过程控制电子档2.2过程变量的检测课件

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1、过程控制 第二章第二章第二章 过程建模和过程检测控制仪表过程建模和过程检测控制仪表2.1过程建模2.2过程变量的检测2.3变送器2.4调节器2.5执行器2.6其他常用的单元仪表过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测2.2 2.2 过程变量的检测过程变量的检测2.2.1 2.2.1 概述概述2.2.2 2.2.2 温度检测温度检测2.2.3 2.2.3 2.2.3 2.2.3 压力检测压力检测压力检测压力检测2.2.4 2.2.4 2.2.4 2.2.4 流量检测流量检测流量检测流量检测2.2.5 2.2.5 2.2.5 2.2.5 物位检测物位检测物位检测物位检测

2、2.2.6 2.2.6 2.2.6 2.2.6 其他参数的检测其他参数的检测其他参数的检测其他参数的检测过程控制 第二章过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 过程变量检测过程变量检测-指连续生产过程中的温度、指连续生产过程中的温度、指连续生产过程中的温度、指连续生产过程中的温度、压力、流量、液位和成分等参数的检测压力、流量、液位和成分等参数的检测压力、流量、液位和成分等参数的检测压力、流量、液位和成分等参数的检测 。2.1.1 2.1.1 概述概述 过程变量的检测与变送是实现过程变量显示和过过程变量的检测与变送是实现过程变量显示和过过程变量的检测

3、与变送是实现过程变量显示和过过程变量的检测与变送是实现过程变量显示和过程控制的程控制的程控制的程控制的前提前提，是过程控制工程的重要组成部分。，是过程控制工程的重要组成部分。，是过程控制工程的重要组成部分。，是过程控制工程的重要组成部分。S 为了能在过程控制中正确选用合适的检测仪表，为了能在过程控制中正确选用合适的检测仪表，为了能在过程控制中正确选用合适的检测仪表，为了能在过程控制中正确选用合适的检测仪表，下面我们对检测的一些下面我们对检测的一些下面我们对检测的一些下面我们对检测的一些基本概念基本概念作简单介绍作简单介绍作简单介绍作简单介绍. . . .过程控制电子档过程控制电子档2.22.2

4、过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 一一一一. . . .测量误差测量误差测量误差测量误差 测量误差测量误差测量误差测量误差-在测量过程中测量结果与被测量的真值之间会有一在测量过程中测量结果与被测量的真值之间会有一在测量过程中测量结果与被测量的真值之间会有一在测量过程中测量结果与被测量的真值之间会有一定的差值。它反映了测量结果的可靠程度。定的差值。它反映了测量结果的可靠程度。定的差值。它反映了测量结果的可靠程度。定的差值。它反映了测量结果的可靠程度。 44 1.1.1.1.绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差绝对误差与相对误差 绝对误差绝对误差绝对误差绝对误差-指测

5、量结果与被测量的真值之差。指测量结果与被测量的真值之差。指测量结果与被测量的真值之差。指测量结果与被测量的真值之差。 相对误差相对误差相对误差相对误差-指绝对误差与真值或测量值之百分比。指绝对误差与真值或测量值之百分比。指绝对误差与真值或测量值之百分比。指绝对误差与真值或测量值之百分比。 常见有下面三种表示方式：常见有下面三种表示方式：常见有下面三种表示方式：常见有下面三种表示方式：实际相对误差实际相对误差实际相对误差实际相对误差-是指绝对误差与被测量的真值是指绝对误差与被测量的真值是指绝对误差与被测量的真值是指绝对误差与被测量的真值( ( ( (实际值实际值实际值实际值) ) ) )之百分比

6、。之百分比。之百分比。之百分比。标称相对误差标称相对误差标称相对误差标称相对误差-是指绝对误差与仪表示值之百分比。是指绝对误差与仪表示值之百分比。是指绝对误差与仪表示值之百分比。是指绝对误差与仪表示值之百分比。引用相对误差引用相对误差引用相对误差引用相对误差-是指绝对误差与仪表的量程之百分比。是指绝对误差与仪表的量程之百分比。是指绝对误差与仪表的量程之百分比。是指绝对误差与仪表的量程之百分比。44 2.2.2.2.系统误差、随机误差与疏忽误差系统误差、随机误差与疏忽误差系统误差、随机误差与疏忽误差系统误差、随机误差与疏忽误差 系统误差系统误差系统误差系统误差-指测量仪表本身或其他原因指测量仪表

7、本身或其他原因指测量仪表本身或其他原因指测量仪表本身或其他原因( ( ( (如零点没有调整好等如零点没有调整好等如零点没有调整好等如零点没有调整好等) ) ) ) 引起的有规律的误差。引起的有规律的误差。引起的有规律的误差。引起的有规律的误差。 随机误差随机误差随机误差随机误差-指在测量中所出现的没有一定规律的误差。指在测量中所出现的没有一定规律的误差。指在测量中所出现的没有一定规律的误差。指在测量中所出现的没有一定规律的误差。 疏忽误差疏忽误差疏忽误差疏忽误差-指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方案等人指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方案等人指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方案等人

8、指观察人员误读或不正确使用仪器与测试方案等人 为因素所引起的误差。为因素所引起的误差。为因素所引起的误差。为因素所引起的误差。 443.3.3.3.基本误差、附加误差和允许误差基本误差、附加误差和允许误差基本误差、附加误差和允许误差基本误差、附加误差和允许误差 过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 二二二二. . . .检测仪表的性能指标检测仪表的性能指标检测仪表的性能指标检测仪表的性能指标44 1.1.1.1.精度等级精度等级精度等级精度等级 使用仪表前首先必须知道仪表的精度等级，以便估计测量结果使用仪表前首先必须知道仪表的精度等级，以便估计测

9、量结果使用仪表前首先必须知道仪表的精度等级，以便估计测量结果使用仪表前首先必须知道仪表的精度等级，以便估计测量结果与真实值的差距。与真实值的差距。与真实值的差距。与真实值的差距。 仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。仪表精度是根据国家规定的允许误差大小分成几个等级的。 我国过程检测控制仪表的精度等级有我国过程检测控制仪表的精度等级有我国过程检测控制仪表的精度等级有我国过程检测控制仪表的精度等级有0.0050.005、0.020.02、0.10.1、0.350.35、0.50.

10、5、1.01.0、1.51.5、2.52.5、4 4等。一般工业用表为等。一般工业用表为等。一般工业用表为等。一般工业用表为0.50.50.50.54 4 4 4级精度。级精度。级精度。级精度。 选精度等级选精度等级选精度等级选精度等级1.01.01.01.0级级级级在选用仪表的精度等级时，应根据实际需要求定，不能只追求高精度等级。在选用仪表的精度等级时，应根据实际需要求定，不能只追求高精度等级。在选用仪表的精度等级时，应根据实际需要求定，不能只追求高精度等级。在选用仪表的精度等级时，应根据实际需要求定，不能只追求高精度等级。qq 例：一台测温仪的工作范围为例：一台测温仪的工作范围为例：一台测

11、温仪的工作范围为例：一台测温仪的工作范围为50505050550550550550，工艺要求测量时绝对误差不超，工艺要求测量时绝对误差不超，工艺要求测量时绝对误差不超，工艺要求测量时绝对误差不超过过过过6666，试问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？，试问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？，试问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？，试问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？1.51.51.51.5 精度等级符号精度等级符号精度等级符号精度等级符号过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测其中其中其中其中x x x x1 1 1 1、x x x x2 2 2 2为正、

12、反测量的示值，为正、反测量的示值，为正、反测量的示值，为正、反测量的示值，变差产生的原因变差产生的原因是由于仪表中弹性元是由于仪表中弹性元是由于仪表中弹性元是由于仪表中弹性元件、磁化元件；机械结构中的间隙、摩擦等原因所致。件、磁化元件；机械结构中的间隙、摩擦等原因所致。件、磁化元件；机械结构中的间隙、摩擦等原因所致。件、磁化元件；机械结构中的间隙、摩擦等原因所致。过程控制 第二章44 2.2.2.2.灵敏度与灵敏限灵敏度与灵敏限灵敏度与灵敏限灵敏度与灵敏限灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度-表示测量仪表对被测参数变化的灵敏程度。通常用仪表的输出表示测量仪表对被测参数变化的灵敏程度。通常用仪表的输出表示测

13、量仪表对被测参数变化的灵敏程度。通常用仪表的输出表示测量仪表对被测参数变化的灵敏程度。通常用仪表的输出变化量，如指针的线位移或角位移变化量，如指针的线位移或角位移变化量，如指针的线位移或角位移变化量，如指针的线位移或角位移与引起此位移的被测参数变化量与引起此位移的被测参数变化量与引起此位移的被测参数变化量与引起此位移的被测参数变化量xxxx之比来表示，即之比来表示，即之比来表示，即之比来表示，即灵敏限灵敏限灵敏限灵敏限仪表能感受到并发生动作的被测量的最小值。仪表能感受到并发生动作的被测量的最小值。仪表能感受到并发生动作的被测量的最小值。仪表能感受到并发生动作的被测量的最小值。 变差变差变差变差

14、-在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行 正、反行程正、反行程正、反行程正、反行程( ( ( (即逐渐由小到大或逐渐由大到小即逐渐由小到大或逐渐由大到小即逐渐由小到大或逐渐由大到小即逐渐由小到大或逐渐由大到小) ) ) )测量时，测量时，测量时，测量时， 所得仪表两示值之间的差值。所得仪表两示值之间的差值。所得仪表两示值之间的差值。所得仪表两示值之间的差值。 4 3. 3.变差（回差）变差（回差）反行程反行程正行程正行程被测参数被测参数仪表示

