仪表基础知识(升级版).pptx

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1、仪表自动化专业基础知识培训前言前言 仪表工在生产过程中对检测与过程控制仪表进行日常维护和故障处理，涉及知识面十分广泛，不但要精通检测仪表.调节器和执行器等工作原理和结构特点，而且要有一定的过程控制（自动化）知识。在故障现象中不仅有仪表故障，而且混杂有工艺和设备故障，仪表工要分析和判断故障，必须要有一定的生产工艺知识和生产设备知识。目录目录一.测量误差及常用符号二.差压、压力的检测和变送三.流量测量仪表四.物位测量仪表五.温度测量仪表六.调节阀一、测量误差及常用符号一、测量误差及常用符号1.1.测量误差测量误差 1.1 按误差数值表示的方法，误差分为绝对误绝对误差差、相对误差相对误差、引用误差引

2、用误差。 按误差出现的规律，误差可分为随机误差随机误差、系统误差系统误差、疏忽误差疏忽误差。 按仪表使用条件来分，误差可分为基本误差基本误差、附加误差附加误差。1.2 绝对误差=测量值-真值真值是一个变量本身所具有的真实值。 相对误差= 引用误差=绝对误差 100%100%仪表示值 绝对误差 量程1.3 系统误差又称规律误差，因其大小和符号均不改变或按照一定的规律变化。其特点是容易消除或修正容易消除或修正。产生系统误差的主要原因是：仪表本身的缺陷，使用仪表的方法不正确，观测者的习惯或偏向，单因素环境条件的变化等。1.4 偶然误差又称随机误差，因它的出现完全是随机的。其主要特点是不易发觉，不好分

3、析，难于修正，但它服从于规不易发觉，不好分析，难于修正，但它服从于规律律。产生偶然误差的原因很复杂，它是许多复杂因素微小变化共同所致。1.5 疏忽误差又叫粗差，其主要特点是无规律可循，且明显无规律可循，且明显地与事实不符合地与事实不符合。产生这类误差的主要原因是观察者的失误或外界的偶然干扰。1.6 试指出下列情况属于何种误差（系统误差、随机误差、疏忽误差）？看错刻度线造成的误差。使用人员读书不当造成的误差。仪表安装位置不当造成的误差。差压变送器承受静压变化造成的误差。因精神不集中而写错数据造成的变化。选错单位或算错数字造成的变化。1.7 仪表的准确度 准确度习惯上又称为精度，也就是仪表基本误差

4、的最大允许值。 例如1.5级仪表精度表示方法为： 1.5 1.5 1.5 例：有一台测温仪表，其测量范围6001100已知最大误差为6 ，试确定它的精度等级。100%100% A A上上-A-A下下m m= = maxmax100%100%1100-6001100-600m1m1= = 6 6= = 1.2%1.2%1.8 被测变量及仪表功能字母组合：字字母母被测变量被测变量控制器控制器读出仪读出仪表指示表指示开关和报警开关和报警变送器变送器电磁电磁阀阀检测元件检测元件指示指示自力式阀自力式阀高高低低记录记录指示指示A A分析分析AICAICAIAIASHASHASLASLARTARTAITA

5、ITAYAYAEAEC C电导率电导率CICCICCICICSHCSHCSLCSLCITCITCYCYCECEF F流量流量FICFICFCVFCVFIFIFSHFSHFSLFSLFRTFRTFITFITFYFYFEFEH H手动手动HICHICI I电流电流IICIICIIIIISHISHISLISLIRTIRTIITIITIYIYIEIEL L物位物位LICLICLCVLCVLILILSHLSHLSLLSLLRTLRTLITLITLYLYLELEP P压力压力PICPICPCVPCVPIPIPSHPSHPSLPSLPRTPRTPITPITPYPYPEPEZ Z位置位置ZICZICZCVZC

