测量仪表与自动化 02_3
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《测量仪表及自动化》综合复习资料一、简答与名词解释1、简述压力仪表选择原则。
答:型号、量程、精度选择(1)量程i 压力平稳:P量=P测*1.5,量程靠级:0~1.0,1.6,2.5,4,6,10×10MPa ii波动范围大P量=P测*2.0下限选取:测量值大于1/3的量程,否则测量误差太大(2)精度选择:已知误差,先选出量程,求出引用误差,靠精度等级(往高精度靠) (3)型号:考虑测量介质的腐蚀性、温度等因素2、简述均匀调节系统的调节目的和实现原理?目的:均匀控制系统是为解决连续生产过程中前后设备供求之间的矛盾而设置的。
实现原理:(1)简单均匀控制,简单均匀控制采用简单控制系统结构,通过选择合适的控制规律及整定参数来实现均匀控制的目的。
(2)串级均匀控制,串级均匀控制系统是通过控制器参数整定来实现的。
在串级均匀控制系统中,参数整定的目的不是使参数尽快回到给定值,而是要求在允许的范围内作缓慢变化。
总之,均匀控制系统的结构与定值控制系统相同,投运方法也—样,至于参数整定,只要明确了“均匀”的意义,也就不难进行。
均匀控制系统的控制器参数值一般都较大。
3、如何评价系统过渡过程?最大偏差或超调量:最大偏差指被调参数偏离给定值的最大值,若最大偏差大,则偏离时间长,不利于稳定生产,所以可作一个衡量系统稳定程度的指标。
最大偏差太大,同时出现多个干扰时危险增大。
余差:过渡过程终了时,被调参数所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差。
调节系统的余差表示的是系统调节精度。
衰减比:衰减振荡过程中第一、第二个波峰值之比。
它是衡量稳定性的指标,衰减比小于1:1的振荡是发散的,等于1:1时为等幅振荡,都不容许,为保持足够的稳定裕度,衰减比以4:1或10:1为宜。
过渡时间:从干扰产生作用起至被调参数重新建立新的平衡为止,过渡过程所经历的时间要绝对达到新稳态值,需要的过渡时间为无穷,现规定被调参数进入稳态值±5%或±3%以内的区域,并保持在此区域内即认为达到稳定值,过渡时间反映的是调节的速度指标。
《测量仪表及自动化》综合复习资料一、简答与名词解释1、简述压力仪表选型原则..2、简述需要进行热电偶冷端温度处理的原因及其方法..3、简述差压式流量计工作原理及其特点..4、简述弹簧管压力仪表工作原理及其组成..5、简述气动薄膜调节阀工作原理及其构成..6、简述科氏力式质量流量计流量计工作原理及其特点..7、简述变送器的含义以及两线制连接原理..8、什么是系统过渡过程有哪几种常见的过渡过程形式9、什么是调节规律简述常用的调节规律类型..10、简述电容式压力变送器的工作原理..1 1、如何评价系统过渡过程二、单项选择1、采用差压式液位计测量液位; 其差压变送器的零点a. 需要进行正迁移b. 需要进行负迁移c. 视安装情况而定2、比例度越小;余差就越a、越大b、越小c、不变3、测量高粘度、高温、压力较低设备中的液位;应选用下列哪种液位计a、浮筒式液位计b、浮球式液位计c、核辐射液位计4、校对0--1.6MPa;1.5级的工业压力表示时;应使用标准压力表a、0—1.6MPa;0.5级b、0—2.5MPa;0.35级c、0—4.0MPa;0.25级5、在管道上安装孔板时;如果将方向装反了会造成:a、差压计倒指示b、对差压计指示无影响c、差压计指示变大d、差压计指示变小6、某设备内的温度为 1000℃ ;要求测量误差小于或等于 5℃;应选下列哪一支温度计a、0~2500 ℃ 0.2 级b、0~1000 ℃ 0.2 级c、0~1600 ℃ 0.5 级7、仪表的变差不能超出仪表的a、相对误差b、引用误差c、允许误差8、下列哪种流量计与被测介质的密度无关a、差压式流量计b、涡街流量计c、转子流量计9、扭力管浮筒液面计的浮筒脱落;则仪表指示 ..a、最大b、最小c、不定10、与热电偶配用的自动电位差计;当输入端短路时;应显示a、下限值b、环境温度室温c、上限值三、填空1、测量误差按其产生原因的不同可分为系统误差、随机误差、粗大误差 ..2、常用的弹性元件有弹簧管、膜片、膜盒、波纹管等..3、气动仪表的统一信号范围是0.02—0.1MPa ;电动智能仪表的统一信号范围是4—20mA ..4、测量仪表的绝对误差是仪表测量值与真值之差..