07 檢測元件及變送器

1、1 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 College of Automation and Electrical EngineeringCollege of Automation and Electrical Engineering 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 7 檢測元件及變送器檢測元件及變送器 2 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 看-思-做 看變送器（傳感器） 思調(diào)節(jié)器（控制器） 做做執(zhí)行器執(zhí)行器 （閥、變頻器）（閥、變頻器） 3 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 4 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓

2、服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 在工業(yè)生產(chǎn)中，必須在工業(yè)生產(chǎn)中，必須及時(shí)準(zhǔn)確及時(shí)準(zhǔn)確地地檢測檢測 出生產(chǎn)過程中的出生產(chǎn)過程中的有關(guān)變量有關(guān)變量，以便正確以便正確地地指導(dǎo)指導(dǎo) 生產(chǎn)生產(chǎn)操作，操作，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化，保證生，保證生 產(chǎn)正常進(jìn)行，保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)。產(chǎn)正常進(jìn)行，保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)。 5 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 常見的檢測對(duì)象常見的檢測對(duì)象: : 溫度溫度 壓力壓力 流量流量 物位物位 6 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 檢測工藝變量，首先由檢測元件檢測工藝變量，首先由檢測元件( (又稱敏又稱敏 感元件或傳感器

3、感元件或傳感器) )直接響應(yīng)工藝變量，并輸出直接響應(yīng)工藝變量，并輸出 一個(gè)與之成對(duì)應(yīng)關(guān)系的信號(hào)，如熱電偶測量溫一個(gè)與之成對(duì)應(yīng)關(guān)系的信號(hào)，如熱電偶測量溫 度時(shí)得到與溫度相對(duì)應(yīng)的熱電勢。度時(shí)得到與溫度相對(duì)應(yīng)的熱電勢。 7 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! (1)(1)測量值要能正確地反映被測變量的大小，測量值要能正確地反映被測變量的大小， 誤差不超過規(guī)定的范圍；誤差不超過規(guī)定的范圍； (2)(2)測量值必須迅速反映被測變量的變化，即測量值必須迅速反映被測變量的變化，即 動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較迅速；動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較迅速； (3)(3)檢測儀表在工作環(huán)境條件下，應(yīng)能長期正檢測儀表在工作環(huán)境條件下，

4、應(yīng)能長期正 常工作，以保證測量值的可靠性。常工作，以保證測量值的可靠性。 8 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 儀表按所使用的能源可劃分為電動(dòng)儀表、氣儀表按所使用的能源可劃分為電動(dòng)儀表、氣 動(dòng)儀表和液動(dòng)儀表。動(dòng)儀表和液動(dòng)儀表。 氣動(dòng)儀表發(fā)展的較早，氣動(dòng)儀表的特點(diǎn)是結(jié)氣動(dòng)儀表發(fā)展的較早，氣動(dòng)儀表的特點(diǎn)是結(jié) 構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，可靠性好，本質(zhì)安全防爆。構(gòu)簡單、價(jià)格便宜，可靠性好，本質(zhì)安全防爆。 電動(dòng)儀表的特點(diǎn)是信號(hào)傳輸與處理特別方便，電動(dòng)儀表的特點(diǎn)是信號(hào)傳輸與處理特別方便， 在過程控制中應(yīng)用的液動(dòng)儀表主要是執(zhí)行器類儀在過程控制中應(yīng)用的液動(dòng)儀表主要是執(zhí)行器類儀 表。表。 9 自動(dòng)化與

5、電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 7.1.1 測量測量誤差誤差 測量誤差的概念測量誤差的概念 測量誤差的種類測量誤差的種類 7.1 測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo)測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo) 10 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 按測量誤差本身的性質(zhì)和出現(xiàn)的按測量誤差本身的性質(zhì)和出現(xiàn)的 特點(diǎn)，可將測量誤差分為特點(diǎn)，可將測量誤差分為: : 7.1 測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo)測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo)_測量誤差測量誤差 11 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! (1)(1)由儀表引入的系統(tǒng)誤差由儀表引入的系統(tǒng)誤差 (2)(2)理論理論( (方法方法)

