仪表基础知识30915

仪表基础知识一、仪表分类1.按仪表使用的能源分类※气动仪表（常用）※电动仪表（常用）※液动仪表（少见）2.按作用分类※检测仪表：压力-----液柱式、弹性式温度-----热电偶、热电阻、光学流量-----节流式、转子式、容积式、速度物位-----浮力、静压、声波、辐射成分-----PH、色谱、红外、紫外※显示仪表：模拟仪表数字仪表※调节（控制）仪表：可编程调节PID调节※执行器：执行机构控制阀二、仪表主要性能指标1.精确度仪表精确度简称精度，又称准确度。

仪表的测量误差可以用绝对误差△来表示；但是，仪表的绝对误差在测量范围内的各点不同，因此，常说的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值△max 。

仪表精度通常用相对百分误差表示： δ=测量范围下限值测量范围上限值-×100%如：一台测温表的测量范围为0℃~500℃，校验该表时得到的最大绝对误为+4℃，则该表的相对百分误差为：δ=5004-×100%=0.8% 仪表的δ越大，表示它的精度越低，反之，仪表的δ越小，表示仪表的精度越高，将相对百分误差去掉%号，便可以用来确定仪表的精度等级，目前我国常用的精度等级有0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、 1.5、2.5、4.0等。

仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志，在仪表面板上， 2. 分辨率：对于数字式仪表，分辨率是指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数的变化量、分辨率与仪表的有效数字位数有关。

如：一台仪表显示的是整数，则它的分辨率就是1，如果可显示一位小数，则分辨率是0.1，以此类推。

3. 稳定性在规定工作条件内，仪表某些性能随时间保持不变的能力称为稳定性（度）。

由于使用仪表的环境相对比较恶劣，被测量的介质温度，压力变化也相对比较大，在这种情况下，仪表的稳定性会下降。

目前，一般用仪表零点飘移来衡量仪表的稳定性。

仪表投入运行一中之中零位没有飘移，说明这台仪表的稳定性好，相反，仪表投入运行不到3个月，仪表零位就变了，说明仪表的稳定性不好。

1、测量误差（1）基本误差：基本误差又称引用误差或相对误差，是一种简化的相对误差。

仪表的基本误差定义为：基本误差=（最大绝对误差/仪表量程）*100==（检测仪表的指示值-被测量真值）MAX /（测量上限-测量下限）*100%（2）精确度（简称精度）为了便于量值传递，国家统一规定了仪表的精确度（精度）等级系列。

将仪表的基本误差去掉“±”号及“%”号，便可以套入国家统一的仪表精确度等级系列。

目前，我国生产的仪表常用的精确度等级有0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0等。

如果某台测温仪表的基本误差为±1.0%，则认为该仪表的精确度等级符合1.0级。

如果某台测温仪表的基本误差为±1.3%,则认为该仪表的精确度等级符合1.5级。

（3）级数越小，精度（准确度）就越高。

科学实验用的仪表精度等级在0.05级以上；工业检测用仪表多在0.1～4.0级，其中校验用的标准表多为0.1或0.2级，现场用多为0.5～4.0级。

工业检测用仪表多在0.1～4.0级。

我在不同的地方看到如下3种不同的说法：1）我国工业仪表等级分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级，并标志在仪表刻度标尺或铭牌上。

2）我国电工仪表共分0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七个等级。

3）按国家统一划分的仪表精度等级有：0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等.2、仪表主要品质指标精度和精度等级精度是指测量结果和实际值的一致程度，是仪表基本误差的最大允许值，习惯上也简单地说为基本误差或允许误差。

精度高意味着系统误差和随机误差都很小。

精度等级是仪表按精度高低分成的等级，它决定仪表在标准条件下的误差限。

仪表的精度等级是根据引用误差来划分的，如某台仪表的最大基本允许引用误差为±1.5%，则该仪表的精度等级为1.5级。

仪表基础知识1、测量误差概念1.1、误差的分类按误差数值表示的方法分为：绝对误差、相对误差、引用误差；按误差出现的规律分为：系统误差（规律误差）、随机误差（偶然误差）、疏忽误差（粗大误差）1.2、真值与约定真值（近似真值）、相对真值（标准表示值）1.3、仪表的精度等级是指基本误差（仪表在规定参比工作条件下，即标准工作条件下的最大误差）的最大允许值，精度=（最大误差/测量范围）*100%2、化工过程仪表的分类2.1、按读取测量值的位置可分为：就地测量仪表（如就地压力表、温度计、液位计、流量计等）和远传信号测量仪表（各类变送器、位置开关等）2.2、按测量参数性质可分为：分析、流量、物位（液位）、压力、温度、电量、机械量等3、分析仪表3.1、按分析目的分为：安全检测报警分析仪（可燃、有毒气体检测）、成分分析仪表3.2、成分分析仪的分类：离线分析仪（分析室仪器）、在线分析仪（COD分析仪、PH计、F离子分析仪等）4、流量测量4.1、流量的概念：是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量。

