小的 偶然因素(如仪器仪表中传动部件的间隙和摩擦，振 动或冲击等干扰、温度或湿度变化干扰、交流电源 或电磁场变化等)所引起的综合结果，表现为具有随 机性，随机误差使得测量数据存在分散性。大多数 情况下，随机误差的统计特性服从正态分布，另外 还有三角分布、梯形分布、均匀分布
• 系统误差 在同一测量条件下，对同一被测参数进行多次重 复测量，误差的数值大小和符号都相同或按照某个确定规律 变化，此种误差称为系统误差。 一般可以通过实验的方法找到系统误差的变化规律及产生 的原因，并对测量结果加以修正，或者采取一定的措施，如 改善测量条件和改进测量方法等，使系统误差减小或消除， 从而得到更加准确的测量结果。
掌握：
测量的基本概念；误差分类；仪表的组成及其性能指标； 仪表的基本误差和允许误差；仪表的引用误差；仪表的精 度等级。
了解：
检测技术与仪表的作用及发展； 测量的不确定。
第1章 绪论 • 1.1 测量的基本知识 • 1.1.1测量的概念 借助专门工具、通过实验和对实验数据 的分析计算，求得被测的量。 比较：将被测量和标准量进行比较。
1.6 测量技术的发展概况
• 发展阶段：
（a）20世纪50-60年代，仪表化与局部自动化； （一部仪器） （b）20世纪60-70年代，综合自动化；（一个车间） （c）20世纪70年代中期至今，全盘自动化。（一个 工厂） （d）以后计算机得到了广泛应用，传感器由集成化、 智能化方向开始发展。
• 显示方式：模拟、数字、图形、记录仪等。
热工测量仪表
张华 赵文柱编著
主讲：丁燕鸿
课程要求
• 本课程应在掌握：热工仪表基础知识、掌 握测量中温度、压力、物位、流量等测量 知识及相关仪表（重点）；尤其温度、压 力测量原理与仪器装置的使用；熟悉热工 显示仪表及仪表装置的安装与故障维修知 识，并有一定的实际动手调试维护能力。
难点：
1. 测量误差的表示形式； 2. 误差产生的原因； 3. 误差的种类。
• 1.3测量分类 1 静态测量和动态测量； 2 等精度测量和不等精度测量； 3 电量测量和非电量测量； 4 工程测量与精密测量
1.4 测量误差
1.4.1测量误差的基本概念： • 测量所得的值与被测事物的真实值之间的 差异。 • 在实际测量时，无论什么样的测量仪表， 也不论其质量多高，它的测量结果与被 测量的实际值之间总会存在一定的差值， 这个差值就是误差。
◇误差的定义：测量结果与被测量真值之间的 偏差值。
x x
◇真值μ： 理论真值：有严格定义的理论值； 约定真值：常用多次测量的平均值； 相对真值：高精度仪表测得的结果。
1.4.2 测量误差的分类
根据测量误差的性质及产生的原因，测量误差可以分为3大 类： A 系统误差 B 随机误差 C 粗大误差
• d 灵敏度 ：输入量变化很小时，输出量变化与输
入量变化之比
y dy S lim x dx
式中dy是仪表示值的微小变化；dx是被测量的微小变化。灵 敏度是仪表输出输入曲线上各点的斜率。
• 灵敏度越高，测量范围越小、稳定性越差 • 分辨力：指能够引起输出量发生变化的输入量的 最小变化量。 • 死区：也称始动灵敏限，量程零点处能引起输出 量发生变化的最小输入量。应小于仪表最小刻度 的1/2。
1.1.4测量的构成要素 包括（1）测量对象与被测量； （2）测量环境； （3）测量方法； （4）测量单位； （5）测量资源； （6）数据处理与测量结果
例：曹冲称 象
方法：? 装置：船、石头、小秤； 检查、测量，从而得到： 定性、定量的结果。
• 1.2 测量方法 直接测量法、间接测量法、组合测量法 测量方法的分类有许多种，按如何取 得测量结果进行分类有：
设定值 实际值
直观地指示出储液罐 中的液位
带RS-232接口（或USB接口）的万用表及实 时图像显示。 特点——
能将测量到 的波形及数据 存储到计算机 中，可随时重 放，价格适中。
记录仪
主要用 来记录被 检测对象 的动态变 化过程。
无纸记录仪（动画演示） 主要 用来记录 和存储被 检测对象 的动态变 化过程。 存储数 据的大小 由硬盘容 量决定。
三、测量技术的发展趋势
• 发展趋势：新技术、新材料以及组合化和智 能化4个方面。
（1）在研究物理化学效应应用技术以及信号处理技术 的基础上研制新型传感器； （2）采用新材料、新工艺的基础上开发新型传感器； （3）研究传感器组合技术，提高传感器测量精度； （4）敏感元件的小型化、集成化、固体化、多功能化。
根据国际通用计量学基本名词的推荐 “测量是以确定量值为目的的一组操作”。 这里的量值均指物理量而言。
测量是按照某种规律，用数据来描 述观察到的现象，即对事物作出量化描 述。测量是对非量化实物的量化过程。 • 1.1.2测量与检测的联系与区别
• 1.1.3测量的意义
• 著名科学家门捷列夫 • 检测就是去认识—— （俄国）有一句名言： 西门子（德国） “没有测量，就没有 科学。” • ５月２０日 • “世界计量日”
