热工测量及仪表基本知识 重点

热工仪表基础知识1.什么是测量？什么是热工测量？什么是热工测量仪表？答：测量就是通过实验的方法，把被测量与其所采用的单位标准量进行比较，得出被测量数值的过程。

热工测量就是在火力发电厂热力生产过程中对各种热工参数（如温度、压力、流量、液位等）进行的测量方法和过程。

热工测量仪表是指用来测量热工参数（如温度、压力、流量、液位等）的仪表。

2.热工仪表是由那几部分组成的？答：热工测量仪表是由传感器、变换器、显示器三大部分组成。

传感器是指将被测量的某种物理量按照一定的规律转换成能够被仪表检测出来的物理量的一类测量设备。

也称感受件，一次仪表。

变换器的作用是将传感器输出的信号传送给显示器。

也称连接件，中间件。

显示器的作用是反映被测参数在数量上的变化。

也称显示件，二次仪表。

3.按显示功能热工仪表分为那几类？答：按结构形式热工仪表分为：（1）指示仪表；是通过仪表的标尺和指针或液面、光点等的相对位置来显示被测参数瞬时值的显示仪表。

（2）记录仪表；能把被测量的瞬时值记录下来的仪表。

（3）信号仪表；能把被测参数是否超越允许值进行灯光、音响报警的仪表。

（4）调节仪表；除显示被测参数外，还可以进行调节参数的仪表。

（5）累积仪表；是对被测量进行累积叠加的仪表。

4.什么是示值的绝对误差？示值的相对误差？示值的引用误差？答：示值的绝对误差是指仪表的指示值（被校仪表的读数值）x与被测量的真实值（标准仪表的读数值）x0之间的代数差。

示值的绝对误差＝x －x 0示值的相对误差是指示值的绝对误差与被测量的实际值之比。

示值的相对误差＝%10000⨯-x x x 示值的引用误差是指示值的绝对误差与该仪表量程范围之比。

以百分数表示。

示值的引用误差＝%100程下限仪表量程上限－仪表量0⨯-x x 5. 什么是仪表的基本误差？什么是仪表的测量误差？答：在规定的技术条件下，将仪表的示值和标准表的示值相比较，在被测量平稳地增加和减少的过程中，在仪表全量程取得的诸示值的引用误差中的最大者，称为仪表的基本误差。

热⼯测量仪表知识点《热⼯测量仪表》知识点第1章：基础知识难点测量误差的表⽰形式误差产⽣的原因误差的种类掌握测量的基本概念误差的分类仪表的组成及其性能指标仪表的基本误差和允许误差仪表的引⽤误差仪表的精度等级仪表的防爆和防护了解检测技术与仪表的作⽤及发展测量的不确定度第2章：温度测量掌握温标与测温⽅法热电偶测温原理热电偶基本定律(推导和应⽤)热电偶测温补偿原因、原理和⽅法热电阻测温原理热电阻测温引线误差和消除⽅法了解膨胀式与压⼒温度计⼯作原理接触测温误差和对策⾮接触式测温原理和⽅法新型温度传感器第3章压⼒和压差测量掌握：压⼒的基本概念分类液柱式压⼒计⼯作原理（U形管、单管式、斜管式）弹性元件测压原理，各种弹性元件测压类型和范围弹簧管压⼒计测量压⼒特点和应⽤领域压⼒表量程选择⽅法、范围了解：了解其它弹性元件测量压⼒⽅法和原理第4章：机械量测量掌握电容式传感器灵敏度和⾮线性误差计算分析（变极距、变⾯积、变介电常数、差动式）电感式位移传感器⼯作原理（灵敏度、⾮线性误差计算分析）差动式、互感、⾃感式、差动变压器（⼯作原理）零点残余电压产⽣的原因和消除⽅法直流电桥和交流电桥的测量特点调制解调的基本概念电涡流传感器的基本⼯作原理、类型和应⽤场合光敏电阻、光敏晶体管⼯作原理和应⽤场合绝对式和增量式码盘的⼯作原理和区别第5章：流量测量掌握：流量测量现状及其原因分析常见的流量传感器类型节流式流量计的基本结构和⼯作原理和相关系数修正节流式流量计对流体要求常见的标准节流件性能常见的⾮标节流件标准节流装置的计算（两类命题、迭代流程）⽪托管和均速管流量计的基本⼯作原理电磁流量计的基本⼯作原理涡街、科⾥奥利、涡轮、转⼦、靶式流量计⼯作原理第6章：物位测量直读式、静压式、差压式、浮⼒式、称重式液位计⼯作原理汽包⽔位测量的重要意义汽包⽔位测量的难点重量⽔位、实际⽔位、虚假⽔位、⽰值⽔位概念引起汽包虚假⽔位的原因云母⽔位计的基本⼯作原理、引起误差的原因、缺点双⾊⽔位计的⼯作原理、引起误差的原因、信号远传的⽅法电接点⽔位计的⼯作原理和误差分析差压式⽔位计的基本⼯作原理（消除误差的改进⽅式，单室平衡、双室平衡容器）压⼒校正原理和⽅法第7章成分分析炉烟成分分析的重要性和分析⽅法热导式CO2分析仪的基本原理和实现⽅法氧化锆氧量计⼯作原理直插式和抽⽓式的优缺点第8章：检测新技术虚拟仪器基本概念软测量技术概念模糊传感器概念多传感器数据融合概念仪表习题⼀⼀、填空题1.绝对误差在理论上是指和被测量的之间的差值；仪表量程范围内最⼤的绝对误差和量程之⽐称为仪表的，将其去掉％的数值圆整后的数的数值为仪表的。

