新员工培训-常见仪器仪表的原理
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H=P/ρ·g
10
物位测量仪表
• 超声波物位计 D = c × t/2
11
物位测量仪表 • 雷达物位计
原理与超声波类似，但所发射的是雷达 波。
12
物位测量仪表 • 电容式物位计
利用物料介电常数恒定时极间电容变化 正比于物位变化的原理
13
物位测量仪表 • 电容式物位计
利用物料介电常数恒定时极间电容变化 正比于物位变化的原理
的全部压力。它等于大气压力和表压力之和． PA＝PG十PB • 疏空压力PH：当绝对压力小于大气压力时，大气压力与绝对压力之差称为疏空压 力，又叫真空压力、负压力。 PH＝PB－PA • 差压(压力)：两个相关压力之差，常用符号ΔP表示。 • 静压：静压是指在流体中不受流速影响而测得的表压力值。静压称为静水头。 • 动压是指流体单位体积所具有的动能大小
25
浮子流量计的测量原理
浮子流量计是以浮子在垂 直锥形管中随着流量变化 而升降，改变它们之间的 流通面积来进行测量的体 积流量仪表，又称转子流 量计。
26
涡轮流量计的测量原理
当被测流体流过传感器时， 在流体作用下，叶轮受力旋 转，其转速与管道平均流速 成正比，叶轮的转动周期地 改变磁电转换器的磁阻值。 检测线圈中磁通随之发生周 期性变化，产生周期性的感 应电势。
7
压力测量仪表
常见的几种Βιβλιοθήκη Baidu力传感器：
－－弹性压力传感器： 弹性压力敏感器将压力的变化转换为位移的变化，弹性压力传
感器利用弹性压力敏感器检测压力的变化，利用测量电路将压力的 变化转换成电量的变化。（电容式） －－应变片式压力传感器
把应变片粘帖在测量压力的弹性元件上，当被测压力变化时， 弹性模片内部应力增大，应变片电阻随之变化，通过对电阻的测量 来测量压力。 －－压电式压力传感器
间的偏差 • 重复性：仪表在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所
有的特性曲线不一致的程度。
4
温度的测量
接触式测温仪表
膨胀式温度计 电阻温度计 热电偶温度计 ……
温度计
非接触式测温仪表
辐射式温度计 亮度温度计 比色温度计 ……
5
温度的测量
• 热电偶 基于热电效应原理工作的传感 器称为热电偶传感器，简称 热电偶。
3
常用名词解释
• 精度：准确度与精密度两者之和。表征测量仪表给出接近于被测 量真值的能力。
• 稳定度：指在规定工作条件范围内，在规定时间内仪表性能保持 不变的能力。
• 灵敏度：表征仪表在稳态下输出增量Δy对于增量Δx的比值 • 分辨率：仪表能够检测到被测量最小变化的本领。 • 线性度：仪表的静态输入/输出（标定）曲线与其理论拟合直线之
多普勒超声波流量计测量原理
多普勒（效应）是 利用在静止（固定） 点检测从移动源发 射声波多产生多普 勒频移现象。
22
涡街流量计测量原理
• 在流体中设置旋涡发生体 （阻流体），从旋涡发生
体两侧交替地产生有规则
的旋涡，这种旋涡称为卡
曼涡街，如右图所示。旋 涡的发生频率为f与流速 成比例关系。
图1 卡曼涡街
23
容积式流量计测量原理
• 利用机械测量元件把 流体连续不断地分割 成单个已知的体积部 分，根据计量室逐次、 重复地充满和排放该 体积部分流体的次数 来测量流量体积总量
24
差压流量计的测量原理
差压式流量计是根据安装于 管道中流量检测件产生的差 压、已知的流体条件和检测 件与管道的几何尺寸来测量 流量的仪表。
电磁流量计
质量流量计 超声波流量计 涡街流量计
时差法超声波流量计 多普勒外夹式超声波流量计
差压流量计
容积式流量计
浮子流量计
涡轮流量计
热式流量计
明渠流量计
标准堰槽式超声波明渠流量计 流速＋水位流量计
17
各种封闭管道流量计的测量原理 及应用范围
18
电磁流量计的测量原理
• 利用法拉第电磁感 应定律制成的一种 测量导电液体体积 流量的仪表。
利用压电效应原理测量压力的传感器。某些物质在压力作用下 能产生电荷，称为“压电效应”
8
物位测量仪表
物位是液位、料位和界面位置的总称。
按测量原理常见的物位计有以下几种：
静压式物位计 超声波物位计
电容物位计 雷达物位计
9
物位测量仪表
• 静压式物位仪表：
液体或固体对容器或堆积场地的底面产生 一定的压力，设物料的密度为一常数，则对底 部的压力与物料的高度成正比。
• 热电阻 利用电阻随温度变化的特性制 成的传感器。
6
压力测量仪表
压力的概念 • 大气压力PB：大气压力是地球表面上空气柱的重量所产生的压力。 • 表压力PG：测压仪表所指示的压力称为表压力，它是以大气压力为零起算的压力。
