1、過程控制,第二章 過程參數(shù)測量與變 送器,過程參數(shù)測量與變送器概述,工業(yè)控制系統(tǒng)中的檢測技術與變送器是實現(xiàn)自動控制的基礎。采用自動檢測系統(tǒng)對生產(chǎn)過程中的過程參數(shù)的變化進行實時測量及實時分析 ，實時監(jiān)控和管理，是生產(chǎn)企業(yè)常用以提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質量的現(xiàn)代化方法。 過程參數(shù)（或稱過程變量）的測量主要是指對連續(xù)生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量、液位和成分等參數(shù)的測量。過程參數(shù)測量與變送則是將被測參數(shù)轉換成統(tǒng)一的標準信號，如氣動儀表的標準傳輸信號0.020.1MPa，電動儀表的標準傳輸信號010mADC 或420mADC。此環(huán)節(jié)是實現(xiàn)過程參數(shù)顯示和過程控制的前提，是過程控制工程的主要組成部分，一個基本的過程控

2、制系統(tǒng)如圖2-1所示。,過程參數(shù)測量與變送器概述,圖2-1 過程控制系統(tǒng)的組成原理,過程參數(shù)測量與變送器概述,從圖中可以看到，檢測技術及儀表是完成對各種過程參數(shù)的測量，并實現(xiàn)必要的數(shù)據(jù)處理的功能單元；控制技術及儀表則是實現(xiàn)各種控制作用的手段和條件，它將檢測得到的數(shù)據(jù)進行運算處理，并通過相應的功能單元實現(xiàn)對被控變量的調節(jié)。自動檢測和自動控制系統(tǒng)中都有“傳感器”環(huán)節(jié)，可見與自動檢測技術相關的傳感器技術是實現(xiàn)自動化的重要支柱。 我們通過過程參數(shù)的準確測量與變送，可以及時了解工藝設備的運行工況；為操作人員提供操作依據(jù)；為自動化裝置提供測量信號。這對于確保生產(chǎn)安全，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與質量，對于節(jié)約能源、保

3、護環(huán)境衛(wèi)生，提高經(jīng)濟效益等都是十分重要的，是實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過程自動化的必要條件。,2-1 檢測過程與變送器,2.1.1檢測過程 檢測就是人們借助專門的技術和設備，通過實驗方法取得某一客觀事物數(shù)量信息的過程。專門用于檢測的儀表或系統(tǒng)稱為檢測儀表或檢測系統(tǒng)，其基本任務就是從測量對象獲取被測量，并向測量的操作者展示測量的結果。 檢測儀表與檢測系統(tǒng)它至少包括四個基本組成部分：反映過程參數(shù)的被測對象、感受被測量的傳感器或敏感元件、展示測量結果的顯示器和聯(lián)接二者的測量電路等中間環(huán)節(jié)，如圖2-2所示。對某一個具體的檢測系統(tǒng)而言，被測對象、檢測元件和顯示裝置部分一般是必需的，而其他部分則視具體系統(tǒng)的結構而異。,

4、2-1 檢測過程與變送器,傳感器又稱為檢測元件或敏感元件，它直接響應被測變量，經(jīng)能量轉換并轉化成一個與被測變量成對應關系的便于傳送的輸出信號，如電壓、電流、電阻、頻率、位移、力等。 一般都需要經(jīng)過變送環(huán)節(jié)的進一步處理，把傳感器的輸出轉換成如010mADC或420mADC等標準統(tǒng)一的模擬量信號或者滿足特定標準的數(shù)字量信號，這種檢測儀表稱為變送器。變送器的輸出信號送到顯示裝置以指針、數(shù)字、曲線等形式把被測量顯示出來，或者同時送到控制器對被控對象實現(xiàn)控制作用。傳感器本質上是非電系統(tǒng)與電系統(tǒng)之間的接口。由于傳感器大多都存在著一定的非線性，經(jīng)常需要在檢測儀表或檢測系統(tǒng)中加入非線性校正電路，或采取非線性校

5、正的軟件措施等。,2-1 檢測過程與變送器,2.1.2檢測系統(tǒng) 過程參數(shù)測量的過程是個自動檢測系統(tǒng)，它是個開環(huán)系統(tǒng)。當所選用的儀表不同時，其系統(tǒng)的構成也不盡相同。 （1）當采用模擬儀表進行測量時，其檢測儀表或檢測系統(tǒng)的組成如圖2-3所示 圖2-3 模擬儀表及檢測系統(tǒng)的構成原理圖,2-1 檢測過程與變送器,（2）當采用數(shù)字儀表進行測量時，其檢測儀表或檢測系統(tǒng)的組成如圖2-4所示。 （3）當采用計算機進行測量時，其典型的微機化檢測系統(tǒng)的組成如圖2-5所示。,2-1 檢測過程與變送器,從以上的組成結構中可以看出，如果測量的參數(shù)為電量，則可去掉傳感器部分，直接將電量送入測量電路中，構成電量測量系統(tǒng)。

6、另外，測量信號是逐級傳遞到顯示器的，那么每一級信號傳遞和信號處理的準確性都是非常重要的，否則將會造成測量值在最終顯示時的不準確。為此我們要求特別是傳感器一定要具有高的準確性、高的穩(wěn)定性、好的靈敏度。 總之：測量儀表或測量系統(tǒng)的基本功能是向操作者顯示測量結果。其測量結果的顯示方法有模擬方式和數(shù)字方式兩種。 當采用常規(guī)檢測和控制儀表時，控制系統(tǒng)的結構與此圖相同，其中檢測元件和變送單元可以是分立元件也可能是組合功能儀表，各環(huán)節(jié)之間采用的是點對點聯(lián)接的方法。 當采用計算機或數(shù)字控制器作為調節(jié)單元時，系統(tǒng)的結構就可能是多樣的，但其基本控制原理差別不大。例如：有直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDC、分布式控制系統(tǒng)DCS

7、、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS。在網(wǎng)絡化的控制回路系統(tǒng)中，多數(shù)檢測和儀表單元均是通過網(wǎng)絡相互聯(lián)接和傳送信息的。,2-1 檢測過程與變送器,2.1.3變送器 變送器的作用是將各種工藝參數(shù)，如溫度、壓力、流量、液位、成分和物理變換成相應的統(tǒng)一標準信號0-10mA或4-20mA，再傳送到指示記錄儀、運算器和調節(jié)器，供指示、記錄和調節(jié)。變送器本質上也是測量儀表，但它更加強調將被測量轉化為統(tǒng)一的標準信號。,2-1 檢測過程與變送器,按照被測參數(shù)分類，變送器主要有：溫度變送器、壓力變送器、液位變送器和流量變送器等。 變送器的理想輸入輸出特性如圖如示。,2-1 檢測過程與變送器,1. 變送器的構成 通常，變送器由

