《檢測儀表基本知識》PPT課件.ppt

《《檢測儀表基本知識》PPT課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《檢測儀表基本知識》PPT課件.ppt（37頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

,,第一篇,化工檢測儀表,,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,,,第二章,檢測儀表基本知識,,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。,轉換放大環(huán)節(jié):,對信號進行轉換、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,,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，并轉化成一個與之成對應關系的輸出信號。這些輸出信號包括位移、電壓、電流、電阻、頻率、氣壓等。,檢測變送的重要性,,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，轉換成標準統(tǒng)一的電氣信號（如4～20mA或0～10mA直流電流信號,20～100KPa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。,,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)迅速反映c(t)的變化,過程控制對檢測儀表要求：,,,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：,,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，以及檢測技術水平的限制等原因.真值：,,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χ——儀表指示值χt——被測量的真值χ0——約定真值相對誤差,,,概述,,誤差的表示方法,引用誤差(相對百分誤差),概述,δ——引用誤差SP——儀表量程,,■允許誤差(滿度誤差),■附加誤差,——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。,,,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,,疏忽誤差明顯地歪曲測量結果的誤差，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、實驗條件的突變或實驗狀況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，一般均應從測量結果中剔除。,概述,,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）所引起的綜合結果。,概述,,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,,五、檢測儀表的性能指標,1、精確度（精度）——表示儀表測量結果的可靠程度。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。,,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,,[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,[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600～1100℃，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,,結論：校表：選表：,,,儀表精度與量程有關，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。,,2、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。,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：傳動機構的間隙、運動部件的摩擦、彈性元件彈性滯后的影響,,3、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，ΔY是儀表指針的角位移或線位移。靈敏度反映了儀表對被測量變化的靈敏程度。,,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,,4、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,,5、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，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。,,,練習有兩臺測溫儀表，它們的測溫范圍分別為0~100℃和100~300℃，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。,,練習某臺測溫儀表的工作范圍為0~500℃，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,,小結：在確定一個儀表的精度等級時，要求儀表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,,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、開關信號,,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,,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、開關信號,習題練習,[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0—100KPa，校驗結果如下表所示。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。,[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200～1000℃，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。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,[例3]某臺測溫儀表的量程是200--1000℃，準確度等級為0.5級，試問此溫度表的允許最大絕對誤差是多少？在校驗點為500℃時，溫度表的指示值為504℃，試問該溫度表在這一點上的準確度等級是否符合1.0級，為什么？,,作業(yè)：35頁3、6、7,