過程控制第2章1、2

1、過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章第第2 2章章 檢測儀表檢測儀表 要控制一個(gè)生產(chǎn)過程，首先必須實(shí)時(shí)檢測生產(chǎn)要控制一個(gè)生產(chǎn)過程，首先必須實(shí)時(shí)檢測生產(chǎn)過程中的有關(guān)參數(shù)。例如溫度、壓力、流量、液位過程中的有關(guān)參數(shù)。例如溫度、壓力、流量、液位等。用來檢測這些參數(shù)的工具稱為檢測儀表，其中等。用來檢測這些參數(shù)的工具稱為檢測儀表，其中包括測量指示儀表及將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸包括測量指示儀表及將被測參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的測量變送器。出的測量變送器。2.1檢測儀表的基本技術(shù)指標(biāo)檢測儀表的基本技術(shù)指標(biāo) 檢測儀表種類繁多，但目的都是快速、準(zhǔn)確地檢測儀表種類繁多，但目的都是快速、準(zhǔn)確地測量某種物

2、理量。因此，對于檢測儀表的性能有一測量某種物理量。因此，對于檢測儀表的性能有一套通用的評價(jià)指標(biāo)。套通用的評價(jià)指標(biāo)。 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章1. 絕對誤差絕對誤差 檢測儀表的指示值檢測儀表的指示值X與被測量真值與被測量真值X t之間存在之間存在的差值稱為絕對誤差的差值稱為絕對誤差。表示為：。表示為： = XX t 由于真值是無法得到的理論值。實(shí)際計(jì)算時(shí)，由于真值是無法得到的理論值。實(shí)際計(jì)算時(shí)，可用精確度較高的標(biāo)準(zhǔn)表所測得的標(biāo)準(zhǔn)值可用精確度較高的標(biāo)準(zhǔn)表所測得的標(biāo)準(zhǔn)值X0代替真代替真值值X t，表示為：，表示為： = XX 0 儀表在其標(biāo)尺范圍內(nèi)各點(diǎn)讀數(shù)的絕對誤差中最儀表在

3、其標(biāo)尺范圍內(nèi)各點(diǎn)讀數(shù)的絕對誤差中最大的絕對誤差稱為最大絕對誤差大的絕對誤差稱為最大絕對誤差max。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2基本誤差基本誤差 基本誤差是一種簡化的相對誤差，又稱引用基本誤差是一種簡化的相對誤差，又稱引用誤差或相對百分誤差。定義為：誤差或相對百分誤差。定義為： 而：儀表量程而：儀表量程 = = 測量上限測量下限測量上限測量下限儀表的基本誤差表明了儀表在規(guī)定的工作條件儀表的基本誤差表明了儀表在規(guī)定的工作條件下測量時(shí)，允許出現(xiàn)的最大誤差。下測量時(shí)，允許出現(xiàn)的最大誤差。 max100%最大絕對誤差基本誤差儀表量程過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章3

4、精確度（精度）精確度（精度） 為了便于量值傳遞，國家規(guī)定了儀表的精確度為了便于量值傳遞，國家規(guī)定了儀表的精確度（精度）等級系列。（精度）等級系列。 如如0.5級，級，1.0級，級，1.5級等。級等。 儀表精度的確定方法：將儀表的基本誤差去掉儀表精度的確定方法：將儀表的基本誤差去掉“”號及號及“”號，套入規(guī)定的儀表精度等級系號，套入規(guī)定的儀表精度等級系列。列。 例如某臺(tái)儀表的基本誤差為例如某臺(tái)儀表的基本誤差為1.0，則確認(rèn)該，則確認(rèn)該表的精確度等級符合表的精確度等級符合1.0級；如果某臺(tái)儀表的基本誤級；如果某臺(tái)儀表的基本誤差為差為1.3，則該表的精確度等級符合則該表的精確度等級符合1.5級。級。

5、過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章例例1 某臺(tái)測溫儀表的測溫范圍為某臺(tái)測溫儀表的測溫范圍為 100700，校驗(yàn)該表時(shí)測得全量程內(nèi)最大絕對誤差為校驗(yàn)該表時(shí)測得全量程內(nèi)最大絕對誤差為5，試確定該儀表的精度等級。試確定該儀表的精度等級。解：解： 該儀表的基本誤差為：該儀表的基本誤差為： 5100%0 625%700100 將該表的將該表的去掉去掉“十十”號與號與“”號，其數(shù)號，其數(shù)值為值為0.625。由于國家規(guī)定的精度等級中沒有。由于國家規(guī)定的精度等級中沒有0.625級儀表，而該儀表的誤差超過了級儀表，而該儀表的誤差超過了0.5級儀表所允許級儀表所允許的最大絕對誤差。的最大絕對誤差。

6、故：故：這臺(tái)測溫儀表的精度等級為這臺(tái)測溫儀表的精度等級為1.0級。級。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章例例2 某臺(tái)測壓儀表的測壓范圍為某臺(tái)測壓儀表的測壓范圍為 08MPa。根據(jù)工。根據(jù)工藝要求，測壓示值的誤差不允許超過藝要求，測壓示值的誤差不允許超過0.05 MPa，問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求？問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求？ 解：解： 根據(jù)工藝要求，儀表的允許基本誤差為：根據(jù)工藝要求，儀表的允許基本誤差為： 0 05MPa100%0 625%8MPa 去掉去掉“”和和“”號后，號后，0.625介于介于0.51.0之間。若選精度為之間。若選精度為1.

