热工测量仪表..47页PPT

• 编码：将量化的结果变换成对应的二 进制码或其他码制的过程。
3.非线性补偿：用显示值和数字式显示仪表输入信号间具有的一定 规律的非线性关系，克服感受件、变送器的非线性特性，最终使输 入信号与被测参数成线性关系。
4.标度变换：对测量信号进行量纲运算，从而使数字式显示仪表能 以被测原始参数值的形式直接反映被测参数的大小。
滑线电阻Rp滑动触点位于最右端，电桥输出电压与被测电压最大 值平衡，仪表测量上限Exmax=I1（R6+RP）-I2R2（n=1）。则仪表量 程A=Exmax -Exmin=I1RP。
5.R4：上支路限流电阻-与R6、RP配合，保证上支路电流I1=4mA。
（三）自动电子电位差计的工作过程分析 1.Ex=EAB,E=Ex-EAB=0时 2.Ex=EAB条件下,Ex增加，E=Ex-EAB>0时 3.Ex=EAB条件下,Ex减少，E=Ex-EAB<0时
三 数字式显示仪表
一、数字式显示仪表的特点 显示直观，没有人为视觉误差，测量速度快，准确度高，
便于和计算机连接作为计算机的输入通道。
二、数字式显示仪表的基本组成
前模 被测参数 感 变 置 数
受送 放 转 件器 大 换
器器
非 线标 性度 补变 偿换
显 示 记 录 装 置
1.前置放大器：将感受件输出信号或其他输入信号放大， 便于模数转换器或非线性补偿电路正常工作。
三、手动平衡电桥
Rx是被测电阻，R1、R2是用锰铜 线绕制的固定电阻，R是滑线电阻， G是检流计。
调整R的大小使检流计G指零，电 桥处于平衡状态，则
R1Rx=nRR2（n＝0~1）。
即
Rx
nR
R2 R1
。
被测电阻Rx的大小与滑动点的位置一一对应。

本节课学习内容—绪 论
1.1 测量的基本知识 1.2 测量的方法 1.3 测量的分类 1.4 测量误差及不确定度 1.5 测量系统 1.6 测量技术的发展状况
绪论
1.1 测量的基本知识
测量：
对客观事物取得数量概念的一种认知过程 操作人员按照测量环境、测量方法和规定的要求，使用测量设 备完成对测量对象某一方面具体的量化的一组操作过程。
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仪器仪表与自动化
随着社会进步和科学技术的发展，自动化装置在生 产过程中得到广泛的应用。早期的仪表控制是生产装置 的眼睛和耳朵。而对于现代化工厂的自动化装置已不仅 仅是工厂的眼睛和耳朵，而现在已成为工厂的大脑、神 经和手、脚。随着电子技术、计算机技术、控制技术、 网络技术的发展，自控技术得到了长足的发展，已成为 化工企业提高企业效益和工作效益的有效手段，它是经 营管理、企业管理，操作管理、运转管理、运转控制等 方面的集成，是社会现代化、科学技术进步的重要标志。 仪表及自控系统在化工装置中占有重要而关键的地位， 工艺介质及装置设备的运行状况如流量、温度、压力、 转速、振动等参数都由仪表及自控系统进行自动检测、 显示、控制和保护联锁。因此，仪表性能及工作状况的 好坏，直接影响到工艺介质及装置设备的运行，以至影 响到工艺介质及装置设备的安全运行和经济效益。
19世纪到20世纪，工业革命和现代化大规模生产促 进了新学科和新技术的发展。现代仪器仪表已成为测量 、控制和实现自动化必不可少的技术工具。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
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结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。

温度是化工生产中既普遍而又十分重要的参
数之一。任何一个化工生产过程，都伴随着物质
的物理和化学性质的改变，都必然有能量的转化
和交换，而热交换则是这些能量转换中最普遍的
交换形式。因此，在很多煤化工反应的过程中，
温度的测量和控制，常常是保证这些反应过程正
常进行与安全运行的重要环节；它对产品产量和
质量的提高都有很大的影响。
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1、 温度的测量与变送
由于热电极的材料不同，所产生的接触电势亦不同，因此不同
热电极材料制成的热电偶在相同温度下产生的热电势是不同的，这在
各种热电偶的分度表中可以查到。根据热电测温的基本原，理论上
似乎任意两种导体都可以组成热电偶。但实际情况它们还必须进行严
格的选择，热电极材料应满足如下要求。
1．在测温范围内其热电性质要稳定，不随时间变化。
t0
t0
2
3
1
A
B
t
热电偶温度计测量线路 1、热电偶 2、连接导线 3、电测仪表
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1、 温度的测量与变送
热电偶是由两根不同的导体或半导体材料(如上图中的A和B) 焊接或绞接而成。焊接的一端称为热电偶的热端(测量端或 工作端)，和导线连接的一端称为热电偶的冷端 (自由端)。 组成热电偶的两根导体或半导体称作热电极。把热电偶的热 端插入需要测温的生产设备中，A和B两种不同的物质，电 子密度高的向电子密度低的流动，产生电流，形成电动势， 一般为mV信号，经过测温仪计算为测量介质的温度。
主要内容
一、四大参数的测量原理及仪表 二、自动控制基础知识 三、调节阀 四、联锁系统的构成
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一、四大参数的测量原理及仪 表
现场仪表测量参数的分类： 现场仪表测量参数一般分为温度、压力、

