第二章过程参数的检测与仪表
教学要求：掌握检测仪表的基本性能指标（精度等级、变差、灵敏度等）
掌握压力的检测方法（液柱测压法、弹性变形法、电测压法）学会正确选用压力计掌握应
用静压原理测量液位和差压变送器测量液位时的零点迁移差压式流量计测量原理，常用节流
元件，转子流量计结构、测量原理掌握容积式流量计（腰轮流量计）结构、工作原理、使用
场合掌握应用热电效应测温原理
掌握补偿导线的选用
掌握冷端温度补偿的四种方法；了解热电偶结构，分类
重点：弹性变形法、电测压法
压力计选用
应用差压变送器测量液位的零点迁移问题补偿导线的选用和冷端温度补偿
难点：确定精度等级，压电式测量原理应用差压变送器测量液位的零点迁移问题第三导体定理电桥补偿法
§2.1 概述一、检测过程及误差
1．检测过程检测过程的实质在于被测参数都要经过能量形式的一次或多次转换，最后得到便于测量的信号形式，然后与相应的测量单位进行比较，由指针位移或数字形式显示出来。
检测误差
误差---- 测量值和真实值之间的差值
误差产生的原因：选用的仪表精确度有限，实验手段不够完善、环境中存在各种干扰因素，以及检测
技术水平的限制等原因，
根据误差的性质及产生的原因，误差分为三类。
（1）系统误差
-------- 在同一测量条件下，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按一定规律变化
特点：有一定规律的，一般可通过实验或分析的方法找出其规律和影响因素，引入相应的校正补偿措施，便可以消除或大大减小。
误差产生的原因：系统误差主要是由于检测仪表本身的不完善、检测中使用仪表的方法不正确
以及测量者固有的不良习惯等引起的。
（2）疏忽误差明显地歪曲测量结果的误差，又称粗差，特点：无任何规律可循。
误差产生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如读错、算错数据等）不正确操作、
实验条件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆
4 6 m ax 500 - 0 100 % -0.8%
忙测试等原因所造成的。
(3 )随机误差 - 在相同条件下多次重复测量同一量时，误差的大小、符号均为无规律变
化，又称偶然误差。
特点：变化难以预测，无法修正 误差产生的原因：随机误差主要是由于测量过程中某种尚未认识
的或无法控制的各
种随机因素(如空气扰动、噪声扰动、电磁场等)所引起的综合结果。 随机误差在多次测
量的总体上服从一定统计规律， 可利用概率论和数理统计的方
法
来估计其影响。
、检测仪表的基本技术性能指标
1. 精度
检测仪表的精度反映测量值接近真实值的准确程度，一般用一系列误差来衡量。
(1) 绝对误差
绝对误差指仪表指示值与被测参数真值之间的差值，即
实际上通常采用多次测量结果的算术平均值或用精度较高的标准表的指示值作为约定 真值。则绝对误差可用下式表示：
(2) 引用误差
把绝对误差折合成标尺范围的百分数表示，即 X 一 X o
100 % x 100 % 标尺上限值 一标尺下限值
M (3) 精度等级
按仪表工业规定，去掉最大引用误差的“土”号和“ ％ ”号，称为仪表的精度等级，目 前已系列
化。只能从下列数系中选取最接近的合适数值作为精度等级，
即0.005 , 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 4.0 等。
例1有两台测温仪表，它们的测温范围分别为
0~100C 和100~300 C,校验表时得到 它们的最大绝对误差均为 2 C,试确定这两台仪表的精度等级。
解 这两台仪表的最大引用误差分别为
2
100 % =2% 100 -0
去掉最大引用误差的“ %”号，其数值分别为 2和1,由于国家规定的精度等级中没有
2级仪表，同时该仪表的误差超过了 1级仪表所允许的最大误差，所以这台仪表的精度等级
为2.5级，而另一台仪表的精度等级正好为
1级。由此可见，两台测量范围不同的仪表，即 使它们的绝对误差相等，它们的精度等级也不相同，测量范围大的仪表精度等级比测量范围 小的高。
例2某台测温仪表的工作范围为
0~500C,工艺要求测温时测量误差不超过土 4C,试
问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？
解 根据工艺要求，仪表的最大引用误差为
2
300 -100
100 % = 1%
去掉最大引用误差的“土”号和“%”号，其数值为0.8，介于0.5~1.0之间，若选择精
度等级为1.0级的仪表，其最大绝对误差为土5C,超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级的仪表才能满足要求。
小结：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最大引用误差；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误差。这一点在实际工作中要特别注意。
2.灵敏度与灵敏限
（1）灵敏度
灵敏度表示仪表对被测参数变化反应的能力，是指仪表达到稳态后输出增量与输入增量
之比，即
Z
灵敏限
灵敏限是指引起仪表指针发生可见变化的被测参数的最小变化量。一般，仪表的灵敏限
数值不大于仪表允许误差绝对值的一半。
3.回差
在外界条件不变的情况下，当被测参数从小到大（正行程）和从大到小（反行程）时，同一输入的两个相应输出值常常不相等。两者绝对值之差的最大值和?仪表量程M之比的百分数称为回差，也称变差即
I I
.■■: m ax
' b 100 %
回差产生原因：由于传动机构的间隙、运动件的摩擦、弹性元件的弹性滞后等。回差越小，仪表的重复性和稳定性越好。应当注意，仪表的回差不能超过仪表引用误差，否则应当检修。
§ 2.2压力检测方法及仪表
一、压力检测的基本知识
1?压力的概念及单位
2.压力的表示方法
3.