7、0級的儀表，其允許的最大絕級的儀表，其允許的最大絕對誤差為對誤差為0.08 MPa 。超過了工藝允許的數(shù)值。超過了工藝允許的數(shù)值。 故：故： 應(yīng)選擇應(yīng)選擇0.5級的表。級的表。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章目前，我國生產(chǎn)的儀表常用的精確度等級有目前，我國生產(chǎn)的儀表常用的精確度等級有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5等。等。精度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度精度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級越高，也說明該儀表的精確度越高。等級越高，也說明該儀表的精確度越高。0.05級以上的儀表，常用來作為標(biāo)準(zhǔn)表；工級以上的儀表，常

8、用來作為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表，其精度大多為業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表，其精度大多為0.5級以下。級以下。儀表的精度等級一般用符號標(biāo)志在儀表面板儀表的精度等級一般用符號標(biāo)志在儀表面板上。如上。如 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章4、靈敏度和分辨率、靈敏度和分辨率 靈敏度靈敏度表示指針式測量儀表對被測參數(shù)變化的敏表示指針式測量儀表對被測參數(shù)變化的敏感程度，常以儀表輸出（如指示裝置的直線位移或角感程度，常以儀表輸出（如指示裝置的直線位移或角位移）與引起此位移的被測參數(shù)變化量之比表示：位移）與引起此位移的被測參數(shù)變化量之比表示： 靈敏限靈敏限表示指針式儀表示指針式儀表表在量程起點(diǎn)處，能

9、引起在量程起點(diǎn)處，能引起儀表指針動(dòng)作的最小被測儀表指針動(dòng)作的最小被測參數(shù)變化值。參數(shù)變化值。 S 儀表靈敏度；儀表靈敏度；Y 儀表指針位移的距離（或轉(zhuǎn)角）；儀表指針位移的距離（或轉(zhuǎn)角）；X 引起引起Y的被測參數(shù)變化量。的被測參數(shù)變化量。YSX100過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章分辨率分辨率表示儀表顯示值的精細(xì)程度。表示儀表顯示值的精細(xì)程度。如一臺(tái)儀表的顯示位數(shù)為四位，其分辨率便為千如一臺(tái)儀表的顯示位數(shù)為四位，其分辨率便為千分之一。數(shù)字儀表的顯示位數(shù)越多，分辨率越高。分之一。數(shù)字儀表的顯示位數(shù)越多，分辨率越高。 分辨力分辨力是指儀表能夠顯示的、最小被測值。是指儀表能夠顯示的、最

10、小被測值。 如一臺(tái)溫度指示儀，最末一位數(shù)字表示的溫度值如一臺(tái)溫度指示儀，最末一位數(shù)字表示的溫度值為為0.1，即該表的分辨力為，即該表的分辨力為0.1 。對于數(shù)字式儀表，則對于數(shù)字式儀表，則用分辨率和分辨力表示靈用分辨率和分辨力表示靈敏度和靈敏限。敏度和靈敏限。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章在外界條件不變的情況下，同在外界條件不變的情況下，同一儀表對被測量進(jìn)行往返測量時(shí)一儀表對被測量進(jìn)行往返測量時(shí)（正行程和反行程），產(chǎn)生的最大（正行程和反行程），產(chǎn)生的最大差值與測量范圍之比稱為變差。差值與測量范圍之比稱為變差。變差變差 =量程量程正反行程最大差值正反行程最大差值100%造成變差

11、的原因造成變差的原因: 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間存在的間隙和摩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間存在的間隙和摩擦力擦力; 彈性元件的彈性滯后等。彈性元件的彈性滯后等。ymaxyxmin xmaxOx過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章6、響、響應(yīng)時(shí)間應(yīng)時(shí)間當(dāng)用儀表對被測量進(jìn)行測量時(shí)，被測量突然變當(dāng)用儀表對被測量進(jìn)行測量時(shí)，被測量突然變化以后，儀表指示值總是要經(jīng)過一段時(shí)間后才能準(zhǔn)確化以后，儀表指示值總是要經(jīng)過一段時(shí)間后才能準(zhǔn)確地顯示出來。這段時(shí)間稱為響應(yīng)時(shí)間。地顯示出來。這段時(shí)間稱為響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算：響應(yīng)時(shí)間的計(jì)算：從輸入一個(gè)階躍信號從輸入一個(gè)階躍信號開始，到儀表的輸出信號開始，到儀表的輸出信號（即指示值）變化到

12、新穩(wěn)（即指示值）變化到新穩(wěn)態(tài)值的態(tài)值的95所用的時(shí)間。所用的時(shí)間。 以上是檢測儀表常用的性能指標(biāo)。以上是檢測儀表常用的性能指標(biāo)。txytp過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表溫度是表征物體冷熱程度的物理量。是工業(yè)溫度是表征物體冷熱程度的物理量。是工業(yè)生產(chǎn)中最普遍而重要的操作參數(shù)。生產(chǎn)中最普遍而重要的操作參數(shù)。2.2.1溫度檢測方法溫度檢測方法一般利用物體的某些物理性質(zhì)隨溫度變化的特一般利用物體的某些物理性質(zhì)隨溫度變化的特性來感知、測量溫度。有性來感知、測量溫度。有接觸式測溫接觸式測溫通過測溫元件與被測物體的接通過測溫元件與被測物體的接觸而感知物體的

13、溫度。觸而感知物體的溫度。非接觸式測溫非接觸式測溫通過接受被測物體發(fā)出的熱通過接受被測物體發(fā)出的熱輻射熱來感知溫度。輻射熱來感知溫度。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章接觸式測溫儀表有：接觸式測溫儀表有：1、膨脹式溫度計(jì)、膨脹式溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)是基于物體受熱時(shí)體積膨脹的膨脹式溫度計(jì)是基于物體受熱時(shí)體積膨脹的性質(zhì)而制成的。有性質(zhì)而制成的。有液體膨脹式溫度計(jì)液體膨脹式溫度計(jì)：利用液體（水銀、酒精）：利用液體（水銀、酒精）受熱時(shí)體積膨脹的特性測溫。受熱時(shí)體積膨脹的特性測溫。玻璃管溫度計(jì)玻璃管溫度計(jì)電接點(diǎn)式電接點(diǎn)式玻璃管溫度計(jì)玻璃管溫度計(jì)過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章