校验仪表时;所谓的“真值”一般由绝对误差比被校表小1/3 倍的标准表给出..5、在三种标准节流元件中压力损失最小的是 ..6、常用调节器调节规律有、、和四种..7、显示仪表按显示方式分有、、三种8、差压式流量计是在流通面积的情况下;测量不同流量时的不同来测流量..9、电磁流量计利用来测流量..10、物位概念有、、三种..11、浮球式液位计是一种液位计..12、双金属温度计是利用的原理来测温度;热电阻温度计是利用来测温度..13、热电偶是利用来测温度的;它所产生的热电势有和 ..14、自动电子电位差计的测量桥路上支路电流为 ;下支路电流为 ..15、热电偶温度计中的连接导线采用;在热电阻温度计中为消除导线电阻对测量的影响;通常采用普通导线连接..16、差压式流量计是利用方法测量流量..17、测量仪表一般有和两种结构形式..18、弹簧式压力表由、、和四部分组成..19、差压式流量计是利用方法测量流量;而转子前后的保持不变..20、系统负反馈的作用 ..21、比例度越大;则比例调节作用越 ; 余差就越 ..22、串级调节系统中主调节器的输出作为副调节器的给定;因此副调节器的给定方式应设置为方式..23、比值调节系统的实现方案有、、等..四、计算与分析题1、某测量范围0~1.6Mpa的压力表;校验时发现在真实值1.2Mpa处的绝对误差最大;为0.018Mpa..试计算并判断该表是否符合精度1.5级的要求2、有一个变化范围为320——360kPa的压力;如果用A、B两台压力变送器进行测量;那么在正常情况下哪一台的测量准确度高些压力变送器A:1级;0——600kPa..压力变送器B:1级;250——500kPa..3、现有一个加热炉被加热物料入口温度210℃;出口温度350℃;要求出口温度波动幅度不能超过±2℃;燃料采用渣油;来料压力较为平稳;现有如下要求:1、需要进行温度控制系统设计;要求画出你所设计的系统控制流程图和系统方框图..2、分析控制系统调节阀和调节器的正反作用;要求有分析过程..3、试选择调节器的调节规律;并说明理由..4、现有第一个工艺设备底部粘度较高的物料经离心泵抽出输送至第二个工艺设备进行进一步加工处理;第一个设备的底部液位需要保持稳定;并确保不会被抽空;第二个设备的进料流量又要求尽可能稳定;请问:1、如何设计控制系统才能实现上述控制要求;结合工艺设备及流程画出控制系统方框图2、系统被调参数和调节参数分别是什么3、分析控制系统调节阀和调节器的正反作用;要求有分析过程..4、试选择调节器的调节规律并说明原因;说明调节器参数设置原则..5、测量范围0~250℃的温度计;校验时某点上的绝对误差为2.5℃;变回差为4℃; 其它各点均小于此值;问此表的实际精度应是多少若原精度为1.0级;现在该仪表是否合格6、某人将镍铬-镍硅补偿导线极性接反;当电炉温度控制于800℃时;若热电偶接线盒处温度为50℃;仪表接线板处温度为40℃;问测量结果和实际相差多少已知:E800℃; 0=33.29mv E40℃; 0=1.61 mV E761℃; 0= 31.68 mVE841℃; 0=34. 9mv E50℃; 0=2.02 mV E741℃; 0=30.82 mV E742℃; 0=30.90mv7、一转子流量计用标准状态的水进行标定;量程范围为100~1000 l/h;转子材质为不锈钢密度为7.90g/cm3..