過程(guòchéng)檢測技術(shù)章第一頁，共165頁。教學內(nèi)容與要求：1測量誤差的表示方法——絕對誤差、相對誤差、折合誤差（相對百分誤差）2掌握儀表的性能指標——精確度、變差、靈敏度與靈敏限、分辨力、線性度、反應(yīng)時間3掌握如何給儀表定精度等級？4掌握如何根據(jù)工藝要求：①選擇合適精度等級的儀表②判斷現(xiàn)有的儀表精度等級是否滿足工藝要求思考題：Pg125：1、2、3、4；作業(yè)：1訓練(xùnliàn)求儀表的各類誤差和確定儀表的精度等級；P125：52訓練(xùnliàn)根據(jù)儀表的精度等級選擇滿足工藝的儀表；P125：8

§3.1測量及誤差(wùchā)理論第二頁，共165頁。測量(cèliáng)及誤差理論3.1.1測量(cèliáng)的基本概念◆定義(dìngyì)◆測量方法◆測量儀器與設(shè)備直接測量與間接測量等精度測量與不等精度測量接觸測量與非接觸測量靜態(tài)測量與動態(tài)測量第三頁，共165頁。組成(zǔchénɡ)環(huán)節(jié)——組成(zǔchénɡ)框圖◆測量儀器(yíqì)與設(shè)備圖3-1檢測儀表的組成框圖測量及誤差理論傳感器，變換器，顯示器以及連接各環(huán)節(jié)的傳輸通道第四頁，共165頁。(1)感受件(傳感器〕——檢測儀表與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的部分。作用(zuòyòng)——感受被測量的變化，直接從對象中提取被測量的信息，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出信號。對傳感器的要求：準確性穩(wěn)定性靈敏性經(jīng)濟性耐腐蝕低能耗測量(cèliáng)及誤差理論第五頁，共165頁。(2)中間件(變送器或變換器)能準確穩(wěn)定(wěndìng)地傳輸、放大和轉(zhuǎn)換信號，且受外界其他因素的干擾影響小，變換信號的誤差小?！镒饔?zuòyòng)——測量(cèliáng)及誤差理論將傳感器的輸出信號進行變換，實現(xiàn)放大、遠傳、線性化處理或轉(zhuǎn)變成規(guī)定的統(tǒng)一信號，供給顯示器等?！镆蟆诹摚?65頁。指示式(模擬式顯示(xiǎnshì))、數(shù)字式和屏幕式(圖像顯示(xiǎnshì)式)。傳感器往往(wǎngwǎng)也被稱為敏感元件、一次儀表，顯示儀表常被稱為二次儀表。顯示被測量數(shù)值的大小，有瞬時量顯示、累積量顯示、越限報警等，也可以是相應(yīng)(xiāngyīng)的記錄顯示。測量及誤差理論★作用——★顯示方式——(3)顯示件(顯示器)第七頁，共165頁。誤差(wùchā)的基本概念測量誤差存在(cúnzài)的必然性儀器儀表準確度的限制環(huán)境條件的變化測量方法的不夠完善測量人員生理、心理(xīnlǐ)上的原因測量過程測量誤差(1)測量誤差及分類★定義——被測變量不隨時間變化——靜態(tài)誤差。被測變量隨時間而變化產(chǎn)生的附加誤差——動態(tài)誤差（時變特性）。測量及誤差理論測量結(jié)果與被測變量的真值之差稱為誤差。第八頁，共165頁。原因(yuányīn)測量工具(gōngjù)本身的不準確或安裝調(diào)整得不正確測試人員的分辨能力或固有(gùyǒu)的讀數(shù)習慣不良測量方法的理論根據(jù)有缺陷近似公式★誤差分類（依性質(zhì)分）系統(tǒng)誤差隨機誤差粗大誤差系統(tǒng)誤差——exp：儀表零位未調(diào)整引起恒值系統(tǒng)誤差，儀表使用環(huán)境條件與校驗條件不同引起變值系統(tǒng)誤差。測量及誤差理論相同測量條件多次測量，誤差的絕對值和符號保持不變，或者在條件變化時按某一規(guī)律變化。第九頁，共165頁。測量過程中大量彼此獨立的微小因素(yīnsù)對被測值的綜合影響。單次不可預(yù)料(yùliào)，因此無法修正，也不能采用實驗方法予以消除。多次測量總體上服從統(tǒng)計規(guī)律，利用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(shùlǐtǒnɡjì)的方法來估計其影響。粗大誤差——明顯地歪曲測量結(jié)果的誤差。

原因操作者的粗心不正確的操作實驗條件未達到要求匆忙試驗隨機誤差（偶然誤差）測量及誤差理論——相同條件下多次測量，誤差絕對值和符號隨機變化。原因——特點——第十頁，共165頁。(2)粗大誤差的檢驗(jiǎnyàn)與剔除壞值判別(pànbié)準則①拉依達準則(zhǔnzé)(3σ準則(zhǔnzé))◆按上述準則剔除壞值xk后，應(yīng)重新計算剔除壞值后的標準誤差σ

，再按準則判斷，直至余下的值無壞值存在?！艉唵危珜τ谟邢薮螠y量不可靠。注意對某一測量值，若其則認為該測量值為壞值，應(yīng)剔除。測量及誤差理論第十一頁，共165頁。②肖維奈(Chauvenet)準則(zhǔnzé)kc為肖維奈準則中與測量(cèliáng)次數(shù)有關(guān)的判別系數(shù)，可查表得到。對某一測量(cèliáng)值，若其則認為該測量(cèliáng)值為壞值，應(yīng)剔除。測量及誤差理論第十二頁，共165頁。③格拉(ɡélā)布斯(Grubbs)準則該準則是根據(jù)正態(tài)分布理論提出的，考慮到測量次數(shù)n以及所選定(xuǎndìnɡ)的粗差誤判概率α。準則規(guī)定：凡剩余誤差大于格拉布斯鑒別值的誤差屬于粗大(cūdà)誤差，相應(yīng)的測量值是壞值，應(yīng)予剔除。測量及誤差理論第十三頁，共165頁。測量(cèliáng)及誤差理論3-1第十四頁，共165頁。測量及誤差(wùchā)理論第十五頁，共165頁。測量(cèliáng)及誤差理論第十六頁，共165頁。實際上：補充:測量誤差的表示方法(fāngfǎ)絕對誤差

理論上：相對誤差(xiānɡduìwùchà)：某一點的絕對誤差與標準表在這一點的指示值x0之比。x指——測量(cèliáng)儀表的指示值x真——被測量(cèliáng)的真實值x0——比所使用的儀表精度高一級的儀表的讀數(shù)（標準表的指示值）測量及誤差理論第十七頁，共165頁。引用(yǐnyòng)誤差：絕對誤差折合成儀表測量范圍（量程范圍）的百分數(shù)

x上——儀表的測量上限

x下——儀表的測量下限(xiàxiàn)N——儀表的量程（x上－x下）例2：若被測介質(zhì)的實際溫度為500℃，儀表的指示值為495℃，儀表的量程(liángchéng)為0～1000℃，試確定絕對誤差、相對誤差、折合誤差和對儀表的讀數(shù)的修正值。解:絕對誤差:

△=X指－

X0=495－500=－5℃

儀表讀數(shù)的修正值:C=X0

－X指=5℃

相對誤差:y=△/X0=5/500×100%=1%

引用誤差:δ=△max/（x上－x下）=0.5%測量及誤差理論第十八頁，共165頁。誤差精度等級靈敏度變差量程(liángchéng)響應(yīng)時間漂移儀表技術(shù)指標儀表(yíbiǎo)經(jīng)濟指標使用壽命功耗(ɡōnɡhào)價格操作維修是否方便運行是否可靠安全抗干擾與防護能力的強弱重量體積的大小自動化程度的高低儀表使用指標

