《过程检测与控制仪表一体化教程 教学课件 ppt 作者 邵联合 主编 黄桂梅 李金文 副主编 学习情境一学习情境一 检测系统的认知与检定》由会员分享，可在线阅读，更多相关《过程检测与控制仪表一体化教程 教学课件 ppt 作者 邵联合 主编 黄桂梅 李金文 副主编 学习情境一学习情境一 检测系统的认知与检定（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,学习情境一 检测系统的认知与检定,任务一 自动检测系统的认知,任务二 检测仪表的质量检定,上篇 检测仪表,自动检测系统的认知,过程检测与控制情境教学实训装置,实训装置检测控制设备一览,任务描述：根据过程检测与控制情境教学实训装置的工艺流程，启动罐03液位检测系统，分析检测系统的基本组成和各组成部分的作用。,任务一 自动检测系统的认知,自动检测系统介绍,资讯,自动检测系统的认知,试说明检测仪表在控制过程中起什么样的作用？ 自动检测系统由哪几部分组成，描述各部分作用？ 检测环节的信号有哪几种类型？ 检测信号传递形式有哪几种？,思考问题,由于工业生产过程中的被测参数有很多，各种检测仪表的测量原理及
2、结构不同，但组成检测仪表的基本环节有共同之处。感受部件、传输变换部件及显示部件,如图所示。,知识点1：自动检测系统的组成,测量仪表组成方框图,感受部件也称一次仪表,它是测量仪表的感受部分直接与被测对象相联系(但不一定直接接触)。它的作用是感受被测参数的大小和变化,并且必须随着被测参数变化产生一个相应的信号输出到传输变换部件。,对感受部件的具体要求是： （1）输出信号与被测参数的变化之间呈单值函数关 系，最好呈线性关系，并有较高的灵敏度。 （2）对非被测量的变化，感受部件应不受影响或受影 响极小。 （3）反映快、迟延小。,1. 感受部件,传输变换部件也称中间件，作用是：将感受件输出的信号，根据显
3、示件的要求传送给显示件。,2. 传输变换部件,对传输变换部件的具体要求是： 性能稳定，精确度高，使信息损失最小。,显示部件也称二次仪表,其作用是接受传输变换部件送来的信号并将其转换为测量人员可以辨识的信号。 根据显示方式不同，仪表一般分为模拟显示、数字显示、屏幕显示仪表。有些测量仪表根据不同的需要,还具有记录、累计、报警及调节等功能,有些还可以巡回检测多个不同的参数。,显示部件的基本形式：模拟式显示元件 数字式显示元件 屏幕式显示元件,3. 显示部件,检测技术涉及的内容很广，但在电厂热工过程中，常见的被测量类型有温度、压力、液位、流量、机械量（位移、转速、振动等）、成分等。,知识点2：检测环节
4、的信号传递,1检测环节信号的类型,（1）常用的电气信号有电压信号、电流信号、阻抗信号和频率信号等。电气信号传送快、滞后小，可以远距离传送，便于和计算机联接，其应用越来越广泛。目前，大多数传感器是将被测参数的变化转换为电信号，发展非常迅速。,（2）压力信号包括气压信号和液压信号，液压信号多用于控制环节。在气动检测系统中，以净化的恒压空气为能源，气动传感器或气动变送器将被测参数转换为与之相应的气压信号，经气动功率放大器放大，可以进行显示、记录、计算、报警或自动控制。,（3）光信号包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射条纹信号等。随着激光、光导纤维和计量光栅等新兴技术的发展，光学检测技术得到了很大的发展
5、。特别在高精度、非接触测量方面，光学检测技术正发挥着越来越重要的作用。,2检测环节中的信号传递形式,（1）模拟信号 在时间上是连续变化的，即在任何瞬时都可以确定其数值 的信号，称为模拟信号。模拟信号可以变换成电信号，即是平滑地、连续地变化的电压或电流信号。 （2）数字信号 数字信号是一种以离散形式出现的不连续信号，通常以二进制的0和1组合的代码序列来表示。数字信号变换成电信号就是一连串的窄脉冲和高低电平交替变化的电压信号。 （3）开关信号 用两种状态或两个数值范围表示的不连续信号叫开关信号。在自动检测技术中，利用开关式传感器可以将模拟信号变换成开关信号。,请各小组进行资讯信息的整合，安排任务分
