工業(yè)控制基礎(chǔ)

1、1第二篇 第二篇2第五章3第一節(jié) 概 述 檢測是化工生產(chǎn)過程的眼睛，通過儀表來獲取生產(chǎn)的物流、能流信息，以便對(duì)化工生產(chǎn)過程進(jìn)行有效的控制。 測量：被測變量與其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)單位進(jìn)行比較，從而獲得一個(gè)確定的量值。4 標(biāo)準(zhǔn)單位：米 m（1）定義值 1m =（ 赤道北極的距離）/107 于是巴黎米尺產(chǎn)生了，一個(gè)用白金制成的X 形狀、帶有溫度修正在值刻線的標(biāo)準(zhǔn)單位產(chǎn)生了。（2）光在真空中1/299792458 秒內(nèi)通過的路徑。 5測量的基本知識(shí)直接測量：被測量直接與測量單位進(jìn)行 比較。如長度、壓力的測量。間接測量：測量與被測量有函數(shù)關(guān)系的 量。如蒸汽的壓力與溫度的 對(duì)應(yīng)關(guān)系。6測量過程中的形態(tài)能轉(zhuǎn)換單態(tài)能

2、的變換雙態(tài)能的變換物體A形態(tài)能量B形態(tài)能量物體B形態(tài)能量C形態(tài)能量A形態(tài)能量7測量方法的比較方式偏差測量：被測量與初始狀態(tài)的偏離量。 如液柱式壓力計(jì)；壓力表等。微差測量：被測量與一個(gè)已知量進(jìn)行比 獲得偏差，結(jié)果是已知量與 偏差的和。零差測量：是一種隨動(dòng)測量法，用一個(gè) 已知量跟隨未知量變化，二 者差值為零。 8測量方法顯示方法圖示相互可轉(zhuǎn)換零 位 式數(shù) 字 式模 擬 式偏 差 式12.359儀表內(nèi)部的信號(hào)傳輸過程開環(huán)系統(tǒng)：電流表 傳遞函數(shù)：Y（s）= K1K2K3s K1K2K3s 電流壓力角度指針I(yè)TX10儀表內(nèi)部的信號(hào)傳輸過程閉環(huán)系統(tǒng)：電位差計(jì)。 傳遞函數(shù)：（s）=K1K2/s e放大器伺服

3、電動(dòng)機(jī)SM-UfK3+e測量電橋esKKKKK3212111儀表的質(zhì)量指標(biāo)（ MTBF）有效性=儀表的計(jì)量性、操作性能、可靠性能和經(jīng)濟(jì)性能。平均修復(fù)天數(shù)平均無故障工作時(shí)間平均無故障工作時(shí)間12測量誤差的分析方法與指標(biāo)一、誤差的性質(zhì)分類（1）隨機(jī)誤差:測量值二、二各不相同，其大小與方向不可事先確定。（2）系統(tǒng)誤差:多次測量后,誤差分布的大小與方向。（3）粗大誤差:是一種偶然性誤差,概率小。13精密度、正確度與準(zhǔn)確度精密度:對(duì)同一被測量進(jìn)行多次測量的 重復(fù)性程度。反映隨機(jī)誤差。正確度:對(duì)同一被測量進(jìn)行多次測量值偏離 真值的程度。準(zhǔn)確度:精密度與正確度的綜合。14精密度、正確度、準(zhǔn)確度 精密度 正確

4、度 準(zhǔn)確度 0t0t0txxx15誤差的正態(tài)分布圖有界性、單峰性、對(duì)稱性、抵償性。x-2-32316例：誤差判別歌唱演員打分時(shí)： 去掉一個(gè)最高分、去掉一個(gè)最低分后，取平均分。（防止粗大誤差） 打槍時(shí)后一彈頭從前一彈孔中穿過是極為罕見的。 （隨機(jī)誤差） 射擊運(yùn)動(dòng)員成績好是：精密度高的好槍、正確度好的瞄準(zhǔn)，二者的結(jié)合，即準(zhǔn)確度好。17儀表誤差的表示方法（1）絕對(duì)誤差：儀表示值與真實(shí)值之差的絕對(duì)值。 =|X X t|= |X X 0| 基本誤差限：= （單位）（2）引用誤差= / M% M = X max X min 量程：標(biāo)尺上限 - 標(biāo)尺下限18精度等級(jí)、國家標(biāo)準(zhǔn)精確度：儀表用來表示測量結(jié)果可靠

5、程度。表示：用相對(duì)百分誤差去掉“”和“%”。國家標(biāo)準(zhǔn)序列： 標(biāo)準(zhǔn)表、范型表、實(shí)用表。 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表：0.005、0.02、0.05 ； 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表：0.1 、0.2 、0.35 、0.5 ; 一般標(biāo)準(zhǔn)表：1.0 、1.5、2.5 、4.0。 符號(hào):1.01.519引用誤差、允許誤差、工藝要求引用誤差是儀表的實(shí)際誤差：引max允許誤差是儀表精度特級(jí)所規(guī)定的誤差： 表允=表允 M工藝允許誤差即工業(yè)要求誤差限： 工允 引max 表允 工允同理: 引max 表允 工允20 檢測儀表的分類 （1）接觸式與非接觸式儀表。 （2）標(biāo)準(zhǔn)表(計(jì)量室) ; 范型表(實(shí)驗(yàn)室) ; 實(shí)用表(現(xiàn)場)。 （3）按工藝參數(shù)分:

6、壓力( P )、物位( L ) 、流量( F ) 、 溫度( T ) 、成分( A ) 。 21例:某溫度檢測儀表的測量范圍為 100600 ，校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對(duì)誤差為3 ，試確定該表的精度等級(jí)？解： = / M% =3/（600100）% = 0.6 %對(duì)照精度等級(jí): 0.5、1.0、1.5 0.5 0.6 1.0 應(yīng)取1.0級(jí)因?yàn)? 引max 表允 工允若工藝要求誤差為3 以上則符合要求。22變差(加差)與靈敏度回差：儀表的正、反 行程之差。靈敏度= /x靈敏度限/xmin上行程下行程23 變差計(jì)算公式：=X上 X 下 變差的引用誤差= (/ M)% M = X max X min

7、|max| |表允|否則不合格。另外：儀表的分度值應(yīng)大于或等于表允 靈敏度限不應(yīng)大于表允的一半。24靈敏度：示值的輸出變化量（角或線位移） 與輸入變化量之比。/X靈敏限：引起輸出量發(fā)生變化的最小輸入 改變量。 即可分辨時(shí)X min 。儀表的分度值應(yīng)大于或等于表允靈敏度限不應(yīng)大于表允的一半。25第二節(jié) 壓力檢測及儀表 壓力是工質(zhì)熱力狀態(tài)的主要參數(shù)之一,普通的壓縮機(jī)安裝數(shù)只壓力表，重要的參數(shù)現(xiàn)場必須安裝雙表顯示。 由現(xiàn)場安裝到遠(yuǎn)傳的壓力表是生產(chǎn)自動(dòng)化的需要，壓力傳感器或變送器是實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)傳的主要儀表。26壓力表壓力變送器27壓力的表示方法與關(guān)系圖人們習(xí)慣在大氣壓下生活 并認(rèn)為是無壓01標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P

8、絕0P表P負(fù)-760mmHg大氣壓線28液柱式壓力計(jì) P=gh U型管式 單管式 斜管式PX1PX2PXPXhhh2930彈簧管的各種橫截面圖 扁圓形 橢圓形 半圓形 雙圓形 8字形 厚壁扁圓形31上圖 彈簧管下圖 壓力表機(jī)心32彈簧管壓力表原理圖壓力表3334壓力表的安裝 （冷凝管與隔離罐）冷凝管 隔離罐隔離膜隔離液隔離介質(zhì)1被測介質(zhì)235各種膜式壓力表36以膜片為測量元件低程精密壓力表37壓力表的校驗(yàn)被校表 標(biāo)準(zhǔn)表油杯油泵38不銹鋼壓力表39消防表高壓表40霍爾變送器霍爾效應(yīng) -+BII-+EH41霍爾變送器結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)ByS NN SPXyyIEHByByIEH-y+y042霍爾元件與

9、霍爾效應(yīng)43霍爾元件、檢測器擴(kuò)散硅杯44波紋膜片45膜片膜盒組件46膜 盒47電動(dòng)差壓變送器R0P2P1 I0 O2 O1膜盒主杠桿副杠桿連接簧片放大器線圈檢測片磁鋼反饋線圈 磁分路 調(diào)零簧48電動(dòng)差壓變送器R0P2P1 I0 O2 O149電容式差壓變送器結(jié)構(gòu)框圖簡圖P2P1 輸出信號(hào)0 20mA定電極C1C2解調(diào)器功放器反饋、保護(hù)電源、振蕩硅油動(dòng)電極50電容式差壓變送器電容式差壓變送器51電感式、電容式壓力傳感器 電感式 電容式PL1L2p1p2C1C252p2硅微電容傳感器硅微電容傳感器p1C1C2尺寸：長寬9mm、高度7mm硅膜片位移：4m安裝采用預(yù)張緊技術(shù)5354電容式壓力變送器示意

10、圖傳感器 測量橋路r1r2C2C1U055電容式差壓變送器法蘭式差壓變送器56應(yīng)變片式壓力變送器應(yīng)變片：金屬或半導(dǎo)體晶片r 變大r 變小57應(yīng)變片式的測量電橋傳感器 測量橋路r1r2r3r4U058硅擴(kuò)散杯式差壓變送器擴(kuò)散杯P2P1r0.635r0+-TtTrR1 459r0.635r0+-TtTrR1R1 、R4變小R2R3R4R2 、R3變大0.812r606162硅擴(kuò)散杯式壓力變送器63擴(kuò)散硅杯式差壓變送器法蘭式差壓變送器64壓力表種類一覽氧氣表氫氣表氨氣表氯氣表天藍(lán)色深綠黃色褐色乙炔表可燃?xì)獗矶栊詺怏w、液體白色紅色黑 色65常用壓力表規(guī)格型 號(hào)測量范圍精度等級(jí)Y-60Z-0.10, 0

11、0.1, 00.16,00.25, 00.4, 0 0.6,01.0, 01.6, 02.5,04.0, 0 6.0, 0 10,016, 025, 040, 0600.1, 0.2, 0.4,0.5, 1.0, 1.5,2.5Z:軸向無邊T:徑向帶邊ZQ:軸向帶邊Y-100Y-100TY-150Y-150ZQT-200T-25066壓力儀表的選擇 由被測介質(zhì)的性質(zhì)選用壓力表種類;測壓范圍選擇量程;工藝要求選擇精度；操作及安裝條件選擇型號(hào)、尺寸。 正常壓力時(shí)被測壓力應(yīng)為量程的：1/32/3 。 脈動(dòng)壓力時(shí)被測壓力應(yīng)為量程的：1/31/2。 高壓力時(shí)被測壓力應(yīng)不超過量程的：1/33/5。 67數(shù)