儀表的性能指標測量及誤差理論第十九頁，共165頁。是衡量儀表準確程度的一個品質(zhì)指標。數(shù)值上等于在規(guī)定的正常情況下，儀表所允許的引用(yǐnyòng)誤差。精確等級：將儀表允許的引用誤差±號及%號去掉，和國家規(guī)定的精度等級比較后，確定儀表的精度等級國家規(guī)定的精確度等級有：高精度等級低，，，，，，，，，，。標準用表準確(zhǔnquè)測量用表工業(yè)上用表1.52.51.精確度:儀表(yíbiǎo)的性能指標第二十頁，共165頁。在實踐中常遇到(yùdào)以下兩類問題：

▲（1）如何給儀表定精度等級：即已知儀表的量程N和與精度等級高一級的標準表校驗時的最大絕對誤差。求出允許誤差，去掉±、%和國家(guójiā)精度等級比，取相等或低檔的精度等級。（1）如何給儀表定精度等級？（2）如何根據(jù)(gēnjù)工藝要求選擇合適精度等級的儀表或判斷現(xiàn)有的儀表精度等級是否滿足工藝要求？儀表的性能指標第二十一頁，共165頁。例3：某臺測溫儀表的測溫范圍為200∽700℃。校驗該表時得到的最大絕對誤差(juéduìwùchà)為±4℃，試確定該儀表的精度等級。解：該儀表的允許(yǔnxǔ)的引用誤差為：

所以(suǒyǐ)，該測溫儀表的精度等級為級。＜＜儀表的性能指標第二十二頁，共165頁?！?）如何根據(jù)工藝要求：

①選擇(xuǎnzé)合適精度等級的儀表

②判斷現(xiàn)有的儀表精度等級是否滿足工藝要求①選擇(xuǎnzé)合適精度等級的儀表

根據(jù)工藝條件確定儀表的量程N：X上=（～）X工藝和工藝允許的最大絕對誤差△max。求出：去掉%和±并與國家精度等級相比，取相等或高檔的精度等級。儀表(yíbiǎo)的性能指標第二十三頁，共165頁。例4：某反應(yīng)器內(nèi)的最高溫度500℃。根據(jù)工藝要求，最大允許誤差不超過+7℃，試問應(yīng)如何選擇(xuǎnzé)儀表的精度等級才能滿足以上要求？解：根據(jù)(gēnjù)工藝要求：儀表的量程上限：X上=2XMax=1000℃儀表的允許引用誤差為：去掉±、%，＜＜，所以選精度等級的儀表才能滿足工藝要求。精度等級的儀表，其允許引用誤差為±1.0%，超過了工藝上允許的數(shù)值.儀表(yíbiǎo)的性能指標第二十四頁，共165頁。即儀表的量程(liángchéng)N和精度等級都已知，判斷儀表是否滿足工藝要求。先算出儀表的：△允max=N×δ%再測出儀表的：△測max=X指－X0再比較：△測max≤△允max合格△測max＞△允max不合格▲（2）如何根據(jù)工藝(gōngyì)要求：

①選擇合適精度等級的儀表

②判斷現(xiàn)有的儀表精度等級是否滿足工藝(gōngyì)要求儀表(yíbiǎo)的性能指標第二十五頁，共165頁。例5：一臺精度等級為，量程(liángchéng)范為600∽1200℃的電子電位差計，校驗時，其中的某一點最大絕對誤差是4℃，問此表是否合格？

解：根據(jù)工藝上的要求(yāoqiú)，儀表的允許誤差為：△允max=N×δ%=（1200－600）×0.5%=3℃而△測max=4℃＞3℃，所以此表不合格(hégé)，需重新進行校驗。儀表的性能指標第二十六頁，共165頁。指在外界條件不變的情況下，用同一儀表對被測量在儀表全部(quánbù)測量范圍內(nèi)進行正反行程測量時，被測量值正行和反行所得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。最大絕對誤差被測變量正行程反行程儀表的指示值儀表(yíbiǎo)的性能指標2變差（遲滯(chízhì)誤差）：注意：減少彈性原件、磁化元件、機械結(jié)構(gòu)中的間隙及運動摩擦可降低遲滯誤差。第二十七頁，共165頁。靈敏度K：是表達儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。它是指儀表在達到穩(wěn)定狀態(tài)以后，儀表輸出信號變化Δy與引起(yǐnqǐ)此輸出信號變化的被測參數(shù)（輸入信號）變化量Δx之比。靈敏限△Xmix：引起儀表輸出信號發(fā)生變化（動作(dòngzuò)）的被測參數(shù)（輸入信號）的最小變化量?！鱔mix≤1/2△(儀表允許的絕對誤差）儀表(yíbiǎo)的性能指標3靈敏度與靈敏限第二十八頁，共165頁。表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的標定曲線與擬合直線(zhíxiàn)的吻合程度。

被測變量儀表指示值Lmax儀表(yíbiǎo)的性能指標4線性度注意：量程(liángchéng)越小，線性化產(chǎn)生的誤差越小，分段線性化。第二十九頁，共165頁。衡量儀表(yíbiǎo)能不能盡快反映參數(shù)變化的品質(zhì)指標。反應(yīng)時間長，說明儀表(yíbiǎo)需要較長的時間才能給出準確的指示值，那不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)。63.2%A(∞)；95%A(∞)。指輸入量不變時，經(jīng)過一定的時間(shíjiān)后輸出量產(chǎn)生變化的現(xiàn)象，是衡量儀表穩(wěn)定性的重要指標。溫漂、零漂。儀表(yíbiǎo)的性能指標5反應(yīng)時間T：6漂移：第三十頁，共165頁。檢測儀表

顯示(xiǎnshì)儀表

控制儀表

執(zhí)行器

工業(yè)(gōngyè)儀表的分類1按儀表使用(shǐyòng)的能源分類電動儀表

氣動儀表

液動儀表2按信息的獲得、傳遞、處理的過程分類第三十一頁，共165頁。

Ⅰ電子管型：已淘汰

Ⅱ晶體管：將近(jiāngjìn)淘汰（0～10mA）

Ⅲ集成電路：應(yīng)用中（4～20mA）3按儀表的組成(zǔchénɡ)形式分類

工業(yè)(gōngyè)儀表的分類基地式儀表：單元組合儀表氣動單元組合儀表（QDZ）：～0.1MPa

電動單元組合儀表（DDZ）第三十二頁，共165頁。傳感器概述(ɡàishù)傳感器基本概念及組成傳感器分類傳感器特性及標定新型傳感器介紹(jièshào)傳感器選用自學(zìxué)第三十三頁，共165頁。教學目的與要求：1掌握各種(ɡèzhǒnɡ)壓力檢測儀表的基本原理；2掌握壓力表的選用及安裝；§3.3壓力(yālì)檢測與變送本節(jié)思考題：Pg125：10、11、12、14、15本節(jié)作業(yè)：

1訓練壓力儀表的選用。Pg125：13

課外作業(yè)：1查找(cházhǎo)壓力傳感器方面的資料；2交流壓力傳感器資料；第三十四頁，共165頁?！?.3壓力(yālì)檢測與變送

1壓力(壓強）：指均勻垂直作用在單位(dānwèi)面積上的力。

2壓力的表示：絕對壓力：P絕=P真實表壓：P表=P絕－P氣真空度：P真=P大－P絕（Pa=1N/m2)1MPa=106Pa1Kgf/cm2一概述(ɡàishù)第三十五頁，共165頁。1液柱式壓力計斜管壓力計DhDhα2彈性式壓力計:彈性式壓力計加上附加裝置（如：記錄(jìlù)機構(gòu)、電氣變換裝置、控制元件等，則可實現(xiàn)壓力的記錄(jìlù)、遠傳、信號報警、自動控制等）皮托管(tuōguǎn)（測速管）二測壓儀表的分類（按轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)原理的不同）