二、压力检测方法
根据工业对象的特点，通常有三种检测压力的方法，即液柱测压法，弹性变形法和电测
压力法。
1.液柱测压法
测压原理：是以流体静力学为基础，一般用液柱产生或传递的压力来平衡被测压力的方法进行测量的。
2.弹性变形法
测压原理：当被测压力作用于弹性元件，弹性元件便产生相应的变形。根据变形的大小，便可测知被测压力的数值。
非弹性元件组成的快速测压元件， 主要利用某些物体
的某一物理性质与压力有关，如压电式、压阻式、压 磁式等。
（1） 电容式测压原理
测压原理：是采用变电容原理，利用弹性元件受压变形来改变可变电容器的电容量， 然后通过测量电
容量 C 便可以知道被测压力的大小，从而实现压 力-电容转换的。
（2） 压电式测压原理
测压原理：是根据“压电效应”把被测压力变换为电信号的。
（3） 压电效应：当某些晶体受压发生机械变形时（压缩或伸长） ，在两个相对的面
上产生异性电荷，这种没有外电场存在，而由于变形而引起的电现象称为“压电 效应”。
（4） 应变片式测压原理
测压原理：是通过应变片将被测压力 P 引起的弹性元件应变量的变化转换为电阻值
R 的变化，从而完成压力一电阻的转换，
并远传至桥式电路获得相应的毫伏级 电量输出信号，在显示或记录装置上显示出被测压力值。
三、 压力检测仪表
根据不同的原理及工艺生产过程的不同要求，可以制成不同形式的压力表。
弹性式压力表（弹簧管压力表）由于结构简单，价格便宜，使用和维修方便，并且测压
范围较宽，因此，在工业过程中得到了十分广泛地应用。
电测法压力表测量脉动压力和高真空、超高压等场合时比较合适
本节主要介绍在工业生产过程中常见的弹簧管压力表和霍尔式压力表。
四、 差压（压力）变送器
变送器是自动测控系统中的一个重要组成部分。
作用：将各种物理量转换成统一的标准信号，
如气动单元组合仪表（简称为 QDZ 仪表）为20~100 KPa ;
电动单元组合仪表 （简称为 DDZ 仪表）中, DDZ- H 型仪表为0~10mADC ; DDZ-
川型仪表为4~20mADC 。
按工作能源不同， 压力变送器和差压变送器都分为气动和电动变送器两大类； 按工作原 理的不同， 又可分为力平衡式变送器和微位移平衡式变送器， 如以电容、电感、电阻和弦振 频率为传感元件的变送器都属于微位移式变送器。 80 年代以后，国际上相继推出了各具特 色的智能变送器。目前世界上尚未形成统3.电测压力法
测压原理：是利用转换元件 进
行测量的。
（如某些机械和电气元件） 直接把被测压力变换为电信号来 弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的位 移
量转换成相应的电信号，如电阻式、电感式、电容 / 式、霍尔
片式、应变式、振弦式等
电测压力法可分为两类
一的现场总线( Field bus)(现场总线是用于过程
自动化和制造自动化最底层的现场设备或现场仪表互连的通信网络) 标准，因而各个厂家的
智能变送器大多按各自的通讯标准开发，所以相互无操作性，无可互换性。
1．力平衡式压力变送器
就变送器的杠杆系统来说，力平衡式变送器有单杠杆、双杠杆和矢量机构三种。结构
DDZ-川型力平衡式电动变送器的结构如P34图2.10所示，
主要由四部分组成：
测量机构组成：由高、低压室、膜盒、轴封膜片等部分，作用：是把被测差压转换成作用于主杠杆上的力。
杠杆系统杠杆系统是差压变送器中的机械传动和力矩平衡部分组成：主、副杠杆、调零和零点迁移机构、平衡锤、静压调整及矢量机构等。作用：是把测量机构对主杠杆的输入力所产生的力矩转换成检测片的微小位移。
位移检测放大器
组成：差动变送器、低频振荡器、整流滤波及功率放大器等部分组成。作用：是将副
杠杆上检测片的微小位移转换成直流信号输出。
电磁反馈机构组成：由反馈线圈、永久磁钢等。作用：将变送器输出电流转换成相应的电磁反馈力，作用于副杠杆上，产生反馈力矩，以便和测量部分产生的输入力矩相平衡。
( 1 )工作原理
2．微位移式变送器
微位移式变送器因其传感器元件位移和变形极小而得名。
典型的产品有：美国罗斯蒙特( Rosemou nt)公司研制的1151系列电容式变送器，美
国霍尼韦尔( Honeywell )公司的DST 型扩散硅式变送器，日本富士电机公司的FC 系列浮动膜盒电容式变送器等。
( 1 ) 测量部分
测量部分包括电容膜盒、高低压室及法兰组件等，作用：将差压、压力等参数转换成与电容有关的参数。
( 2)转换部分
转换部分由测量电路和电气壳体组成，其作用是将测量部分所得到的电容比的变化量转换成4~20mADC 标准的电流输出信号，并附有调零、调量程、调迁移量等各种装置。
3．智能差压(压力)变送器
智能差压(压力)变送器是一种带微处理器的变送器，对应于被测量差压和压力输出4~20mADC的模拟信
号或数字标准信号。依靠SFC (智能通信器)，用户在现场或控制室就
可对变送器发送或接受信息来设定各种参数。智能差压(压力)变送器具有远程通讯的功能，
不需要把变送器从塔顶或危险的安装地拆下来，减少了维修成本和时间。
五、压力检测仪表的选择
压力表的选择应根据工艺过程对压力测量的要求，被测介质的性质，现场环境条件等来确定仪表的
种类、型号、量程和精度，并确定是否需要带有远传、报警等附加装置。
1．仪表种类和型号的选择仪表种类和型号的选择应根据工艺要求，介质性质及现场环境等因素来考虑。介质的物理、化学性质（如温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性等）如何；现场环境条件（如温
度、湿度、有无振动、有无腐蚀性等）
2．仪表量程的确定
仪表的量程是根据被测压力的大小和保证仪表寿命等方面来考虑的，通常仪表的上下限值应稍大于工艺被测压力的最大值。按“化工自控设计技术规定” 。对被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的2/3；对被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过
满量程的1/2。一般为了保证测量的精度，被测压力的最小值也不应低于全量程的1/3。
3．仪表精度等级的选择精度等级是根据生产所允许的最大测量误差和仪表量程来确定的。
§ 2.3 物位检测方法及仪表
物位检测的作用：①为了确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算；
②为了监视或控制容器的物位，使它保持在规定的范围内；
③对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全、正常进行。
物位检测方法：应用浮力原理检测物位应用静压原理检测物位应用电学原理检测物位应用超声波反
射检测物位应用射线被物体的吸收检测物位
一、物位检测方法
1．应用浮力原理检测物位――――利用漂浮于液面上的浮标或浸没于液体中的浮筒对液位进行测量的。测量原理：当液位变化时，浮标产生相应的位移，而浮标所受到的浮力维持不
变，只要检测出浮标的位移就可以知道液位的高低。
当液位变化时，浮筒所受到的浮力的发生变化，只要检测出浮力的变化就可以知
道液位的高低。
2．应用静压原理检测物位
差压变送器测量液位时的零点迁移问题（重点）
利用差压变送器测量液位时，差压变送器将由液位形成的差压△P转换成相应的统一标
