仪表知识

©ABBGroup-2-26-Jan-20培训内容•测量仪表的基本概念•温度测量•压力测量©ABBGroup-3-26-Jan-20测量仪表的基本概念•测量误差的概念•用sensor进行测量时，所测量出来的数值与被测量的实际值之间的差值•任何测试系统的测量结果都有一定的误差，即所谓的精度。一般来说，不存在没有误差的测量结果，也不存在没有精度要求的测试系统，精度（误差）是一项重要的技术指标。©ABBGroup-4-26-Jan-20误差的分类按表示方法分类1、绝对误差示值与被测量真值之间的差值。△x＝x-A(绝对误差一般只适用于标准器具的校准）2、相对误差绝对误差与被测量的约定值之比r＝△x/AX100%(比绝对误差更能确切的说明测量质量)©ABBGroup-5-26-Jan-20误差的分类按照误差的出现规律分类1、系统误差表现一个测量结果偏离真值或者实际值的程度，主要由：材料、零部件及工艺缺陷、环境温度、湿度、压力变化以及其他外界干扰。系统误差越小，测量就越正确。系统误差代表正确度2、随机误差表现测量结果的分散性，是由很多复杂因素的微小变化的总和所引起的。随机误差越小，精密度越高。随机误差代表精确度©ABBGroup-6-26-Jan-20仪表的质量指标衡量仪表性能的三项指标：精确度、变差、灵敏度。1、精确度测量值与实际值的差异程度，表示测量误差的大小精确度＝（测量值－实际值）/（标尺的上限－标尺的下限）％从公式中可看出，仪表的精确度不仅与绝对误差有关，也和测量的范围有关；绝对误差大，相对百分误差就大，仪表的精度就低；如果绝对误差相同的两块仪表，其测量范围不同，那么测量范围大的仪表相对百分误差就小，仪表的精度就越高；精确度是仪表的一个重要的质量指标，常用精度等级来规范表述，一般分为以下几个等级：0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5；©ABBGroup-7-26-Jan-20仪表的质量指标2、灵敏度仪表对被测参数变化的灵敏程度，或者说对被测参数变化的反应能力，是在稳态下，输出变化量增量与输入变化量的增量之比；灵敏度＝输出变化量增量/输入变化量增量有时也会称之为“”放大比“，是仪表静特性曲线上各点的斜率；显而易见，增大放大倍数就可提高灵敏度，但单纯改变灵敏度并不是提高了仪表本身的基本性能，反而容易出现振荡的现象，造成输出的不稳定；所以仪表的灵敏度应保持在适当的量。在过程控制中，大部分的仪表均用于检测而并非计量，所以，往往其稳定性和可靠性更为重要。©ABBGroup-8-26-Jan-20仪表的质量指标3、变差（稳定性）输入输出特性曲线对理论线性特性的偏离程度，仪表正向（上升）特性与反向（下降）特性差异程度。非线性误差＝（实际值与理论值的最大绝对误差值）/（标尺上限－标尺下限）X100％©ABBGroup-9-26-Jan-20TEMPERATURE（温度）测量温度是工业过程中重要的物理属性。50%的工业测量都是温度测量。©ABBGroup-10-26-Jan-20TemperatureOrderingandInstallationHowItWorksMainFeatures温度是工业过程中重要的物理属性。50%的工业测量都是温度测量。©ABBGroup-11-26-Jan-20工作原理–温度感测温度检测的两种基本元件是:热电偶（结构原理如图所示）热电阻(RTD）（结构原理如图所示）HowItWorks©ABBGroup-12-26-Jan-20工作原理–温度感测现场就地指示温度计：一般均为双金属温度计感温元件由两种不同膨胀系数，又彼此牢固结合的金属制成绕成螺旋形的双金属感温元件一端固定，另一端连接指针轴，当被测温度变化时，两种金属由于膨胀系数不同，使螺旋管发生变化，通过指针轴带动指针偏转，直接显示温度示值。©ABBGroup-14-26-Jan-20工作原理–热电偶如果两种金属连接在一起，就会产生电流–这就是所谓的热电偶效应。当金属的温度升高时，电压随之升高。因此，如果我们把一端放在热源同时另一端保持在冷态，我们会测到一个电势差。©ABBGroup-15-26-Jan-20工作原理–传感器安装所选的传感器安装在保护管内。接线盒保护管过程连接延长管变送器保护管延长至接线盒。接线盒内包含一个接线座。接至变送器可选装一个显示单元©ABBGroup-17-26-Jan-20工作原理–热电阻当加热一个电导体时，其电阻会增加，而增加的电阻和加热的温度成一定的比例关系。因此如果我们把一个电导体放在热源一端，并构成一个回路，我们就能测量电流，并把它转换为温度。©ABBGroup-18-26-Jan-20工作原理–热电阻配线连接传感器和变送器的导线必须尽量短并且有良好的导电性能。即便如此，还是会引起一些误差。为了补偿这个误差，可以另接导线到传感器作为参考。