现用来测量密度为0.791g/cm3的甲醇;问:体积流量密度校正系数K Q是多少流量计测甲醇的量程范围是多少8、一台精度等级为0.5级的测量仪表;量程为0~1000℃..在正常情况下进行校验;其最大绝对误差为6℃;求该仪表的最大引用误差、允许误差、仪表的精度是否合格..9、用K型热电偶测温..已知回路热电势为15.000mV;冷端温度20℃;试求热端温度..下列分度表数据可供选用:E20=0.798mV;E347=14.167mV;E348=14.208;E385=15.763mV;E386=15.805mV..10、某装置溶剂再生塔液面采用沉筒液面计测量;量程800mm;被测介质重度1.1gf/ cm3;现场如何用水换算校检参考答案:一、简答与名词解释1、简述压力仪表选型原则..答:型号、量程、精度选择(1)量程i 压力平稳:P量=P测*1.5;量程靠级:0~1.0;1.6;2.5;4;6;10×10MPaii波动范围大P量=P测*2.0下限选取:测量值大于1/3的量程;否则测量误差太大(2)精度选择:已知误差;先选出量程;求出引用误差;靠精度等级往高精度靠(3)型号:考虑测量介质的腐蚀性、温度等因素2、简述需要进行热电偶冷端温度处理的原因及其方法..原因:热电偶冷端温度不稳定会影响热电偶测量精度;通过冷端温度处理;可以提高测量准确度..方法:补偿导线法、冰浴法、冷端温度修正法、补偿电桥法3、简述差压式流量计工作原理及其特点..差压式质量流量计是指利用差压式体积流量计结合密度计进行运算;最终得到质量流量..特点:利用现成的体积流量计就可以实现质量流量测量..4、简述弹簧管压力仪表工作原理及其组成..采用弹簧管受压力变化而产生的不同变形位移来测量压力由弹簧管、拉杆扇形齿轮及中心齿轮、指针及表盘、游丝组成5、简述气动薄膜调节阀工作原理及其构成..根据控制信号的大小;利用成比例的压缩空气压力作用于薄膜上而产生推力;调节调节机构的开度由气动执行机构、调节机构构成6、简述科氏力式质量流量计流量计工作原理及其特点..科氏力f c=2mwu;由角速度和流动速度的矢量运算决定作用方向;科氏力表达式说明;当物体在以角速度w转动的参照系中做直线运动时;物体收到的科氏力与物体质量有关;利用此原理来测量质量流量..直接测量质量流量、流量精度高、可以同时测量质量流量和密度、稳定可靠..7、简述变送器的含义以及两线制连接原理..变送器:传感器+变换+输出电路组成;实现将被测参数成比例转换成标准统一信号;并能有限距离远传的功能..两线制:工作条件:1、变送器正常工作电流I≤Iomin4mA2、在下列电压条件下;变送器能保持正常工作VT≤Emin-IomaxRLmax+r3、变送器的最小有效功率P< IominEmin-IominRLmax8、什么是系统过渡过程有哪几种常见的过渡过程形式自调系统在动态过程中;被调参数不断变化;它随时间变化的过程即自调系统的过渡过程;是系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程..以阶跃干扰为代表;系统在阶跃干扰作用下的过渡过程:1、非周期过程:非周期衰减、发散2、周期过程:衰减振荡、发散振荡、等幅震荡9、什么是调节规律简述常用的调节规律类型..MV =fDV决定调节器在被调参数被干扰作用影响之后的输出信号变化规律就是调节规律..常用调节规律有四种:P、PI、PD、PID..10、简述电容式压力变送器的工作原理..利用差动电容传感器将差压变化转换成电容量变化;进而转化成4~20毫安电流输出..两线制:工作条件:1、变送器正常工作电流I≤Iomin4mA2、在下列电压条件下;变送器能保持正常工作 VT≤Emin-IomaxRLmax+r3、变送器的最小有效功率P< IominEmin-IominRLmax1 1、如何评价系统过渡过程希望余差尽量小;最大偏差小一些;过渡时间短一些;衰减比要适当..