3電氣式壓力計§3.3.2測壓儀表的分類

U型管壓力計單管壓力計第三十六頁，共165頁?！驹怼褂?shǐyòng)注意內(nèi)徑不均勻會改變(gǎibiàn)儀器的零點，兩邊讀數(shù)以消除影響毛細現(xiàn)象的影響(yǐngxiǎng)：介質(zhì)為水時，修正值取-30/dmm；為水銀時取14/dmm。消除視差工作液體的膨脹系數(shù)較大時，需進行修正：h=h’ρ’/ρB1液柱式壓力計——（1）U型管壓力計§3.3.2測壓儀表的分類

第三十七頁，共165頁。(2)單管壓力計※使用(shǐyòng)注意測量對象是正壓還是(háishi)負壓，保證容器側(cè)接較高壓力，肘管側(cè)接較低壓力?！驹怼喕?jiǎnhuà)公式A1h1=A2h2故A1<<A2，Dh§3.3.2測壓儀表的分類

第三十八頁，共165頁。(3)微壓計※基本原理——※使用(shǐyòng)注意:700～1000，α:20°～30°,管子(guǎnzi)內(nèi)徑2～3mm，以提高靈敏度。Dhα§3.3.2測壓儀表(yíbiǎo)的分類

第三十九頁，共165頁。(4)皮托管（測速管）測量原理：通過測取流場中的速度(sùdù)，來測取流量。§3.3.2測壓儀表(yíbiǎo)的分類

第四十頁，共165頁。補充(bǔchōng)圖：彈性元件示意圖●彈簧管式彈性元件（100～1000MPa）：橫截面為扁圓或橢圓？（a）（b）

●薄膜式彈性元件（中、低壓(dīyā)）：銅質(zhì)的膜片（單片或雙片）、膜盒。（c）（d）●波紋管式壓力元件（微壓與低壓(dīyā)）：銅質(zhì)。（e）（1）常見(chánɡjiàn)彈性元件2彈性式壓力計§3.3.2測壓儀表的分類

第四十一頁，共165頁。（2）彈簧管壓力表[15]（最常見(chánɡjiàn)的彈性式壓力計）壓力(yālì)自由端的(duāndì)位移表盤指針顯示放大機構(gòu)

10游絲：克服傳動間隙而產(chǎn)生的儀表變差5、6調(diào)整螺釘：調(diào)整儀表的量程補充圖具有上、下報警功能的電接點信號壓力表補充圖如圖3-15，其測壓原理：§3.3.2測壓儀表的分類

第四十二頁，共165頁。注意：彈性(tánxìng)元件的不完全彈性(tánxìng)因素彈性滯后——是指由于彈性元件工作時分子間存在(cúnzài)摩擦而導致的加載曲線與卸載曲線不重合的現(xiàn)象，如圖3-13所示。彈性后效——指彈性元件所受載荷改變后，不是立即完成相應(yīng)的變形，而是在一定的時間間隔內(nèi)逐漸完成變形的一種現(xiàn)象，如圖3-14所示。§3.3.2測壓儀表(yíbiǎo)的分類

第四十三頁，共165頁。3電氣式壓力計

——是一種能將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進行傳輸(chuánshū)及顯示的儀表。常見的壓力傳感器和壓力變送器有:1霍爾片式壓力傳感器2應(yīng)變片式壓力傳感器3壓阻式壓力傳感器4力矩(lìjǔ)平衡式壓力變送器5電容式壓力變送器其測壓原理：壓力電信號遠距離傳輸及顯示組成：由壓力傳感器、測量電路(diànlù)和信號處理裝置（一般有指示儀、記錄儀、控制器、微處理機等）組成?！?.3.2測壓儀表的分類

第四十四頁，共165頁。（1）霍爾片式壓力(yālì)傳感器：霍爾效應(yīng)(xiàoyìng)及霍爾片式壓力傳感器如下圖所示:補充(bǔchōng)圖霍爾效應(yīng)Z軸方向:

加一磁感應(yīng)強度為B的恒定磁場Y軸方向:

加一外電場(接入直流穩(wěn)壓電源X軸方向:

出現(xiàn)電位差

根據(jù)霍爾效應(yīng)制成，即利用霍爾元件(半導體如鍺)將壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，從而實現(xiàn)壓力的測量?！?.3.2測壓儀表的分類

第四十五頁，共165頁?；魻栯妱軺h的大小與半導體材料、所通過(tōngguò)的電流、磁感應(yīng)強度以及霍爾片的幾何尺寸等有關(guān)。霍爾效應(yīng)(xiàoyìng)及霍爾片式壓力傳感器如下圖所示:補充(bǔchōng)圖霍爾片式壓力傳感器RH——霍爾常數(shù)§3.3.2測壓儀表的分類

第四十六頁，共165頁。利用應(yīng)變片的電阻(diànzǔ)應(yīng)變原理構(gòu)成。即壓力(yālì)應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變?yōu)閴嚎s應(yīng)變(yìngbiàn)時,其阻值減小為拉伸應(yīng)變(yìngbiàn)時,其阻值增大由橋式電路獲得相應(yīng)的毫伏級不平衡電勢優(yōu)點:當直流電源10V時,可獲得5mA的電勢.故被測壓力可達25MPa,且動態(tài)性能好,適合快速變化的壓力測量。（金屬應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片）補充圖（2）應(yīng)變片式壓力傳感器——§3.3.2測壓儀表的分類

第四十七頁，共165頁。優(yōu)點：精度高、工作可靠、頻率響應(yīng)快、遲滯小、尺寸(chǐcun)小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單利用單晶硅的壓阻效應(yīng)構(gòu)成，其工作原理如圖所示。當壓力發(fā)生變化(biànhuà)時，單晶硅產(chǎn)生應(yīng)變，使直接擴散在上面的應(yīng)變電阻產(chǎn)生與被測壓力成比例的變化(biànhuà)，再由橋式電路獲得相應(yīng)的電壓輸出信號。補充圖（3）壓阻式壓力(yālì)傳感器§3.3.2測壓儀表的分類

第四十八頁，共165頁。是一種自平衡的檢測儀表，它利用負反饋的工作原理克服元件材料、加工工藝等不利因素的影響，使儀表具有較高的測量精度(jīnɡdù)（一般為級）。（4）力矩平衡(pínghéng)式壓力變送器：優(yōu)點：工作穩(wěn)定(wěndìng)可靠、線性好、不靈敏區(qū)小等一系列優(yōu)點?！?.3.2測壓儀表的分類

第四十九頁，共165頁?！鵇DZ-III型電動力矩平衡式壓力(yālì)變送器的工作原理（1）測量部分（波紋管）：PF(2）機械力轉(zhuǎn)換部分（雙杠桿）：F→檢測片的位移，同時也起力矩(lìjǔ)與反力矩(lìjǔ)的平衡作用。（3）位移檢測器與電子放大(fàngdà)器：檢測線圈的電感量，經(jīng)放大(fàngdà)轉(zhuǎn)換為4～20mA的直流信號輸出。（4）電磁反饋機構(gòu)：將直流信號轉(zhuǎn)換為作用于副杠桿上負反饋力矩，和輸入力矩平衡時，輸出電流與被測壓力成比例?！?.3.2測壓儀表的分類

第五十頁，共165頁。※力矩(lìjǔ)平衡式壓力變送器的受力分析力矩(lìjǔ)平衡式壓力變送器的受力分析O2O1F3θFiF2FfF1l2l1l3l4§3.3.2測壓儀表(yíbiǎo)的分類

第五十一頁，共165頁。（5）電容式壓力(yālì)變送器：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、過載(guòzài)能力強、可靠性好、測量精度高、體積小、重量輕、使用方便等優(yōu)點。先將壓力(yālì)的變化轉(zhuǎn)換為電容的變化，然后進行測量?！?.3.2測壓儀表的分類

第五十二頁，共165頁。1選用：根據(jù)工藝(gōngyì)要求，全面考慮，具體分析（1）選儀表類型：根據(jù)工藝要求、介質(zhì)性質(zhì)、環(huán)境條件(tiáojiàn)等。如：Y型普通壓力表，其外殼為黑色；YA型氨用壓力表，其外殼為黃色；YD型氧用壓力表，其外殼為藍色。（2）選量程：|