分为体积流量和质量流量，质量流量M=体积流量Q *流体密度ρ。

质量流量的常用单位有：kg/h、t/h等，体积流量的常用单位有：l/h、m3/h等。

4.2、流体流动状态的分类：A、层流（雷诺数Re〈2300）B、过渡流（2300〈Re〈4000）C、紊（湍）流（雷诺数Re〉4000）。

雷诺数是指流体惯性力与粘性力的比值。

4.3、与流体有关的物理参数：温度、压力、密度、粘度、速度、流量等。

4.4、流体的密度与温度、压力的关系：气体的密度随温度的升高而减小、随压力的增大而增大，液体的密度主要随温度升高而减小、而与压力关系不大。

4.5、流量测量仪表种类有：涡街流量计、金属管转子流量计、孔板节流装置流量计、锥形管流量计、威力巴流量计、楔式流量计、质量流量计、电磁流量计等。

4.6、流量计的分类流量测量方法和仪表的种类繁多,分类方法也很多。

仪表基础知识目前最常见的仪表，按功能分为：测量仪表，显示仪表，控制、执行仪表；按安装方式分为：盘装仪表，架装仪表；目前我厂经过技术改造，控制仪表、显示仪表已由DCS承担，而测量仪表，执行仪表仍发挥着不可替代的作用。

本“仪表基础知识”主要就“测量仪表”同大家共同探讨。

说道测量，我们首先要清楚仪表的误差及仪表的质量标准等几个概念：1、测量误差：由于测量者不同，被测对象不同，环境及检测元件的差异导致测量示值与真实值之间存在差异，这个差异就是测量误差。

测量误差又称绝对误差，它反映了示值偏离真实值的大小。

Δ=M-T 绝对误差不能作为不同量程的同类仪表或不同类型仪表之间测量精度的比较尺度，为此又引入“相对误差”。

2、相对误差：是绝对误差Δ与真实值T之比值，用百分数表示。

相对误差并不是一个常数，它是随测量的大小而变化的，在量程的下限区。

相对误差较大，而在仪表的3/4区附近，相对误差就比较小（相对误差=Δ/T*100%）。

相对误差的这种变化不利于仪表之间的比较，为此又导出了引用误差的概念。

3、引用误差：是绝对误差与仪表量程上下限差的比值，用百分数表示。

引用误差=绝对误差Δ/（量程上限值—量程下限值）*100%4、精度：是绝对误差与仪表量程的比值，用百分数表示。

也就是引用误差除掉正负号和百分号的值表示。

5、精度等级：用引用误差的最大值来划分仪表的精度等级；我国常用以下几种：0.02、0.03级：标准仪表用； 0.5、1级：准确测量用；1.5、2、2.5级：一般工业用； 4级：测不重要处。

6、灵敏度：反映仪表对被测参数变化的灵敏程度。

7、变差：是指在同一外界条件下，同一台仪表当指针从不同的方向（正反行程）到达某一示值时，会得到不同的参数。

仪表指针的正行程示值与反行程示值之差称为变差，它是仪表“恒定性”的一个指标。

产生变差的主要原因是仪表传动机构的间隙，运动附件的摩擦，弹性元件的弹性滞后等因素造成的。

8、仪表零位：仪表零位分机械零位和电气零位，机械零位是在仪表处于自由状态时指针与零点示值重合；电气零位就是仪表通过一定的电流，使其指针与机械零位重合。

仪表基础知识仪表基础知识培训流程自动化含义：作用于生产过程，收集相关生产过程信息进行显示。

输出控制信号至执行机构达到干预生产过程的目的。

一：仪表的分类：仪表的功能与分类控制仪表温度热电偶、热电阻、膨胀、光学辐射压力液柱、弹性、活塞流量电磁、漩涡、转子、容积、节流孔板物位直读、静压、浮子、超声波分析电导率、浓度仪、化验仪表显示仪表模拟、数字指示、记录调节仪自力式组装式表可编程执行器执行机构电动、气动、自力式气动、液动阀电动球阀、蝶阀、三通、闸阀气动二：仪表的主要性能：1：精确度：仪表的准确程度。