准电信号输出。然而，由于安装位置条件不同，往往存在着仪表零点迁移问题。
无迁移
特征：差压变送器的正压室取压口正好与容器的最低液位（H min=O ）处于同一
水平位置。作用于变送器正、负压室的差压△ P与液位高度H的关系为
△P=H p g。
当H =0时，正负压室的差压△ P=0,变送器输出为l o=4mA
当H= H max时，差压△ P max = p gH max,变送器的输出信号20 mA ,
负迁移在实际测量中，为了防止容器内的液体和气体进入变送器的取压室而造成导压管线堵塞或腐蚀，以及保持负压室的凝液高度恒定，往往在变送器的正、负压室与取压点之
间分别加装隔离罐，并充以密度为p 2的隔离液。
正迁移当变送器的安装位置与容器的最低液位（H=0 ）不在同一水平位置上。
在差压变送器的产品手册中，通常注明是否带有迁移装置以及相应的迁移量范围，应根据现场的具体情况予以正确选用。
3.应用超声波反射检测物位
声波可以在气体、液体、固体中传播，并具有一定的传播速度。
当声波从一种介质向另一种介质传播时，在两种密度不同，声速不同的介质的分界面上，
传播方向便发生改变，即一部分被反射，一部分折射入相邻介质内。若声波从液体或固体传
播到气体时，或相反的情况下，由于两种介质的密度相差悬殊，声波几乎全部被反射。因此，
测量时由置于容器底部的超声波探头向液面与气体的分界面发射超声波，经过时间t后，便可接收到从界面反射回来的回波信号。
§ 2.4流量检测方法及仪表
一、流量检测方法
流量是工业生产过程操作与管理的重要依据。在具有流动介质的工艺过程中，物料通过
工艺管道在设备之间来往输送和配比，生产过程中的物料平衡和能量平衡等都与流量有着密
切的关系。
流量----- 指瞬时流量，即单位时间内通过管道某一截面的流动介质的量。
用体积流量（单位为m3/s）或质量流量（单位为kg/s）表示。
总量----- 为选定的某一段时间间隔内流过管道某一截面的流体量的总和，
也可分别用体积总量或质量总量表示。
常见的流量检测方法有以下几种：
应用容积法检测流量
应用动压能和静压能转换的原理检测流量
――根据能量守恒定理，动压能和静压能在一定条件下可以相互转换，但其总量不
变。节流元件两端的静压差的大小与流体的流量有关，将静压差的变化作为测
量依据
应用改变流通面积的方法检测流量
应用流体振荡原理检测流量
应用电磁感应原理检测流量
应用超声波检测流量
应用流体动量矩原理检测流量
质量流量检测方法
B卷 北京科技大学2012—2013学年度第1学期 参数检测及仪表试题答案及评分标准 一、填空题（20分） 1，温标是温度的标尺，常用温标包括：经验温标、热力学温标和_国际实用温标_。2，流量测量仪表中，速度式流量计很多，例如电磁流量计、_涡轮流量计_、涡阶流量计、超声波流量计等。 3，物位是指物料相对于某一基准位置的距离，是液位、料位和_相界面_的总称。 4，同型号热电偶异名极串联在一起，总的热电势为各热电偶热电势之和，这种接法称为__热电堆__。 5，弹性膜片分为平膜片和_波纹膜片_，将两膜片焊接在一起内有硬座及填充液，还可构成__膜盒___。 6，金属热电阻温度计的测量电路采用三线制的目的是在将热电阻的变化变成电压信号输出的同时，消除_引线电阻的影响__。 7，在工程上压力的表示主要有三种：绝对压力、表压和_真空度____。 8，节流式差压流量计的取压方式包括：_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压等。 9，热电偶冷端温度处理方法主要有冰点槽法、恒温冰箱法和_补偿电桥法__等。 二，判断对错 1，电容式液位计容易受到虚假液位的影响。（ⅴ） 2，辐射测温仪表只能测量物体的表观温度，无法测量物体的真实温度。（ⅴ） 3，玻璃液体温度计无法在太空中使用。（×） 4，偏心孔板作为非标准节流装置主要是针对低雷诺数流体的流量测量。（×） 5，弹簧管压力计中的弹簧管是圆形的空心金属管子。（×）
三、问答题（40分） 1，什么是热电偶的补偿导线？为什么要使用补偿导线(10) （1）答案 热电偶补偿导线： 在一定温度范围内，与热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉价金属导线称为补偿导线。 使用补偿导线的意义： A，为了使热电势和被测温度对应，热电偶的冷端必须恒定。实际应用中热电偶的长度一般为几十厘米至一、两米。冷端离被测对象很近，易受热源影响，难以恒定。 B，通常热电偶信号要传至数十米的控制室二次仪表处。 上述原因都需要将热电偶延长，但是： A，工业上的热电偶结构都比较固定，不允许随便拉长电极。 B，尤其对于贵金属热电偶，电极比较昂贵，不宜拉长。 C，既使是廉价金属热电偶，电极比较粗，也不宜拉长。 因此要采用补偿导线将电极延长，这样： 可以： A，将热电偶冷端延伸至远离热源或环境温度比较恒定的地方，减小测量误差。 B，降低成本。 C，提高线路的柔性，便于安装。 （2）评分标准 补偿导线定义（3），补偿导线使用的意义（7）。 2，回答全辐射温度计中补偿光阑的作用是什么？ （1）答案 全辐射温度计中感受全波段辐射出度的探测器为热电堆，热电堆式热电偶异名端串连形成的感温器件，其准确性依赖于热电偶冷端温度的恒定，当全辐射温度计所处的环境温度变化时，热电堆冷端温度变化，即环境温度升高时，冷端温度升高，热电堆热电势减小，反之热电势增加，使热电势与热电堆接受的辐射能不相对应。 解决的办法是采用补偿光阑，补偿光阑由双金属感温元件构成，当环境温度升高时，双金属感温元件向外弯曲，光阑的通光孔径变大，有更多的辐射能量进入全辐射温度计，
<检测技术及仪表>题库 一、填空与选择 1、差压式流量计，流量Q与成正比，转子流量计，流量Q与成 正比。 2、转子流量计在出厂时必须用介质标定，测量液体用标定，测量气体用标定。 3、铂铑一铂材料所组成的热电偶，其分度号为；镍铬一镍硅材料组成的热电偶，其分度号为。 4、铂电阻温度计，其分度号为P t100，是指在温度为时，其电阻值为。 5、差压式液位计因安装位置及介质情况不同，在液位H=0时会出现差压△P 、△P 和△P 三种情况，我们分别称差压式液位计、、。 6、电子自动电位差计的工作原理是采用工作的，是根据已知来读 取。 7、动圈显示仪表与温度传感器配接使用时应相互，XCZ-101型是与配接 使用，XCZ-102型是与配接使用。 8、差压式流量计是一种截面、压降流量计。 转子式流量计是一种截面、压降流量计。 9、热电偶温度计是以为基础的测温仪表，分度号为K是指电极材料 为、热电阻温度计是利用金属导体的随温度变化而变化的特性来测温、分度号为Pt100是指温度为时，电阻值为。 10、使用热电偶温度计测温需考虑冷端温度补偿问题，常用的四种补偿方法为、、和。 11、电位差计是根据原理工作的，是将被测电势与相比较，当平衡后由读取。 12、自动电子电位差计与热电偶配套测温冷端温度补偿是利用桥路电阻实现的，它是一个随温度变化的。 13、绝对误差在理论上是指仪表和被测量的之间的差值。工业 上经常将绝对误差折合到仪表测量范围的表示，称为。 14、测量物位仪表的种类按其工作原理主要有下列几类、、 、、、、和。 15、热电偶测量元件是由两种不同的材料焊接而成，感受到被测温度一端 称。 16、检测仪表的组成基本上是由、、三部分组成。 17、在国际单位制中，压力的单位为，记作，称为符 号以表示，简称为。 18、在压力测量中，常有、、之分。 19、工业上所用的压力仪表指示值多数为，即和