6、VZIZIZSHZSHZSLZSLZRTZRTZITZITZYZYZEZER R核辐射核辐射RICRICRIRIRSHRSHRSLRSLRRTRRTRITRITRYRYRERET T温度温度TICTICTCVTCVTITITSHTSHTSLTSLTRTTRTTITTITTYTYTETE1.9 控制阀体图形符号蝶阀蝶阀旋塞阀旋塞阀隔膜阀隔膜阀闸阀闸阀球阀球阀截止阀截止阀角阀角阀三通阀三通阀四通阀四通阀2.1 什么是压力，它的法定计量单位是什么？ 压力是垂直均匀地作用在单位面积上的力，它的法定计量单位是帕斯卡（简称帕），符号是Pa. 1Pa就是1牛顿（N)的力作用在1平方米（m2)面积上所产生的压

7、力。 1Pa=1 = =1 1MPa=1000kPa=106Pa Nm21kgms-2m2kgms2二、差压、压力的检测和变送二、差压、压力的检测和变送2.2 写出5种非法定单位与法定单位Pa帕斯卡之间的换算关系。 1毫米水柱（mmH2O)=9.80665Pa 9.81Pa 1毫米汞柱（mmHg)=133.322Pa 1.333102Pa 1工程大气（kgf/cm2)=9.80665104Pa 9.81104Pa 1物理大气压（atm) =101325Pa 1.0133105Pa 1巴（bar）=1000mbar=105Pa 1磅力/平方英寸（psi）=0.00689兆帕(mpa)2.3 绝对

8、压力、大气压、表压及真空度的含义及相互关系。 绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。 表压是以大气压为基准来表示的压力，所以它和绝对压力刚好相差一个大气压（0.1Mpa)。 如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表所测的压力为负压，其值称为真空度。2.4 绝对压力、大气压、表压、真空度之间的关系如图所示。 1P2PP10P2绝压P2表压P1负压（真空度）大气压P1绝压绝对零压绝压=大气压力+表压绝压=大气压力-真空度或 3.1 流量是指单位时间单位时间内流过管道某一截面某一截面的流体数量。 流量分体积流量、质量流量。 标准节流装置有孔板孔板、喷嘴喷嘴和文丘里管

9、文丘里管。三、流量测量仪表3.2 差压式孔板流量计+q正负平孔孔板板3.2.1 测量蒸汽流量差压变送器安装后初次启动的操作步骤：检查各个阀门、导压管、活接头等是否已连接牢固；检查二次阀和排污阀是否关闭，平衡阀是否打开；稍开一次阀，然后检查导压管、阀门、活接头等，如果不漏就把一次阀全开；+q一次阀正负平3.3 转子流量计 转子流量计有玻璃和金属两种。3.3.1安装远传转子流量计时注意事项：远传转子流量计必须垂直安装，被测介质流动方向自下而上，管线要垂直；为使转子导杆能有上下活动的余地，应保证有一定的直管段；流量计上安装短节，与短节一起拆卸，以免损伤转子导杆。3.3.2 转子流量计的形状(a)(b

10、)(c)(a)重锤式转子，流量系数大，受粘度影响(b)粘度稳定转子(c)高粘度稳定转子3.4 电磁流量计 电磁流量计的工作原理：电磁流量计由变送器和转换器两部分组成，两者之间用连接线（包括励磁线、信号线）相互连接。变送器是基于电磁感应定律工作的，被测介质垂直于磁力线方向流动，因而在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势EX。NSEX 物位是指存放在容器或工业设备中物质的高度或位置。如液体介质液面的高低称为液位；液体与固体的分界面称为界位；固体颗粒的堆积高度称为料位。 常用的远传液位计仪表类型有差压式、单法兰、双法兰、磁致伸缩式、浮球式、雷达式、超声波式、放射性式等。 常用的现场液位计