2：变差：在外界条件不变的情况下，被测参数有小变大（正向特性）或由大变小（反向特性）的不一致程度。

3：灵敏度：仪表的反应速度。

4：稳定性：在规定工况下仪表长期保持的性能及程度。

5：可靠性：以上参数的综合。

三：化工计量单位：1：时间：秒（S）分（min）小时（h）2：长度：米（m）毫米（mm）3：面积：平方米（㎡）4:体积（容积）：立方米（m3）升（L）5：质量：吨（t）公斤（Kg）6：温度：度（℃）7：压力：帕（pa）千帕（Kpa）兆帕（Mpa）1Kg/cm2=9806.65pa1mmhg(1毫米汞柱)＝133.322pa1mmH2O=9.80665pa四：常用仪表标识字母：第一位后继字母字母被测或引发变量修饰词读出功能输出功能修饰词A分析报警B烧嘴、火焰C电导率控制D密度差E电压（电动势）检测元件F流量比（分数）G视镜观察H手动高I电流指示L物位灯低P压力连接测试点T温度传送W重力、力套管五：常用量名称：1：AI模拟量输入（4-20mA、0-5V、0-10V）2：AO模拟量输出（4-20mA、0-5V、0-10V）3：DI开关量输入(干点)4：DO开关量输出5：RTD热电阻输入（欧母）6：TC热电偶输入（mV）温度检测与仪表一：温度：表明物体的冷热程度。

1：华氏：在标准大气压下，冰的熔点32℉，水的沸点212℉。

仪表基础知识篇仪表基础知识篇性能指标*1、什么是仪表的反应时间？当用仪表对被测参数进行测量时，仪表指示值总要经过一段时间才能显示出来，这段时间称为仪表的反应时间。

*2、按误差值的表示方法，误差可分为什么？可分为绝对误差、相对误差、引用误差。

*3、选定的单位相同时，测量值小数点后位数越多，测量越精确吗？是。

*4、什么叫回差？回差也叫变差，是在正、反行程上，同一输入的两相应输出值之间的最大差值。

（若无其他规定，则指全范围行程）*5、什么叫仪表的死区？死区是输入量的变化不至于引起输出量有任何可察觉的变化的有限区间，死区用输入量程的百分数表示。

标准仪器1、如何使用兆欧表进行线路绝缘检查？答：1）首先检验兆欧表：兆欧表有两个引线接线柱“L”和“E”。

“L”表示线路，“E”表示接地。

先将“L”和“E”短路，轻轻摇转兆欧表的手柄，此时表针应指到零位。

注意不得用力过猛，以免损坏表头。

然后将“L”与“E”接线柱开路，摇动手柄至额定转速，即达到每分钟120转，这时，表针应指到∞的位置。

2）线间检查：测试前应将被测线路或设备的电源切断，并进行放电。

将被测线路或电气设备用两条引线分别接至兆欧表的“L”和“E”接线柱。

对地检查：将被测线路及地端用两条引线分别接至兆欧表的“L”和“E”接线柱。

3）测试时以均匀、额定的转速转动兆欧表的手柄，则兆欧表的指针会指示一定的刻度，待一分钟时，读取表针所指的电阻值＞0.5MΩ压力压差测量基本知识1、法兰变送器安装时，为什么一定要选择周围环境温度比较恒定的地方？（答：法兰变送器和普通变送器不同，它的毛细管、法兰膜盒是一个密闭系统，相当于一个大温包。

当周围环境发生变化时，系统内的填充液会发生膨胀收缩，从而引起系统的压力变化，它作用到变送器的敏感元件，使仪表产生附加误差。

而在一般变送器中，引压导管不是密闭系统，它由温度变化而引起压力变化，可以由介质扩散到工艺流程，因而不影响仪表输出。

法兰变送器安装时，一定不要使变送器和法兰膜盒系统暴露在阳光底下，以免太阳直晒，使环境温度发生剧烈变化。

仪表基础知识在工业生产中，为了正确地引导生产操作，保证安全生产，保证产品质量和实现生产过程自动化，一项不可少的工作是准确而及时地检测出生产过程中各个有关参数并进行控制。