• (1）直接测量法，就是将被测量直接与所 选用的标准量进行比较，或者用预先标定 好的测量仪表进行测量，从而直接得出测 量值的方法。如用钢卷尺测长度，用玻璃 管水位计测水位等。
• (2) 间接测量法，即利用被测量与某些量有确知的函数 关系，用直接测量法测得这些有关量的数值，代入已知 的函数关系算出被测量的数值。例如，通过测量导线电 阻、长度以求出电阻率，节流装置通过测量差压、温度、 压力从而测出流量等。 • (3)组合测量法，当被测量与直接测量的一些量不是一 个函数关系，需要求解一个方程组才能取得时即为组合 测量。 如测量某电阻的温度系数，其电阻值与温度的关系为： Rt =Ro(l+At+Bt2)， 式中Rt是温度为toC时电阻的数值，可以直接测得；温度 t也可直接测得。要取得系数A和B，需要解一个二元一 次方程组。
• 1.5 测量系统
• 1.5.1 测量系统的组成 传感器：由敏感元件和转换部分组成。 感受被测的变化并按一定规律转化成便于传递的 输出信号。 变换器：将传感器传来的信号经过处理，变换显示 仪表所要求的信号。如放大器、滤波器、A/D转 换器等。 显示装置：对被测参数指示、记录 传送元件：如导线、导管、光导纤维、无线电通信 等
四、自动检测系统的组成
不带微处理器时
常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器---视觉; 声敏传感器---听觉; 气敏传感器---嗅觉; 化学传感器---味觉; 压敏、温敏、流体传感器---触觉.
人体信息测控过程与自动检测系统的比较
自动检测系统与 人体信息测控过 程的比较
人眼——传感 器 大脑——计算 机 人手——执行 机构
xFS xmax xmin
（4）最大引用误差：也称为测量系统的基本误差， 所有测量值中最大绝对误差的绝对值与量程之比 的百分数。
max
x
max
x FS
1 0 0%
1.4.4 测量误差的主要来源
• (1)设备误差——计量器具本身所具有的误差。 由仪器、 仪表本身及其附件所引入，出于仪器的电气或机械性能 不完善所产生的误差。例如，电桥中的标准电阻、示波 器的探极线等都含有误差。仪器、仪表的零位偏移，刻 度不准确，以及非线性等引起的误差均属于仪器误差。 • (2)方法误差——测量方法不完善引起的误差，又称为理 论误差。是指由于使用的测量方法不完善、理论依据不 严密所产生的误差，即凡是在测量结果的表达式中没有 得到反映的因素，而实际上这些因素又起作用时所引起 的误差。例如，用标准准孔板测量气体流量时没有加上 温压补偿，就会引起测量误差。
• e迟滞误差（变差） 是指仪表正向特性与反向特性不一致的程度，以正、 反向特性之差的最大者与仪表量程之比的百分数 表示。
L
Lmax 100% yFS
●
f 线性度：是衡量测量系统实际特性曲线与理想特 性曲线之间符合程度的一项指标。用实际特性曲 线与理想特性曲线之间的最大偏差值与满程量输 出值之比来表示。
1.4.3 误差的表示方法
分为绝对误差和相对误差两种 ◇ 绝对误差 绝对误差只能反映误差的大小，不能反映 仪表的准确程度
x x
◇相对误差 有3种表示方法 （1）实际相对误差
实
x
100 %
（2）标称相对误差
（3）引用相对误差
标
x 100 % x
x 100 % xFS
• • • • •
b 测量仪表的误差 （1）示值误差：仪表示值与真值之差 （2）最大允许误差（容许误差） c 测量范围和量程 测量范围：被测量可按规定的准确度进行测量的 范围 • 量程：测量范围的上、下限值的代数差。 • 仪表量程的选择：最好使测量值落在量程的 2/3~3/4处。 • 测量值接近仪表测量上限，仪表容易过载受损； 接近测量下限，准确度下降。
• g稳定性 系指仪表示值不随时间和使用条件 变化的性能。时间稳定性以稳定度表示，即 示值在一段时间内随机变动量的大小。使用 条件变化的影响用影响误差表示。如环境温 度的影响，是以温度每变化一度示值变化多 少来表示。
• h重复性：是指在相同条件下，重复测量同 一个被测量，多次测量所得测量结果之间 的一致程度。 • i复现性：是指变化条件下，对同一个被测 量，多次重复测量其示值不一致的程度。
数据处理装置
数据处 理装置主要 是指计算机。
例如对振 动进行频谱 分析等。
• 1.5.2 测量系统的基本特性
▲静态特性指标
• a 准确度及准确度等级 • 测量准确度：测量结果与真值之间的一致程度 • 准确度等级：最大引用误差去掉%后的数字，即 为仪表的准确度等级数。 • 准确度等级序列：我国规定为：0.001、0.005、 0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.5、1.0、1.5、 2.5、4.0。仪表的准确度等级应该在此序列中选 择。 • 注意：选择仪表和检定仪表时对准确度等级取值 的区别。