6、 )誤差誤差 (3)(3)個(gè)人誤差個(gè)人誤差 7.1 測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo)測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo)_測量誤差測量誤差 12 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 在相同條件下進(jìn)行多次重復(fù)測量同一待測在相同條件下進(jìn)行多次重復(fù)測量同一待測 量時(shí)，發(fā)現(xiàn)各測量值之間也有差異，由此而產(chǎn)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)各測量值之間也有差異，由此而產(chǎn) 生的誤差生的誤差( (即各測量值與真值之間的差異即各測量值與真值之間的差異) )的絕的絕 對(duì)值與符號(hào)是不確定的，這就是偶然誤差，又對(duì)值與符號(hào)是不確定的，這就是偶然誤差，又 叫隨機(jī)誤差。叫隨機(jī)誤差。 7.1 測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo)測量誤差和測量儀表的性能

7、指標(biāo)_測量誤差測量誤差 13 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 隨機(jī)誤差的正態(tài)隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線分布曲線 14 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! n絕對(duì)誤差：絕對(duì)誤差： n相對(duì)誤差：相對(duì)誤差： n儀表的允許最大誤差：儀表的允許最大誤差： 0 xxx %100 標(biāo)尺下限標(biāo)尺上限 x %100 max N x 允 7.1 測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo)測量誤差和測量儀表的性能指標(biāo)_性能指標(biāo)性能指標(biāo) 15 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 我國以及國際上對(duì)于測量儀表準(zhǔn)確度的劃我國以及國際上對(duì)于測量儀表準(zhǔn)確度的劃 分是以分是以準(zhǔn)確度等級(jí)準(zhǔn)確度等級(jí)

8、來表示的。準(zhǔn)確度等級(jí)的定來表示的。準(zhǔn)確度等級(jí)的定 義是義是“符合一定的計(jì)量要求，使誤差保持在規(guī)符合一定的計(jì)量要求，使誤差保持在規(guī) 定的極限以內(nèi)的測量儀表的等別、級(jí)別定的極限以內(nèi)的測量儀表的等別、級(jí)別”。 16 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 17 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 溫度是表征物體溫度是表征物體冷熱冷熱程程 度的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)和度的物理量，是工業(yè)生產(chǎn)和 科學(xué)實(shí)驗(yàn)中科學(xué)實(shí)驗(yàn)中最普遍、最重要最普遍、最重要 的熱工參數(shù)之一的熱工參數(shù)之一。 物體的許多物理現(xiàn)象和化學(xué)性質(zhì)都與溫度有物體的許多物理現(xiàn)象和化學(xué)性質(zhì)都與溫度有 關(guān)，大多數(shù)生產(chǎn)過程均是在一定

9、溫度范圍內(nèi)進(jìn)行關(guān)，大多數(shù)生產(chǎn)過程均是在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行 的。因此，溫度的測量是保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，確的。因此，溫度的測量是保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，確 保產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)保產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié). 7.2 溫度的檢測及變送溫度的檢測及變送 18 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 利用物質(zhì)利用物質(zhì)熱脹冷縮熱脹冷縮的特性測溫的特性測溫 利用工作物質(zhì)的利用工作物質(zhì)的壓力壓力隨溫度變化的原理測溫隨溫度變化的原理測溫 利用利用熱輻射熱輻射原理測溫原理測溫 應(yīng)用應(yīng)用熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)測溫測溫 7.2.1溫度測量的基本方法溫度測量的基本方法 19 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促

10、教學(xué), 興科研! 利用物質(zhì)利用物質(zhì)熱脹冷縮熱脹冷縮的特性測溫的特性測溫 雙金屬片受熱膨脹雙金屬片受熱膨脹 螺旋管雙金屬片溫度計(jì)螺旋管雙金屬片溫度計(jì) 20 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 利用工作物質(zhì)的利用工作物質(zhì)的壓力隨溫度變化壓力隨溫度變化的原理測溫的原理測溫 應(yīng)用壓力隨溫度變化來應(yīng)用壓力隨溫度變化來 測溫的儀表稱為壓力式溫度測溫的儀表稱為壓力式溫度 計(jì)。計(jì)。 它是根據(jù)處于封閉系統(tǒng)它是根據(jù)處于封閉系統(tǒng) 中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液 體的飽和蒸汽受熱后體積或體的飽和蒸汽受熱后體積或 壓力變化這一原理而制成的。壓力變化這一原理而制成的。 測出相應(yīng)的壓力，就

