中国地质大学（武汉）：《过程控制原理与应用技术》课程教学课件（检测技术与过程控制原理）第二讲 过程参数检测与变送仪表

过程拉制原狸与寇用我术) 中围地质大学（武议）安剑奇 第2章过程参数检测与变送仪表 2

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 第2章 过程参数检测与变送仪表 2

过程校制原狸与寇用我术) 中周她质大学（武议）安剑寄 过程参数检测与变送仪表 2.1 概述 2.2温度检测与变送 2.3压力检测与变送 2.4流量检测与变送 2.5 物位检测与变送 2.6 智能检测仪表 2.7检测系统数据处理方法 2.8软测量与先进检测的应用 3

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.1 概述 2.2 温度检测与变送 2.3 压力检测与变送 2.4 流量检测与变送 2.5 物位检测与变送 2.6 智能检测仪表 2.7 检测系统数据处理方法 2.8 软测量与先进检测的应用 过程参数检测与变送仪表 3

过程校制原狸局寇用我术) 中周她质大学（武议）安剑奇 2.1概述 >检测仪表是过程控制系统的重要组成部分，实现对温度、压力、 流量、物位、成分等过程参数的实时可靠检测 >包括敏感元件和变送单元 口敏感元件（传感器）：直接感受被测参数变化，并转换为相应的物理量提供 给变送单元 ▣变送单元（变送器）：将敏感元件检测的物理量转换为标准信号输出 被测参数 电信号 标准电信号 参数显示 传感器 变送器 显示器 控制 AD

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.1 概述 传感器 变送器 显示器 A/D 被测参数 电信号 标准电信号 参数显示 控制  检测仪表是过程控制系统的重要组成部分，实现对温度、压力、 流量、物位、成分等过程参数的实时可靠检测  包括敏感元件和变送单元  敏感元件（传感器）：直接感受被测参数变化，并转换为相应的物理量提供 给变送单元  变送单元（变送器）：将敏感元件检测的物理量转换为标准信号输出

过程校制原狸局寇用我术) 中图她质大学（武议）安剑奇 2.1概述 >检测仪表的工作特性 ▣量程：被测参数上限值与下限值之差 min 口零点：被测参数的下限值xmim min B ▣工作特性：输入是被测参数，输出是变送器的标准化输出信号，反 映输出与输入关系，即 km ymax-ymin 6 Xmax-Xmin Bx ▣ 量程调整：零点不变情况下，将ymax与xmax相对应 口零点迁移：将ymin所对应的测量参数下限值由O迁移到某一数值 5

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.1 概述  检测仪表的工作特性 o y max y min y min x max Bx x By mk 5  量程：被测参数上限值与下限值之差  零点：被测参数的下限值 𝑥𝑥𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚  工作特性：输入是被测参数，输出是变送器的标准化输出信号，反 映输出与输入关系，即 𝑘𝑘𝑚𝑚 = 𝑦𝑦𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚−𝑦𝑦𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑥𝑥𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚−𝑥𝑥𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝐵𝐵𝑦𝑦 𝐵𝐵𝑥𝑥  量程调整：零点不变情况下，将 与 相对应  零点迁移：将𝑦𝑦𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚所对应的测量参数下限值由0迁移到某一数值 𝑦𝑦max 𝑥𝑥max

过程校制原狸局寇用我术) 中周她质大常（武议）安剑奇 2.1概述 >测量误差 因仪表精度和检测技术水平限制、实验手段不完善、环境干扰的存在， 会导致仪表测量值与真实值之间存在一定的差值，即测量误差 >测量误差分类 按表达方式不同分类：绝对误差和相对误差 ▣按性质不同分类：系统误差，随机误差和粗大误差 6

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.1 概述  测量误差  因仪表精度和检测技术水平限制、实验手段不完善、环境干扰的存在， 会导致仪表测量值与真实值之间存在一定的差值，即测量误差  按表达方式不同分类：绝对误差和相对误差  按性质不同分类：系统误差，随机误差和粗大误差 6 测量误差分类