15、值仪表示值过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 三三三三. . . .仪表的选用仪表的选用仪表的选用仪表的选用 实现生产过程的自动化，不但需要有正确的控制方案，而且还需要正确实现生产过程的自动化，不但需要有正确的控制方案，而且还需要正确实现生产过程的自动化，不但需要有正确的控制方案，而且还需要正确实现生产过程的自动化，不但需要有正确的控制方案，而且还需要正确合理地选用自动化仪表。合理地选用自动化仪表。合理地选用自动化仪表。合理地选用自动化仪表。 仪表的选用应该从生产实际出发，结合过程的特点，根据工艺过程的实仪表的选用应该从生产实际出发，结合过程的

16、特点，根据工艺过程的实仪表的选用应该从生产实际出发，结合过程的特点，根据工艺过程的实仪表的选用应该从生产实际出发，结合过程的特点，根据工艺过程的实际需要来考虑。要综合考虑际需要来考虑。要综合考虑际需要来考虑。要综合考虑际需要来考虑。要综合考虑精度精度、功能、测量范围、适用场合、经济性等诸、功能、测量范围、适用场合、经济性等诸、功能、测量范围、适用场合、经济性等诸、功能、测量范围、适用场合、经济性等诸多因素，具体选用在后续章节中结合实例讨论。多因素，具体选用在后续章节中结合实例讨论。多因素，具体选用在后续章节中结合实例讨论。多因素，具体选用在后续章节中结合实例讨论。注意：在确定一个仪表的精度等级

17、时，要求仪表的允许误差应该大于或注意：在确定一个仪表的精度等级时，要求仪表的允许误差应该大于或注意：在确定一个仪表的精度等级时，要求仪表的允许误差应该大于或注意：在确定一个仪表的精度等级时，要求仪表的允许误差应该大于或等于仪表校验时所得到的等于仪表校验时所得到的等于仪表校验时所得到的等于仪表校验时所得到的最大引用误差最大引用误差最大引用误差最大引用误差；而根据工艺要求来选择仪表的；而根据工艺要求来选择仪表的；而根据工艺要求来选择仪表的；而根据工艺要求来选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所允许的最大引用精度等级时，仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所允许的最大引用精度等级时

18、，仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所允许的最大引用精度等级时，仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所允许的最大引用误差。误差。误差。误差。 qq有两台测温仪表，它们的测温范围分别为有两台测温仪表，它们的测温范围分别为有两台测温仪表，它们的测温范围分别为有两台测温仪表，它们的测温范围分别为0-1000-1000-1000-100和和和和100-300100-300100-300100-300，校验表时得到，校验表时得到，校验表时得到，校验表时得到它们的最大绝对误差均为它们的最大绝对误差均为它们的最大绝对误差均为它们的最大绝对误差均为2222，试确定这两台仪表的精度等级。，试确定这两台仪表的精度等

19、级。，试确定这两台仪表的精度等级。，试确定这两台仪表的精度等级。解解解解 这两台仪表的最大引用误差分别为这两台仪表的最大引用误差分别为这两台仪表的最大引用误差分别为这两台仪表的最大引用误差分别为一台仪表的精度等级为一台仪表的精度等级为2.52.5级，而另一台仪表的精度等级为级，而另一台仪表的精度等级为1 1级。级。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章2.2.2 2.2.2 温度检测温度检测二二. .热电偶热电偶三三. .热电阻热电阻四四. .其它测温元件其它测温元件一一. . 概述概述过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量

20、的检测过程控制 第二章 温度是化工过程中最普遍而重要的操作参数。温度是化工过程中最普遍而重要的操作参数。所有的过程都是在一定的温度条件下进行的；所有的过程都是在一定的温度条件下进行的；温度决定一些反应能否进行和反应方向；温度决定一些反应能否进行和反应方向；温度决定一些反应的进程程度；温度决定一些反应的进程程度；温度显示反应的能量变化。温度显示反应的能量变化。一一. . 概述概述测温方法测温方法（按测量体与被测介质接触与否按测量体与被测介质接触与否） 1.1.接触式测温接触式测温原理：原理：原理：原理： 被测介质被测介质 热交换热交换热平衡热平衡测量体测量体特点：特点：特点：特点：简单、可靠、精

21、度高简单、可靠、精度高简单、可靠、精度高简单、可靠、精度高缺点：缺点：缺点：缺点：滞后现象、产生化学反应、测量滞后现象、产生化学反应、测量滞后现象、产生化学反应、测量滞后现象、产生化学反应、测量体受耐高温材料限制体受耐高温材料限制体受耐高温材料限制体受耐高温材料限制过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 2.2.非接触式测温非接触式测温原理：原理：原理：原理：特点：特点：特点：特点：温度上限原则上不受限制、测温快、温度上限原则上不受限制、测温快、温度上限原则上不受限制、测温快、温度上限原则上不受限制、测温快、可测量运动体的温度可测量运动体的温度可测

22、量运动体的温度可测量运动体的温度缺点：缺点：缺点：缺点：物体的辐射率、距离、烟尘、水汽等因物体的辐射率、距离、烟尘、水汽等因物体的辐射率、距离、烟尘、水汽等因物体的辐射率、距离、烟尘、水汽等因素影响，精度较低素影响，精度较低素影响，精度较低素影响，精度较低被测介质的辐射热来判断温度被测介质的辐射热来判断温度被测介质的辐射热来判断温度被测介质的辐射热来判断温度常用温度计的种类及适用温度见下页图常用温度计的种类及适用温度见下页图常用温度计的种类及适用温度见下页图常用温度计的种类及适用温度见下页图过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章常用温度计的种类及适

23、用温度见下图常用温度计的种类及适用温度见下图常用温度计的种类及适用温度见下图常用温度计的种类及适用温度见下图过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测金属金属B B金属金属A A过程控制 第二章二二. . 热电偶温度计热电偶温度计（一）（一）. .测温原理测温原理A AB Bt tt t0 0热电效应为基础热电效应为基础热电偶热电偶热电动势主要是由热电动势主要是由接触电动势接触电动势组成的组成的+ + +- - -扩散作用电场作用N NA ANNB B电动势的大小取决于接触点的温度和电动势的大小取决于接触点的温度和 A A、B B的材料的材料u当两个接触点的温度不同时

24、，当两个接触点的温度不同时，便产生两个不同的接触电动势便产生两个不同的接触电动势E EABAB(t)(t)、E EABAB(t(t0 0) )u回路总电动势回路总电动势E(tE(t，t t0 0)=)= E EABAB(t)-E(t)-EABAB(t(t0 0) ) u当热电偶材料一定时，当热电偶材料一定时，E(tE(t，t t0 0) )成为温度成为温度t t0 0和和t t的函数差的函数差即即E(tE(t，t t0 0)=)=f f（t t）-f(-f(t t0 0) )u如果使冷如果使冷端端温度温度t t0 0固定，对于固定，对于一定材料的热电偶，一定材料的热电偶，E(tE(t，t t0

25、 0)=)=f f（t t）-C-C = =(t)(t)过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测在热电偶回路中接入第三种材料的导线，只要第三种材料的在热电偶回路中接入第三种材料的导线，只要第三种材料的在热电偶回路中接入第三种材料的导线，只要第三种材料的在热电偶回路中接入第三种材料的导线，只要第三种材料的 导线两端温度相同，第三种材料导线的引入不导线两端温度相同，第三种材料导线的引入不导线两端温度相同，第三种材料导线的引入不导线两端温度相同，第三种材料导线的引入不 会影响热电偶的总热电动势。会影响热电偶的总热电动势。会影响热电偶的总热电动势。会影响热电偶的总热电动势。

26、（p36p36p36p36证明）证明）证明）证明）过程控制 第二章E(tE(t，t t0 0)=(t)=(t)若两接点温度相同，尽管导体若两接点温度相同，尽管导体若两接点温度相同，尽管导体若两接点温度相同，尽管导体A A A A、B B B B的材料不同，热电偶回路的材料不同，热电偶回路的材料不同，热电偶回路的材料不同，热电偶回路 内的总热电动势也为零。内的总热电动势也为零。内的总热电动势也为零。内的总热电动势也为零。热电偶回路内的总热电动势与热电偶回路内的总热电动势与热电偶回路内的总热电动势与热电偶回路内的总热电动势与A A A A、B B B B材料的中间温度无关，只材料的中间温度无关，只

27、材料的中间温度无关，只材料的中间温度无关，只 与接触点温度有关。与接触点温度有关。与接触点温度有关。与接触点温度有关。说明说明说明说明：若组成热电偶回路的两种导体相同。则无论两接点温度如若组成热电偶回路的两种导体相同。则无论两接点温度如若组成热电偶回路的两种导体相同。则无论两接点温度如若组成热电偶回路的两种导体相同。则无论两接点温度如 何，回路的总热电动势为零。何，回路的总热电动势为零。何，回路的总热电动势为零。何，回路的总热电动势为零。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测补偿导线补偿导线： 保证热电偶冷端温度不变，使得电动势保证热电偶冷端温度不变，使得电动势保

28、证热电偶冷端温度不变，使得电动势保证热电偶冷端温度不变，使得电动势E E E E与温度与温度与温度与温度 呈单值关系；呈单值关系；呈单值关系；呈单值关系； 它的作用是把热电偶参考端移至离热它的作用是把热电偶参考端移至离热它的作用是把热电偶参考端移至离热它的作用是把热电偶参考端移至离热 源较远及环境温度较恒定的地方。源较远及环境温度较恒定的地方。源较远及环境温度较恒定的地方。源较远及环境温度较恒定的地方。 过程控制 第二章( (三三) )热电偶的补偿导线热电偶的补偿导线( ( ( (二二二二) ) ) )热电偶回路热电偶回路热电偶回路热电偶回路C CABC C补偿导线补偿导线补偿导线补偿导线t