二、单项选择1、c2、b3、b4、b5、d6、c7、c8、b9、a 10、b三、填空1、测量误差按其产生原因的不同可分为系统误差、随机误差、粗大误差 ..2、常用的弹性元件有弹簧管、膜片、膜盒、波纹管等..3、气动仪表的统一信号范围是0.02—0.1MPa ;电动智能仪表的统一信号范围是4—20mA ..4、测量仪表的绝对误差是仪表测量值与真值之差..校验仪表时;所谓的“真值”一般由绝对误差比被校表小1/3 倍的标准表给出..5、文丘里管6、P、PI、PD、PID7、模拟式、数字式、图像显示式8、差压式流量计是在流通面积不变的情况下;测量不同流量时的不同差压来测流量..9、电磁流量计利用电磁感应来测流量..10、物位概念有液位、界位、料位三种..11、浮球式液位计是一种恒浮力液位计..12、双金属温度计是利用热胀冷缩的原理来测温度;热电阻温度计是利用电阻随温度变化来测温度..13、热电偶是利用热电效应来测温度的;它所产生的热电势有温差电势和接触电势 ..14、自动电子电位差计的测量桥路上支路电流为 4mA ;下支路电流为 2mA ..15、热电偶温度计中的连接导线采用补偿导线;在热电阻温度计中为消除导线电阻对测量的影响;通常采用三线制普通导线连接..16、差压式流量计是利用节流原理方法测量流量..17、开环、闭环;18、弹簧管、拉杆扇形齿轮中心齿轮、指针与表盘、游丝19、节流定面积变压差、压差20、稳定系统21、弱、大22、外给定23、开环比值、单闭环比值、双闭环比值四、计算与分析题1、q max =0.018/1.6×100%=1.125%实际精度为: 1.125 < 1.5级合格2、A表:a=1.0% * 600KPa = ±6KPaB表:a=1.0% * 500-250KPa = ±2.5KPaB表的测量允许误差小于A表测量允许误差;且量程合适;所以B表测量的准确度高..3、1控制系统流程图:方框图:2为了保证在事故状态下加热炉的安全;调节阀应在事故状态下关闭;因此因选择气开阀;调节器的正反作用选择依据系统的负反馈原则来选择;假设炉出口温度升高;应将阀门开度减少;气开阀要求调节器输出值减少;因此调节其应该选择反作用..3加热炉控制器的调节规律应选择PID或者PD调节规律;原因是加热炉控制系统具有较明显的滞后;加入微分调节可以改善调节质量..4、1应采用均匀调节系统;因为这种场合要求控制系统能够解决前后工序的供求矛盾;采用均匀调节系统可以照顾到前后设备的供求矛盾..2均匀调节系统通过对调节器参数的整定和设置来达到既能较稳定地控制液位又能兼顾抽出流量的下一设备的进料稳定性;可以将本均匀调节系统设置成简单控制系统;系统选择液位作为被调参数;抽出流量作为调节参数..3为了保证在事故状态下第一个设备的安全;调节阀应在事故状态下关闭;因此因选择气开阀;调节器的正反作用选择依据系统的负反馈原则来选择;假设液位升高;应将阀门开度增大以降低液位;气开阀要求调节器输出值增大;因此调节器应该选择正作用..4控制器的调节规律应选择PI 调节规律;原因是控制系统应进行较为平稳的调节过程;不希望出现剧烈的参数调节;而且调节器的参数应该放在较大的数值上;以减少调节作用的影响..5、q max =2.5/250×100%=1.0%h max =4/250×100%=1.6%实际精度为: 1.6 若原精度1.0级现不合格6、答:当补偿导线正确连接时;仪表实得电势为33.29mV800℃-1.61 mV40℃+ 1.61 mV =33.29 mV仪表含有冷端补偿措施;显示的温度值应为800℃如补偿导线接反;则仪表实得电势为33.29 mV800℃-2.02 mV50℃- 2.02 mV50℃-1.61 mV40℃ + 1.61 mV =32.47 