仪表基本知识培训

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2.2检测仪表的性能
2.指示变差
变差指的是仪表被测变量（输入信号）多次从不同方向 达到同一数值时，仪表指示值之间的最大差值，或是说 仪表在外部条件保持不变情况下，被测参数由小到大变 化和由大到小变化不一致的程度，两者之差即为仪表的 变差。变差产生主要原因是仪表传动机构的间隙，运动 部件的摩擦，弹性元件的滞后等，现在随着电子技术发 展，这些原因将越来越少，特别是智能仪表中，变差作 为仪表性能指标已是不重要的对象了。
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2.5常用仪表信号（2）重点
常见的调节阀气源信号： 20-100KPa 40-200KPa 80-240KPa 气缸阀气源压力一般不低于450KPa
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2.6仪表位号的表示方法
在测量、控制系统中，构成一个回路的每一个仪表都 有自己的仪表位号，仪表位号由字母代号和回路编号 两部分组成。第一个字母表示被测变量，后继字母表 示仪表的功能；回路编号可以按装置或工段（区域） 进行编制，一般用三至五位数字表示，如下例所示：
L
物位
灯
低
M 2020/8/14 水分或湿度
瞬动
中、中间
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2.6PI图中常见的仪表字母含义（1）
O
供选用
P
压力、真空
Q
数量RLeabharlann 核辐射S速度、频率
T
温度
U
多变量
V
振动、机械监视
W
重量、力
X
未分类
Y
事件、状态
Z 2020/位8/1置4、尺寸
积算、累计 安全
节流孔 连接点、测试 点
记录 多功能
开关、联锁
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单晶硅谐振式传感器：是一块单晶硅芯片上采用微电 子机械加工技术，在单晶硅芯片上制成两个完全一致 的H形状的谐振梁，并以一定的频率产生振动。其谐 振频率取决于梁的长度和张力，其梁的长度已经确定， 而张力是随压力变化而变化。从而把压力的变化转换 成频率的变化，对差压采用频率差分技术，并将频率 差信号直接输出到CPU进行运算和A/D转换。
2.7PI图中的一部分
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3.1压力仪表
压力的概念 单位及换算 压力仪表 压力变送器
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3.1.1压力的一些概念（重点）
1、 大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它
和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。
2、 差压（压差）：两个压力之间的相对差值。
压力变送器 最常见的分为电容式压力变送器和单晶 硅压力变送器。其它还有扩撒硅压力变送器。 目前主流压力变送器主流几乎都采用了智能协议。
电容式压力变送器：采用结构简单、坚固耐用且极 稳定的可变电容形式，可变电容由压力腔上的膜片 和固定在其上的绝缘电极所组成，当感受到压力变 化时，膜片要产生微微的翘曲变形，从而改变了两 极的间距，采用独特的检测电路测电容的微小变化， 并进行线性处理和温度补偿。传感器输出与被测压 力成正比的直流电压或电流信号。精巧的结构、高 性能的材料及先进的检测电路的完美结合，赋予了 电容式 压力变送器以很高的性能。
6. 灵敏度与反应时间
灵敏度：测量的反应时间
仪 表
反应时间：显示值变化相
显 示
对于实际值变化的滞后时间 值
。
被测变量
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2.3检测系统的构成图
被 测 参 数
敏
信
感
号
元
变
件
换
信 号 传 输
信 号 测 量
+
-
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A/D
显示 记录 控制 PLC
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2.4仪表的分类
自动化控制仪表可简单的分为 检测仪表 显示仪表 控制仪表 执行器
现场压力表，从表盘直径看最常见的有60mm,100mm,150mm 三 种规格。从接口看最常见的有M20X1.5, 1/2NPT, 法兰连接（有 法兰尺寸和耐压等级要求）
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3.1.4压力仪表
电接点压力表 一般有双节点 作为报警、或 启泵的条件。
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3.1.4压力仪表
可编程控制器ＰＬＣ 计算机控制系统 分散控制系统ＤＣＳ 总线控制系统
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2.4.4仪表的分类之执行器
调节阀 变频器
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2.5常用仪表信号（1）重点