29、to o o ot to o o o仪表室仪表室仪表室仪表室+ -t t1 1 1 1t t1 1 1 1现场现场现场现场t t过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章( (四四) )热电偶的冷端温度补偿热电偶的冷端温度补偿必须注意的是：必须注意的是：必须注意的是：必须注意的是：补偿导线只起补偿导线只起补偿导线只起补偿导线只起延长电极延长电极延长电极延长电极的作用，将其冷端延伸到的作用，将其冷端延伸到的作用，将其冷端延伸到的作用，将其冷端延伸到 温度比较稳定的地方。但是热电偶冷端暴露在大温度比较稳定的地方。但是热电偶冷端暴露在大温度比较稳定的地方。但

30、是热电偶冷端暴露在大温度比较稳定的地方。但是热电偶冷端暴露在大 气中，受环境温度波动的影响较大。气中，受环境温度波动的影响较大。气中，受环境温度波动的影响较大。气中，受环境温度波动的影响较大。 由国家规定的由国家规定的由国家规定的由国家规定的分度表分度表分度表分度表（热电动势与温度热电动势与温度t t的关系的关系） 是规定冷端温度是规定冷端温度是规定冷端温度是规定冷端温度t t t t0 0=0=0=0=0 C C C C时制定的。时制定的。时制定的。时制定的。I.I.冷端恒温法冷端恒温法：冷端放在恒温装置中，该法多用于实验室。：冷端放在恒温装置中，该法多用于实验室。：冷端放在恒温装置中，该法

31、多用于实验室。：冷端放在恒温装置中，该法多用于实验室。II.II.补偿电桥法补偿电桥法：III.III.III.III. 利用不平衡电桥产生利用不平衡电桥产生利用不平衡电桥产生利用不平衡电桥产生IV.IV.IV.IV. 的热电势补偿热电偶的热电势补偿热电偶的热电势补偿热电偶的热电势补偿热电偶V.V.V.V. 因冷端温度的变化而因冷端温度的变化而因冷端温度的变化而因冷端温度的变化而VI.VI.VI.VI. 引起的热电动势的变化。引起的热电动势的变化。引起的热电动势的变化。引起的热电动势的变化。冷端温度补偿冷端温度补偿：保证冷端温度不变或者使：保证冷端温度不变或者使：保证冷端温度不变或者使：保证冷

32、端温度不变或者使t t t t0 0 0 0的温度为的温度为的温度为的温度为0 0 0 0 C C C C 。 过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 利用补偿导线或冷端温度补偿使热电偶冷端温度相对恒定，利用补偿导线或冷端温度补偿使热电偶冷端温度相对恒定，利用补偿导线或冷端温度补偿使热电偶冷端温度相对恒定，利用补偿导线或冷端温度补偿使热电偶冷端温度相对恒定，但只要冷端温度不为但只要冷端温度不为但只要冷端温度不为但只要冷端温度不为0 0 0 0度，则必须对指示值进行校正，因为与热度，则必须对指示值进行校正，因为与热度，则必须对指示值进行校正，因为与热

33、度，则必须对指示值进行校正，因为与热电偶配套使用的仪表都是根据标准的分度表进行刻度的，因此当电偶配套使用的仪表都是根据标准的分度表进行刻度的，因此当电偶配套使用的仪表都是根据标准的分度表进行刻度的，因此当电偶配套使用的仪表都是根据标准的分度表进行刻度的，因此当冷端温度不为冷端温度不为冷端温度不为冷端温度不为0 0 0 0时，时，时，时， 为求得真实温度，可利用下式进行修正。为求得真实温度，可利用下式进行修正。为求得真实温度，可利用下式进行修正。为求得真实温度，可利用下式进行修正。证明：由热电偶回路热电势平衡方程证明：由热电偶回路热电势平衡方程证明：由热电偶回路热电势平衡方程证明：由热电偶回路热

34、电势平衡方程 冷端冷端冷端冷端 t=t t=t t=t t=t0 0 0 0 时，时，时，时，E(t,tE(t,tE(t,tE(t,t0 0 0 0)= E(t)-E(t)= E(t)-E(t)= E(t)-E(t)= E(t)-E(t0 0 0 0) ) ) ) 冷端冷端冷端冷端 t=t t=t t=t t=tn n 时时时时, E(t,t, E(t,t, E(t,t, E(t,tn n)= E(t)-E(t)= E(t)-E(t)= E(t)-E(t)= E(t)-E(tn n) ) ) )两式相减得两式相减得两式相减得两式相减得E(t,tE(t,tE(t,tE(t,t0 0 0 0) )

35、 ) )E(t,tE(t,tE(t,tE(t,tn n n n) ) ) )E(tE(tE(tE(tn n n n)-E(t)-E(t)-E(t)-E(t0 0 0 0) ) ) )E (tE (tE (tE (tn n n n,t,t,t,t0 0 0 0) ) ) ) 在在在在t t t t0 0 0 0=0 =0 =0 =0 时（分度表条件），时（分度表条件），时（分度表条件），时（分度表条件）， E(t,0)E(t,0)E(t,0)E(t,0) E(t,t E(t,t E(t,t E(t,tn n n n) ) ) ) E(tE(tE(tE(tn n n n,0),0),0),0)E

36、(t,0)E (t,0) E (t,t E (t,tn n) ) E (tE (tn n,0),0)III.III.计算校正法计算校正法过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 1. 1. 1. 1.热电极热电极热电极热电极 工作部分工作部分工作部分工作部分 2. 2. 2. 2.保护套管保护套管保护套管保护套管 保护热电偶不直接与恶劣、特殊环境接触保护热电偶不直接与恶劣、特殊环境接触保护热电偶不直接与恶劣、特殊环境接触保护热电偶不直接与恶劣、特殊环境接触 3. 3. 3. 3.绝缘子或绝缘套管绝缘子或绝缘套管绝缘子或绝缘套管绝缘子或绝缘套管 防止电

37、极与电极、套管短路防止电极与电极、套管短路防止电极与电极、套管短路防止电极与电极、套管短路 4. 4. 4. 4.接线盒接线盒接线盒接线盒( (五五) )热电偶的外形结构热电偶的外形结构 为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：要求如下：要求如下：要求如下： 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固； 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；两个热

38、电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路； 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠； 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。 2 2 2 24 41 1 1 13 3 3 3过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章手柄式手柄式手

39、柄式手柄式补偿导线式补偿导线式补偿导线式补偿导线式无固定装置式无固定装置式无固定装置式无固定装置式固定螺纹式固定螺纹式固定螺纹式固定螺纹式活动法兰式活动法兰式活动法兰式活动法兰式 过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（七）、热电偶材料和常用热电偶（七）、热电偶材料和常用热电偶 1 1、热电偶材料、热电偶材料 常用的热电偶材料有铜、常用的热电偶材料有铜、常用的热电偶材料有铜、常用的热电偶材料有铜、 铁、铂铑合金和镍铬合金等。铁、铂铑合金和镍铬合金等。铁、铂铑合金和镍铬合金等。铁、铂铑合金和镍铬合金等。 2 2 、常用的热电偶、常用的热电偶（p38p

40、38） （六）热电偶的材质要求：（六）热电偶的材质要求：（六）热电偶的材质要求：（六）热电偶的材质要求： 单位温度变化的热电势大，且尽量接近线性关系；单位温度变化的热电势大，且尽量接近线性关系；单位温度变化的热电势大，且尽量接近线性关系；单位温度变化的热电势大，且尽量接近线性关系； 热电性质稳定；热电性质稳定；热电性质稳定；热电性质稳定； 化学稳定性好：高温下抗氧化，抗腐蚀；化学稳定性好：高温下抗氧化，抗腐蚀；化学稳定性好：高温下抗氧化，抗腐蚀；化学稳定性好：高温下抗氧化，抗腐蚀； 具有较好的延展性，易于加工；具有较好的延展性，易于加工；具有较好的延展性，易于加工；具有较好的延展性，易于加工；

41、 复现性好，便于批量生产和互换。复现性好，便于批量生产和互换。复现性好，便于批量生产和互换。复现性好，便于批量生产和互换。 不同材质的热电偶有不同的特性，应根据实际需要选择不同材质的热电偶有不同的特性，应根据实际需要选择不同材质的热电偶有不同的特性，应根据实际需要选择不同材质的热电偶有不同的特性，应根据实际需要选择 测量范围、放大系数（以分度值表示）、测量精度、测量范围、放大系数（以分度值表示）、测量精度、测量范围、放大系数（以分度值表示）、测量精度、测量范围、放大系数（以分度值表示）、测量精度、抗腐蚀能力、价格等。抗腐蚀能力、价格等。抗腐蚀能力、价格等。抗腐蚀能力、价格等。过程控制电子档过程

42、控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章1.1.1.1.精度高精度高精度高精度高2.2.2.2.测量范围宽：测量范围宽：测量范围宽：测量范围宽：-200-200-200-200O O O OC1800C1800C1800C1800O O O OC C C C3.3.3.3.响应时间快响应时间快响应时间快响应时间快4.4.4.4.稳定性、复现性较好稳定性、复现性较好稳定性、复现性较好稳定性、复现性较好5.5.5.5.在小范围内在小范围内在小范围内在小范围内，热电动势与温度基本呈，热电动势与温度基本呈，热电动势与温度基本呈，热电动势与温度基本呈单值、线性关系单值、线性关系

