仪表培训讲义1

1、第一章第一章 误差理论误差理论l由于在检测过程中使用的工具本身的准确性有高低之分，检测环境等因素发生变化也会影响测量结果的准确性，使得从检测仪表获得的被测值与被测变量真实值之间会存在一定的差距，这一差距称为测量误差.l测量误差分为绝对误差和相对误差绝对误差v绝对误差在理论上是指测量值与真值之间的差值，即 xx0 由于x0 是指被测量客观存在的真实数值，它是无法真正得到的。因此，在一台检测仪表的量程范围内，各点读数的绝对误差是指该检测仪表（精确度较低）与标准表（精确度较高）同时对同一被测量进行测量时得到的两个读数之差。相对误差相对误差v相对误差通常有三种表示方法：实际相对误差；标称相对误差；相对

2、百分误差（相对引用误差或引用误差）v我们用的是相对百分误差，表示如下： 检测仪表的主要性能指标检测仪表的主要性能指标评价一台检测仪表性能的优劣通常可以根据以下评价一台检测仪表性能的优劣通常可以根据以下指标进行衡量。指标进行衡量。 精确度和仪表的精度等级精确度和仪表的精度等级 非线性误差非线性误差 变差变差 灵敏度和分辨率灵敏度和分辨率 动态误差动态误差这些指标中，我们主要讲述一下精确度和精度等这些指标中，我们主要讲述一下精确度和精度等级。级。精确度和仪表的精度等级精确度和仪表的精度等级 仪表的精确度简称精度，它是用来表示仪表测量结果可靠程度最重要的指标。 绝对误差不能作为仪表精确度的比较尺度。

3、在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来定义仪表的精度等级。 最大相对百分误差是把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，表示如下： 仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在仪表的精度等级（精确度等级）是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。把规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。把仪表允许的最大相对百分误差去掉仪表允许的最大相对百分误差去掉“”和和“”，便可以用来确定仪表的精度等级。我们，便可以用来确定仪表的精度等级。我们常用的精度等级有：常用的精度等级有：0.02；0.05；0.5；1.0；1.5；2.5。所谓的。所谓的2.5级的仪表，就是表示该仪表允许级的仪表，就是表示该仪表

4、允许的最大相对百分误差为的最大相对百分误差为2.5，表示符号为，表示符号为 或或 。 仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。精度等级数值越小，表示仪表的精度指标之一。精度等级数值越小，表示仪表的精度越高。越高。精确度和仪表的精度等级精确度和仪表的精度等级2.52.5举例举例1v某压力测量仪表的测量范围是01000KPa，校验该表时得到的最大绝对误差为8KPa，试确定该表的精度等级。 解：该仪表的最大相对百分误差是： 去掉“”和“”，得到的数值是0.8，由于仪表的精度等级中没有0.8级，而且该仪表超过了0.5级仪表所规定的最大允许误差，所以该仪表的

5、精度等级为1.0级。v某压力参数的测量范围要求01000KPa，根据工艺要求，压力测量的绝对误差不能超过8KPa，试问选择何种精度等级的压力测量仪表才能满足要求。 解：根据工艺要求，被选仪表的最大相对百分误差是： 得到的数值是0.8，介于0.5和1.0之间。如果选1.0级的仪表，其允许的最大相对百分误差为1.0，超过了工艺上允许的数值，因此，只能选择0.5级仪表才能满足工艺要求。举例举例2 2 从以上两个例子中可以看出，根据仪表的校验结果来确定仪表精度等级和根据工艺要求来选择仪表的精度等级，二者是不一样的。另外，仪表的精度还和量程有关。在仪表精度等级一定的情况下，适当减小量程，可以减小测量误差

6、，提高测量精度。第一章第一章 小结小结v一、测量值和真实值之间的差异称测量误差。一、测量值和真实值之间的差异称测量误差。v二二、测量误差分为绝对误差和相对误差。测量误差分为绝对误差和相对误差。v三、绝对误差能反映出误差的大小和方向。三、绝对误差能反映出误差的大小和方向。v四、相对误差是一个比值，其数值与被测量四、相对误差是一个比值，其数值与被测量所取的单位无关，是为了描述测量的准确程所取的单位无关，是为了描述测量的准确程度而引出的。度而引出的。v五、绝对误差结果表述由正负号、数值和单五、绝对误差结果表述由正负号、数值和单位三部分组成，相对误差或引用误差结果表位三部分组成，相对误差或引用误差结果

7、表述应由正负号、数值和百分号三部分组成。述应由正负号、数值和百分号三部分组成。 第二章 测量l测量的概念： 是指用实验的方法，将被测量（未知量）与已知的标准量进行比较，以得到被测量大小的过程；是对被测量定量认识的过程。测量分类测量分类v测量的分类：测量的分类：组合测量:某些可测量的不同组合，然后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量。 比较测量:指被测量与已知的同类度量器在比较器上进行比较，从而求得被测量的一种方法 。 偏位法 ：被测量直接作用于测量机构使指针等偏转或位移以指示被测量大小。 替代法 ：替代发是将被测量与已知量先后接入同一测量仪器，在不改变仪器的工作状态下，使两次测量仪器

8、的示值相同，则认为被测量等于已知量。 曹冲称象测量单位测量单位v测量结果表述：测量结果+测量单位v计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。 v国际单位制单位：长 度 ：米 M；质 量 ：千克（公斤） Kg；时 间 秒 S；电 流 安培 A；热力学温度 开尔文 K ；物质的量 摩尔 Mol；发光强度 坎德拉 cd 比对比对v计量比对： 是指在规定条件下，对相同准确度等级或者规定不确定度范围内的同种计量基准、计量标准之间所复现的量值进行传递、比较、分析的过程。v比对有严格条件要求。对于我们的站场来说，2台流量计虽然精度等级相同，但压力和温度来自不同的仪表，只能进行粗略比对，和下游用户之间只能称之为