測穩(wěn)壓時:P上=（～2.0)Pmax,P下=0(無特殊要求)

測波動壓力時:P上=（～3.0)Pmax

為了延長儀表(yíbiǎo)的使用壽命，按“化工自控設(shè)計技術(shù)規(guī)定”還要求:測穩(wěn)壓時：P測≤2/3P上

測波動壓力時：P測≤1/2P上

測高壓時：P測≤3/5P上

被測最小壓力：Pmin≥1/3P上(3)選精度:根據(jù)工藝允許的最大測量誤差來確定。在滿足工藝的前提下，一般選精度低、價廉耐用的儀表?！?.3壓力檢測與變送

三壓力表的選用及安裝第五十三頁，共165頁。壓力儀表量程精度介質(zhì)性質(zhì)及使用條件顯示及其它要求外形選擇

刻度(kèdù)上限常用(chánɡyònɡ)壓限穩(wěn)定(wěndìng)壓力脈動壓力大于或等于１.５倍正常工作壓力大于或等于２倍正常工作壓力穩(wěn)定壓力脈動壓力１／３～１／２量程上限小于１／２兩程上限壓力表的選用及安裝第五十四頁，共165頁。壓力儀表量程精度介質(zhì)性質(zhì)及使用條件顯示及其它要求外形選擇

工業(yè)用實驗室或校驗(xiàoyàn)一般(yībān)為０.５～２.５級一般(yībān)為０.２５～０.４級壓力表的選用及安裝第五十五頁，共165頁。壓力儀表量程精度介質(zhì)性質(zhì)及使用條件顯示及其它要求外形選擇

防腐(fángfǔ)型，專用型腐蝕性介質(zhì)(jièzhì)膜片式，加隔離(gélí)裝置粘性結(jié)晶介質(zhì)防爆型，QDZ型，防爆DDZ型爆炸性介質(zhì)耐高溫型，加隔熱裝置高溫介質(zhì)耐振型劇烈振動裝螺旋型或U型彎曲蒸汽介質(zhì)壓力表的選用及安裝第五十六頁，共165頁。壓力儀表量程精度介質(zhì)性質(zhì)及使用條件顯示及其它要求外形選擇

指示(zhǐshì)以下(yǐxià)非危險場所彈簧(tánhuáng)管壓力表，雙管雙針壓力計，波紋管壓力計以上非危險場所膜盒微壓計，玻璃管壓力計，記錄記錄式壓力計或傳遞記錄儀遠傳遠傳壓力表，壓力變送器調(diào)節(jié)基地式指示（記錄）調(diào)節(jié)儀，壓力變送器（單元組合）壓力表的選用及安裝第五十七頁，共165頁。壓力儀表量程精度介質(zhì)性質(zhì)及使用條件顯示及其它要求外形選擇

盤裝多圈螺旋管壓力表矩形(jǔxíng)壓力計波紋管壓力表現(xiàn)場(xiànchǎng)安裝有電的彈簧(tánhuáng)管壓力表氣動管線和輔助管線安裝遠傳壓力表或壓力變送器幾乎所有壓力表Φ200~Φ300的彈簧管壓力表不易看清的場所Φ60~Φ100的彈簧管壓力表壓力表的選用及安裝第五十八頁，共165頁。例5：某臺往復(fù)式壓縮機的出口壓力范圍為25∽28MPa，測量誤差不得大于1MPa。工藝上要求就地觀察(guānchá)，并能高低限報警，試正確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。解：由于往復(fù)式壓縮機的出口(chūkǒu)壓力脈動較大，所以選擇儀表的上限值為:p上=2.Pmax=28×2=56MPa查附錄一(P95)[厲玉鳴）:選用YX-150型電接點壓力表，測量范圍為0∽60MPa。由于25/60＞1/3，滿足被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3。允許誤差：1/60×100%=1.67%所以選精度等級為級的儀表完全可以滿足誤差要求。選擇的壓力表為YX-150型電接點壓力表，測量范圍為0∽60MPa，精度等級為級。壓力表的選用(xuǎnyòng)及安裝第五十九頁，共165頁。2壓力表的安裝(ānzhuāng)（1）測壓點的選?。孩龠x直管段②與介質(zhì)的流動方向垂直③測液體壓力時，取壓點在管道(guǎndào)下部；測氣體壓力時，取壓點在管道(guǎndào)上部（2）引壓導管的鋪設(shè)：①內(nèi)徑一般為6～10mm②水裝時要有一定的傾斜度，便于氣體或液體的排放。③測易結(jié)晶介質(zhì)(jièzhì)，需加伴熱管線。取壓口與壓力計之間加截斷閥。壓力表的選用及安裝第六十頁，共165頁。（3）壓力計的安裝：①易觀測，檢修的地方②測蒸汽壓力時，加冷凝罐，如圖（a）測腐蝕介質(zhì)(jièzhì)時，加隔離罐，如圖（b）③避震動、高溫影響④防泄漏；⑤壓力計與取壓口不在同一水平面時，應(yīng)按△P=±Hρg進行壓力修正補充(bǔchōng)圖壓力表的選用(xuǎnyòng)及安裝第六十一頁，共165頁。教學目的與要求：1掌握熱電偶溫度計的測溫原理、熱電偶的熱電勢(diànshì)方程、工業(yè)常用的熱電偶及分度號、補償導線的作用、冷端溫度補償?shù)姆椒ā?掌握熱電阻溫度計的測溫原理、熱電阻的電阻值與溫度的關(guān)系式、工業(yè)常用的熱電阻及分度號。3掌握熱電偶溫度計與熱電阻溫度計的區(qū)別。4了解電動溫度變送器的作用及原理。5掌握測溫元件的安裝及布線要求?！?.4溫度(wēndù)測量本節(jié)思考題：Pg125：16、17、20、21

本節(jié)作業(yè)：P125：18、19（書上無分度表可查）課外作業(yè)：1通過網(wǎng)絡(luò)查找(cházhǎo)溫度傳感器；2交流溫度傳感器資料；第六十二頁，共165頁?！?.4溫度(wēndù)檢測一引言(yǐnyán)特點：①按測溫范圍分：高溫計（≥600℃）、溫度計（＜600℃）②按用途分：標準(biāozhǔn)儀表、實用儀表③按測量方式分：接觸式溫度計、非接觸式溫度計不能直接測量，只能通過熱交換間接測量。測溫儀表的分類：第六十三頁，共165頁。接觸式溫度傳感器非接觸式溫度傳感器第六十四頁，共165頁。常用(chánɡyònɡ)溫度計的種類及優(yōu)缺點見下表④按工作(gōngzuò)原理分：膨脹(péngzhàng)式溫度計—壓力式溫度計—熱電偶溫度計—熱電阻溫度計—輻射式高溫計—§3.4.1溫度檢測引言利用物體的熱膨脹來測溫。利用密閉容器中物質(zhì)受熱后體積膨脹而壓力升高的原理來測溫。利用導體的熱電效應(yīng)來測溫。利用電阻隨溫度的變化特性來測溫。利用物體表面輻射與溫度的關(guān)系來測溫。第六十五頁，共165頁。補充(bǔchōng)表常用溫度計的種類及優(yōu)缺點§3.4.1溫度(wēndù)檢測引言第六十六頁，共165頁?！?.4.1溫度(wēndù)檢測引言第六十七頁，共165頁。1膨脹(péngzhàng)式溫度計