12、顯式壓力表與變送器68數(shù)字式壓力表數(shù)字式壓力表69安裝安裝 易觀察、易檢修的地方，避免振動(dòng)與高溫； 蒸汽使用冷凝管； 腐蝕性介質(zhì)應(yīng)使用隔離罐； 振動(dòng)壓力可使用阻尼器。安裝的密封墊片 低溫： 600 0C 紫銅、鉛墊、不銹鋼、 石棉墊。 70 4.智能型差壓變送器 帶有微處理器的差壓變送器是具有遠(yuǎn)程通訊、參數(shù)標(biāo)定及處理的高精度的儀表。例：帶有溫度補(bǔ)償?shù)碾娙菔讲顗鹤兯推骶葹?.1級(jí)，在1500m距離上能進(jìn)行參數(shù)設(shè)定、量程調(diào)整、完善的自我診斷、可靠傳感器技術(shù)，具有超大規(guī)模的專用集成電路（ASIC）、微機(jī)械電子加工技術(shù)，五年才需要校驗(yàn)一次。 7172智能型差壓變送器智能型差壓變送器數(shù)字式放大器p反饋

13、機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換器Io數(shù)字式控制、補(bǔ)償器數(shù)字式通訊網(wǎng)73特性圖pIo0420p max智能特性非智能特性74數(shù)字式智能壓力表75第三節(jié) 物位檢測及儀表 熱工量中的液位測量由于水蒸氣對(duì)玻璃的腐蝕作用，采用云母(玻璃)水位計(jì)、雙色水位計(jì)。 差壓式；電氣式；浮力式。 電容式；超聲波式；輻射式；微波式。76一、物位測量的種類 液位 料位 界位：液-液分界面77玻璃式液位計(jì)78各種液位計(jì)798081二、差壓式液位計(jì)敞口容器 密閉帶壓容器PPBP+ -PA82振弦式浮子式83差壓變送器的零點(diǎn)遷移正遷移 PBP+ -PALL120PP0010084差壓變送器的零點(diǎn)遷移負(fù)遷移 1PBP+ -PALL1P0201002

14、2L2P0（kPa）LminLmax85法蘭插入筒式變送器86法蘭式差壓變送器法蘭與容器直接連接，插入筒深入容器PAPBP- +法蘭測量頭插入筒毛細(xì)管變送器87微差壓法蘭變送器 玻璃管式差壓計(jì)88法蘭式差壓變送器 ：雙法蘭式 放大器P1P0P289磁力翻板式電容式法蘭插入筒液位計(jì)90法蘭式液位變送器91插入式液位計(jì)92插入式液位計(jì)93插入式壓力、差壓變送器94三、沉筒式液位計(jì)原理圖沉筒扭力管十字簧片 杠桿 最大角位移：30液位在最高位：20 中間位：3.50 最低位：509596沉筒式液位計(jì)浮筒式液位計(jì)97電容式液位計(jì)大電極半徑：R ；小電極半徑：r C1 = C= 1RrLl2rRLln21

15、rRlln)(21298電容式、浮子式液位計(jì)99玻璃板式液位計(jì) 超聲波式液位計(jì)100電動(dòng)防爆式液位計(jì)101浮子電容式物位計(jì) 16位報(bào)警器102超聲波液位計(jì)示意圖超聲波在媒介中的速度：v （a：r） t為往返一次時(shí)間tr21超聲波探頭超聲波探頭H=103超聲波物位計(jì)104 水位傳感器雷達(dá)液位計(jì)105輻射式物位計(jì)示意圖 放射線源 接收器 ABH=II0ln1I106物位計(jì)探頭激光物位計(jì)107各式液位計(jì)108液位自動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖 測量部分 PBP+ -PALL122L2調(diào)節(jié)器顯示記錄109差動(dòng)式位移檢測器電感量的差值磁性棒L1L2YL0L1L2110渦流檢測器交流平面線圈線圈金屬板X+-XL0感生

16、電流111電子皮帶秤原理圖帶微處理器的電子皮帶秤主機(jī)現(xiàn)場控制機(jī)打印機(jī)速度傳感器荷載傳感器秤架112輻射式料位計(jì)113智能化儀表簡介 自從1971年微處理器產(chǎn)生以來，儀表從數(shù)字化躍進(jìn)了智能化的臺(tái)階。采用屏幕顯示技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、自我測試技術(shù)、程序控制技術(shù)。 智能化對(duì)測量過程中的線性化、對(duì)控制過程程序結(jié)構(gòu)、對(duì)執(zhí)行器精確控制、對(duì)信號(hào)報(bào)警-聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)判斷都有長足進(jìn)步。114115第四節(jié) 流量檢測儀表 流量測量是一個(gè)難題，是一個(gè)在動(dòng)態(tài)條件下的計(jì)量、生產(chǎn)與管理數(shù)據(jù)的測量。質(zhì)量流量：單位時(shí)間內(nèi)流過去的質(zhì)量。體積流量：單位時(shí)間內(nèi)流過去的體積。 Fm= /smddkg/sdd3tVtmF V= 116一、液