9、比较。 第二章第二章 小结小结v测量结果由测量结果和测量单位2部分组成。v计量指实现单位统一、量值准确可靠的活动。v比对有严格条件要求。用户1用户2分输站下游门站分输站下游门站日供气量填表人日供气量填表人日供气量填表人日供气量填表人8.0614万标方xx8.35万标方xx10.0980万标方xx10.2368万标方xx正确为正确为8.3500万标方万标方第三章第三章 温度检测仪表温度检测仪表 在生产过程中，温度是一个很重要的工艺在生产过程中，温度是一个很重要的工艺参数。工业上，检测温度的方法有两种：接触参数。工业上，检测温度的方法有两种：接触式仪表和非接触式仪表。它们的只要区别是看式仪表和非接

10、触式仪表。它们的只要区别是看检测元件是否和被测介质接触。我们使用的温检测元件是否和被测介质接触。我们使用的温度检测仪表都是接触式的，这里着重讲述一下度检测仪表都是接触式的，这里着重讲述一下接触式仪表。接触式仪表。 温度单位：开尔文温度单位：开尔文 摄氏度摄氏度=开尔文开尔文+273.15接触式仪表接触式仪表接触式仪表可分为三类：接触式仪表可分为三类：l基于物体受热体积膨胀性质的膨胀式检测仪表。基于物体受热体积膨胀性质的膨胀式检测仪表。 如：水银玻璃温度计、双金属温度计如：水银玻璃温度计、双金属温度计l基于导体或半导体电阻随温度变化的热电阻温基于导体或半导体电阻随温度变化的热电阻温度检测仪表。如

11、铂电阻温度计度检测仪表。如铂电阻温度计l基于热电效应的热电偶温度检测仪表。如热电基于热电效应的热电偶温度检测仪表。如热电偶温度计偶温度计双金属温度计双金属温度计 双金属温度计是基于物体受热的时候双金属温度计是基于物体受热的时候体积膨胀的性质制成的，用体积膨胀的性质制成的，用两片膨胀系数不同的金属片两片膨胀系数不同的金属片叠焊在一起制成感温元件，叠焊在一起制成感温元件，成为双金属片。双金属片受成为双金属片。双金属片受热后由于两金属片的膨胀长热后由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲，自由端度不同而产生弯曲，自由端带动指针指示出相应的温度数值。带动指针指示出相应的温度数值。l双金属温度计是一种适合测

12、量中、低温的现场双金属温度计是一种适合测量中、低温的现场检测工业仪表，可用来直接测量并显示气体、检测工业仪表，可用来直接测量并显示气体、液体和蒸汽的温度。液体和蒸汽的温度。l双金属温度计具有无汞害、易读数、双金属温度计具有无汞害、易读数、 防水、防腐蚀、耐震动等优点。防水、防腐蚀、耐震动等优点。l双金属温度计分为普通型、户外型、双金属温度计分为普通型、户外型、 防腐型三种，从其结构又可分为径防腐型三种，从其结构又可分为径 向型、轴向型、向型、轴向型、135型、万向型。型、万向型。 双金属温度计双金属温度计l双金属温度计的测温范围是：双金属温度计的测温范围是：80600l特点是：结构紧凑，可靠；

13、耐振动，刻度较水特点是：结构紧凑，可靠；耐振动，刻度较水银温度计清晰，量程和使用范围有限。但准确银温度计清晰，量程和使用范围有限。但准确度等级较低。度等级较低。双金属温度计双金属温度计双金属温度计双金属温度计l目前我们大量使用北京布莱迪公司生产的目前我们大量使用北京布莱迪公司生产的WSSF系列温度计，插入深度有系列温度计，插入深度有50、100、150、200、250mm等型号，根据管线半径的可以初步判断插等型号，根据管线半径的可以初步判断插入深度。入深度。l万向型双金属温度计万向型双金属温度计l型号：型号：WSS581Fl精度：精度：1.0级级l外壳材质：全不锈钢外壳材质：全不锈钢l保护管：

14、保护管：10，Cr18Ni9TIl刻度盘：刻度盘：150l连接螺纹：连接螺纹：M272可动外螺纹，可动外螺纹，带垫片带垫片l测量范围：测量范围：2080（可选）（可选）l插入深度：插入深度：50 250mm双金属温度计双金属温度计北京布莱迪温度计型号 W S S 0 轴向 1 径向 8多角向3 604 1005 1256 150温度测量仪表金属膨胀式双金属片F、w 防护型0 无固定1可动外螺纹2可动内螺纹3固定外螺纹4活动法兰双金属温度计双金属温度计热电阻温度计热电阻温度计l热电阻的测温原理是基于电阻的热电阻的测温原理是基于电阻的 热效应进行温度测量的，即电阻热效应进行温度测量的，即电阻 体的

15、阻值随温度的变化而变化的体的阻值随温度的变化而变化的 特性。因此，只要测出感温电阻特性。因此，只要测出感温电阻 的阻值变化，就可以测量出被测的阻值变化，就可以测量出被测 温度。温度。l目前，热电阻主要有金属热电阻目前，热电阻主要有金属热电阻 和半导体热敏电阻两类。和半导体热敏电阻两类。l我们常使用的热电阻温度计是铂电阻温度计。我们常使用的热电阻温度计是铂电阻温度计。l从电阻随温度的变化来看，大部分金从电阻随温度的变化来看，大部分金 属导体都有这种性质，但并不是都能属导体都有这种性质，但并不是都能 用作测温热电阻，作为热电阻的金属用作测温热电阻，作为热电阻的金属 材料一般有以下要求：材料一般有以