mV仪表含有冷端补偿措施;查表并经插值得显示的温度值应为780.13℃和实际值相差-19.86℃+19.5℃7、答:因为甲醇的粘度系数与水的粘度相差不大;因此可以用下式计算密度校正系数K ρQ : K ρQ =测水水测ρρρρρρ⨯-⨯-)()(f c f式中 f ρ、测ρ、水ρ——分别为浮子密度、被测液体密度和标定液体的密度..K ρQ =791.00.10.190.7791.090.7⨯--=1.14量程范围用下式计算Q测= KρQ水Q⨯ Qm in测=1.14×100=114L/hQm ax测=1.14×1000=1140 L/h 所以;量程范围为114~1140L/h甲醇.8、解:1. 最大引用误差δ=6/1000-0×100%=0.6%;仪表基本误差=0.6%2.允许误差=±0.5%3.仪表精度不合格..该表的基本误差为0.6%;大于仪表允许误差±0.5%..9、Ekt; 20=Ekt; 0 - Ek20; 0=15mVEkt; 0=15mV+ Ek20; 0=15.798mVt = 385.5℃10、解:若校验0%;50%;100%三点;由于被测介质重度大于水的重度;所以无法实现全量程校验;只能实现水位相应高度的校验;按照下述公式计算对应高度水位时的变送器输出值:I出=4mA+1.0/1.1*H水/800*16mA因此:当H水=0时;I出=4mA当H水=400时;I出=11.27mA当H水=800时;I出=18.54mA即在校验时加入相应高度的水;记录变送器的输出是否为对应的计算值;否则应调整量程调整机构..。
中国石油大学(华东)22春“石油化工技术”《测量仪表及其自动化》作业考核题库高频考点版(参考答案)一.综合考核(共50题)1.关于射频导纳物位计,下列说法正确的是:()A.介质粘度变化会影响测量精度B.与介电常数变化无关C.主要适用于测量导电粘稠介质的液位D.输出信号是电容大小参考答案:C2.测量某设备的温度,温度为400℃,要求误差不大于4℃,下列哪支温度计最合适?()A.0~600℃,1.5级B.0~1500℃,0.5级C.0~800℃,0.5级D.0~400℃,0.2级参考答案:C3.仪表的变差不能超出仪表的()。
A.相对误差B.引用误差C.允许误差参考答案:C4.阀开度变化,流量随之成比例变化的是()阀。
A.直线流量特性B.等百分比流量特性C.抛物线流量特性D.快开流量特性5.下列仪表,安装在控制室的是:()A.变送器B.执行器C.控制器D.电/气转换器参考答案:C6.热电偶温度计中的连接导线采用补偿导线;在热电阻温度计中为消除导线电阻对测量的影响,通常采用()普通导线连接。
参考答案:三线制7.关于分辨力说法错误的是:()A.分辨力又称灵敏限B.分辨力说明了测量系统响应与分辨输入量微小变化的能力C.能稳定显示的位数越多,则分辨力越高,能检测出的输入量最小变化值越大D.分辨力有量纲参考答案:C8.在获得校验数据之后,通常需要计算仪表的()来判断仪表是否合格。
A.最大引用误差B.最大回差C.最大引用误差及最大回差D.灵敏度与分辨力参考答案:C9.B.阀阻比S减小,工作流量特性变差,可调比降低C.不影响阀阻比S参考答案:B10.浮球式液位计适合于如下哪一种情形的使用条件?()A.介质粘度高、压力低、温度高B.介质粘度高、压力低、温度低C.介质粘度低、压力高、温度低D.介质粘度高、压力高、温度低参考答案:A11.关于执行机构,下列说法错误的是:()A.产生推力和位移的装置B.输入是控制器输出的信号C.能够改变流量的装置参考答案:C12.关于薄膜式执行机构的正反作用下列说法错误的是:()A.控制器来的信号增大,推杆向下动作的是正作用执行机构B.输入增加,输出增加的是正作用执行机构C.信号压力从波纹膜片下方进入的是正作用执行机构参考答案:C13.仪表的测量误差是测量值和()之差。
