过程参数检测及仪表复习提纲(08)总

过程参数检测及仪表复习提纲(08)总 第1章 绪 论 一、 测量的基本概念 测量的过程就是比较变换的过程。测量是用实验的方法和专门的工具，将被测量与同种性质的标准量(即测量单位)进行比较，求取二者比值，从而找到被测量数值大小的过程。测量包含三要素:测量单位、测量方法和测量工具。 二、测量方法 测量方法是实现被测量与其测量单位比较所采用的方法。根据检测仪表与被测对象的特点，测量方法可分为直接测量、间接测量、组合测量;偏差法、零差法、微差法;静态测量、动态测量等。 三、测量系统 测量系统包含检测部分、分析处理部分、显示记录部分以及通信接口部分。 检测部分:将被测量转换成电量或电路元件参数，有时称为传感器; 分析处理部分:进行阻抗匹配、信号变换和放大等处理的变换部分，对变换得到的数字信号进行去伪存真和特征提取; 显示记录部分:表达测量结果和对结果进行存储; 通信接口部分:将信号传送到控制器、其它测量系统或上位机系 统。 四、测量仪表的主要性能指标 仪表误差按使用条件分基本误差和附加误差。误差综合计算 仪表的计量性能指标包括量程、准确度、线性度、变差、灵敏度、重复性等。 仪表的准确度表示测量结果与被测真值之间的接近程度。准确度合格的仪表，其基本误差不能大于允许误差。 1、绝对误差 , 修正值概念 2、相对误差 1)示值相对误差 2)实际相对误差 3)引用相对误差 3、精度等级 精度的定义，如何确定精度等级。(计算题) 按照国家统一 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 ，工业仪表的等级有:0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0, 共七个等级。 在使用仪表时，必须明确:仪表的精度等级高，不一定代表测量结果准确度高。它们之间相互依存，但有区别。 五、仪表的检定 仪表的检定方法有示值比较法和标准物质法两种。 标准仪表允许误差小于(1/4—1/10)被检仪表的允许误差。 仪表刻度标尺的分格:仪表的刻度标尺的分格值不应小于其允许误差所对应的误差值 第2章 测量误差分析与处理 一、测量误差的概念 在测取被测变量的过程中，由于测量方法、测量仪表、测量环境以及测量者等多方面的原因，使得测量结果不可避免的出现误差。误差的大小反映了测量结果的准确程度。 从误差的特点与性质来说，误差可分为系统误差、随机误差和粗大误差。 二、直接测量误差的分析与处理 系统误差、随机误差和粗大误差产生的原因不相同，各具有不同的特点，因而处理方法不同。如多次重复测量是不能减小系统误差对测量结果的影响的，因此发现和减小或消除系统误差，是十分重要的。而随机误差的分布服从一定的统计规律，因而可在一定的概率意义下估计随机误差的范围，或者求得随机误差出现在给定区间的概率。含粗大误差的测量结果毫无意义，应根据判别准则予以确定后再做处理。 , 按照误差出现的规律，误差的分类及特点 , 测温系统各种随机误差的合成 , 随机误差的数据处理; , 粗差的判断与剔除(拉伊达准则，计算题可只进行一轮判断计 算P29.13题) 1、随机误差的误差分析与处理 1)随机误差的正态分布性质 2，，(x),,,,,21,,2,,，，f(),e,,其中特征参数 、 ,,2 2)测量结果的表示 (计算题) (1)计算测量值子样平均值 (2)计算标准误差估计值 (3)求平均值的标准误差 ˆX,x,3,x(P=99.73%) ˆX,x,2,x(P=95.45%) 2、系统误差误差分析与处理 3、粗大误差误差分析与处理 三、间接测量误差的分析与处理 间接测量是通过直接测量与被测量之间有一定函数关系的其它量，按照已知的函数关系式计算出被测量。