自动化仪表完整ppt课件

第2章，检测仪器，第2章，液位检测仪器，第2章，检测仪器，温度检测仪器，流量检测仪器，检测仪器的性能指标，压力检测仪器，成分检测仪器，第3章，第1节仪器的性能指标，第1节，测量误差，误差的概念：误差是给定值与客观实际值之间的差值。测量的目的是准确反映被测参数的真实值。2、误差分类系统误差(系统误差决定测量结果的准确性)、随机误差(随机误差决定测量结果的精度)疏忽误差(特别是要避免的)、4、第一节测试仪器的性能指标、2、测量仪器的性能指标是评价仪器性能和质量的主要依据。仪器的性能指标：使用的技术和经济方面。注：仪器的性能指标是指仪器规定的正常工作条件。事实上，仪器的精度不仅与绝对误差有关，还与仪器的测量范围有关。因此，工业上通常使用参考误差来测量仪器的精度。这是仪器基本误差的主要形式，它能更准确地反映仪器的测量精度，也称为仪器的基本误差，而最大参考误差是。准确度和误差可以说是孪生兄弟，因为有误差，准确度的概念。仪器精度就是仪器测量值接近真实值的程度。通常，允许的参考误差被用作确定精度的大小。允许的参考误差Q允许的误差被删除、8。精度等级精度通常用精度等级来表示，精度等级按照国家统一规定的允许误差大小来划分。某类仪器的允许误差是指在国家规定的正常情况下，该类仪器允许的最大参考误差。例如0.1、0.2、0.5、1.0、1.5等。0.1级表示仪器在测量范围内各点的参考误差不允许超过0.1%。精度等级少表明仪器的系统误差和随机误差小，说明仪器是精密的。第一部分，测试仪器的性能指标，9，反映了仪器(传感元件)的测量结果接近真实值的程度。它对应于误差的大小。误差越小，精度越高；否则，精确度越低。精度分为精度、准确度和准确度。精度是指重复测量中传感器测量值之间的重复性或离散度。它反映了随机误差的大小。随机误差越小，测量值越密集，重复性越好，精度越高。精度表示传感器测量值的算术平均值和重复测量的真实值之间的接近程度。它反映了系统误差的大小。系统误差越小，测量值的算术平均值越接近真实值，精度越高。精确度表示传感器的测量值与重复测量的真实值的一致程度。它反映了随机误差和系统误差的综合大小。只有当随机误差和系统误差都很小时，精度才能很高。精确度也称为精确度。第1节测试仪器的性能指标，10。第一节测试仪器的性能指标，注意：对于特定的仪器(传感元件),精度高的时候精度不一定高，精度高的时候精度也不一定高，但是精度高的时候精度和精度都高，消除系统误差后精度和精度是一致的。接下来，我们将使用拍摄结果来说明仪器(传感元件)的精度。11、第一节测试仪器性能指标，A表示系统误差大但随机误差小，即高精度和低精度；b表示系统误差小，随机误差大，即精度低，精度高。c表示系统误差和随机误差都很小，精度和准确度都很高，这是最理想的结果。第一节测试仪器的性能指标，第四节返回差(也称为偏差)，返回差的原因：传动机构的间隙，运动部件的摩擦，弹性元件弹性滞后的影响，第十三节测试仪器的性能指标，第一节注：返回差反映仪器的精度，因此要求仪器的返回差不能超过仪器精度等级所限定的允许误差。第一节测试仪器的性能指标，5灵敏度、灵敏度极限和分辨率灵敏度，规定仪器刻度上的最小刻度值不得小于仪器允许的绝对误差值。灵敏度极限：规定仪器的灵敏度极限不得大于仪器允许绝对误差的一半。分辨率数字仪器能够稳定显示的数字越多，分辨率就越高。15、第一节测试仪器性能指标，6、反应时间，反应时间是指仪器输入一个阶跃量，其输出从第一次初始值到达到最终稳定值的时间间隔，可以用仪器输出从开始到达到新稳定值的95%的时间来表示反应时间。注：仪器的响应时间反映了仪器的动态特性。第一节测试仪器的性能指标。可靠性和仪器可靠性是工业自动化仪器追求的另一个重要性能指标。可靠性和仪器维护相辅相成。高仪器可靠性意味着小仪器维护，而低仪器可靠性意味着大仪器维护。随着仪器的升级，特别是微电子技术引入仪器制造行业，仪器的可靠性得到了极大的提高。