14、 固體固體膨脹膨脹式溫度計(jì)式溫度計(jì)：用兩片線膨脹系數(shù)不同的金用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊接在一起制成雙金屬片。受熱后，由于兩金屬片疊焊接在一起制成雙金屬片。受熱后，由于兩金屬片的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲。屬片的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲。 若將雙金屬片制成螺旋形，當(dāng)溫度變化時(shí)，螺旋若將雙金屬片制成螺旋形，當(dāng)溫度變化時(shí)，螺旋的自由端便圍繞著中心軸偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)指針在刻度盤上的自由端便圍繞著中心軸偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)指針在刻度盤上指示出相應(yīng)溫度值。指示出相應(yīng)溫度值。 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章雙金屬片常用來做溫度報(bào)警或控制雙金屬片常用來做溫度報(bào)警或控制 隨著溫度上升，雙金屬隨著溫度上升，雙金

15、屬片逐漸彎曲，當(dāng)其觸點(diǎn)接觸片逐漸彎曲，當(dāng)其觸點(diǎn)接觸到固定觸點(diǎn)時(shí)，報(bào)警燈和繼到固定觸點(diǎn)時(shí)，報(bào)警燈和繼電器回路被接通。電器回路被接通。 調(diào)節(jié)螺釘用來調(diào)整固定調(diào)節(jié)螺釘用來調(diào)整固定觸點(diǎn)的位置，以調(diào)整報(bào)警溫觸點(diǎn)的位置，以調(diào)整報(bào)警溫度。度。雙金屬片雙金屬片調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘絕緣柱絕緣柱 如圖是一雙金屬溫控器。如圖是一雙金屬溫控器。繼電器繼電器過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章原理原理: 封閉容器中的液體、氣封閉容器中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體的飽和蒸汽，受熱體或低沸點(diǎn)液體的飽和蒸汽，受熱后體積膨脹，壓力增大。后體積膨脹，壓力增大。2、壓力式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)利用封閉容器中的介質(zhì)壓力隨利用封閉容器

16、中的介質(zhì)壓力隨溫度變化的現(xiàn)象來測溫。溫度變化的現(xiàn)象來測溫。 用壓力表用壓力表指示溫度。指示溫度。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章3、熱電偶溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì) 利用物體的熱電性質(zhì)測溫。利用物體的熱電性質(zhì)測溫。4、熱電阻溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì) 利用金屬電阻值或半導(dǎo)體電阻值隨溫度變化的性利用金屬電阻值或半導(dǎo)體電阻值隨溫度變化的性質(zhì)測溫。質(zhì)測溫。5、半導(dǎo)體溫度計(jì)、半導(dǎo)體溫度計(jì) 利用半導(dǎo)體利用半導(dǎo)體PN結(jié)的結(jié)電壓隨溫度變化的特性，結(jié)的結(jié)電壓隨溫度變化的特性，通過測量感溫器元件（結(jié)）電壓變化來測量溫度。通過測量感溫器元件（結(jié)）電壓變化來測量溫度。 非接觸式測溫的具體方法有：非接觸式測溫的具

17、體方法有：過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章紅外線測溫計(jì)紅外線測溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)1、 輻射式溫度計(jì)輻射式溫度計(jì) 通過測量物體熱輻射功率來測量溫度。通過測量物體熱輻射功率來測量溫度。2、 紅外式溫度計(jì)紅外式溫度計(jì) 通過測量物體紅外波段熱輻射功率來測量溫度。通過測量物體紅外波段熱輻射功率來測量溫度。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.2 熱電偶熱電偶熱電偶是以熱電效應(yīng)為原理的測溫元件，熱電偶是以熱電效應(yīng)為原理的測溫元件，能能將溫度信號轉(zhuǎn)換成電勢信號（將溫度信號轉(zhuǎn)換成電勢信號（mV） 。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、測溫準(zhǔn)確可靠、信號便于特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、測溫準(zhǔn)確可靠、信號

18、便于遠(yuǎn)傳。一般用于測量遠(yuǎn)傳。一般用于測量5001600之間的溫度。之間的溫度。2.2.2.1 熱電偶的測溫原理熱電偶的測溫原理將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，若兩個(gè)連接點(diǎn)溫度不同，回路中會(huì)產(chǎn)生電勢。此若兩個(gè)連接點(diǎn)溫度不同，回路中會(huì)產(chǎn)生電勢。此電勢稱為熱電勢。電勢稱為熱電勢。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章1、接觸電勢接觸電勢 當(dāng)不同導(dǎo)體當(dāng)不同導(dǎo)體A、B接觸時(shí)，兩邊接觸時(shí)，兩邊的自由電子密度不同，在交界面上的自由電子密度不同，在交界面上產(chǎn)生電子的相互擴(kuò)散，致使在接觸產(chǎn)生電子的相互擴(kuò)散，致使在接觸處產(chǎn)生處產(chǎn)生接觸電勢。接觸電勢。 其大

19、小取決于兩種材料的種類其大小取決于兩種材料的種類和接觸點(diǎn)的溫度。和接觸點(diǎn)的溫度。t熱端熱端 A Bt0冷端冷端eAB( t ) = Ktel nNA( t ) NB( t ) NA( t )、 NB( t ) 自由電子密度；自由電子密度； e 單位電荷單位電荷過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2、溫差電勢溫差電勢 對于同一金屬對于同一金屬A（或或B），），其兩端溫度不同，自由電子所其兩端溫度不同，自由電子所具有的動(dòng)能不同，也會(huì)產(chǎn)生相具有的動(dòng)能不同，也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電勢，稱為應(yīng)的電勢，稱為溫差電勢。溫差電勢。 熱電勢由兩部分組成：熱電勢由兩部分組成：接觸接觸電勢電勢和和溫差電勢溫差電