43、单值、线性关系单值、线性关系( (八八) )热电偶的特点热电偶的特点过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测 铂电阻铂电阻铂电阻铂电阻：物理、化学性质稳定，测温精度高。：物理、化学性质稳定，测温精度高。：物理、化学性质稳定，测温精度高。：物理、化学性质稳定，测温精度高。 铜电阻铜电阻铜电阻铜电阻：价格便宜，电阻与温度几乎呈线性关系。在：价格便宜，电阻与温度几乎呈线性关系。在：价格便宜，电阻与温度几乎呈线性关系。在：价格便宜，电阻与温度几乎呈线性关系。在-50-50-50-50150150150150 C C C C测温范围内稳定性好，超过测温范围内稳定性好，超过测温

44、范围内稳定性好，超过测温范围内稳定性好，超过100100100100 C C C C易被氧化。易被氧化。易被氧化。易被氧化。 在测量精度要求不很高、温度较低的场合广泛应用。在测量精度要求不很高、温度较低的场合广泛应用。在测量精度要求不很高、温度较低的场合广泛应用。在测量精度要求不很高、温度较低的场合广泛应用。 半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻半导体热敏电阻：将一些金属氧化物按一定比例混合、压制和：将一些金属氧化物按一定比例混合、压制和：将一些金属氧化物按一定比例混合、压制和：将一些金属氧化物按一定比例混合、压制和 烧结而成。它的体积小，因此热惯性小，适烧结而成。它的体积小，因此热惯性

45、小，适烧结而成。它的体积小，因此热惯性小，适烧结而成。它的体积小，因此热惯性小，适 用于快速测温，灵敏度高；但非线性严重，用于快速测温，灵敏度高；但非线性严重，用于快速测温，灵敏度高；但非线性严重，用于快速测温，灵敏度高；但非线性严重， 测温范围较窄（测温范围较窄（测温范围较窄（测温范围较窄（-50-50-50-50300 300 300 300 C C C C）过程控制 第二章（一）（一）. .测温原理测温原理三三. .热电阻温度计热电阻温度计金属导体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性金属导体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性金属导体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性金属导

46、体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性, , , ,因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。（二）（二）. .特点特点 在测量在测量在测量在测量150150150150以下温度时，它的输出信号比热电偶大得多。以下温度时，它的输出信号比热电偶大得多。以下温度时，它的输出信号比热电偶大得多。以下温度时，它的输出信号比热电偶大得多。 测量精度高，性能稳定；同时又不需要冷端温度补偿。测量精度高，性能稳定；同时又不需要

47、冷端温度补偿。测量精度高，性能稳定；同时又不需要冷端温度补偿。测量精度高，性能稳定；同时又不需要冷端温度补偿。 所以在中低温（所以在中低温（所以在中低温（所以在中低温（-270900 -270900 -270900 -270900 C C C C) ) ) )测量中得到了广泛的应用。测量中得到了广泛的应用。测量中得到了广泛的应用。测量中得到了广泛的应用。（三）（三）. .工业热电阻种类工业热电阻种类）。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（三）（三）. .热电阻阻值与温度的关系热电阻阻值与温度的关系b.b.b.b.铜电阻：铜电阻：铜电阻：铜电阻：

48、a. a. a. a. 铂电阻：铂电阻：铂电阻：铂电阻：过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（四）热电阻的接法（四）热电阻的接法简单、费用低，引线电阻简单、费用低，引线电阻简单、费用低，引线电阻简单、费用低，引线电阻及其变化会带来测量误差，及其变化会带来测量误差，及其变化会带来测量误差，及其变化会带来测量误差，此接法适用于导线不长、此接法适用于导线不长、此接法适用于导线不长、此接法适用于导线不长、测温准确度要求较低的场合测温准确度要求较低的场合测温准确度要求较低的场合测温准确度要求较低的场合较好地消除引线电阻的影响，测量准确度较高，工业上较好地消

49、除引线电阻的影响，测量准确度较高，工业上较好地消除引线电阻的影响，测量准确度较高，工业上较好地消除引线电阻的影响，测量准确度较高，工业上应用较广，尤其在测温范围较窄、引线长、架设铜线途应用较广，尤其在测温范围较窄、引线长、架设铜线途应用较广，尤其在测温范围较窄、引线长、架设铜线途应用较广，尤其在测温范围较窄、引线长、架设铜线途中温度发生变化等情况下必须采用三线制。中温度发生变化等情况下必须采用三线制。中温度发生变化等情况下必须采用三线制。中温度发生变化等情况下必须采用三线制。 高精度检测、能完全消高精度检测、能完全消高精度检测、能完全消高精度检测、能完全消除引线电阻的影响。除引线电阻的影响。除

50、引线电阻的影响。除引线电阻的影响。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（五）热电阻的结构外形（五）热电阻的结构外形过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章结构组成：一般包括电阻体、绝缘套管、保护套管和接线盒等部分。结构组成：一般包括电阻体、绝缘套管、保护套管和接线盒等部分。结构组成：一般包括电阻体、绝缘套管、保护套管和接线盒等部分。结构组成：一般包括电阻体、绝缘套管、保护套管和接线盒等部分。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 d. d. d. d.安装时

51、要求仪表与介质充分接触；注意使用现场的工作环境，合理安装时要求仪表与介质充分接触；注意使用现场的工作环境，合理安装时要求仪表与介质充分接触；注意使用现场的工作环境，合理安装时要求仪表与介质充分接触；注意使用现场的工作环境，合理 选择仪表的精度和量程，正确选择安装位置，采用正确安装方法选择仪表的精度和量程，正确选择安装位置，采用正确安装方法选择仪表的精度和量程，正确选择安装位置，采用正确安装方法选择仪表的精度和量程，正确选择安装位置，采用正确安装方法 等保证仪表正常工作。等保证仪表正常工作。等保证仪表正常工作。等保证仪表正常工作。（六）热电阻热电偶的选择与安装使用（六）热电阻热电偶的选择与安装使

52、用 a. a. a. a. 热电偶用于较高温度测量，热电偶用于较高温度测量，热电偶用于较高温度测量，热电偶用于较高温度测量，500500500500度以下用热电阻；度以下用热电阻；度以下用热电阻；度以下用热电阻； b. b. b. b.热电偶使用时注意正确使用补偿导线的类型并注意配套连接热电偶使用时注意正确使用补偿导线的类型并注意配套连接热电偶使用时注意正确使用补偿导线的类型并注意配套连接热电偶使用时注意正确使用补偿导线的类型并注意配套连接 c. c. c. c.热电阻测温应该注意三线制接线方法；也可以热电阻测温应该注意三线制接线方法；也可以热电阻测温应该注意三线制接线方法；也可以热电阻测温应

53、该注意三线制接线方法；也可以 采用四线制接法。采用四线制接法。采用四线制接法。采用四线制接法。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章四四. .其它测温元件其它测温元件一、膨胀式温度计一、膨胀式温度计一、膨胀式温度计一、膨胀式温度计 双金属温度计双金属温度计双金属温度计双金属温度计 不同金属受热膨胀不同，双金属片在受热情况下发生不同金属受热膨胀不同，双金属片在受热情况下发生不同金属受热膨胀不同，双金属片在受热情况下发生不同金属受热膨胀不同，双金属片在受热情况下发生弯曲而显示温度弯曲而显示温度弯曲而显示温度弯曲而显示温度玻璃温度计玻璃温度计玻璃温度计玻

54、璃温度计 玻璃液体温度计玻璃液体温度计玻璃液体温度计玻璃液体温度计 利用液体受热膨胀并沿玻璃毛细管延伸而直接显示温度利用液体受热膨胀并沿玻璃毛细管延伸而直接显示温度利用液体受热膨胀并沿玻璃毛细管延伸而直接显示温度利用液体受热膨胀并沿玻璃毛细管延伸而直接显示温度过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章二、压力式温度计二、压力式温度计二、压力式温度计二、压力式温度计 利用液体的蒸发或气体的膨胀而利用液体的蒸发或气体的膨胀而利用液体的蒸发或气体的膨胀而利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的压力变化进行测量。引起的压力变化进行测量。引起的压力变化进行测量。引起的

55、压力变化进行测量。 温包：传热、容纳膨胀介质；温包：传热、容纳膨胀介质；温包：传热、容纳膨胀介质；温包：传热、容纳膨胀介质； 毛细管：传递压力；毛细管：传递压力；毛细管：传递压力；毛细管：传递压力； 弹簧管：显示压力（温度）。弹簧管：显示压力（温度）。弹簧管：显示压力（温度）。弹簧管：显示压力（温度）。温包温包温包温包毛细管毛细管毛细管毛细管弹簧管弹簧管弹簧管弹簧管过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（三）红外线测温仪（非接触式测温）（三）红外线测温仪（非接触式测温） 由于不同温度的物体都有不同的红外辐射，而红外测温由于不同温度的物体都有不同的红

56、外辐射，而红外测温由于不同温度的物体都有不同的红外辐射，而红外测温由于不同温度的物体都有不同的红外辐射，而红外测温就是通过对物体红外辐射的测量来确定物体的温度。就是通过对物体红外辐射的测量来确定物体的温度。就是通过对物体红外辐射的测量来确定物体的温度。就是通过对物体红外辐射的测量来确定物体的温度。 过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 温度测量仪表的掌握要点：温度测量仪表的掌握要点：温度测量仪表的掌握要点：温度测量仪表的掌握要点：1.1.1.1.工业上通常采用的测温方法有哪些？工业上通常采用的测温方法有哪些？工业上通常采用的测温方法有哪些？工业上