仪器制造商也越来越重视这一性能指标，通常用效率来描述仪器的可靠性。在特定的工作条件下，仪器的某些性能随时间保持不变的能力称为稳定性。仪器稳定性是自动化仪器非常关心的性能指标。由于工业中使用仪器的环境相对恶劣，且测量的介质温度和压力变化相对较大，当仪器在这种环境中投入使用时，仪器某些部分随时间保持不变的能力将会降低，仪器的稳定性也会降低。18、第一节检测仪表的性能指标，补充：滞后和死区，19、第一节检测仪表的性能指标，补充：滞后和死区，检查上升曲线和下降曲线不重合，因为有滞后和死区。迟滞：能量吸收，死区：传输摩擦间隙，晶体管初始偏置不当，输入变化小到一定程度时输出不变。20，第1节测试仪器的性能指标，补充：重复性在相同的工作条件下，对相同的输入值在相同的方向上多次测量的输出值之间的一致性程度称为“重复性”。补充：再现性是指在不同的测量条件下，如不同的方法和不同的观察者，以及在不同的检测环境中重复检测相同的检测量时，测量结果的一致程度。测量再现性也是仪器的重要性能指标之一。注意：出色的重复性和再现性是确保准确性的先决条件。21岁。第1节中测试仪器的性能指标和可重复性：排除滞后和死区代表仪器不受随机影响的能力。再现性：包括滞后和死区。22、第一节测试仪器的性能指标补充说明：零偏移如果测量范围变化的结果是输入和输出之间的特征曲线有偏移但斜率不变，则称之为零偏移。补充说明：如果测量范围的变化导致输入和输出之间的特性曲线的斜率发生变化，则跨度偏移的起点不会发生变化。这是跨度转换。注：零迁移和量程转换可以扩展仪器的通用性，但迁移的条件和范围取决于具体情况24、第一节测试仪器性能指标：根据仪器校准数据确定仪器精度等级和根据工艺要求选择仪器精度等级是不同的。根据仪器检定数据确定仪器的精度等级时，仪器的允许误差应大于或至少等于仪器检定结果获得的最大参考误差；根据工艺要求选择仪器的精度等级时，仪器的允许误差应小于或至多等于工艺允许的最大参考误差。在第一部分，测试仪器的性能指标，第一课练习，有一个压力表，精度为2.5，测量范围为0-1000千帕。其规模可分为多少个部门？2.压力表的量程为0-1MPa，精度为1.0级。这个压力表允许的最大绝对误差是多少？如果用标准压力表检查压力表，当检查点为0.5兆帕时，压力表指示的上行程为0.497兆帕，下行程为0.508兆帕。压力表是否满足1.0级的精度要求？为什么？3.有一个压力表，测量范围为0-10兆帕，精度为0.5级。1MPa、5MPa和10 MPa三个点的最大允许绝对误差和相对误差分别是多少？26、第二节压力检测和传输、压力表压力表、差压变送器、胎压仪、气动/液压自动调节控制仪表等。第2节压力检测和传输1。概述压力是工业生产中的一个重要参数。在生产过程中，检测液体、蒸汽和气体压力是保证工艺要求、设备和人身安全以及设备经济运行的必要条件。1、所谓压力，是指作用在单位面积上的均匀和垂直的力。在压力测量中，通常有绝对压力、表压和负压(真空度)等术语。绝对压力是指介质上的实际压力。表压是指绝对压力高于大气压和大气压力之间的差值，即P表压=P绝对-P大负压和真空度是指大气压力和绝对压力低于大气压力之间的差值，即P真=P大-P绝对压力、表压、大气压力和负压(真空度)如下图所示。注：由于各种工艺设备和测量仪器都在大气中，所以用表压或真空度来表示项目中的压力。我们用压力表来测量压力值，实际上是表压或真空度(绝对压力表的指示值除外)。因此，当工程上没有特别说明时，所提到的压力是指表压或真空度。30、第二节压力检测与传输、2、压力测量仪表的分类及其基本原理、30、液柱压力表、弹性压力表、电动压力表、活塞压力表(常用于校验其他压力表)、31、U型管压力表、单管压力表、斜管压力表、弹簧管压力表、波纹管压力表、薄膜压力表、电容式压力表、感应压力表、应变片、霍尔压力表、31、第二节压力检测与传输，目前，在石油化工生产中广泛使用的一种压力测量仪表是弹性元件根据压力测量范围的不同，常用的压力测量元件有单环弹簧管、多环弹簧管、膜片、波纹管等。