仪表基础知识

仪表基础知识讲座主要内容运用分类环境精度误差定义仪表一、定义

用于检查、测量、控制、分析、计算和显示被测对象的物理量、化学量、生物量、电参数、几何量及其运动状况的器具或装置二、误差定义：测量值与真值之差异称为误差，实验中离不开对物理量的测量，测量有直接的，也有间接的概念：被测量的真值（真正的大小）为a，测得值为x，误差为ε，则：x－a=ε影响因素环境因素:受环境或场地人为因素:误读、误算和视差测量因素:仪器设计或摆置不良量具因素:刻度误差、磨耗误差力量因素:接触力或接触所造成挠曲误差种类绝对误差：偏离真值的大小相对误差：绝对误差与真值的百分比引用误差：绝对误差与仪表量程的百分比

三、精度定义：在正常的使用条件下，仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。概念：精度=（绝对误差的最大值/仪表量程）*100%因数：引用误差、量程范围四、环境防爆定义：指电气防爆，定义在危险区域使用的电气设备的等级防护定义：指防水防尘等级防爆等级防爆标志：Ex(ia)ⅡCT6

防爆声明（Ex）：符合某种防爆标准，如我国的国家标准

安全类型（ia）：采用ia级本质安全防爆方法，可安装在0区

爆炸类别（ⅡC）：被允许涉及ⅡC类爆炸性气体

温度组别（T6）：仪表表面温度不超过85℃防护等级防护标志：IP65

第一位数字：抗外界物体冲刺能力（7类）第二位数字：防水能力（9类）五、分类（I）按使用性能分类：

1、常规仪表：检测仪表、显示或报警仪表、控制仪表、辅助单元、执行器及其附件等

2、控制系统：集散控制系统（DCS）、可编程控制系统（PLC）、机组控制系统（CCS）、工业控制计算机系统（IPC）、监控和数据采集系统（SCADA）等

分类（I）3、联锁保护系统：紧急停车系统（ESD）、安全仪表系统（SIS）、安全停车系统（SSD）、安全保护系统（SPS）、逻辑运算器、继电器等4、分析仪表：在线分析仪表、化验室分析仪器分类（I）5、安全环保仪表：可燃气体检测报警仪、有毒气体检测报警仪、氨氮分析仪、化学需氧量（COD）分析仪等6、其他仪表：振动/位移检测仪表、调速器、标准仪器、工业电视监控系统、测井仪器仪表、录井仪器仪表、试采仪器仪表、物探仪器仪表等分类（II）按测量参数分类：温度仪表压力仪表流量仪表物位仪表控制仪表特殊仪表

·····················六、运用温度仪表：主要分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计五类。类别：接触式温度仪表的感温元件与被测介质直接接触，简单、可靠、测量精度较高；非接触式温度仪表的感温元件却不与被测介质相接触。双金属温度计

感温元件是用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起而制成的。双金属片受热后，由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高产生的线膨胀长度差就越大，因而引起弯曲的角度就越大。当温度变化时，螺旋的自由端便围绕着中心轴旋转，同时带动指针在刻度盘上指示出相应的温度数值。热电阻组成：是中低温区最常用的一种温度检测器。由热电阻、电测仪表(动圈仪表或平衡电桥)和连按导线所组成，其中热电阻是感温元件，有导体的和半导体两种特点：测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精度是最高的，它广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。压力仪表压力概念：压力就是一物体施加于另一物体单位面积上均匀、垂直的作用力。它由受力的面积和垂直作用力的大小决定，方向则指向受压物体，表示方式：P=F/S压力关系表压是指高于大气压的绝对压力与大气压之差，即P表=P绝-P大表压、绝对压力、负压（真空度）的关系：测压元件：单圈弹簧管、多圈弹簧管、膜片、膜盒、波纹管等原理：被测介质压力的作用下，弹性元件发生弹性变型，而产生相应的位移，能过转换位置，可将位移转换成相应的电信号或气信号，以远传显示，报警或调节用压力测量原理流量仪表定义：指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，又称瞬时流量。当流体量以体积表示时称为体积流量；当流体量以质量表示时称为质量流量。单位时间通过流管内某一横截面的流体的体积，称为该横截面的体积流量。简称为流量，用Q来表示流量测量方式测量方式：对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量，其常用流量计有容积式流量计、节流式流量计、动压式流量计、变面积式流量计、叶轮式流量计、流体振动式流量计、电磁流量计、超声波流量计、量热式流量计、质量流量计等超声波流量计原理：指超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，然后通过接收到的超声波检测出流体的流速信息，从而换算成流量方式：超声波测量流量的原理主要有时差法和多普勒法时差法：质量流量计质量流量是一种推理式流量计测量方法分类：一是间接测量，同时测量流体的体积流量和密度值，由运算放大器计算得到流体质量，或同时测量流体的体积流量和温度、压力值，利用之间的关系计算获得流体质量，二是直接测量，流体测量直接反映质量流量值，与流体的温度、压力和密度等参数变化无关。科里奥利质量流量计原理：以质量为m的质点匀速v在一个围绕固定点o并以角速度ω旋转的管道移动时，将沿着旋转的法线方向存在一个向心力，其沿着切线方向质点对管壁的反作用力，则称为科式力，即F=2ωvm=2ωLQm流量开关原理：主要是采用两只带有保护套管的铂热电阻（RTD）作为基本的测量元件。其中一只RTD作为参考端，测量当前的介质温度；另一只RTD上伴有一只独立的加热器（加热功率恒定），作为测量端。两电阻的温差变化与介质的流量及介质本身的热特性有关物位仪表概念：指测量设备或容器中液体、固体和颗粒物料表面位置的仪表按原理分类：直读式、静压式、浮力式、声学式、机械接触式、磁致伸缩式、电气式、辐射式、称重式、光学式等磁致伸缩液位计原理：液位计电子头部产生一个低电流“询问”脉冲，此电流同时产生沿导波管向下方运动的电流磁场。其电流磁场与导波管上的永久磁铁浮子磁场相遇时，产生“导波扭曲”脉冲，即相应的“返回”脉冲。然后根据脉冲的时间差来确定浮子的位置，即得到被测液体的液位值。超声波液位计原理：依据“回波反射的原理”来进行液面测量的。探头向液面发射超声波，超声波遇到液面反射回波，回波被探头接收，超声波液位仪记录声波从发送到接收的时间间隔（T），这个时间间隔与探头到液面的距离（S）成正比关系浮球开关原理：主要基于浮力和静磁场原理设计。带有磁体的浮球在被测介质中的位置受浮力作用，从而导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和传感器（磁簧开关）作用，产生开关信号特点：浮球液位计原理相似，但是浮球液位计输出的是准连续电信号；而浮球液位开关输出的是离散的开关信号音叉开关原理：通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动，当音叉与被测介质相接触时，其频率和振幅发生变化，这一变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号。控制仪表概念：执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用定义：将控制信