8、輸入轉換部分、放大器和反饋部分組成,2-1 檢測過程與變送器,下面討論變送器的幾個具體問題。 變送器量程調整前后 輸入輸出特性 如圖 量程（滿度）調整 零點調整和零點遷移 線性化,2-1 檢測過程與變送器,2.變送器輸出信號與電源的連接方式 電動變送器輸出信號與電源的連接方式有兩種：四線制和兩線制。圖2-11（a）示為四線制變送器與電源、負載的接線方式。,2-1 檢測過程與變送器,圖2-11（a）示為四線制變送器與電源、負載的接線方式。供電電源（220VAC或24VDC）通過下面兩根導線接入，上面兩根導線與負載電阻RL相連，輸出010mADC或420mADC信號。這種接線方式中，同變送器連接的

9、導線有四根，稱為四線制。而在圖2-11（b）中，24VDC電源電壓和負載電阻RL串聯(lián)后接到變送器。這種接線方式中，同變送器連接的導線只有兩根，這兩根導線同時傳送變送器所需的電源電壓和420mADC輸出電流，稱為兩線制。,2-2 溫度變送器,2.2.1 溫度檢測方法 1溫度的測量與分類 溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學試驗以及日常生活中需要普遍進行測量和控制的一個重要物理量。很多重要的生產(chǎn)過程只有在一定的溫度范圍內才能有效地進行。因此對溫度進行準確的測量和可靠的控制是過程控制工程的重要任務之一。 溫度的測量方法很多，這是因為被測對象的多樣性，被測參數(shù)的多樣性，使得我們在測量

10、溫度時需采用不同的測量方法，從測量體與被測介質接觸與否來分，有接觸式測溫和非接觸式測溫兩類。如表2-1所示。,2-2 溫度變送器,1.接觸式測溫的方法： 此方法常用于-1001800溫度的測量，其特點是方法簡單、可靠，測量精度高。缺點是由于需進行充分的熱接觸，測量時需有一定的響應時間，而且使用時往往會破壞被測對象的熱平衡，產(chǎn)生附加誤差。由于環(huán)境的特點，使得對測量元件的結構和性能要求較高。此外測量體可能與被測介質產(chǎn)生化學反應；測量體還受到耐高溫材料的限制，不能應用于很高溫度的測量。為此需正確選用和安裝溫度敏感元件。,2-2 溫度變送器,2.非接觸式測溫的方法 溫度敏感元件不與被測對象接觸，而是通

11、過熱輻射進行熱交換，或是通過溫度敏感元件來接收被測對象的部分熱輻射能，再由熱輻射能的大小計算出被測對象的溫度。此方法常用于環(huán)境條件惡劣，測量極高溫度的場所（最高可達6000）。此方法測溫響應快，對被測高溫對象干擾小，可測量高溫運動的被測對象，以及用于有強電磁干擾強腐蝕的場合。其缺點是容易受到物體的發(fā)射率、測量距離、煙塵和水氣等外界因素的影響，其測量誤差較大。為此要求正確的選擇測量方法及敏感元件的安裝地點。,2-2 溫度變送器,2.2.2 溫度變送器 溫度變送器可與各種分度號的熱電偶或熱電阻配合使用，將被測溫度轉換成統(tǒng)一的標準電流（或電壓）信號，作為顯示儀表或調節(jié)器的輸入，以實現(xiàn)對被測溫度的顯示

12、、記錄或自動控制。熱電偶、熱電阻是用于溫度信號檢測的一次元件，它需要和顯示單元、控制單元配合，來實現(xiàn)對溫度或溫差的顯示、控制。 目前溫度變送器的種類規(guī)格比較多，常用的有常規(guī)的DDZ-型溫度變送器、一體化溫度變送器、智能溫度變送器等，以滿足不同溫度測量控制系統(tǒng)的設計及應用需求。,2-2 溫度變送器,1 .DDZ-型溫度變送器 DDZ-型溫度變送器是工業(yè)過程中使用廣泛的一類模擬式溫度變送器。它與各種類型的熱電阻、熱電偶配套使用，將溫度或溫差信號轉換成420mADC、15VDC的統(tǒng)一標準信號輸出。 常規(guī)的DDZ-型溫度變送器有三個品種：直流毫伏變送器、熱電偶溫度變送器、熱電阻溫度變送器。前一種是將直

13、流毫伏信號轉換成420mADC和l5VDC的統(tǒng)一輸出信號；后兩種分別與熱電偶、熱電阻配合使用，將溫度信號轉換成與之成正比的420mADC和l5VDC的統(tǒng)一信號輸出。,2-2 溫度變送器,在過程控制領域中，實現(xiàn)對溫度的測量與控制，使用最多的是熱電偶溫度變送器和熱電阻溫度變送器。因為它結構簡單，使用方便可靠，并具有如下主要特點： 采用低漂移、高增益的線性集成電路作為主放大器，提高了儀表的可靠性，穩(wěn)定性及各項技術性能。 在熱電偶及熱電阻溫度變送器中均采用了線性化處理電路，使變送器的輸出與被測溫度之間呈線性關系，方便于指示和記錄。 在線路中采用了安全火花防爆措施，故可用于危險場所中的溫度測量，從而擴大

14、了應用領域。,2-2 溫度變送器,DDZ-型溫度變送器在線路結構上都分為量程單元和放大單元兩個部分，如圖2-12所示。,2-2 溫度變送器,（1）放大單元的工作原理 放大單元的作用是將量程單元輸出的直流毫伏信號進行電壓及功率放大，然后整流輸出統(tǒng)一的420mADC標準電流信號和l5VDC標準電壓信號。 溫度變送器的放大單元是通用部件，它是由集成運算放大器、功率放大器、輸出回路、直流-交流-直流變送器等部分組成，其原理線路見圖2-13所示。,2-2 溫度變送器,2-2 溫度變送器,集成運算放大器 功率放大器 輸出及反饋回路 直流-交流-直流變換器（簡稱DCACDC變換器）,2-2 溫度變送器,（2