17、體的基本特性層流：液體沿管軸線不相擾向前平移。 流速分布呈拋物線。紊流（湍流）流體在管內(nèi)交織流動(dòng)，并含 有微小渦流，流速分布呈梯形。層流湍流08 . 07 . 0vv 095. 08 . 0vv 117層流湍流08 . 07 . 0vv 095. 08 . 0vv 118二、差壓式流量計(jì) 差壓式流量計(jì)是依據(jù)液體力學(xué)原理工作的，是一種大流量、低精度的流量計(jì)。 分類 標(biāo)準(zhǔn)式：孔板；噴嘴；文丘里。 非標(biāo)準(zhǔn)：雙孔板；圓缺孔板、噴嘴等。119流量計(jì)的種類、性能與原理節(jié)流式：孔板 噴嘴 文丘里管120節(jié)流：流束的壓縮與收縮現(xiàn)象節(jié)流：流束的壓縮與收縮現(xiàn)象121標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件的取壓方法角接法 法蘭法25mm25

18、mm122流量積算儀示意圖 比例積算器 qV= tqtd測量比較基準(zhǔn)開方1 0 6 8 1f脈動(dòng)電機(jī)123流量計(jì)檢定裝置124插入式電磁流量計(jì)分流旋翼式蒸汽流量計(jì)125差壓變送器安裝流量儀表安裝126差壓式流量公式差壓式流量公式 流量的大小與差壓的算術(shù)平方根成正比。pdCqm24124pAqdm2127轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理玻璃轉(zhuǎn)子 金屬轉(zhuǎn)子 板式與盤式流通域流通域128不銹鋼計(jì)量管塑料計(jì)量管129130轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)（1）轉(zhuǎn)子流量計(jì): 是一種恒差壓、變節(jié)流面積的流量計(jì)、計(jì)量管轉(zhuǎn)子。（2）原理: Fv= vA0 Fvh (轉(zhuǎn)子高度) 修正公式: K液= K氣= 0110)()(ff21212

19、1PTpT131132133容積式流量計(jì)橢圓齒輪ABP1P2ABP1P2ABP1P2A4.852.9= 8.4V0=0.125lV0134135橢圓齒輪流量計(jì)136容積式流量計(jì)137橢圓齒輪流量計(jì)138橢圓齒輪流量計(jì)139腰輪式流量計(jì)腰輪與羅氏鼓風(fēng)機(jī)相似，可測量氣體。P1P2140141羅茨式流量計(jì)142大型羅茨式流量計(jì)143容積式流量計(jì)的特點(diǎn) 橢圓齒輪流量計(jì)具有一定泄漏量，與進(jìn)出口差壓和間隙的三次方成正比。 精度可達(dá)0.2級(jí)，使用時(shí)必須使用過濾器，有效面積是管截面積的4 20 倍。它具有耐腐蝕的不銹鋼、聚四氟乙烯等品種。 應(yīng)注意到標(biāo)定介質(zhì)、溫度和壓差范圍。 144其他容積式刮片式滑片式三葉輪

20、偏心輪水環(huán)式蝸桿式145146刮片式流量計(jì)147三葉輪流量計(jì)148水環(huán)式流量計(jì)149旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)式流量計(jì)150電磁式流量計(jì)EX= KqV 磁場方向+外殼磁軛線圈電極流體方向內(nèi)襯151152氣體渦輪式流量計(jì)外緣式153154電磁流量計(jì)電磁流量計(jì) 電磁式流量計(jì)是一種對(duì)導(dǎo)電介質(zhì)測量的流量計(jì)，酸、堿溶液，礦漿、紙漿、血液等體積流量測量的儀表。基本原理與結(jié)構(gòu) 磁電感應(yīng)：導(dǎo)體在磁場中切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢。 Ex= BDV （三者互相垂直） F v= Av = r2 v 其中：園形管道的最大切割長度為D。 155電磁式流量計(jì)變送器絕緣內(nèi)襯156結(jié)構(gòu)：磁路系統(tǒng)由交流磁場，磁極、線圈、磁軛。電路：電極、

21、絕緣襯里、接線盒。電磁流量計(jì)的轉(zhuǎn)換器 感應(yīng)電勢?。? 3mV，要有高倍放大器。 輸出阻抗與輸入阻抗很高； 具有較高的抗干擾能力。電磁流量計(jì)的特點(diǎn)1.壓損小、無機(jī)械慣性，反應(yīng)靈敏。2.量程比大 10:1。3.可雙向測量;對(duì)介質(zhì)無要求，用水標(biāo)定后不需要修正。157渦輪式流量計(jì)渦輪為磁性材料；外殼為不銹鋼外殼渦輪鐵芯線圈反軸向力裝置158159160161渦輪式流量計(jì)的工作原理 當(dāng)渦輪葉片與軸的夾角（螺旋角）確定后，渦輪的轉(zhuǎn)速與流速成正比。 渦輪為磁性材料，當(dāng)每一葉片經(jīng)過前置放大器的磁鋼與線圈時(shí)，產(chǎn)生磁通變化而產(chǎn)生周期性的交變電流，經(jīng)放大整形后變成計(jì)數(shù)脈沖，送至計(jì)數(shù)器并顯示。 流量計(jì)外殼為不銹鋼非磁

22、性材料。162163164渦輪式流量計(jì)的特點(diǎn)與使用 支撐，軸上設(shè)計(jì)了反推力裝置。故精度高、反應(yīng)快、耐高壓。 使用時(shí)應(yīng)注意被測介質(zhì)的溫度、密度、壓力對(duì)流量系數(shù)的修正。被測介質(zhì)進(jìn)口處安裝過濾器。接線正確、接地良好。開啟時(shí)注意流體充滿管道。165166漩渦式流量計(jì)漩渦式：卡門式； f = St V/d （ St 或Sr : 斯特羅哈爾常數(shù) ）ddvDdSfr)25. 11 (167各式渦街流量計(jì)168各式渦街流量計(jì)169各式渦街流量計(jì)170旋進(jìn)式（強(qiáng)迫振蕩式）示意圖：Ff檢測元件進(jìn)口出口171漩渦旋進(jìn)式流量計(jì)172 漩渦旋進(jìn)式流量計(jì)173漩渦頻率的檢測漩渦頻率的檢測 園柱體、三角柱形：逆環(huán)流升力 F

