安徽工业大学：《化工仪表与自动控制》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 测量元件与变换器

第三章测量元件与变换器 §3.1概述 参数的测量 ●参数检测:将被测参数经过一次或多次能量的 交换,获得一种便于显示和传递的信的过程 根据信号的不同,参数检测仪表可以分为 检测仪表和电动检测仪表两类 非电量的电测法 将非电量工艺参数,如压力、温度、流量、物位等 转换为电流、电压等电路参数(信号)的检测方法

第三章 测量元件与变换器 §3.1 概述 一、参数的测量 ⚫ 参数检测：将被测参数经过一次或多次能量的 交换，获得一种便于显示和传递的信号的过程。 ⚫ 根据信号的不同，参数检测仪表可以分为气动 检测仪表和电动检测仪表两类。 ⚫ 非电量的电测法： – 将非电量工艺参数，如压力、温度、流量、物位等， 转换为电流、电压等电路参数（信号）的检测方法

二、检测仪表的性能 1.准确度与误差 ●准确度:测量值与被测量真值的接近程度; ●绝对误差:测量值与被测量真值之差 相对误差:绝对误差与被测量真值之比; 实际相对误差:绝对误差与被测量真值之比; 示值相对误差:绝对误差与仪表指示值之比; 引用相对误差:绝对误差与仪表满刻度值之 ●允许误差:最大引用相对误差

二、检测仪表的性能 1. 准确度与误差 ⚫ 准确度：测量值与被测量真值的接近程度； ⚫ 绝对误差：测量值与被测量真值之差； ⚫ 相对误差：绝对误差与被测量真值之比； – 实际相对误差：绝对误差与被测量真值之比； – 示值相对误差：绝对误差与仪表指示值之比； – 引用相对误差：绝对误差与仪表满刻度值之 比。 ⚫ 允许误差：最大引用相对误差

二、检测仪表的性能 2指示变差与精密度 ●指示变差:同一仪表对相同的被测参数进行正 反行程测量时,其显示值的差异。 精密度(简称精度):仪表检测微小参数变化 的能力。 ●仪表精度等级:用允许误差的绝对值表示 常用仪表等级有:0005,002,0.05,0.1,0.2, 0.4,0.5,10,15,2.5,4.0,5.0等, 精确度:仪表精密而准确的程度

二、检测仪表的性能 2.指示变差与精密度 ⚫ 指示变差：同一仪表对相同的被测参数进行正、 反行程测量时，其显示值的差异。 ⚫ 精密度（简称精度）：仪表检测微小参数变化 的能力。 ⚫ 仪表精度等级：用允许误差的绝对值表示： 常用仪表等级有：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2， 0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0等， 精确度：仪表精密而准确的程度

检测仪表的性能 3.灵敏度、灵敏限与分辨率 灵敏度:仪表的指示位移变化量与被测 参数变化量之比。 ●灵敏限:能引起仪表指针发生位移变化 的被测参数的最小变化量。 ●分辨率:测试仪表数字显示器的最末位 数字间隔所代表的被测参数变化量

二、检测仪表的性能 3. 灵敏度、灵敏限与分辨率 ⚫ 灵敏度：仪表的指示位移变化量与被测 参数变化量之比。 ⚫ 灵敏限：能引起仪表指针发生位移变化 的被测参数的最小变化量。 ⚫ 分辨率：测试仪表数字显示器的最末位 数字间隔所代表的被测参数变化量

检测仪表的性能 4.线性度与反应时间 ●线性度:测量仪表在 准值与理论对应值的 吻合程度。 反应时间:显示值变 被测变量 化相对于实际值变化 的滞后时间

二、检测仪表的性能 4. 线性度与反应时间 ⚫ 线性度：测量仪表在 全量程范围内实际校 准值与理论对应值的 吻合程度。 ⚫ 反应时间：显示值变 化相对于实际值变化 的滞后时间。 被测变量 仪 表 显 示 值

检测系统的构成 显 小 被测参数 敏感元件 信号变换 信号传输 信号测量 记录 控制 A/DE PLC

三、检测系统的构成 被 测 参 数 敏 感 元 件 信 号 变 换 信 号 传 输 信 号 测 量 显示 记录 控制 + - A/D PLC

§32压力的测量与变送 压力的表示与单位 压力的表示: 表压 标進大气压绝对压力 绝对压力 单位面积所受到的力 真空度 相对压力(表压) 绝对压力与大气压之差 绝对 压力 真空度 大气压与绝对压力之差

§3.2 压力的测量与变送 一、压力的表示与单位 压力的表示： ⚫ 绝对压力 – 单位面积所受到的力 ⚫ 相对压力（表压） – 绝对压力与大气压之差 ⚫ 真空度 – 大气压与绝对压力之差 绝 对 压 力 绝对 压力 真空度 表压 标准大气压

压力(压强)的单位 ●压强(俗称压力):单位面积所受到的 垂直作用力 ●工程上的“压力”与力学中的“压力” 不表示同一个概 帕Pa N/mt 毫米汞柱 mm 兆帕MPa10N/m2 水柱 m 工程大气压10mH2O dyn/cm 物理大气压20海平面 SI lb/in

压力（压强）的单位 ⚫ 压强（俗称压力）：单位面积所受到的 垂直作用力。 ⚫ 工程上的“压力”与力学中的“压力” 不表示同一个概念。 帕 Pa N/m2 毫米汞柱 mm 兆帕 MPa 106N/m2 水柱 m 工程大气压 10mH2O 巴 dyn/cm2 物理大气压 20ºC海平面 psi lb/in2

二、压力计的分类与工作原理 工业压力计通常按敏感元件的类型进行分类: 液柱式压力计 ●活塞式压力计 ●弹性式压力计 ●电气式压力计

二、压力计的分类与工作原理 工业压力计通常按敏感元件的类型进行分类： ⚫ 液柱式压力计 ⚫ 活塞式压力计 ⚫ 弹性式压力计 ⚫ 电气式压力计

1.液柱式压力计 测量原理:P=h所以h=P/y 单管压力计 U型管压力计 斜管压力计

1. 液柱式压力计 测量原理：P=h 所以 h=P/  单管压力计 U型管压力计 斜管压力计