自动化仪表知识汇编.
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D 电D 单Z 组,即电动单元组合。
量信号。
4在移向问题,可不受传输过程中电感电容和负载性质的影响。
元组合不少是采用力平衡原理构成的,使用电流信号可以直接与磁场作用产生正比于信号的机械力,此外,对于要求电压输入的仪表和元件,只要在回路中串接电阻就可以得到电压信号,比较灵便。
在DDS 仪表中,以20mA 表示信号的满度值,而以此满度值的20%即4mA 表示零信号,此称为活零点安排。
有利于识别仪表的断电断线等故障,且为现场变送两线制实现了可能性。
所谓两线制就是把供电的电源线和传输线合并起来,一共只用两根导线。
1 有利于识别仪表的断电断线等故障2 不仅节省电缆布线方便,而且大大有利与安全防爆易抗干扰。
3 上限值较大,有利于抑制干扰4 上下限的比值为5:1 与气动仪调理电路,两个vi 转换器。
测量范围中的最大绝对误差与该仪表的测量范围之比,称为百分误差,去百分号,就是仪表的精确度。
使用统一仪表堆被控量进行反复测量, (正行程和反行程)所产生的最大差值与测量范围之比。
当两种不同的导体或者半导体接成闭合回路时,若两个接触点的温度不同,回路中就会浮现热电动势,并产生电流。
考虑到冷端恒温器或者电动势补偿装置距离测量点比较远的时候,使用热电偶时,如果全用热偶丝代价太高,为了节约,选用补偿导线。
不需要冷端补偿,测量精度也比较高,测温范围-200 到500,广泛应用。
在使用平衡电桥对热电阻进行测量时,由电阻引出三根导线,一根的电阻与电源E 相连接,不影响电桥的平衡,此外两根接到电桥的两臂内,他们随环境温度的变化可以相互抵消。
被测温度---热电偶---------输入电桥------------放大电路--------输出电流反馈回路主要起冷端温度补偿和零点调整。
为了使输出大小能直接与被测温度成线性关系。
补偿导线法,热电势修正法,冰浴法,补偿电桥,软件处理。
3 型仪表的范围是4 到20mA 即4mA 代表信号的零值,此时温度变送器就需要调整零点。
自动化仪表基础知识(高端培训)一、教学内容本节课主要讲授自动化仪表的基础知识,包括自动化仪表的定义、分类、基本原理及其在工业生产中的应用。
具体内容包括:1. 自动化仪表的定义及作用2. 自动化仪表的分类:压力仪表、流量仪表、温度仪表、物位仪表等3. 自动化仪表的基本原理:传感器、变送器、显示器、执行器等4. 自动化仪表在工业生产中的应用:石油、化工、电力、冶金等二、教学目标1. 了解自动化仪表的定义、分类及其在工业生产中的应用。
2. 掌握自动化仪表的基本原理,包括传感器、变送器、显示器、执行器等。
3. 能够分析并解决实际工程中的自动化仪表问题。
三、教学难点与重点重点:自动化仪表的分类、基本原理及其在工业生产中的应用。
难点:自动化仪表的基本原理,包括传感器、变送器、显示器、执行器等的工作原理及其相互之间的关系。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT、自动化仪表模型、实物仪表等。
2. 学具:笔记本、笔、教材等。
五、教学过程1. 实践情景引入:介绍工业生产中自动化仪表的应用实例,如炼油厂、化工厂等,让学生了解自动化仪表在实际生产中的重要性。
2. 理论知识讲解:详细讲解自动化仪表的定义、分类、基本原理,包括传感器、变送器、显示器、执行器等的工作原理及其相互之间的关系。
3. 例题讲解:分析实际工程中的自动化仪表问题,如压力仪表的选用、流量仪表的校准等,引导学生运用所学知识解决实际问题。
4. 随堂练习:布置一些与本节课内容相关的练习题,让学生现场解答,检验学习效果。
5. 互动环节:鼓励学生提问,解答学生疑问,加强师生之间的互动。
六、板书设计1. 自动化仪表的定义、分类及其在工业生产中的应用。
2. 自动化仪表的基本原理,包括传感器、变送器、显示器、执行器等。
七、作业设计1. 请简述自动化仪表的定义及其作用。
2. 列举至少三种自动化仪表的分类,并简要说明其原理。
3. 分析实际工程中自动化仪表的应用,以压力仪表和流量仪表为例,说明其在工程中的具体应用。
自动化仪表培训(全)(多场景)自动化仪表培训(全)一、引言随着我国经济的快速发展和科技的不断进步,自动化仪表在各行各业中的应用越来越广泛。
自动化仪表是一种利用传感器、执行器、计算机等技术实现自动检测、控制、调节和监控的设备。
为了提高自动化仪表的使用效果和维护水平,对相关人员进行专业培训显得尤为重要。
本文将详细介绍自动化仪表培训的内容、目的、方法和效果评估。