常見的有：液體(yètǐ)膨脹式溫度計：如玻璃管溫度計固體膨脹式溫度計：如雙金屬溫度計§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類二測溫儀表的分類①測溫原理：是利用物體受熱時體積膨脹的性質(zhì)而制成的。第六十八頁，共165頁。圖3-21雙金屬片補充圖②雙金屬溫度計：其感溫元件是用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起(yīqǐ)而制成的，由于兩片金屬片的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲，溫度越高產(chǎn)生的線膨脹長度差就越大，因而引起彎曲的角度就越大。如圖3-21。利用雙金屬片還可做成溫度控制器，如圖§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類第六十九頁，共165頁。2壓力(yālì)式溫度計利用封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點液體的飽和蒸汽受熱后體積膨脹或壓力變化的原理制成的。并由壓力表來測量(cèliáng)壓力的變化，從而測得溫度。溫包：感受(gǎnshòu)溫度的變化毛細管：傳遞壓力的變化（D0～5mm，Di=0.15～）彈簧管：壓力表的彈性元件補充圖§3.4.2測溫儀表的分類①測溫原理：②結(jié)構(gòu)：如圖，由三部分組成第七十頁，共165頁。3輻射式溫度計測溫原理：基于物體熱輻射作用(zuòyòng)來測量溫度。測溫范圍：＞800℃§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類第七十一頁，共165頁。4熱電偶溫度計§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類思考(sīkǎo)：熱電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)？第七十二頁，共165頁。熱電效應(yīng)(rèdiànxiàoyìng)的發(fā)現(xiàn)塞貝克效應(yīng)——1821，德國物理學家(wùlǐxuéjiā)塞貝克帕爾帖效應(yīng)——1834年，法國實驗科學家帕爾帖湯姆遜效應(yīng)——1856年，愛爾蘭物理學家(wùlǐxuéjiā)湯姆遜熱電偶溫度(wēndù)檢測儀表§3.4.2測溫儀表的分類第七十三頁，共165頁。①熱電極(diànjí)必須是A、B兩種不同的材料；(?)②熱電極(diànjí)的兩接點溫度不相等；(?)

③構(gòu)成閉合回路；（1）熱電勢(diànshì)產(chǎn)生的條件：圖3-2熱電勢(diànshì)的產(chǎn)生特別提醒§3.4.2測溫儀表的分類第七十四頁，共165頁。（2）熱電勢(diànshì)的形成：圖3-2熱電勢(diànshì)的產(chǎn)生接觸電勢：兩種不同導體的自由電子密度不同，從而在接觸點處發(fā)生自由電子擴散(kuòsàn)而形成的電動勢。

如：Na＞Nb，A+，B－，A、B點形成由B到A的接觸電位差。溫差電勢：同一種導體中由于自由電子從高溫端向低溫端遷移而引起的電動勢，形成由低溫端到高溫端的溫差電勢?！?.4.2測溫儀表的分類第七十五頁，共165頁。接觸電勢：兩種不同導體的電子密度不同，從而在接觸點處發(fā)生電子擴散(kuòsàn)而形成的電動勢。

如：Na＞Nb，A+，B－，A、B點形成由A到B的接觸電位差。溫差電勢(diànshì)：同一根導體中電子從高溫端向低溫端遷移而引起的電動勢。

如：Et＞Et0，t+，t0－，形成由低溫端到高溫端的溫差電勢(diànshì)。溫差(wēnchā)電勢接觸電勢總電勢為：？§3.4.2測溫儀表的分類第七十六頁，共165頁。對于給定熱電偶，熱電勢是其兩端溫度函數(shù)之差。若其冷端溫度to恒定，則fAB(t0)是定值，因此(yīncǐ)熱電勢的大小只依賴于熱端溫度t，兩者一一對應(yīng)。結(jié)論(jiélùn)EAB(t,t0)=eAB(t)+eB(t,t0)-eAB(t0)-eA(t,t0)=eAB(t)+eB(t)-eB(t0)-eAB(t0)-eA(t)+eA(t0)令fAB(t)=eAB(t)+eB(t)-eA(t)fAB(t0)=eAB(t0)+eB(t0)-eA(t0)EAB(t,t0)=fAB(t)-fAB(t0)（3）熱電勢(diànshì)的大?。骸?.4.2測溫儀表的分類第七十七頁，共165頁。

①勻質(zhì)導體定律(dìnglǜ)②中間導體定律(dìnglǜ)④標準電極(diànjí)定則（4）

熱電偶的基本定律③中間(zhōngjiān)溫度定律EAB(t,tn)+EAB(tn,t0)=EAB(t,t0)EAC(t,t0)+ECB(t,t0)=EAB(t,t0)t1AB2CC43t1t1····(a)213t0t0ABCC(b)···§3.4.2測溫儀表的分類第七十八頁，共165頁。（5）熱電偶測溫系統(tǒng)(xìtǒng)①熱電偶：是測溫元件。②補償導線和冷端溫度補償③連接(liánjiē)導線：用來連接(liánjiē)熱電偶與測溫儀表④測量儀表：用來檢測熱電偶產(chǎn)生的熱電勢信號大小★測溫系統(tǒng)(xìtǒng)的組成§3.4.2測溫儀表的分類第七十九頁，共165頁。作用——使冷端遠離測溫現(xiàn)場(xiànchǎng)，并維持冷端溫度恒定；性能——與所接的熱電偶熱電性能相同的廉價金屬絲；特點——只改變了冷端的位置，不影響熱電偶的工作；使用注意——型號和極性與熱電偶配套?！镅a償(bǔcháng)導線表3-7常用熱電偶的補償導線補充表§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類第八十頁，共165頁?！锍Ｓ?chánɡyònɡ)測溫線路(a)熱電偶反向(fǎnxiànɡ)串聯(lián)——測兩點的溫度差(b})熱電偶正向串聯(lián)(chuànlián)——測多點溫度之和(c)熱電偶并聯(lián)——測量多點溫度的平均溫度§3.4.2測溫儀表的分類第八十一頁，共165頁。（6）熱電偶冷端溫度的影響(yǐngxiǎng)及處理由于工業(yè)上常用的各種熱電偶的溫度—熱電勢關(guān)系曲線是在冷端溫度保持0℃的情況下得到的，而且與其配套使用的儀表也是根據(jù)這一關(guān)系曲線進行刻度的。而實踐測量時，冷端溫度往往高于0℃，且是不斷(bùduàn)變化的，從而使測量結(jié)果產(chǎn)生誤差。所以使熱電偶冷端的溫度保持0℃，或進行一定的修正得到準確的測量結(jié)果的做法稱為冷端溫度補償。為什么熱電偶測溫要進行(jìnxíng)冷端溫度補償？

§3.4.2測溫儀表的分類第八十二頁，共165頁。（6）熱電偶冷端溫度的影響(yǐngxiǎng)及處理如何(rúhé)將冷端溫度保持恒定值？①恒溫(héngwēn)法②計算修正法

§3.4.2測溫儀表的分類③校正儀表零點法④補償電橋法⑤補償熱電偶法第八十三頁，共165頁。（6）熱電偶冷端溫度(wēndù)的影響及處理如何將冷端溫度(wēndù)保持恒定值？①恒溫(héngwēn)法②計算修正法

§3.4.2測溫儀表的分類③校正儀表零點法④補償電橋法：⑤補償熱電偶法即通過示值t’和冷端溫度t0查分度表求得E(t’,0)和E(t0,0),代入上式求出E(t,0)，再根據(jù)分度表求出被測溫度t。第八十四頁，共165頁。（6）熱電偶冷端溫度的影響(yǐngxiǎng)及處理如何將冷端溫度保持(bǎochí)恒定值？①恒溫(héngwēn)法②計算修正法

§3.4.2測溫儀表的分類③校正儀表零點法④補償電橋法：⑤補償熱電偶法把儀表的指針調(diào)整到相當于室溫的數(shù)值上。由于室溫在不斷變化，故適合于要求不太高的場合。第八十五頁，共165頁。（6）熱電偶冷端溫度的影響(yǐngxiǎng)及處理如何將冷端溫度(wēndù)保持恒定值？①恒溫(héngwēn)法②計算修正法

§3.4.2測溫儀表的分類③校正儀表零點法④補償電橋法

⑤補償熱電偶法適合工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)測量，利用不平衡電橋（也叫補償電橋或冷端溫度補償器）產(chǎn)生的電勢，來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。如圖3-26第八十六頁，共165頁。