23、=1.7dv2使用電阻檢測器，熱電阻以高于流體10 0C的溫度，當(dāng)漩渦發(fā)生時(shí)電阻值變化。T形柱：可使用電容、電感變換器； 應(yīng)變片、壓電陶瓷變換器。0174雁南飛 175超聲波流量計(jì)（速度差、相位差、頻率差）聲源為振子；拾音為聲楔。發(fā)收器可逆計(jì)數(shù)器指示、記錄積算、顯示定時(shí)器流速v振子聲楔 D176超聲波流量計(jì)177超聲波流量計(jì)178靶式流量計(jì)示意圖FV液體F靶輸出軸密封主杠桿FK179180超聲波流量計(jì)便攜式超聲波流量計(jì)181質(zhì)量式流量計(jì)（直接式、推導(dǎo)式、補(bǔ)償式）直接式：（振動(dòng)管科里奧利力式）振動(dòng)方向流體方向受力方向驅(qū)動(dòng)線圈 80Hz182科里奧利力（流出）183科里奧利力（流入）184質(zhì)量式U

24、型管式流量計(jì)185進(jìn)動(dòng)所制一根水管左右擺動(dòng)時(shí)的水花（軸側(cè)視圖）186進(jìn)動(dòng)所制一根水管左右擺動(dòng)時(shí)的水花（頂視圖）187測量原理：受力、扭角與質(zhì)量科里奧利力： Fe=2mv 符合右手螺旋定則扭力矩與彈性力矩：Me=2 r Fe= Kf = Mf流量與轉(zhuǎn)角關(guān)系： = qKmfr4188質(zhì)量式流量計(jì)U型管的振動(dòng)189直管式質(zhì)量流量計(jì)直管：采用鈦或鎬管直徑25mm。振蕩頻率：600 1100Hz振幅：0.06mm190直管式質(zhì)量流量計(jì)191各式質(zhì)量流量計(jì)192直管式質(zhì)量流量計(jì)193直管式質(zhì)量流量計(jì)原理 是由二根完全對(duì)稱的25mm鈦管焊接在流量管徑為上，管中間加電磁振蕩，頻率6001100Hz，振幅為0

25、.06mm。 管中無流量時(shí)，振蕩左右對(duì)稱。 管中有流量時(shí)，由于科里奧利力的作用下，流入端阻滯振動(dòng)，振幅變??；流入端科氏力方向與振動(dòng)方向相同而助振，振幅變大。從而產(chǎn)生相位移，流量越大，相位移越大。 相位移由光電檢測器檢出。是一種高精度、對(duì)流體介質(zhì)、形式無要求并可測量流體密度。194振蕩器光電檢測器有流量時(shí) 無流量時(shí) 195第五節(jié) 溫度檢測儀表俗 名:表示冷熱程度的物理量。熱力學(xué)：表征分子平均動(dòng)能大小的物理量。熱力學(xué)方程：（卡諾循環(huán)) Q1/T1= Q2/T2 196一、概念 國際溫標(biāo)（ITS 90）1.開爾文氏溫標(biāo) T ：定義：水的三相點(diǎn)為273.16K，則有1 K 為水的三相點(diǎn)溫度的 1/27

26、3.162.攝氏溫標(biāo) t ： t = T 273.15 （0C） 因此水的三相點(diǎn)為0.01 0C。197溫標(biāo)：溫度的標(biāo)尺國際實(shí)用溫標(biāo)（ITS90）凱氏溫標(biāo)：T90 定義水三相點(diǎn)為273.16 0K攝氏溫標(biāo)：t90= （T90 273.15） 則有：水的三相點(diǎn)為0.01 水的沸點(diǎn)仍是100 鋅的熔點(diǎn)為419.58 銀：961.78 ； 金：1064.18 198ITS 90 簡介1.固定點(diǎn)溫度:共有17個(gè),從氦到銅。2.區(qū)間公式: 0-5.0K; 3-24.5561K。 13.8033 - 961.78 0C。 961.78 0C以上。3.T68與T90之間的差值: 0 1000 0C : 小于

27、0.26 0C， 大于1000 0C 小于2.5 0C。199ITP 90定義固定點(diǎn)(溫度)序號(hào)T90 (K)物質(zhì)t90 ( )狀態(tài)說明13 5He-270.15 -267V蒸汽654.3584O2-218.7916T三相點(diǎn)8234.3156Hg-38.8344T三相點(diǎn)9273.16H2O0.01T三相點(diǎn)14933.473Al660.323F熔點(diǎn)161337.33Au1064.18F凝固點(diǎn)171357.77Cu1084.62F熔點(diǎn)200各種測溫方法簡介膨脹式：液體式、固體式。壓力式：氣、液、蒸汽式。電阻式：導(dǎo)體或半導(dǎo)體的溫變電阻。熱電偶：熱電勢與溫度有關(guān)。輻射式：光學(xué)、輻射、比色行。聲學(xué)式、電