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接触式测温法是使感温元件直接与被
测物体或直接与被测介质接触，感受
被测物体或被测介质的温度变化。

膨胀式、压力式、热电阻与热电偶温
度计
ppt课件 pLeabharlann t课件 ppt课件 11膨胀式温度计
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压力式温度计
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2

温度的宏观概念是建立在热平衡基础 上的。任意两个冷热程度不同的物体 相互接触，它们之间必然会发生热交 换现象，热量要从温度高的物体传向 温度低的物体，直到两物体之间的温 度完全一致时，这种热传递现象才能 停止。热力学第零定律
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2．温标 温标是温度数值化的标尺。各种温度计 的刻度数值均由温标确定。 华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国 际实用温标。
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从以上式子可以得到如下结论：



热电偶回路热电势的大小只与组成热电偶的材 料和材料两端连接点所处的温度有关，与热电 偶丝的直径、长度及沿程温度分布无关。 只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶， 相同材料组成的闭合回路不会产生热电势。 热电偶的两个热电极材料确定之后，热电势的 大小只与热电偶两端接点的温度有关。如果 T0 已知且恒定，则f（T0）为常数，回路总热电势 EAB（T，T0）只是温度T的单值函数。
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1．接触电势
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E AB (T)
KT NA (T) ln e NB (T)

可见，如果量程选择适当，用1.0级电压表进行测量与用0.5 级一样准确。考虑到仪表等级越高，成本越高，故应选择1.0 级电压表进行测量。
【例1-3 】
检定一只2.5级、量程为100V的电压表，发现在50V处误差 最大，其值为2V，而其他刻度处的误差均小于2V，问这只电 压表是否合格？
【解】 由公式2，该电压表的引用误差为
本课程涉及热力发电厂热工过程的主要参数，如 温度、压力、流量、水位、炉烟成分的测量方法 及测量仪表。热工过程中需要检测的参数相当多， 本课程注重归纳共性的测量技术的基本理论和测 量变换元件的物理方法和概念。通过典型参数测 量示例，举一反三，使学生初步掌握热工测量及 仪表的基本理论、基本技术和基本方法。
2. 开环系统 电流
力矩
I
k1 T
角度
k2
θ
动圈表方框图
位移 k3 X
特点：
❖各环节开环串联，信号沿一个方向传输。
❖按偏差测量法工作
❖要保证仪表指示正确，必须保持每个环节灵敏度不变 X=K1K2K3I
开环结构仪表
x u0 K1
传递函数：
u1 K2
u n 1 Kn
y un
n
KK1K2Kn Ki i1
课程安排
34学时：26理论 ＋ 4实验 ＋ 2习题 ＋ 2其他
考核方式
总评成绩根据平时成绩(包括考勤、作业、实验等，占 30%)和期末考试成绩（占70%）综合评定。
火电厂
第一章 热工测量的基本概念
一 热工测量的意义
1、检测与测量 测量：以确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作 检测：是意义更为广泛的测量
rm
Um Um
2 2% 100
由于
2%2.5%

特点及适用场合：
反应较快，测量范围较广、精度可达0.2％，便于远距 离传送。所以在生产过程中可以实现压力自动检测、自动 控制和报警，适用于测量压力变化快、脉动压力、高真空 和超高压的场合。
第四节：智能型压力变送器
高可靠性的微控制器及高精度温度补偿； 将被测介质的压力信号转换成4~20mADC标准信号叠加
按仪表组合形式：可以分为 基地式仪表:将测量、显示、控制等各部分集中组装在一个表壳里，从而形成 一个整体，并且可就地安装的的一类仪表。
单元组合仪表:以统一的标准信号，将对参数的测量、变送、显示及控制等各种能够
独立工作的单元仪表（简称单元，例如变送单元、显示单元、控制单元等）相互联系 而组合起来的一种仪表
转子流量计的特点：
转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。 它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特 点。转子流量计适用于测量通过管道直径D<150mm 的小流量，也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流 量计必须安装在垂直走向的管段上，流体介质自下而 上地通过转子流量计。
1-节流元件 2-引压管路 3-三阀组 4-差压计
优点:
应用最多的孔板式流量计结构牢固,性能稳定可靠,使用寿命长; 应用范围广泛,至今尚无任何一类流量计可与之相比拟; 检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产,便于规模经济生
产。
缺点:
测量精度普遍偏低; 范围度窄,一般仅3:1~4:1; 现场安装条件要求高; 压损大(指孔板、喷嘴等)。
热工仪表知识
目录
第一章 测量仪表基本知识 第二章 压力测量仪表 第三章 流量测量仪表 第四章 物位测量仪表 第五章 温度测量仪表
第一章 测量仪表基本知识
第一节：热工自动化仪表的分类