仪表与自动化课后习题与答案1-3、自动控制系统主要由哪些环节组成?答:一个自动控制系统主要是由两大部分组成:一部分是起控制作用的全套仪表,称自动化装置,包括测量元件及变送器、控制器、执行器;另一部分是自动化装置所控制的生产设备。
1-5、在自动控制系统中,测量变装置、控制器、执行器各起什么作用?答:测量元件与变送器,用于测量液位,并将测得的液位转化成统一的标准信号输出。
控制器,接受测量变送器送来的信号并与工艺要求的液位高度进行比较,计算出偏差的大小,并按某种运算规律算出结果,再将此结果用标准信号发送至执行器。
执行器,它接受控制器传来的操作指令信号,改变阀门的开度以改变物料或能量的大小,从而起到控制作用。
1-8、图1-15为某列管式蒸汽加热器控制流程图。
试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意?答:PI-307:具有指示功能的压力表,该仪表就地安装,工号段为07。
TRC-303:具有记录功能的温度控制仪表,该仪表集中仪表盘面安装,工号段为3,仪表序号为07。
FRC-305:具有记录功能的流量控制仪表该仪表集中仪表盘面安装,工号段为3,仪表序号屡05。
1-11、图1-16所示为一反应温度控制系统示意图A、B两种物料进入反应器进行反应,通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。
试现出该温度控制系统的方块图,并指出该项系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么,并说明该温度控制系统是一个具有负反馈的团环系统。
答:被控对象:反应器;被控变量:反应器内的温度;操纵变量:冷却水流量;可能干扰:进料和冷却水的流量、压力和温度的改变当反应器内的被控温度在干扰作用下升高时,其测量值与给定值比较,获得偏差信号,经温度控制器运算处理后,输出控制信号去驱动控制阀,使其开度增大,冷却水流量增加,这样使反应器的温度降下来,所以该项温度控制系统为一个具有负反馈的闭环系统。
“测量仪表与自动化”教学方法改革的探索与实践作者:孙良涂玲来源:《中国电力教育》2013年第10期摘要:根据“测量仪表与自动化”课程特点和学生特点,进行课程教学方法的改革。
调整教学内容和顺序,帮助学生构建自上而下的知识体系;基于认知规律,采用分段进阶式的教学模式,引导学生内化知识,构建知识环节和知识点;让学生参与到教学过程中,提高学习的积极性。
教学实践表明,这些措施提高了课堂的教学效率。
关键词:测量仪表与自动化;认知规律;建构主义作者简介:孙良(1970-),女,黑龙江勃利人,中国石油大学信息与控制工程学院,副教授;涂玲(1979-),女,江苏邗江人,中国石油大学信息与控制工程学院,讲师。
(山东青岛 266580)中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0069-02自动化技术在石油生产和加工等过程中的普及,要求工艺操作人员必须熟练使用各种自动化工具以完成对生产过程的控制。
“测量仪表与自动化”课程就是针对中国石油大学(以下简称“我校”)化学工程、环境工程、热工、油气储运和建筑环境与设备等工艺专业开设的一门自动化技术普及课。
该课程实用性较强,学好这门课对学生在生产实践中充分发挥自动化工具的作用,实现对生产过程的监测和控制具有重要的意义。
一、课程教学方法改革的必要性1.课程的特点“测量仪表与自动化”是以生产过程测控系统构建为核心的一门课程,主要包括测控系统各组成部分的工作原理和使用方法,如各种参数的检测仪表、控制器和执行器等设备的工作原理和使用方法,还包括测控系统的构建方法,如控制方案的选择和实施等。
该课程的特点是内容广泛,涉及的知识面宽,除要求大学物理、高等数学和物理化学等基础知识外,还需要电工电子技术、计算机和网络等方面的知识。
