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1、仪表基础知识仪表基础知识20122012年年1010月月东瑞电仪东瑞电仪目目 录：录：2误差基本知识误差基本知识3流量测量仪表流量测量仪表4压力测量仪表压力测量仪表仪表的发展与分类仪表的发展与分类15液位测量仪表液位测量仪表6温度测量温度测量仪表仪表7控制阀控制阀一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.1 仪表的发展历史 仪表发展已有悠久的历史。据韩非子有度记载，中国在战国时期已有了利用天然磁铁制成的指南仪器，称为司南。古代的仪器在很长的历史时期中多属用以定向、计时或供度量衡用的简单仪器。 1718世纪，欧洲的一些物理学家开始利用电流与磁场作用力的原理制成简单的检流计；利用光学透镜制成的望

2、远镜，奠定了电学和光学仪器的基础。其它一些用于测量和观察的各种仪器也遂逐渐得到了发展。 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，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。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。一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类1.2 仪表分类 1.2.1 检测和过程控制仪表的分类方法很多，根据不同原则可以进行相应的分类： 按仪表所使用的能源分类:气动、电动、液动仪表； 按组合形式:基地是仪表、单元组合仪表、综合控制装置； 按仪表安装形式:现场仪表、盘装仪表和架装仪表； 根据仪表有无引进微处理器

3、又可分为:智能仪表和非智能仪表； 按仪表信号形式:模拟仪表和数字仪表。1.2.2 检测与过程控制仪表最通用的分类方法是按仪表在测量与控制系统中的作用进行划分,一般分为检测仪表、显示仪表、调节仪表和执行器。 检测仪表根据被测变量的不同,可分为温度检测仪表、压力检测仪表、 流量检测仪表、物位检测仪表和分析仪表. 显示仪表分为记录仪表和指示仪表.模拟仪表和数字仪表.记录仪分 为有纸记录和无纸记录.通常使用无纸记录. 调节仪表分为基地式调节仪表和单元组合式调节仪表，由于微处理 机的引入,又有可编程调节器与固定程序调节器。执行器由执行机构和调节阀两部分组成： 执行机构按能源分:气动.电动和液动执行器 按

4、结构形式分:薄膜式,活塞式和长行程执行机构.调节阀分类，根据其结构特点分:直通单座.直通双座.三通阀.角形阀. 隔膜阀.蝶阀.球阀.偏心旋转阀.套 筒阀.阀体分离法.高压阀等. 按流量特性分:直线.对数(等百分比).抛物线和快开等.一、仪表的发展与分类一、仪表的发展与分类二、误差二、误差误差的概念误差的概念1原因：产生系统误差的主要原因是仪表本身的缺陷原因：产生系统误差的主要原因是仪表本身的缺陷, 使用方法不正确使用方法不正确,使用者的习惯与偏向使用者的习惯与偏向,因环境因环境 条件的变化等。条件的变化等。误差误差错误错误误差的定义及分类2.2按按误差数值表示方法误差数值表示方法分为：分为：绝

5、对绝对误差、相对误差、引用误差误差、相对误差、引用误差a绝对误差绝对误差=测量值测量值-真值（真值（用来用来表示测量精度）表示测量精度）b相对误差是相对误差是绝对绝对误差与被测量值之比误差与被测量值之比,常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示. 相对误差相对误差=绝对绝对误差误差/仪表示值仪表示值*100%c引用误差引用误差:是是绝对绝对误差与仪表量程之比误差与仪表量程之比,以百分数表示以百分数表示.2.1是在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异是在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异问问我们常说的仪表超差应该怎么理解我们常说的

6、仪表超差应该怎么理解?答答例如：一流量计测量为例如：一流量计测量为500M3/h,仪表精度为仪表精度为1.0.那么该那么该表在正常情况下表在正常情况下,测量偏差在测量偏差在5M3,都是允许的都是允许的,如果两如果两台仪表台仪表,那么有可能最大就相差那么有可能最大就相差10M3/h。仪表超差的理解3.2温度变送器温度变送器:0.5、1.0 。铂电阻。铂电阻:A、B级级 A:(0.15+0.002 |t| ) B: (0.30+0.002 |t| )3.3涡街流量计涡街流量计:测气体测气体1.5、测液体、测液体1.03.1压力表压力表:1.6级（级（1.5）、）、2.5级级 压力变送器压力变送器:

7、0.5级级3.4质量流量计质量流量计:0.1 电磁流量计电磁流量计:1.0 转子流量计转子流量计:1.63.5差压式流量计：按类型不同，根据传感器及差压变送器精度来确差压式流量计：按类型不同，根据传感器及差压变送器精度来确定，一般为定，一般为 (1.0-2.0)FS。3.6液位计：一般按液位计：一般按mm来计来计, 雷达雷达(3mm,计量级雷达可达到计量级雷达可达到1mm),磁致伸缩液位计磁致伸缩液位计:0.01.3、常见仪表的精度等级:压力压力2垂直作用在物体表面上的力垂直作用在物体表面上的力 三、压力测量P绝压绝压(绝对零压为基准来表示的压力绝对零压为基准来表示的压力)P表压表压(以大气压

8、为基准来表示的压力以大气压为基准来表示的压力)P负压（真空度）被测流体的绝对压力负压（真空度）被测流体的绝对压力低于大气压时压力表测得的压力低于大气压时压力表测得的压力P绝压绝压1大气压力线大气压力线绝对零压绝对零压(绝对真绝对真空下的压力空下的压力)3.1 表压、绝对压力、负压（真空度）的关系表压、绝对压力、负压（真空度）的关系3.2 压力测量基本知识法定计量单位是法定计量单位是Pa，1Pa=1N/m2， 压力的法定工程单位还有：压力的法定工程单位还有：MPa、kPa、非法定工程单位：非法定工程单位：kgf/cm2、atm、mmH2O、mmHg、bar等等压力单位压力单位压力表分类压力表分类

9、普通压力表、真空压力表、隔膜压力表、普通压力表、真空压力表、隔膜压力表、耐振压力表等耐振压力表等表压变送器、绝压变送器、差压变送器、表压变送器、绝压变送器、差压变送器、液位压力变送器、流量差压变送器液位压力变送器、流量差压变送器压力变送器种压力变送器种类类现场压力表，从表盘直径看最常见的有60mm,100mm,150mm 三种规格。从接口看最常见的有M20X1.5, 1/2NPT, 法兰连接（有法兰尺寸和耐压等级要求）3.3 压力表电接点压力表一般有双节点作为报警、或启泵的条件。压力开关压力开关1、压力开关是一种简单的（压力控制装置），当被测压力达到额定值时，压力开关可发出（警报或控制）信号。

10、 2、压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端（产生位移），直接或经过比较后推动（开关元件），改变（开关元件）的通断状态，达到控制被测压力的目的。 3.压力开关采用的弹性元件有（单圈弹簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波纹管）等。 开关元件有（磁性开关）、（水银开关）、（微动开关）等。 4.压力开关的开关形式有（常开式）和（常闭式）两种。 5、压力开关的调节方式有（两位式）和（三位式）两种。 6.压力开关的参数可调，依实际使用压力范围调节 3.4 压力变送器 压力变送器主要用于连续测量管线和设备上的压力，然后经变送器将所测压力转换为420mA的输出信号。 对液体流量测量，变送

11、器应被安装得低于管道取压口位置。对气体流量测量，变送器应被安装得高于管道取压口位置。最具有代表性的压力变送器：1、EJA川仪横河（重庆川仪），通讯时叠加Brain或Hart协议的数字信号。2、Rosemount（中国北京远东）通讯时叠加Hart协议的数字信号。通讯时有专用的手操器，可以在主控室、现场进行仪表的组态。艾默生公司生产的375手操器不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析，不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析，按被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘度、腐按被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘度、腐蚀性、易燃和易爆程度等来选择使用。如氧气