表压力是通常工程中实用压力。 • 绝对压力PA：是指不附带任何条件起算的全压力。即液体、气体和蒸汽所处空间
Um=B.v.d.k
19
质量流量计的测量原理
• 利用流体在直线运动的同时 处于一旋转系中，产生与质 量流量成正比的科里奥利力 原理制成的一种直接式质量 流量仪表。
20
时差法超声波流量计的测量原理
声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大， 逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时 间。
21
27
热式质量流量计的测量原理
• 利用传热原理，即流 动中的流体与热源 （流体中加热的物体 或测量管外加热体） 之间热量交换关系来 测量流量的仪表，主 要用于测量气体。
28
应用范围
差压流 量计
浮子流 量计
容积式 流量计
涡轮流 量计
电磁流 量计
技术成熟，范围广，使用量居所有流量计首位，使用寿命长， 性能稳定可靠。但重复性精度较差
新员工培训教材
－－常见仪器仪表的原理
1
绪论
• 检测与测量概念－检验（定性）和测量（定量） • 传感器概念：是将非电量转换成为与之有确定对应关
系的电量输出的器件或装置。
2
常用名词解释
• 误差：测量结果与真实值之间的差异，主要有 绝对误差或相对误差和满度相对误差
绝对误差：△x=x-A0 相对误差：Υ＝ △x/A0*100% 相对满度误差：Υ＝ △x/xm*100%
14
• 流量测量仪表
15
基本概念
• 什么是流量Q？ 流量就是在单位时间内流体通过一定截 面积的量。这个量用流体的体积来表示 称为瞬时体积流量（qv），用流量的质 量来表示称为瞬时质量流量（qm），从 t1到t2这一段时间内流体体积流量或质量 流量的累积值称为累积流量。
16
流量计分类
流量计
封闭管道流量计
10
物位测量仪表
• 超声波物位计 D = c × t/2
11
物位测量仪表 • 雷达物位计
原理与超声波类似，但所发射的是雷达 波。
12
物位测量仪表 • 电容式物位计
利用物料介电常数恒定时极间电容变化 正比于物位变化的原理
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物位测量仪表 • 电容式物位计
利用物料介电常数恒定时极间电容变化 正比于物位变化的原理
的全部压力。它等于大气压力和表压力之和． PA＝PG十PB • 疏空压力PH：当绝对压力小于大气压力时，大气压力与绝对压力之差称为疏空压 力，又叫真空压力、负压力。 PH＝PB－PA • 差压(压力)：两个相关压力之差，常用符号ΔP表示。 • 静压：静压是指在流体中不受流速影响而测得的表压力值。静压称为静水头。 • 动压是指流体单位体积所具有的动能大小
25
浮子流量计的测量原理
浮子流量计是以浮子在垂 直锥形管中随着流量变化 而升降，改变它们之间的 流通面积来进行测量的体 积流量仪表，又称转子流 量计。
26
涡轮流量计的测量原理
当被测流体流过传感器时， 在流体作用下，叶轮受力旋 转，其转速与管道平均流速 成正比，叶轮的转动周期地 改变磁电转换器的磁阻值。 检测线圈中磁通随之发生周 期性变化，产生周期性的感 应电势。
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压力测量仪表
常见的几种Βιβλιοθήκη Baidu力传感器：
－－弹性压力传感器： 弹性压力敏感器将压力的变化转换为位移的变化，弹性压力传
感器利用弹性压力敏感器检测压力的变化，利用测量电路将压力的 变化转换成电量的变化。（电容式） －－应变片式压力传感器
把应变片粘帖在测量压力的弹性元件上，当被测压力变化时， 弹性模片内部应力增大，应变片电阻随之变化，通过对电阻的测量 来测量压力。 －－压电式压力传感器
间的偏差 • 重复性：仪表在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时，所
有的特性曲线不一致的程度。
4
温度的测量
接触式测温仪表
膨胀式温度计 电阻温度计 热电偶温度计 ……
温度计
非接触式测温仪表
辐射式温度计 亮度温度计 比色温度计 ……
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温度的测量
• 热电偶 基于热电效应原理工作的传感 器称为热电偶传感器，简称 热电偶。
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常用名词解释
• 精度：准确度与精密度两者之和。表征测量仪表给出接近于被测 量真值的能力。
• 稳定度：指在规定工作条件范围内，在规定时间内仪表性能保持 不变的能力。
