仪表基础知识培训

仪表基础知识培训－－仪表专业技术培训•《仪表基础知识》编制:陈俊良仪表基础知识培训目录一、万用表的使用二、温度测量仪表三、压力测量仪表四、流量测量仪表五、物位测量仪表六、气动调节阀七、电动执行机构八、分析系统仪表九、显示仪表十、自动控制系统仪表基础知识培训一、万用表的使用1、万用表使用的注意事项(1)使用前一定要先将选择开关旋到相应的档位和量程上。(2)测量时不能用手去接触表笔的金属部分，保证测量的准确以及保证人身安全。(3)不能在测量的同时换档，尤其是在测量高电压或大电流时，更应避免。否则，会毁坏万用表。如需换挡，应先断开表笔，换挡后再去测量，谨防误操作。(4)指针式万用表在使用时，必须水平放置，以免造成误差。同时，还要注意到避免外界磁场对表的干扰。仪表基础知识培训（5）万用表使用后，要拔出表笔；并要将电源按钮切断，或将选择开关旋至“OFF”档，若无此档，应旋至交流电压最大量程档，如“1000VAC”档。若长期不使用，还应将万用表内部的电池取出来，以免电池腐蚀表内其它器件。（6）若长期不用，应将表内电池取出，以防电池电解液渗漏而腐蚀内部电路。（7）欧姆挡的使用要选择合适的倍率，使测量在中值附近；使用前先要调零，电阻不能带电测量；并且被测电阻不能有并联支路。（8）测量晶体管、电解电容等有极性元件的等效电阻时，须注意两支笔的极性。（9）使用电压档时，要检查表笔连接是否可靠正确、绝缘是否良好等，以免被电击。（10）电流档使用时，选择合适档位后，将表笔要串入被测电路测量（正流电压要分正负极）。仪表基础知识培训二、温度测量仪表1、分类A、热膨胀式温度计：玻璃棒（酒精、水银），直读式。B、双金属温度计（万向型）：也是膨胀原理，直读式。C、热电阻温度计：常用的有PT100、Cu50，远传式，输出电阻信号。即0℃时CU的电阻为50欧姆，铂的电阻为100欧姆。电阻随温度的升高而升高，成正比例关系。D、热电偶温度计：西贝克电动势，远传式，输出mV信号。原理：两种不同金属材质的热电特性不同，有一定电势差，其差值与温度成正比。常用：E镍络－康铜、K镍络－镍硅、B铂铑－铂仪表基础知识培训6仪表基础知识培训双金属温度计的测温元件由两种不同膨胀系数彼此牢固结合的金属片制成的。它是一种适合中、低温现场检测的仪表。可直接测量气体或液体的温度。精度等级较低：1.0、1.5、2.5，主要用于现场指示。其中电接点双金属温度计是带有报警输出的。2.1、双金属温度计仪表基础知识培训双金属温度计仪表基础知识培训•热电阻是由电阻体、保护套管以及接线盒等主要部件所组成。它是利用金属（电阻体）的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温的。•热电阻温度计广泛用来测量中、低温(一般为500℃以下)。它的特点是准确度高，在测量中、低温时，它的输出信号比热电偶要大得多，灵敏度高，同样可实现远传、自动记录和多点测量。•目前应用最广泛的是铂和铜热电阻：分度号为Pt100、Pt1000铂电阻和分度号为Cu50、Cu100铜电阻。相应的分度表(电阻值与温度对照表)可在相关资料中查到。92.2热电阻温度计仪表基础知识培训热电阻按结构可分为：组装式和铠装式10仪表基础知识培训金属导体的电阻值随温度的变比而变化的。一般说来，他们之间的关系为:Rt=R0[1+α(t-t0)]•ΔRt=Rt-R0=αR0Δt•式中Rt温度为t℃时的电阻值;•R。温度为t0℃(通常为0℃)时的电阻值;•α电阻温度系数即温度变化1℃时电阻值的相对变化量，单位是℃-1，;•Δt温度的变化量，即t-t。=Δt•ΔRt温度改变Δt时的电阻变化量。112.2.1热电阻的测温原理仪表基础知识培训•由上可知，温度的变化，导致了导体电阻的变化。实验证明，大多数金属导体在温度每升高1℃时，其电阻值要增加0.4一0.6%，热电阻温度计就是把温度变化所引起热电阻的变化值，通过测量电路(电桥)转换成电压(毫伏)信号，然后由显示仪表指示或记录被测温度。•热电阻与热电偶的测温原理是不相同的。