二、培训内容1.自动化仪表基础知识(1)自动化仪表的定义、分类及特点(2)自动化仪表的组成及工作原理(3)常用自动化仪表的选型与应用2.自动化仪表安装与调试(1)自动化仪表的安装方法及注意事项(2)自动化仪表的调试步骤及方法(3)自动化仪表的校准与标定3.自动化仪表维护与故障处理(1)自动化仪表的日常维护与保养(2)自动化仪表的故障诊断与处理方法(3)自动化仪表的维修技巧与注意事项4.自动化仪表管理与技术发展(1)自动化仪表的管理制度与规范(2)自动化仪表的技术发展趋势与创新(3)自动化仪表在行业中的应用案例与经验分享三、培训目的1.提高参训人员对自动化仪表的认识和了解,掌握自动化仪表的基本知识和应用技能。
2.培养参训人员具备自动化仪表安装、调试、维护和故障处理的能力,提高工作效率。
3.传播自动化仪表管理与技术发展方面的知识,促进参训人员综合素质的提升。
4.加强企业内部技术交流,提升企业整体自动化水平。
四、培训方法1.理论讲授:邀请具有丰富实践经验和理论水平的专家进行授课,确保培训内容的科学性和实用性。
2.实践操作:组织参训人员进行现场操作,使理论与实践相结合,提高动手能力。
3.案例分析:通过分析典型自动化仪表应用案例,使参训人员更好地理解自动化仪表在实际工作中的运用。
4.互动交流:鼓励参训人员提问、分享经验,促进知识共享和技能提升。
五、效果评估1.考试考核:培训结束后,对参训人员进行书面考试,检验培训效果。
2.实践操作考核:组织参训人员进行实际操作考核,评估动手能力。
第十二章自动化仪表基础知识第一节测量误差知识一、测量误差的基本概念冶金生产过程大多具有规模大、流程长、连续化、自动化的特点,为了有效地进行工艺操作和生产控制,需要用各种类型的仪表去测量生产过程中各种变量的具体量值.虽然进行测量时所用的仪表和测量方法不同,但测量过程的机理是相同的,即都是将被测变量与其同种类单位的量值进行比较的过程。
各种测量仪表就是实现这种比较的技术工具。
对于在生产装置上使用的各种测量仪表,总是希望它们测量的结果准确无误.但是在实际测量过程中,往往由于测量仪表本身性能、安装使用环境、测量方法及操作人员疏忽等主客观因素的影响,使得测量结果与被测量的真实值之间存在一些偏差,这个偏差就称为测量误差。
二、测量仪表的误差.误差的分类方法多种多样,如按误差出现的规律来分,可分为系统误差、偶然误差和疏失误差;按仪表使用的条件来分,有基本误差、辅加误差;按被测变量随时间变化的关系来分,有静态误差、动态误差;按与被测变量的关系来分,有定值误差、累计误差。
测量仪表常凋的绝对误差、相对误差和引用误差是按照误差的数值表示来分类的.1、绝对误差绝对误差是指仪表的测量值与被测变量真实值之差。
用公式表示为:△C=Cm—Cr 式(1—1)试中Cm代表测量值,Cr代表真实值(简称真值),△C代表绝对误差。
事实上,被测变量的真实值并不能确切知道,往往用精确度比较高的标准仪器来测量同一被测变量,其测量结果当作被测变量的真实值。
绝对误差有单位和符号,但不能完整地反映仪表的准确度,只能反应某点的准确程度。
我们将各点绝对误差中最大的称为仪表的绝对误差。
绝对误差符号相反的值称为修正值。
2、相对误差相对误差是指测量的绝对误差与被测变量之比。
用公式表示为式(1—2)式中AC为测量的绝对误差,Cr为被测变量的真实值.由上式可见,相对误差C0是一个比值,它能够客观地反映测量结果的准确度,通常以百分数表示。
如某化学反应釜中物料实际温度为300℃,仪表的示值为298.5℃.求得测量的绝对误差测量的相对误差3、引用误差(相对折合误差或相对百分误差)测量仪表的准确性不仅与绝对误差和相对误差有关,而且还与仪表的测量范围有关。
1. 测量仪表的概念在工业生产过程中,为了有效地进行生产操作和自动控制,需要对工艺生产中的一些主要参数进行自动测量。
用来测量这些参数的仪表称为测量仪表。
2. 参数检测的基本过程被测3. 传感器与变送器传感器又称为检测元件或敏感元件,它直接响应被测变量,经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于靠着的输出信号,如mV、V、mA、Q、Hz、位移、力由于传感器的输出信号种类很多,而且信号往往很微弱,一般都需要经过变送环节的进一步处理,把传感器的输出转换成如0~10mA、4~20mA等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号,这种检测仪表称为变送器。
4. 测量误差由于真值在理论上是无法真正被获取的,因此,测量误差就是指检测仪表(精度较低)和标准表(精度较高)在同一时刻对同一被测变量进行测量所得到的2个读数之差。