11、有磁翻板式等。四、物位测量仪表罐4.1 差压式液位计+P=P1-P2=HgP1P2H 差压液位计主要用于密闭有压容器的测量液位。 差压液位计由于安装位置不同，一般情况下会存在零点迁移，有无迁移、正迁移、负迁移3种。4.2 法兰式变送器 法兰式变送器是在普通的变送器基础上增加了一个远传密封装置构成。远传密封装置有法兰膜盒、毛细管和毛细管内的填充液三部分组成。+远传密封装置法兰罐4.3 放射性物位计 放射性同位素能放射出射线、射线和射线。它们都是高速运行的粒子流，粒子流能穿过物质使得沿途原子产生电离。 目前大多数放射源采用钴-60和铯-137，这两种产生射线的放射源。它们被封装在铅制容器内，设有可

12、开闭的窗口，不使用时要闭锁，以免产生辐射伤害。 钴-60的半衰期是5.26年，铯-137的半衰期是32.2年。4.4 雷达液位计 雷达液位计是通过天线向被测介质物位发射微波，然后测出微波发射和反射回来的时间而得容器内液位的一种仪表。 特点：无位移、无传动部件、非接触式，不受温度、压力、蒸汽、气雾和粉尘的限制，适用于粘度大的介质、有毒或有腐蚀性的介质。雷达液位计没有测量盲区，精度可以很高。 温度是表征物体冷热程度的物理量。是在工业生产和科学实验中最普遍、最重要的热工参数之一。物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，许多生产过程均是在一定的温度范围内进行。因此，温度的测量是保证生产正常进行、确保

13、产品质量和安全的关键环节。 温度测量的种类： 工作原理分膨胀式、热电阻、热电偶以及辐射式； 测量方式：接触式和非接触式。五、温度测量仪表5.1 热电偶温度计 测量原理：将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，如果两接点的温度不同，则在回路种产生热电动势，这种现象称为塞贝克热电效应。5.1.1热电偶的种类：铂铑10-铂热电偶（分度号S） 精度高、耐高温、不易氧化，测温范围为01600。镍珞-镍硅热电偶（分度号K） 抗氧化抗腐蚀性好，测温范围-2001300 。5.2 热电阻温度计 测量原理：基于金属导体或半导体与温度存在一定函数关系的原理实现温度测量。5.2.1 热电偶的结构： 感温元件、内引线

14、、保护管等组成。 常用热电阻为铂热电阻，例如型号Pt10，Pt100，Cu50,Cu100等。5.2.2 热电阻常见故障显示仪表指示比实际值低或指示不稳 保护管内有金属屑、灰尘；接线柱间积灰；热电阻短路；显示仪表指示无穷大 热电阻断路；引出线断路显示仪表指示负值 显示仪表与热电阻接线有错；热电阻短路；阻值与温度关系有变化 电阻丝受腐蚀变质。6.1 调节阀由执行机构和阀体部件组成。 执行机构是调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使阀杆产生相应的位移，从而带动调节阀的阀芯动作。 阀体部件是调节阀的调节部分，它直接与介质接触，由阀芯的动作，改变调节阀节流面积，达到调节的目的。六、调节

15、阀6.2 气动薄膜执行机构的形式 有正、反作用两种形式，国产型号为ZMA（正作用）和ZMB（反作用）。当信号压力增加时，阀杆向下动作的叫正作用执行机构。反之，信号压力增加时，阀杆向上运动的叫反作用执行机构。 启动执行机构有正、反作用形式，而阀也有正装和反装两种方式，因此，实现调节阀的气开、气关。6.3 调节阀的流量特性 直线流量特性、等百分比流量特性、抛物线特性、快开特性6.4 阀门定位器 阀门定位器是调节阀的主要附件，它和调节阀配套使用，接受调节器输出信号，然后它输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到定位器，因此，这种定位器和调节阀组成一个闭环回路。6.2 气动薄膜执行机构的形式 有正、反作用两种形式，国产型号为ZMA（正作用）和ZMB（反作用）。当信号压力增加时，阀杆向下动作的叫正作用执行机构。反之，信号压力增加时，阀杆向上运动的叫反作用执行机构。 启动执行机构有正、反作用形式，而阀也有正装和反装两种方式，因此，实现调节阀的气开、气关。