仪表基础知识

仪表工培训仪表基础知识主讲:第一节仪表分类一.检测和过程控制仪表的分类方法，根据不同原则可以进行相应的分类.1.按仪表所使用的能源分类:气动.电动.液动仪表.2.按组合形式:基地是仪表.单元组合仪表和综合控制装置.3.安仪表安装形式:现场仪表.盘装仪表和架装仪表.4.根据仪表有无引进微处理器又可分为:智能仪表和非智能仪表.5.按仪表信号形式:模拟仪表和数字仪表.二.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.1.检测仪表根据被测变量的不同,根据化工生产五大变量又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.2.显示仪表分为记录仪表和指示仪表.模拟仪表和数字仪表.记录仪表分为有纸记录和无纸记录.通常使用无纸记录.3.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.4.执行器由执行机构和调节阀两部分组成.(1)执行机构按能源分:气动.电动和液动执行器按结构形式分:薄膜式,活塞式和长行程执行机构.(2)调节阀根据其结构特点分: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.总结:仪表之间互相渗透,彼此沟通.以上分类只是相对比较合理.三.检测仪表五大变量按工作原理或结构形式分类1.压力:液柱式,弹性式,电气式,活塞式.2.温度:膨胀式,热电偶,热电阻,光学,辐射,3.流量:节流式，转子式，容积式，速度式，靶式，电磁，漩涡.4.物位:直读式,浮力式,静压式,电学,声波,辐射,光学.5.成分:PH计,氧分析,色谱,红外,紫外.四.电动单元组合仪表分为八大单元:变送单元,转换单元,调节单元,给定单元,运算单元,显示单元,执行单元,辅助单元.五.基本知识1.什么是两线制?两线制有什么优点？答：两线制是现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线,这两根导线既是电源线,又是信号线.与四线制(两根电源线,两根信号线)相比,两线制的优点是:可节省大量电缆和安装费用;有利于安全防爆.2.DDZ-III型与DDZ-II型仪表相比,有哪些主要特点?答:采用线性集成电路;采用国际标准信号制,现场传输信号为4—20mADC电流信号，控制室联络信号为1—5VDC,信号电流与电压转换电阻为250Ω;集中统一供电,由电源箱供给各单元24V直流电源,并备有蓄电池作为备用电源;结构合理,功能多样;可构成安全火花型防爆系统.3.在DDZ-III型仪表中,为什么现场与控制室仪表之间采用4—20mADC电流信号,而控制室内部采用1—5VDC电压信号?答:因为4—20mADC电流信号适宜于现场和控制室之间远距离传输,可以避免传输导线上压降损失引起的误差.而1—5VDC电压信号适宜于控制室内部短距离联络,各仪表之间并联连接,便于设计安装和维修.4.什么是两线制?两线制有什么优点?答:两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线,这两根导线既是电源线,又是信号线.与四线制(两根电源线.两根信号线)相比,两线制的优点是:可节省大量电缆和安装费用;有利于安全防爆.5.安全火花:火花的能量不足以使周围可燃性气体构成点火源.6.安全火花型防爆仪表:在正常状态下和事故状态下所产生的火花均为安全火花的仪表7.安全火花型防爆系统:在危险场所使用安全火花型仪表,在控制室仪表和危险场所之间设置安全栅.上述二者缺一不可.8.检测仪表的外部干扰有(横向干扰)和(纵向干扰)两类,横向干扰产生的原因有(交变电磁场)(高压电场)和(高频干扰).避免和消除横向干扰的方法有(屏蔽法)(输入端加入RC和LC滤波电路法)(连接导线远离强电磁场法);纵向干扰产生的原因有(地电流)(漏电流)(热偶丝焊于带电体上),避免和消除纵向干扰方法(隔离法)(等电位屏蔽法)(平衡法)(接地法).9.