即:△ =X i —x o 也即绝对误差。
5. 测量仪表的精确度在自动化仪表中,通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度,定义仪表的精度等级。
由于仪表的绝对误差在测量范围内的上是不相同的,因此在工业上通常将绝对误差中的最大值,即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示,称为最大相对百分误差:3=最大绝对误差/量程= △ max /(X max -X min)*100%仪表的精度等级(精确度等级)是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。
把仪表允许的最大相对百分误差去掉“士”号和“”号便可以用来确定仪表的精度等级。
目前,按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有:0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0 等。
所谓的0.5 级仪表,表示该仪表允许的最大相对百分误差为± 0.5% ,以此类推。
精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上。
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。
精度等级数值越小,表示仪表的精确度越高。
1.测量仪表的概念在工业生产过程中,为了有效地进行生产操作和自动控制,需要对工艺生产中的一些主要参数进行自动测量。
用来测量这些参数的仪表称为测量仪表。
2.参数检测的基本过程被测3.传感器与变送器传感器又称为检测元件或敏感元件,它直接响应被测变量,经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于靠着的输出信号,如mV、V、mA、Q、Hz、位移、力由于传感器的输出信号种类很多,而且信号往往很微弱,一般都需要经过变送环节的进一步处理,把传感器的输出转换成如0~10mA、4~20mA等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号,这种检测仪表称为变送器。
4.测量误差由于真值在理论上是无法真正被获取的,因此,测量误差就是指检测仪表(精度较低)和标准表(精度较高)在同一时刻对同一被测变量进行测量所得到的2个读数之差。
即:△ =X i —x o 也即绝对误差。
5.测量仪表的精确度在自动化仪表中,通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度,定义仪表的精度等级。
由于仪表的绝对误差在测量范围内的上是不相同的,因此在工业上通常将绝对误差中的最大值,即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示,称为最大相对百分误差:3=最大绝对误差/量程= △ max /(X max -X min)*100%仪表的精度等级(精确度等级)是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差。
把仪表允许的最大相对百分误差去掉“±”号和%“”号,便可以用来确定仪表的精度等级。
目前,按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有:0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5,4.0 等。
所谓的0.5 级仪表,表示该仪表允许的最大相对百分误差为± 0.5% ,以此类推。
精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上。
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。
精度等级数值越小,表示仪表的精确度越高。
精度等级数值小于等于0.05 的仪表通常用来作为标准表,而工业用表的精度等级数值一般大于等于0.5 。
6. 误差分类按照测量误差的基本性质不同,可以将误差分为系统误差、随机误差和粗大误差。
系统误差:相同条件下多次重复测量同一被测量时,如果每次测量值的误差恒定不变(绝对值和符号均保持不变)或按某种确定的规律变化,这种误差称为系统误差。
随机误差:是指在相同条件下多次测量同一被测量是产生的绝对值和符号不可预知的随机变化着的误差。