11、能知道測出相應(yīng)的壓力，就能知道 待測溫度。待測溫度。 21 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 利用利用熱輻射熱輻射原理測溫原理測溫 熱輻射是高溫物體以電磁波的形式輻射出能量，熱輻射是高溫物體以電磁波的形式輻射出能量， 其輻射出的熱能與溫度有關(guān)，溫度越高，輻射出的其輻射出的熱能與溫度有關(guān)，溫度越高，輻射出的 熱能越大，輻射式高溫計(jì)就是根據(jù)這一原理制成的。熱能越大，輻射式高溫計(jì)就是根據(jù)這一原理制成的。 現(xiàn)在，巳廣泛地被用來測量高于現(xiàn)在，巳廣泛地被用來測量高于800800度的溫度。度的溫度。 熱的傳遞有傳導(dǎo)、對(duì)流熱的傳遞有傳導(dǎo)、對(duì)流 和輻射三種形式。和輻射三種形式。 22 自動(dòng)化與

12、電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 應(yīng)用應(yīng)用熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)測溫測溫 當(dāng)兩種自由電子密度不當(dāng)兩種自由電子密度不 同的金屬同的金屬A和金屬和金屬B密切接密切接 觸時(shí)，按經(jīng)典電子理論，金觸時(shí)，按經(jīng)典電子理論，金 屬中的自由電子如容器中的屬中的自由電子如容器中的 氣體分子一樣，將在金屬中氣體分子一樣，將在金屬中 進(jìn)行擴(kuò)散。進(jìn)行擴(kuò)散。 b A AB n n e kT Uln 23 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 熱電偶測溫?zé)犭娕紲y溫的原理的原理 當(dāng)當(dāng)A A、B B兩種材料固定后，如果一個(gè)接觸點(diǎn)的溫兩種材料固定后，如果一個(gè)接觸點(diǎn)的溫 度為已知，另一接觸點(diǎn)的溫度，亦即待測溫度，

13、就度為已知，另一接觸點(diǎn)的溫度，亦即待測溫度，就 可算出。這就是熱電偶測溫原理?？伤愠?。這就是熱電偶測溫原理。 24 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 依據(jù)金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨依據(jù)金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨 溫度變化而改變的性質(zhì)，來測量溫度。溫度變化而改變的性質(zhì)，來測量溫度。 熱電熱電阻阻測溫測溫的原理的原理 25 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 熱電偶溫度計(jì)由三部分組成：熱電偶溫度計(jì)由三部分組成： 熱電偶熱電偶 測量儀表測量儀表 1.1.導(dǎo)線導(dǎo)線 7.2.2 熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì) 26 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 熱電偶熱

14、電偶溫度計(jì)的組成溫度計(jì)的組成 27 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 28 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 29 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 30 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 31 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 計(jì)算方法計(jì)算方法 冰浴法冰浴法 機(jī)械調(diào)機(jī)械調(diào)0 0法法 補(bǔ)償電橋法補(bǔ)償電橋法 32 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 33 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 34 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 35 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院

15、抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 熱電熱電偶偶溫度計(jì)適用于測量溫度計(jì)適用于測量500500度以上度以上的較的較 高溫度，對(duì)于在高溫度，對(duì)于在300300度以下中、低溫區(qū)，使用度以下中、低溫區(qū)，使用 熱電偶測溫就不恰當(dāng)。熱電偶測溫就不恰當(dāng)。 熱電熱電阻阻溫度計(jì)測量范圍在溫度計(jì)測量范圍在-200500度。度。 適用于測量液體、氣體、蒸汽及固體表面的適用于測量液體、氣體、蒸汽及固體表面的 溫度。溫度。 7.2.3 熱電阻溫度計(jì)熱電阻溫度計(jì) 36 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! DDZIIIDDZIII型電動(dòng)溫度變送器型電動(dòng)溫度變送器 DDZIIDDZII型電動(dòng)溫度變送器型電動(dòng)溫度變送

