工業(yè)自動化培訓教材第一章概述第一節(jié)緒論現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展特點：裝置的大型化和自動化自動化的目的：安全操作、平穩(wěn)運行、提高效率工業(yè)自動化技術主要內容：生產工藝過程中各種工況信息的檢測、轉換、顯示和控制實現(xiàn)自動化的方式：采用相關自動化儀表及配套軟件：第二節(jié)自動化儀表基礎知識分類：檢測儀表、顯示儀表、控制儀表、執(zhí)行器顯示儀表指示儀記錄儀累計器信號報警器屏幕顯示器控制儀表基地式調節(jié)器氣動單元組合儀電動單元組合儀分散型控制系統(tǒng)DCS可編程控制器PLC可編程調節(jié)器工業(yè)控制機IPC組裝式儀表計算機控制系統(tǒng)安全控制系統(tǒng)FSC檢測儀表流量壓力物位溫度成分分析執(zhí)行器氣動調節(jié)閥電動調節(jié)閥第二節(jié)自動化儀表基礎知識相關參數(shù)1、精確度：測量值與實際值的差異程度，表示測量誤差大小精確度=（測量值-實際值）/（標尺上限-標尺下限）×100%2、靈敏度：穩(wěn)態(tài)時儀表輸出變化對輸入變化的比值，表示儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。靈敏度=指針指示值/被測參數(shù)變化3、非線性誤差：對于理論上具有線性特性的儀表，實際輸入輸出特性曲線對理論線性的偏離程度。非線性誤差=（實際值與理論值的最大絕對誤差值）/（標尺上限-標尺下限）×100%4、變差：儀表正向（上升）特性與反向（下降）特性差異程度變差=正、反行程時指示值的最大絕對誤差/（標尺上限-標尺下限）×100%5、動態(tài)誤差：由于檢測環(huán)節(jié)中存在的元件動慣性（時間常數(shù)）、測量傳遞滯后（純滯后時間）帶來的誤差。第二章溫度測量儀表第一節(jié)概述分類：接觸式和非接觸式固體的膨脹：雙金屬溫度計熱膨脹液體的膨脹：玻璃溫度計氣體的膨脹：壓力式溫度計金屬熱電阻：銅熱電阻、鉑熱熱電阻接觸式熱電阻半導體熱敏電阻：鍺電阻、碳電阻廉金屬熱電偶：貴金屬熱電偶熱電偶難熔金屬熱電偶非金屬熱電偶輻射法非接觸式熱輻射亮度法比色法第二節(jié)壓力式溫度計原理：密閉容器里的液體、氣體受熱后產生膨脹進而引起壓力變化?；窘Y構：溫包、毛細管和指示器三部分組成。第三節(jié)雙金屬溫度計原理：螺旋狀的牢固結合在一起的兩種具有不同膨脹系數(shù)的金屬在溫度變化時螺旋管曲率發(fā)生變化帶動指針偏轉。結構組成：表盤、保護管、感溫元件結構形式：軸向型、徑向型、萬向型型號：WSS(X)

第一方框：表盤公稱尺寸mm：3-φ60、4-φ100、5-φ150

第二方框：結構形式：0-軸向型、1-徑向型、8-萬向型第三方框：安裝形式：0-無固定裝置、1-可動外螺紋、2-可動內螺紋、3-固定外螺紋、4-活動法蘭

X代表電接點第四節(jié)熱電阻原理：金屬導體或半導體材料的電阻值隨溫度的變化而變化適用材料：銅、鉑、鎳、鐵、鍺、碳等，常用的是銅和鉑結構：1、裝配式：感溫元件、接線部分和保護管