有称偶然误差。
粗大误差:是指由于操作人员的操作错误、粗心大意及仪表的误动作等原因而造成的误差。
也称为疏失误差。
7.灵敏度灵敏度是表征检测仪表对被测量变化的灵敏程度,它是指仪表输出变化量和输入变化是之比,即:灵敏度二△ / △8.测量系统中信号的传递形式从传递信号的连续性的观点来分,在检测系统中传递信号的形式可以分为模拟信号、数字信号和开关信号:1)模拟信号:在时间上是连续变化的,在任何瞬时都可以确定其数值的信号。
可以变换为电信号,即是平滑地、连续地变化的电压或电流信号。
例如:连续变化的湿度信号可以利用热电偶转换为与之成比例的连续变化的电势信号。
2)数字信号:是一种以离散形式出现的不连续信号,通常用二进制数“ 0”和1“”组合的代码序列来表示。
数字信号变换成电信号就是一连串的窄脉冲和高低电平交替变化的电压信号。
连续变化的工艺参数(模拟信号)可以通过数字式传感器直接转换成数字信号。
然而,大多数情况是首先把这些参数变换成电形式的模拟信号,然后再利用模拟-数字(A / D)转换技术把电模拟量转换成数字量。
将一个模拟信号转换为数字信号时,必须用一定的计量单位使连续参数整量化,即用最接近的离散值(数字量)来近似表示连续量的大小。
由于数字量只能增大或减小一个单位,所以,计量单位越小,整量化所造成的误差也就越小。
3)开关信号:用状态或用两个数值范围表示的不连续信号。
例如:用水银触点湿度计来检测温度的变化时,可利用水银触点的“断开”与“闭合”来判断温度是否达到给定定值。
在自动检测技术中,利用开关式稳压器(如干簧管、电触点式传感器)可以将模拟信号变换成开关信号。
9.测量仪表的分类1)根据所测参数的不同,分成压力(差压、负压)测量仪表、流量测量仪表、物位(液位)测量仪表、温度测量仪表、物质成分分析仪表及物性检测仪表等。
2)按表达示数的方式不同,分成指示型、记录型、迅号型、远传指示型、累积型等。
3)按精度等级用场合的不同,分成实用仪表、范型仪表和标准仪表,分别使用在现场、实验室、标定室。
10.IP 等级术语IP 防护等级是由两个数字所组成,第1 个数字表示防尘、防止外物侵入的等级,第2 个数字表示防潮气、防水侵入的密闭程度,数字越大表示防护等级越高。
IP65 中的“6”表示完全防止侵入,且可完全防止灰尘进入;“5”表示防止来自各方向由喷嘴喷射出的水进入仪表造成损坏。
IP67 表示在常温常压下,当仪表外壳暂时浸泡在1M 深的水里将不会造成有害影响。
IP68 表示持续浸泡在水里将不会对仪表造成有害影响11. 一次仪表和二次仪表一次仪表:是指安装在现场且直接与工艺介质相接触的仪表。
如弹簧管压力表、双金属温度计、双波纹管差压计、热电偶与热电阻不称作仪表,而作为感温元件,所以又称一次元件。
二次仪表:是仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的冲锋。
二次仪表的仪表示值信号通常由变送器变换成标准信号。
二次仪表接受的标准信号一般有三种:①气动信号,0.02~0.10kpa②H型电动单元仪表信号0~lOMadc。
③皿型电动单元仪表信号受的标准信4~20mADC 。
也有个别的不用标准信号,一次仪表发出电信呈,二次仪表直接指示,如远传压力表等。
二次仪表通常安装在仪表盘上。
按安装位置又可分为盘装仪表和架装仪表。
12. 几道填空题1)管道内的流体速度,一般情况下,在(管道中心线)处的流速最大,在(管壁)处的流速等于零压力表。
2)自动调节系统主要由(调节器)、(调节阀)、(调节对象)和(变送器)四大部分组成。
13.压力的定义这里的压力概念,实际上指的是物理学上的压强,即单位面积上所承受压力的大小。
绝对压力:以绝对压力零位为基准,高于绝对压力零位的压力。
正压:以大气压力为基准,高于大气压力的压力。
负压(真空):以大气压力为基准,低于大气压力的压力。
差压:两个压力之间的差值。
表压:以大气压力为基准,大于或小于大气压力的压力。
除特殊说明之外,所提及的压力均指表压。
14.压力表的分类1)按其测量精确度:分成精密压力表、一般压力表。
精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0.16 、0.25 、0.4 级;一般压力表的测量精确度等级分别为1.0,1.6,2.5,4.0 级。
2)按指示压力的基准不同:分为一般压力表、绝对压力表、差压表。
一般压力表以大气压力为基准;绝压表以绝对压力零位为基准;差压表测量两个被测压力之差。
3)按测量范围:分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。