二、压力计量单位 (一)法定压力计量单位
国际单位制（SI）中规定的压力单位名称是帕﹝斯卡﹞，用符号Pa表示。 我国法定压力计量单位为帕及其与词头构成的10进制分数和倍数单位。一般情况下： 真空用μPa（1×10-6Pa）和mPa（1×10-3Pa），即微帕和毫帕； 气压用hPa（1×102Pa），即百帕﹝斯卡﹞； 中、低压用kPa(1×103Pa)，即千帕﹝斯卡﹞； 中、高压用MPa(1×106Pa)，即兆帕﹝斯卡﹞； 超高压用GPa(1×109Pa)
一、弹簧管式压力表 (一)弹簧管式压力表的规格和型号
弹簧管式压力表分为压力表、真空表和压力真空表在电力系统中应用的弹簧管式压 力表，主要有两类。一类是精密压力表，准确度等级为0.1级、0.16级、0.25级、0.4 级、0.6级，主要用于检定一般压力表和精密测量；另一类是用于直接测量介质压力的 一般压力表，准确度等级为1级、1.6（1.5）级、2.5级、4级。
第二节 弹性式压力仪表
弹性式压力仪表具有结构简单、便于携带、使用维护方便、测量范围宽、操作和 使用安全可靠、价格比较便宜等特点。它可以直接测量蒸汽、油、水和气体等介质的 表压力、真空（疏空）和绝对压力，测量范围可从几十帕到吉帕的超高压。但是，该 类仪表有弹性后效等缺陷、精度不高、内部机件易磨损等缺点。
衡，使活塞压力计的活塞浮起来并处于平衡位置。这时根据已知的活塞有效面积，活塞、承重盘及 加在承重盘的砝码的总质量和当地的重力加速度，即可求出被测量的压力值。
4.电容式压力变送器的工作原理
电容式变送器的敏感元件为电容，当有压力输入时，连在膜片上的电容与膜片一起 产生微小位移，改变了电容的电容量。通过检测电路和转换放大电路，转换成二线制 输出的4~20mA的直流信号。
压敏电阻式变送器。

measurement and instruments in heat engineering
教师：趙津津
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学习方法
1.学会阅读。学会速读和精读，提高单位阅读量。学会读一本书或 者一个单元的目录、图解和插图，提前了解内容，获取更有效的信 息。当积极的阅读者，不断的提问，直到弄懂字里行间的全部信息 为止，特别要弄懂知识的起点和终点，梳理好知识要点。
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教材与参考书
热工参数测量及仪表，何适 生编，水利电力出版社， 1990
热工测量和仪表，朱祖涛编， 水利电力出版社，1991
热工测量及仪表，吴永生等 编，中国电力出版社,1998
热工测量及仪表，潘汪杰主 编，中国电力出版社,2006
热工测量及仪表，张东风主 pp编t精选，版 中国电力出版社，20076
3.为热力发电厂运行经济核算和计算各项技术经济指标提 供数据，节约能源，减少消耗，延长设备使用的寿命，降 低生产成本。
4.在事故情况下追忆事故前后被控设备各部分的参数，分 析事故原因，吸取事故教训p，pt精选促版 进文明安全生产。 17
- 保证热力设备安全、经济运行及实现自动 控制的必要条件，也是经济管理、环境保护、 研究新型热力生产系统和设备的重要手段。
正确认识误差的性质，分析误差产生的原因。 从根本上，消除或减小误差
正确处理测量和实验数据，合理计算所得结果。 通过计算得到更接近真值的数据
正确组织实验过程，合理设计、选用仪表或测量方法。 根据目标确定最佳测量系统
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五、测量误差：通过测量仪表测量得到的结果减去 被测参数的真实值后的差值。
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SI词头：不得单独使用。词头符号与所紧接的单位符号应作为一 个整体对待，它们共同组成一个新单位。