57、通常采用的测温方法有哪些？2.2.2.2.热电偶和热电阻测温的原理分别是什么，各有什么特点？热电偶和热电阻测温的原理分别是什么，各有什么特点？热电偶和热电阻测温的原理分别是什么，各有什么特点？热电偶和热电阻测温的原理分别是什么，各有什么特点？3.3.3.3.热电偶测温为什么要进行冷端温度补偿？热电偶测温为什么要进行冷端温度补偿？热电偶测温为什么要进行冷端温度补偿？热电偶测温为什么要进行冷端温度补偿？4.4.4.4.热电阻测温为什么通常采用三线制接法？热电阻测温为什么通常采用三线制接法？热电阻测温为什么通常采用三线制接法？热电阻测温为什么通常采用三线制接法？5.5.5.5.会查用热电偶分度表会查

58、用热电偶分度表会查用热电偶分度表会查用热电偶分度表6.6.6.6.补偿导线和冷端温度补偿的目的分别是什么？补偿导线和冷端温度补偿的目的分别是什么？补偿导线和冷端温度补偿的目的分别是什么？补偿导线和冷端温度补偿的目的分别是什么？过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测2.2.3 2.2.3 压力检测压力检测过程控制 第二章二二二二. . . . 液柱式压力表液柱式压力表液柱式压力表液柱式压力表三三三三. . . .活塞式压力表活塞式压力表活塞式压力表活塞式压力表五五五五. . . .电气式压力表电气式压力表电气式压力表电气式压力表一一一一. . . . 概述概述概述概

59、述四四四四. . . .弹性式压力表弹性式压力表弹性式压力表弹性式压力表六六六六. . . .压力仪表的选用压力仪表的选用压力仪表的选用压力仪表的选用过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章一一. . 概述概述 压力压力压力压力是保证工艺要求、生产设备和人身安全及生产过程正常运是保证工艺要求、生产设备和人身安全及生产过程正常运是保证工艺要求、生产设备和人身安全及生产过程正常运是保证工艺要求、生产设备和人身安全及生产过程正常运行的一个必要条件。而且温度、流量、液位等往往也通过压力来间接行的一个必要条件。而且温度、流量、液位等往往也通过压力来间接行的一个

60、必要条件。而且温度、流量、液位等往往也通过压力来间接行的一个必要条件。而且温度、流量、液位等往往也通过压力来间接测量，所以压力检测在生产过程自动化中具有测量，所以压力检测在生产过程自动化中具有测量，所以压力检测在生产过程自动化中具有测量，所以压力检测在生产过程自动化中具有特殊重要的地位特殊重要的地位特殊重要的地位特殊重要的地位。工程上工程上工程上工程上所说的压力就是物理学中的所说的压力就是物理学中的所说的压力就是物理学中的所说的压力就是物理学中的压强压强压强压强，即垂直均匀地作用于单位，即垂直均匀地作用于单位，即垂直均匀地作用于单位，即垂直均匀地作用于单位 面积上的力。面积上的力。面积上的力。

61、面积上的力。压力单位压力单位：国际单位制（国际单位制（国际单位制（国际单位制（SISISISI）-帕（帕（帕（帕（PaPaPaPa），），），），工程大气压工程大气压工程大气压工程大气压-kgf/cm-kgf/cm-kgf/cm-kgf/cm2 2 2 2标准大气压标准大气压标准大气压标准大气压-atm-atm-atm-atm毫米汞柱毫米汞柱毫米汞柱毫米汞柱-mmHg-mmHg-mmHg-mmHg毫米水柱毫米水柱毫米水柱毫米水柱-mmH-mmH-mmH-mmH2 2 2 2O O O O单位之间的换算关系见教材单位之间的换算关系见教材p47 p47 表表2-122-12 （二）（二）. . 压

62、力定义及压力单位压力定义及压力单位（一）、压力检测（一）、压力检测过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章P P P PabsabsabsabsPvPg标准大气压标准大气压标准大气压标准大气压P P P Pabsabsabsabs绝对压力零线绝对压力零线绝对压力零线绝对压力零线压力有三种表示方法：压力有三种表示方法：压力有三种表示方法：压力有三种表示方法：绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力、表压表压表压表压、负压或真空度负压或真空度负压或真空度负压或真空度。负压或真空度负压或真空度负压或真空度负压或真空度P Pv v-指大气压与低于大气压的绝对压力之差

63、，指大气压与低于大气压的绝对压力之差，指大气压与低于大气压的绝对压力之差，指大气压与低于大气压的绝对压力之差， 即即即即P P P Patmatmatmatm-P-P-P-Pabsabsabsabs（三）（三）. . 压力的表示方法压力的表示方法表压表压表压表压P Pg g - - - -指高于大气压的绝对压力与大气压力之差，指高于大气压的绝对压力与大气压力之差，指高于大气压的绝对压力与大气压力之差，指高于大气压的绝对压力与大气压力之差， 即即即即P P P Pabsabsabsabs-P-P-P-Patmatmatmatm绝对压力绝对压力绝对压力绝对压力P Pabsabs - - - -指介

64、质所受的实际压力。以绝对压力零线指介质所受的实际压力。以绝对压力零线指介质所受的实际压力。以绝对压力零线指介质所受的实际压力。以绝对压力零线 作起点计算的压力。作起点计算的压力。作起点计算的压力。作起点计算的压力。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（四）（四）. . 压力表的种类压力表的种类工业压力表通常按工业压力表通常按工业压力表通常按工业压力表通常按敏感元件的类型敏感元件的类型敏感元件的类型敏感元件的类型进行分类：进行分类：进行分类：进行分类： 液柱式压力表液柱式压力表液柱式压力表液柱式压力表 活塞式压力表活塞式压力表活塞式压力表活塞式压力

65、表 弹性式压力表弹性式压力表弹性式压力表弹性式压力表 电气式压力表电气式压力表电气式压力表电气式压力表过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱的高度来测量的。根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱的高度来测量的。根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱的高度来测量的。根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱的高度来测量的。 二二. . 液柱式压力表液柱式压力表过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章三三. .活塞式压力表活塞式压力表 根据液压机传递压力的原理，将被

66、测压力转换成活塞上所加平衡根据液压机传递压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡根据液压机传递压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡根据液压机传递压力的原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重量进行测量。砝码的重量进行测量。砝码的重量进行测量。砝码的重量进行测量。 测量原理：测量原理：测量原理：测量原理： G=PG=PG=PG=P S S S S 所以所以所以所以P=G/SP=G/SP=G/SP=G/S 精确度高精确度高精确度高精确度高 常用作标准仪表，检验其它压力计常用作标准仪表，检验其它压力计常用作标准仪表，检验其它压力计常用作标准仪表，检验其它压力计过程控制电子档过程控制电子档

67、2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章四四. .弹性式压力表弹性式压力表 根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成为位移，根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成为位移，根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成为位移，根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成为位移，再通过机械传动和放大，推动指针偏移来测量的，再通过机械传动和放大，推动指针偏移来测量的，再通过机械传动和放大，推动指针偏移来测量的，再通过机械传动和放大，推动指针偏移来测量的， 如：弹簧管压力表、膜片、波纹管式压力表。如：弹簧管压力表、膜片、波纹管式压力表。如：弹簧管压力表、膜片、波纹管式压力表。如

68、：弹簧管压力表、膜片、波纹管式压力表。特点及适用场合：特点及适用场合： 结构简单，价格便宜、测压范围宽，测量精度也比较高，结构简单，价格便宜、测压范围宽，测量精度也比较高，结构简单，价格便宜、测压范围宽，测量精度也比较高，结构简单，价格便宜、测压范围宽，测量精度也比较高，在生产过程中获得了最广泛的应用。在生产过程中获得了最广泛的应用。在生产过程中获得了最广泛的应用。在生产过程中获得了最广泛的应用。弹簧管式压力表动画弹簧管式压力表动画过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测 利用电阻应变片将被测压力转换为电阻值的变化，再通过桥式利用电阻应变片将被测压力转换为电阻值的变

69、化，再通过桥式利用电阻应变片将被测压力转换为电阻值的变化，再通过桥式利用电阻应变片将被测压力转换为电阻值的变化，再通过桥式电路获得电路获得电路获得电路获得mVmVmVmV级的电量输出，然后由二次仪表显示或记录。级的电量输出，然后由二次仪表显示或记录。级的电量输出，然后由二次仪表显示或记录。级的电量输出，然后由二次仪表显示或记录。 电阻丝应变片是用电阻丝应变片是用电阻丝应变片是用电阻丝应变片是用0.025mm0.025mm0.025mm0.025mm的的的的具有高电阻率的电阻丝制成的。具有高电阻率的电阻丝制成的。具有高电阻率的电阻丝制成的。具有高电阻率的电阻丝制成的。为了获得高的电阻值，电阻丝排

70、为了获得高的电阻值，电阻丝排为了获得高的电阻值，电阻丝排为了获得高的电阻值，电阻丝排列成网状，并粘贴在绝缘的基片列成网状，并粘贴在绝缘的基片列成网状，并粘贴在绝缘的基片列成网状，并粘贴在绝缘的基片上，电阻丝的两端焊接有引出导上，电阻丝的两端焊接有引出导上，电阻丝的两端焊接有引出导上，电阻丝的两端焊接有引出导线，线栅上面粘贴有保护层。线，线栅上面粘贴有保护层。线，线栅上面粘贴有保护层。线，线栅上面粘贴有保护层。过程控制 第二章五五. .电气式压力表电气式压力表将被测压力转换成电势、电容、电阻等电量的变化间接测量压力。将被测压力转换成电势、电容、电阻等电量的变化间接测量压力。将被测压力转换成电势、