自动化专业 《过程检测技术及仪表》 实验指导书 周雪莲张建成编 西南大学计算机与信息科学学院 2006年12月19日
目录 前言……………………………………………………………………… 第一章基本要求和安全操作规程及误差理论与数据处理 1 基本要求………………………………………… 2 安全操作规程…………………………………………………… 3 误差的基本概念…………………………………………………… 4 误差的计算………………………………………………………… 5 检测结果处理……………………………………………… 第二章实验指导书 实验一热电偶温度变送器实验……………………………………………… 实验二压力表检定实验……………………………………………… 实验三扩散硅压力变送器实验……………………………… 实验四电容式差压变送器实验……………………………… 实验五数字显示仪表实验…………………………………………… 实验六压力检测系统实验…………………………………… 实验七流量检测系统实验…………………………………………
前言 本实验指导书是专为自动化专业的过程检测和控制仪表课程而编写的。自动化是一门实践性很强的学科，实践教学环节对于培养和发展学生的各种能力有着非常重要的作用，尤其对培养学生的动手能力、分析解决实际问题的能力、科学研究能力和创新能力，是不可缺少的重要环节。开好实验课对于全面实施教学大纲和提高教学质量都是必要的。 本实验指导书分两部分：基本要求和安全操作规程及误差理论及数据处理、实验指导书。误差理论及数据处理部分主要讲述误差的基本概念、表示方法、计算公式、有效位取舍等内容。实验指导书部分主要包括检测仪表、显示仪表、控制仪表和仪表控制系统的实验。通过实验，了解各种参数检测的方法、所用仪表的性能特征、学会用仪表构成测量系统，并分析系统误差原因等。 本实验指导书的教学目标是：拓宽加深学生对理论知识的理解，从而掌握比较全面的专业知识，掌握仪表和自动化系统的专业操作技能，具备一定的分析解决工程实际问题的能力，形成科学的工作作风和良好的人才素质： 1) 掌握知识、加深理解通过对所学仪表进行校验、调整、拆装等操作，熟悉 仪表的结构和各部件的作用，更深刻地理解仪表的工作原理、功能和仪表 的整机特性。通过这些实验，可以促使学生把理论与实际结合起来，从而 掌握比较全面的、完整的仪表和过程自动化知识； 2) 掌握技能、提高能力通过实验学会对仪表技术参数的测试手段和调校方 法，熟悉常用标准仪器、仪表等设备的性能、作用、工作原理和操作方法。 通过各实验，尤其是综合实验的锻炼，使学生逐步具备仪表和自动化专业 的操作技能和实验能力，形成初步的解决专业工程问题的能力； 3) 培养人才、提高素质学生的素质是在每一个实验过程中不断培养和逐步提 高的，这些素质包括：实事求是、严肃认真的工作作风；有条有理、勤于 思考的行为习惯；分工协作、协调一致的合作精神和遵守纪律、爱护公物
过程参数检测及仪表 小馒头总结 一、绪论 测量过程有三要素：一是测量单位；二是测量方法；三是测量工具。 测量的定义：测量是利用某种工具并以实验或计算的方法获取被测参数数值的过程。绝对误差：仪表的测量值和真实值之间的代数差。 相对误差：测量值的绝对误差与其真实值的比值的百分数 引用误差：测量值的绝对误差与测量仪表的量程之比的百分数 示值误差：示值误差是指仪表的某一个测量值（示值）的误差，它反映在该点仪表示值的准确性。 基本误差：在规定的正常工作条件下，仪表整个量程范围内各点示值误差中绝对值最大的误差称为仪表的基本误差。 允许误差：按国家计量部门的规定，仪表厂家保证某一类仪表的基本误差不超过某个规定的数值，此数值就被称为仪表的允许误差（容许误差）[允许误差去掉百分数为精度等级] 注意: 允许误差是一种极限误差，在仪表刻度范围内各点的示值误差均应保证小于至多等于允许误差值。 真值：被测参数的真实数值。一般无法准确已知。 约定真值：一般将某一物理量的理论值、定义值作为真值使用，称为约定真值，用
表示。 粗大误差：明显歪曲结果，由粗心大意造成，使测量值无效的误差 原因：测量者主观过失，操作错误，测量系统突发故障 处理方法：剔除坏值 随机误差：在相同条件下对同一被测量进行多次重复测量，误差的大小和符号的变化没有一定规律、且不可预知。 特点：单次测量值误差的大小和正负不确定；但对一系列重复测量，误差的分布有规律：服从统计规律。 随机误差与系统误差之间即有区别又有联系；二者无绝对界限，一定条件可相互转化。 系统误差：同一被测量多次测量，误差的绝对值和符号保持不变，或按某种确定规律变化。 特点: 增加测量次数不能减小该误差 原因：仪表本身原因，使用不当，测量环境发生大的改变 处理方法：校正——求得与误差数值相等、符号相反的校正值，加上测量值随机误差 测量误差的来源有三个方面：测量仪器的精度，观测者技术水平，外界条件的影响。该三个方面条件相同的观测称为等精度测量。 精确度等级:以引用误差（γa）的形式表示的允许误差去掉百分号剩下的数值就称为仪表的精确度等级（或准确度等级），俗称精度级。 误差的合成：一个测量系统由m个彼此独立的环节构成，各环节的精度等级分别为 , ，…，
过程检测与控制仪表知识 员工培训教材 马仁
过程控制与检测仪表课件 一、过程控制仪表： 1）是实现工业生产过程自动化的重要工具。控制检测仪表可分为八大单元：变动单元、调节单元、计算单元、显示单元、转换单元、给定单元、执行单元和辅助单元。（理论以“够用为度”，实践以“实用为主”） LT 控制系统方框图 说明：图中控制对象代表生产过程中的某个环节，控制对象输出的是被控变量（如压力、流量、温度、液位等温度变量）。这些工艺变量经变动单元转换成相应的电信号或气压信号后，一方面送显示单元供指示和记录，同时又送到调节单元中与给定单元送来的给定值进行比较，调节单元将比较后的偏差值进行一定的运算后，发出控制信号，控制执行单元的动作，将阀门开大或关小。改变控制量（如燃料油、蒸汽等介质流量的多少）直至被控变量与给定值相等为止，此时阀门会
平衡在某一位置，使工艺介质达到工艺要求。 ①LT—检测锅炉汽包水位的变化并将汽包水位高低这一物理量转换成仪表间的标准统一信号。 ②LC—接受液位测量变送器的输出标准信号，与工艺控制调节（控制器）器要求的水位信号相比较得出偏差信号的大小和方向，并按一定的规律运算后输送一个对应的标准统一信号。 ③LV—接受控制器的输出信号后，根据信号的大小和方向控制阀门的开度，从而改变给水量，经过反复测量和控制使锅炉汽包水位达到工艺要求。 一个控制系统基本由给定单元、控制对象、变送单元、调节（控制）单元、执行单元组成。 锅炉汽包水位控制系统原理图 二、检测与过程控制仪表（通常称自动化仪表）分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类，如： 按照能源（所使用的）：气动仪表、电动仪表、液动仪表。 根据是否引入微处理机可分为：智能仪表和非智能仪表。 根据信号形式可分为：模拟仪表和数字仪表。 检测与过程控制仪表最通用的分类是按照仪表在测量与控制系统中的作用划分的：
过程参数检测技术实验报告 班级： 学号： 姓名：