15、）量程單元的工作原理 量程單元是直接與測量元件相連的部份，由于不同的測溫范圍和條件，我們選擇不同分度號的測溫元件，因此，量程單元也具有相應的分度號以適應各測溫元件。所以量程單元不是通用的。其作用是根據(jù)輸入信號的不同而實現(xiàn)熱電偶冷端溫度補償、測量信號線性化、整機調零和調量程等。 直流毫伏變送器、熱電偶溫度變造器、熱電阻溫度變送器因其作用不同、輸入信號不同、測量范圍不同，它們的量程單元也不同。,2-2 溫度變送器, 直流毫伏變送器量程單元 直流毫伏變送器的輸入電路由它是由信號輸入回路、零點調整橋路及反饋回路等三部分組成，如圖2-14所示,2-2 溫度變送器, 熱電偶溫度變送器量程單元 熱電偶溫度變

16、送器量程單元由信號輸入回路、零點調整及冷端補償回路、非線性反饋回路及集成穩(wěn)壓電源組成，如圖2-15所示。,2-2 溫度變送器,由于熱電偶的特性是非線性的，則線性化負反饋通道的設計就是用于補償非線性環(huán)節(jié)的，以保證熱電偶溫度變送器具有線性化的輸入輸出特性。在該類變送器中，各環(huán)節(jié)的工作特性示意圖如圖2-16所示。,2-2 溫度變送器,如圖2-17所示，通過反饋回路的非線性來補償熱電偶的非線性使I0與T成線性關系。補償非線性環(huán)節(jié)是在反饋回路上采用各段斜率不等的線段連成折線來構成的。由實驗可知，當折線的段數(shù)為46時，殘余誤差可小至0.2。,2-2 溫度變送器, 熱電阻溫度變送器量程單元 熱電阻溫度變送器

17、量程單元仍由輸入、調零和反饋三部分組成，但在熱電偶溫度變送器輸入電路的基礎上進行了一些調整。這些調整包括采用三線制將熱電阻連接到電橋，用電流正反饋方法取代多段折線方法進行特性的線性化處理。其電路結構如圖2-18所示。,2-2 溫度變送器,2. 一體化溫度變送器 所謂一體化溫度變送器，是指將變送器模塊安裝在測溫元件接線盤或專用接線盒內的一種溫度變送器。其變送器模塊和測溫元件形成一個整體，可以直接安裝在被測工藝設備上，輸出為統(tǒng)一標準信號。這種變送器具有體積小、質量輕、現(xiàn)場安裝方便等優(yōu)點，因而在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應用。 一體化溫度在送器，由測溫元件和變送器模塊兩部分構成，其結構框圖如圖2-19所示。

18、變送器模塊把測溫元件的輸出信號Et或Rt轉換成為統(tǒng)一標準信號，主要是420mA的直流電流信號。,2-2 溫度變送器,由于一體化溫度變送器直接安裝在現(xiàn)場，在一般情況下變送器模塊內部集成電路的正常工作溫度為-20+80，超過這一范圍，電子器件的性能會發(fā)生變化，變送器將不能正常工作，因此在使用中應特別注意變送器模塊所處的環(huán)境溫度。 一體化溫度變送器品種較多，其變送器模塊大多數(shù)以一片專用變送器芯片為主，外接少量元器件構成，常用的變送器芯片有AD693、XTRl0l、XTRl03、IXRl00等。下面以AD693構成的，一體化溫度變送器為例進行介紹。,2-2 溫度變送器,（1）AD693構成的熱電偶溫度

19、變送器 AD693構成的熱電偶溫度變送器的電路原理如圖2-20所示，它由熱電偶、輸入電路和AD693等組成。,2-2 溫度變送器,(2)AD693構成的熱電阻溫度變送器 AD693構成的熱電阻溫度變送器采用三線制接法，其電路原理如圖2-21所示，它與熱電偶溫度變送器的電路大致相仿，只是原來熱電偶冷端溫度補償電阻RCu現(xiàn)用熱電阻Rt代替。 這時，AD693的輸入信號Ui為電橋的輸出信號UBD，即 同樣可求得熱電阻溫度變送器的輸出與輸入之間的關系為,2-2 溫度變送器,2-2 溫度變送器,3. 智能式溫度變送器 智能式溫度變送器有采用HART協(xié)議通信方式，也有采用現(xiàn)場總線通信方式，前者技術比較成熟

20、，產(chǎn)品的種類也比較多；后者的產(chǎn)品近兩年才問世，國內尚處于研究開發(fā)階段。下面以SMART公司的TT302溫度變送器為例進行介紹。 TT302溫度變送器是一種符合FF通信協(xié)議的現(xiàn)場總線智能儀表，它可以與各種熱電阻或熱電偶配合使用測量溫度，具有量程范圍寬、精度高、環(huán)境溫度和振動影響小、抗干擾能力強、質量輕以及安裝維護方便等優(yōu)點。 TT302溫度變送器還具有控制功能，其軟件中提供了多種與控制功能有關的功能模塊，用戶通過組態(tài)，可以實現(xiàn)所要求的控制策略。,2-2 溫度變送器,TT302溫度變進器的硬件構成 TT302溫度變送器的硬件構成原理框圖如圖2-22所示，在結構上它由輸入板、主電路板和液晶顯示器組成

21、。 輸入板:輸入板包括多路轉換器、信號調理電路、A/D轉換 器和隔離部分 主電路板 :主電路板包括微處理器系統(tǒng)、通信控制器、信 號整形電路、本機調整部分和電源部分，它是變送器的核心 部件。 液晶顯示器:用于接收CPU的數(shù)據(jù)并加以顯示。,2-2 溫度變送器,2-2 溫度變送器,(2) TT302溫度變送器的軟件構成 TT302溫度變送器的軟件分為系統(tǒng)程序和功能模塊兩大部分。系統(tǒng)程序使變送器各硬件電路能正常工作并實現(xiàn)所規(guī)定的功能，同時完成各組成部分之間的管理。功能模塊提供了各種功耗，用戶可以選擇所需要的功能模塊以實現(xiàn)用戶所要求的功能。 TT302等一類智能式溫度變送器還有很多其他功能，用戶可以通過

22、上位管理計算機或掛接在現(xiàn)場總線通信電纜上的手持式組態(tài)器，對變送器進行遠程組態(tài)調用或刪除功能模塊；對于帶有液晶顯示的變送器，也可以使用磁性編程工具對變送器進行本地調整。,2-2 溫度變送器,2.2.6 溫度變送器的選用原則 1.溫度檢測儀表的選擇原則 （1）必須滿足生產(chǎn)工藝要求 正確選擇儀表的量程和精度，正常使用溫度范圍一般為量程的3090。熱電阻適用于測量500以下的中、低溫度；熱電偶適用于測量5001800范圍的中、高溫度；輻射式溫度計一般則適用于2000以上的高溫測量。 （2）必須滿足使用要求 對于一些重要的測溫點，可選用自動記錄型儀表；對于一般場合只要選擇指示型儀表；如果要實現(xiàn)溫度自動控

