过程参数检测及仪表

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忙测试等原因所造成的。

过程控制与仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解过程控制的基本概念，掌握仪表的种类、工作原理及其在工业中的应用。

2. 使学生掌握过程控制系统的数学模型，了解被控对象、控制器、执行器等组成部分的特性。

3. 让学生了解过程参数的检测与变送原理，掌握各类传感器的使用方法和调试技巧。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、解决实际过程控制问题的能力，能设计简单的过程控制系统。

2. 培养学生动手操作仪表，进行系统调试、故障排除的能力。

3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，能在小组合作中发挥各自优势，共同完成过程控制系统的设计与优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制与仪表领域的兴趣，激发学生主动学习的积极性。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合，提高学生的工程素养。

3. 引导学生关注过程控制技术在实际生产中的应用，认识到学习本课程的实际意义，增强学生的社会责任感。

课程性质：本课程为专业技术课程，旨在使学生掌握过程控制与仪表的基本理论、方法和技术，培养学生的实际操作能力和工程素养。

学生特点：高二年级学生，已具备一定的物理、数学基础，对工程技术有一定了解，具备初步的分析问题和动手能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化学生的实际操作能力，提高学生解决实际问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 过程控制基本概念：控制系统的分类、性能指标、稳定性与可控性。

2. 仪表及传感器：仪表的分类及工作原理，常见传感器（如温度、压力、流量传感器）的原理与应用。

3. 过程控制系统的数学模型：被控对象、控制器、执行器的数学描述，传递函数与方框图。

4. 控制器设计：PID控制算法，参数整定方法，串、并联控制系统的设计与分析。

5. 过程参数检测与变送：检测原理，变送器的种类及特性，信号处理与传输。

6. 过程控制系统的实现：控制系统硬件、软件组成，系统调试与优化。

过程参数检测及仪表（常太华编）部分习题参考答案第1章9. 一般要求标准压力表的允许误差应小于被检压力表允许误差的（1/4～1/10），以此要求从标准压力表的系列中选取。

不能。

10. 不合格。

该表的允许误差为±0.04MPa，而其最大绝对误差为±0.05MPa，最大绝对误差大于允许误差。

11. 1.0级，1.5级12. 300mv/mm13. （1）0.1，-0.05，0.2，0.1，-0.1，-0.1（MPa）（2）0.2MPa，合格（3）10.8 °/MPa14. 选用测量范围为-50～550℃，2.0级的测温仪表15. 40格（因仪表刻度标尺的分格值不应小于其允许误差）第2章9. ①为随机误差，②③⑤⑥为系统误差，④为粗大误差11. 100.96±0.25 （P=95%）12. 存在系统误差13. 28.40为含有粗大误差的测量值14. 64.29±0.014 ℃ (P=95%)15. 平均值的A类标准不确定度为0.00716. 6.24Ω，0.031Ω17. ±1.9℃第3章19. 557.1℃,538.4℃20. 不对，因为热电偶的热电势与温度之间为非线性关系，428.4℃21. 439.6℃,362.9℃,76.7℃22.（1）500℃；（2）481℃；（3）300℃；（4）302.6℃23. 29.129mv24. -13.6℃25. 769.8℃26. 155.67Ω，155.64Ω27. 679.3Ω，89%28. 201.2℃，0.147m第4章8. 1341℃，-8℃，+9℃9. 768.5℃，1809.9℃，59.7℃，119.5℃10. 1881℃第5章12. 51.325kPa，401.325kPa，350kPa13. 若测量的为正压，被测压力为10004.8mmH214. 0.658MPa15. 10 MPa，0.5级16. 弹簧管压力表，2.5 MPa，1.6级（新国标GB/T1226-2001中将一般工业用压力表分为4个精度等级，即1、1.6、2.5和4级）17. 0.6级，0.25级（标准压力表的精度等级为0.06,0.1,0.16,0.25,0.4,0.6，参见GB/T1227-2002）18. 1.3 kPa19. 该表的允许误差为0.15 MPa ，三只弹簧管压力表的基本误差均超过允许误差。