20、勢。但溫差電勢。但溫差電勢值遠(yuǎn)小于接觸電勢，常忽略不值遠(yuǎn)小于接觸電勢，常忽略不計(jì)。計(jì)。t A Bt0過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 3、回路總電勢回路總電勢 熱電偶回路總電勢由接觸電勢和溫差電勢疊加熱電偶回路總電勢由接觸電勢和溫差電勢疊加而成，稱而成，稱熱電勢熱電勢。由于溫差電勢很小，熱電勢基本。由于溫差電勢很小，熱電勢基本由接觸電勢構(gòu)成：由接觸電勢構(gòu)成： EAB （t，t0）= e AB （t）- e AB（t0） 此計(jì)算式中，有的常數(shù)很難確定，無法實(shí)用。此計(jì)算式中，有的常數(shù)很難確定，無法實(shí)用。實(shí)際中用實(shí)測標(biāo)定。但從上述公式可以得出基本結(jié)實(shí)際中用實(shí)測標(biāo)定。但從上述公式可以得

21、出基本結(jié)論：論： 對于確定的熱電偶，熱電勢只與熱端和冷端溫對于確定的熱電偶，熱電勢只與熱端和冷端溫度有關(guān)。度有關(guān)。當(dāng)冷端溫度固定時(shí)，當(dāng)冷端溫度固定時(shí)， E（t，t0）是熱端溫度是熱端溫度 t 的單值函數(shù)。的單值函數(shù)。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 鎳鉻鎳鉻鎳硅熱電偶分度表（簡表）鎳硅熱電偶分度表（簡表） 分度號分度號 K t0=00，E/mVE/mVt/0010203040506070809000.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.93

22、97.3387.7372008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.56010.96911.38111.79330012.20712.63213.03913.45613.87414.29214.71215.13215.55215.97440016.39516.81817.24117.66418.08818.51318.93819.36319.78820.21450020.64021.06621.49321.91922.34622.77223.19823.62424.05024.47660024.90225.32725.75126.17626.59927.02227.

23、44527.86728.28828.70970029.12829.54729.96530.38330.79931.21431.62932.04232.45532.86680033.27733.68634.09534.50234.90935.31435.71836.12136.52436.92590037.32537.72438.12238.51938.91539.31039.70340.09640.48840.897100041.26941.65742.04542.43242.81743.20243.58543.96844.34944.729110045.10845.48645.86346.2

24、3846.61246.98547.35647.72648.05948.462120048.82849.19249.55549.91650.27650.63350.99051.34451.69752.049130052.398過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章1、均質(zhì)導(dǎo)體定律均質(zhì)導(dǎo)體定律 由由一種均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體一種均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成的閉合回路中，組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何，以及沿長度方向上各處的不論其截面和長度如何，以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢不能產(chǎn)生熱電勢。 因此，熱電偶必須由兩種不同材料的均質(zhì)導(dǎo)體因此，熱電偶必須由兩種不同

25、材料的均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成。但其截面和長度不限?；虬雽?dǎo)體組成。但其截面和長度不限。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2、中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中接入另一種中間導(dǎo)體后，只要在熱電偶回路中接入另一種中間導(dǎo)體后，只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同，中間導(dǎo)體的引入對熱電偶中間導(dǎo)體兩端溫度相同，中間導(dǎo)體的引入對熱電偶回路的熱電勢沒有影響?；芈返臒犭妱輿]有影響。因?yàn)闊犭娕荚谑褂靡驗(yàn)闊犭娕荚谑褂脮r(shí)，總要將熱電偶回路時(shí)，總要將熱電偶回路打開，接入測量儀表，打開，接入測量儀表，即插入第三種導(dǎo)體。即插入第三種導(dǎo)體。 測量儀表測量儀表過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章有有 EABC

26、 (t，t0)=eAB(t)+ eBC(t0)+ eCA(t0) 當(dāng)當(dāng) t = t0 時(shí)時(shí) 有有 eAB(t0)+ eBC(t0)+ eCA(t0)= 0 即即 eBC(t0)+e CA(t0)= e AB(t0) 則則 EABC (t，t0)= e AB(t) e AB(t0)設(shè)將熱電偶設(shè)將熱電偶ABAB一端打開，接入第三種導(dǎo)體一端打開，接入第三種導(dǎo)體C v由此可知，只要接入第三種導(dǎo)體的兩個(gè)連接點(diǎn)溫由此可知，只要接入第三種導(dǎo)體的兩個(gè)連接點(diǎn)溫度相等，它的接入對回路電勢毫無影響。這一結(jié)度相等，它的接入對回路電勢毫無影響。這一結(jié)論可以推廣至接入多種導(dǎo)體。論可以推廣至接入多種導(dǎo)體。ABCt 0t 0

27、t 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章3、中間溫度定律中間溫度定律 一支熱電偶在兩接點(diǎn)溫度為一支熱電偶在兩接點(diǎn)溫度為t 、t0 時(shí)的熱電勢，時(shí)的熱電勢，等于兩支同溫度特性熱電偶在接點(diǎn)溫度為等于兩支同溫度特性熱電偶在接點(diǎn)溫度為t 、ta和和ta、t0時(shí)的熱電勢之代數(shù)和。即時(shí)的熱電勢之代數(shù)和。即 E AB ( t ，to ) = E AB( t , 0 ) E AB( to , 0 ) 據(jù)此，只要給出冷端為據(jù)此，只要給出冷端為0時(shí)的熱電勢關(guān)系時(shí)的熱電勢關(guān)系EAB( t ,0 ) ，便可求出冷端任意溫度時(shí)的熱電勢。，便可求出冷端任意溫度時(shí)的熱電勢。=符合分度符合分度表要求表要求ABt0