23、制，則需要配用溫度變送器。對于就地指示要求的，可選擇雙金屬溫度計；對于需要遠傳測量信號的則可選擇熱電偶或熱電阻等。 （3）必須注意使用現(xiàn)場的工作環(huán)境 為了確保儀表工作的可靠性和提高儀表的使用壽命，必須注意生產(chǎn)現(xiàn)場的使用環(huán)境。諸如工藝現(xiàn)場的氣體性質（氧化性、還原性、腐蝕性等）、環(huán)境溫度等，并需采取相應的技術措施。,2-2 溫度變送器,2. 溫度檢測儀表的安裝原則 （1）檢測元件的安裝應確保測量的準確性，合理選擇具有代表性的測溫點位置。 （2）對于接觸式測溫元件而言，檢測元件應有足夠的插入深度，以保證測溫儀表與被測介質應充分接觸。測量管理中介質溫度時，檢測元件工作端應處于管道中心流速最大之處，要求

24、檢測元件與介質成逆流狀態(tài)，至少是正交，切勿與介質成順流安裝，特別不要將檢測元件插入介質的死角區(qū)。檢測元件安裝示意圖如圖2-23所示。,2-2 溫度變送器,（3）防止干擾信號引入 在工程上安裝熱電偶或熱電阻時，其接線盒的出線孔應朝下，以免積水及灰塵等造成接觸不良；在有強烈電磁場干擾源的場合，儀表應從絕緣孔中插入至被測介質。 （4）保證儀表正常工作 儀表在安裝和使用中要避免機械損傷、化學腐蝕及高溫變形。在有強烈振動的環(huán)境中工作時，必須有防振措施等，以保證儀表能正常工作。 （5）檢測元件的安裝位置應綜合考慮儀表的維修、檢驗的方便。,2-2 溫度變送器,3. 溫度檢測儀表的使用原則 當選用熱電偶測溫時

25、，必須注意正確使用補償導線的類型及其與熱電偶的配套連接和極性。同時一定要進行冷端溫度補償。若選用熱電阻測溫時，則必須注意三線制接法，同時要保證三引線的阻值符合后續(xù)儀表設備對其之要求。 圖2-24為一般工業(yè)用溫度測量儀表的選型原則。,2-2 溫度變送器,2-3壓力變送器,壓力是過程控制系統(tǒng)中的重要工藝參數(shù)之一。壓力的檢測與控制是保證生產(chǎn)過程安全正常運行的必要條件。如果壓力不符合要求，不僅影響生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品質量，有時還會造成嚴重的生產(chǎn)事故。另外，其它一些過程參數(shù)諸如溫度、流量、液位等往往也可以通過壓力來間接測量。所以壓力檢測在生產(chǎn)過程自動化中具有特殊的地位。,2-3壓力變送器,2.3.1 壓力

26、檢測的方法 1壓力的基本概念及單位 工程上定義的壓力，是指均勻、垂直地作用在單位面積上的力。即物理學上的壓強。用符號p表示。 壓力的單位是帕斯卡(簡稱帕，用符號Pa表示，1Pa=1N/m2)。它是法定的計量單位 。但由于在工程上，其他一些壓力單位還在普遍使用：工程大氣壓、巴、毫米汞柱、毫米水柱等。這些壓力單位與國際單位制中的壓力單位之間的轉換關系如表2-2所示。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,壓力的表示方式有三種，即：絕對壓力、表壓力，負壓或真空度。它們之間的關系如圖2-25所示。,2-3壓力變送器,絕對壓力是物體所承受的實際壓力，以絕對壓力零線作起點計算的壓力。 表壓力是指一般壓力儀表

27、所測得的壓力，它是高于本地大氣壓力的絕對壓力與本地大氣壓力之差，即。 真空度是指大氣壓與低于大氣壓的絕對壓力之差。有時也稱為負壓，即。 由于各種工藝設備和檢測儀表通常是處于大氣壓之中，本身就承受著大氣壓力，因此，工程上通常采用表壓力或者真空度來表示壓力的大小，一般的壓力檢測儀表所指示的壓力也是表壓力或者真空度。除特殊說明之外，以后所提及的壓力均指表壓力。,2-3壓力變送器,2壓力檢測儀表的測量方法和分類 由于在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中測量壓力的范圍很寬，測量的條件和精度要求各異，所以壓力檢測儀表的種類很多，根據(jù)敏感元件和轉換原理的不同，一般分為以下四類。 液柱式壓力檢測儀表 彈性式壓力檢測儀表 電氣

28、式壓力檢測儀表 活塞式壓力檢測儀表,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,2.3.2 彈性式壓力計 1彈性元件 彈性式壓力表是利用各種彈性元件，在被測介質壓力作用下產(chǎn)生彈性變形（服從虎克定律）的原理來測量壓力的。彈性元件在彈性限度內受壓后會產(chǎn)生變形，變形的大小與被測壓力成正比關系。,2-3壓力變送器,a) 單圈彈簧管 b )波紋管 C)單膜片,2-3壓力變送器,2彈簧管壓力表,2-3壓力變送器,彈簧管可以通過傳動機構直接指示被測壓力，也可以用適當?shù)霓D換元件把彈簧管自由端的位移變換成電信號輸出。 彈簧管有單圈和多圈之分，二者的測壓原理是相同的。彈簧管常用的材料有錫青銅、磷青銅、合金鋼、不銹鋼等，適

29、用于不同的壓力測量范圍和測量介質。 彈簧管壓力表結構簡單、使用方便、價格低廉、測量范圍寬，因此應用十分廣泛。一般的工業(yè)用彈簧管壓力表的精度等級為1.5級或2.5級。,2-3壓力變送器,2.3.3 電氣式壓力計 電氣式壓力表是利用壓力傳感器將被測壓力的變化轉換為電阻、電容、電勢等各種電量進行遠傳，從而實現(xiàn)壓力的間接測量。這種壓力計反應較快，測量范圍較廣、精度可達0.2，便于遠距離傳送。所以在生產(chǎn)過程中可以實現(xiàn)壓力自動檢測、自動控制和報警，適用于測量壓力變化快、脈動壓力、高真空和超高壓的場合。 由于被測壓力的測量范圍不同，測量要求不同，現(xiàn)場安裝條件不同，電氣式壓力計的結構原理和應用方法也不盡相同。

