《檢測(cè)儀表與變送器》PPT課件.ppt

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1、過(guò)程檢測(cè)儀表,浦鐵成 ,,第二章 檢測(cè)儀表與變送器,2.1 概述 2.2 傳感器與變送器 2.3 溫度檢測(cè)儀表 2.4 壓力檢測(cè)儀表 2.5 流量檢測(cè)儀表 2.6 物位檢測(cè)儀表 2.7 機(jī)械量檢測(cè)儀表 2.8 分析儀表 2.9 圖像監(jiān)控裝置與系統(tǒng) 2.10 其他檢測(cè)儀表,,2,2.1 概述,,back,2.1.1 參數(shù)的測(cè)量概念 2.1.2 基本定義 2.1.3 檢測(cè)儀表的特點(diǎn) 2.1.4 性能指標(biāo)&測(cè)量誤差 2.1.5 測(cè)量方法 2.1.6 檢測(cè)儀表的結(jié)構(gòu) 2.1.7 檢測(cè)儀表的運(yùn)行要求,3,2.1.1參數(shù)的測(cè)量概念,一、參數(shù)的測(cè)量： 參數(shù)檢測(cè)：將被測(cè)參數(shù)經(jīng)過(guò)一次或多次能量的交換，獲得一種便

2、于顯示和傳遞的信號(hào)的過(guò)程。 根據(jù)信號(hào)的不同，參數(shù)檢測(cè)儀表可以分為氣動(dòng)檢測(cè)儀表和電動(dòng)檢測(cè)儀表兩類。 非電量的電測(cè)法： 將非電量工藝參數(shù)，如壓力、溫度、流量、物位等， 轉(zhuǎn) 換為電流、電壓等電路參數(shù)（信號(hào)）的檢測(cè)方法。 二、參數(shù)類型：,4,測(cè)量系統(tǒng)中的常見(jiàn)信號(hào)類型 作用于測(cè)量裝置輸入端的被測(cè)信號(hào)，要轉(zhuǎn)換成以下幾種便于傳輸和顯示的信號(hào)類型： 1、 位移信號(hào)一種機(jī)械信號(hào)，包括直線位移和角位移。在測(cè)量力、壓力、質(zhì)量、振動(dòng)等物理量時(shí)，要先把它們轉(zhuǎn)換成位移量再處理。 2、 壓力信號(hào)包括氣壓信號(hào)和液壓信號(hào)，工業(yè)檢測(cè)中主要應(yīng)用氣壓信號(hào)。 3、 電氣信號(hào)有電壓信號(hào)、電流信號(hào)、阻抗信號(hào)和頻率信號(hào)等。 傳送快

3、、滯后小、可遠(yuǎn)距離傳遞、便于和電子計(jì)算機(jī)聯(lián)接。 4、 光信號(hào)包括光通量信號(hào)、干涉條紋信號(hào)、衍射條紋信號(hào)、莫爾條紋信號(hào)等?？墒沁B續(xù)得，也可是斷續(xù)（脈沖）式的。,2.1.1參數(shù)的測(cè)量概念,5,三、被測(cè)信號(hào) 溫度：水溫、汽溫、爐溫、塔罐溫度、溫度梯度、熱流等：31個(gè) 壓力：液壓、氣壓、汽壓、壓強(qiáng)、壓力容限等；14個(gè) 流量：原料、產(chǎn)品的流量、流速（瞬時(shí)、累計(jì)）等；26個(gè) 物位：（液體）液位、（顆粒）料位、（兩介質(zhì)相）界面；28個(gè) 成分量：物性分析儀表&成分分析儀表 光學(xué)量：光強(qiáng)、光統(tǒng)、光變、色彩等 機(jī)械量：位移、尺寸、振動(dòng)、（加）速度&轉(zhuǎn)速 電工量：電路參數(shù)（R/L/C）電路信號(hào)(I/U) 電路運(yùn)行(

4、W/f/cosa) 狀態(tài)量：到位、好壞、啟停、滲漏、上下限及其報(bào)警等 “場(chǎng)”量：溫度場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)、圖像 環(huán)境監(jiān)測(cè)：氣味、排放、水質(zhì)等，如 3H2 + N2 _T P_ 2NH3 ,back,2.1.1參數(shù)的測(cè)量概念,6,2.1.2 基本定義,,檢測(cè)儀表：是工業(yè)自動(dòng)化儀表中最為重要的組成部分，是實(shí) 現(xiàn)所有自動(dòng)化功能的必要環(huán)節(jié)和核心環(huán)節(jié)。,檢測(cè)儀表：利用物理學(xué)和化學(xué)的各種效應(yīng)實(shí)現(xiàn)各種信息參數(shù)測(cè)量的、即能確定所感受的被測(cè)（變）量的大小的儀表?？梢允莻鞲衅鳌⒆兯推饕部梢允羌嬗袡z測(cè)元件和顯示儀表的儀表總稱。,7,傳感器 ：感知被測(cè)對(duì)象、并將對(duì)象的變化按照理化原理轉(zhuǎn)換 為一定的便于傳送的信