• 灵敏度：表征仪表在稳态下输出增量Δy对于增量Δx的比值 • 分辨率：仪表能够检测到被测量最小变化的本领。 • 线性度：仪表的静态输入/输出（标定）曲线与其理论拟合直线之
多普勒超声波流量计测量原理
多普勒（效应）是 利用在静止（固定） 点检测从移动源发 射声波多产生多普 勒频移现象。
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涡街流量计测量原理
• 在流体中设置旋涡发生体 （阻流体），从旋涡发生
体两侧交替地产生有规则
的旋涡，这种旋涡称为卡
曼涡街，如右图所示。旋 涡的发生频率为f与流速 成比例关系。
图1 卡曼涡街
23
容积式流量计测量原理
• 利用机械测量元件把 流体连续不断地分割 成单个已知的体积部 分，根据计量室逐次、 重复地充满和排放该 体积部分流体的次数 来测量流量体积总量
24
差压流量计的测量原理
差压式流量计是根据安装于 管道中流量检测件产生的差 压、已知的流体条件和检测 件与管道的几何尺寸来测量 流量的仪表。
电磁流量计
质量流量计 超声波流量计 涡街流量计
时差法超声波流量计 多普勒外夹式超声波流量计
差压流量计
容积式流量计
浮子流量计
涡轮流量计
热式流量计
明渠流量计
标准堰槽式超声波明渠流量计 流速＋水位流量计
17
各种封闭管道流量计的测量原理 及应用范围
18
电磁流量计的测量原理
• 利用法拉第电磁感 应定律制成的一种 测量导电液体体积 流量的仪表。
利用压电效应原理测量压力的传感器。某些物质在压力作用下 能产生电荷，称为“压电效应”
8
物位测量仪表
物位是液位、料位和界面位置的总称。
按测量原理常见的物位计有以下几种：
静压式物位计 超声波物位计
电容物位计 雷达物位计
9
物位测量仪表
• 静压式物位仪表：
液体或固体对容器或堆积场地的底面产生 一定的压力，设物料的密度为一常数，则对底 部的压力与物料的高度成正比。
• 热电阻 利用电阻随温度变化的特性制 成的传感器。
6
压力测量仪表
压力的概念 • 大气压力PB：大气压力是地球表面上空气柱的重量所产生的压力。 • 表压力PG：测压仪表所指示的压力称为表压力，它是以大气压力为零起算的压力。
表压力是通常工程中实用压力。 • 绝对压力PA：是指不附带任何条件起算的全压力。即液体、气体和蒸汽所处空间
Um=B.v.d.k
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质量流量计的测量原理
• 利用流体在直线运动的同时 处于一旋转系中，产生与质 量流量成正比的科里奥利力 原理制成的一种直接式质量 流量仪表。
20
时差法超声波流量计的测量原理
声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大， 逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时 间。
21
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热式质量流量计的测量原理
• 利用传热原理，即流 动中的流体与热源 （流体中加热的物体 或测量管外加热体） 之间热量交换关系来 测量流量的仪表，主 要用于测量气体。
28
应用范围
差压流 量计
浮子流 量计
容积式 流量计
涡轮流 量计
电磁流 量计
技术成熟，范围广，使用量居所有流量计首位，使用寿命长， 性能稳定可靠。但重复性精度较差
新员工培训教材
－－常见仪器仪表的原理
1
绪论
• 检测与测量概念－检验（定性）和测量（定量） • 传感器概念：是将非电量转换成为与之有确定对应关
系的电量输出的器件或装置。
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常用名词解释
• 误差：测量结果与真实值之间的差异，主要有 绝对误差或相对误差和满度相对误差
绝对误差：△x=x-A0 相对误差：Υ＝ △x/A0*100% 相对满度误差：Υ＝ △x/xm*100%
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• 流量测量仪表
15
基本概念
• 什么是流量Q？ 流量就是在单位时间内流体通过一定截 面积的量。这个量用流体的体积来表示 称为瞬时体积流量（qv），用流量的质 量来表示称为瞬时质量流量（qm），从 t1到t2这一段时间内流体体积流量或质量 流量的累积值称为累积流量。
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流量计分类
流量计
封闭管道流量计