28、t AB0t AB0t0 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.2.3熱電偶的構(gòu)造熱電偶的構(gòu)造 熱電偶是用兩種不同材料的偶絲或薄膜一端焊熱電偶是用兩種不同材料的偶絲或薄膜一端焊接而成。其構(gòu)造分普通型、鎧裝型、簿膜型等。接而成。其構(gòu)造分普通型、鎧裝型、簿膜型等。普通型普通型鎧裝型鎧裝型普通熱電偶普通熱電偶過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.2.4 熱電偶類型熱電偶類型 理論上任何兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體都可以組成熱理論上任何兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體都可以組成熱電偶，但考慮有良好的應(yīng)用性能，必須對熱電偶材電偶，但考慮有良好的應(yīng)用性能，必須對熱電偶材料加以選擇。料加以選擇。 選

29、取原則：在測溫范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)及物選取原則：在測溫范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)及物理性質(zhì)，熱電勢要大，且與溫度接近線性關(guān)系。理性質(zhì)，熱電勢要大，且與溫度接近線性關(guān)系。 國際電工委員會(huì)（簡稱國際電工委員會(huì)（簡稱IEC）規(guī)定了熱電偶材）規(guī)定了熱電偶材料的取材標(biāo)準(zhǔn)。用分度號命名不同取材的熱電偶，料的取材標(biāo)準(zhǔn)。用分度號命名不同取材的熱電偶，并給出了標(biāo)準(zhǔn)的熱電勢分度表。并給出了標(biāo)準(zhǔn)的熱電勢分度表。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 幾種常用的標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶簡介幾種常用的標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶簡介熱電偶名稱熱電偶名稱分度號分度號測溫范圍測溫范圍（）平均靈敏度平均靈敏度特特 點(diǎn)點(diǎn)鉑銠鉑銠30鉑銠鉑銠6B0+1

30、80010V/穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好,精度高精度高,可在可在氧化氣氛使用氧化氣氛使用鉑銠鉑銠l0鉑鉑S0+160010V/同上，線性度優(yōu)于同上，線性度優(yōu)于B鎳鉻鎳鉻鎳硅鎳硅K0+100040V/價(jià)廉價(jià)廉,，可在氧化及中，可在氧化及中性氣氛中使用性氣氛中使用鎳鉻鎳鉻康銅康銅E-200+90080V/靈敏靈敏,價(jià)廉價(jià)廉,可在氧化及可在氧化及弱還原氣氛中使用弱還原氣氛中使用銅銅康銅康銅T-200+40050V/價(jià)廉價(jià)廉,但銅易氧化但銅易氧化,常用常用于于150以下溫度測量以下溫度測量過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章鉑及其合金（鉑及其合金（B、S）屬于貴重金屬，價(jià)格很貴，屬于貴重金屬，價(jià)格很

31、貴，但其熱電勢非常穩(wěn)定，主要用做標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及測量但其熱電勢非常穩(wěn)定，主要用做標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及測量1100以上的高溫。以上的高溫。 鎳鉻鎳鉻鎳硅（鎳硅（K） 線性度最好線性度最好 鎳鉻鎳鉻康銅（康銅（E） 靈敏度最高靈敏度最高 銅銅康銅（康銅（T） 價(jià)格最便宜價(jià)格最便宜 不同材質(zhì)的熱電偶，其熱電勢與熱端溫度的特不同材質(zhì)的熱電偶，其熱電勢與熱端溫度的特性關(guān)系不同。性關(guān)系不同。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.2.5 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶冷端溫度補(bǔ)償 熱電偶的熱電勢大小不僅與熱端溫度有關(guān)，還熱電偶的熱電勢大小不僅與熱端溫度有關(guān)，還與冷端溫度有關(guān)。所以使用時(shí)，需保持與冷端溫度有關(guān)

32、。所以使用時(shí)，需保持熱電偶熱電偶冷端冷端溫度恒定。但熱電偶溫度恒定。但熱電偶的冷端和熱端離得很近，使用的冷端和熱端離得很近，使用時(shí)冷端溫度較高且變化較大。為此應(yīng)將時(shí)冷端溫度較高且變化較大。為此應(yīng)將熱電偶熱電偶冷端冷端延至溫度穩(wěn)定處。延至溫度穩(wěn)定處。 為了節(jié)約，工業(yè)上選用在低溫區(qū)與所用熱電偶為了節(jié)約，工業(yè)上選用在低溫區(qū)與所用熱電偶的熱電特性相近的廉價(jià)金屬，作為熱偶絲在低溫區(qū)的熱電特性相近的廉價(jià)金屬，作為熱偶絲在低溫區(qū)的替代品來延長的替代品來延長熱電偶熱電偶，稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。，稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。 補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線熱偶熱偶過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 根據(jù)中間溫度定律，補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶

33、相連根據(jù)中間溫度定律，補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶相連后，其總的熱電勢等于兩支熱電偶產(chǎn)生的熱電勢后，其總的熱電勢等于兩支熱電偶產(chǎn)生的熱電勢的代數(shù)和。的代數(shù)和。 E (t,t0) = E偶偶 (t , t n) E補(bǔ)補(bǔ)(t n ,t0) 用補(bǔ)償導(dǎo)線延長熱電偶的必須條件是：補(bǔ)償導(dǎo)用補(bǔ)償導(dǎo)線延長熱電偶的必須條件是：補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性在低溫段與所配熱電偶相同。因此，線的熱電特性在低溫段與所配熱電偶相同。因此，不同的熱電偶配不同的補(bǔ)償導(dǎo)線。常用熱電偶的補(bǔ)不同的熱電偶配不同的補(bǔ)償導(dǎo)線。常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線見表償導(dǎo)線見表2.2。補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線熱偶熱偶tt nt 0E (t,t0)過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表