16、下要求：l尽可能大而且有稳定的温度系数、电尽可能大而且有稳定的温度系数、电 阻率要大、在使用的温度范围内具有阻率要大、在使用的温度范围内具有 稳定的化学和物理性能、材料的复制稳定的化学和物理性能、材料的复制 性好、电阻值随温度变化要有单值函性好、电阻值随温度变化要有单值函 数关系（最好呈线性关系）。数关系（最好呈线性关系）。热电阻温度计热电阻温度计l目前，应用最广泛的热电阻材料目前，应用最广泛的热电阻材料 是铂和铜。是铂和铜。l我们常用的是铂电阻温度计，分我们常用的是铂电阻温度计，分 度号为度号为Pt100。在检测温度是。在检测温度是0 时的电阻值是时的电阻值是100。l铂电阻的测温范围是：铂

17、电阻的测温范围是： 200850铂电阻温度计铂电阻温度计铂电阻温度计铂电阻温度计 铂电阻温度计具有以下特点：铂电阻温度计具有以下特点：l 测量精度高；测量精度高；l 适用于中性和氧化性介质；适用于中性和氧化性介质；l 稳定性好，具有一定的非线性，温稳定性好，具有一定的非线性，温 度越高电阻变化率越小；度越高电阻变化率越小；l 便于远距离、多点、集中检测和自便于远距离、多点、集中检测和自 动控制；动控制；l 不能测高温；不能测高温；l 价格较贵。价格较贵。铂电阻温度计铂电阻温度计l铂电阻温度计的结构是将一定电阻值的细铂丝绕铂电阻温度计的结构是将一定电阻值的细铂丝绕 成螺旋成螺旋状，再将其双绕在绝

18、缘骨架上，然后放进套管状，再将其双绕在绝缘骨架上，然后放进套管 (通常用通常用铂、玻确或石英材料制作铂、玻确或石英材料制作)中，充人氦中，充人氦(或其他或其他 惰性气体惰性气体)和干燥空气，然后密封。和干燥空气，然后密封。l铂电阻是把温度变化转化为电阻值变化的一铂电阻是把温度变化转化为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或其他二次仪表上，工业到计算机控制装置或其他二次仪表上，工业用铂电阻安装在生产现场，与控制室之间存用铂电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离，因此铂电阻的引线对测量结在一定的距离，因此铂电阻的引线对测

19、量结果会有较大的影响。果会有较大的影响。l铂电阻的引线方式主要有三种方式：铂电阻的引线方式主要有三种方式： 二线制二线制 三线制三线制 四线制四线制铂电阻的信号连接方式铂电阻的信号连接方式l在铂电阻的两端各连接一根导线 来引出电阻信号的方式称为二线 制。这种引线方式最简单，但由 于连接导线存在引线电阻r，r的 大小与导线的材质和长度等因素 有关。因此，这种引线方式只适 用于测量精度要求较低的场合。铂电阻的二线制连接方式铂电阻的二线制连接方式l在铂电阻根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线在铂电阻根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线 的方式称为三线制。这种的方式称为三线制。这种 方式通

20、常与电桥配套使用方式通常与电桥配套使用 可以较好地消除引线电阻可以较好地消除引线电阻 的影响，是工业过程中最的影响，是工业过程中最 常用的引线方式。常用的引线方式。l在压缩机机中广泛采用。在压缩机机中广泛采用。铂电阻的三线制连接方式铂电阻的三线制连接方式电桥电桥l在铂电阻根部两端各 连接两根导线的方式 称为四线制。其中两 根引线为铂电阻提供 恒定电流，把电阻信 号转换为电压信号， 再通过另两根引线把 电压信号引至二次仪表。这种引线方式可以完全消除引线电阻的影响，主要用于高精度的温度检测。缺点费用高。铂电阻的四线制连接方式铂电阻的四线制连接方式铂电阻的结构型式铂电阻的结构型式l工业上常用的铂电阻

21、主要有普通型铂电阻和铠装型铂电阻工业上常用的铂电阻主要有普通型铂电阻和铠装型铂电阻两种型式。两种型式。l普通型铂电阻是由感温体、不锈钢外保护管、接线盒以及普通型铂电阻是由感温体、不锈钢外保护管、接线盒以及各种用途的固定装置组成。各种用途的固定装置组成。l铠装铂电阻外保护套管采用不锈钢，内充高密度氧化物绝铠装铂电阻外保护套管采用不锈钢，内充高密度氧化物绝缘体，具有很强的抗污染性能和优良的机械强度。缘体，具有很强的抗污染性能和优良的机械强度。l和普通型铂电阻相比，铠装铂电阻具有直径小、易弯曲、和普通型铂电阻相比，铠装铂电阻具有直径小、易弯曲、抗震性好、热响应时间快、使用寿命长等优点。抗震性好、热响

22、应时间快、使用寿命长等优点。热电偶温度计热电偶温度计l热电偶温度计是另一种检测温度的仪表，它是根据热热电偶温度计是另一种检测温度的仪表，它是根据热电效应的原理检测温度的。电效应的原理检测温度的。l热电偶的测温范围是：热电偶的测温范围是：2001800。l热电偶的工作特点：热电偶的工作特点： 测温范围广，测量精度高，便于远距离、多点、集中测温范围广，测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；需自由端温度补偿，在检测和自动控制，应用广泛；需自由端温度补偿，在低温段测量精度较低。低温段测量精度较低。l目前压缩机仪表涉及到热电偶温度计，在这里不详细目前压缩机仪表涉及到热电偶温度计，在

23、这里不详细介绍。介绍。温度变送器温度变送器l铂电阻是用于温度信号检测的一次元件，它需要和显铂电阻是用于温度信号检测的一次元件，它需要和显示单元、控制单元配合，来实现对温度的显示、控制。示单元、控制单元配合，来实现对温度的显示、控制。很多控制装置可以直接把电阻信号直接接在控制仪表很多控制装置可以直接把电阻信号直接接在控制仪表上，实现对被测温度的显示和控制。但是，在实际现上，实现对被测温度的显示和控制。但是，在实际现场中，也存在很多利用信号转换仪表先将传感器输出场中，也存在很多利用信号转换仪表先将传感器输出的电阻信号转换成标准信号，再把标准信号接入到其的电阻信号转换成标准信号，再把标准信号接入到其

