《檢測儀表基本知識(shí)》PPT課件.ppt

《《檢測儀表基本知識(shí)》PPT課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《檢測儀表基本知識(shí)》PPT課件.ppt（37頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

,,第一篇,化工檢測儀表,,檢測儀表基本知識(shí),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(shí),,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(hào)形式。,轉(zhuǎn)換放大環(huán)節(jié):,對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大等處理，并傳送給顯示部分進(jìn)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(dòng)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(yīng)工藝變量，并轉(zhuǎn)化成一個(gè)與之成對(duì)應(yīng)關(guān)系的輸出信號(hào)。這些輸出信號(hào)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(hào)種類繁多，且信號(hào)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(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的電氣信號(hào)（如4～20mA或0～10mA直流電流信號(hào),20～100KPa氣壓信號(hào)）送往顯示儀表，指示或記錄工藝變量，或同時(shí)送往控制器對(duì)被控變量進(jìn)行控制。有時(shí)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(shí)施正確控制的第一步,變送——將檢測元件輸出的各種信號(hào)、微弱信號(hào)轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一(標(biāo)準(zhǔn))的電氣信號(hào)。,靜態(tài)：正確——y(t)正確反映c(t)的值可靠——長期工作,動(dòng)態(tài)：迅速——y(t)迅速反映c(t)的變化,過程控制對(duì)檢測儀表要求：,,,一、測量過程,測量：以確定量程為目的，用試驗(yàn)方法將被測參數(shù)的量值（被測量）與標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)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：,,三、誤差的表示方法,絕對(duì)誤差絕對(duì)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(duì)誤差,,,概述,,誤差的表示方法,引用誤差(相對(duì)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(dòng)等外界因素引起的誤差。,,,系統(tǒng)誤差----在同一測量條件下，對(duì)同一被測參數(shù)進(jìn)行多次重復(fù)測量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變或按一定規(guī)律變化特點(diǎn)：有一定規(guī)律的，一般可通過實(shí)驗(yàn)或分析的方法找出其規(guī)律和影響因素，引入相應(yīng)的校正補(bǔ)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(xí)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(jié)果的誤差，又稱粗大誤差，特點(diǎn)：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(cuò)、算錯(cuò)數(shù)據(jù)等）、不正確操作、實(shí)驗(yàn)條件的突變或?qū)嶒?yàn)狀況尚未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙測試等原因所造成的。這時(shí)含有粗差的測量值稱為異常值或壞值，一般均應(yīng)從測量結(jié)果中剔除。,概述,,隨機(jī)誤差---在相同條件下多次重復(fù)測量同一量時(shí)，誤差的大小、符號(hào)均為無規(guī)律變化，又稱偶然誤差。特點(diǎn)：變化難以預(yù)測，無法修正誤差產(chǎn)生的原因：隨機(jī)誤差主要是由于測量過程中某種尚未認(rèn)識(shí)的或無法控制的各種隨機(jī)因素（如空氣擾動(dòng)、噪聲擾動(dòng)、電磁場等）所引起的綜合結(jié)果。,概述,,緩變誤差特點(diǎn)：變化難以預(yù)測，且隨時(shí)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(biāo),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(jí)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(jí)的。儀表精度等級(jí)數(shù)值越小，說明儀表測量準(zhǔn)確度越高。精度等級(jí)：允許誤差去掉“”號(hào)及“%”后，系列化圓整后的數(shù)值。,,儀表的精度等級(jí)以一定的符號(hào)形式表示在儀表標(biāo)尺板上，如1.0外加一個(gè)圓圈或三角形。精度等級(jí)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(jí)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(tái)測溫儀表的量程是600--1100℃，其最大絕對(duì)誤差為4℃，試確定該儀表的精度等級(jí)。,由于國家規(guī)定的精度等級(jí)中沒有0.8級(jí)儀表，而該儀表的最大引用誤差超過了0.5級(jí)儀表的允許誤差，所以這臺(tái)儀表的精度等級(jí)應(yīng)定為1.0級(jí)。