在被测介质压力的作用下，弹性元件弹性变形产生相应的位移，该位移可转换成相应的电信号或气体信号，用于远程传输显示、报警或调节。弹簧管压力表弹簧管压力表是压力表的主要部件之一。它具有极其广泛的应用价值。它具有结构简单、品种规格齐全、测量范围广、易于制造和维护、价格低廉的特点。弹簧管压力表是单螺旋弹簧压力表的缩写。它主要由弹簧管、齿轮传动装置组成32，33，2，压力检测和传输，33，34，压力检测和传输的第二部分，其横截面为扁圆形或椭圆形，椭圆形的长轴2a平行于垂直于附图的弹簧管的中心轴o。管道的封闭端B是自由端，即排量输出端。而另一端a是固定的，用作测量压力的输入。当被测压力P从其固定端A引入时，在压力P的作用下，横截面为椭圆形的管将趋向于圆形，弯曲成圆弧形的弹簧管将产生向外的直线膨胀变形，导致自由端B移动。此时，弹簧管的中心角将立即减小，即自由端将从b移动到b，如图2-3(b)中的虚线所示。该位移对应于某一压力值。自由端B的弹性变形位移通过拉杆使扇形齿轮逆时针偏转，固定在中心齿轮轴上的指针也顺时针偏转，从而在面板的刻度上显示测得的压力值。由于弹簧管自由端的位移，弹簧管中心角的相对变化值/与测得的压力P成正比关系，因此弹簧管压力表的刻度是均匀的。例如，随着压力的增加，弹簧管的自由端将向外伸展。相反，如果管内压力小于管外压力，自由端将随着负压的增加而向内弯曲。因此，使用弹簧管不仅可以制造压力表，还可以制造真空计或压力真空计。除普通压力表外，弹簧管压力表还有特殊用途，如耐腐蚀氨压力表和无油氧压力表。为了表明哪种特定介质适合于压力测量，表壳、衬环或表盘通常涂有特定的颜色代码，并注明特殊介质的名称。使用时应注意。35、36、第二节压力检测与传输，应变式压力变送器应变式变送器以电为能源，它采用应变计作为转换元件，将测得的压力转换成应变计电阻值的变化，然后通过电桥电路获得毫伏功率输出，供显示仪表显示测得的压力或放大电路转换成统一的标准信号后，再传输到记录仪、调节器等仪器。应变片包括金属电阻丝应变片(通过在衬底上粘贴金属线形成的元件)和半导体应变片。根据电阻应变原理，应变仪在压力作用下产生弹性变形dL/L(即应变e)，其电阻值随之变化。如果应变仪的电阻变化与其变形(即应变)之间的关系已经建立，则可以通过测量应变仪的电阻变化来测量测得的压力。36，37，第二段压力检测和传输，37，38，第二段压力检测和传输，单晶硅谐振传感器谐振传感器是利用超精细加工技术在单晶硅材料上制作两个完全一致的H型谐振梁，并产生一定频率的振动。谐振频率取决于梁的长度和张力，张力随着压力的变化而变化，从而实现压力的变化转化为频率信号的变化。采用频差技术将两个频率信号直接输出到脉冲计数器。因此，该传感器具有误差小、重复性好、分解能力和反应灵敏度高、数字信号直接输出等特点。由于传感器的良好特性，变送器几乎不受静压和温度的影响，具有优良的过压性能和较宽的测量范围。38、39、第2节压力检测和传输、39、40、第2节压力检测和传输、电容式传感器、40、原理：P变化C电流变化、41、第2节压力检测和传输、3、压力检测仪表的选择、安装和校准压力表的选择应根据生产过程中对压力测量的要求，考虑仪表的类型、量程和精度等级例如，是否需要远程传输、自动记录或报警；被测介质的物理化学性质(如腐蚀性、温度、粘度、脏污程度、易燃易爆性等)。)对仪器提出特殊要求；现场环境条件下(如高温、电磁场、振动等)对仪器是否有特殊要求。)。普通压力表的弹簧管材料多为铜合金，高压压力表的弹簧管材料为碳钢，氨压力表的弹簧管材料为碳钢，不允许使用铜合金。因为氨对铜的腐蚀性非常强，所以用于氨压力测量的普通压力表很快就会损坏。氧气压力表和普通压力表在结构和材料上是相同的，只是氧气压力表不允许有油。因为油进入氧气系统会引起爆炸。如果必须使用带有油渍