1、 第一篇化工檢測儀表1檢測儀表基本知識主要內(nèi)容 概 述壓力檢測方法及儀表流量檢測方法及儀表溫度檢測方法及儀表物位檢測方法及儀表2 第二章檢測儀表基本知識3第一節(jié) 概 述檢測儀表組成： 概 述檢測環(huán)節(jié):是檢出元件或傳感器，直接感受被測變量，并將它變換成適于測量的信號形式。轉(zhuǎn)換放大環(huán)節(jié):對信號進行轉(zhuǎn)換、放大等處理，并傳送給顯示部分進行 指示或記錄。顯示部分:就地指示型儀表、單元組合型儀表、數(shù)字式顯示儀表 4 在過程自動化中要通過檢測元件獲取生產(chǎn)工藝變量，最常見變量是溫度、壓力、流量、物位（四大參數(shù)）。 檢測元件又稱為敏感元件、傳感器，它直接響應工藝變量，并轉(zhuǎn)化成一個與之成對應關(guān)系的輸出信號。這些輸

2、出信號包括位移、電壓、電流、電阻、頻率、氣壓等。 檢測變送的重要性5 由于檢測元件的輸出信號種類繁多，且信號較弱不易察覺，一般都需要將其經(jīng)過變送器處理，轉(zhuǎn)換成標準統(tǒng)一的電氣信號（如420mA 或 010mA直流電流信號 ,20100KPa氣壓信號）送往顯示儀表，指示或記錄工藝變量，或同時送往控制器對被控變量進行控制。有時將檢測元件、變送器及顯示裝置統(tǒng)稱為檢測儀表, 或者將檢測元件稱為一次儀表，將變送器和顯示裝置稱為二次儀表。6檢測實施正確控制的第一步變送將檢測元件輸出的各種信號、微弱信號轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一(標準)的電氣信號。 靜態(tài)：正確y(t)正確反映c(t)的值 可靠長期工作動態(tài)：迅速y(t)迅速反

3、映c(t)的變化過程控制對檢測儀表要求：7一、測量過程測量：以確定量程為目的，用試驗方法將被測參數(shù)的量值（被測量）與標準量的量值作比較，確定出被測量的大小。測量方法： 按測量方式分： 按接觸方式分： 8二、測量誤差誤差：測量值與真值之間的差值 誤差產(chǎn)生的原因：選用的儀表精確度有限，實驗手段不夠完善、環(huán)境中存在各種干擾因素，以及檢測技術(shù)水平的限制等原因.真值：9三、誤差的表示方法絕對誤差 絕對誤差指儀表指示值與被測參數(shù)真值之間的差值，即 儀表指示值 t 被測量的真值 0約定真值相對誤差 概 述10誤差的表示方法引用誤差(相對百分誤差) 概 述 引用誤差 SP儀表量程11 允許誤差(滿度誤差) 附

4、加誤差由于外界環(huán)境條件變化以及儀表波動等外界因素引起的誤差。12系統(tǒng)誤差-在同一測量條件下，對同一被測參數(shù)進行多次重復測量時，誤差的大小和符號保持不變或按一定規(guī)律變化特點：有一定規(guī)律的，一般可通過實驗或分析的 方法找出其規(guī)律和影響因素，引入相應的 校正補償措施，便可以消除或大大減小。誤差產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)誤差主要是由于檢測儀表 本身的不完善、檢測中使用儀表的方法不 正確以及測量者固有的不良習慣等引起的。 概 述四、按照誤差產(chǎn)生的原因分類13疏忽誤差 明顯地歪曲測量結(jié)果的誤差，又稱粗大誤差，特點：無任何規(guī)律可循。誤差產(chǎn)生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如讀錯、算錯數(shù)據(jù)等）、不正確操作、實

5、驗條件的突變或?qū)嶒灎顩r尚未達到預想的要求而匆忙測試等原因所造成的。這時含有粗差的測量值稱為異常值或壞值，一般均應從測量結(jié)果中剔除。 概 述14隨機誤差 -在相同條件下多次重復測量同一量時，誤差的大小、符號均為無規(guī)律變化，又稱偶然誤差。 特點：變化難以預測，無法修正 誤差產(chǎn)生的原因：隨機誤差主要是由于測量過程中某種尚未認識的或無法控制的各種隨機因素（如空氣擾動、噪聲擾動、電磁場等）所引起的綜合結(jié)果。 概 述15緩變誤差 特點：變化難以預測，且隨時間發(fā)生變化 誤差產(chǎn)生的原因：由儀表內(nèi)部的元器件老化過程引起的 處理方法：可更換元器件、零部件或通過不斷校正加以克服和消除。 概 述16五、 檢測儀表的性

6、能指標1、精確度（精度） 表示儀表測量結(jié)果的可靠程度。 儀表的精度等級是按國家統(tǒng)一規(guī)定的允許誤差大小來劃分成若干等級的。儀表精度等級數(shù)值越小，說明儀表測量準確度越高。 精度等級：允許誤差去掉“”號及“%”后，系列化圓整后的數(shù)值。17 儀表的精度等級以一定的符號形式表示在儀表標尺板上，如1.0外加一個圓圈或三角形。精度等級1.0，說明該儀表允許誤差為1.0%。目前我國生產(chǎn)的儀表的精度等級有：0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等1.01.018例1 某臺測溫儀表的量程是600-1100，其最大絕對誤差為4 ，試確定該儀表的精度等級。 由于

