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1、过程检测仪表浦铁成第二章 检测仪表与变送器2.1 概述2.2 传感器与变送器2.3 温度检测仪表2.4 压力检测仪表2.5 流量检测仪表2.6 物位检测仪表2.7 机械量检测仪表2.8 分析仪表2.9 图像监控装置与系统2.10 其他检测仪表22.1 2.1 概述概述back2.1.1 参数的测量概念2.1.2 基本定义2.1.3 检测仪表的特点2.1.4 性能指标&测量误差2.1.5 测量方法2.1.6 检测仪表的结构2.1.7 检测仪表的运行要求32.1.1参数的测量概念一、参数的测量：v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。v根据信号的不同，参
2、数检测仪表可以分为气动气动检测仪表检测仪表和电动检测仪表电动检测仪表两类。v非电量的电测法非电量的电测法： 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、参数类型：4测量系统中的常见信号类型测量系统中的常见信号类型 作用于测量装置输入端的被测信号，要要转转换换成成以下几种便于传输和显示的信号类型：v1、 位位移移信信号号一种机械信号，包括直线位移和角位移。在测量力、压力、质量、振动等物理量时，要先把它们转换成位移量再处理。v2、 压压力力信信号号包括气压信号和液压信号，工业检测中主要应用气压信号。v3、 电电气气信信号号有电压信号、电流信号
3、、阻抗信号和频率信号等。 传送快、滞后小、可远距离传递、便于和电子计算机联接。v4、 光光信信号号包括光通量信号、干涉条纹信号、衍射条纹信号、莫尔条纹信号等。可是连续得，也可是断续（脉冲）式的。2.1.1参数的测量概念5三、被测信号三、被测信号v温度：水温、汽温、炉温、塔罐温度、温度梯度、热流等：31个v压力：液压、气压、汽压、压强、压力容限等；14个v流量：原料、产品的流量、流速（瞬时、累计）等；26个v物位：（液体）液位、（颗粒）料位、（两介质相）界面；28个v成分量：物性分析仪表&成分分析仪表v光学量：光强、光统、光变、色彩等v机械量：位移、尺寸、振动、（加）速度&转速v电工量：电路参数
4、（R/L/C）电路信号(I/U) 电路运行(W/f/cosa)v状态量：到位、好坏、启停、渗漏、上下限及其报警等v“场”量：温度场、磁场、电磁场、图像v环境监测：气味、排放、水质等，如 3H2 + N2 _T P_ 2NH3vback2.1.1参数的测量概念62.1.2 基本定义检测仪表：是工业自动化仪表中最为重要的组成部分，是实 现所有自动化功能的必要环节和核心环节。检测仪表：利用物理学和化学的各种效应实现各种信息参数测量的、即能确定所感受的被测（变）量的大小的仪表。可以是传感器、变送器也可以是兼有检测元件和显示仪表的仪表总称。 7传感器 ：感知被测对象、并将对象的变化按照理化原理转换 为一
5、定的便于传送的信号输出的仪表。变送器：传感器的输出为单元组合仪表中规定的标准信号。变送器是输出为标准信号的传感器 电流010mA(电压05V)、电流420mA(电压15V)82.1.6 检测仪表结构 检测仪表包括信号获取部分和信号处理及输出部分其结构如图2-1所示。图2-1 检测仪表基本结构框图92.1.3 检测仪表的特点 被测对象种类繁多被测对象形态各异被测对象的信号范围宽广被测对象的变化形式多样被测对象的理化特性复杂被测对象所处的环境恶劣均必须进行信号处理，输出标准信号back102.1.5 检测技术和方法根据被测对象、测量环境和对象参数特性要求：根据被测对象、测量环境和对象参数特性要求：
6、 电工电工/ /电磁学法、半导体法、光学法、微波法、红外线电磁学法、半导体法、光学法、微波法、红外线法、超声波法、激光法、紫外线法、核辐射法、质谱法和电法、超声波法、激光法、紫外线法、核辐射法、质谱法和电化学法等。化学法等。还可以分为简单测量、直接测量和间接测量还可以分为简单测量、直接测量和间接测量 。其他测量方法：其他测量方法：偏差式测量、零位式测量与微差式测量。偏差式测量、零位式测量与微差式测量。 11检测仪表应用要求 由于工业过程的各种状态、信号、参数等涉及面很广，它几乎囊括了由于工业过程的各种状态、信号、参数等涉及面很广，它几乎囊括了工业领域的各个行业，因此作为工业过程各参量的测量（或
7、检测）仪表工业领域的各个行业，因此作为工业过程各参量的测量（或检测）仪表就必需要适合各种环境，必须满足运行要求：就必需要适合各种环境，必须满足运行要求： 能在常温常压下工作；能在常温常压下工作； 能在高温高压下工作；能在高温高压下工作； 能在低温低压（真空度）下工作；能在低温低压（真空度）下工作； 能在易燃易爆的环境下工作；能在易燃易爆的环境下工作； 能在具有高粘度和腐蚀性、有毒性的环境下工作等。能在具有高粘度和腐蚀性、有毒性的环境下工作等。 同时还能测量在上述状态和环境中的参数。因而各类仪表还具有耐温、同时还能测量在上述状态和环境中的参数。因而各类仪表还具有耐温、耐压和防腐、防漏、防爆等特性
8、。耐压和防腐、防漏、防爆等特性。122.2 2.2 传感器与变送器传感器与变送器2.2.1 分类2.2.2 检测方法2.2.3 变送器2.2.4 互感器2.2.5 基本电路back132.2.1 分类分类按照传感器的类型来分类: 根据输入物理量分类。根据工作原理分类。根据能量传递方式分类。根据传感器的电信号输出分类。根据测量方法分类。有接触式测量和非接触式测量。back142.2.2 2.2.2 检测方法检测方法接触式测量与非接触式测量差别: 1.传感器与被测对象是否实体接触 2.接触式测量，传感器得到的是被测对象在接触点上的变化率；而非接触测量则是处于被测对象所产生的一个场内感知对象，传感器
9、只要保持与被测对象实体距离，对于在具体的空间位置没有限制。 back152.2.3 2.2.3 变送器变送器变送器的作用变送器的作用变送器 :将被测物理量转换成可传输直流电信号的设备。 工业上通常分为电量变送器和非电量变送器。 图2-2所示的是某一款压力变送器的选型图。 162.2.4 2.2.4 互感器互感器 互感器（互感器（instrument transformerinstrument transformer）是按比例变换电）是按比例变换电压或电流的设备，将高电压或大电流按比例变换成标准低电压或电流的设备，将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（压（100V100V）或标准小电流（）或标准小电流（5A5A或或10A10A，均指额定值）。，均指额定值）。 172.2.5 2.2.5 基本仪表电路基本仪表电路基本电路结构： 分压电路运算放大器滤波电路逻辑电路整流电路电桥电路电源电路锁相环18