30、,2-3壓力變送器,1應變式壓力儀表 應變式壓力表的敏感元件為應變片，是由金屬導體或者半導體材料制成的電阻體。應變片基于應變效應工作，當它受到外力作用產(chǎn)生機械形變（伸長或者收縮）時，應變片的阻值也將發(fā)生相應的變化。其電阻值的相對變化與應變有以下關系： 在應變片的測壓范圍內，其阻值的相對變化量與應變系數(shù)成正比，即與被測壓力之間具有良好的線性關系。通常應變片要和彈性元件結合使用，將應變片粘貼在彈性元件上，構成應變片壓力傳感器。應變片壓力傳感器所用彈性元件可根據(jù)被測介質和測量范圍的不同而采用各種形式，常見的有園膜片式、彈性梁式、應變筒式等等。,2-3壓力變送器,應變筒式的壓力傳感器如圖2-28所示,

31、2-3壓力變送器,應變片式壓力儀表就是根據(jù)該輸出電壓信號隨壓力變化實現(xiàn)壓力的間接測量。如果將電橋輸出電壓Ui進一步轉換為標準信號輸出（如420mADC），則構成應變式壓力變送器，實現(xiàn)壓力信號遠傳測量與控制的。 應變片式壓力檢測儀表具有較大的測量范圍，被測壓力可達幾百兆帕，并具有良好的動態(tài)性能，適用于快速變化的壓力測量。但是，盡管測量電橋具有一定的溫度補償?shù)淖饔茫瑧兤綁毫z測儀表仍有比較明顯的溫漂和時漂，因此，這種壓力檢測儀表較多地用于一般要求的動態(tài)壓力檢測，測量精度一般在0.51.0左右。,2-3壓力變送器,2電容式壓力儀表 （1）電容式壓力傳感器 電容式壓力儀表的核心部件是電容壓力傳感器

32、，其測量原理是將彈性元件的位移轉換為電容量的變化，以測壓膜片作為電容器的可動極板，它與固定極板組成可變電容器。 由平板電容原理可知，二極板間電容公式為：,2-3壓力變送器,當被測壓力變化時，測壓膜片產(chǎn)生位移d，且位移與壓力p成正比，從而改變兩極板間的距離d0-d，使得極板間電容量發(fā)生變化C，測量此電容量變化，則可知被測壓力值。 對于差動平板電容器而言，其電容變化與板間距離變化的關系可表示為：,2-3壓力變送器,（2）電容式差壓變送器 電容式差壓變送器是一種無杠桿機構的變送器，它采用差動電容作為檢測元件。具有結構簡單，性能穩(wěn)定，粘度較高等特點。其構成框圖如圖2-29所示。,2-3壓力變送器,測量

33、部分 當需要測量二點的壓力差時，則可采用差動電容檢測元件。圖2-30為電容式差壓測量室結構示意圖，其感壓元件是一個全焊接的差動電容膜盒。玻璃絕緣層內側的凹球面形金屬鍍膜作為固定電極，中間被夾緊的彈性平膜片作為可動電極，從而組成兩個電容器。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,整個膜盒用隔離膜片密封，在其內部充滿硅油。由隔離膜片感受兩側壓力p1、p2的作用，通過硅油傳壓使彈性膜片產(chǎn)生位移d，且可動極板將向低壓側靠近，電容極板間距離的變化，引起兩側電容器電容值的改變。 假設p1p2，則高壓側電極間距離為d0 +d; 低壓側電極間距離為d0 d。 輸入壓差p與可動中心感壓膜片位移d的關系為,2-3壓

34、力變送器,則根據(jù)理想電容公式，兩電容值為： 兩電容之差為: 常取兩電容之差與兩電容之和的比值 可得,2-3壓力變送器,轉換放大部分 轉換部分的電路原理框圖如圖2-31所示。它是將檢測部分的差動電容的相對變化量轉換成420mADC電流。同時還需實現(xiàn)零點調節(jié)和零點遷移、量程調整等功能。它由振蕩器、解調器、振蕩控制放大器、前置放大器、調零和零點遷移、最程調整（負反饋電路）、功放和輸出等電路組成。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,差動電容器Ci1、C i2由振蕩器供電，經(jīng)解調后輸出差動信號與共模信號。共模信號與基準電壓比較后，再經(jīng)振蕩控制放大器去控制振蕩器的供電，以保持共模信號不變。 從圖中可見，

35、解調器、振蕩器、振蕩控制放大器的作用是將電容比 的變化按比例轉換成測量電流Ii，再送入到電流放大器，經(jīng)調零和零點遷移、最程、限流輸出等處理后，最終輸出420mA DC電流信號I0。此時于是此線性關系可表示為：,2-3壓力變送器,3DDZ-型差壓（壓力）變送器 DDZ-型差壓（壓力）變送器是一種基于力平衡原理工作的常用壓力、壓差儀表，它將被測壓力、壓差、流量、液位等過程參數(shù)變換成420mADC輸出信號，以便實現(xiàn)集中檢測或自動控制。下面以DDZ-型差壓變送器為例，其壓力變送器結構原理和差壓變送器類似，只是測量信號是一點的壓力。,2-3壓力變送器,由DDZ一型差壓變送器的原理結構圖可知，系統(tǒng)是以力矩

36、平衡為基本工作機理的負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。其結構如圖2-33所示。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,在以上分析的機械力矩平衡系統(tǒng)的基礎上，振蕩放大電路可將差動變壓器上檢測片的微小位移轉換為電壓信號，并放大轉換為420mA的電流信號。它相當于位移檢測和功率放大電路，因而主要由差動變壓器、低頻振蕩器、檢波電路和功率放大器4部分組成，其工作原理在此省略。 DDZ-型差壓變送器的整機特性我們主要從如下幾個方面來分析得出： 主杠桿系統(tǒng)的特性 根據(jù)以上分析并簡化，可得杠桿及矢量機構的受力分析結果，以H為支點的杠桿存在力矩關系：,2-3壓力變送器,矢量機構的特性 如圖2-34所示，矢量機構力的分解中可得：,2

37、-3壓力變送器,電磁反饋機構的特性 當差壓變送器的輸出電流I0流經(jīng)反饋線圈時，產(chǎn)生的電磁反饋力Ff與I0之間的關系為： 副杠桿系統(tǒng)的特性 當F2垂直向上作用于副杠桿上，以M為支點形成力矩平衡時，其力矩平衡關系式為： 差壓變送器的整機系統(tǒng)的特性 綜合以上4個環(huán)節(jié)的特性，可得整機系統(tǒng)的輸入輸出關系式：,2-3壓力變送器,由此可見，變送器的輸出電流I0與被測差壓P成正比，具有線性特性。即 當調整矢量機構的傾斜角和反饋線圈系數(shù)中的線圈匝數(shù)時，可使變送器的量程改變。一般地，矢量機構的傾斜角可在40150 間調整；反饋線圈匝數(shù)由兩組構成，通過改變連接方式，可最大變換3倍，于是變送器的最大量程與最小量程的比