这对工艺专业的学生来说,本课程内容与其所学的工艺类课程差别较大,如,知识点过于零散,系统性不强,测控系统各组成部分之间没有前后的因果关系,每部分的工作原理和使用方法都不同,给学生的学习造成一定的困难,学生也普遍反映该课较难理解,尤其复习时感到无从下手。
自动化仪表与过程控制第六版答案0-1自动化仪表是指哪一类仪表?什么叫单元组合式仪表?自动化仪表:是由若干自动化元件构成的,具有较完善功能的自动化技术工具单元组合式调节仪表:由具有不同功能的若干单元仪表按调节系统具体要求组合而成的自动调节仪表0-2 DDZ-I型与DDZ-I型仪表的电压,电流信号输出标准是什么?在现场与控制室之间采用直流电流传输信号有什么好处?P5第二段0-3什么叫两线制变送器?它与传统的四线制变送器相比有什么优点?试举例画出两线制变送器的基本结构,说明其必要的组成部分?P5~60-4什么是仪表的精确度﹖试问一台量程为-100~100C,精确度为0.5级的测量仪表,在量程范围内的最大误差为多少?一般选用相对误差评定,看相对百分比,相对误差越小精度越高x/(100+100)=0.5% x=1摄氏度1-1试述热电偶的测温原理,工业上常用的测温热电偶有哪几种?什么叫热电偶的分度号?在什么情况下要使用补偿导线?答:a、当两种不同的导体或半导体连接成闭合回路时,若两个接点温度不同,回路中就会出现热电动势,并产生电流。
b、铂极其合金,镍铬-镍硅,镍铬-康铜,铜-康铜。
c、分度号是用来反应温度传感器在测量温度范围内温度变化为传感器电压或电阻值变化的标准数列。
d、在电路中引入一个随冷端温度变化的附加电动势时,自动补偿冷端温度变化,以保证测量精度,为了节约,作为热偶丝在低温区的替代品。
1-2热电阻测温有什么特点?为什么热电阻要用三线接法?答: a、在-200到+500摄氏度范围内精度高,性能稳定可靠,不需要冷端温度补偿,测温范围比热电偶低,存在非线性。
b、连接导线为铜线,环境温度变化,则阻值变,若采用平衡电桥三线连接,连线R使桥路电阻变化相同,则桥路的输出不变,即确保检流计的输出为被测温度的输出。
1-3说明热电偶温度变送器的基本结构,工作原理以及实现冷端温度补偿的方法。
在什么情况下要做零点迁移?答:a、结构:其核心是一个直流低电平电压-电流变换器,大体上都可分为输入电路、放大电路及反馈电路三部分。
《测量仪表与自动化》 信息与控制工程学院
测量仪表及自动化
Chemical Instrumentation and Automation
涂玲 中国石油大学(华东)
山东青岛黄岛区长江西路66号 266580
《测量仪表与自动化》
过程控制工程 (12~16)()
过程测量仪表 (01~07) 一 二 三
过程控制仪表 (08~11) 主要内容
《测量仪表与自动化》
n⏹ 压力概述 n⏹ 弹性式压力计 n⏹ 变送器 n⏹ 压力(差压)变送器 n⏹ 压力仪表的选用、安装与校验
0 1 2 3 4
02 压
力测量及变送
02-3 变送器
《测量仪表与自动化》 1. 变送器(TRANSMITTER)的作用——“变”+“送”
将各种非电量的工艺参数(P、 L 、T、F…),变换成统一标准信号(4~
20mA、20KPa~100KPa、0~10mA),供显示、记录、控制、运算、报警等
“变”——将各种从传感器来的物
理量,转变为一种电信号。
如:利用
热电偶,将温度转变为电势。
电信号
最容易处理,现代变送器均将各种物
理信号,转变成电信号。
1. 变送器(TRANSMITTER)的作用——“变”+“送”
将各种非电量的工艺参数(P、 L 、T、F…),变换成统一标准信号(4~
20mA、20KPa~100KPa、0~10mA),供显示、记录、控制、运算、报警等
“送”——将各种已变成的电信号,为了
便于其他仪表或控制装置接收和传送,又
一次通过电子线路,将传感器来的电信号
,统一化(如4-20MA)。