24、他显示、控制单元，这种信号转换仪表就是温度变送他显示、控制单元，这种信号转换仪表就是温度变送器。器。温度变送器温度变送器l过去，传统的温度测量方式是采用传感器直接接线方式，过去，传统的温度测量方式是采用传感器直接接线方式，热电阻或热电偶输出一个欧姆或毫伏信号送至热电阻或热电偶输出一个欧姆或毫伏信号送至DCS或二或二次表。一般现场的温度测量点远离控制室，需要较长的次表。一般现场的温度测量点远离控制室，需要较长的补偿导线，同时补偿导线，同时DCS必须配置特殊的温度必须配置特殊的温度I/O卡。卡。l这种传统测量方式的测量精度及性能较差，取温点与这种传统测量方式的测量精度及性能较差，取温点与DCS间的

25、补偿导线越长，温度测量的总体性能越差；热间的补偿导线越长，温度测量的总体性能越差；热电偶的补偿导线比普通的电偶的补偿导线比普通的4-20mA用铜导线的价格贵很用铜导线的价格贵很多，补偿导线的费用是温度测量总成本中不可忽略的一多，补偿导线的费用是温度测量总成本中不可忽略的一部分；热电偶的毫伏信号极易受干扰，据统计，常见工部分；热电偶的毫伏信号极易受干扰，据统计，常见工业噪声等级为业噪声等级为10mV，这会引起，这会引起K型热电偶一个约型热电偶一个约28的尖峰信号，有时甚至会导致过程停车。的尖峰信号，有时甚至会导致过程停车。l目前工业过程中使用目前工业过程中使用 广泛的一类模拟式温广泛的一类模拟式

26、温 度变送器是度变送器是DDZ 型温度变送器。它与型温度变送器。它与 各种类型的热电阻、各种类型的热电阻、 热电偶配套使用，将热电偶配套使用，将 温度信号转换成温度信号转换成4 420mA20mA或或1 15V DC5V DC的统一标的统一标准信号输出。准信号输出。温度变送器温度变送器铂电阻温度变送器铂电阻温度变送器l铂电阻温度变送器是铂电阻温度变送器是 由输入电路、反馈电由输入电路、反馈电 路和放大及输出等几路和放大及输出等几 部分电路组成，采用部分电路组成，采用 三线制或四线制的连三线制或四线制的连 接方式，在输入电路接方式，在输入电路 中包含了线性化的功中包含了线性化的功 能。能。一体化

27、温度变送器一体化温度变送器l一体化温度变一体化温度变 送器是指将变送器是指将变 送器模块安装送器模块安装 在测温元件接在测温元件接 线盒内的一种线盒内的一种 温度变送器。温度变送器。 其变送器和测温元件形成一其变送器和测温元件形成一 个整体，可以直接安装在被个整体，可以直接安装在被 测工艺设备上，输出为统一测工艺设备上，输出为统一 标准信号。标准信号。l一体化温度变送器具有体积小、质量轻、一体化温度变送器具有体积小、质量轻、 现场安装方便等优点，因此在工业生产中现场安装方便等优点，因此在工业生产中 得到广泛的应用。得到广泛的应用。l一体化温度变送器由测温元件和变送器模块两部分一体化温度变送器由

28、测温元件和变送器模块两部分构成。变送器模块把测温元件的输出信号转换成统构成。变送器模块把测温元件的输出信号转换成统一标准信号，主要是一标准信号，主要是420mA的直流电流信号。的直流电流信号。l由于一体化温度变送器直接安装在现场，在一般情由于一体化温度变送器直接安装在现场，在一般情况下变送器模块内部集成电路的正常工作温度为况下变送器模块内部集成电路的正常工作温度为2080，超过这一范围，电子器件的性能会发，超过这一范围，电子器件的性能会发生变化，变送器将不能正常工作，因此在使用中应生变化，变送器将不能正常工作，因此在使用中应特别注意变送器模块所处的环境温度。特别注意变送器模块所处的环境温度。一

29、体化温度变送器一体化温度变送器智能式温度变送器智能式温度变送器l智能式温度变送器主要有智能式温度变送器主要有 采用采用HART协议通信方式协议通信方式 和采用现场总线通信方式。和采用现场总线通信方式。 HART协议通信方式比较协议通信方式比较成熟，产品的种类也比较成熟，产品的种类也比较多。多。3144温度变送器温度变送器温度检测仪表的选用温度检测仪表的选用l温度检测仪表的种类很多，在仪表的选用上，温度检测仪表的种类很多，在仪表的选用上，应注意每种仪表的特点和适用范围，这是确保应注意每种仪表的特点和适用范围，这是确保温度测量精度的第一个关键环节。温度测量精度的第一个关键环节。l双金属温度计一般用

30、于温度信号的就地检测和双金属温度计一般用于温度信号的就地检测和指示，测量精度不高。指示，测量精度不高。l热电阻和热电偶是工业上两种最常用的测温仪热电阻和热电偶是工业上两种最常用的测温仪表，热电阻适合于测量表，热电阻适合于测量500以下的中、低温，以下的中、低温，热电偶适合于热电偶适合于5001800的中、高温。的中、高温。l在选用温度检测仪表时，除了要考虑测量精度、在选用温度检测仪表时，除了要考虑测量精度、信号制、稳定性等技术要求之外，还应该注意信号制、稳定性等技术要求之外，还应该注意工作环境等因素的影响，例如环境温度、介质工作环境等因素的影响，例如环境温度、介质特性（氧化性、还原性、腐蚀性）

31、等，选择适特性（氧化性、还原性、腐蚀性）等，选择适当的保护套管、连接导线等附件。当的保护套管、连接导线等附件。温度检测仪表的选用温度检测仪表的选用温度检测仪表的安装温度检测仪表的安装l温度检测仪表的正确安装是保证仪表正常使温度检测仪表的正确安装是保证仪表正常使用的另一个关键环节。一般来说，温度检测用的另一个关键环节。一般来说，温度检测仪表的安装需要遵循以下原则：仪表的安装需要遵循以下原则：1、检测元件的安装应确保测量的准确性，选择、检测元件的安装应确保测量的准确性，选择有代表性的安装位置。对于接触式检测元件有代表性的安装位置。对于接触式检测元件来说，检测元件应该有足够的插入深度，不来说，检测元