16、器 7.2.4 溫度變送器溫度變送器 37 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 可將熱電偶、熱電阻的檢測信號(hào)轉(zhuǎn) 換成標(biāo)準(zhǔn)的010mA的直流電流信號(hào) 38 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! DDZIII型電動(dòng)溫度變送器的輸出為 4-20mA直流電流、l-5V直流電壓信號(hào)。 39 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 測溫點(diǎn)選擇（如管道應(yīng)有一定深度、迎向、中心位置） 接線盒的出線孔方向 注意隔離（檢測元件與熱輻射、安裝孔封閉） 7.2.5 測溫元件的安裝和使用測溫元件的安裝和使用 熱電偶：冷端溫度補(bǔ)償、接線正確、配套儀表配套等 熱電阻：連接導(dǎo)線阻值需

17、恒定、采用三線制、配套等。 40 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 7.2.6 溫度顯示儀表溫度顯示儀表 41 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 電子電位差計(jì)是用來測量直流電壓信 號(hào)的，凡是能轉(zhuǎn)換成毫伏級(jí)直流電壓信號(hào) 的工藝變量都能用它來測量。 在以電動(dòng)單元組合儀表構(gòu)成的控制系統(tǒng) 中，與溫度、流量、壓力、差壓、成分等 變送器配套后，可以顯示這些被控變量。 也可以與熱電偶組成溫度檢測系統(tǒng)來顯示 溫度，或與其他成分發(fā)送器組成成分檢測 系統(tǒng)顯示成分。 42 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 43 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研!

18、 自動(dòng)電子平衡電橋是由測量橋路、放 大器、可逆電機(jī)、同步電機(jī)等主要部分組 成。它與電子電位差計(jì)相比、除了感溫元 件和測量橋路，其他組成部分幾乎完全相 問，甚至整個(gè)儀表的外殼，內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及 大部分零件都是通用的。因此工業(yè)上通常 把電子電位差計(jì)和電子自動(dòng)平衡電橋統(tǒng)稱 為自動(dòng)平衡顯示儀表. 44 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 數(shù)字式顯示儀表是由傳感器將待測變 量如壓力、物位、流量、溫度等轉(zhuǎn)換成相 對(duì)應(yīng)的物理量，一般為電信號(hào)，再經(jīng)模 數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)成數(shù)字信號(hào)(脈沖信號(hào))，由數(shù) 字電路處理后直接以數(shù)字形式顯示被測結(jié) 果。 45 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研!

19、46 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 例例. 現(xiàn)用一只分度號(hào)為現(xiàn)用一只分度號(hào)為K的熱電偶測量某爐溫，已知熱電偶冷端溫度為的熱電偶測量某爐溫，已知熱電偶冷端溫度為 20，顯示儀表（本身不帶冷端溫度補(bǔ)償裝置）讀數(shù)為，顯示儀表（本身不帶冷端溫度補(bǔ)償裝置）讀數(shù)為400， （1）若沒有進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償，試求實(shí)際爐溫為多少？）若沒有進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償，試求實(shí)際爐溫為多少？ （2）若利用補(bǔ)償電橋（）若利用補(bǔ)償電橋（0時(shí)平衡）進(jìn)行了冷端溫度補(bǔ)償，實(shí)際爐溫又時(shí)平衡）進(jìn)行了冷端溫度補(bǔ)償，實(shí)際爐溫又 為多少？為什么？為多少？為什么？ 解：由解：由K熱電偶的分度表可知，熱電偶的分度表可知，E(400

20、,0)=16.395mV, E(20,0)=0.798 mV.設(shè)實(shí)際溫度為設(shè)實(shí)際溫度為T。 若沒有進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償，則輸入顯示儀表的電勢為熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢，若沒有進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償，則輸入顯示儀表的電勢為熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢， 即即 E入 入=Ek(T,20)=Ek(T,0)-Ek(20,0) 由顯示儀表讀數(shù)為由顯示儀表讀數(shù)為400可知，可知，E入 入=Ek(400,0),于是 于是 Ek(T,0)-E(20,0) =E(400,0) 即即E(T,0)=E(400,0)+E(20,0)=16.395+0.798=17.193mV 查查K熱電偶的分度表可知，對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度熱電偶的分度表可知，對(duì)