12、表、乙炔表，带蚀性、易燃和易爆程度等来选择使用。如氧气表、乙炔表，带有有“禁油禁油”标志，专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压标志，专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压力表、隔膜压力表等力表、隔膜压力表等 开表时要慢，避免瞬间高压力的冲击。应该看表盘指示压力将开表时要慢，避免瞬间高压力的冲击。应该看表盘指示压力将根步阀慢慢打开，尤其对小量程表根步阀慢慢打开，尤其对小量程表kPa表更是如此（不可修表更是如此（不可修复）。复）。 注意连接规格：注意连接规格： 东瑞化工常用的有两种规格，东瑞化工常用的有两种规格，M20*1.5（垫密封）和（垫密封）和DN25法法 兰连接兰连接3.5应用中注意事项

13、流量流量2单位时间内流过管道某截面的单位时间内流过管道某截面的体积或质量体积或质量 四、流量测量 工业上常用的流量仪表可分为三大类： （1）速度式流量计：以测量流体在管道中的流速作为测量依 据来计算的仪表。 （2）容积式流量计：它以单位时间内所排出的流体固定容积 的数目作为测量依据。 (3) 质量式流量计：它依据科里奥利力原理直接量质量流量。4.1 分类 2转子流量计转子流量计玻璃转子流量计、金属转子流量计玻璃转子流量计、金属转子流量计3涡街流量计涡街流量计4质量流量计质量流量计差压式流量计差压式流量计标准孔板、威力巴、锥形管、楔式标准孔板、威力巴、锥形管、楔式15电磁流量计电磁流量计常见的几

14、大流量测量仪表4.1.1 差压式流量计 充满管道的流体,当它流经管道内的节流件时,流束将在节流件处形成局部收缩,因而流速增加,静压力降低,于是在节流件前后便产生差压.流体流量愈大,产生的差压愈大,这样可依据差压来测量流量的大小.这种方法是以流体连续性方程(质量守恒定律)和伯努力方程(能量守恒定律)为基础的.4.1.1.1测量原理（以标准孔板为例）：流体必须满管连续运行流体必须满管连续运行流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上是均匀单相的，流体必须是牛顿流体、在物理学上和热力学上是均匀单相的，流体流经节流装置时不发生相变流体流经节流装置时不发生相变流体流量基本不随时间变化、不适用于脉动流和临界

15、流工况流体流量基本不随时间变化、不适用于脉动流和临界流工况流体流经节流件前流束必须与管道轴线平行且不得有旋转流流体流经节流件前流束必须与管道轴线平行且不得有旋转流流体流动工况应是紊流、雷诺数需在一定范围内且无旋涡流体流动工况应是紊流、雷诺数需在一定范围内且无旋涡4.1.1.2 孔板节流装置流量计的应用节流装置安装要求有足够的直管段要求节流装置安装要求有足够的直管段要求,一般前一般前10D后后5D,为保证为保证正常测量正常测量,前直管段最好为前直管段最好为30-50D新装管道系统必须在吹扫合格后才能安装孔板，孔板的锐角应迎新装管道系统必须在吹扫合格后才能安装孔板，孔板的锐角应迎着流向着流向测量气

16、体时，取压口应在管道上部与管道中垂线成测量气体时，取压口应在管道上部与管道中垂线成45度的夹角范度的夹角范围内；测量蒸汽时，取压口应在管道上部与管道水平中心线成围内；测量蒸汽时，取压口应在管道上部与管道水平中心线成45度的夹角范围内；测量液体时，取压口应在管道下部与管道水平度的夹角范围内；测量液体时，取压口应在管道下部与管道水平中心线成中心线成45度的夹角范围内。度的夹角范围内。测量气体（或液体）的水平导压管应有排除冷凝液体（或气体）测量气体（或液体）的水平导压管应有排除冷凝液体（或气体）的配管坡度的配管坡度1：101：1004.1.1.3 孔板节流装置流量计的使用流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、流量计投用前，应检查其安装是否符合要求、管道是否吹洗干净、压力试验是否已完成压力试验是否已完成投用后保证流量计在其有效测量范围内平稳运行投用后保证流量计在其有效测量范围内平稳运行流量计投用步骤为：流量计投用步骤为： 检查二次阀和排污阀应关闭，平衡阀应打检查二次阀和排污阀应关闭，平衡阀应打开开 稍开一次根部阀，检查导压管系统是否泄漏，不漏则全开稍开一次根部阀，检查导压管