由于各个直接测量值中有误差存在，因此间接测量值中也必然有误差。 间接测量值中的系统误差和随机误差可利用各自的误差传递公 式计算得到。 222误差综合计算题 ,,,,=++，总基附1附n 第3章 接触式温度检测及仪表 一、热电偶温度传感器 热电偶温度传感器基于热电效应原理而工作。热电偶的热电势、热电偶测温时的三条基本定律:均匀导体定律、 中间导体定律、 中间温度定律 为了消除热电偶的冷端温度变化对测量的影响，可采用计算法、冷端恒温法、补偿导线法、机械零点调整法、及冷端温度补偿器等，对热电偶的冷端温度进行修正和补偿。 各种补偿方法及原理， 热电偶的热端温度计算和使用分度表(计算题) 两个相同热电偶串联后得到的热电势是单个热电偶产生热电势的两倍。 二、热电阻温度传感器 将热电阻插在测温场所，被测温度变化会引起热电阻阻值变化，测出电阻值，便可得到温度的数值。 目前生产中常用的热电阻有铂电阻(分度号Pt10、Pt100)、铜 电阻(分度号为Cu50、Cu100)。其中铂电阻的准确度高、稳定性好、性能可靠;铜电阻的线性度好、灵敏度高，但测温上限不超过150?。 测量热电阻值可使用电桥。为减小线路电阻随环境温度变化带来的测量误差，热电阻与电桥连接时要采用三线制或四线制接线方式。了解热电阻的二线制、三线制、四线制接法。 四、其他温度检测仪表 新型温度传感器是近些年来出现的测温元件。这类传感器体积小、灵敏度高、响应快，正在逐步应用起来。 集成温度传感器AD590:电流型的灵敏度为luA/k。 第4章 非接触式温度检测及仪表 一、热辐射测温的理论基础 它是利用物体的辐射能随其温度而变化的原理制成的。基于的基本定律有普朗克定律、斯忒藩-玻尔兹曼定律。 二、辐射测温的常用方法 1、亮度测温 , 光学高温计原理 2、全辐射测温 3、比色测温 这类温度计大致分成两类，一类是通常所说的光学辐射式高温计，包括光学高温计，光电高温计，辐射高温计，比色高温计等。另一类是红外辐射温度计，包括全红外线辐射型、单色红外辐射、比色型等。 三、光学高温计、辐射高温计和比色高温计测温原理 光学高温计是通过测量物体在某一波段的辐射能量来获得物体的温度。它所测出的是目标的亮度温度，经过修正后可得到物体的实际温度。光学高温计工作时一般都采用亮度比较的方法。它的特点是结构简单、灵敏度较高，但测量结果易受物体光谱发射率变化及中间介质吸收的影响。 辐射高温计是通过测量物体发出的全辐射能量来获得物体的温度。它所测出的是目标的辐射温度，经过修正后可得到物体的实际温度。辐射高温计的灵敏度较低，测量结果更易受物体发射率变化及中间介质吸收的影响。 比色高温计是通过测量物体发出的两个(或多个)相近波段内的辐射能量的比来测量物体的温度。它所测出的是目标的比色温度，经过修正后可得到物体的实际温度。比色测温仪的特点是灵敏度较高，在中高温度范围内使用效果较好，测量结果受物体发射率变化及中间介质吸收的影响小。缺点是结构较为复杂，价格比较昂贵。 测得仪表的温度如何转换成实际温度。 第5章 压力检测及仪表 一、压力的表示方法 我们这里所说的压力是物理学中的压强。测量的压力有绝对压力、表压力、真空度，这些压力之间有一定的关系。国际单位制中，压力的单位是帕斯卡，工业中常用千帕、兆帕。国外生产的压力表，22常用巴(bar)、毫米英寸(mminch)、磅力/英寸(lbf/in) 等其他非国际单位制的压力单位。这些单位之间有一定的换算关系。 绝对压力,表压力，大气压力 表压力,绝对压力,大气压力 P= Pa- Pb 二、液体压力计 1液体压力计种类: U型管压力计、 杯型压力计、斜管式微压计等。 