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，质量流量皿=体积流量Q*流体密度p。

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。

（2022最新）热工测量与自动控制重点总结热工测量与自动控制重点总结第一章测量与测量仪表的基本知识1测量：是人们对客观事物取得数量观念的一种认识过程。

人们通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值。

2测量方法：是实现被测量与标准量比较的方法，分为直接测量、间接测量和组合测量。

3按被测量在测量过程中的状态不同，有分为静态和动态测量。

4测量系统的测量设备：由传感器、交换器或变送器、传送通道和显示装置组成。

5测量误差的分类：1）系统误差2）随机误差3）粗大误差6按测量误差产生来源：1）仪表误差或设备误差2）人为误差3）环境误差4）方法误差或理论误差5）装置误差6）校验误差.7测量精度：准确度、精密度、精确度。

8仪表的基本性能：一般有测量范围、精度、灵敏度及变差。

9精度：是所得测量值接近真实值的准确程度，以便估计到测量误差的大小。

10仪表的灵敏限是指能够引起测量仪表动作的被测量的最小变化量，故友称为分辨率或仪表死区。

第二章1产生误差的原因：1）测量方法不正确2）测量仪表引起误差3）环境条件引起误差4）测量的人员水平和观察能力引起的误差。

2函数误差的分配：1）按等作用原则分配误差2）按可能性调整误差3）验算调整后的总误差。

第三章温度测量1温标：是温度数值化的标尺。

他规定了温度的读数起点和测量温度的基本单位。

2热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。

3热电偶产生热电势的条件是：1）两热电极材料相异2）两接点温度相异.4热电偶的基本定律：1）均质导体定律2）中间导体定律3）中间温度定律。

4补偿电桥法：是采用不平衡电桥产生的电势来补偿电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值。

5电阻温度计的传感器是热电阻，热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

6热电阻温度计测温度的特点：1）热电阻测温度精度高，测温范围宽，在工业温度测量中，的到了广泛的应用。

2）电阻温度系数大，电阻率大，化学、物理性能稳定，复现性好，电阻与温度的关系接近线性以及廉价。

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。

热工测量●热工测量：是指压力、温度等热力状态参数的测量，通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数测量，如测量流量、液位、振动、位移、转速和烟气成分等。

●测量方法：按测量结果获取方式：直接、间接测量法；按被测量与测量单位的比较方式：偏差、微差、零差测量法；按被测量过程中状态分：静态、动态测量法。

●热工仪表组成：感受件，传送件，显示件。

●仪表的质量指标：准确度、线性度、回差、重复性误差、分辨率、灵敏度、漂移。

●热力学温标所确定的温度数值称为热力学温度也称绝对温度，用符号T表示。

单位为开尔文，用K表示。

●测量方法分类：接触式测温方法：膨胀式液体和固体温度计、压力式温度计、热电偶温度计和热电阻温度计、热敏电阻温度计。

非接触式测温方法：光学高温计，光电高温计、辐射温度计和比色温度计。

温度测量部分接触式测温（1）热电偶温度计①标准化热电偶：工艺上比较成熟，能批量生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。