实验一压力表和压力变送器的校验、使用及特性分析 1实验目的 1.1了解压力表和霍尔式压力变送器的测量原理及使用方法。 1.2掌握用活塞式压力计校验测压仪表的方法。 1.3通过对压力表和压力变送器的校验进一步了解仪表变差、绝对误差、相对误 差及精度等基本概念。 2实验内容 2.1学习活塞式压力计的操作方法。 2.2对弹簧管压力表进行精度校验。 2.3对霍尔式压力变送器进行精度校验和量程调整。 3实验所用仪器设备 ?活塞式压力计1台 ?标准压力表1块 ?弹簧管压力表1块 ? HYD-2型霍尔式压力变送器1块 ?数字万用表1台 4校验步骤和方法 校验仪器连接图如图 用活塞式压力计作为压力表的压力输入源，关闭活塞式压力计上的切断阀a、b、c、d。将标准压力表、被校压力表或压力变送器分别安装在相应的压力输出端口。 4.1弹簧管压力表的校验
4.1.1检查活塞式压力计是否正常 ?打开进油阀，转动手轮将螺旋杆旋出再旋进往复几次，将管内的空气挤出（在顺时针转动手轮将螺旋杆旋进时，观察油罐内没有气泡出现为止）。 ?逆时针转动手轮，将油罐中的油抽到发生器中来（螺旋杆旋出10cm左右即可）。然后关闭进油阀d，打开切断阀b、c。 ?顺时针转动手轮产生压力，观察标准表指针上升到被校表最大压力时，停止加压，保持五分钟，检查发生器是否有泄漏。若标准表指针保持不动，说明没有泄露。若标准表指针下移，说明有泄漏，查处漏处，减压后进行处理。 然后再重新检查指导不泄漏为止。然后逆时针旋转手轮是标准表指针指零。 4.1.2精度校验 在被校表量程范围内均匀取5点，填入表“被校表示值”一栏。 分别进行正行程校验和反行程校验 4.1.3将校验数据列表，计算仪器的绝对误差、变差及精度。
绪言 练习与思考 1．简述过程检测技术发展的起源？ 2．过程检测技术当前的主流技术和主要应用场合？ 3．请谈谈过程检测技术的发展方向是什么？ 4．谈谈你所知道的检测仪表？ 5．你认为过程检测技术及仪表与传感技术的关系是怎么样的？ 第一章 练习与思考 1．什么叫过程检测，它的主要内容有哪些？ 2．检测仪表的技术指标有哪些？如何确定检测仪表的基本技术指标？ 3．过程检测系统和过程控制系统的区别何在？它们之间相互关系如何？ 4．开环结构仪表和闭环结构仪表各有什么优缺点？为什么？ 5．开环结构设表的灵敏度1 n i i S S ==∏，相对误差1 n i i δ δ==∑。请考虑图1—4所示闭环 结构仪表的灵敏度1 f S S （f S 为反馈通道的灵敏度），而相对误差f δδ- （f δ为反馈通道的相对误差），对吗？请证明之。 提示：闭环结构仪表的灵敏度S y x =；闭环结构仪表的相对误差dS S δ=。 6．由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统，可能会出现下列情况： （1）各环节精度相差不多； （2）其中某一环节精度较低，而其他环节精度都较高。 问该检测系统总误差如何计算？ 7．理论上如何确定仪表精度等级？但是实际应用中如何检验仪表精度等级？ 8．用300kPa 标准压力表来校验200kPa 1.5级压力表，问标准压力表应选何级精度？ 9．对某参数进行了精度测量，其数据列表如下：
试求检测过程中可能出现的最大误差？ 10．求用下列手动平衡电桥测量热电阻x R 的绝对误差和相对误差。设电源E 和检流计D 引起的误差可忽略不计。已知：10x R =Ω，2100R =Ω，100N R =Ω， 31000R =Ω，各桥臂电阻可能误差为20.1R ?=Ω，0.01N R ?=Ω，31R ?=Ω（如图 1— 23所示）。 11．某测量仪表中的分压器有五挡。总电阻R 要求能精确地保持11111Ω，且其相对误差小于0.01％，问各电阻的误差如何分配？图中各电阻值如下： 110000R =Ω，21000R =Ω，3100R =Ω，410R =Ω，51R =Ω（如图 1—24所示）。 12．贮罐内液体质量的检测，常采用测量贮罐内液面高度h ，然后乘以贮罐截面积A ，再乘以液体密度ρ，就可求得贮罐内液体质量储量，即M hA ρ=。但采用该法测量M 时，随着环境温度的变化，液体密度ρ也将随着变化，这就需要不断校正，否则将产生系统误差。试设计一种检测方法，可自动消除（补偿）该系统误差。
第1章过程控制 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解：1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3．控制多属慢过程参数控制4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：由被控过程和过程检测控制仪表（包括测量元件，变送器，调节器和执行器）两部分组成。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动 态特性？ 解： 稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到 一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在 各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解：单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n ； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A ； 超调量：第一个波峰值1y 与最终稳态值y （∞）之比的百分数σ；1 100%() y y σ= ?∞ 残余偏差C ： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （∞）与设定值之间的偏差C 称为残余偏差，简称残差；
检测技术及仪表课程设计报告 1、1 课程设计目的针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 1、2课题介绍本课设题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需参数的检测。设计检测方案，包括检测方法，仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 1、3 实验背景知识换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界分关注而又至今未能解决的难题之一。 1、4 实验原理 1、4、1 检测方法按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种；非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法