在化工（催化剂）、炼油生产中，要测量的参数主要有压力、物位、流量和温度四大参数。

一、仪表主要性能指标•准确度：仪表测量值接近真值的准确程度。

•变差：仪表被测变量多次从不同方向达到同一数值时，仪表指示值的最大变值。

•灵敏度：是指仪表对被测变量变化的灵敏程度，或者说是反应能力。

•复现性：不同测量条件下对同一被检测的量进行检测时，其测量结果一致的程度。

•稳定性：在规定工作条件下，仪表某些性能随时间保持不变的能力。

•可靠性：是化工企业生产和仪表维护工所追求的一个重要性能指标。

仪表可靠性高说明仪表维量小，故障率低。

二、仪表分类按仪表作用分1、测量仪表2、显示仪表3、调节仪表4、执行器三、测量仪表分类根据测量的参数不同分：1.压力测量仪表2.物位测量仪表3.流量测量仪表4.温度测量仪表四、显示仪表分类根据记录和指示、模拟与数字等功能，又可分为记录仪表和指示仪表、模拟仪表和数显仪表。

其中记录仪表又可分为单点记录和多点记录（指示亦可以有单点和多点），其中又有有纸记录仪和无纸记录仪，若是有纸记录仪又分笔录和打印记录。

五、调节仪表分类调节仪表可以分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表。

由于微处理机引入，又有可编程调节器与固定程序调节器之分。

六、执行器分类执行器由执行机构和调节阀两部分组成。

七、压力测量1.压力的概念▪压力的定义：垂直而均匀作用在单位面积上的力。

公式表达为P=F/A。

▪压力的法定单位：Pa，kPa，MPa。

▪压力的其它单位：kgf/cm2，bar。

▪压力单位的换算关系：1MPa=103Kpa=106Pa，1bar= 105Pa ≈1kgf/cm2▪在压力测量中常有：表压、绝对压力、负压或真空度之分。

图一 表压、绝对压力负压（真空度）的关系从上图可以得：P 绝=P 表+P0P 真=P0-P 绝举例：1、压力表测得蒸汽压力为1.0MPa ，则蒸汽绝对压力为1.1MPa ，在设计中参与计算使用绝对压力，工艺操作中使用表压。

仪表基础知识测量仪表第一章基本知识1.测量、测量结果应包括那些测量：人们借助于专门设备通过实验的方法，把被测量与所采用的测量单位相比较得到其比值的过程。

测量结果：包含有一定数值和相应的单位名称。

2.测量误差、真值、实际值测量误差：由于仪表本身的不准确性，使用者素质的高低，测量方法的优劣，环境条件的好坏等因素的影响和制约，使测量值与被测量的真实值之间总是存在着差异，这个差异就是测量误差。

真值：被测量本身所具有的真实大小。

实际值：标准表的测量值。

5.仪表误差有几种表示方法、含义各是什么、根据其性质，可分为哪三类误差，其内容是什么。

表示方法及含义：绝对误差：仪表测量示值与被测量的实际值之差δx=Ax –Ao；相对误差：仪表的绝对误差与被测量的实际值之比的百分数r x=δx/Ao×%；引用误差：仪表的绝对误差与仪表量程之比的百分数r=δx/Am ×%；误差分类及内容：系统误差：仪表本身有缺陷，使用不正确，客观环境条件改变等原因产生的误差。

有规律、数值固定或有一定规律的变化。

疏忽误差：由工作中的疏忽大意造成。

其误差数值难以估计，远超过实际值；偶然误差：由测量中偶然因数引起的。

它决定着测量的精度，误差越小精度越高。

11.测量仪表质量指标有那些，如何利用这些指标判断仪表是否合格精度：仪表最大绝对误差δmax与量程Am之比的百分数为仪表的基本误差，r m=δmax/Am×%而基本误差的允许值称为允许误差，允许误差去掉百分号的绝对值称为仪表的精度。

凡基本误差超出允许误差的仪表为不合格。

示值变差：指对某一刻度点分别由上升和下降两个方向输入对应该点的同一输入量时，上升和下降示值之差的绝对值与仪表量程之比的百分数。

2=A上-A下/Am×%。

凡示值变差超出允许误差的仪表为不合格。

灵敏度：仪表输出变化量△L与引起该变化量的输入变化量△X之比称为仪表的灵敏度S。

S=△L/△X灵敏度表示仪表对被测量变化的反应能力，要求灵敏度与仪表允许误差相适应13.为减少和防止测量系统附加误差，操作使用仪表人员应注意什么正确操作和使用不得盲动，加强责任心杜绝读数和抄表失误。