38、值可達到的倍數(shù)為：,2-3壓力變送器,為了擴大變送器的應用場所，提高其工作的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，通常要求現(xiàn)場使用的變送器具有一定的防爆特性。為此，DDZIll型差壓（壓力）變送器采用低壓直流24V DC集中供電，并設置了安全柵；同時還在儀表中采用了其他相應的措施，包括盡可能少用儲能元件。如確實需要采用儲能元件，儲能元件的能量需限制在安全定額以內；同時儲能元件應具有放電回路，以避免產(chǎn)生非安全火花。 由于采用直流24V DC集中供電方式，使得此類變送器可以將直流24V電源、差壓（壓力）變送器、250電阻三者串聯(lián)起來，從而可以根據(jù)壓差的大小決定所通過的電流大小，并將250電阻兩端的電壓傳遞給下一

39、級儀表，作為下一級儀表的輸入，實現(xiàn)變送器兩線制連接。如圖2-35所示。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,采用兩線制連接方式，可提高測量或控制系統(tǒng)的防爆等級。當DDZIll型差壓（壓力）變送器采用了輔助儀表安全柵后，其組成的控制系統(tǒng)即為安全火花防爆控制系統(tǒng)。 通常，變送器安裝在現(xiàn)場，其工作電源從控制室送來，而輸出信號傳送到控制室。電動模擬式變送器采用四線制或者二線制方式傳輸電源和輸出信號。智能式變送器采用雙向全數(shù)字量傳輸信號，即現(xiàn)場總線通信方式。目前廣泛采用的一種過渡方式稱為HART協(xié)議通信方式，即在一條通信電纜中同時傳輸 420mA DC電流信號和數(shù)字信號。,2-3壓力變送器,2.3.4

40、智能式差壓變送器 智能式變送器由以微處理器（CPU）為核心構成的硬件電路和由系統(tǒng)程序、功能模塊構成的軟件兩大部分組成。模擬式變送器的輸出信號一般為統(tǒng)一標準的模擬量信號，例如：DDZ-型儀表輸出010mA DC，DDZ-型儀表輸出420mA DC、15VD等，在一條電纜上只能傳輸一個模擬量信號。智能式變送器的輸出信號則為數(shù)字信號，數(shù)字通信可以實現(xiàn)多個信號在同一條通信電纜（總線）上傳輸，但它們必須遵循共同的通信規(guī)范和標準。介于二者之間，還存在一種稱為HART協(xié)議的通信方式。,2-3壓力變送器,1HART協(xié)議的通信方式 所謂HART（Highway Addressable Remote Transd

41、ucer）協(xié)議通信方式，是數(shù)字式儀表實現(xiàn)數(shù)字通信的一種協(xié)議，具有 HART通信協(xié)議的變送器可以在一條電纜上同時傳輸420mA DC的模擬信號和數(shù)字信號。HART信號傳輸是基于 Bell 202通信標準，采用鍵控頻移（FSK）方法，在 420mA DC基礎上疊加幅度為0.5mA的正弦調制波作為數(shù)字信號，如圖2-36所示，1200HZ 頻率代表邏輯“1”，2200HZ頻率代表邏輯“ 0”。這種類型的信號稱為鍵控頻移信號FSK。,2-3壓力變送器,由于數(shù)字FSK信號相位連續(xù)，其平均值為零，故不會影響 420mA DC的模擬信號。HART數(shù)字通信信號HART通信的傳輸介質為電纜線，通常單芯帶屏蔽雙絞電

42、纜距離可達3000m，多芯帶屏蔽雙絞電纜可達1500m，短距離可使用非屏蔽電纜。HART協(xié)議一般可以有點對點模式、多點模式和陣發(fā)模式三種不同的通信模式。 HART協(xié)議通信方式屬于模擬信號傳輸向數(shù)字信號傳輸轉變過程中的過渡性產(chǎn)品。,2-3壓力變送器,2智能式變送器的結構特點 所謂智能變送器是一種帶有微處理器的兼有檢測和信息處理功能的變送器，其構成形式如圖2-37所示。 （1）智能式變送器的硬件構成 智能式變送器主要包括傳感器組件、AD轉換器、微處理器、存儲器和通信電路等部分；采用 HART協(xié)議通信方式的智能式變送器還包括DA轉換器，使其能廣泛應用于目前常規(guī)儀表構成的各種檢測及控制系統(tǒng)。智能式變送

43、器的核心是微處理器，可以實現(xiàn)對檢測信號的量程調整、零點調整、線性化處理、數(shù)據(jù)轉換、儀表自檢以及數(shù)據(jù)通信，同時還控制 A/D和 D/A轉換器的運行，實現(xiàn)模擬信號和數(shù)字信號的轉換。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,被測參數(shù)x經(jīng)傳感器組件，由A/D轉換器轉換成數(shù)字信號送入微處理器，進行數(shù)據(jù)處理。 智能式變送器通過通信電路掛接在控制系統(tǒng)網(wǎng)絡通信電纜上，與網(wǎng)絡中其他各種智能化的現(xiàn)場控制設備或計算機進行通信，向它們傳送測量結果信號或變送器本身的各種參數(shù)，網(wǎng)絡中其他各種智能化的現(xiàn)場控制設備或計算機也可對變送器進行遠程調整和參數(shù)設定，這往往是一個雙向的信號傳輸過程。 通常，智能式變送器還配置有手持終端（外

44、部數(shù)據(jù)設定器或組態(tài)器），用戶可以通過掛接在現(xiàn)場總線通信電纜上的手持式組態(tài)器或者監(jiān)控計算機系統(tǒng)，對變送器進行遠程組態(tài)，調用或刪除功能模塊，如設定變送器的型號、量程調整、零點調整、輸入信號選擇、輸出信號選擇、工程單位選擇和阻尼時間常數(shù)設定以及自診斷等，也可以使用專用的編程工具對變送器進行本地調整。因此，智能式變送器一般都是通過組態(tài)來完成參數(shù)的設定和調整。,2-3壓力變送器,（2）智能式變送器的軟件構成 智能式變送器的軟件分為系統(tǒng)程序和功能模塊兩大部分。系統(tǒng)程序對變送器的硬件進行管理，并使變送器能完成最基本的功能，如模擬信號和數(shù)字信號的轉換、數(shù)據(jù)通信、變送器自檢等；功能模塊提供了各種功能，供用戶組態(tài)