②非标准化的热电偶：进一步扩展高温和低温的测量范围；但还没有统一的分度表，使用前需个别标定。

●热电偶温度计：由热电偶、电测仪表和连接导线组成。

标准化热电偶-200~1600℃；非标准化热电偶-270~2800℃。

①测温范围广，可以在1K至2800℃的范围内使用；②精度高；③性能稳定；④结构简单；⑤动态特性好；⑥由温度转换的电信号便于处理和远传。

·8种标准化热电偶：S型、R型、B型、K型、N型、E型、T型、J型·四类非标准化热电偶：贵金属、贵—廉金属混合式、难熔金属、非金属●热电偶测温原理：热电效应：两种不同成分的导体（或半导体）A和B的两端分别焊接或绞接在一起，形成一个闭合回路，如果两个接点的温度不同，则回路中将产生一个电动势，称之为热电势，这种效应称为热电效应。

●热电偶的基本定律：均质导体定律、中间导体定律、连接温度（中间温度）定律。

①均质导体定律：由一种均质导体所组成的闭和回路，不论导体的截面积如何及导体各处温度分布如何，都不能产生热电势。

主要知识点如下：1、测量系统的组成和各自作用；传感器:是测量系统直接与被测对象发生联系的部分.变换器:是传感器和显示装置中间的部分，它是将传感器输出的信号变换成显示装置易于接收的部件。

传输通道:是仪表各环节间输入、输出信号的连接部分。

显示装置:测量系统直接与观测者发生联系的部分2、仪表精密性指标及定义，精度等级及计算；1．量程范围2．灵敏度3．灵敏限 4. 仪器基本误差 5. 仪器允许误差6．准确度等级7. 变差仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之间的范围称作仪表的量程范围，简称量程。

在稳定情况下，仪表输出变化量△L与引起此变化的输入量的变化量△Xb之比值，定义为仪表的灵敏度。

灵敏限:它表明仪表响应输入量微小变化的能力指标，即不能引起输出发生变化的最大输入变化幅度与量程范围之比的百分数。

仪表测量值中的最大示值绝对误差与仪表量程之比值称为仪表的基本误差。

它表示对测量仪表所允许的误差界限，即出厂的仪表都要保证基本误差不超过某一规定值，此规定值叫允许误差。

它指根据测量仪表准确度大小所划分的等级或级别。

允许误差去掉百分号的数值就是准确度等级，工程上称为精度等级。

在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测量进行反复测量（正行程和反行程）时，所产生的最大差值与仪表量程之比值称为变差，用ε表示。

3、系统误差、随机误差和疏忽误差，绝对误差、相对误差的定义和计算；测定值与被测量真值之差称为测量的绝对误差，或简称测量误差。

示值的绝对误差与约定值之比值称为相对误差，其为无量纲数，以百分数表示。

在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的绝对值和符号或者保持不变，或按一定的规律变化，这类误差称为系统误差。

在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量，由于受到大量的、微小的随机因素的影响，测量误差的绝对值的大小和符号没有一定的规律，且无法简单估计，这类误差称为随机误差.明显地歪曲了测量结果的误差称为粗大误差4、国际温标和常用温标，常见温度计及原理，热电偶测温的冷端补偿原理及常见方法，热电偶的基本定律和应用；国际温标 t 90 = T 90 － 273.15T 90单位为开尔文（K ），t 90单位为摄氏度膨胀式、压力式、热电阻与热电偶温度计膨胀式温度计是利用物体受热膨胀的原理制成的温度计，主要有液体膨胀式温度计、固体膨胀式温度计和压力式温度计三种压力式温度计:是利用密闭容积内工作介质随温度升高而压力升高的性质，通过对工作介质的压力测量来判断温度值的一种机械式仪表。