32、件应该有足够的插入深度，不应该把检测元件插入介质的死角，以确保检应该把检测元件插入介质的死角，以确保检测元件与被测介质能进行充分的热交换；测测元件与被测介质能进行充分的热交换；测量管道中的介质温度时，检测元件工作端应量管道中的介质温度时，检测元件工作端应位于管道中心流速最大处，（续下页）位于管道中心流速最大处，（续下页）（接上页）检测元件应该迎着流体流动方向安装，（接上页）检测元件应该迎着流体流动方向安装，非不得已时，切勿与被测介质顺流安装，否则非不得已时，切勿与被测介质顺流安装，否则容易产生测量误差；测量负压管道（设备）上容易产生测量误差；测量负压管道（设备）上的温度时，必须保证有密封性，以

33、免外界空气的温度时，必须保证有密封性，以免外界空气的吸入而降低精度。的吸入而降低精度。温度检测仪表的安装温度检测仪表的安装2、检测元件的安装应确保安全、可靠。为避免检检测元件的安装应确保安全、可靠。为避免检测元件的损坏，接触式测量仪表的保护套管应测元件的损坏，接触式测量仪表的保护套管应该具有足够的机械强度，在使用时可以根据现该具有足够的机械强度，在使用时可以根据现场的工作压力、温度、腐蚀性等特性，合理地场的工作压力、温度、腐蚀性等特性，合理地选择保护套管的材质、壁厚；当介质压力超过选择保护套管的材质、壁厚；当介质压力超过10MPa时，必须安装保护外套，确保安全；为时，必须安装保护外套，确保安全

34、；为了减小测量的滞后，可在保护套管内部填充传了减小测量的滞后，可在保护套管内部填充传热良好的填充物，如硅油、石英砂等；接线盒热良好的填充物，如硅油、石英砂等；接线盒出线口应该朝下，以免因密封不良使水汽、灰出线口应该朝下，以免因密封不良使水汽、灰尘等进入而降低测量精度。尘等进入而降低测量精度。温度检测仪表的安装温度检测仪表的安装3、检测元件的安装应综合考虑仪表维修、校验、检测元件的安装应综合考虑仪表维修、校验的方便。的方便。温度检测仪表的安装温度检测仪表的安装管理处温度变送器管理处温度变送器l吉化集团一体化温度变送器吉化集团一体化温度变送器FRC系列系列范围：范围：20100连接螺纹：连接螺纹：

35、1/2NPT测温元件：铂电阻测温元件：铂电阻输入电压：输入电压：24VDC 输出电流：输出电流：420mA负载电阻：负载电阻：500欧欧插入深度：插入深度：50 200mm传输导线：小于传输导线：小于100欧欧一般用于常规温度检测一般用于常规温度检测管理处温度变送器管理处温度变送器l罗斯蒙特温度变送器罗斯蒙特温度变送器3144系列系列以以3144PD1A1E51Q4XA 为例：为例：3144P指温度变送器指温度变送器D指双室结构，室外安装指双室结构，室外安装1指指1/214NPTA1指指420mA单传感器输入单传感器输入E5指防爆和阻燃工厂认证指防爆和阻燃工厂认证Q4指标定证书指标定证书3点标

36、定点标定XA指变送器和传感器组装指变送器和传感器组装精度和稳定性好，用于计量精度和稳定性好，用于计量第三章小结第三章小结l我们使用双金属温度计和一体化温度变送器。我们使用双金属温度计和一体化温度变送器。l双金属温度计利用是利用两种金属受热膨胀系数双金属温度计利用是利用两种金属受热膨胀系数不同而制成的测温仪表，检定周期和温度变送器不同而制成的测温仪表，检定周期和温度变送器一样一般不超过一样一般不超过1年。年。l我们常使用的一体化温度变送器采用铂电阻测温我们常使用的一体化温度变送器采用铂电阻测温元件。元件。l测温元件的感温点应处于管道中流速最大处测温元件的感温点应处于管道中流速最大处 。l连体式温

37、度变送器最大的特点是防干扰。连体式温度变送器最大的特点是防干扰。l变送器输入电压变送器输入电压24VDC, 输出输出420mA直流电。直流电。HART协议协议lHART协议即高速寻址远程变送协议，使用协议即高速寻址远程变送协议，使用1个个1200波特率的频移键控信号（波特率的频移键控信号（FSK），在传统的），在传统的4 20mA电流环上传递信息。电流环上传递信息。l是是1个定义智能现场设备和控制系统间通信接口个定义智能现场设备和控制系统间通信接口的工业标准。是过程工业中使用最广泛的协议之的工业标准。是过程工业中使用最广泛的协议之一。一。l优点：保护现有的控制策略；提供安装和调试重优点：保护现

38、有的控制策略；提供安装和调试重要信息，编号、量程、测量值、满刻度、产品信要信息，编号、量程、测量值、满刻度、产品信息和诊断数据；易于管理。息和诊断数据；易于管理。第四章第四章 压力检测仪表压力检测仪表l所谓压力是指均匀而垂直作用于单位面积上的所谓压力是指均匀而垂直作用于单位面积上的力，用符号力，用符号P表示。在国际单位制中，压力的表示。在国际单位制中，压力的单位是帕斯卡（简称帕，用符号单位是帕斯卡（简称帕，用符号Pa表示，表示，1Pa1N/）。在工程上，还在使用其他一些压）。在工程上，还在使用其他一些压力单位：工程大气压、巴、毫米汞柱、毫米水力单位：工程大气压、巴、毫米汞柱、毫米水柱。柱。l压