2倾斜式微压计的工作原理 三、弹性式压力计 它是利用弹性元件受压后产生的变形量大小与所作用的压力之间有确定对应关系的原理工作的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片、膜盒、波纹管等。弹簧管压力计原理。 四、压力(差压)变送器 利用压力(差压)变送器可将压力(差压)信号转换成标准的电信号输出，以实现压力的远程检测和控制。 五、 压力表的选用和校验 根据不同的被测压力大小、来选用不同的种类、量程、精度、型号的仪表。 第6章 流量检测及仪表及 第7章节流式流量计 一、定义和单位 qvA,V体积流量 质量流量 qm,ρqv 二、流量测量仪表的分类 1、按输出信号分 , 脉冲信号输出，例:涡轮流量计，涡街流量计 , 模拟信号输出，例:差压流量计、转子流量计 2、按测量原理分 , 容积式:利用液体单位时间内连续通过固定体积的数目。 椭圆齿轮流量 ,计腰轮流量计，刮板式流量计 , 速度法:以测量流体在管道内的流动速度作为测量依据的仪表。 差压流量计，涡轮流量计，涡街流量计，电磁流量计，超声波 流量计。 , 质量式:以测量流体质量作为测量依据的仪表 三、常用术语 流量量程，流量计的量程比。 雷诺数Re Re<2320，层流 Re>2320，紊流 四、容积式流量计 五、速度式流量计 差压式，涡轮式，涡街式，电磁式，超声波式 1、漩涡流量计(涡街) 漩涡发生的频率: f=Stv/d 涡街式流量计原理 2、涡轮流量计 , 意义:单位体积流量输出的脉冲数。 3、差压式流量计 毕托管 2,p,,v,(1,), 4、超声波流量计的换能器工作原理 六、标准节流件 1、标准孔板、标准喷嘴、文丘利管 2、标准节流装置测量流量时必须符合条件 3、节流差压式流量计工作原理 4、标准节流装置由标准节流件，标准取压装置和节流件前后直管段 (节流件前10D，后5D)三部分组成。 5、取压装置: 角接取压、法兰取压和径距取压。 第8章 液位检测及仪表 料位 、界位(界面) 和 液位 统称为物位。云母水一、一般将 位计、双色水位计、电接点水位计原理工作。 二、差压水位计。 1、单室平衡容器差压与水位关系及误差产生的原因。 2、双室平衡容器差压与水位关系及误差产生的原因 三、零点迁移(量程迁移)计算题 , 液位的差压变送器的差压量程，量程计算，迁移量计算，迁移 分类 对压力(差压)变送器进行零点调整，使它在只受附加静压时输出为“零”，这种方法称为“量程迁移”。 , 无迁移 , 负迁移 , 正迁移 三、浮力式(变浮力，恒浮力)液位计的工作原理 第9章 成分分析仪表 一、氧化锆氧分析仪 , 氧化锆氧分析仪工作原理 以氧化锆作为固体电解质，高温下的电解质两侧氧浓度不同时形 成浓差电池，该电池产生的电势与两侧氧浓度有关。固定一侧氧 浓度，可通过测量输出电势来测量另一侧的氧含量。(计算题)空 气中氧量一般为20.8%，在总压力是一个大气压下， 20.8,2,，E4.961510Tlg ,1 二、红外线气体分析仪 红外线气体分析仪原理:主要利用了不同气体对红外线的波长有选择的吸收性和热效应两个特点进行工作的。其理论基础是朗伯-贝尔定律及其公式 三、热导式气体分析仪 其测量原理是在满足测量条件下，将混合气体中某一组分含量的变化转换成混合气体的导热系数的变化，经过热导池将导热系数的变化转换成电阻的变化，通过测量电阻变化可知被测组分浓度的大小。 n ,,,C，,C，？，,C,,C1122,nnii,1 i 四、工业酸度计 ,,值是溶液中氢离子浓度的常用对数的负值。 测量pH值一般使用由测量电极、参比电极与被测溶液共同组成的原电池。