5、號(hào)輸出的儀表。,變送器：傳感器的輸出為單元組合儀表中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。,變送器是輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的傳感器 電流010mA(電壓05V)、電流420mA(電壓15V),8,2.1.6 檢測(cè)儀表結(jié)構(gòu),,,檢測(cè)儀表包括信號(hào)獲取部分和信號(hào)處理及輸出部分 其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。,圖2-1 檢測(cè)儀表基本結(jié)構(gòu)框圖,9,2.1.3 檢測(cè)儀表的特點(diǎn),,被測(cè)對(duì)象種類繁多 被測(cè)對(duì)象形態(tài)各異 被測(cè)對(duì)象的信號(hào)范圍寬廣 被測(cè)對(duì)象的變化形式多樣 被測(cè)對(duì)象的理化特性復(fù)雜 被測(cè)對(duì)象所處的環(huán)境惡劣 均必須進(jìn)行信號(hào)處理，輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),back,10,2.1.5 檢測(cè)技術(shù)和方法,,根據(jù)被測(cè)對(duì)象、測(cè)量環(huán)境和對(duì)象參數(shù)特性要求： 電工/電磁

6、學(xué)法、半導(dǎo)體法、光學(xué)法、微波法、紅外線 法、超聲波法、激光法、紫外線法、核輻射法、質(zhì)譜法和電 化學(xué)法等。,還可以分為簡(jiǎn)單測(cè)量、直接測(cè)量和間接測(cè)量 。,其他測(cè)量方法：偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量與微差式測(cè)量。,11,檢測(cè)儀表應(yīng)用要求,,由于工業(yè)過(guò)程的各種狀態(tài)、信號(hào)、參數(shù)等涉及面很廣，它幾乎囊括了工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)，因此作為工業(yè)過(guò)程各參量的測(cè)量（或檢測(cè)）儀表就必需要適合各種環(huán)境，必須滿足運(yùn)行要求： 能在常溫常壓下工作； 能在高溫高壓下工作； 能在低溫低壓（真空度）下工作； 能在易燃易爆的環(huán)境下工作； 能在具有高粘度和腐蝕性、有毒性的環(huán)境下工作等。 同時(shí)還能測(cè)量在上述狀態(tài)和環(huán)境中的參數(shù)。因而各

7、類儀表還具有耐溫、耐壓和防腐、防漏、防爆等特性。,12,2.2 傳感器與變送器,2.2.1 分類 2.2.2 檢測(cè)方法 2.2.3 變送器 2.2.4 互感器 2.2.5 基本電路,,back,13,2.2.1 分類,,按照傳感器的類型來(lái)分類:,根據(jù)輸入物理量分類。 根據(jù)工作原理分類。 根據(jù)能量傳遞方式分類。 根據(jù)傳感器的電信號(hào)輸出分類。 根據(jù)測(cè)量方法分類。有接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。,back,14,2.2.2 檢測(cè)方法,接觸式測(cè)量與非接觸式測(cè)量差別:,1.傳感器與被測(cè)對(duì)象是否實(shí)體接觸,2.接觸式測(cè)量，傳感器得到的是被測(cè)對(duì)象在接觸點(diǎn)上的變 化率；而非接觸測(cè)量則是處于被測(cè)對(duì)象所產(chǎn)生的一個(gè)場(chǎng)內(nèi)

8、感知對(duì)象，傳感器只要保持與被測(cè)對(duì)象實(shí)體距離，對(duì)于在 具體的空間位置沒(méi)有限制。,back,,15,2.2.3 變送器,變送器的作用,變送器 :將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成可傳輸直流電信號(hào)的設(shè)備。 工業(yè)上通常分為電量變送器和非電量變送器。 圖2-2所示的是某一款壓力變送器的選型圖。,,16,2.2.4 互感器,,互感器（instrument transformer）是按比例變換電 壓或電流的設(shè)備，將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電 壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A或10A，均指額定值）。,17,2.2.5 基本儀表電路,,基本電路結(jié)構(gòu)： 分壓電路 運(yùn)算放大器 濾波電路 邏輯電路 整流電路 電橋電路 電源電路 鎖相環(huán),18,