检测仪表1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Process Control&Instrumentation Technology,主要内容,检测仪表功能,检测仪表的原理性组成,气动、电动仪表信号标准,测量误差,真值、约定真值、相对真值,仪表读数误差、绝对误差、相对误差、折合误差、基本误差、附加误差,测量精度等级,仪表灵敏度、仪表灵敏限,测量变送中的几个主要问题,测量信号的处理,检测仪表功能及组成,功能：确定被测参数的量值,组成：,传感器（含敏感元件）：检测仪表中的首要部件，它直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触）。感受被测参数的变化，并发出与之相适应的信号（压力变化、电阻变化等）。,变送器：能输出标准信号的传感器。,气动、电动仪表信号标准,电动仪表：,4-20mA,，,DC,（,远距离）；,1-5V,，,DC,（,柜内传输）,气动仪表：,20-100Kpa,对传感器的三个要求,高准确性，传感器的输出信号与被测参数成严格的单值函数关系。,高稳定性，不受时间或环境温度变化等因素的影响。,高灵敏度，被测参数微小变化时，输出量变化明显。,测量误差与真值,测量误差：测量值与真实值之间存在的差别,真值：一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想的概念，一般是无法得到的。,在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。,约定真值与相对真值,约定真值：一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。,实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。,相对真值：指当高一级标准器的误差仅为低一级的,1/3,以下时，可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。,仪表读数误差,读数误差的实质，是仪表读数与被测参数真实值之差。,仪表的读数误差只能是读数与约定真值或相对真值之差。,=M-A,读数绝对误差；,M,仪表读数；,A,约定真值或相对真值。,仪表绝对误差与相对误差,绝对误差：在测量范围内，各读数误差的最大值。,相对误差：仪表的绝对误差与真值的百分比。,引用误差：绝对误差与仪表量程的百分比,仪表基本误差,这是指在仪表制造厂保证的条件下仪表的相对误差值，即规定使用条件下的相对误差。,规定使用条件：包括温度、相对湿度、电源电压、安装方式等。,仪表的附加误差,附加误差是仪表在非规定的参比工作条件下使用时另外产生的误差。,如电源波动附加误差，温度附加误差等。,仪表精度等级,又称准确度级，是按国家统一规定的允许误差大小划分成的等级。,我国仪表精度等级有：,0.001,、,0.005,、,0.02,、,0.05,、,0.1,、,0.2,、,0.4,、,0.5,、,1.0,、,1.5,、,2.5,、,4.0,等。,级数越小，精度（准确度）就越高。,科学实验用的仪表精度等级在,0.05,级以上；工业检测用仪表多在,0.1,4.0,级，其中校验用的标准表多为,0.1,或,0.2,级，现场用多为,0.5,4.0,级。,仪表的灵敏度,仪表的灵敏度是表达仪表对被测参数变化的灵敏程度。,它是指仪表在达到稳定状态以后，仪表输出信号变化,与引起此输出信号变化的被测参数（输入信号）变化量,x,之比，用,S,表示灵敏度,仪表的灵敏限,指能够引起仪表指示值（输出信号）发出变化（动作）的被测参数（输入信号）的最小（极限）变化量。,与灵敏度是不同的概念。,测量变送中的几个主要问题,纯滞后问题,由于测量元件安装位置不当及测量仪表本身特性等容易引入纯滞后。,测量滞后问题,主要由测量元件本身的特性造成。在系统设计中可选用快速测量元件。,信号传送滞后问题,主要是指,QDZ,仪表气压信号在管路传送过程中所造成的滞后。,测量信号的处理,测量信号的校正,测量信号噪声（干扰）的滤波,低通,高通,带通,对测量信号进行线性化处理,例题,1,某压力表刻度,0,100kPa,，,在,50kPa,处测量值为,49.5kPa,，,求在,50kPa,处仪表示值的绝对误差、示值相对误差和示值引用误差？,例题,1,仪表示值的绝对误差：,仪表示值的相对误差：,仪 表 示 值 的 引 用 误 差：,例题,2,下图是乙烯裂解气温度控制系统。采用液态丙烯，使其汽化吸收热量以冷却乙烯裂解气。调节气态丙烯流量使温度控制在（,151.5,）。,例题,2,指出系统中被控对象、被控变量和操纵变量各是什么？,试画出该控制系统的组成方块图。,试比较示意图和方块图，说明操纵变量的信号流向与物料的实际流动方向不同。,例题,2,被控对象为丙烯冷却器；被控变量为乙烯裂解气的出口温度；操纵变量为气态丙烯的流量。,在 示 意 图 中，气 态 丙 烯 的 流 向 是 由 丙 烯 冷 却 器 流 出。而 在 方 块 图 中，气 态 丙 烯 作 为 操 纵 变 量，其 信 号 的 流 向 是 指 向 丙 烯 冷 却 器 的。,例题,3,某换热器的温度控制系统方块图如下图。系统的被控变量为出口物料温度，要求保持在（,20020,），操纵变量为加热蒸汽的流量。,例题,3,说明图中,R,、,E,、,Q,、,C,、,F,所代表的专业术语内容。,说明,Z,、,I,、,P,的信号范围。,气动执行器的输入、输出各是什么物理量？,例题,3,R,为给定值，,E,为偏差（,E=R-Z,），,Q,为操纵变量，,C,为被控变量，,F,为干扰变量。,Z,的信号范围为,4,20mA DC,，,I,的信号范围亦为,4,20mA DC,，,P,的信号范围为,20,100kPa,。,气动执行器的输入信号为,20,100kPa,的气压信号，输出信号为加热蒸汽的流量。,