45、時調用以實現(xiàn)用戶所要求的功能。不同的變送器，其具體用途和硬件結構不同，因而它們所包含的功能在內容和數(shù)量上是有差異的。 目前，實際應用的智能式差壓變送器種類較多，結構各有差異，但從總體結構上看是相似的。下面簡單介紹有代表性的1151智能式差壓變送器和ST3000差壓變送器的工作原理和特點，這些變送器都是采用HART通信方式進行信息傳輸?shù)摹?2-3壓力變送器,31151系列智能式壓力/差壓變送器 1151系列智能差壓（壓力）變送器是利用引進國外（美國Rosemount）技術而生產(chǎn)的一種新型變送器。它是在模擬的電容式差壓變送器基礎上，結合HART通信技術開發(fā)的一種智能式變送器，具有數(shù)字微調、數(shù)字阻尼

46、、通信報警、工程單位轉換和有關變送器信息的存儲等功能，同時叉可傳輸420mA DC電流信號，特別適用于工業(yè)企業(yè)對模擬式1151差壓變送器的數(shù)字化改造，其原理框圖如圖2-38所示。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,傳感器部分 1151智能式差壓變進器檢測元件采用電容式壓力傳感器，傳感器部分的工作原理與模擬式電容差壓變送器相同。此處不再贅述。傳感器部分的作用是將輸入差壓轉換成A/D轉換器所要求的02.5V電壓信號。 AD7715 AD7715是一個帶有模擬前置放大器的A/D轉換芯片，它可以直接接收傳感器的直流低電平輸入信號并輸出串行數(shù)字信號至CPU。該芯片還具有自校準和系統(tǒng)校準功能，可以消除零

47、點誤差、滿量程誤差及溫度漂移的影響，因此特別適用于智能式變送器。 CPU、AD421及電壓調整電路CPU是所有智能化儀表的核心，主要完成對輸入信號的線性化、溫度補償、數(shù)字通信、白診斷等處理后，通過AD421及電壓調整電路輸出一個與被測差壓對應的420mA直流電流信號和數(shù)字信號，作為變送器的輸出。 HART通信部分 HART通信部分是實現(xiàn)HART協(xié)議物理層的硬件電路，它主要由HT2012、帶通濾波器和輸出波形整形電路等組成。 WDT監(jiān)控電路WDT(WatchDog Timer)俗稱“看門狗定時器”，當系統(tǒng)正常工作時，CPU周期性地向WDT發(fā)送脈沖信號，此時WDT的輸出信號對CPU的工作沒有影響。

48、而系統(tǒng)受到外界干擾導致CPU不能正常工作時，WDT在指定時間內未接收到脈沖，則wDT輸出使CPU不可屏蔽地中斷，將正在處理的數(shù)據(jù)進行保護；同時經(jīng)過一段等待時間之后，輸出復位信號對CPU進行復位，使CPU重新進入正常工作。 1151智能式差壓變送器的軟件 1151智能式差壓變送器的軟件分為兩部分：測控程序和通信程序。,2-3壓力變送器,4ST3000系列智能式壓力/差壓變送器 ST3000系列智能差壓（壓力）變送器是引進美國Honeywell公司技術而生產(chǎn)的一種新型變送器。它具有穩(wěn)定性好、可靠性高、遙控設定、調速和自診斷等功能?？捎脕頊y量流體的差壓（壓力），容器內的液位、分界面和比重等。它具有多

49、種類別。其原理框圖如圖2-39所示。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,ST3000的主要技術指標： 測量范圍差壓為：2510000mmH2O； 0.3514105Pa；7140105Pa；25010000mmH2O；0.514105Pa 。 壓力為：0.3535105Pa；7140105Pa；7420105Pa。 輸出 420mA DC。 精度等級0.l；0.15；0.2級。 電源電壓10.845 VDC。 阻尼時間0.232s，分十檔設定。,2-3壓力變送器,ST3000差壓變送器采用復合傳感器和綜合誤差自動補償技術，有效克服了擴散硅壓阻傳感器對溫度和靜壓變化敏感以及存在非線性的缺點，提

50、高了變送器的測量精度，同時拓寬了量程范圍。 總之，基于微處理器的現(xiàn)場智能儀表是順應現(xiàn)場總線而產(chǎn)生的，但現(xiàn)階段的現(xiàn)場智能儀表，由于通訊協(xié)議的不兼容，以及兼顧常規(guī)儀表420mA模擬信號傳遞的持點，是一種不得已的過渡產(chǎn)品。它還不能真正達到現(xiàn)場總線的真智能現(xiàn)場儀表的要求。,2-3壓力變送器,2.3.5 壓力測量儀表的選用與安裝 正確的選用、檢驗、安裝是保證壓力儀表在生產(chǎn)過程中發(fā)揮應有作用的重要環(huán)節(jié)。 1壓力檢測儀表的選擇原則 （1）儀表類型的選擇 主要應考慮以下幾個方面 儀表的材料 儀表的輸出信號 儀表的使用環(huán)境,2-3壓力變送器,（2）儀表量程的選擇 儀表的量程是指該儀表可按規(guī)定的精確度對被測量進行

51、測量的范圍，它根據(jù)操作中需要測量的參數(shù)的大小來確定。為了保證敏感元件能在其安全的范圍內可靠地工作，也考慮到被測對象可能發(fā)生的異常超壓情況，對儀表的量程選擇必須留有足夠的余地。 （3）儀表精度的選擇 壓力檢測儀表的精度主要根據(jù)生產(chǎn)允許的最大誤差來確定，即要求實際被測壓力允許的最大絕對誤差應小于儀表的基本誤差。另外，在選擇時應堅持節(jié)約的原則，只要測量精度能滿足生產(chǎn)的要求，就不必追求用過高精度的儀表。 儀表量程確定后，儀表精度等級應根據(jù)生產(chǎn)工藝對壓力測量所允許的最大誤差來決定。精度等級愈高、價格愈貴，維護要求也愈高。所以，工程上應在滿足工藝要求的前提下，選用精度較低的儀表。對于工業(yè)用壓力表一般選14

52、級。對于精密測量或校驗用的壓力表應在0.4級以上。,2-3壓力變送器,2壓力檢測儀表的安裝原則 （1）壓力儀表必須經(jīng)檢驗合格后才能安裝。 （2）壓力儀表的連接處，應根據(jù)被測壓力的高低和被測介質性質，選擇適當?shù)牟牧献鳛槊芊鈮|圈，以防泄漏。 （3）壓力儀表盡可能安裝在室溫，相對濕度小于80，振動小，灰塵少，沒有腐蝕性物質的地方，對于電氣式壓力儀表應盡可能避免受到電磁于擾。 （4）測壓點的選擇和安裝必須保證儀表所測得的是介質的靜壓力。取壓點位置避免處于管路彎曲、分叉、死角或流動形成渦流的區(qū)域。不要靠近有局部阻力或其他干擾的地點，當管路中有突出物體時（如測溫元件），取壓點應在其前方。需要在閥門前后取壓

