华东理工大学：《化工仪表及自动化》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 过程检测仪表

第三章过程检测仪表 华东理工大学信息学院自动化系

第三章 过程检测仪表 华东理工大学信息学院自动化系

简单控制系统构成回顾: 控制器 扰动 比较 f(t) 广义对象 机构 设定值 e(t) 被控变量 执行器 过程 r(t) 控制装置 测量值 检测元件、变送器 y(t) 简单控制系统的方块图

控制装置 执行器 过程 检测元件、变送器 r(t) 比较 机构 - e(t) u(t) q(t) y(t) f(t) c(t) 扰动 广义对象 被控变量 测量值 控制器 设定值 简单控制系统构成回顾： 简单控制系统的方块图

本章主要内容: 3.1概述 32温度检测 33流量检测 34压力检测 35物位检测 38变送器 39现代传感器技术的发展

本章主要内容： 3.1 概述 3.2 温度检测 3.3 流量检测 3.4 压力检测 3.5 物位检测 3.8 变送器 3.9 现代传感器技术的发展

3.1概述 310检测变送的重要性 311测量误差 312仪表性能指标

3.1 概 述 3.1.0 检测变送的重要性 3.1.1 测量误差 3.1.2 仪表性能指标

3.10检测变送的重要性 在过程自动化中要通过检测元件获取 生产工艺变量,最常见变量是温度、压 力、流量、物位(四大参数) 检测元件又称为敏感元件、传感器, 它直接响应工艺变量,并转化成一个与 之成对应关系的输出信号。这些输出信 号包括位移、电压、电流、电阻、频率、 气压等

在过程自动化中要通过检测元件获取 生产工艺变量，最常见变量是温度、压 力、流量、物位（四大参数）。 检测元件又称为敏感元件、传感器， 它直接响应工艺变量，并转化成一个与 之成对应关系的输出信号。这些输出信 号包括位移、电压、电流、电阻、频率、 气压等。 3.1.0 检测变送的重要性

由于检测元件的输出信号种类繁多,且 信号较弱不易察觉,一般都需要将其经过变 送器处理,转换成标准统一的电气信号(如 4~20mA或0~10mA直流电流信 号,20~100KPa气压信号)送往显示仪表, 指示或记录工艺变量,或同时送往控制器对 被控变量进行控制。有时将检测元件、变送 器及显示装置统称为检测仪表或者将检测 元件称为一次仪表,将变送器和显示装置称 为二次仪表

由于检测元件的输出信号种类繁多，且 信号较弱不易察觉，一般都需要将其经过变 送器处理，转换成标准统一的电气信号（如 4～20mA 或 0～10mA直流电流信 号 ,20～100KPa气压信号）送往显示仪表， 指示或记录工艺变量，或同时送往控制器对 被控变量进行控制。有时将检测元件、变送 器及显示装置统称为检测仪表, 或者将检测 元件称为一次仪表，将变送器和显示装置称 为二次仪表

检测实施正确控制的第一步 变送将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化 成统一(标准的电气信号。 过程控制对检测仪表要求: 静态:正确y(正确反映c(的值 可靠长期工作 动态:迅速y(0)迅速反映c(的变化

检测——实施正确控制的第一步 变送——将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化 成统一(标准)的电气信号。 静态：正确——y(t)正确反映c(t)的值 可靠——长期工作 动态：迅速——y(t)迅速反映c(t)的变化 过程控制对检测仪表要求：

311测量误差 测量误差:检测仪表获得的被测值与实际被测变量 真实值之间的差距。 (1)绝对误差:仪表的指示值与被测量的真值之间 的差值。 理论上:△X=XX值 实际上:△N=|X测量一X标准 (2)相对误差(仪表引用误差) 绝对误差与仪表的量程之比。 ±△X 100%.△Y=y △Y max min

3.1.1 测量误差 (1) 绝对误差：仪表的指示值与被测量的真值之间 的差值。 (2) 相对误差（仪表引用误差） 测量误差：检测仪表获得的被测值与实际被测变量 真实值之间的差距。 理论上：  = − X X X 测量 真值 实际上：  = − X X X 测量 标准 100%, max min X Y Y Y Y   =   = −  绝对误差与仪表的量程之比

(3)允许误差 ±-×100%,△Y max △Y max (4)附加误差 由于外界环境条件变化以及仪表浪动等外 界因素引起的误差

(3) 允许误差 (4) 附加误差 max max max min 100%, X Y Y Y Y   =   = −  ——由于外界环境条件变化以及仪表波动等外 界因素引起的误差

3.12仪表性能指标 (1)精确度(精度) 表示仪表测量结果的可靠程度。 仪表的精度等级是按国家统一规定的允许误差大 小来划分成若干等级的。仪表精度等级数值越小 说明仪表测量准确度越高。 精度等级:允许误差去掉“±”号及“%”后 系列化圆整后的数值

3.1.2 仪表性能指标 (1)精确度（精度） ——表示仪表测量结果的可靠程度。 仪表的精度等级是按国家统一规定的允许误差大 小来划分成若干等级的。仪表精度等级数值越小， 说明仪表测量准确度越高。 精度等级：允许误差去掉“±”号及“%”后， 系列化圆整后的数值