R1、R2、R3=1Ω（錳銅絲繞制，其電阻不隨溫度(wēndù)而變化）和Rcu=1Ω（銅絲繞制，其電阻隨溫度(wēndù)的變化而變化）。RS為限流電阻、在20℃時組成平衡橋路。

Cu－＋輸入輸出R1R3R2R4abE=4V§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類④補償(bǔcháng)電橋法第八十七頁，共165頁。（6）熱電偶冷端溫度的影響(yǐngxiǎng)及處理如何將冷端溫度(wēndù)保持恒定值？①恒溫(héngwēn)法②計算修正法

§3.4.2測溫儀表的分類③校正儀表零點法④補償電橋法⑤補償熱電偶法設(shè)置補償熱電偶使多支熱電偶的冷端溫度保持恒定。一般補償熱電偶的工作端置于恒溫器中t0，其冷端與多支熱電偶的冷端接在溫度為t1的接線盒中，則測溫儀表的指示值E（t，t0）所對應(yīng)的溫度，不受接線盒處溫度t1的影響。如圖所示第八十八頁，共165頁。補充圖⑤補償(bǔcháng)熱電偶法§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類第八十九頁，共165頁。（7）常見(chánɡjiàn)熱電偶的種類及結(jié)構(gòu)種類：工業(yè)(gōngyè)上常見的熱電偶如補充表。注意：不同分度號的熱電偶必須與其相對應(yīng)的顯示儀表配套使用。表3-4工業(yè)用熱電偶補充表§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類第九十頁，共165頁。熱電偶的結(jié)構(gòu)(jiégòu)：

普通型熱電偶：由熱電極、絕緣管、保護套管和接線盒等主要部分組成鎧裝熱電偶：金屬導管、熱電偶絲和絕緣材料（氧化鎂粉）一起經(jīng)過復(fù)合拉伸成型。表面型熱電偶：利用真空鍍膜法將熱電偶材料蒸鍍在絕緣基底上的薄膜熱電偶。專門測表面溫度?？焖贌犭娕迹簻y高溫熔融物體(wùtǐ)的專用溫度計。

普通§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類第九十一頁，共165頁。例1：用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測量溫度，在沒有采取冷端溫度補償?shù)那闆r下，顯示(xiǎnshì)儀表指示值為500℃，而這時冷端溫度為60℃。試問：實際溫度應(yīng)為多少？如果熱端溫度不變，設(shè)法使冷端溫度保持在20℃，此時顯示(xiǎnshì)儀表的指示值應(yīng)為多少？已知熱電偶分度表如下表所示：20℃60℃500℃557℃538℃539℃0.798mV2.436mV20.64mV23.07mV22.260mV22.303mV第九十二頁，共165頁。例2用K熱電偶測某設(shè)備的溫度，測得的熱電勢為20mV，冷端（室溫）為25℃，求設(shè)備的溫度？如果改用E熱電偶來測溫時，在相同的條件下，E熱電偶測得的熱電勢為多少(duōshǎo)？已知K,E熱電偶的分度號如下表所示：K熱電偶E熱電偶25℃509℃25℃509℃1.0mV21.0mV1.50mV37.7mV第九十三頁，共165頁。彈簧管：壓力表的彈性元件（3）位移檢測器與電子放大(fàngdà)器：檢測線圈的電感量，經(jīng)放大(fàngdà)轉(zhuǎn)換為4～20mA的直流信號輸出。課外作業(yè)：查閱資料，了解新型(xīnxíng)物位檢測及儀表的工作原理測量過程中大量彼此獨立的微小因素(yīnsù)對被測值的綜合影響。如：Na＞Nb，A+，B－，A、B點形成由A到B的接觸電位差。濃差電池的電動勢與兩側(cè)的氧濃度有關(guān)，當一側(cè)氧濃度固定時，可通過輸出電勢和濃差——電勢關(guān)系求出另一側(cè)氧氣濃度。物質(zhì)成分(chéngfèn)分析★測溫系統(tǒng)(xìtǒng)的組成第一百零六頁，共165頁。大、易結(jié)晶、不便于管路輸送的測量場合。第一百一十九頁，共165頁。傳感器，變換器，顯示器以及連接各環(huán)節(jié)的傳輸通道(1)感受件(傳感器〕第一百六十三頁，共165頁。※使用(shǐyòng)注意例3現(xiàn)用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30℃，顯示儀表的機械零位在0℃，儀表指示值為400℃，若認為換熱器內(nèi)的溫度為430℃，對不對？為什么？正確值為多少(duōshǎo)？已知熱電偶的分度號如下表所示：30℃400℃420℃430℃1.801mV28.943mV30.546mV31.350mV第九十四頁，共165頁。

5熱電阻溫度計（－200～＋500℃）①鉑電阻（新型號為WZP、老型號為WZB）：有R0=10Ω和R0=100Ω兩種。對應(yīng)的分度號Pt10、Pt100。(《化工儀表及自動化》附錄(fùlù)七)。②銅電阻（新型號為WZC、老型號為WZG）：有R0=50Ω和R0=100Ω兩種。對應(yīng)的分度號Cu50、Cu100。（《化工儀表及自動化》附錄(fùlù)九）?！?.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類(1)測溫原理(yuánlǐ)利用金屬導體的電阻值隨溫度變化而變化的特性進行溫度測量的。電阻值與溫度的關(guān)系α——電阻溫度系數(shù)，R0——溫度為t0℃時電阻(2)工業(yè)上常用的熱電阻特點？第九十五頁，共165頁。①普通型熱電阻：由電阻體、保護套管和接線盒等主要部分(bùfen)組成。②鎧裝熱電阻：將電阻體預(yù)先拉制成型并與絕緣材料和保護套連成一體。體積小、抗震性強、可彎曲、熱慣性小、使用壽命長。③薄膜熱電阻：將熱電阻材料通過真空渡膜法，直接蒸渡到絕緣基底上。體積小、熱慣性小、靈敏度高。補充圖§3.4.2測溫儀表(yíbiǎo)的分類（3）熱電阻結(jié)構(gòu)(jiégòu)(p93:表3-4熱電阻的結(jié)構(gòu)(jiégòu)及特點）第九十六頁，共165頁?！?.4.3測溫儀表(yíbiǎo)的選用與安裝1測溫儀表(yíbiǎo)的選用：P93表3-5第九十七頁，共165頁?！?.4.3測溫儀表的選用(xuǎnyòng)與安裝②感溫點處于流速(liúsù)最大處：熱電偶、鉑電阻、銅電阻的保護套末端應(yīng)分別越過流束中心線5～10mm、50～70mm、25～30mm③有足夠的插入深度：2測溫元件(yuánjiàn)的安裝要求①保證測溫元件與流體接觸充分。測溫元件應(yīng)迎著被測流體流向插入：補充圖測溫元件安裝示意圖√√×補充圖測溫元件安裝示意圖第九十八頁，共165頁。④當管道直徑(zhíjìng)＜80mm，應(yīng)接擴壓管：補充圖小工藝管道測溫元件(yuánjiàn)安裝示意圖補充圖測溫元件安裝示意圖⑥應(yīng)插在有保溫層的管道或設(shè)備處。⑦測溫元件安裝(ānzhuāng)在負壓管道中，應(yīng)保證密封性。⑤接線盒的面蓋應(yīng)朝上，避免其他液體進入接線：§3.4.3測溫儀表的選用與安裝第九十九頁，共165頁。①按規(guī)定的型號配用熱電偶補償(bǔcháng)導線②熱電阻的線路電阻要符合所配的二次儀表的要求③導線應(yīng)穿入鋼管或走槽板④導線應(yīng)盡量避免接頭⑤導線應(yīng)盡量避開交流動力線⑥補償(bǔcháng)導線不應(yīng)有中間接頭，否則應(yīng)加接線盒。最好與其他導線分開鋪設(shè)?！?.4.3測溫儀表的選用(xuǎnyòng)與安裝3布線(bù xiàn)要求第一百頁，共165頁。§3.5流量(liúliàng)測量1了解各種流量計的測量原理▲2差壓式流量計的流量方程式及安裝(ānzhuāng)時的要求▲3轉(zhuǎn)子流量計的流量方程式及測量不同介質(zhì)時的修正本節(jié)思考題：Pg126：22,24本節(jié)作業(yè)題:Pg126：23，25課外作業(yè)：查閱新型流量測量(cèliáng)技術(shù)及儀器方面的資料教學目的與要求：第一百零一頁，共165頁。一基本概念（瞬時）流量：指單位時間內(nèi)流過管道某一截面的流體(liútǐ)的數(shù)量總量：指在一段時間內(nèi)流過管道的流體(liútǐ)流量的總和體積流量（Q）：單位時間內(nèi)流過的流體(liútǐ)以體積表示的，叫體積流量（m3/h、L/h、L/min）質(zhì)量流量（M）：單位時間內(nèi)流過的流體(liútǐ)以質(zhì)量表示的，叫質(zhì)量流量（t/h、Kg/h、Kg/s）。M=Qρ或Q=M/ρ流量計：測量流體(liútǐ)流量的儀表叫流量計計量計：測量流體(liútǐ)總量的儀表叫計量計§3.5流量(liúliàng)測量第一百零二頁，共165頁。二流量(liúliàng)測量儀表的分類