过程检测技术及仪表过程检测在工业生产中起着重要的作用，它可以帮助企业实时监测生产过程，并提供及时的反馈和控制。

过程检测技术及仪表是实现过程检测的关键工具和设备。

本文将介绍几种常见的过程检测技术及仪表，并对其特点和应用进行分析。

1. 传感器技术传感器是过程检测的核心技术之一。

它通过感知物理量或者化学量，并将其转换成电信号或者其他形式的信号，用于监测和测量过程中的各种参数。

常见的传感器技术包括：•温度传感器：用于测量物体的温度变化，广泛应用于工业过程中的温度监测和控制。

•压力传感器：用于测量气体或者液体的压力变化，常见应用于流体管道和储罐的监测。

•液位传感器：用于测量液体的高度或者液位变化，广泛应用于储罐和槽罐中的液位控制。

•流量传感器：用于测量流体流经的速度和流量，常见应用于管道中的流量监测。

•pH传感器：用于测量溶液中的酸碱度，常用于化工和医药行业中的酸碱反应过程监测等。

传感器技术的发展已经取得了重要的进展，从传统的机械式传感器到现代的电子式传感器，传感器的精度和可靠性得到了极大的提高。

同时，随着物联网技术的发展，传感器与云计算和大数据分析相结合，使得过程检测变得更加智能化和高效化。

2. 仪器设备除了传感器技术外，过程检测还需要借助各种仪器设备进行信号的采集、处理和分析。

常见的仪器设备包括：•数据采集仪：用于采集传感器信号，并进行模数转换和信号放大等处理，得到可用的数字信号。

•控制器：用于接收采集到的信号，并根据设定的控制策略进行反馈和控制。

常见的控制器包括PID控制器和PLC控制器等。

•数据分析仪：用于对采集到的数据进行分析和处理，常见的数据分析方法包括统计分析、模型识别和预测等。

•监视器：用于实时监测和显示过程中的各种参数和状态，常见的监视器包括显示屏和报警器等。

仪器设备的综合运用可以帮助企业实现对生产过程的精确监测和控制。

通过合理配置仪器设备，可以实现对生产过程中的各种参数进行实时监测，并根据需要进行调整和优化，实现生产过程的高效和稳定。

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。

实验三扩散硅压力变送器实验1 实验原理及目的a) 掌握扩散硅压力变送器工作原理，了解扩散硅压力变送器的外型、结构、组成，加深对变送器信号转换原理的理解；b) 熟悉变送器的输入、输出特性；c) 熟悉变送器的实验配置、连接及实验仪器的使用等；d) 掌握变送器零点、量程的调整方法及检测方法；e) 掌握检测数据的处理。

2 实验内容a) 变送器零点、量程调整；b) 变送器基本性能检测：包括基本误差、回差、非线性误差；c) 变送器死区检测；d) 变送器输出交流分量检测。

3实验设备被测仪表：扩散硅压力变送器实验仪器：压力发生器、精密电阻箱、万用表4实验准备a) 阅读被测仪表说明书，结合实物，了解结构、组成，了解技术参数（包括供电电源、使用环境、量程范围、测量范围、输出信号、精度等级等），同时了解零点、量程的调整方法、使用方法和注意事项等；b) 阅读实验仪器说明书，了解其使用和注意事项；c) 按下图进行测试系统的连接d) 检查线路无误，且电阻箱置于250Ω后，方能打开电源进行测试，取输出电流在电阻箱（250Ω）上的压降作为输出测量值。

5 实验方法a) 零点、量程调整——输入量程0%信号，调变送器零点调节电位器，使输出满足精度要求；——输入量程100%信号，调变送器量程调节电位器，使输出满足精度要求；——输入信号回到量程的0%，观察输出满足精度要求吗？满足，检查输入50%时输出精度是否满足要求？满足，调试结束，否则，重复a、b，直到满足要求。

一般往返调试三遍，就能使变送器精度满足要求。

b) 基本性能测试在测试正式开始之前应使被测变送器和试验设备在所允许的规定条件下使其稳定，对所有可能影响试验的条件随时进行观察，并作相应记录。

测试点应包括上、下限值在内的至少五个点，如0％、25％、50％、75％、100％，这些测试点应均匀分布在整个测量范围内。

在测试正式开始之前，变送器应从0％到100％，然后再从100％到0％的全范围内移动三次，测试时输入信号必须按初始输入信号的同一方向逼近测试点，不允许有过冲现象发生，在每个测试点上输入信号应保持稳定，直至输出稳定并记录其对应的输出为止。

过程检测技术及仪表实训报告实训背景和目的随着工业生产的不断发展，过程检测技术及仪表在各个领域的应用越来越广泛。

为了更好地掌握过程检测技术及仪表的基本知识和技能，提高实际操作能力，我们进行了为期一周的过程检测技术及仪表实训。

本次实训旨在让我们了解过程检测技术及仪表的基本原理和应用，掌握相关设备的操作和维护方法，培养我们的实践能力和创新精神。

过程检测技术概述过程检测技术是指通过各种传感器、仪表及检测设备，对生产过程中的物理、化学参数进行监测、控制和优化，以达到提高产品质量、降低生产成本、保护环境等目的。

过程检测技术广泛应用于化工、石油、食品、医药等行业，对于保证生产过程的稳定性和安全性具有重要意义。

仪表基础知识仪表是过程检测技术的重要组成部分，是实现过程控制的基础。

本次实训涉及的仪表主要包括压力表、温度计、流量计、物位计等。

这些仪表的主要功能是感受和测量生产过程中的各种参数，并将测量结果转化为易于识别的信号，传递给控制系统进行处理。

实训设备与工具本次实训所用的设备包括压力表、温度计、流量计、物位计等，以及相应的连接管道、阀门、电源等辅助设备。

同时，我们还使用了多种工具，如螺丝刀、扳手、钳子等，以便更好地进行实际操作。

实训方法和步骤本次实训采用分组进行的方式，每组同学根据指导老师的安排，分别进行不同类型仪表的实际操作和数据记录。

具体步骤如下：（1）指导老师讲解实训内容和安全注意事项；（2）分组进行不同类型仪表的实际操作和数据记录；（3）指导老师对同学们的实操过程和结果进行点评和指导；（4）同学们整理实训数据，撰写实训报告。

实训数据记录与处理在实训过程中，我们记录了各种仪表的测量数据，包括压力、温度、流量、物位等。

同时，我们还对数据进行了一定的处理和分析，如计算平均值、最大值、最小值等统计数据，以便更好地评估实训结果。

实训结果分析与评估根据实训数据记录和处理结果，我们对实训过程和结果进行了分析和评估。

通过对比不同类型仪表的测量结果，我们可以发现它们之间的差异和优劣。