34、第第2章章 使用補(bǔ)償導(dǎo)線只是將熱電偶的冷端延長到溫度使用補(bǔ)償導(dǎo)線只是將熱電偶的冷端延長到溫度比較穩(wěn)定的地方，而標(biāo)準(zhǔn)熱電勢要求冷端溫度為零比較穩(wěn)定的地方，而標(biāo)準(zhǔn)熱電勢要求冷端溫度為零度，為此還要采取進(jìn)一步的補(bǔ)償措施。度，為此還要采取進(jìn)一步的補(bǔ)償措施。1查表法（計(jì)算法）查表法（計(jì)算法） 如果某介質(zhì)的溫度為如果某介質(zhì)的溫度為t，用熱電偶進(jìn)行測量，用熱電偶進(jìn)行測量，其冷端溫度為其冷端溫度為t0，測得的熱電勢為，測得的熱電勢為EAB（t,t0）。根）。根據(jù)中間溫度定律，有據(jù)中間溫度定律，有 EAB（t ,0）EAB（t ,t0） EAB（t0 ,0） 得出標(biāo)準(zhǔn)熱電勢得出標(biāo)準(zhǔn)熱電勢EAB（t ,0），再查

35、分度表就可），再查分度表就可得出被測溫度。得出被測溫度。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章例例 用用K型熱電偶測量某設(shè)備的溫度。型熱電偶測量某設(shè)備的溫度。測得的熱電勢測得的熱電勢E（t，t0）20.3mV，熱電偶冷端溫度熱電偶冷端溫度t030，求被測的求被測的實(shí)際溫度？如果改用實(shí)際溫度？如果改用S型熱電偶來測型熱電偶來測溫，在相同條件下，溫，在相同條件下，S型熱電偶測得型熱電偶測得的熱電勢應(yīng)為多少？的熱電勢應(yīng)為多少？解解 由分度表可以查得由分度表可以查得 E（30，0）1.203mV則則 E（t，0） E（t，30）+ E（30，0）過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章

36、章 鎳鉻鎳鉻鎳硅熱電偶分度表（簡表）鎳硅熱電偶分度表（簡表） 分度號分度號 K t0=00，E/mVE/mVt/0010203040506070809000.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3387.7372008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.56010.96911.38111.79330012.20712.63213.03913.45613.87414.29214.71215.13215.55215.97

37、440016.39516.81817.24117.66418.08818.51318.93819.36319.78820.21450020.64021.06621.49321.91922.34622.77223.19823.62424.05024.47660024.90225.32725.75126.17626.59927.02227.44527.86728.28828.70970029.12829.54729.96530.38330.79931.21431.62932.04232.45532.86680033.27733.68634.09534.50234.90935.31435.71836

38、.12136.52436.92590037.32537.72438.12238.51938.91539.31039.70340.09640.48840.897100041.26941.65742.04542.43242.81743.20243.58543.96844.34944.729110045.10845.48645.86346.23846.61246.98547.35647.72648.05948.462120048.82849.19249.55549.91650.27650.63350.99051.34451.69752.049130052.398過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表

39、第第2章章2、儀表零點(diǎn)調(diào)整法、儀表零點(diǎn)調(diào)整法 如果熱電偶冷端溫度比較穩(wěn)定，與之相接的顯如果熱電偶冷端溫度比較穩(wěn)定，與之相接的顯示儀表又可以調(diào)整零點(diǎn)，那么在測試前，將儀表指示儀表又可以調(diào)整零點(diǎn)，那么在測試前，將儀表指針就調(diào)整到冷端溫度處，再開始測量。針就調(diào)整到冷端溫度處，再開始測量。 此法比較簡單，但由于冷端溫度（室溫）也有此法比較簡單，但由于冷端溫度（室溫）也有波動(dòng)，所以只能在測溫要求不太高的場合下應(yīng)用。波動(dòng)，所以只能在測溫要求不太高的場合下應(yīng)用。100過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章3、冰浴法、冰浴法 把熱電偶的冷端插入盛有絕緣油的試管中，把熱電偶的冷端插入盛有絕緣油的試管中

40、，然后將試管放入裝有冰水混合物的容器中，保持然后將試管放入裝有冰水混合物的容器中，保持冷端為冷端為0。這種方法多數(shù)用于熱電偶的檢定。這種方法多數(shù)用于熱電偶的檢定。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢，來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度生的電勢，來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。變化而引起的熱電勢變化值。E(t,0)E(t,t0)E(t0 ,0)E(t,t0)E(t0 ,0)E(t,0)電橋電橋補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償導(dǎo)線4、 補(bǔ)償電橋法補(bǔ)償電橋法過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章5半導(dǎo)體半導(dǎo)體PN結(jié)補(bǔ)償法結(jié)補(bǔ)償法

41、 利用半導(dǎo)體利用半導(dǎo)體PN結(jié)電壓隨溫度升高而降低的特結(jié)電壓隨溫度升高而降低的特性自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶的冷端溫度引起的誤差。性自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶的冷端溫度引起的誤差。 圖中半導(dǎo)體三極管基極結(jié)電壓圖中半導(dǎo)體三極管基極結(jié)電壓V be隨溫度升高隨溫度升高而降低。將而降低。將V be放大后即可輸出。放大后即可輸出。 只要保持三只要保持三極管集電極電流極管集電極電流 Ic 恒定，冷端補(bǔ)恒定，冷端補(bǔ)償電壓償電壓e0 即與冷即與冷端溫度成正比。端溫度成正比。Vbe過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.3熱電阻熱電阻 對于對于500以下的中、低溫，熱電偶輸出的熱以下的中、低溫，熱電偶輸出的熱電勢很小，容

42、易受到干擾而測不準(zhǔn)。一般使用熱電電勢很小，容易受到干擾而測不準(zhǔn)。一般使用熱電阻溫度計(jì)來進(jìn)行中低溫度的測量。阻溫度計(jì)來進(jìn)行中低溫度的測量。 熱電阻有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。熱電阻有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。2.2.3.1金屬熱電阻金屬熱電阻 金屬熱電阻測溫精度高。大多數(shù)金屬電阻阻值金屬熱電阻測溫精度高。大多數(shù)金屬電阻阻值隨溫度升高而增大。具有正溫度系數(shù)。隨溫度升高而增大。具有正溫度系數(shù)。=1 dRR dT溫度系數(shù)溫度系數(shù)過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 工業(yè)中用得最多工業(yè)中用得最多的是鉑電阻和銅電阻，的是鉑電阻和銅電阻，也有鎳電阻、銦電阻、也有鎳電阻、銦電阻、錳電阻