7、國家規(guī)定的精度等級中沒有0.8級儀表，而該儀表的最大引用誤差超過了0.5級儀表的允許誤差，所以這臺儀表的精度等級應定為1.0級。解 儀表的最大允許誤差為19例2 某臺測溫儀表的量程是600-1100，工藝要求該儀表指示值的誤差不得超過4 ，應選精度等級為多少的儀表才能滿足工藝要求。0.8%介于允許誤差0.5%與1.0%之間，如果選擇允許誤差為1.0%,則其精度等級應為1.0級。量程為6001100，精確度為1.0級的儀表，可能產(chǎn)生的最大絕對誤差為5，超過了工藝的要求。所以只能選擇一臺允許誤差為0.5%，即精確度等級為0.5級的儀表，才能滿足工藝要求。解 根據(jù)工藝要求，儀表的最大允許誤差為20結(jié)

8、論：校表： 選表： 儀表精度與量程有關(guān)，量程是根據(jù)所要測量的工藝變量來確定的。在儀表精度等級一定的前提下適當縮小量程，可以減小測量誤差，提高測量準確性。212、變差 在外界條件不變的情況下，使用同一臺儀表對某一變量進行正反行程測量時對應于同一測量值所得的儀表讀數(shù)之間的差異稱為回差，也稱變差。反行程正行程被測參數(shù)儀表示值注意：儀表的變差不能超出儀表允許誤差，否則儀表應及時檢修。 形成原因：傳動機構(gòu)的間隙、運動部件的摩擦、彈性元件 彈性滯后的影響 223、靈敏度和分辨率靈敏度：儀表的輸出變化量與引起此變化的輸入變化量的比值，即 靈敏度=Y/X對于模擬式儀表而言，Y是儀表指針的角位移或線位移。靈敏度

9、反映了儀表對被測量變化的靈敏程度。23分辨率（儀表靈敏限）：儀表輸出能分辨和響應的最小輸入變化量。分辨率是靈敏度的一種反映。對于數(shù)字式儀表而言，分辨率就是數(shù)字顯示器最末位數(shù)字間隔代表被測量的變化與量程的比值。 通常數(shù)字儀表的分辨率就是儀表最低量程上最末一位改變一個數(shù)所表示的被測參數(shù)變化量，而模擬儀表一般用最小分隔值的一半表示244、線性度 衡量儀表實際特性偏離線性程度的指標。 線性度差就要降低儀表精度。圖1.2 線性度255、反應時間與動態(tài)誤差 反應時間 用來衡量儀表能不能盡快反應出參數(shù)變化的品質(zhì)指標。若反應時間過長，則不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)。動態(tài)誤差 由于儀表動作的慣性延遲和測量傳遞滯后

10、，當被測量突然變化后必須經(jīng)過一段時間才能準確顯示出來，這樣造成的誤差。注：在工業(yè)生產(chǎn)中被測量變化較快是不能忽略動態(tài)誤差。26練習 有兩臺測溫儀表，它們的測溫范圍分別為0100和100300，校驗表時得到它們的最大絕對誤差均為2，試確定這兩臺儀表的精度等級。 概 述解 這兩臺儀表的最大引用誤差分別為一臺儀表的精度等級為2.5級，而另一臺儀表的精度等級為1級。27練習 某臺測溫儀表的工作范圍為0500，工藝要求測溫時測量誤差不超過3，試問如何選擇儀表的精度等級才能滿足要求？解 根據(jù)工藝要求，儀表的最大引用誤差為 應選擇0.5級的儀表才能滿足要求 概 述28小結(jié)：在確定一個儀表的精度等級時，要求儀表

11、的允許誤差應該大于或等于儀表校驗時所得到的最大引用誤差；而根據(jù)工藝要求來選擇儀表的精度等級時，儀表的允許誤差應該小于或等于工藝上所允許的最大引用誤差。 概 述29六、檢測系統(tǒng)中信號的傳遞形式1、模擬信號2、數(shù)字信號3、開關(guān)信號 30七、檢測儀表的分類1、根據(jù)所測變量不同：P、T、F、L、成分、物性2、根據(jù)表達示數(shù)的方式不同： 指示、記錄、信號、遠傳指示、累積3、按照精度等級及使用場合 實用儀表 現(xiàn)場 范型儀表- 實驗室 標準儀表- 標定室 31六、檢測系統(tǒng)中信號的傳遞形式1、模擬信號2、數(shù)字信號3、開關(guān)信號 32習題練習33例1 用一只標準壓力表校驗一只待校壓力表，待校壓力表的測量范圍為0100KPa，校驗結(jié)果如下表所示。試計算各點的絕對誤差、變差。并確定待校壓力表的精確度等級。34例2 某臺測溫儀表的測量范圍是200-1000，工藝要求該儀表測溫誤差不能大于5，試確定應選儀表的準確度等級。0.625%介于允許誤差0.5%與1.0%之間，如果選擇允許誤差為1.0%,則其精度等級應為1.0級。量程為2001000，精確度為1.0級的儀表，可能產(chǎn)生的最大絕對誤差為8，超過了工藝的要求