39、力的表示方法有三种：绝对压力、表压力、压力的表示方法有三种：绝对压力、表压力、负压或真空度。负压或真空度。l工程上采用的压力为表压力。工程上采用的压力为表压力。部分压力单位的换算关系部分压力单位的换算关系 1MPa=1000KPa=10bar145PSI压力检测的主要方法和分类压力检测的主要方法和分类 根据敏感元件和转换原理的不同，可分为以下根据敏感元件和转换原理的不同，可分为以下 四类：四类：1、液柱式压力检测。它是、液柱式压力检测。它是 根据流体静力学原理，根据流体静力学原理， 把被测压力转换成液柱把被测压力转换成液柱 高度，一般采用充有水高度，一般采用充有水 或水银等液体的玻璃或水银等液

40、体的玻璃U 形管或单管进行测量。形管或单管进行测量。2、弹性式压力检测。它是根据弹性元件受力变形、弹性式压力检测。它是根据弹性元件受力变形 的原理，将被测压力转的原理，将被测压力转 换成位移进行测量的。换成位移进行测量的。 常用的弹性元件有弹常用的弹性元件有弹 簧管、膜片和波纹管簧管、膜片和波纹管 等。我们常用的是弹等。我们常用的是弹 簧管式压力表。簧管式压力表。压力检测的主要方法和分类压力检测的主要方法和分类3、电气式压力检测。它是、电气式压力检测。它是 利用敏感元件将被测压利用敏感元件将被测压 力直接转换成各种电量力直接转换成各种电量 进行测量的仪表。我们进行测量的仪表。我们 常用的是电容

41、式压力变常用的是电容式压力变 送器。送器。压力检测的主要方法和分类压力检测的主要方法和分类4、活塞式压力检测。它是根据液压机液体传送压力、活塞式压力检测。它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。砝码的质量来进行测量。 活塞式压力计的测量精活塞式压力计的测量精 度较高，允许误差可以度较高，允许误差可以 小到小到0.050.02， 普遍被用作标准仪器对普遍被用作标准仪器对 压力检测仪表进行检定。压力检测仪表进行检定。压力检测的主要方法和分类压力检测的主要方法和分类弹簧管弹簧管 弹簧管：弹簧管是弯成圆弧形的空

42、心管子（中弹簧管：弹簧管是弯成圆弧形的空心管子（中 心角心角通常为通常为270270），）， 其横截面积呈非圆形其横截面积呈非圆形 （椭圆或扁圆形）。弹（椭圆或扁圆形）。弹 簧管一端是开口的，另簧管一端是开口的，另 一端是封闭的。开口端一端是封闭的。开口端 作为固定端，被测压力作为固定端，被测压力 从开口端接入到弹簧管从开口端接入到弹簧管 内腔；封闭端作为自由端，可以自由移动。内腔；封闭端作为自由端，可以自由移动。弹簧管的检测原理弹簧管的检测原理 当被测压力从弹簧管的当被测压力从弹簧管的 固定端输入时，由于弹固定端输入时，由于弹 簧管的非圆横截面，使簧管的非圆横截面，使 它有变成圆形并伴有伸它

43、有变成圆形并伴有伸 直的趋势，使自由端产直的趋势，使自由端产 生位移并改变中心角生位移并改变中心角 。由于输入压力。由于输入压力p p与与 弹簧管自由端的位移成正比，所以只要测得自由端弹簧管自由端的位移成正比，所以只要测得自由端 的位移量就能够反映压力的位移量就能够反映压力p p的大小。的大小。弹簧管的分类弹簧管的分类 弹簧管有单圈和多圈之分。单圈中心角变化量较弹簧管有单圈和多圈之分。单圈中心角变化量较小，而多圈弹簧管的小，而多圈弹簧管的 中心角变化量较大，中心角变化量较大， 二者的测压原理是相二者的测压原理是相 同的。弹簧管通用的同的。弹簧管通用的 材料有锡青铜、磷青材料有锡青铜、磷青 铜、

44、合金钢、不锈钢铜、合金钢、不锈钢 等，适用于不同的压等，适用于不同的压 力测量范围力测量范围 和测量介质。和测量介质。弹簧管式压力表弹簧管式压力表 弹簧管压力表是一种指示仪表。被测压力由接头弹簧管压力表是一种指示仪表。被测压力由接头9输入，输入， 是弹簧管是弹簧管1的自由端产生位移，通过的自由端产生位移，通过 拉杆拉杆2使扇形使扇形 齿轮齿轮3做逆时针偏做逆时针偏 转，于是指针转，于是指针5通过同轴的中心通过同轴的中心 齿轮齿轮4的带动而作顺时针偏转，的带动而作顺时针偏转， 在面板在面板6的刻度标尺上显示出被的刻度标尺上显示出被 测压力的数值。游丝测压力的数值。游丝7是用来克是用来克 服因扇形

45、齿轮和中心齿轮的间隙服因扇形齿轮和中心齿轮的间隙 所产生的仪表变差。改变调节螺所产生的仪表变差。改变调节螺 钉钉8的位置（即改变机械传的位置（即改变机械传 动的放大倍数），可以动的放大倍数），可以 实现压力表的量程调节。实现压力表的量程调节。 弹簧管式压力表结构简单、使用方便、价格低廉、弹簧管式压力表结构简单、使用方便、价格低廉、测量范围宽，因此应用十分广泛。一般的工业用弹测量范围宽，因此应用十分广泛。一般的工业用弹簧管压力表的精度等级为簧管压力表的精度等级为1.5级或级或2.5级级弹簧管式压力表弹簧管式压力表电容式差压变送器电容式差压变送器 电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件，电容式差