和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里选择热学法中的污垢热阻法。 1、4、2 热阻法原理简介表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf，污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示： （1-1）图1-1 清洁和有污垢时的温度分布及热阻通常测量污垢热阻的原理如下：设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的，图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为： （1-2）图1b为两侧有污垢时的温度分布，其总传热热阻为： （1-3）忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响，则可认为（1-4）于是两式相减得： （1-5）该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见，假定换热面只有一侧有污垢存在，则有：（1-6）（1-7）若在结垢过程中，q、Tb均得持不变，且同样假定（1-8）则两式相减有： （1-9）这样，换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。
目录 第1章绪论........................................................................................................................ - 1 - 1.1 课题背景与意义........................................................................................................... - 1 - 1.2 总实验装置以及监测原理........................................................................................... - 1 - 1.3 检测和控制参数........................................................................................................... - 4 - 第2章温度的测量............................................................................................................ - 5 - 2.1 实验管流体进出口温度测量和控制.......................................................................... - 5 - 2.1.1 检测方法设计以及依据................................................................................ - 5 - 2.1.2 仪表种类选用以及设计依据........................................................................ - 5 - 2.1.3 测量注意事项................................................................................................ - 7 - 2.1.4 误差分析........................................................................................................ - 7 - 2.2 水浴温度的测量........................................................................................................ - 7 - 2.2.1 检测方法设计以及依据................................................................................ - 7 - 2.2.2 仪表种类选用以及设计依据........................................................................ - 8 - 2.2.3 测量注意事项................................................................................................ - 9 - 2.2.4 误差分析........................................................................................................ - 9 - 2.3 管壁温度测量............................................................................................................ - 9 - 2.3.1 检测方法设计以及依据................................................................................ - 9 - 2.3.2 仪表种类选用以及设计依据........................................................................ - 9 - 2.3.3 测量注意事项.............................................................................................. - 10 - 2.3.4 误差分析...................................................................................................... - 11 -第2章水位的测量.................................................................................................................. - 12 - 3.1 补水箱水位测量...................................................................................................... - 12 - 3.1.1 检测方法设计以及依据.............................................................................. - 12 - 3.1.2 仪表种类选用以及设计依据...................................................................... - 12 - 3.1.3 测量注意事项.............................................................................................. - 13 - 3.1.4 误差分析...................................................................................................... - 14 -第4章流量的测量.................................................................................................................. - 15 - 4.1 试验管内流体的流量测量...................................................................................... - 15 - 4.1.1 检测方法设计以及依据.............................................................................. - 15 - 4.1.2 仪表种类选用以及设计依据...................................................................... - 15 - 4.1.3 测量注意事项.............................................................................................. - 17 - 4.1.4 误差分析...................................................................................................... - 18 -第5章差压的测量................................................................................................................ - 19 - 5.1 实验管出入口差压.................................................................................................. - 19 - 5.1.1 检测方法设计以及依据.............................................................................. - 19 - 5.1.2 仪表种类选用以及设计依据...................................................................... - 19 - 5.1.3 测量注意事项.............................................................................................. - 21 - 5.1.4 误差分析...................................................................................................... - 21 -设计心得体会............................................................................................................................ - 22 -参考文献.............................................................................................................................. - 23 -
《过程参数检测及仪表》课程设计 任务书 目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践 环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解, 掌握仪表的基本设计方 法和设计步骤。 主要内容 通过本门课程设计，使学生了解流量测量的基本原理，流量仪表的基本结构，掌握节流 式流量计的设计方法和一般设计步骤。 四、设计（实验）成果要求 提交设计图纸及设计说明书 五、考核方式 答辩 学生姓名：蔡攀指导教师：田沛 2015 年6月19日
、课程设计目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践 环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。 二、课程设计正文 1.第一类命题 （第一题）已知条件：流体为水，工作压力P = 0.58MPa，工作温度t =30 C；管道 D2O =100mm，材料为20号钢旧无缝钢管；节流件为角接取压标准孔板，材料为 1Cr18Ni9Ti ；d?。=50.38mm ；差压i p =5"04Pa，求给定差压值下的水流量q m ? 解: 1.1设计任务书 序号项目符号单位数值 被测介质名称水1 2 流量状态参数：工作压力P MPa 0.58（绝对压力） 3 工作温度t C 30 4 管道直径（20 C下实测值）D20 mm 100 5 管道材料20号钢旧无缝钢管 6 节流件的形式角接取压标准孔板 7 节流件的材料1Cr18Ni9Ti mm 50.38 8 节流件孔径（20 C下实测值）d 20 9 差压值3Pa 50000 1.2辅助计算 （1）查表可得水的密度耳=995.511kg/m3，水的动力粘度=828.005咒10-6Pa-s , 管道线膨胀系数兀=11.16咒10°/C，节流件线膨胀系数S =16.60咒10°化。 由已知的管道直径D20和节流件开孔直径d20计算工作状态下的管道内径D t及节流件开孔 直径d t，即: D t=D20[1 +k D(t -20)] =1OO[1+11.16咒10"x10]=100.01116mm ) d t=d20[1r d(t - 20)] =50.38[1+16.60X10" "0]= 50.38836 mm ) (2)计算直径比 竺鰹6 =0.50383 D t100.01116