热电偶温度计把温度的变化通过感温元件——热电偶转换为热电势的变化值来测量温度的；而热电阻温度计则是把温度的变化通过感温元件——热电阻转换为电阻的变化来测量温度的。122.2.1热电阻的测温原理仪表基础知识培训2.3、热电偶温度计•热电偶是利用两种不同材料相接触而产生的热电势随温度变化的特性来测量温度的。由于热电偶具有结构简单、使用方便、测量范围宽、便于远距离传送和集中检测等特点，因而在工业生产中得以广泛使用。热电偶的热电特性由电极材料的化学成分和物理性能所决定，热电势的大小与组成热电偶的材料及两端温度有关，与热电偶的粗细无关。13231热电偶温度计测量线路1、热电偶2、连接导线3、电测仪表t0t0tAB仪表基础知识培训2.3.1、热电偶的结构及工作原理14热电偶是由两根不同的导体或半导体材料(如上图中的A和B)焊接或绞接而成。焊接的一端称为热电偶的热端(测量端或工作端)，和导线连接的一端称为热电偶的冷端(自由端)。组成热电偶的两根导体或半导体称作热电极。把热电偶的热端插入需要测温的生产设备中，冷端置于生产设备的外面，如果两端所处的温度不同(譬如，热端温度为t，冷瑞温度为to)，则在热电偶回路中便会产生热电势E。该热电势E与热电偶两端的温度t和to均E有关。仪表基础知识培训•热•电•偶仪表基础知识培训2.3.2热电偶的分类及测温范围热电偶类别分度号无差等级III误差值{±}测量范围误差值{±}测量范围镍铬-镍硅（镍铝）K1.5℃或0.4％T-40-1000℃2.5℃或0.75％T-40-1200℃镍铬-铜镍（康铜）E-40-800℃-40-900℃铁-铜镍（康铜）J-40-750℃-40-750℃铜-铜镍（康铜）T0.5℃或0.4％T-40-350℃1℃或0.75％T-40-350℃铂铑10-铂S1℃或1+0.003（T-1000）0-1600℃1.5℃或0.25％T0-1600℃铂铑13-铂R0-1600℃0-1600℃铂铑30-铂铑6B---600-1700℃仪表基础知识培训•国际电工委员会（IEC）对其中已被国际公认，性能优良和产量最大的七种制定了标准，即IEC584-1和IEC584-2中所规定的：S分度(铂铑10-铂)；B分度号(铂铑30-铂铑6)；K分度号(镍铬-镍硅)；E分度号(镍铬-康铜)；T分度号(铜-康铜)；J分度号（铁-康铜）；R分度号(铂铑13-铂)等热电偶。•热电偶根据测温条件和安装位置的不同，具有多种结构型式。虽然它们的结构和外形不尽相同，但其基本结构通常均由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等主要部分组成。17仪表基础知识培训2.4、测温仪表的选用•在选用测温仪表解决现场测温问题时，首先要分析被测对象特点及状态，然后根据现有温度计的特点及其技术指标确定选用的类型。一般应考虑以下几个方面:•1．测温范围是否符合被测对象的温度变化范围的要求;•2．精度、稳定性、响应时间是否适应测温要求;•3．防震、防冲击、抗干扰性能是否能满足现场要求;•4．仪表输出信号能否自动记录和远传;•5．防腐性、防爆性和连续使用期限，是否满足要求;•6．电源电压、频率及环境温度变化对仪表示值的影响;•7．测温元件的体积大小是否适当;•8．仪表使用是否方便、安装维护是否容易。18仪表基础知识培训三、压力测量仪表3.1压力表•3.1.1压力表的分类（常用的两种压力表）1)一般压力表（弹簧管）一般压力表适用测量无爆炸、不结晶、不凝固、对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。2)隔膜压力表隔膜压力表采用间接测量结构，适用于测量粘度大、易结晶、腐蚀性大、温度较高的液体、气体或颗粒状固体介质的压力。隔离膜片有多种材料，以适应各种不同腐蚀性介质。仪表基础知识培训一般压力表隔膜式压力表仪表基础知识培训3.1.2压力表量程现场指示型压力表在测量稳定压力时，可在测量上限值的1/3-2/3范围内使用，在测量交变压力表，则应不大于测量上限值的1/2为宜，对于在瞬间的测量时，允许使用在测量上限值的3/4。