©ABBGroup-19-26-Jan-20工作原理–热电阻类型通常均采用PT100铂电阻，因为其线性度最好；现场安装类型分为两种：法兰式或螺纹式法兰式：3/4”螺纹式：1/2”NPT©ABBGroup-20-26-Jan-20工作原理–变送器变送器可直接安装在接线盒内:可选择:现场安装–坚固、封闭的单元，可安装在任何地方，一般放置在现场接线箱中；一体化模块–安装在传感器顶部，和它合为一体轨道安装–用于控制面板式样的安装形式或安装在远处©ABBGroup-21-26-Jan-20工作原理–变送器多点连续测量，传感器安装位置密集，可集成在一个变送器内统一传输信号类型为：4－20mA一体式,最高至150°C用于容器表面温度测量高防护等级信号类型为：4－20mA©ABBGroup-22-26-Jan-20工作原理–数据传送若现场设有变送器，可选择标准4-20mA输出，还可支持现场总线协议(founditionfieldbus)。若现场无变送器，将信号直接引入DCS中的RTDcard进行传输；就地指示的现场温度计，无远传信号；就地指示：TG远传测温元件：TE温度变送器：TT压力测量一、压力测量基础任何物体受到的压力都应包括大气压力和被测介质的压力（一般成为表压）两部分P绝＝P表+大气压二、压力技术名词1、大气压：地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。2、差压（压差）：两个压力之间的相对差值。3、绝对压力：介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有压力。绝对压力是相对零压力而言的压力。4、表压力（相对压力）：如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压＞0。压力测量5、负压（真空表压力）：和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压＜0。也称为真空度6、静态压力：一般理解为“不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。7、动态压力：和“静态压力”相对应，“随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。”二、压力仪表的分类1、弹性式压力表一般指：弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表、波纹管压力表2、压力变送器一般指：电阻式压力变送器、电容式压力变送器、压电式压力变送器压力测量－LOCALGAUGE1、就地指示型：就地指示的现场压力表，无远传信号；就地指示：PG、PS现场压力表（PRESSUREGAUGE)现场安装类型分为两种：法兰式或螺纹式法兰式：3/4”螺纹式：1/2”NPT压力测量－sensor内部敏感元件分类：工作原理：通过表内的敏感元件（波登管、膜盒、波纹管）的弹性形变，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，引起指针转动来显示压力。压力测量—适用场合压力测量－压力开关（pressureswitch）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。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。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。压力开关的开关形式有（常开式）和（常闭式）两种压力开关的调节方式有（两位式）和（三位式）两种。2、远传式（pressuretransimitter）知名品牌压力变送器1）压力变送器分类（以emerson3051系列为例）2）测量法兰分类（以emerson1199系列）压力测量压力变送器Pressure毛细管内充满硅油，因其具有使用寿命长，氧化安定性能好，挥发性能低，可在较宽温度范围内使用。PressureHighOverloadDirectmount“DPstyle”performing压力测量压力变送器Pressure低量程压力变送器：测量表压和绝压Low-range(6kPa,60mbar,24inH20)forgaugeorabsolutepressuremeasuringapplications.高过压压力变送器：90MpaFullmetalsensorwithhighoverpressures(90Mpa,900bar,13000psi)protection.高低压侧的压力会通过硅油传导至变送器内的膜片，而因为高低压侧的压力差会使膜片发生挤压和形变，从而得知压力。2）测量原理差压式：3051系列差压变送器结构图压力、温度测量仪表全家福TransmitterFamilyOffering