速度式流量計差壓式流量計、轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)流量計電磁流量計、渦輪流量計靶式流量計、堰式流量計橢圓(tuǒyuán)齒輪流量計活塞式流量計容積式流量計慣性式流量計補償式流量計質(zhì)量式流量計§3.5流量測量第一百零三頁，共165頁。1差壓式流量計[16]：基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力(yālì)差而實現(xiàn)流量測量的。標準(biāozhǔn)信號

（4－20mA）流量(liúliàng)信號壓差信號節(jié)流裝置壓差變送器（力矩平衡式、電容式壓差變送器）適合：測大流量，大管徑（D＞50mm）。

§3.5.2流量測量儀表的分類原理：第一百零四頁，共165頁。流體(liútǐ)在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后管壁處，流體(liútǐ)的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象。如圖3-18孔板裝置(zhuāngzhì)及壓力、流速分布圖在實踐中，一般是在孔板前后的管壁上選兩個固定的取壓點，來測量流體(liútǐ)在節(jié)流裝置前后的壓力變化，所以測得的壓差與流量之間的關(guān)系，與取壓點和測壓方式的選擇有關(guān)（1）節(jié)流現(xiàn)象：§3.5.2流量測量儀表的分類第一百零五頁，共165頁。(2)標準節(jié)流(jiéliú)裝置——節(jié)流(jiéliú)件，取壓裝置

標準孔板：結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，適合大流量測量

標準噴嘴

標準文丘管（流體在喉部未達到(dádào)音速）節(jié)流(jiéliú)件

§3.5.2流量測量儀表的分類補充圖節(jié)流元件第一百零六頁，共165頁。環(huán)室結(jié)構(gòu)(D=50～520mmP≤6.4MPa)單獨(dāndú)鉆孔結(jié)構(gòu)(D=50～1000mmP≤2.5MPa)角接取(jiēqǔ)壓方式法蘭取壓法取壓方式(fāngshì)補充圖§3.5.2流量測量儀表的分類第一百零七頁，共165頁。（3）差壓式流量計組成：由節(jié)流裝置、引壓導管、壓差(yāchà)變送器、二次儀表組成注意(zhùyì)：（1）三閥組的操作原則：不能讓引壓導管內(nèi)的凝結(jié)水或隔離液流失。不可使測量元件（膜盒或波紋管）受壓或受熱。（2）三閥組的啟動順序先打開平衡閥→打開正閥門→打開負閥門→關(guān)閉平衡閥（3）三閥組的停用順序先打開平衡閥→關(guān)閉正閥門→關(guān)閉負閥門§3.5.2流量測量儀表(yíbiǎo)的分類第一百零八頁，共165頁。（4）流量(liúliàng)基本方程§3.5.2流量測量(cèliáng)儀表的分類F0為孔板開孔截面的面積μ流束的收縮系數(shù)第一百零九頁，共165頁。P1’<p1,P2’<P2實測(shícè)p1，p2修正(xiūzhèng)修正(xiūzhèng)系數(shù)，與取壓位置、流動損失及流速分布有關(guān)不可壓縮流體流量方程可壓縮流體的流量方程質(zhì)量流量體積流量§3.5.2流量測量儀表的分類第一百一十頁，共165頁。α—流量系數(shù)。與節(jié)流裝置型式、尺寸(chǐcun)、取壓方式、工藝條件有關(guān)。對標準節(jié)流裝置可查表；非標準節(jié)流裝置由實驗確定。ε—膨脹校正系數(shù)。查手冊，對不可壓縮液體，取ε=1ρ1—節(jié)流裝置前的流體密度。F0—節(jié)流裝置的開孔截面積△P—節(jié)流裝置前后實測的壓力差注意(zhùyì)：§3.5.2流量測量(cèliáng)儀表的分類第一百一十一頁，共165頁。（5）差壓式流量計的測量誤差測量誤差原因有：①被測流體工作狀態(tài)有變動。如果實際使用時被測流體的工作狀態(tài)（溫度、壓力、濕度）以及相應(yīng)(xiāngyīng)的流體密度、粘度、雷諾數(shù)等參數(shù)數(shù)值與設(shè)計計算時不同。②節(jié)流裝置安裝不正確或節(jié)流裝置不清潔。③孔板入口邊緣的磨損。會引起指示值偏低④導壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象⑤差壓計或差壓變送器的安裝或使用不正確§3.5.2流量測量(cèliáng)儀表的分類第一百一十二頁，共165頁。（6）壓差式流量計的使用(shǐyòng)及特點GB2624-81，國際標準(ɡuójìbiāozhǔn)有ISO5176使用(shǐyòng)范圍：管徑為50-1000mm測量范圍：1.5-100000m3/h精度：±1--2%，安裝要點（因壓力損失大）特點：變壓差恒流通面積§3.5.2流量測量儀表的分類第一百一十三頁，共165頁。2轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)流量計恒壓降，變節(jié)流面積來測量流量(liúliàng)的大小，即轉(zhuǎn)子流量(liúliàng)計采用的是恒壓降、變節(jié)流面積的流量(liúliàng)測量方法。流量(liúliàng)信號→轉(zhuǎn)子位置的高低。由平衡條件得到：Vρtg－Vρfg=（P1－P2）AV—轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)的體積ρt—轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)材料的密度ρf—被測流體的密度P1、P2—轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)前后的流體的壓力A—轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)的最大截面△P=P1－P2=V（ρt－ρf）g/A§3.5.2流量測量儀表的分類（1）工作原理：第一百一十四頁，共165頁。即：流體通過環(huán)隙的流速C=K

因此：即：流量與流通(liútōng)截面F（即轉(zhuǎn)子浮起的高度h）有關(guān)

（2）轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)流量計的流量方程式

§3.5.2流量測量儀表(yíbiǎo)的分類第一百一十五頁，共165頁。（3）電遠傳式轉(zhuǎn)子流量計——流量變送和電動顯示

轉(zhuǎn)子的運動(yùndòng)→差動變壓器的鐵心運動(yùndòng)流量信號→電信號補充圖§3.5.2流量(liúliàng)測量儀表的分類補充圖第一百一十六頁，共165頁。（4）轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)流量計指示值的修正

轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)流量計上的刻度是以標況（20℃、0.10133MPa）下，水或空氣的流量進行標定的，當被測介質(zhì)的密度和工況不同時，必須對密度、溫度、壓力進行修正。ק3.5.2流量測量(cèliáng)儀表的分類第一百一十七頁，共165頁。（5）轉(zhuǎn)子流量計的使用(shǐyòng)和特點◆使用：系列化，出廠以空氣標定，若被測介質(zhì)不是(bùshi)空氣應(yīng)重新標定。測量范圍：3/h，管徑范圍：4-150mm，精度：±1%-2.5%◆特點(tèdiǎn)：可測小流量，無壓力損失，恒壓差變流通面積?！?.5.2流量測量儀表的分類第一百一十八頁，共165頁。3橢圓(tuǒyuán)齒輪流量計[17]適用(shìyòng)于高粘度介質(zhì)的流量測量。測量精度高，壓力損失小，安裝使用方便。但是使用時被測介質(zhì)中不能含有固體顆粒，不能夾雜機械物。補充圖橢圓齒輪流量計結(jié)構(gòu)(jiégòu)原理就地顯示遠傳顯示§3.5.2流量測量儀表的分類★工作原理：★使用特點：齒輪轉(zhuǎn)動把被測介質(zhì)以半月形容積為單位一次次地由進口排至出口，因此Q=4nV0第一百一十九頁，共165頁。4渦輪流量計將流體的流速（流量）轉(zhuǎn)換為安裝在管道內(nèi)渦輪的轉(zhuǎn)速，然后通過磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號的頻率來進行(jìnxíng)測量的。在規(guī)定的流量范圍和一定的流體粘度下，轉(zhuǎn)速與流速（流量）成線性關(guān)系。補充圖

渦輪組成導流器磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換器§3.5.2流量(liúliàng)測量儀表的分類★測量(cèliáng)原理：第一百二十頁，共165頁。安裝方便、測量精度高、可耐高壓、響應(yīng)快、可測脈動信號、輸出信號為電頻率信號、便于遠傳、不受干擾。缺點：易磨損。故一般要加過濾器；為使流向比較平穩(wěn)，其前后(qiánhòu)應(yīng)保證有一定的直管段?！?.5.2流量(liúliàng)測量儀表的分類4渦輪流量計★使用(shǐyòng)特點：第一百二十一頁，共165頁。5電磁(diàncí)流量計基于電磁感應(yīng)定律工作的。它是將流體的流速轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電勢(diànshì)的大小來進行測量的。電磁流量計由變送器和轉(zhuǎn)換器組成?！?.5.2流量(liúliàng)測量儀表的分類測量原理：第一百二十二頁，共165頁。（1）由于沒有可動部件和插入管道(guǎndào)的阻力件，沒有使流體收縮和改變流體的流束，所以壓力損失小、無堵塞，對測量導電性液體是較為合適的。另外，由于電磁的襯里和電極是防腐的，所以也可用來測量腐蝕的流量。（2）流速測量范圍很窄（～10m/s），口徑從1mm到2mm以上，反應(yīng)快、惰性小。可用于測量脈動流體、雙相流體以及灰漿等含固體顆粒的液體流量。5電磁(diàncí)流量計§3.5.2流量(liúliàng)測量儀表的分類使用特點第一百二十三頁，共165頁。6旋渦(xuánwō)流量計（卡曼渦街流量計）

卡曼渦街現(xiàn)象：當流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的物體時，若該物體的幾何尺寸適當，則在物體的后面，沿兩條平行直線上產(chǎn)生整齊排列，轉(zhuǎn)向(zhuǎnxiàng)相反且上下交替的渦列。渦列的個數(shù)，即渦街頻率和流體的流速成正比。因而通過測旋渦頻率（熱敏檢測法、電容檢測法、應(yīng)力檢測法、超聲檢測法），就可知道流體的流速，從而測出流體的流量。

補充圖卡慢渦街§3.5.2流量測量(cèliáng)儀表的分類測量原理利用流體有規(guī)則的旋渦剝離現(xiàn)象（卡曼渦街現(xiàn)象）來測量流體流量的儀表。即利用流體自然震蕩的原理制成的一種漩渦分離型流量計。第一百二十四頁，共165頁。旋渦(xuánwō)頻率：6旋渦(xuánwō)流量計（卡曼渦街流量計）

§3.5.2流量測量(cèliáng)儀表的分類第一百二十五頁，共165頁。超聲流量計是使用壓電材料鎬鈦酸鉛（PZT）晶體制成的，能將電能轉(zhuǎn)換成聲能的元件。是通過檢測流體流動時對超聲束（或超聲脈沖）的作用(zuòyòng)，以測量體積流量的儀表。使用超聲流量傳感器的方法有：傳播時間法、多普勒效應(yīng)法、波束偏移法、相關(guān)法、噪聲法§3.5.2流量測量(cèliáng)儀表的分類7超聲流量(liúliàng)傳感器

第一百二十六頁，共165頁。超聲流量(liúliàng)傳感器示意圖7超聲流量(liúliàng)傳感器

§3.5.2流量(liúliàng)測量儀表的分類第一百二十七頁，共165頁。3.5.3流量測量(cèliáng)儀表的選用要考慮流體的性質(zhì)和狀態(tài)；要考慮工藝允許的壓力損失；最大、最小額定流量；應(yīng)注意使用場合的特點；測量精度的要求(yāoqiú)以及顯示的方式等等。第一百二十八頁，共165頁?！?.6物位檢測(jiǎncè)及儀表教學要求與學習(xuéxí)目標：1了解各種液位計的測量原理2重點掌握差壓式液位計測量過程中的零點遷移的意義及正、負遷移量的計算本節(jié)思考題：Pg126：26；27；28課外作業(yè)：查閱資料，了解新型(xīnxíng)物位檢測及儀表的工作原理第一百二十九頁，共165頁。液位：容器中液體介質(zhì)的高低料位：容器中固體或顆粒狀物質(zhì)的堆積(duījī)高度液位計：測量液位的儀表料位計：測量料位的儀表界面計：測量兩種密度不同液體介質(zhì)的分界面的儀表§3.6物位檢測(jiǎncè)及儀表3.6.1概述(ɡàishù)第一百三十頁，共165頁。①直讀式物位儀表：玻璃管液位計、玻璃板液位計▲②壓差式物位儀表：壓力式和差壓式物位儀表，利用液柱或物料堆積對某定點產(chǎn)生(chǎnshēng)壓力的原理工作。③浮力式物位儀表：利用浮子高度隨液位變化而改變或液體對浸沉于液體中的浮子的浮力隨液位高度而變化的原理工作?？煞譃楦∽訋т摻z繩的、浮球帶杠桿的和沉筒式的幾種。測量物位的儀表(yíbiǎo)，按工作原理分：§3.6物位檢測(jiǎncè)及儀表3.6.1概述第一百三十一頁，共165頁。④電磁式物位儀表：使物位的變化轉(zhuǎn)換為一些電量的變化，通過測出這些電量的變化來測知物位。它又可分為電阻式（即電極式）、電容式和電感式物位儀表等，還有利用壓磁效應(yīng)的物位儀表。

⑤核輻射式物位儀表：利用核輻射透過物料時，其強度隨物質(zhì)層的厚度而變化的原理(yuánlǐ)而工作的，目前應(yīng)用較多的是γ射線。

⑥聲波式物位儀表：由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同，測出這些變化就可測知物位。所以聲波式物位儀表可以根據(jù)它的工作原理(yuánlǐ)分為聲波遮斷式、反射式和阻尼式。

⑦光學式液位計量儀：利用物位對光源的遮斷和反射原理(yuánlǐ)工作，它利用的光源可以有普通白熾燈光或激光等?！?.6物位檢測(jiǎncè)及儀表3.6.1概述(ɡàishù)第一百三十二頁，共165頁。①測量(cèliáng)原理自身(zìshēn)重力所受浮力(fúlì)設(shè)浮子所受外力為F’，當浮子處于平衡狀態(tài)時有液位上升⊿h時浮力增加⊿

F，設(shè)F’不變，則有F’+F+⊿F>G，因此浮子上移達到一新的平衡位置，浮子位置表示了新液面的位置。1浮力式液位計——(1)恒浮力式液位計3.6.2液位計分類第一