过程校制原狸与寇用我术) 中周她质大常（武议）安剑奇 2.1概述 >测量误差分类 口绝对误差：测量值与被测参数真实值之间的差值 口相对误差：绝对误差与真值的百分比 口系统误差：检测仪表本身或其他原因引起的有规律的误差 ▣随机误差：相同条件下同一被测参数多次测量值之间存在的差异 ▣粗大误差：由于故障、操忽或较大外界干扰所引起的显著偏离实际值 7

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.1 概述  绝对误差：测量值与被测参数真实值之间的差值  相对误差：绝对误差与真值的百分比  系统误差：检测仪表本身或其他原因引起的有规律的误差  随机误差：相同条件下同一被测参数多次测量值之间存在的差异  粗大误差：由于故障、操忽或较大外界干扰所引起的显著偏离实际值 7 测量误差分类

过程校制原狸与寇用我术) 中图她质大学（武议）安剑奇 2.1概述 >检测仪表的性能指标(1) 口允许误差：在国家规定的标准使用条件下，仪表应满足的相对误差 ▣仪表精度：描述测量结果的可靠程度，精度等级以一定符号内的 数字标明。我国仪表精度等级为：0.005,0.02,0.05,0.1,0.2， 0.4,0.5,2.0,2.5,2.5,4.0。级数越小，精度越高 ▣灵敏度：反映检测仪表对被测参数变化的灵敏程度 8

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.1 概述  检测仪表的性能指标（1）  允许误差：在国家规定的标准使用条件下,仪表应满足的相对误差  仪表精度：描述测量结果的可靠程度，精度等级以一定符号内的 数字标明。我国仪表精度等级为：0.005，0.02，0.05，0.1，0.2， 0.4， 0.5，2.0，2.5，2.5，4.0。级数越小，精度越高  灵敏度：反映检测仪表对被测参数变化的灵敏程度 8

过程校制原狸与寇用我术 中图她质大学（武改）安剑奇 2.1概述 >检测仪表的性能指标（2) 动态误差：当被测参数随时间迅速变化时，由于检测元件的各种运动 惯性和能量转换，使检测仪表的测量值不能及时跟随被测参数的变化 而产生的误差 口可靠性：反映检测仪表在规定条件下、规定时间内是否耐用的一种综 合质量指标 √平均无故障工作时间：两次故障间时间差的平均值 √平均修复时间：排除故障所花费时间的平均值 √有效度：平均无故障时间与平均无故障时间及平均修改时间之和的比值 9

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.1 概述  检测仪表的性能指标（2）  动态误差：当被测参数随时间迅速变化时，由于检测元件的各种运动 惯性和能量转换，使检测仪表的测量值不能及时跟随被测参数的变化 而产生的误差  可靠性：反映检测仪表在规定条件下、规定时间内是否耐用的一种综 合质量指标  平均无故障工作时间：两次故障间时间差的平均值  平均修复时间：排除故障所花费时间的平均值  有效度：平均无故障时间与平均无故障时间及平均修改时间之和的比值 9

过程校制原狸与寇用我术) 中周她质大学（武议）安剑寄 过程参数检测与变送仪表 2.1概述 2.2温度检测与变送 2.3压力检测与变送 2.4流量检测与变送 2.5物位检测与变送 2.6智能检测仪表 2.7检测系统数据处理方法 2.8软测量与先进检测的应用 10

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.1 概述 2.2 温度检测与变送 2.3 压力检测与变送 2.4 流量检测与变送 2.5 物位检测与变送 2.6 智能检测仪表 2.7 检测系统数据处理方法 2.8 软测量与先进检测的应用 过程参数检测与变送仪表 10

过程校制原狸与寇用我术) 中周她质大常（武议）安剑奇 2.2温度检测与变送 >温度检测方法 口接触式测温：通过测温元件与被测物体的接触而感知物体的温度 口非接触式测温：通过接受被测物体发出的热辐射热来感知温度 指针 度靠 固定堪帽 外套 芯轴 双金屈蝶旋 固定端 接触式测温 非接触式测温 11

过程控制原理与应用技术I 中国地质大学（武汉）安剑奇 2.2 温度检测与变送  温度检测方法 接触式测温 非接触式测温  接触式测温：通过测温元件与被测物体的接触而感知物体的温度  非接触式测温：通过接受被测物体发出的热辐射热来感知温度 11