第二章过程参数的检测与仪表 教学要求：掌握检测仪表的基本性能指标（精度等级、变差、灵敏度等） 掌握压力的检测方法（液柱测压法、弹性变形法、电测压法） 学会正确选用压力计 掌握应用静压原理测量液位和差压变送器测量液位时的零点迁移 差压式流量计测量原理，常用节流元件，转子流量计结构、测量原理 掌握容积式流量计（腰轮流量计）结构、工作原理、使用场合 掌握应用热电效应测温原理 掌握补偿导线的选用 掌握冷端温度补偿的四种方法；了解热电偶结构，分类 重点：弹性变形法、电测压法 压力计选用 应用差压变送器测量液位的零点迁移问题 补偿导线的选用和冷端温度补偿 难点：确定精度等级，压电式测量原理 应用差压变送器测量液位的零点迁移问题 第三导体定理 电桥补偿法 §2.1 概述 一、检测过程及误差 1．检测过程 检测过程的实质在于被测参数都要经过能量形式的一次或多次转换，最后得到便于测量的信号形式，然后与相应的测量单位进行比较，由指针位移或数字形式显示出来。 检测误差 误差-------测量值和真实值之间的差值 误差产生的原因：选用的仪表精确度有限，实验手段不够完善、环境中存在各种干扰 因素，以及检测技术水平的限制等原因， 根据误差的性质及产生的原因，误差分为三类。 （1）系统误差 ------------在同一测量条件下，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按一定规律变化 特点：有一定规律的，一般可通过实验或分析的方法找出其规律和影响因素，引入相应的校正补偿措施，便可以消除或大大减小。 误差产生的原因：系统误差主要是由于检测仪表本身的不完善、检测中使用仪表 的方法不正确以及测量者固有的不良习惯等引起的。 （2）疏忽误差 ------------明显地歪曲测量结果的误差，又称粗差， 特点：无任何规律可循。 误差产生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如读错、算错数据等）、
《过程检测技术及仪表》课程设计 学院： 班级： 姓名： 学号：
课程设计说明书 1、设计背景及任务 1.1背景知识 换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。 按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种； 非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射性技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。 1.2实验装置简介 图1-1 实验装置流程图 1-恒温槽体；2-试验管段；3-试验管入口压力；4-管段出口温度测点；5-管壁温度测点；6-管段出口温度测点；7-试验管出口压力；8-流量测量；9-集水箱；10-循环水泵；11-补水箱；12-电加热管 上图是东北电力大学节能与测控研究中心杨善让教授为首的课题组基于测量新技术—软测量技术开发的多功能实验装置。本实验装置的模拟换热器是由恒温水浴作为热源加热实验管段（约2m ），水浴温度由温控器、电加热管以及保温箱体构成。水浴中平行放置两实验管，独自拥有补水箱和集水箱，构成两套独立的实验系统。可以做平行样实验和对比实验。为获取水处理药剂的效果、强化换1 2 5 8 3 4 6 7 9 10 11 12 220V 冷却水入口 出口
热管的污垢特性、污垢状态下强化管的换热效果等等，管内流体一般为人工配制的易结垢的高硬度水或是含有固体微粒等致垢物质。 1.3题目简介 本课设题目以上述动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需检测参数的检测。设计检测方案，包括检测方法、仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 1.4需要检测和控制的参数主要有： 1、温度：包括实验管流体进口（20℃-40℃）、出口温度（20℃-80℃） 2、实验管壁温（20℃—80℃）以及水浴温度（20℃—80℃） 3、水位：补水箱上位安装，距地面2m，其水位要求测量并控制，以适应不同流速的需要，水位变动范围200mm—500mm 4、流量：实验管内流体流量需要测量，管径Φ25mm，流量范围0.5—4m3/h 5、差压：由于结垢导致管内流动阻力增大，需要测量流动压降，范围为0—50mm水柱 1.5目的 针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。 通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 2、入口、出口及水浴温度均选用铂电阻进行检测 2.1选择依据 由于入口、出口及水浴温度均在20℃-80℃范围内，属于中低温，所以选用铂电阻进行检测。热电阻是电阻性的元件，由金属制成如铂，镍，铜等，所选金属必须具有可以预测的电阻值随温度变化的特性，其物理性能要易于加工制造，电阻温度系数必须足够大，使其电阻随温度的改变易于准确测量。其他的温度检测器件，如热电偶，并不能让设计人员有一种相当线性的电阻随温度变化特性，
课设目的 (2) 1、背景知识 (2) 2、仪表选用与参数检测及分析 (4) 2.1 恒温水浴 (4) 2.1.1 恒温水浴特点： (4) 2.1.2 恒温水浴技术参数： (4) 2.1.3 恒温水浴使用方法： (4) 2.1.4 恒温水浴使用维护： (4) 2.2 基地式水位调节器水位测量校验装置设计 (5) 2.2.1 基地式水位调节器水位测量检验法 (5) 2.3 铠装热电阻 (7) 2.3.1 铠装热电阻概述 (7) 2.3.2 铠装热电阻特点 (7) 2.3.3 铠装热电阻工作原理 (7) 2.3.4 铠装热电阻主要技术参数 (8) 2.3.5 铠装热电阻测量范围 (8) 2.3.6 铠装热电阻偶丝直径材料 (8) 2.3.7 测量范围及允差 (9) 2.3.8 热响应时间 (9) 2.4弹簧管压力表 (9) 2.4.1 压力表的结构与原理 (9) 2.4.2 压力表精度 (10) 2.4.3 选用的压力表 (11) 2.5 ZK-LG孔板流量计 (11) 2.5.1 ZK-LG孔板流量计概述 (11) 2.5.2孔板流量计使用范围 (12) 2.5.3 ZK-LG孔板流量计工作原理 (12) 2.5.2 孔板流量计适用范围 (13) 结论 (13) 参考文献 (13)
《过程检测技术及仪表》课程设计 课设目的 通过在模拟的实战环境中系统锻炼，提高学习能力、思维能力、动手能力工程创新能力和承受挫折能力。 1、背景知识 换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界十分关注而又至今未能解决的难题之一。 按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种； 非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射性技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里简单介绍污垢监测的热学法中的污垢热阻法。 表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量m f ，污垢层平均厚度δf 和污垢热阻R f 。这三者之间的关系由下式表示： f f f f f f m R δλλρ1== (1) 通常测量污垢热阻的原理如下： 设传热过程是在热流密度q 为常数情况下进行的，图1a 为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为：