28、阻噪聲式、磁式溫度計(jì)。201液體膨脹式溫度計(jì)酒精式 水銀式 202203雙金屬溫度計(jì)204雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)ABABt0t t0205雙金屬溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)206液體膨脹式溫度計(jì)的工作液 工作介質(zhì)膨脹系數(shù)C-1測溫范圍0C 水銀0.00018-30 550二甲苯 0.00108 -40 400 乙醇0.00105 -46 150甘油 0.0005 20 175207水銀電接點(diǎn)溫度計(jì)208水銀體溫表209紅外體溫計(jì)210壓力式溫度計(jì)的結(jié)構(gòu) 壓力表 毛細(xì)管 溫包、膨脹液211各種壓力式溫度計(jì)212壓力式溫度計(jì)的結(jié)構(gòu) 壓力表 毛細(xì)管 溫包、膨脹液213各種壓力式溫度計(jì)214二、熱電偶測量溫度

29、的原理電子密度序列： 鋁、鋅、錫、鎘、鉛、銻、鉍、汞、鐵、 銅、銀、金、鉑、鈀。 （由大到?。?密度小的與大的接觸為負(fù)極；密度大的則為正極，熱電勢是接觸電勢的代數(shù)和。回路電勢公式： EAB（t，t0）= EAB（t） EAB（t0） 215常見材料的熱電勢(e100,0)mV鐵1.8銅0.76金0.75銀0.72鋁0.4鉑0鎳-1.5前者與后者接觸,前為正;后為負(fù)。參考電極參考電極216各種熱電偶217熱電偶的工作原理二種金屬的結(jié)點(diǎn)tt0+ 電子密度小電子密度大EAB（t0）EAB（t）電子轉(zhuǎn)移后218熱電偶的等效電路圖電路tt0EAB（t）EAB（t0）219普通熱電偶的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖電極（熱端

30、）絕緣子保護(hù)管接線盒冷端220221常見熱電偶的特性曲線XK鎳鉻-考銅 K鎳鉻-鎳硅 S鉑銠-鉑 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800204060222S 鉑銠-鉑熱電偶特性圖mV161412108642020040060080010001200140016000C223高溫?zé)犭娕挤侄忍?hào)S高溫陶瓷保護(hù)管224K 鎳鉻-鎳硅熱電偶特性圖36322824201612840100200300400500600700800900225工業(yè)常用熱電偶226工業(yè)常用熱電偶技術(shù)指標(biāo)分度號(hào)名稱e(100,0)/mV測溫范圍/0CK鎳鉻-鎳硅4.095-50 10

31、00S鉑銠-鉑0.645-20 1300B鉑銠-鉑銠0.033300 1600E鎳鉻-銅鎳6.3170 600227熱電偶、熱電阻保護(hù)管材料 名稱耐溫度 / 銅35020號(hào)碳鋼不銹鋼1Cr18Ni 9Ti石英高溫陶瓷高純氧化鋁氮化硼6008701100130017003000228熱電偶回路中加入第三種導(dǎo)線若接點(diǎn)處同溫對(duì)熱電勢無影響tt0t0mV + -229常用補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶名稱鎳鉻-鎳硅鉑銠-鉑鉑銠-鉑銠補(bǔ) 償 導(dǎo) 線e（100，0）/mV正 極負(fù) 極4.10材料顏色 材料顏色銅紅銅鎳白銅紅銅鎳白不用補(bǔ)償導(dǎo)線0.640.033230熱電偶的種類雙支式 樹枝式 開口式 壁溫式231補(bǔ)償導(dǎo)線2

32、32熱電偶使用補(bǔ)償導(dǎo)線圖接線tt01mV + -t01t0t0鎳鉻-鎳硅銅-康銅233冷端溫度補(bǔ)償法則冰浴法tmV -鎳鉻-鎳硅銅-康銅保溫瓶內(nèi) 冰水玻璃管內(nèi)變壓器油234零點(diǎn)校正（查表法）補(bǔ)償電橋零點(diǎn)校正0100t0 示值偏移量 t0tmV + -t0t0補(bǔ)償電橋 橋路電勢 = EAB（t0，0）235熱電偶的測溫的場合與特點(diǎn)高溫測量用于溫度較高的場合可組成無電源的顯示儀表測量的誤差較多，需要經(jīng)常校驗(yàn)安裝時(shí)需要補(bǔ)償導(dǎo)線，較為復(fù)雜熱電勢是半導(dǎo)體結(jié)電場的基礎(chǔ)，是熱電偶發(fā)電與半導(dǎo)體制冷的先導(dǎo)。236三、熱電阻 在低溫區(qū)使用熱電偶電勢小，又不易得到完全補(bǔ)償，使用熱電阻。 工業(yè)常用熱電阻：銅電阻是線性

33、公式，測溫范圍 -50150 。 R(t) = R0（1+t）鉑電阻：測溫范圍 0 630.74 時(shí)應(yīng)用 R(t) =R0（1+ At + B t2 + C t3）237各種帶有變送器的熱電阻238熱電阻的結(jié)構(gòu)與形狀銅電阻 鉑電阻鉑絲銀導(dǎo)線鉚釘彈簧夾骨架、云母片絕緣骨架絕緣片銅導(dǎo)線239熱電阻特性曲線 銅 鉑R（t）曲線： 2 1 -200 -100 0 100 200 300 400 5000 C240鉑電阻Pt100 分度表 050100150200250300100119.4138.5157.31175.84194.07212.02 020406080100100107.75115.54