2、鎧裝式：電阻元件封焊在由金屬套管、絕緣材料和金屬導線組成的盒里鉑熱電阻型號：

1、裝配式：WZW代表溫度儀表，Z代表熱電阻第一方框：熱電阻材料：P-鉑、C-銅

第二方框：安裝形式：1-無固定裝置、2-固定螺紋、3-活動法蘭紋、4-固定法蘭、5-固定螺紋椎形保護管式

第三方框：接線盒方式：2-防濺式、3-防水式第四方框：表盤公稱尺寸mm：3-φ60、4-φ100、5-φ1502、鎧裝式：WZPKW代表溫度儀表，Z代表熱電阻，P代表鉑電阻，K代表鎧裝式第四節(jié)熱電阻第一方框：安裝形式：1-無固定裝置、2-固定卡套螺栓、3-可動卡套螺栓、4-固定卡套法蘭、5-可動卡套法蘭

第二方框：接線端子形式：0-簡易式、1-防濺式、2-防水式、6-防爆式、7-帶延長導線式第三方框：鎧套直徑mm：3-φ3、4-φ1、5-φ5、6-φ6測溫范圍：鉑熱電阻：-200~850℃、銅熱電阻：-50~150℃分度值：鉑熱電阻：Pt10和Pt100、銅熱電阻：Cu50和Cu100

分度值代表感溫材料在0℃時相應的電阻值分別是10Ω、100Ω、50Ω、100Ω。優(yōu)、缺點：鉑熱電阻：優(yōu)點：精度高、物理化學性能穩(wěn)定，制作容易缺點：電阻溫度系數(shù)小，電阻與溫度為非線性關系，價格昂貴。銅熱電阻：優(yōu)點：電阻與溫度為線性關系，價格便宜缺點：電阻率低，易氧化，耐溫低第五節(jié)熱電偶原理：兩種不同導體串接成一個閉合回路，當兩邊結合點出現(xiàn)溫度差時回路中就會產生電動勢而出現(xiàn)電流測溫范圍：-200~1600℃結構組成：感溫元件、保護管和接線部分標準熱電偶：銅-康銅（WRTK）、鎳鉻-康銅（WREK）、鎳鉻-鎳硅（WRKK）、鐵-康銅（WRJK）、鉑銠30-鉑銠6（WRBK）和鉑銠1—鉑（WRSK）標準熱電偶都有標準的熱電勢和溫度的對應關系，它是在參考端的溫度為零度的條件下測得的，但在實際使用時將參考端的溫度控制在零度是不現(xiàn)實的，并且現(xiàn)場的環(huán)境溫度隨時都會變化，在實際使用時通常采用補償導線將熱電偶的參考端延伸到溫度恒定的地方并對參考端的溫度相對于零度時的熱電勢進行補償。補償導線與連接的熱電偶有近似的熱電特性且價格便宜。測量端T參考端T0導體A導體B第五節(jié)非接觸式溫度計原理：利用受熱物體的表面亮度或熱輻射強度與溫度的關系通過比較或變換間接的測出溫度。常用類型：光學高溫計、輻射高溫計、光電高溫計