通过多个运算
放大器来实现。
2. 变送器的发展史
输出信号 能源
气动变送器: 20~100KPa 140KPa 70-80年代中 电动变送器:电Ⅱ型 0~10mA; 220VAC 80中-90初 电Ⅲ型 4~20mA 24VDC 90初---
3. 变送器输入输出之间的关系
输入:X min ~ X max 变送器测量范围 L =X max ― X min 变送器量程 输出:Y min ~ Y max 输出信号范围
不同类型的变送器,其能源及输出的 标准信号范围不同。
• 变送器输出与测量值的换算关系(线性):
Xmin Xmax X
0 Y
Ymax
Ymin min
min max min max min
O O Y )Y Y (X X X X )P I (Y +−×−−=或
3. 变送器输入输出之间的关系
输入:X min~ X max变送器测量范围 L =X max― X min 变送器量程 输出:Y min~ Y max 输出信号范围
不同类型的变送器,其能源及输出的
标准信号范围不同。
• 测量值与变送器输出的换算(线性):
min
min
max
min
max
min X
)
X
X
(
Y
Y
Y
Y
X+
−
×
−
−
=
Xmin Xmax X
Y
Ymax
Ymin
3. 变送器输入输出之间的关系
min
min max min
max min
O O Y )Y Y (X X X X )P I (Y +−×−−=或min
min max min
max min
X )X X (Y Y Y Y X +−×−−=例:一台电Ⅲ型压力变送器,测量范围2~10MPa ,从控制室测得信号为12mA 时,所测压力是多少? 当所测压力为7.6MPa 时,输出为多少mA?
)MPa ()(X 622104
204
12=+−×−−=I o =
7.6−210−2×(20−4)+4=15.2(mA )
4. 变送器的连线方式
(1)四线制—四根导线与变送器相连。
两根为电源线,两根为信号线 电动Ⅱ 电动Ⅲ
电源: 220VAC 24VDC
信号: 0~10mA 4~20mA 存在问题:电缆成本高,故障率高 现场需考虑仪表供电问题 变
送
器
电
源
220VAC or 24V
R
现场 控制室
4-20mA or 0-10mA
+
-
+
-
+
-
+
-二次仪表
一次仪表
4. 变送器的连线方式
(2)二线制
两根导线与现场变送器相连(即是电
源线又是信号线,电源与负载串联接入变送器)
电动Ⅲ—24VDC 4~20mA
变
送
器
电
源
24V
R
现场 控制室
4-20mA
+
-
+
-
一次仪表
二次仪表
4. 变送器的连线方式 (2)二线制
4. 变送器的连线方式
(2)二线制(信号范围为4~20mA)
1. 由于电流信号不易受干扰,且便于远距离传输(可以不考虑线路压降),所以工业中多采用电流输出型一次仪表。
2. 信号不占用0~4mA这一范围,有利于判断线路故障(开路)或仪表故障; 变
送
器
电
源
24V
R
现场 控制室
4-20mA
+
-+
-
一次仪表
二次仪表
4. 变送器的连线方式
(2)二线制(信号范围为4~20mA) 3.一次仪表内部均采用微电流集成电路,
总的耗电还不到4mA,因此还能利用0~4mA这一部分“本底电流”为一次仪表的内部电路提供工作电流,使一次仪表有可能成为“两线制仪表”。
变
送
器
电
源
24V
R
现场 控制室
4-20mA
+
-
+
-
一次仪表
二次仪表
4. 变送器的连线方式
(3)三线制
部分仪表由于传感器需要的供电电
流较大,二线制的电流不够,所以采用三线制,即将四线制的电源地与信号地共用一根线。
变
送
器
电
源
24V +
-
R
现场 控制室
4-20mA or0-10mA
+
-
A
一次仪表
二次仪表
《测量仪表与自动化》 感谢聆听休息⼀一下。