仪表常用的电信号包括： 4—20mADC信号 1—5VDC信号 脉冲信号 RTD（热电阻）PT100信号 mV信号(热电偶)
阀组类型的仪表有一个开关投用程序。
投用三阀组：开正压阀，再关平衡阀，再开 负压阀； 关闭三阀组：关负压阀，打开平衡阀，关正 压阀。
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3.1.4压力仪表—压力变送器
最具有代表性的压力变送器： 1、EJA川仪横河（重庆川仪），通讯时叠加Brain或Hart协议的数字信号。 2、Rosemount（中国北京远东）通讯时叠加Hart协议的数字信号。 通讯时有专用的手操器，可以在主控室、现场进行仪表的组态。
工程上的“压力”与力学中的“压力”不表示同一个
概念。
1Mpa=1000Kpa=10.1972Kgf/cm2
=10bar=145.038 lb/in2
=7500.62mmHg
=10.1972*104mmH2O
=9.86927atm
注： lb/in2(磅/平方英寸
英制压强单位)
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3.1.4压力仪表
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仪表及自动化的基本知识
培训内容： 1、仪表概述 2、仪表基础知识 3、现场仪表 4、控制仪表
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1.1目的和意义
在化工等连续性生产设备上，配备一些自动化装置，代 替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动 地进行，称为化工自动化。
实现化工自动化的目的是：
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2.1过程参数检测基本概念
过程参数检测-----指连续生产过程中的温度、压力、 流量、液位和成分等参数的检测。
检测仪表-----将检测元件、变送器及显示装置统称为 检测仪表。
一次仪表-----一般为将被测量转换为便于计量的物理 量所使用的仪表，即为检测元件。
二次仪表-----将测得的信号变送转换为可计量的标准 电气信号并显示的仪表。即包括变送器和显示装置 。
七十年代以来,仪表和自动化技术又有了迅猛的发展,新技术、 新产品层出不穷,多功能组装式仪表也投入运行,特别是微型计 算机的发展，在化工自动化技术工具中发挥了巨大作用。
1975年出现了以微处理器为基础的过程控制仪表：集中分散
型控制系统,把自动化技术推到了一个更高的水平。电子技术
、计算机技术的发展,也促进了常规仪表的发展,新型的数字仪
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2.6PI图中常见的仪表字母含义（1）
字母
第一位字母 被测变量
修饰词
后继字母 读出功能
输出功能
修饰词
A
分析
报警
B
烧嘴、火焰
供选用
供选用
供选用
C
电导率
控制
D
密度
差
E
电压（电动势）
检测元件
F
流量
比（分数）
G
供选用
视镜、观察
H
手动
高
I
电流
显示
J
功率
扫描
K
时间、时间程序 变化速率
操作器
传送
多功能
多功能
阀、阀门、百
叶窗
X轴
未分类
未分类
未分类
Y轴
继动哭、计算器、转换器
驱动器、执行机构未分类的最
Z轴
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终执行元件
示例
对于FIC7301中字母按以上表格说明应 表示为仪表测量为流量，带指示、控制 功能；
LIHH7301表示为液位指示且带有高高 限联锁控制、报警。
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3、 绝对压力：介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有
压力。
绝对压力是相对零压力而言的压力。
4、 表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是
一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-
大气压＞0。
5、 负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对
压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，
关元件有（磁性开关）、（水银开关）、（微动开 关）等。 4.压力开关的开关形式有（常开式）和 （常闭式）两种。 5、压力开关的调节方式有（两 位式）和（三位式）两种。 6.压力开关的参数可 调，依实际使用压力范围调节
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2.2检测仪表的性能
•仪表的性能指标通常用精确度、变差 、灵敏度、 重复性、稳定性、 可靠性来描述。
•测量过程-----利用一个已知的单位量(即标准量)与 被测的同类量进行比较的过程。
•测量误差-----在测量过程中测量结果与被测量的真 值之间会有一定的差值。它反映了测量结果的可靠程 度。
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2.4.1仪表的分类之检测仪表