,解儀表的最大允許誤差為,[例2]某臺(tái)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(yīng)選精度等級(jí)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(jí)應(yīng)為1.0級(jí)。量程為600～1100℃，精確度為1.0級(jí)的儀表，可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為5℃，超過了工藝的要求。所以只能選擇一臺(tái)允許誤差為0.5%，即精確度等級(jí)為0.5級(jí)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(jié)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(jí)一定的前提下適當(dāng)縮小量程，可以減小測量誤差，提高測量準(zhǔn)確性。,,2、變差——在外界條件不變的情況下，使用同一臺(tái)儀表對(duì)某一變量進(jìn)行正反行程測量時(shí)對(duì)應(yīng)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(yīng)及時(shí)檢修。形成原因：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙、運(yùn)動(dòng)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(duì)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(duì)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(yīng)的最小輸入變化量。分辨率是靈敏度的一種反映。對(duì)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(gè)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(shí)際特性偏離線性程度的指標(biāo)。線性度差就要降低儀表精度。,圖1.2線性度,,5、反應(yīng)時(shí)間與動(dòng)態(tài)誤差反應(yīng)時(shí)間用來衡量儀表能不能盡快反應(yīng)出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。若反應(yīng)時(shí)間過長，則不宜用來測量變化頻繁的參數(shù)。動(dòng)態(tài)誤差由于儀表動(dòng)作的慣性延遲和測量傳遞滯后，當(dāng)被測量突然變化后必須經(jīng)過一段時(shí)間才能準(zhǔn)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(dòng)態(tài)誤差。,,,練習(xí)有兩臺(tái)測溫儀表，它們的測溫范圍分別為0~100℃和100~300℃，校驗(yàn)表時(shí)得到它們的最大絕對(duì)誤差均為2℃，試確定這兩臺(tái)儀表的精度等級(jí)。,概述,解這兩臺(tái)儀表的最大引用誤差分別為,一臺(tái)儀表的精度等級(jí)為2.5級(jí)，而另一臺(tái)儀表的精度等級(jí)為1級(jí)。,,練習(xí)某臺(tái)測溫儀表的工作范圍為0~500℃，工藝要求測溫時(shí)測量誤差不超過3℃，試問如何選擇儀表的精度等級(jí)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(yīng)選擇0.5級(jí)的儀表才能滿足要求,概述,,小結(jié)：在確定一個(gè)儀表的精度等級(jí)時(shí)，要求儀表的允許誤差應(yīng)該大于或等于儀表校驗(yàn)時(shí)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(jí)時(shí)，儀表的允許誤差應(yīng)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(hào)的傳遞形式,1、模擬信號(hào)2、數(shù)字信號(hào)3、開關(guān)信號(hào),,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(dá)示數(shù)的方式不同：指示、記錄、信號(hào)、遠(yuǎn)傳指示、累積3、按照精度等級(jí)及使用場合實(shí)用儀表—現(xiàn)場范型儀表---實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)儀表---標(biāo)定室,,六、檢測系統(tǒng)中信號(hào)的傳遞形式,1、模擬信號(hào)2、數(shù)字信號(hào)3、開關(guān)信號(hào),習(xí)題練習(xí),[例1]用一只標(biāo)準(zhǔn)壓力表校驗(yàn)一只待校壓力表，待校壓力表的測量范圍為0—100KPa，校驗(yàn)結(jié)果如下表所示。試計(jì)算各點(diǎn)的絕對(duì)誤差、變差。并確定待校壓力表的精確度等級(jí)。,[例2]某臺(tái)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(yīng)選儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。,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(jí)應(yīng)為1.0級(jí)。量程為200～1000℃，精確度為1.0級(jí)的儀表，可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為8℃，超過了工藝的要求。所以只能選擇一臺(tái)允許誤差為0.5%，即精確度等級(jí)為0.5級(jí)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(tái)測溫儀表的量程是200--1000℃，準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5級(jí)，試問此溫度表的允許最大絕對(duì)誤差是多少？在校驗(yàn)點(diǎn)為500℃時(shí)，溫度表的指示值為504℃，試問該溫度表在這一點(diǎn)上的準(zhǔn)確度等級(jí)是否符合1.0級(jí)，為什么？,,作業(yè)：35頁3、6、7,