21、應(yīng)的實(shí)際溫度T=418.9 47 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! (2)設(shè)實(shí)際溫度為設(shè)實(shí)際溫度為T。 若進(jìn)行了冷端溫度補(bǔ)償，則輸入顯示儀表的電若進(jìn)行了冷端溫度補(bǔ)償，則輸入顯示儀表的電 勢為熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢勢為熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢Ek(T,20)加上補(bǔ)償電加上補(bǔ)償電 橋的輸出電勢橋的輸出電勢E補(bǔ) 補(bǔ)，即 ，即 E入 入=Ek(T,20)+E補(bǔ)補(bǔ) 補(bǔ)償電橋的輸出電勢為補(bǔ)償電橋的輸出電勢為E補(bǔ) 補(bǔ)=E(20,0) 由顯示儀表讀數(shù)為由顯示儀表讀數(shù)為400可知，可知，E入 入=E(400,0),于是 于是 E(T,20)+E(20,0) =E(400,0) 即即E(T,0)=E(

22、400,0) 因此因此，對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度，對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度T=400 48 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 例例：用分度號(hào)為用分度號(hào)為K的熱電偶進(jìn)行測溫，誤用了分度號(hào)的熱電偶進(jìn)行測溫，誤用了分度號(hào) 為為E的補(bǔ)償導(dǎo)線接配在型號(hào)為的補(bǔ)償導(dǎo)線接配在型號(hào)為K的電子電位差計(jì)（本身的電子電位差計(jì)（本身 帶冷端溫度補(bǔ)償）上。已知電子電位差計(jì)讀數(shù)為帶冷端溫度補(bǔ)償）上。已知電子電位差計(jì)讀數(shù)為 650，問被測實(shí)際值為多少？，問被測實(shí)際值為多少？ 解：解：由電子電位差計(jì)的讀數(shù)為由電子電位差計(jì)的讀數(shù)為650可知，輸入電子電位可知，輸入電子電位 差計(jì)的電勢為差計(jì)的電勢為 E入 入=EK(650,20）

23、） 設(shè)被測實(shí)際值為設(shè)被測實(shí)際值為T，由外接線路可知，由外接線路可知， E入 入=EK(T,40)+EE(40,20), EK(T,40)+EE(40,20)=EK(650,20) 即即 EK(T,0）=EK(40,0）-EE(40,20）+EK(650,20） =1.611-1.227+26.224=26.608mV 查查K熱電偶的分度表可得，熱電偶的分度表可得，T=640.2 49 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 壓力的表示方法：壓力的表示方法： 表壓：表壓： 真空度或負(fù)壓：真空度或負(fù)壓： 大絕表 PPP 絕大真 PPP 7.3 壓力測量及變送壓力測量及變送 50 自動(dòng)化

24、與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 1、液柱式壓力計(jì) 根據(jù)根據(jù)流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)原理，將原理，將被測壓力被測壓力轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成液柱高度液柱高度 進(jìn)行測量的。進(jìn)行測量的。 結(jié)構(gòu)簡單、使用方便結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。但其精度受工作液的毛細(xì)管。但其精度受工作液的毛細(xì)管 作用、密度及視差等因素的影響，測量范圍較窄。作用、密度及視差等因素的影響，測量范圍較窄。 一般用來測量一般用來測量較低壓力較低壓力或或真空度真空度。 7.3 壓力測量及變送壓力測量及變送1、測壓儀表（非電氣）、測壓儀表（非電氣） 51 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 2、彈性式壓力計(jì) 將將被測壓力被測壓力轉(zhuǎn)換

25、成轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移彈性元件變形的位移進(jìn)行測量的。進(jìn)行測量的。 結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、價(jià)格低廉、測量結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、讀數(shù)清晰、價(jià)格低廉、測量 范圍廣以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn)范圍廣以及有足夠的精度等優(yōu)點(diǎn) 如彈簧管壓力計(jì)、波紋管壓力計(jì)及膜式壓力計(jì)等。如彈簧管壓力計(jì)、波紋管壓力計(jì)及膜式壓力計(jì)等。 52 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 彈性元件 53 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 2、彈簧管壓力表 9通入被測壓力，通入被測壓力， 自由端自由端B向右上方向右上方 位移，位移，2使使3作逆時(shí)作逆時(shí) 針偏轉(zhuǎn)，中心齒輪針偏轉(zhuǎn)，中心齒輪 4順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，指