53、時，應與閥門有必要的距離。為此，測點要選在前后有足夠長的直管段上；在安裝時應使插人生產(chǎn)設備中的取壓管的端面與生產(chǎn)設備連接處的內壁保持平齊，不應有凸出物或毛刺。 （5）壓力儀表應垂直安裝。一般情況下，安裝高度應與人的視線齊平，對于高壓壓力儀表，其安裝高度應高于一般人的頭部，避免危險情況發(fā)生，同時要便于觀察和維修。 （6）取壓點應能如實反映被測壓力的真實情況。例如取壓點應在直線流動的管段；取壓點應與流向垂直；測量液體壓力的取壓點應在管道下部，導壓管內應無氣體；測量氣體壓力的取壓點應在管道的上部，導壓管內應無液體等。即測量不同介質時，導壓管的敷設是不同的，如圖2-40所示。,2-3壓力變送器,2-3

54、壓力變送器,（7）測量液體或蒸汽介質壓力時，應避免液柱產(chǎn)生的誤差，壓力儀表應安裝在與取壓口同一水平的位置上，否則必須對壓力儀表的示值進行修正。 （8）當測量不同性質的介質壓力時，其安裝方式如圖2-41所示。 （9）導壓管的粗細合適，一般為 610mm，長度盡可能短，否則會引起壓力測量的遲緩。 （10）壓力儀表與取壓口之間應安裝切斷閥，以便維修。 總之，針對被測介質的不同性質，要采取相應的防熱、防腐、防凍、防培和防塵等措施。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,3差壓變送器的安裝原則 差壓變送器也屬于壓力測量儀表，因此差壓變送器的安裝要遵循一般壓力測量儀表的安裝原則。然而，差壓變送器與取壓口之間

55、必須通過引壓導管連接，才能把被測壓力正確地傳遞到變送器的正負壓室，如果取壓口選擇不當，引壓管安裝不正確，或者引壓管有堵塞、滲漏現(xiàn)象，或者差壓變送器的安裝和操作不正確，都會引起較大的測量誤差。 （1）取壓口的選擇 取壓口的選擇與被測介質的特性有很大關系，不同的介質，取壓口的位置應符合如下規(guī)定，如圖2-42所示。,2-3壓力變送器,2-3壓力變送器,（2）引壓管的安裝 引壓管應按最短距離敷設，引壓管內徑的選擇與引壓管長度有關。引壓管的管路應保持垂直，或者與水平線之間不小于1:10的傾斜度，必要時要加裝氣體、凝液、微粒收集器等設備，并定期排除收集物。如圖2-43所示,2-3壓力變送器,（3）差壓變送

56、器的安裝 由引壓導管接至差壓計或變送器前，必須安裝切斷閥1、2和平衡閥3，構成三間組，如圖2-44所示。,2-3壓力變送器,差壓變送器是用來測量差壓的，但如果正、負引壓管上的兩個切斷閥不能同時打開或者關閉時，就會造成差壓變送器單向受很大的靜壓力，有時會使儀表產(chǎn)生附加誤差，嚴重時會使儀表損壞。為了防止差壓計單向受很大的靜壓力，必須正確使用平衡問。在啟用差壓變送器時，應先打開平衡問3，使正、負壓室連通，受壓相同，然后再打開切斷閥1、2，最后再關閉平衡閥3，變送器即可投人運行。差壓變送器需要停用時，應先打開平衡閥，然后再關閉切斷閥1、2。當切斷閥l、2關閉，平衡閥3打開時，即可以對儀表進行零點校驗。

57、,2-4流量變送器,2.4.1 流量的基本概念 （1）流量的基本概念及單位 工業(yè)上對流量的定義，是指單位時間內流過管道某一橫截面的流體數(shù)量，也稱為瞬時流量。當流體的數(shù)量以體積表示時，稱“體積流量”，記作q；當流體的數(shù)量以質量表示時，稱“質量流量”，記為qm。在某一段時間內流過管道橫截面的流體總和稱為總（流）量或累積流量，記為Q。其常用的計量單位有如下三種 :,2-4流量變送器,體積流量q 即單位時間內通過管道某一截面的物料體積。用立方米小時（m3/h）、每小時升（L/h）等單位表示。若流體通過管道截面各處的流速相等，則體積流量與流速的關系為: 重量流量qg 即單位時間內通過管道某一截面物料的重

58、量。一般用牛頓每時（N/h）表示。 若流體的重度為，則重量流量為: 質量流量 qm 即單位時間內通過管道某一截面物料的質量?？捎们Э嗣繒r（kgh）表示。若流體的密度為，則質量流量為 且，三種流量之間的關系為:,2-4流量變送器,總流量 在某一時間間隔內流過管道截面流體的總和為總流量。該總量可以通過在某段時間間隔內的瞬時流量對時間的積分得到，所以又稱做“積分流量”。顯然又有體積總流量（Q）。質量總流量（Qm）之分，即 （2）流量儀表的種類,2-4流量變送器,（2）流量儀表的種類 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，應用著大量的空氣、煤氣、氧氣。燃料油、水以及酸、堿、鹽等溶液，這些流體介質使用量的測量是有效地進行生

59、產(chǎn)、節(jié)約能源及企業(yè)進行經(jīng)濟管理所必須的重要內容之一。在生產(chǎn)過程中，物料的輸送通常都是在管道中進行的，因此，我們主要介紹用于測量管道中流體流量的檢測方法。 通常把用來測量瞬時流量的儀表叫流量計，而把用來測量流體總量的儀表稱為計量表。然而兩者也并不是截然劃分的，在流量計上配以累積機構，使其達到對時間的積分，就可以讀出總量。,2-4流量變送器,檢測方法分為體積流量的檢測和質量流量的檢測兩大類。且體積流量的測量方法分為容積法（又稱為直接法）和速度法（又稱為間接法）。質量流量的測量方法也分為直接法和間接法兩類。由此測量原理構成的流量儀表有三大類，即容積式流量計、速度式流量計、質量流量計。 容積式流量計 速度式流量計 質量流量計,2-4流量變送器,2.4.2 容積式流量計 容積式流量計與日常生活中用容器計量流體體積