71、电容、电阻等电量的变化间接测量压力。将被测压力转换成电势、电容、电阻等电量的变化间接测量压力。特点及适用场合：特点及适用场合： 反应较快，测量范围较广、精度可达反应较快，测量范围较广、精度可达反应较快，测量范围较广、精度可达反应较快，测量范围较广、精度可达0.20.20.20.2，便于远距离传送。，便于远距离传送。，便于远距离传送。，便于远距离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动控制和报警，适用所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动控制和报警，适用所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动控制和报警，适用所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动控制和报警，适用于测量压力变化快

72、、脉动压力、高真空和超高压的场合。于测量压力变化快、脉动压力、高真空和超高压的场合。于测量压力变化快、脉动压力、高真空和超高压的场合。于测量压力变化快、脉动压力、高真空和超高压的场合。（一）（一）. .应变片式压力计应变片式压力计过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测原理：运用霍尔元件的霍尔效应，把被测压力作用下所产生的弹原理：运用霍尔元件的霍尔效应，把被测压力作用下所产生的弹原理：运用霍尔元件的霍尔效应，把被测压力作用下所产生的弹原理：运用霍尔元件的霍尔效应，把被测压力作用下所产生的弹 性元件位移转换为电势输出。性元件位移转换为电势输出。性元件位移转换为电势输出

73、。性元件位移转换为电势输出。过程控制 第二章 单根电线的电阻为：单根电线的电阻为：单根电线的电阻为：单根电线的电阻为：R=R=R=R= L/SL/SL/SL/S 当电线受到拉（应）力作用时，当电线受到拉（应）力作用时，当电线受到拉（应）力作用时，当电线受到拉（应）力作用时，L L L L变大，变大，变大，变大，S S S S变小，变小，变小，变小，R R R R变大。变大。变大。变大。 当一组串联平行细导线（电阻应变片）的金属（弹性元件）因当一组串联平行细导线（电阻应变片）的金属（弹性元件）因当一组串联平行细导线（电阻应变片）的金属（弹性元件）因当一组串联平行细导线（电阻应变片）的金属（弹性元

74、件）因压力变化而发生微小变形（应变）时，细导线的电阻随之发生压力变化而发生微小变形（应变）时，细导线的电阻随之发生压力变化而发生微小变形（应变）时，细导线的电阻随之发生压力变化而发生微小变形（应变）时，细导线的电阻随之发生变化。从而，将压力参数转化为电阻参数。变化。从而，将压力参数转化为电阻参数。变化。从而，将压力参数转化为电阻参数。变化。从而，将压力参数转化为电阻参数。弹性变形弹性变形电阻变化电阻变化测量电路测量电路压力变化压力变化-电阻率，电阻率，mmL-L-电阻丝长度电阻丝长度S-S-电阻丝的截面积电阻丝的截面积m m2 2（二）（二）. .霍尔片式压力计霍尔片式压力计过程控制电子档过程

75、控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测选择的主要依据选择的主要依据：n n必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度。必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度。必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度。必须满足工艺生产过程的要求，包括量程与精度。n n必须考虑被测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、粘度、易必须考虑被测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、粘度、易必须考虑被测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、粘度、易必须考虑被测介质的性质，如温度高低、工作压力大小、粘度、易 燃易爆程度等。燃易爆程度等。燃易爆程度等。燃易爆程度等。n n必须注意仪表安装使用的现场环境条化，

76、如环境温度、电磁场、振必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电磁场、振必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电磁场、振必须注意仪表安装使用的现场环境条化，如环境温度、电磁场、振动等。动等。动等。动等。选择的主要方面：选择的主要方面：uu仪表量程的选择：对于仪表量程的选择：对于仪表量程的选择：对于仪表量程的选择：对于弹性式弹性式弹性式弹性式压力表，为了保证弹性元件在弹性压力表，为了保证弹性元件在弹性压力表，为了保证弹性元件在弹性压力表，为了保证弹性元件在弹性 形变范围内可靠工作，形变范围内可靠工作，形变范围内可靠工作，形变范围内可靠工作，确定量程时要留有确定量程时要留有确定量

77、程时要留有确定量程时要留有余地余地：测量稳定压力（：测量稳定压力（：测量稳定压力（：测量稳定压力（4/34/34/34/3被测压力最大值），被测压力最大值），被测压力最大值），被测压力最大值）， 测量波动较大的压力（测量波动较大的压力（测量波动较大的压力（测量波动较大的压力（3/23/23/23/2被测压力最大值）；被测压力最大值）；被测压力最大值）；被测压力最大值）； 被测压力最小值不低于量程的被测压力最小值不低于量程的被测压力最小值不低于量程的被测压力最小值不低于量程的1/31/31/31/3。我国出厂的压力表有统一的量程系列，我国出厂的压力表有统一的量程系列，我国出厂的压力表有统一的量程

78、系列，我国出厂的压力表有统一的量程系列，1.01.0kPakPa，1.6kPa1.6kPa，2.5kPa, 2.5kPa, 4.0kPa4.0kPa，6. 0kPa6. 0kPa以及它们的以及它们的以及它们的以及它们的10101010n n n n倍数（倍数（倍数（倍数（n n n n为为为为整数）。整数）。整数）。整数）。仪表精度等级的选择：应根据生产工艺对压力测量所允许的最大误差仪表精度等级的选择：应根据生产工艺对压力测量所允许的最大误差仪表精度等级的选择：应根据生产工艺对压力测量所允许的最大误差仪表精度等级的选择：应根据生产工艺对压力测量所允许的最大误差来决定。工业用（选来决定。工业用（

79、选来决定。工业用（选来决定。工业用（选1.51.51.51.5级或级或级或级或2.52.52.52.5级），实验室或校验用（选级），实验室或校验用（选级），实验室或校验用（选级），实验室或校验用（选0.50.50.50.5级以级以级以级以上）。上）。上）。上）。过程控制 第二章六六. .压力仪表的选用压力仪表的选用过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测 例题：一压力容器在正常工作时压力变化范围为例题：一压力容器在正常工作时压力变化范围为0.40.40.60.6MPa,MPa,要求使用弹性压力表进行检测，要求使用弹性压力表进行检测， 并使测量误差不大并使测量误差不大

80、于被测压力的于被测压力的4 4，试确定该表的量程与精度等级。，试确定该表的量程与精度等级。过程控制 第二章过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章2.2.3 2.2.3 流量检测流量检测二二二二. . . . 差压流量计差压流量计差压流量计差压流量计三三三三. . . .其它流量计其它流量计其它流量计其它流量计一一一一. . . . 概述概述概述概述过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章一一. . 概述概述 流量是现代工业生产过程自动化的重要过程参数之一，常用流量是现代工业生产过程自动化的重要过程参数之一

81、，常用流量是现代工业生产过程自动化的重要过程参数之一，常用流量是现代工业生产过程自动化的重要过程参数之一，常用测量和控制流量来确定物料的测量和控制流量来确定物料的测量和控制流量来确定物料的测量和控制流量来确定物料的配比与消耗量配比与消耗量配比与消耗量配比与消耗量。流量流量-指单位时间内流过管道某一截面的流体的体积，即瞬时流量。指单位时间内流过管道某一截面的流体的体积，即瞬时流量。指单位时间内流过管道某一截面的流体的体积，即瞬时流量。指单位时间内流过管道某一截面的流体的体积，即瞬时流量。（一）、流量的三种表示方法：（一）、流量的三种表示方法： 体积流量体积流量体积流量体积流量q q q qv v

82、 v v-单位时间内通过管道某一截面的物料体积（单位时间内通过管道某一截面的物料体积（单位时间内通过管道某一截面的物料体积（单位时间内通过管道某一截面的物料体积（m m m m3 3 3 3/h/h/h/h） 重量流量重量流量重量流量重量流量q qGG-单位的间内通过管道某一截面物料的重量（单位的间内通过管道某一截面物料的重量（单位的间内通过管道某一截面物料的重量（单位的间内通过管道某一截面物料的重量（kgfkgfkgfkgf/h/h/h/h） （N/hN/h） 质量流量质量流量质量流量质量流量q qmm-单位时间内通过管道某一截面物料的质量（单位时间内通过管道某一截面物料的质量（单位时间内通

83、过管道某一截面物料的质量（单位时间内通过管道某一截面物料的质量（kg/hkg/hkg/hkg/h） 三者关系：三者关系：三者关系：三者关系：qm=qv qG=gqm=gqv=qv 流体重度流体重度过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测 速度式流量计速度式流量计速度式流量计速度式流量计 根据流体力学，通过测量过流速度，用过流面积换算成根据流体力学，通过测量过流速度，用过流面积换算成根据流体力学，通过测量过流速度，用过流面积换算成根据流体力学，通过测量过流速度，用过流面积换算成流量。包括差压流量计、转子流量计、涡轮流量计等。流量。包括差压流量计、转子流量计、涡轮流量计