43、及碳電阻等用錳電阻及碳電阻等用于低溫及超低溫測量。于低溫及超低溫測量。 電阻溫度系數(shù)大，電阻率大；電阻溫度系數(shù)大，電阻率大； 在測溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定；在測溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定； 溫度特性的線性度好。溫度特性的線性度好。作為工業(yè)用熱電阻的材料要求：作為工業(yè)用熱電阻的材料要求：過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 電阻溫度關(guān)系：電阻溫度關(guān)系： R t =R0 1+At+Bt2+C(t-100)t3 (-2000) R t =R0 (1+At+Bt2) ( 0850) 鉑電阻有兩種分度號：鉑電阻有兩種分度號：Pt10 , Pt1001.鉑電阻鉑電阻 鉑材料容易提純，其化學(xué)、物理

44、性能穩(wěn)定；鉑材料容易提純，其化學(xué)、物理性能穩(wěn)定；測溫復(fù)現(xiàn)性好、精度高。被國際電工委員會(huì)規(guī)定測溫復(fù)現(xiàn)性好、精度高。被國際電工委員會(huì)規(guī)定為為-259+630 間的基準(zhǔn)器，但線性度稍差，常間的基準(zhǔn)器，但線性度稍差，常用于用于-200+600 溫度測量。溫度測量。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.銅電阻銅電阻 銅電阻價(jià)格便宜，線性度好，但溫度稍高易氧銅電阻價(jià)格便宜，線性度好，但溫度稍高易氧化，常用于化，常用于-50+100 溫度測量。銅電阻有兩種分溫度測量。銅電阻有兩種分度號：度號：Cu50 ，Cu100 。電阻溫度關(guān)系：。電阻溫度關(guān)系： R t =R0 (1 +t) (-50150

45、) 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章3.熱電阻的三線制接法熱電阻的三線制接法 電阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時(shí)，熱電阻電阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時(shí)，熱電阻的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會(huì)給電的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會(huì)給電橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法。橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法。RtR3rrrR1R2RtR3rrR1R2過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章電阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時(shí)，熱電阻電阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時(shí)，熱電阻必須用三線制接法，以抵消接線電阻隨溫度變化對必須用三線制接法，以抵消接線電阻隨溫度變化對電橋的影

46、響。電橋的影響。 測量儀表測量儀表R tRtR3rrrR1R2過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 2.2.3.2 熱敏電阻熱敏電阻 半導(dǎo)體材料的電阻值具有負(fù)溫度系數(shù)，可以作溫半導(dǎo)體材料的電阻值具有負(fù)溫度系數(shù)，可以作溫度傳感元件，特點(diǎn)是：度傳感元件，特點(diǎn)是：溫度()1081061041021001601208040電阻()負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻特性負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻特性 電阻率大電阻率大電阻體積小，響應(yīng)快；電阻體積小，響應(yīng)快； 溫度系數(shù)大溫度系數(shù)大靈敏度高；靈敏度高； 非線性嚴(yán)重非線性嚴(yán)重影響精度。影響精度。 溫度特性分散溫度特性分散互換性差互換性差 過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀

47、表 第第2章章 2.2.4 集成溫度傳感器集成溫度傳感器 集成溫度傳感器將溫敏晶體管和外圍電路集成集成溫度傳感器將溫敏晶體管和外圍電路集成在一個(gè)芯片上構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)測溫器件。在一個(gè)芯片上構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)測溫器件。 特點(diǎn)：體積小、反應(yīng)快、線性較好、價(jià)格便宜，特點(diǎn)：體積小、反應(yīng)快、線性較好、價(jià)格便宜，測溫范圍為測溫范圍為-50150。 集成溫度傳感器按輸集成溫度傳感器按輸出量形式不同，可分為電出量形式不同，可分為電壓型、電流型和數(shù)字型三壓型、電流型和數(shù)字型三類。類。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 熱電偶、熱電阻等熱電偶、熱電阻等的

48、測溫信號，必須的測溫信號，必須經(jīng)后級儀表處理，經(jīng)后級儀表處理，100 可直接與熱電偶、熱電阻配套顯示可直接與熱電偶、熱電阻配套顯示溫度，是最簡單的模擬指示儀表。溫度，是最簡單的模擬指示儀表。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 動(dòng)圈式儀表實(shí)質(zhì)上是測量電流的儀表，動(dòng)圈式儀表實(shí)質(zhì)上是測量電流的儀表，其指示其指示機(jī)構(gòu)的核心部件是一個(gè)磁電式毫安表。機(jī)構(gòu)的核心部件是一個(gè)磁電式毫安表。 利用通電線圈在磁場中受到力矩的作用產(chǎn)生偏利用通電線圈在磁場中受到力矩的作用產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的原理，帶動(dòng)裝在動(dòng)圈上的指針移動(dòng)，從而指示轉(zhuǎn)的原理，帶動(dòng)裝在動(dòng)圈上的指針移動(dòng)，從而指示出被測參數(shù)。出被測參數(shù)。過程控制系統(tǒng)與儀表