6、工并制定工作计划；确定任务的操作步骤和实施方案。,计划与决策,制定计划、确定实施方案,建议实施步骤,实施,1. 启动过程检测与控制情境教学实训装置，观察罐03液位检测显示系统，明确系统结构组成； 2. 简单绘制液位检测系统流程图和接线图； 3. 通过查阅仪表使用说明书，认识系统所选 用的检测仪表和信号的传输形式； 4. 提交工作任务单和成果报告。,检查与评价,评价方法,教师评价： 学生考勤，满分10分； 对学生学习资料、计划和实施方案制定情况进行答辩，满分15分； 能够毫无遗漏的进行本任务所要求的各项目并作好详细记录，满分15分； 以技能训练目标完成情况参考职业技能鉴定标准进行考核，在规定时间
7、内 圆满完成任务，满分20分； 小组组长评价： 考核组员完成任务的主动性、积极性，协作能力以及完成任务的质量， 满分20分。 小组成员互评： 考核自主学习能力、团队协作能力以及完成任务的质量，满分20分。,过程检测与控制情境教学实训装置中所检测的参数有哪些？ 选用了哪些检测仪表，安装在什么位置？ 信号采用何种传递形式？ 模拟式测量系统与数字式测量系统在组成上有什么不同？,检查与评价,做一做,上篇 检测仪表,学习情境一 检测系统的认知与检定,任务一 自动检测系统的认知,任务二 检测仪表的质量检定,任务描述：根据过程检测与控制情境教学实训装置的工艺流程，卸下泵01前的压力表，在检定台上完成压力表的
8、检定任务。,任务二 检测仪表的质量检定,试说明测量的定义，测量的三要素？ 简述测量有哪些分类方式及类型？,思考问题,知识点1：测量过程与测量方法,知识点1：测量过程与测量方法,1. 测量过程,各种检测仪表的测量过程，其实质就是被测变量信号能量的不断变换和传递，并与相应的测量单位进行比较的过程，而检测仪表就是实现这种比较的工具。例如，对炉温的检测，常常利用热电偶的热电效应，把被测温度（热能）变换成直流毫伏信号（电能），然后经过毫伏检测仪表转换成仪表指针位移，再与温度标尺相比较而显示被测温度的数值。,资讯,2. 测量方法,为了及时获得准确可靠的数据，必须根据行业的要求及被测对象的特点，选择合理的测
9、量方法。,（1）直接测量,就是将被测量直接与所选用的标准量进行比较，或者用预先标定好的测量仪表进行测量,从而直接得出测量值的方法。如用尺测长度，用玻璃管水位计测水位等。,（2）间接测量,通过直接测量与被测量有确定函数关系的其他各个变量，然后将所得的数值代人函数式进行计算,从而求得被测量值的方法称为间接测量。例如，用平衡容器测量汽包水位；通过测量导线电阻、长度及直径求电阻率等。,2. 测量方法,（3）组合测量,组合测量是在测量出几组具有一定函数关系的量值的基础上，通过解联立方程来求取被测量的方法。例如，在一定温度范围内铂电阻与温度的关系为：,式中，Rt0铂电阻在t0时的电阻值； R铂电阻在t时的
10、电阻值； A，B 温度系数（常数）。,为了求出温度系数A、B，可以分别直接测出0、t1、t2三个不同温度值及相应温度下的电阻值Rt0、Rt1、Rt2然后通过解联立方程来求得A、B的数值。,2. 测量方法,根据检测装置的动作原理不同，测量可分为：,（1）直读法,被测量作用于仪表比较装置,使比较装置的某种参数按已知关系随被测量发生变化，由于这种变化关系已在仪表上直接刻度,故直接可由仪表刻度尺读出测量结果。例如，用玻璃管水银温度计测量温度时，可直接由水银柱高度读出温度值。,2. 测量方法,（2）零值法（平衡法）,将被测量与一个已知量进行比较，当二者达到平衡时，仪表平衡指示器指零,这时已知量就是被测量
11、值。例如，用天平测量物体的质量,用电位差计测量电势都是采用了零值法。,（3）微差法,当被测量尚未完全与已知量相平衡时，读取它们之间的差值，由已知量和差值可求出被测量值。用不平衡电桥测量电阻就是用微差法测量的例子。零值法和微差法测量对减小测量系统的误差很有利,因此测量准确度高,应用较为广泛。,2. 测量方法,根据仪表是否与被测对象接触，测量可分为：,（1）接触测量法,仪表的一部分与被测对象相接触，受到被测对象的作用才能得出测量结果的测量方法。例如用玻璃管水银温度计测温度时，温度计的温包应该置于被测介质之中，以感受温度的高低。,（2）非接触测量法,仪表的任何部分都不必与被测对象直接接触就能得到测量