真空表用于测量小于大气压力的压力值;压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值;微压表用于测量小于60000pa 的压力值;低压表用于测量0~6Mpa 压力值;中压表用于测量10~60Mpa 压力值;高压表用于测量100Mpa 以上压力值。
4)耐震压力表:壳体制成全密封结构,且在壳体内填充阻尼油,由于其阻尼作用可以使用在工作环境振动或介质压力(载荷)脉动的测量场所。
5)带有电接点控制开关的压力表可以实现发讯报警或控制功能。
6)带有远传机构的压力表可以提供工业工程中所需要的电信号(比如电阻信号或标准直流电流信号)。
7)隔膜表所使用的隔离器(化学密封)能通过隔离膜片,将被测介质与仪表隔离,以便测量强腐蚀、高温、易结晶介质的压力。
15.压力表按检测原理分类目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多,根据敏感元件和转换原理的不同,一般分为四类:1)液柱式压力检测:一般采用充有水或水银等液体的玻璃u形管进行测量。
2)弹性式压力检测:它是根据弹性元件受力变形的原理,将被测压力转换成位移进行测量的。
常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。
3)电气式压力检测:它是利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量进行测量的仪表,如电阻、电荷量等。
4)活塞式压力检测:它是根据液压机液体传送压力的原理,将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。
活塞式压力计的测量精度较高,允许误差可以小到0.05%~0.02% ,它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定。
16. 弹性式压力表膜片受压力作用产生位移,可直接带动传动机构指示。
但是膜片的位移较小,灵敏度低,指示精度不高,一般为2.5 级。
膜片更多的是和其他转换元件合起来使用,通过膜片和转换元件把压力转换成电信号;波纹管的位移相对较大,一般可在其顶端安装传动机构,带动指针直接读数。
其特点是灵敏高(特别是在低压区),常用于检测较低的压力(1.0~106pa),但波纹管迟滞误差较大,精度一般只能达到1.5 级;弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉,它使用范围广,测量范围宽,可以测量负压、微压、低压、中压和高压,因此应用十分广泛。
根据制造的要求,仪表精度最高可达0.15 级。
17.弹簧管压力表弹簧管是横截面呈非圆形(椭圆形或扁圆形),弯成圆弧状(中心角常为270°)的空心管子。
管子的一端为封闭,另一端为开口。
闭口端作为自由端,开口端作为固定端。
被测压力介质从开口端进入并充满弹簧管的整个内腔,由于弹簧管的非圆横截面,使它有变成圆形并伴有伸直的趋势而产生力矩,其结果使弹簧管的自由端产生位移,同时改变其中心角。
弹簧管自由端的位移量一般很小,需要通过放大机构才能指示出来,为了加大弹簧管自由端的位移量,也可采用多圈弹簧管,其原理与单圈弹簧相似。
单圈弹簧管压力表是工业现场使用最普遍的就地指示式压力检测仪表(也有电接点输出的弹簧管压力表)一般的工业用弹簧管压力表的精度等级为1.5 级或2.5 级,但根据制造的要求,其精度等级最高可达0.15 级。
18.膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器构成:工作原理:力矩平衡;检测兀件膜盒或膜片;杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构。
19.电气式压力计1)电容式差压变送器电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件,主要包括测量部件和转换放大电路两部分:电容式压力变送器是先将压力的变化转换为电容量的变化,然后进行测量的。
由图可见传感器有左右固极板,在两个固定极板之间是弹性材料制成的测量膜片,作为电容的中央动极板,在测量膜片两侧的空腔中充满硅油。
电容式差压变送器的结构可以有效地测量膜片,当差压过大并超过允许测量范围时,测量膜片将平滑地贴靠在玻璃凹球面上,因此不易损坏,与力矩平衡式相比,电容式没有杠杆传动机构,因而尺寸紧凑,密封性与抗振性好,测量精度相应提高, 可达0.2级。