46、压变送器采用差动电容作为检测元件，主要包括测量部件和转换放大电路两部分。主要包括测量部件和转换放大电路两部分。 主要利用通过中心感压膜片（可动电极）和左右两个弧形主要利用通过中心感压膜片（可动电极）和左右两个弧形 电容极板（固定电极）把差压信号转换为差动电容信号，中心电容极板（固定电极）把差压信号转换为差动电容信号，中心感压膜片分别与左右两个弧形电容极板形成电容感压膜片分别与左右两个弧形电容极板形成电容C1和和C2。当。当正、负压力（差压）由正、负正、负压力（差压）由正、负 压室导压口加到膜盒两边的隔压室导压口加到膜盒两边的隔 离膜片上时，通过腔内的硅油离膜片上时，通过腔内的硅油 液体传递到中

47、心感压膜片，中液体传递到中心感压膜片，中 心感压膜片产生位移，使可动心感压膜片产生位移，使可动 电极和左右两个固定电极之间电极和左右两个固定电极之间 的间距不再相等，的间距不再相等， 形成差动电容。形成差动电容。电容式差压变送器电容式差压变送器测量部件的测压原理测量部件的测压原理 差动电容的相对变化值与差压呈线性对应关系，差动电容的相对变化值与差压呈线性对应关系，与腔内硅油的介电常数无关，从原理上消除了介与腔内硅油的介电常数无关，从原理上消除了介电常数的变化给测量带来的电常数的变化给测量带来的 误差。差动电容的相对变化误差。差动电容的相对变化 值通过电容电流转换、放值通过电容电流转换、放 大和

48、输出限幅等电路，最终大和输出限幅等电路，最终 输出一个输出一个420mA的标准电的标准电 流信号。流信号。 电容式差压变送器具有高精度、高稳定性和高可电容式差压变送器具有高精度、高稳定性和高可 靠性的特点，其精度等级可达靠性的特点，其精度等级可达0.2级，是级，是 工业上普遍使用的一类变送器。工业上普遍使用的一类变送器。电容式差压变送器电容式差压变送器智能式压力变送器智能式压力变送器 智能式压力变送器是在模拟的电容式差压变送器智能式压力变送器是在模拟的电容式差压变送器基础上，结合基础上，结合HART通信技术开发的一种智能式通信技术开发的一种智能式变送器，具有数字微调、变送器，具有数字微调、 数

49、字阻尼、通信报警、数字阻尼、通信报警、 工程单位转换和有关变工程单位转换和有关变 送器信息的存储等功能，送器信息的存储等功能， 同时又可传输同时又可传输420mA DC电流信号，适用于工电流信号，适用于工 业的自动化控制。业的自动化控制。压力检测仪表的选用压力检测仪表的选用 压力检测仪表的选用是一项重要工作，如果选用不压力检测仪表的选用是一项重要工作，如果选用不当，不仅不能正确、及时地反映被测对象压力的变当，不仅不能正确、及时地反映被测对象压力的变化，还可能引起事故。选用时应根据生产工艺对压化，还可能引起事故。选用时应根据生产工艺对压力检测的要求、被测介质的特征、现场使用的环境力检测的要求、被

50、测介质的特征、现场使用的环境等条件，本着节约的原则合理地考虑仪表的量程、等条件，本着节约的原则合理地考虑仪表的量程、精度、类型等。精度、类型等。1 1、仪表量程的选择、仪表量程的选择 在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力不应在被测压力较稳定的情况下，最大工作压力不应超过仪表满量程的超过仪表满量程的3/4；在被测压力波动较大或脉；在被测压力波动较大或脉动压力时，最大工作压力不应超过仪表满量程的动压力时，最大工作压力不应超过仪表满量程的2/3；在测量高压压力时，最大工作压力不应超过；在测量高压压力时，最大工作压力不应超过仪表满量程的仪表满量程的3/5。为了保证测量准确度，最小工。为了保证测量准确

51、度，最小工作压力不应低于满量程的作压力不应低于满量程的1/3。当被测压力变化范。当被测压力变化范围大，最大和最小压力不能同时满足时，选择仪围大，最大和最小压力不能同时满足时，选择仪表量程首先要满足最大工作压力条件。表量程首先要满足最大工作压力条件。 简单说：压力表满量程刻度为容器或容器系统最简单说：压力表满量程刻度为容器或容器系统最高工作压力的高工作压力的1.53.0倍，最好选用倍，最好选用1.52倍。倍。2 2、仪表精度的选择、仪表精度的选择 压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大误压力检测仪表的精度主要根据生产允许的最大误差来确定，即要求实际被测压力允许的最大绝对差来确定，即要求实际被测

52、压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。另外，在选择时应误差应小于仪表的基本误差。另外，在选择时应坚持节约的原则，只坚持节约的原则，只 要测量精度能满足生要测量精度能满足生 产的要求，就不必追产的要求，就不必追 求用过高精度的仪表。求用过高精度的仪表。表盘上最好有指示容器系统的最高工作压力的最高工作压力的红线刻度n仪表的材料。压力检测的特点是压力敏感元件往仪表的材料。压力检测的特点是压力敏感元件往往要与被测介质直接接触，因此在选择仪表材料往要与被测介质直接接触，因此在选择仪表材料的时候要综合考虑仪表的工作条件。如，对腐蚀的时候要综合考虑仪表的工作条件。如，对腐蚀性较强的介质应使用像不锈钢之

53、类的弹性元件或性较强的介质应使用像不锈钢之类的弹性元件或敏感元件；氧压力表在结构和材质上可以与普通敏感元件；氧压力表在结构和材质上可以与普通压力表完全相同，但要禁油，因为油进入氧气系压力表完全相同，但要禁油，因为油进入氧气系统极易引起爆炸。统极易引起爆炸。3 3、仪表类型的选择、仪表类型的选择3 3、仪表类型的选择、仪表类型的选择n仪表的输出信号：对于只需要压力变化的情况，应仪表的输出信号：对于只需要压力变化的情况，应选用如弹簧管压力表直接指示型的仪表；如需将压选用如弹簧管压力表直接指示型的仪表；如需将压力信号远传到控制室或其他力信号远传到控制室或其他 电动仪表，则可选用电电动仪表，则可选用电