34、 123.24 130.89138.50241半導(dǎo)體熱敏電阻半導(dǎo)體由：MnO2、Cu O 、 NiO2等材料。玻璃管鉑絲杜鎂絲球狀點(diǎn)0101102103104105-50 0 0C 50100150200 250242常用熱電阻技術(shù)指標(biāo)名稱分度號(hào)R0/R100/R0測溫范圍/ 鉑電阻Pt1001001.385200 500Pt5050銅電阻Cu1001001.428-50 150Cu5050243四、 溫度變送器框圖感溫元件感溫元件輸入回路輸入回路放大器放大器反饋回路反饋回路tEVi+eVfIo244熱電阻數(shù)顯表一體式變送器245五、動(dòng)圈表 平衡式儀表 數(shù)顯表動(dòng)圈表動(dòng)圈表 是一種磁電式、指針指

35、示表。自動(dòng)平衡式儀表自動(dòng)平衡式儀表 是一種電動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)的顯示記錄儀表。數(shù)顯表數(shù)顯表 直接使用數(shù)字顯示技術(shù)，讀數(shù)直觀、自動(dòng)檢測與打印。圖示儀圖示儀 與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的工作方式，采用 屏幕圖像顯示與控制。246動(dòng)圈表 XCZ102型溫度顯示儀表0100Pt1001.0247(一)動(dòng)圈式指示儀配套熱電偶的XCZ101型動(dòng)圈指示儀軟鐵芯NS 標(biāo) 尺R串R并R t磁鐵張絲動(dòng)圈熱電偶Id248XCZ101型動(dòng)圈指示儀測量線路無電源線路R串R并R t熱電偶IdR調(diào)補(bǔ)償導(dǎo)線動(dòng)圈249XCZ101型動(dòng)圈表接線圖共有四個(gè)接線端；運(yùn)輸時(shí)1、4端短接。R串R并R t熱電偶Id4321連接導(dǎo)線R調(diào)接線端250XCZ102的

36、接線端圖電源另外 1 2 3 短 短RlRlRlR t251硅穩(wěn)壓管雙重穩(wěn)壓電路電路 1kUiIIZDZU0=UZ 整流部分濾波部分 穩(wěn)壓部分 負(fù)載 510RMRCU252U a b 動(dòng)圈表不抗振 被數(shù)顯表代替 XCZ102型動(dòng)圈指示儀測量線路R3R0R4R2URLRLRLR串RBR t動(dòng)圈R并abR t253（二）自動(dòng)平衡式儀表重力平衡0被稱重物砝碼254手動(dòng)電位計(jì)手動(dòng)電位計(jì)檢流計(jì)0+10+10-101030標(biāo)準(zhǔn)輸出機(jī)械調(diào)零測量檔次電氣調(diào)零手動(dòng)電位差計(jì)手動(dòng)電位差計(jì)40+255電阻箱1000100 10 10。10。01012251輸出 256單臂式電位差計(jì)由電位發(fā)生器、被測電位、檢流計(jì)組成

37、當(dāng)IG= 0時(shí)：UAB= ExR pRJExGm ABA257電子電位差計(jì)構(gòu)成與原理框圖說明：信號(hào)熱電偶放大器可逆電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)記錄機(jī)構(gòu)同步電機(jī)測量線路穩(wěn)壓電源tEtUCDeuLn曲線U258電子電位差計(jì)工作原理圖原理圖RGRARMRBRPR2R3E+-BADFH放大器記錄紙標(biāo) 尺熱電偶可逆電機(jī)2592.電子自動(dòng)平衡電橋電橋 加入熱電阻原理圖示R4R2R1R3R pR4R tR2R3Gr1r2AB+始終260自動(dòng)平衡電橋結(jié)構(gòu)與原理框圖示意熱電阻測量電橋放大器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)走紙機(jī)構(gòu)可逆電機(jī)穩(wěn)壓電源同步電機(jī)261電子自動(dòng)平衡電橋工作原理圖電橋R pR4RR2R3AB+放大器可逆電機(jī)262電子平衡電橋?qū)嶒?yàn)接

38、線圖接線圖： 電子自動(dòng)平衡電橋標(biāo)準(zhǔn)電阻箱 A B C263數(shù)字式儀表的構(gòu)成框圖 檢測單元變送單元前置放大器A/D非線性補(bǔ)償標(biāo)度變換記錄打印數(shù)字顯示報(bào)警系統(tǒng)數(shù)碼輸出被測參數(shù)264數(shù)碼-光電顯示板二極管、液晶。當(dāng)X i；Y i 通電時(shí)，發(fā)光。 Y1- Y nX1X n265266數(shù)字式儀表數(shù)字式顯示表：4 位267智能顯示儀表 智能數(shù)字顯示表可有多種輸入信號(hào)，并能設(shè)定測量范圍。 數(shù)字式儀表讀數(shù)方便、無視差。精度可達(dá)0.05級(jí)。 運(yùn)算功能強(qiáng)大，便于與計(jì)算機(jī)接口，將儀表納入DCS系統(tǒng)。268ER180系列顯示儀表變送器直流放大器斬 波相敏功放可 逆放大器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)指示機(jī)構(gòu)記錄機(jī)構(gòu)測量電路平衡機(jī)構(gòu)同步電機(jī)

39、269分類: 記錄筆式 181單筆; 182 雙筆; 183三筆.打印式 184188 雙點(diǎn); 3點(diǎn); 6點(diǎn); 12點(diǎn); 24點(diǎn).工作原理: 測量信號(hào)與橋路信號(hào)比較后的差值,經(jīng)斬波放大后轉(zhuǎn)換成相位正、反的交流電信號(hào)；以驅(qū)動(dòng)可逆電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；使橋路與測量信號(hào)平衡。指示并記錄溫度的測量值。 270衡量數(shù)儀表的技術(shù)指標(biāo)：1精確度：b %未位1個(gè)字；高精度表： b %c % 。2顯示位數(shù)：3位半，2001999 0C3分辨率與分辨力：分辨率是指：顯示的最小數(shù)與最大數(shù)之比。即位數(shù)的倒數(shù)。分辨力是指靈敏度限。使未位改變的最小輸入量。EPROM: 可擦可編只讀存儲(chǔ)器BCD: 二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器LED: 發(fā)光二極管