26、順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，指 針針5順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，順時(shí)針偏轉(zhuǎn)， 面板面板6上的刻度標(biāo)上的刻度標(biāo) 尺上指示出被測壓尺上指示出被測壓 力的大小。力的大小。 54 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 電接點(diǎn)信號(hào)壓力表 55 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 早期早期大位移式大位移式 20世紀(jì)世紀(jì)50年代年代力平衡式差壓變送器力平衡式差壓變送器 70年代中期年代中期位移式變送器位移式變送器 90年代后期年代后期新型變送器新型變送器 7.3 壓力測量及變送壓力測量及變送2、壓力變送器（電氣）、壓力變送器（電氣） 56 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 7.3 壓力測量

27、及變送壓力測量及變送2、壓力變送器（電氣）、壓力變送器（電氣） 57 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 可 以 測 量 316鋼承載的任 何液、氣態(tài)介質(zhì)。 擴(kuò)散硅壓變 在低溫零度以下， 高溫85以上難 以正常使用，也 不適用20Mpa以 上的高壓。 58 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 1.消氣劑 2.真空腔 3.極板引出線 4排氣管 5.固定極板 6.檢測膜片 (虛線為撓曲后的位置)7.檢測孔 利用彈性薄膜在壓利用彈性薄膜在壓 差作用下產(chǎn)生壓變引起差作用下產(chǎn)生壓變引起 電容變化的原理制成，電容變化的原理制成， 它是由檢測部分和轉(zhuǎn)換它是由檢測部分和轉(zhuǎn)換 電

28、路組成電路組成 。 高靈敏度差壓測量，高靈敏度差壓測量， 零點(diǎn)穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特零點(diǎn)穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特 性好，適應(yīng)性強(qiáng)，于低性好，適應(yīng)性強(qiáng)，于低 真空壓力的測量。真空壓力的測量。 59 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 1988年問世，性能優(yōu)良，工作溫年問世，性能優(yōu)良，工作溫 度范圍寬、蠕變小、結(jié)構(gòu)簡單、度范圍寬、蠕變小、結(jié)構(gòu)簡單、 價(jià)格低廉等優(yōu)勢，應(yīng)用領(lǐng)域逐年價(jià)格低廉等優(yōu)勢，應(yīng)用領(lǐng)域逐年 擴(kuò)大，用其芯片組裝的遠(yuǎn)傳壓力擴(kuò)大，用其芯片組裝的遠(yuǎn)傳壓力 表液位計(jì)已在國內(nèi)石化、冶金、表液位計(jì)已在國內(nèi)石化、冶金、 發(fā)電行業(yè)大量推廣應(yīng)用，但由于發(fā)電行業(yè)大量推廣應(yīng)用，但由于 最小量程僅為最小量

29、程僅為0.1MPa,難以滿足難以滿足 微小壓力測量的需求，使其應(yīng)用微小壓力測量的需求，使其應(yīng)用 受到一定限制。受到一定限制。 60 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 1、2.電極電極 3.引腳引腳 4.陶瓷基座陶瓷基座 5.密封玻璃密封玻璃 6.陶瓷膜片陶瓷膜片 采用無中介液的干式采用無中介液的干式 陶瓷電容傳感器，從陶瓷電容傳感器，從 而獲得很高的技術(shù)性而獲得很高的技術(shù)性 能。能。 61 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! (1)自補(bǔ)償功能如非線性、溫度誤差、響應(yīng)時(shí)間、自補(bǔ)償功能如非線性、溫度誤差、響應(yīng)時(shí)間、 噪聲和交叉感應(yīng)等。噪聲和交叉感應(yīng)等。 (2)自診