49、過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章動(dòng)圈測量機(jī)構(gòu)原理動(dòng)圈測量機(jī)構(gòu)原理當(dāng)測量信號通過張絲加在動(dòng)圈上，有電流流當(dāng)測量信號通過張絲加在動(dòng)圈上，有電流流過動(dòng)圈時(shí)，動(dòng)圈受磁場力作用而偏轉(zhuǎn)。過動(dòng)圈時(shí)，動(dòng)圈受磁場力作用而偏轉(zhuǎn)。動(dòng)圈轉(zhuǎn)動(dòng)使張絲扭轉(zhuǎn)，于是張絲產(chǎn)生反抗動(dòng)動(dòng)圈轉(zhuǎn)動(dòng)使張絲扭轉(zhuǎn)，于是張絲產(chǎn)生反抗動(dòng)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，當(dāng)兩力矩平衡時(shí)，動(dòng)圈就停留在某圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，當(dāng)兩力矩平衡時(shí)，動(dòng)圈就停留在某一位置上，指針指示出被測參數(shù)值。一位置上，指針指示出被測參數(shù)值。100過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.5.2 數(shù)字式指示儀表數(shù)字式指示儀表 數(shù)字式指示儀表是以數(shù)字式指示儀表是以數(shù)字電壓表為主體而構(gòu)成數(shù)字電壓

50、表為主體而構(gòu)成的測量儀表。其原理框圖的測量儀表。其原理框圖如下：如下： 檢測變送檢測變送 寄存器寄存器 模模/數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)轉(zhuǎn)換 脈沖計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)脈沖信號脈沖信號 數(shù)字譯碼器數(shù)字譯碼器 顯示器顯示器過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 例：配熱電偶的數(shù)字例：配熱電偶的數(shù)字式測溫儀表原理框圖式測溫儀表原理框圖標(biāo)準(zhǔn)熱標(biāo)準(zhǔn)熱電勢電勢濾波濾波放大放大線性化線性化標(biāo)度變換標(biāo)度變換過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.5.3自動(dòng)記錄儀表自動(dòng)記錄儀表 自動(dòng)記錄儀能實(shí)時(shí)記錄被測參數(shù)。自動(dòng)記錄儀能實(shí)時(shí)記錄被測參數(shù)。記錄的方式有紙記錄和無紙記錄兩類。記錄的方式有紙記錄和無紙記錄兩類。過程控

51、制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章1.自動(dòng)平衡電橋式記錄儀自動(dòng)平衡電橋式記錄儀 RpRtR3r圖圖2.22 自動(dòng)平衡電橋原理圖自動(dòng)平衡電橋原理圖R0R2R1 利用電橋的平衡動(dòng)作進(jìn)行測量記錄?？膳淅秒姌虻钠胶鈩?dòng)作進(jìn)行測量記錄?？膳浣訜犭娮杞M成測溫記錄儀。接熱電阻組成測溫記錄儀。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 平衡電橋測溫原理平衡電橋測溫原理 當(dāng)被測溫度為下限時(shí)，當(dāng)被測溫度為下限時(shí)，R Rt t有最小值有最小值R Rt0t0，滑動(dòng)，滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)在觸點(diǎn)應(yīng)在R Rp的左端，此時(shí)電橋的平衡條件是的左端，此時(shí)電橋的平衡條件是: : R3（Rt0+Rp）R2R4 被測溫度升高后，電

52、橋輸出不平衡電壓，驅(qū)動(dòng)被測溫度升高后，電橋輸出不平衡電壓，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)觸點(diǎn)向右移動(dòng)，直至新的平衡點(diǎn)電機(jī)，帶動(dòng)觸點(diǎn)向右移動(dòng)，直至新的平衡點(diǎn): tRRRRr3231兩式相減得：兩式相減得： R3（Rt0+ Rt+Rp-r1）R2（R4+ r1 ）過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章 r1 是滑線電阻是滑線電阻Rp的輸出可變電阻。電機(jī)帶動(dòng)的輸出可變電阻。電機(jī)帶動(dòng)觸點(diǎn)觸點(diǎn)B向新的平衡位置移動(dòng)，到達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)，電向新的平衡位置移動(dòng)，到達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)，電橋輸出為零，電機(jī)停止。橋輸出為零，電機(jī)停止。 B的位置就可以反映的位置就可以反映Rt，即反映了溫度的變化。即反映了溫度的變化。tRRRRr3231

53、 觸點(diǎn)位移與觸點(diǎn)位移與Rt呈呈比例關(guān)系：比例關(guān)系：過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章數(shù)字式記錄儀表數(shù)字式記錄儀表 形式多樣，內(nèi)裝形式多樣，內(nèi)裝CPU，無紙記錄被測參數(shù)?？?，無紙記錄被測參數(shù)?？蓪?shí)時(shí)顯示，也可隨時(shí)調(diào)出歷史曲線?？啥嗤ǖ烙涗?。實(shí)時(shí)顯示，也可隨時(shí)調(diào)出歷史曲線。可多通道記錄。過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.6溫度變送器溫度變送器 檢測信號要進(jìn)入控制系統(tǒng)，必須符合控制系統(tǒng)檢測信號要進(jìn)入控制系統(tǒng)，必須符合控制系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)。變送器的任務(wù)就是將不標(biāo)準(zhǔn)的檢測信的信號標(biāo)準(zhǔn)。變送器的任務(wù)就是將不標(biāo)準(zhǔn)的檢測信號，如熱電偶、熱電阻的輸出信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號號，如熱電

54、偶、熱電阻的輸出信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。輸出。 數(shù)字控制系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)有：數(shù)字控制系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)有： FF協(xié)議、協(xié)議、 HART協(xié)議等協(xié)議等 模擬控制系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)是：模擬控制系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)是： 型：型：010mA、010V III型：型：420mA、15V過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章2.2.6.1模擬式溫度變送器模擬式溫度變送器 模擬式溫度變送器有多模擬式溫度變送器有多個(gè)品種、規(guī)格，以配合不同個(gè)品種、規(guī)格，以配合不同的傳感元件和不同的量程需的傳感元件和不同的量程需要，但結(jié)構(gòu)基本相同。要，但結(jié)構(gòu)基本相同。-+電量電量傳感元件傳感元件被測溫度被測溫度輸入電路輸入電路放大電路放大電路反饋電路反饋電路輸出電流輸出電流圖圖2.24 溫度變送器原理框圖溫度變送器原理框圖E1過程控制系統(tǒng)與儀表過程控制系統(tǒng)與儀表 第第2章章以以DDZ-III