40、271A/D 轉(zhuǎn)換電路 一.雙斜式V-T轉(zhuǎn)換器:檢零計(jì)數(shù)器控制電路 CPUX+UR-URRC272雙斜式V-T轉(zhuǎn)換器波形圖 i0D N1 N2 URt t t 273二. Vf 轉(zhuǎn)換器電路圖f = UX / RCU比較器RC復(fù)員電壓發(fā)生器UXDU0U274光學(xué)高溫計(jì)（燈絲隱滅式）物鏡 目鏡mA275三菱觸摸式顯示屏276 兩線PLC數(shù)顯表277圖示儀2003。9。20 09：25：180C3MH315.005.0m0追追 憶憶功功 能能翻翻 頁頁時(shí)時(shí) 標(biāo)標(biāo)278實(shí)時(shí)雙通道顯示2003。9。20 09：25：210m0追追 憶憶功功 能能翻翻 頁頁時(shí)時(shí) 標(biāo)標(biāo)34.55279實(shí)時(shí)雙通道顯示2003

41、。9。20 09：25：210m0追追 憶憶功功 能能翻翻 頁頁時(shí)時(shí) 標(biāo)標(biāo)34.55280圖像顯示儀 分辨率是指：顯示的最小數(shù)與最大數(shù)之比。即位數(shù)的倒數(shù)。 分辨力是指靈敏度限。使未位改變的最小輸入量。EPROM: 可擦可編只讀存儲(chǔ)器BCD: 二十進(jìn)制計(jì)數(shù)器LED: 發(fā)光二極管 281圖像顯示儀圖像顯示儀 以CPU為核心的顯示記錄儀,無紙無筆可分析、處理儀表。采用液晶顯示屏和圖像處理功能的儀表。使用屏幕各顯示區(qū)功能單通道使用：左上為時(shí)間、右上為單位。第二行為棒圖（標(biāo)尺），并有上、下位報(bào)警。282各通道數(shù)據(jù)的通道號(hào)及報(bào)警顯示（H為上限；L為下限）。通道號(hào)右側(cè)為有 手自動(dòng)翻頁顯示 A自動(dòng)； M手動(dòng)。

42、 中間有工程數(shù)據(jù) 實(shí)時(shí)趨勢線：百分量標(biāo)尺 右為0； 左為 5.0 (min)。283棒圖284屏幕底部：六個(gè)報(bào)警觸點(diǎn) 為非報(bào)警狀態(tài)； 為報(bào)警狀態(tài)。最后一行為按鍵：上方符號(hào)為組態(tài)用按鍵；下方為顯示用按鍵。每按一下追憶鍵，手自動(dòng)翻頁切換一次，相應(yīng)顯示A或M。285286287功能鍵 單通道趨勢、八通道棒圖、 八通道數(shù)據(jù)、雙曲線比較、雙通道追憶、單通道PID調(diào)節(jié)顯示。翻頁鍵 供手動(dòng)翻頁，用來顯示實(shí)時(shí)曲線及棒圖。時(shí)標(biāo)鍵 可選擇四種標(biāo)尺： 2.5min; 5.0min; 10min; 20min。2881/4 VGA TFT彩色液晶顯示觸摸式屏幕界面高質(zhì)量I / O，6-12路輸入6個(gè)轉(zhuǎn)換繼電器所有輸入

43、通道的掃描速度為125ms以太網(wǎng)通訊數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在3.5軟盤或PC卡中 在線幫助用戶自定義畫面 289 5100v是用作工業(yè)過程指示的一種新型圖形記錄儀。具有世界領(lǐng)先技術(shù)水平的32位RISC處理器在前面板和IT界面之間建立了一個(gè)完美的無縫接口。5100v最多帶12路通用輸入，可用高清晰度棒圖、數(shù)值和曲線圖顯示當(dāng)前測量值和歷史記錄。 功能選項(xiàng)功能選項(xiàng) 累加器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、通用觸摸式屏幕、用于實(shí)時(shí)測量的OPC通用模塊。 290技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)保護(hù)：IP65數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：3.5軟盤或PC卡,1.44M至260M輸入信號(hào)類型：DC mV、DC V、DC mA， 熱電偶：B、C、D、E、G2、J、K、L、

44、N、R、S、T、U、Ni/Ni Mo， 2/3線熱電阻：Pt100、Pt100A、Pt1000Ni100、Ni120、Ni1000、JPT100、Cu100.最大功耗：100VA溫度范圍：工作溫度050濕度范圍：工作濕度080%參考文獻(xiàn)：HA026955 5000手冊操作界面類型：類型：彩色TFT LCD顯示型號(hào)與分辨率：1/4VGA(320240像素) 291電源要求電源要求 工作電源：47-63Hz 85-265V 功率(最大)：60VA(啟動(dòng)電流36A)以太網(wǎng)通訊以太網(wǎng)通訊 電氣標(biāo)準(zhǔn)：10Mbs以太網(wǎng)傳輸協(xié)議：TCP/IP選件選件六通道通用輸入板：最多二塊輸入板(12通道)三繼電器輸出板：最大板數(shù)二(6個(gè)繼電器輸出)3.5英寸軟盤或PC卡(ATA