检测仪表分为： 流量仪表 压力仪表 液位仪表 温度仪表 成分分析仪表
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2.4.2仪表的分类之显示仪表
显示仪表分为： 指示仪 记录仪 信号报警器 屏幕显示器
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2.4.3仪表的分类之控制仪表
即负压力=绝对压力-大气压＜0。
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3.1.2压力的表示
压力的表示和分类：
表压 标准大气压
绝对压力
绝
单位面积所受到的力
对
真空度
压
相对压力（表压）
力
绝对压力与大气压之差
绝对 压力
真空度
大气压与绝对压力之差
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3.1.3压力单位及换算（重点）
压强（俗称压力）：单位面积所受到的垂直作用力。
表,自动化仪表,程序控制器,调节器等也不断投入使用。
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1.3仪表及自动化的发展趋势
工业自动化仪表重点发展基于现场 总线技术的主控系统装置及智能化仪表、 特种和专用自动化仪表；全面扩大服务领 域，推进仪器仪表系统的数字化、智能化、 网络化，完成自动化仪表从模拟技术向数 字技术的转变，5年内数字仪表比例达到 60%以上；
1. 加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和质量。 2. 降低劳动强度，改善劳动成本。 3. 确保生产安全。
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1.2仪表概述
化工仪表及自动化,最早出现在四十年代,那时的仪表体积大,精 度低。
六十年后半期,随着半导体和集成电路的进一步发展,自动化仪 表便向着小体积、高性能的方向迅速发展，并实现了用计算机 作数据处理的各种自动化方案。
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2.2检测仪表的性能
5. 可靠性
仪表可靠性是化工企业仪表专业重点关心的另一重要 性能指标，仪表可靠性和仪表维护量是成反比的，仪 表可靠，则仪表维护量就小。通常用平均无故障时间 （MTBF）来描述仪表可靠性，MTBF越大，仪表可靠 性越高。
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2.2检测仪表的性能
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2.2检测仪表的性能
3. 重复性
重复性是指在不同测量条件下，如不同方法，不同观测 者，在不同的测量环境对同一被测的量进行检测时，得 到测量结果的一致程度。与变差相反，随着智能仪表的 发展，重复性将成为仪表的重要性能指标。
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2.2检测仪表的性能
4. 稳定性
在规定工作条件下，仪表某些性能随时间保持不变的 能力称未稳定性。仪表稳定性在我们化工仪表中是一 个需重点关心的指标，由于化工企业的环境比较恶劣 ，压力、稳定及腐蚀性因素会使仪表部件随应用时间 变长而保持稳定能力降低，仪表稳定性也会下降。
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艾默生公司生产的375手操器
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3.1.4压力仪表—压力开关
压力开关 1、压力开关是一种简单的（压力控制装置），当 被测压力达到额定值时，压力开关可发出（警报或 控制）信号。 2、压力开关的工作原理是：当被测 压力超过额定值时，弹性元件的自由端（产生位 移），直接或经过比较后推动（开关元件），改变 （开关元件）的通断状态，达到控制被测压力的目 的。 3.压力开关采用的弹性元件有（单圈弹簧 管）、（膜片）、（膜盒）及（波纹管）等。 开
单晶硅谐振式压力变送器 1、精度高 2、稳定性好 3、静压特性好 4、具有良好的单向受压特性 5、具有较宽的测量范围 6、方便的组态能力和自诊断功能
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差压变送器 一般使用来测量阻力、液位或者与流
量节流元件配套使用测量流量仪表。 该类型仪表往往与三阀组或者五阀组配
套使用。 目前国内应用三阀组较为普遍。对于三
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2.2检测仪表的性能
1. 精确度
又称精度，指的是仪表测量值与真值接近的准确程度， 与误差相对而言，通常用相对百分误差表示。精确度 是仪表的一个很重要质量指标，常用精度等级来规范 和表示。精度等级就是最大相对误差去掉正负号和％， 按国家统一规定划分的等级有 0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.25,0.35,0.5,1.0,1.5,2.5,4等。 仪表精度等级一般都标志在仪表标尺或标牌上，如 0.5 等，数字越小，说明精度越高。