12、结果的测量方法。例如用光学高温计测温，是通过被测对象所产生的热辐射对仪表的作用而实现测温的，因此仪表不必与对象直接接触。,2. 测量方法,以下测量过程使用了哪种测量方法？ 通过公式 W=UI 测量功率； 用铂电阻温度计测量温度，电阻值与温度的关系是 ； 用水银温度计测量介质温度 。,做一做,简述测量误差有哪几种类型，产生原因是什么？ 说明测量误差的表示方法有哪几种，各有什么特点？,思考问题,知识点2： 测量误差产生的原因分析,在测量过程中，由于所使用的测量工具本身不够准确、观测者的主观性和周围环境的影响等等，使得测量的结果不可能绝对准确。仪表测量值与被测参数的真实值之间总是存在着一定的差距，这
13、种差距称为测量误差。研究误差的目的是为了尽可能减少误差，正确处理误差，以提高测量结果的准确性。,知识点2： 测量误差产生的原因分析,1. 测量误差的分类,（1）系统误差,在相同条件下，对同一被测参数进行多次重复测量时，误差的大小和符号保持不变，或在条件改变时，按一定规律变化的误差称为系统误差。如仪表本身的缺陷，温度、湿度、电源电压等单因素环境条件的变化所造成的误差均属于系统误差。 其特点是：测量条件一经确定，误差即为一确切数值。用多次测量取平均值的方法，并不能改变误差的大小。系统误差是有规律的，可针对其产生的根源采取一定的技术措施进行修正，但不能完全消除。,（2）随机误差,在相同条件下，对同一
14、被测参数进行多次重复测量时，误差的大小和符号均以不可预定方式变化的误差称为随机误差。如电磁场干扰和测量者感觉器官无规律的微小变化等引起的误差均为随机误差。 其特点是：在多次测量时，其总体服从统计规律，大多服从正态分布，具有对称性、有界性、抵偿性和单峰性，可以通过对多次测量值取算术平均值的方法削弱随机误差对测量结果的影响。,1. 测量误差的分类,（3）疏忽误差,在一定的测量条件下，由于人为原因造成的、测量值明显偏离实际值所形成的误差称为疏忽误差。 产生疏忽误差的主要原因有：观察者过于疲劳，缺乏经验，操作不当或责任心不强而造成的读错刻度、记错数字或计算错误等失误；以及测量条件的突然变化，如机械冲击
15、等引起仪器指示值的改变。 其特点是：可以克服，而且和仪表本身无关，凡确定是疏失误差的测量数据应剔除不用。,1. 测量误差的分类,2. 测量误差的表示方法,（1）绝对误差,绝对误差是仪表的测量值与被测量的真值之间的差值。因真值是一个理想的概念，无法得到，所以一般用标准仪表的读数作为约定真值。绝对误差可表示为：,式中，绝对误差； x被校表的读数（测量值）； x 0标准表的读数（约定真值）。,（2）相对误差,相对误差是某点的绝对误差与该点标准表的读数之比，一般以百分数表示。可表示为：,式中，x0点处的相对误差。,2. 测量误差的表示方法,（3）引用误差,引用误差是指仪表的绝对误差与该仪表的量程范围之
16、间的百分比，即,式中，Amax-Amin 仪表的量程。,2. 测量误差的表示方法,下列误差属于哪类误差？ 用一块普通万用表测量同一电压，重复测量20次后所得结果的误差； 观测者抄写记录时错写了数据造成的误差； 在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。,做一做,说明检测仪表的质量指标主要有哪些，明确其含义？,思考问题,知识点3：检测仪表的质量指标,检测仪表的质量优劣，经常用它的质量指标来衡量。检测仪表的质量指标有以下几项：,知识点3：检测仪表的质量指标,1. 精度,仪表的精确度（准确度）简称精度，反映了仪表测量值接近真值的准确程度。一般用相对百分误差表示。 相对百分误差是仪表的绝对误差与该表量程的百分比表示，即：,仪表的精确度通常用精度等级来表示，精度等级就是仪表的最大相对百分误差去掉“”和“%”后的数字，但必须与国家标准相一致。,1. 精度,我国统一规定的的仪表精度等级有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.35，0.5，1.0，1.5，2.5，
