自动化仪表培训内容[1]

三、自动化仪表基础知识 1、测量

测量就是为取得未知参数而做的，包括测量的误差分析和数据处理等计算在内的全部工作。从计量学的角度讲，测量就是利用实验手段，把待测量与已知的同性质的标准量进行直接或间接的比较，将已知量作为计量单位，确定两者的比值，从而得到被测量量值的过程。其目的是获得被测对象的确定量值，关键是进行比较。 L = x / b

X——被测量，b——标准量，L——所得被测量值， 例如：米尺量身高。 2、误差

按误差数值表示的方法，误差可以分为绝对误差、相对误差、引用误差。 绝对误差是指仪表的测量值与被测变量真实值之差；即绝对误差＝测量值-真值。 相对误差是绝对误差与实际值之比的百分数，相对误差＝绝对误差/实际值×100%

引用误差是指绝对误差与测量表量程的比值，以百分比表示。 引用误差＝绝对误差/量程×100%

3、精度等级

仪表精确度简言之就是仪表测量值接近真值的准确程度，通常用相对百分误差来表示．我国目前规定的准确度等级有0.005、0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0等级别。

例子：有两台测温仪表其测量范围分别是0～800℃和600～1100℃，已知其最大测量误差均为±6℃，试分别确定它们的精度等级。 答案：根据基本误差δm＝△Max/(AMax-AMin)×100% 可得：

δm＝6/(800－0)×100%＝0.75% δm＝6/(1100－600)×100%＝1.2%

根据仪表的精度等级系列，测量范围是0～800℃的测温仪表应定为1级精度，测量范围是600～1100℃的测温仪表应定为1.5级精度。

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4、请翻译Automatic measurement technology的中文表达意义。 答案：自动检测技术。 5、检定

答案：检定是为评定计量器具的计量性能(准确度、稳定度、灵敏度等)，并确定其是否合格所进行的全部工作。 6、校准

答案：校准是确定计量器具示值误差(必要时也包括确定其他计量性能)的全部工作。

7、仪表的品质指标主要包括哪些内容？

答案：主要包括量程、精度、非线性度、变差、灵敏度、动态特性等。 四、典型仪表介绍 （一）热电偶 1、热电偶工作原理：

两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。

热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度

的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）； 冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。 2、逐一说明7种工业热电偶的型号、分度号、测量范围。 答案：

（1）铂铑10-铂热电偶，分度号Ｓ，可在0～1300℃长期工作，短时可到1600℃。

（2）铂铑30-铂铑6热电偶，分度号Ｂ，可在0～1600℃长期工作，短时可到1800℃。

（3）镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶，分度号K，测量范围0～1300℃，分度曲线更接近线性，热电动势高。

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（4）铜-康铜热电偶，分度号Ｔ，可工作在-200～400℃，特点是精度高，稳定性好，低温时灵敏度高。

（5）镍铬-铜镍热电偶，分度号为Ｅ，测量范围-200～900℃，特点是稳定性好，灵敏度高和价格低廉等。

（6）铁-铜镍热电偶，分度号J，使用温度-40～750℃。在700℃以下线性好，灵敏度高。

（7）铂铑13-铂热电偶，分度号R，使用温度0～1300℃，短时可到1600℃ 3、补偿导线

答案：由于过程控制技术的发展，需要把热电偶的热电极延长接入控制室，但直接延长热电极很不经济，所以人们找到了在一定温度范围内热电特性与所配热电偶相同而且价格便宜的一对导线，叫做补偿导线。 4、热电偶测温时为什么需要进行冷端温度补偿？

答案：热电偶热电动势的大小与其两端的温度有关，其温度—热电动势关系曲线是在冷端温度为0℃时分度的。在实际应用中，由于热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以测温中的冷端温度不可能保持在0℃不变，也不可能固定在某个温度不变，而热电偶电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度。所以如果冷端温度自由变化，必然会引起测温误差。为了消除这种误差必须进行冷端温度补偿。

（二）热电阻

1、原理：热电阻是利用物质在温度变化时，其电阻也随着发生变化的特征来测量温度的。当阻值变化时，工作仪表便显示出热电势所对应的温度值。 2、工业上常用的热电阻有哪两种?它们的分度号是什么?测量范围是多少?0度时标称电阻值R0是多少?

答案：工业上常用的热电阻有两种，即铜热电阻和铂热电阻。

铜热电阻测温范围为负50到正150度，铂热电阻测温范围为负200度到正850

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度，铜热电阻的分度号是CU50和CU100，0度时的标称电阻值分别为50欧和100欧。铂热电阻分为A级和B级，它们的分度号都是PT10和PT100，其0度的标称电阻值分别为10欧和100欧 3、三线制

答案：为了减小热电阻比测量仪表之间连接导线电阻因环境温度变化所引起的测量误差，将热电阻比测量桥路用三根导线连接起来。

（三）流量

1、流量、瞬时流量、累积流量

流量即流经管道横截面介质的体积或质量数。

流体在单位时间内通过管道某一截面的数量，按计算流体数量的方法的不同流量可分为质量流量和体积流量。

工程技术上常有瞬时流量与累积流量之说。

瞬时流量是指单位时间内流过管道横截面介质的体积或质量数。 累积流量是指在一定时间间隔内流过某管道截面的介质总量。 2、气体流量测量为什么进行温度压力补偿？

答案：因为密度ρ是压力和温度的函数，当被测流体为气体时，其密度受压力温度的影响更大。而节流装置的设计是将密度作为定值处理的。因此，当被测气体的实际压力温度偏离设计值时，则必须要对其被测量进行补偿。 3、简述电磁流量计的测量原理？

答案：电磁流量计是根据法拉第电磁感应原理制成的一种流量计，当被测导电液体流过管道时，切割磁力线，于是在和磁场及流动方向垂直的方向上产生感应电势，其值和被测流体的流速成比例。因此测量感应电势就可以测出被测导电液体的流量。

4、为什么电磁流量计不能应用在脱盐水的流量测量？

答案：电磁流量计是基于电磁感应定律工作的流量测量仪表，它适用用于测量具有一定电导率的液体的体积流量，而脱盐水的电导率低于电磁流量计对电导率的最低限，因此不能选用电磁流量计来测量脱盐水的流量；

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