30、斷功能如在接通電源時(shí)進(jìn)行自檢，在工作自診斷功能如在接通電源時(shí)進(jìn)行自檢，在工作 中實(shí)現(xiàn)運(yùn)行檢查。中實(shí)現(xiàn)運(yùn)行檢查。 (3)微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信的功微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信的功 能，構(gòu)成閉環(huán)工作系統(tǒng)。能，構(gòu)成閉環(huán)工作系統(tǒng)。 (4)信息存儲(chǔ)和記憶功能。信息存儲(chǔ)和記憶功能。 (5)數(shù)字量輸出。數(shù)字量輸出。 62 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 確定儀表量程確定儀表量程 選擇壓力表上限應(yīng)留有充分的余地。一般在被測壓力穩(wěn)定的情況下，選擇壓力表上限應(yīng)留有充分的余地。一般在被測壓力穩(wěn)定的情況下， 最大工作壓力不應(yīng)超過儀表上限值的最大工作壓力不應(yīng)超過儀表上限值的2/

31、3；測量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大；測量脈動(dòng)壓力時(shí)，最大 工作壓力不應(yīng)超過儀表上限值的工作壓力不應(yīng)超過儀表上限值的1/2；測量高壓時(shí)，最大工作壓力；測量高壓時(shí)，最大工作壓力 不應(yīng)超過儀表上限值的不應(yīng)超過儀表上限值的1/3 一般被測壓力的最小值不低于儀表量程的一般被測壓力的最小值不低于儀表量程的1/3 選取儀表精度選取儀表精度 在滿足生產(chǎn)要求的情況下盡可能選用精度較低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的壓力表在滿足生產(chǎn)要求的情況下盡可能選用精度較低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的壓力表 儀表類型的選擇儀表類型的選擇 選擇壓力表時(shí)要考慮被測介質(zhì)的性質(zhì)選擇壓力表時(shí)要考慮被測介質(zhì)的性質(zhì)；還要考慮現(xiàn)場環(huán)境條件 ，例 如高溫、潮濕、振動(dòng)、電磁干擾及現(xiàn)場安裝條

32、件等；還必須滿足工 藝生產(chǎn)提出的耍求，如是否需要遠(yuǎn)傳，自動(dòng)記錄或報(bào)警 7.3 壓力測量及變送壓力測量及變送3、壓力計(jì)的選用和安裝、壓力計(jì)的選用和安裝 63 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 64 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 7.4 流量的檢測及變送流量的檢測及變送 65 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 66 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 67 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 差壓式流量計(jì)的使用 （1）管道中流體的工作狀態(tài)必須符合設(shè)計(jì)要求。）管道中流體的工作狀態(tài)必須符合設(shè)計(jì)要求。 （2） 正確

33、安裝節(jié)流裝置。正確安裝節(jié)流裝置。 （3） 合理使用節(jié)流裝置。合理使用節(jié)流裝置。 （4） 正確安裝導(dǎo)壓管。正確安裝導(dǎo)壓管。 PFQ 1 0 2 68 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 2() tf f gV Qh A A gV PPP ft )( 21 69 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì) （流量變送部分） 70 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 電遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì)（電動(dòng)顯示部分） 71 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 根據(jù)渦輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量變化來測量流量的。根據(jù)渦輪的旋轉(zhuǎn)速度隨流量變化來測量流量的

34、。 72 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 導(dǎo)電液體導(dǎo)電液體在磁場中作垂直于磁場方向的流動(dòng)，導(dǎo)體在磁場中作垂直于磁場方向的流動(dòng)，導(dǎo)體 切割磁力線則產(chǎn)生感生電動(dòng)勢切割磁力線則產(chǎn)生感生電動(dòng)勢E E，感生電動(dòng)勢的大，感生電動(dòng)勢的大 小與流速成正比小與流速成正比 73 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 渦街的頻率渦街的頻率f與流體的平均速度與流體的平均速度v及漩渦的寬度及漩渦的寬度d的關(guān)系的關(guān)系： d v Sf t 74 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 75 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 76 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 77 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院 抓服務(wù), 促教學(xué), 興科研! 液位、料位、界位的總稱。液位、料位、界位的總稱。 液位液位 指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低。指設(shè)備和容器中液體介質(zhì)表面的高低。 料位料位 指設(shè)備和容