仪表基础知识培训3.2压力开关压力开关是一种借助弹性元件受压后产生位移以驱动微动开关工作的压力控制仪表。通常使用于报警或联锁保护系统中。压力开关的主要技术指标包括以下内容：（1）设定值控制范围（2）控制精度（3）控制方式：一位式或二位式（4）触点容量：380VAC\2A或220VAC\3A（5）使用环境：温度-25-70℃。相对湿度不大于85％。仪表基础知识培训3.3差压开关差压开关是一种差压控制仪表，与压力开关类似。差压开关的主要技术指标：（1）设定值控制范围（2）控制精度（3）触点容量（4）使用环境仪表基础知识培训3.4压力、差压变送器可分为：（1）电容式（2）扩散硅压阻式（3）单晶硅谐振硅式3.4压力变送器仪表基础知识培训3.4.1压力变送器工作原理压力变送器是利用压力传感器将压力信号转换为频率信号，送到脉冲计数器，直接传递到CPU（微处理器）进行数据处理，经D/A转换器转换为与输入信号相对应的4-20mADC的输出信号，并在模拟信号上叠加一个HART数字信号进行通信的压力检测仪表。压力变送器可测量表压、绝压、真空仪表基础知识培训压力变送器的工作原理：仪表基础知识培训3.5.1压力测量仪表•在压力测量中，通常有绝对压力、表压力、负压、或真空度等名词。绝对压力是指介质所受的实际压力。表压是指高于大气压的绝对压力与大气压之差，即：•P表=P绝-P大•负压与真空度是指大气压力与低于大气压力的绝对压力之差，即：•P真=P大-P绝•绝对压力、表压力、大气压力、负压力（真空度）之间的关系如下图所示。因为各种工艺设备和测量仪表都处于大气中，所以工程上都用表压力或真空度来表示压力的大小。我们用压力表来测量压力的数值，实际上也都是表压或真空度（绝对压力表的指示值除外）。因此，在工程上无特别说明时，所提的压力均指表压力或真空度。27仪表基础知识培训3.5.2、压力的测量与变送28P表压P负压P绝压P绝压大气压力线表压、绝压、真空之间的关系图仪表基础知识培训3.5.3、压力表的选用•压力表的选用应根据工艺生产过程对压力测量的要求，被测介质的性质，现场环境条件等来考虑仪表的类型、量程和精度等级。并确定是否需要带有远传、报警等附加装置。这样才能达到经济、合理和有效的目的。•1．类型的选用仪表类型的选用必须满足工兰生产的要求。例如是否需要远传变送、自动记录或报警；被测介质的物理化学性质(如腐蚀性、温度高低、粘度大小、脏污程度、易燃易爆等)是否对仪表提出特殊要求；现场环境条件(如高温、电磁场、振动等)对仪表有否特殊要求等。•普通压力表的弹簧管材料多采用铜合金，高压的也有采用碳钢，而氨用压力表的弹簧管材料都采用碳钢，不允许采用铜合金。因为氨气对铜的腐蚀极强，所以普通压力表用于氨气压力测量很快就要损坏。•氧气压力表与普通压力表在结构和材质上完全相同，只是氧用压力表禁油。因为油进入氧气系统会引起爆炸。如果必须采用现有的带油污的压力表测量氧气压力时，使用前必须用四氯化碳反复清洗，认真检查直到无油污为止。29仪表基础知识培训3.5.3、压力表的选用•2．测量范围的确定•仪表的测量范围是根据被测压力的大小来确定的。对于弹性式压力表，为保证弹性元件能在弹性变形的完全范围内可靠地工作，量程的上限值应高于工艺生产中可能的最大压力值。根据化工自控设计技术规定，在测量稳定压力时，最大工作压力不应超过量程的2/3；测量脉动压力时，最大工作压力不超过量程的1/2；测量高压压力时，最大工作压力不应超过量程的3/5。•为了保证测量的准确度，所测的压力值不能太接近于仪表的下限值，亦即仪表的量程不能选得太大，一般被测压力的最小值应不低于量程的1/3。•按上述要求算出后，实取稍大的相邻系列值，一般可在相应的产品目录申查到。•3．精度级的选取•仪表的精度主妥是根据生产上允许的最大测量误差来确定的。此外，在满足工艺要求的前提下，还要考虑经济性，即尽可能选用精度较低、价廉耐用的仪表。30仪表基础知识培训四、流量测量仪表•1、基本概