第六節(jié)電接點溫度計適用范圍：壓力式溫度計和雙金屬溫度計原理：顯示表盤帶電路接點，當?shù)竭_設定溫度值時電路接點連通發(fā)出電信號。第七節(jié)總結就地溫度測量儀表選擇1、通常情況下一般選用雙金屬溫度計2、-80℃以下，不宜近距離觀察，有振動且精確度不高的場合宜選用壓力式溫度計溫度檢測元件選擇1、一般場合優(yōu)先選用熱電偶2、要求測量精度高且無振動場合優(yōu)先選用熱電阻熱電偶和熱電阻優(yōu)、缺點比較熱電偶：優(yōu)點：體積小，便于安裝、信號可遠傳做指示和控制使用、測溫范圍廣、價格低、再現(xiàn)性好、效驗容易缺點：熱電勢與溫度為非線性關系、精度比熱電阻低、與熱電阻比接點易老化、需接補償導線熱電阻：優(yōu)點：精度高、再現(xiàn)性好、響應速度快缺點：價格較貴、需外接電源、熱慣性大、對機械振動敏感溫度儀表的安裝安裝方式：法蘭固定安裝、螺紋連接固定安裝、法蘭和螺紋連接共同安裝、保護套管插入安裝通用規(guī)則：1、在設備及高溫、帶腐蝕性介質的中、低壓管道上安裝一般采用法蘭式2、在無腐蝕性介質的管道上一般采用螺紋安裝3、在高壓管道上一般先焊接上溫度計套管再安裝溫度計安裝注意事項：1、安裝位置應在介質溫度變化靈敏且具有代表性的地方，應避開閥門、焊縫以及介質流束呈死角的地方2、就地指示儀表應安裝在便于觀察的地方3、在拐彎處或傾斜安裝時應逆向流體方向安裝4、雙金屬溫度計安裝在管徑DN≤50的管道和熱電阻、熱電偶在在管徑DN≤70的管道上安裝時要加裝擴大管5、熱電偶的安裝應遠離磁場第三章壓力測量儀表第一節(jié)概述各壓力表示之間的關系壓力測量原理：P=F/AP-壓力F-垂直作用力A-受力面積1、直接測量F2、測量彈性元件受壓后引形變而產生的彈性力3、利用物質與壓力有關的物理特性(主要是電性質)絕對壓力絕對壓力的零點絕對壓力負壓、真空度表壓大氣壓力線第二節(jié)液柱式壓力計工作液體被測壓力第二節(jié)彈性壓力表彈簧管壓力表彈性C形管膜片壓力表帶波紋的圓形膜片通過工作液傳到彈簧管上膜盒壓力表兩片連接在一起的圓形波紋膜片組成的盒裝物—測微正壓和負壓第三節(jié)電測式壓力傳感器

壓電式壓力傳感器某些晶體在某一方向受壓(拉)后在對應的兩個面表面上產生電荷（壓電效應）并在外力撤消后重新不帶電壓阻式壓力傳感器固體受到外力作用后電阻率發(fā)生變化（壓阻效應）電容式壓力傳感器彈性元件受壓后的變形可改變電容器的電容量諧振式壓力傳感器彈性元件的諧振頻率在受到外力后會發(fā)生變化第四節(jié)其它電接點壓力表耐震壓力表表殼加填充液耐腐蝕壓力表耐腐蝕材料彈性元件和隔膜壓力表耐高溫壓力表隔離管、隔離管、隔離環(huán)應變式壓力變送器測量彈性元件的應變并轉變成電信號壓力開關彈性元件為一電路接點，受壓后與另一接點連通

第五節(jié)壓力測量儀表的安裝量程選擇

1、穩(wěn)定壓力：正常測量壓力×1.5≈壓力表最大量程

2、脈動壓力：正常測量壓力×2.0≈壓力表最大量程

3、機泵出口壓力：機泵出口最大壓力≈壓力表最大量程

4、高壓壓力：正常測量壓力×1.7＜壓力表最大量程通用規(guī)則：最小測量壓力×3.0≥壓力表最大量程型式選擇

1、測壓＞0. 04MPa：彈簧管壓力表

2、測壓＜0. 04MPa：膜盒壓力表

3、測蒸汽或高于60℃：帶隔離環(huán)或不銹鋼壓力表

4、測脈動壓力：耐震壓力表

5、測含塵氣體：加除塵器

6、測含液氣體：加氣液分離器

7、測高壓（＞10MPa）：加卸壓裝置第六節(jié)壓力測量儀表的安裝安裝原則：

1、壓力測量點應選擇在介質流速穩(wěn)定的地方

2、壓力測量點應選擇在溫度測量點的上游

3、測含灰塵、固體顆?；虺恋砦锏然鞚峤橘|時，壓力測量點應傾斜向上安裝

4、測液體時壓力測量點應選擇在管道的下半部與管道水平中心成45°的夾角范圍內