84、等。流量。包括差压流量计、转子流量计、涡轮流量计等。流量。包括差压流量计、转子流量计、涡轮流量计等。 容积式流量计容积式流量计容积式流量计容积式流量计 采用单位时间所内排出固定容积的量来计算流体总量。采用单位时间所内排出固定容积的量来计算流体总量。采用单位时间所内排出固定容积的量来计算流体总量。采用单位时间所内排出固定容积的量来计算流体总量。精度较高。包括椭圆齿轮流量计、旋转活塞流量计等。精度较高。包括椭圆齿轮流量计、旋转活塞流量计等。精度较高。包括椭圆齿轮流量计、旋转活塞流量计等。精度较高。包括椭圆齿轮流量计、旋转活塞流量计等。 质量流量计质量流量计质量流量计质量流量计 计量可压缩流体的质量

85、通过量。一种是通过直接检测与计量可压缩流体的质量通过量。一种是通过直接检测与计量可压缩流体的质量通过量。一种是通过直接检测与计量可压缩流体的质量通过量。一种是通过直接检测与质量流量成比例的参数来实现质量流量的直接测量，另质量流量成比例的参数来实现质量流量的直接测量，另质量流量成比例的参数来实现质量流量的直接测量，另质量流量成比例的参数来实现质量流量的直接测量，另一种是通过检测体积流量与密度计的组合来实现质量流一种是通过检测体积流量与密度计的组合来实现质量流一种是通过检测体积流量与密度计的组合来实现质量流一种是通过检测体积流量与密度计的组合来实现质量流量的间接测量。量的间接测量。量的间接测量。量

86、的间接测量。过程控制 第二章流量检测方法多达百种，用于工业生产的有十余种；流量检测方法多达百种，用于工业生产的有十余种；流量检测方法多达百种，用于工业生产的有十余种；流量检测方法多达百种，用于工业生产的有十余种；按测量途径大致分为三大类：按测量途径大致分为三大类：按测量途径大致分为三大类：按测量途径大致分为三大类：（二）、流量检测方法（二）、流量检测方法 高温高压、低温低压场合；高粘度、低粘度、强腐蚀性；高温高压、低温低压场合；高粘度、低粘度、强腐蚀性；高温高压、低温低压场合；高粘度、低粘度、强腐蚀性；高温高压、低温低压场合；高粘度、低粘度、强腐蚀性；层流、紊流、脉动流；范围从每秒数滴到每小时

87、数百吨；层流、紊流、脉动流；范围从每秒数滴到每小时数百吨；层流、紊流、脉动流；范围从每秒数滴到每小时数百吨；层流、紊流、脉动流；范围从每秒数滴到每小时数百吨；管道直径从数毫米到管道直径从数毫米到管道直径从数毫米到管道直径从数毫米到1 1 1 1米以上等米以上等米以上等米以上等过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章二二二二. . . . 差压流量计差压流量计差压流量计差压流量计p1p2 差压式流量计使用历史最久、最常用的一种流量计。它是根据节差压式流量计使用历史最久、最常用的一种流量计。它是根据节差压式流量计使用历史最久、最常用的一种流量计。它是根据

88、节差压式流量计使用历史最久、最常用的一种流量计。它是根据节流原理利用流体流经节流装置时产生的压力差来测量流量的。流原理利用流体流经节流装置时产生的压力差来测量流量的。流原理利用流体流经节流装置时产生的压力差来测量流量的。流原理利用流体流经节流装置时产生的压力差来测量流量的。（一）、节流装置测流量的基本原理（一）、节流装置测流量的基本原理 由流体力学，流体在管道中流动时，具有由流体力学，流体在管道中流动时，具有由流体力学，流体在管道中流动时，具有由流体力学，流体在管道中流动时，具有动能动能动能动能和和和和位能位能位能位能，并在一定，并在一定，并在一定，并在一定条件下相互转换，但总能量不变。条件下

89、相互转换，但总能量不变。条件下相互转换，但总能量不变。条件下相互转换，但总能量不变。 如右图，水平管道中如右图，水平管道中如右图，水平管道中如右图，水平管道中垂直安装一块孔板，在节垂直安装一块孔板，在节垂直安装一块孔板，在节垂直安装一块孔板，在节流装置的上下游之间会产流装置的上下游之间会产流装置的上下游之间会产流装置的上下游之间会产生压差，流量越大，压差生压差，流量越大，压差生压差，流量越大，压差生压差，流量越大，压差也越大，流量与压差之间也越大，流量与压差之间也越大，流量与压差之间也越大，流量与压差之间存在一定关系。存在一定关系。存在一定关系。存在一定关系。过程控制电子档过程控制电子档2.2

90、2.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章P1v1v1I I截面截面I I之前，流速之前，流速v v1 1，其静压力为，其静压力为p p1 1P2v2II截面截面IIII，v v2 2最大，静压力为最大，静压力为p p2 2最小最小IIIP3P1-P3v3截面截面III，流速，流速v3v1，其静压力为，其静压力为p3p1不计阻力损失，由伯努力方程，可得不计阻力损失，由伯努力方程，可得不计阻力损失，由伯努力方程，可得不计阻力损失，由伯努力方程，可得由连续性方程，可得由连续性方程，可得由连续性方程，可得由连续性方程，可得联立求得联立求得联立求得联立求得过程控制电子档过程控制电子档2.22.

91、2过程变量的检测过程变量的检测 这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，一般都用在比较重这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，一般都用在比较重这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，一般都用在比较重这种利用差压测量流量的方法历史悠久，比较成熟，一般都用在比较重要的场合，约占各种流量测量方式的要的场合，约占各种流量测量方式的要的场合，约占各种流量测量方式的要的场合，约占各种流量测量方式的70707070。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等。发电厂主蒸汽、给水、凝结水等的流量测量都采用这种表计。的流量测量都采用这种表计。的流

92、量测量都采用这种表计。的流量测量都采用这种表计。 过程控制 第二章令令令令=A=A=A=A2 2 2 2/A/A/A/A1 1 1 1（P P1 1-P-P2 2）代替代替代替代替（P P P P1 1 1 1-P-P-P-P2 2 2 2）令令令令m m=A=A=A=A0 0 0 0/A/A/A/A1 1 1 1过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章三三. .其它流量计其它流量计（一）（一）. .涡轮流量计涡轮流量计涡轮流量计的原理涡轮流量计的原理涡轮流量计的原理涡轮流量计的原理：在管道中心安放一个涡轮，当流体通过管道时，：在管道中心安放一个涡轮

93、，当流体通过管道时，：在管道中心安放一个涡轮，当流体通过管道时，：在管道中心安放一个涡轮，当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，阻力矩而产生旋转在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，阻力矩而产生旋转在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，阻力矩而产生旋转在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮的旋转角速度与流体流速成

94、正比由此，流体流速可通过涡轮涡轮的旋转角速度与流体流速成正比由此，流体流速可通过涡轮涡轮的旋转角速度与流体流速成正比由此，流体流速可通过涡轮涡轮的旋转角速度与流体流速成正比由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（二）（二）. .漩涡流量计漩涡流量计漩涡流量计的原理漩涡流量计的原理漩涡流量计的原理漩涡流量计的原理：在管道中

95、横向设置阻流元件，使流体流过柱状：在管道中横向设置阻流元件，使流体流过柱状：在管道中横向设置阻流元件，使流体流过柱状：在管道中横向设置阻流元件，使流体流过柱状物之后形成两列漩涡，根据漩涡出现的频率来测量流体流量。因为物之后形成两列漩涡，根据漩涡出现的频率来测量流体流量。因为物之后形成两列漩涡，根据漩涡出现的频率来测量流体流量。因为物之后形成两列漩涡，根据漩涡出现的频率来测量流体流量。因为漩涡呈两列平行状，并且左右交替出现，犹如街道两旁的路灯，故漩涡呈两列平行状，并且左右交替出现，犹如街道两旁的路灯，故漩涡呈两列平行状，并且左右交替出现，犹如街道两旁的路灯，故漩涡呈两列平行状，并且左右交替出现，

96、犹如街道两旁的路灯，故有有有有“涡街涡街涡街涡街”之称。之称。之称。之称。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章电磁流量计的原理：电磁流量计的原理：电磁流量计的原理：电磁流量计的原理：电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电磁流量计是应用导电体在磁场中运动产生感应电动势，而感应电动势又和流量大小成正比，通过测电动势来反映管电动势，而感应电动势又和流量大小成正比，通过测电动势来反映管电动势，而感应电动势又和流量大小成正比，通过测电动势来反映管电动势，而感应电动势又

97、和流量大小成正比，通过测电动势来反映管道流量的原理而制成的。道流量的原理而制成的。道流量的原理而制成的。道流量的原理而制成的。 （三）（三）. . 电磁流量计电磁流量计EX1EX2 当流道两侧有磁场作用时，当流道两侧有磁场作用时，当流道两侧有磁场作用时，当流道两侧有磁场作用时，导电流体在流动过程中切导电流体在流动过程中切导电流体在流动过程中切导电流体在流动过程中切割磁力线，产生感应电动割磁力线，产生感应电动割磁力线，产生感应电动割磁力线，产生感应电动势：势：势：势： Ex=BDvEx=BDvEx=BDvEx=BDv 所以有：所以有：所以有：所以有： q=K Ex q=K Ex q=K Ex q

98、=K Ex 其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。其测量精度和灵敏度都较高。工业上多用以测量水、矿浆等介质的流量。可测最大管径达可测最大管径达可测最大管径达可测最大管径达2m2m2m2m，而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽等则不，而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽等则不，而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽等则不，而且压损极小。但导电率低的介质，如气体、蒸汽等则不能应用。电磁流量计造价较高，且信号易受外磁场干扰，影