54、 气式压力检测仪表或其气式压力检测仪表或其 他具有电信号输出的仪他具有电信号输出的仪 表；如果控制系统要求表；如果控制系统要求 能进行数字量通信，则能进行数字量通信，则 可选用智能式压力检测可选用智能式压力检测 仪表。仪表。3 3、仪表类型的选择、仪表类型的选择n仪表的使用环境：对爆炸性较强的环境，应选择仪表的使用环境：对爆炸性较强的环境，应选择防爆型压力仪表；对于温度特别高或特别低的环防爆型压力仪表；对于温度特别高或特别低的环境，应选择温度系数小的敏感元件以及其他变换境，应选择温度系数小的敏感元件以及其他变换元件。元件。压力检测仪表的安装压力检测仪表的安装1 1、一般压力检测仪表的安装、一般

55、压力检测仪表的安装l压力仪表必须经检验合格后才能安装。压力仪表必须经检验合格后才能安装。l压力仪表的连接处，应根据被测压力的高低和被压力仪表的连接处，应根据被测压力的高低和被测介质性质，选择适当的材料作为密封垫圈，以测介质性质，选择适当的材料作为密封垫圈，以防泄漏。防泄漏。l压力仪表尽可能安装在室温、相对湿度小于压力仪表尽可能安装在室温、相对湿度小于80、振动小、灰尘少、没有腐蚀性物质的地方，对于振动小、灰尘少、没有腐蚀性物质的地方，对于电气式压力仪表应尽可能免受到电磁的干扰。电气式压力仪表应尽可能免受到电磁的干扰。l压力仪表应垂直安装。一般情况下，安装高度应压力仪表应垂直安装。一般情况下，安

56、装高度应与人的视线齐平，对于高压压力仪表，其安装高与人的视线齐平，对于高压压力仪表，其安装高度应高于一般人的头部。度应高于一般人的头部。1 1、一般压力检测仪表的安装、一般压力检测仪表的安装l测量液体或蒸气介质压力时，应避免液柱产生的测量液体或蒸气介质压力时，应避免液柱产生的误差，压力仪表应安装在与取压口同一水平的位误差，压力仪表应安装在与取压口同一水平的位置上，否则必须对压力仪表的示值进行修正。置上，否则必须对压力仪表的示值进行修正。l导压管的粗细合适，一般为导压管的粗细合适，一般为610mm，长度尽可，长度尽可能短，否则会引起压力测量的迟缓。能短，否则会引起压力测量的迟缓。l压力仪表与取压

57、口之间应安装切断阀，以便维修。压力仪表与取压口之间应安装切断阀，以便维修。2 2、测量特殊介质时仪表的安装、测量特殊介质时仪表的安装l测量高温（测量高温（60以上）以上） 流体介质的压力时，为流体介质的压力时，为 防止热介质与弹性元件防止热介质与弹性元件 直接接触，压力仪表之直接接触，压力仪表之 前应加装前应加装U形管或盘旋形管或盘旋 管等形式的冷凝器，避管等形式的冷凝器，避 免因温度变化对测量精度和弹性元件产生的影响。免因温度变化对测量精度和弹性元件产生的影响。l测量高压流体介质的压力时，安装时压力仪表表测量高压流体介质的压力时，安装时压力仪表表壳应朝向墙壁或者无人通过之处，以防发生意外。壳

58、应朝向墙壁或者无人通过之处，以防发生意外。2 2、测量特殊介质时仪表的安装、测量特殊介质时仪表的安装l测量腐蚀性介质的压力时，测量腐蚀性介质的压力时， 除选择具有防腐能力的压力除选择具有防腐能力的压力 仪表之外，还可加装隔离装仪表之外，还可加装隔离装 置，利用隔离罐中的隔离液置，利用隔离罐中的隔离液 将被测介质和弹性元件分离将被测介质和弹性元件分离 开来。开来。l测量波动剧烈（如泵、压缩机的出口压测量波动剧烈（如泵、压缩机的出口压 力）的压力时，应在压力仪表之前加装力）的压力时，应在压力仪表之前加装 针形阀和缓冲器，必要时还应加装阻尼针形阀和缓冲器，必要时还应加装阻尼 器，使用耐震型压力表。器

59、，使用耐震型压力表。2 2、测量特殊介质时仪表的安装、测量特殊介质时仪表的安装l测量黏性大或易结晶的介质压力测量黏性大或易结晶的介质压力 时，应在取压装置上安装隔离罐，时，应在取压装置上安装隔离罐， 使罐内和导压管内充满隔离液，使罐内和导压管内充满隔离液， 必要时可采取保温措施。必要时可采取保温措施。l 测量含尘介质压力时，最好测量含尘介质压力时，最好 在取压装置后安装一个除尘在取压装置后安装一个除尘 器。器。3、差压表l管理处差压表主要用于过滤分离器上管理处差压表主要用于过滤分离器上l量程量程0 200KPa， 0 500KPal目前使用北京布目前使用北京布 迪公司的双膜片迪公司的双膜片 高

60、静压差压表高静压差压表l注意：高低压侧有注意：高低压侧有 标记，标记，+/-号或号或H/L 3、差压表l差压表通过差压表通过3阀组和管线引压管连阀组和管线引压管连接接l运行：运行：1、打开平衡阀。、打开平衡阀。2、缓慢打开高压侧截止阀。、缓慢打开高压侧截止阀。3、关闭平衡阀、关闭平衡阀4、缓慢打开低压侧截止阀。、缓慢打开低压侧截止阀。5、肥皂水之类的液体检查过、肥皂水之类的液体检查过程接口等连接处是否有泄漏。程接口等连接处是否有泄漏。L 低压侧低压侧H 高压侧高压侧平衡阀平衡阀3、差压表l差压表通过差压表通过3阀组和管线引压管连接阀组和管线引压管连接l停止：停止：1、缓慢关闭低压侧截止阀。、缓