99、响了在工业管流测能应用。电磁流量计造价较高，且信号易受外磁场干扰，影响了在工业管流测能应用。电磁流量计造价较高，且信号易受外磁场干扰，影响了在工业管流测能应用。电磁流量计造价较高，且信号易受外磁场干扰，影响了在工业管流测量中的广泛应用。为此，产品在不断改进更新，向微机化发展量中的广泛应用。为此，产品在不断改进更新，向微机化发展量中的广泛应用。为此，产品在不断改进更新，向微机化发展量中的广泛应用。为此，产品在不断改进更新，向微机化发展过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章超声波流量计的原理超声波流量计的原理超声波流量计的原理超声波流量计的原理：基于超

100、声波在流动介质中传播的速度等于：基于超声波在流动介质中传播的速度等于：基于超声波在流动介质中传播的速度等于：基于超声波在流动介质中传播的速度等于被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和原理而设计的。它被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和原理而设计的。它被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和原理而设计的。它被测介质的平均流速和声波本身速度的几何和原理而设计的。它也是由测流速来反映流量大小的。也是由测流速来反映流量大小的。也是由测流速来反映流量大小的。也是由测流速来反映流量大小的。 超声波流量计虽然在超声波流量计虽然在超声波流量计虽然在超声波流量计虽然在70707070年代才出现，但由于它可

101、以制成非接年代才出现，但由于它可以制成非接年代才出现，但由于它可以制成非接年代才出现，但由于它可以制成非接触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又触型式，并可与超声波水位计联动进行开口流量测量，对流体又不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量不产生扰动和阻力，所以很受欢迎，是一种很有发展前途的流量计。计。计。计。（三）（三）. .超声波流量计

102、超声波流量计过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章2.2.5 2.2.5 物位检测物位检测 物位物位物位物位： 液位：容器中液体表面的高低；液位：容器中液体表面的高低；液位：容器中液体表面的高低；液位：容器中液体表面的高低； 料位：容器中固体的堆积高度；料位：容器中固体的堆积高度；料位：容器中固体的堆积高度；料位：容器中固体的堆积高度；过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 物位计的分类 直读式物位计直读式物位计 浮力式物位计浮力式物位计 压差式物位计压差式物位计 电容式物位计电容式物位计 超声波物位计

103、超声波物位计过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（一）、直读式物位计（一）、直读式物位计（一）、直读式物位计（一）、直读式物位计 用带有刻度的透明物质（如玻璃、有机玻璃）作为用带有刻度的透明物质（如玻璃、有机玻璃）作为用带有刻度的透明物质（如玻璃、有机玻璃）作为用带有刻度的透明物质（如玻璃、有机玻璃）作为容器壁的一部分或连通管，可以直接显示容器内液容器壁的一部分或连通管，可以直接显示容器内液容器壁的一部分或连通管，可以直接显示容器内液容器壁的一部分或连通管，可以直接显示容器内液位的高低。位的高低。位的高低。位的高低。过程控制电子档过程控制电子档2

104、.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（二）、浮力式物位计（二）、浮力式物位计（二）、浮力式物位计（二）、浮力式物位计 利用浮子高度随液面变化而变化的原理工作。利用浮子高度随液面变化而变化的原理工作。利用浮子高度随液面变化而变化的原理工作。利用浮子高度随液面变化而变化的原理工作。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（三）、压差式物位计（三）、压差式物位计（三）、压差式物位计（三）、压差式物位计 利用物料内静压力与物料深度或堆积高度成正比的关利用物料内静压力与物料深度或堆积高度成正比的关利用物料内静压力与物料深度或堆积高度成正比的关

105、利用物料内静压力与物料深度或堆积高度成正比的关系进行测量。系进行测量。系进行测量。系进行测量。液体密闭容器液体密闭容器液体敞开容器液体敞开容器固体称重仓固体称重仓过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章 原理原理原理原理：利用容器里的液位高度产生的静压力随其液位：利用容器里的液位高度产生的静压力随其液位：利用容器里的液位高度产生的静压力随其液位：利用容器里的液位高度产生的静压力随其液位变化而变化的原理进行工作。变化而变化的原理进行工作。变化而变化的原理进行工作。变化而变化的原理进行工作。 对于不可压缩的液体，对于不可压缩的液体，对于不可压缩的液体，对

106、于不可压缩的液体，液位高度与液位的静压力液位高度与液位的静压力液位高度与液位的静压力液位高度与液位的静压力成正比：成正比：成正比：成正比：静压式液位计静压式液位计静压式液位计静压式液位计过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（四）、电容式物位计（四）、电容式物位计（四）、电容式物位计（四）、电容式物位计 如右图所示，两个同轴圆筒极板如右图所示，两个同轴圆筒极板如右图所示，两个同轴圆筒极板如右图所示，两个同轴圆筒极板组成的电容器，在两筒之间充以介电组成的电容器，在两筒之间充以介电组成的电容器，在两筒之间充以介电组成的电容器，在两筒之间充以介电常数为常

107、数为常数为常数为 的介质时，则两筒间的电容的介质时，则两筒间的电容的介质时，则两筒间的电容的介质时，则两筒间的电容量为：量为：量为：量为：过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测 金属棒金属棒金属棒金属棒 作为内电极，作为内电极，作为内电极，作为内电极， 外面套上一层绝缘套。外面套上一层绝缘套。外面套上一层绝缘套。外面套上一层绝缘套。导电液体和金属容器一起导电液体和金属容器一起导电液体和金属容器一起导电液体和金属容器一起 作为外电极。作为外电极。作为外电极。作为外电极。若忽略液面以上部分的电容量若忽略液面以上部分的电容量若忽略液面以上部分的电容量若忽略液面以上部分的

108、电容量，则，则，则，则 过程控制 第二章电容式液位计电容式液位计电容式液位计电容式液位计（一）（一）.测量导电液体时测量导电液体时过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测 两个同心圆柱状电极；绝缘容器。两个同心圆柱状电极；绝缘容器。两个同心圆柱状电极；绝缘容器。两个同心圆柱状电极；绝缘容器。被测液体的介电常数为被测液体的介电常数为被测液体的介电常数为被测液体的介电常数为 液面上气体的介电常数为液面上气体的介电常数为液面上气体的介电常数为液面上气体的介电常数为 0 0 当容器内液面发生变化时，当容器内液面发生变化时，当容器内液面发生变化时，当容器内液面发生变化时，两极

109、板间的电容量两极板间的电容量两极板间的电容量两极板间的电容量C C就会发生变化。就会发生变化。就会发生变化。就会发生变化。 过程控制 第二章（二）（二）.测量非导电液体时测量非导电液体时气体介质间的电容量气体介质间的电容量C C1 1和和液体介质间的液体介质间的C C2 2分别为：分别为：过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章思考？思考？为什么测量导电液体的液位时，液面以上部分的电容量为什么测量导电液体的液位时，液面以上部分的电容量就可以忽略呢？就可以忽略呢？过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章（五）

110、、超声波物位计（五）、超声波物位计（五）、超声波物位计（五）、超声波物位计 利用声波在空气中传播速度不变的原理，利用声波在空气中传播速度不变的原理，利用声波在空气中传播速度不变的原理，利用声波在空气中传播速度不变的原理，通过检测声波发射和反射全过程的时间通过检测声波发射和反射全过程的时间通过检测声波发射和反射全过程的时间通过检测声波发射和反射全过程的时间间隔可以计算出物料界面到探头的距离，间隔可以计算出物料界面到探头的距离，间隔可以计算出物料界面到探头的距离，间隔可以计算出物料界面到探头的距离，从而得到物位的高低。从而得到物位的高低。从而得到物位的高低。从而得到物位的高低。 注意事项：注意事项

111、：注意事项：注意事项： 确保反射波能回到探头；确保反射波能回到探头；确保反射波能回到探头；确保反射波能回到探头； 防止物料对声波的吸收（如表面泡防止物料对声波的吸收（如表面泡防止物料对声波的吸收（如表面泡防止物料对声波的吸收（如表面泡沫漂浮）。沫漂浮）。沫漂浮）。沫漂浮）。过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测过程控制 第二章2.2.6 2.2.6 其他参数的检测其他参数的检测成分分析仪表成分分析仪表uu分析仪表分析仪表分析仪表分析仪表-用来测量化学性质、化学成分、粘度、浓度、密度、用来测量化学性质、化学成分、粘度、浓度、密度、用来测量化学性质、化学成分、粘度、浓

112、度、密度、用来测量化学性质、化学成分、粘度、浓度、密度、重度、比重等这些参数的仪表。重度、比重等这些参数的仪表。重度、比重等这些参数的仪表。重度、比重等这些参数的仪表。uu流程分析仪表流程分析仪表流程分析仪表流程分析仪表-能够自动监视与测量工业生产过程中物料成能够自动监视与测量工业生产过程中物料成能够自动监视与测量工业生产过程中物料成能够自动监视与测量工业生产过程中物料成分或性质的分析仪表。分或性质的分析仪表。分或性质的分析仪表。分或性质的分析仪表。uu常用成分分析仪表常用成分分析仪表常用成分分析仪表常用成分分析仪表红外线气体分析仪表（略）红外线气体分析仪表（略）红外线气体分析仪表（略）红外线气体分析仪表（略）气相色谱分析仪表（略）气相色谱分析仪表（略）气相色谱分析仪表（略）气相色谱分析仪表（略）热磁式氧气分析仪表（略）热磁式氧气分析仪表（略）热磁式氧气分析仪表（略）热磁式氧气分析仪表（略）氧化锆氧量分析仪表（略）氧化锆氧量分析仪表（略）氧化锆氧量分析仪表（略）氧化锆氧量分析仪表（略）过程控制电子档过程控制电子档2.22.2过程变量的检测过程变量的检测