在自动检测和自动控制系统中,安全栅处于(现场)仪表与控制室仪表之间,与变送器配合使用的叫(输入式)安全栅,他的作用是(为变送器配电并把来自变送器的4—20mA信号转换成与之隔离的4—20mA电流输出);与执行器配合使用的叫(输出式)安全栅,他的作用是(将来自调节卡或调节器的4—20mA信号转换成与之隔离的4—20mA电流输出)10.一个完整的计算机系统包括(硬件)和(软件)两大部分.通常把组成计算机的五个基本部分叫做硬件,这五个基本部分是(运算器)(存储器)(控制器)(输入设备)(输出设备).(运算器)(存储器)(控制器)合在一起称为计算机的主机.(输入设备)和(输出设备)统称为计算机的外部设备.把各种各样的程序叫做软件,软件大体由三大部分组成,即(系统软件)(应用软件)(程序设计语言).11.安全火花防爆仪表有:差压变送器,温度变送器,电--气转换器,电—气阀门定位器,安全栅.12.继电器和接触器的主要区别是什么?分别用于什么场合?答:继电器接点的允许电流较小,常用于控制回路;接触器接点的允许电流较大,常带有灭弧装置,用于主回路,直接控制马达.电磁阀等大功率负载.13.在控制电路中继电器的触点必须满足哪些要求?答:保证电气联接可靠;接触时不发生跳变;接触电阻小;触点有足够的机械强度,能经受一定的通路和断路次数;不受外界的影响,即接点电阻的值不受外界因素的变化而改变.14.基本继电线路的动作方式有(中断方式)(自锁方式)(振荡方式)(双稳动作方式)(延时动作方式);使继电器释放的方法有(直接切断电源法)(电阻并联法)(电源并联法).15.信号报警系统中,有哪些基本的工作状态?答(1)正常状态:此时没有灯光或音响信号.(2)报警状态:当被测工艺参数偏离规定值或运行状态出现异常时,发出音响灯光信号,以警告值班人员注意.(3)接收(消音)状态:值班员发现报警信号以后,可按一下”接收“按钮,从而解除音响信号，保留灯光信号,(4)复原状态:当故障排除以后,报警系统恢复到正常状态.有些报警系统中备有复原按钮.(5)试灯状态:用来检查灯光回路是否完好,而且要求只能在正常状态下才能试灯,在故障状态下不能试灯,以防误判断.16.在敷设电缆时应留出足够的备用长度,一般在室内留(0.3—1米),室外留(0.5—2米).17.要使电缆屏蔽层能起到良好的屏蔽效果,在做屏蔽接地时,应注意些什么?答:为了保证电缆屏蔽层能起到良好的屏蔽效果,除了要保证屏蔽层有一接地电阻较小的接地极以外,还应保证以下二个方面:(1)屏蔽接地应尽量避免与电气接地合用,以防止电气设备等漏电流流经屏蔽层.(2)保证屏蔽层单点接地.除接地点以外,屏蔽层其他地方不应与金属支架或设备接触,防止地电位差在屏蔽层中形成地电流.18.仪表测量信号管线(脉冲管线)应尽量短,一般不应超过(15)米.敷设时应保持(1:10—1:20)的坡度。试压时的试验压力为操作压力的(1.5)倍，停压（5）分钟，压力不降为合格.气密性试验应用压缩空气或其他(惰性气体),其试验压力等于(操作压力),压力不降为合格.第二节测量误差一.测量误差的分类.1.测量是以确定(量值)为目的的一组操作.2.测量工作实际上是一个比较过程,这个过程包括两个组成部分,即(试验)和(计算)两部分.3.仪表运行特性通常分为(静态)和(动态)特性.4.测量误差是(测量值)与(被测量实际值)之间的差值.5.测量误差分类.(1)按与被测量的关系来分,误差分为(定值误差)和(累计误差).(2)按误差数值的表示方法,误差分为(绝对误差)(相对误差)(引用误差).(3)按误差出现的规律,误差分为(系统误差)(随机误差)(疏忽误差)(缓变误差).(4).按仪表使用条件分,误差分为(基本误差)和(附加误差).6.名词解释(1)真值:变量本身说具有的真实值,它是一个理想的概念,一般无法得到,所以在计算时用约定真值和相对真值来代替.(2)约定真值:是一个接近真值的值,它与真值之差可忽略不计,实际测量中以没有系统误差的情况下,足够多次的测量平均值作为约定真值.(3)相对真值:是高一级标准器的误差仅为低一级标准器的1/3—1/20时,可以认为高一级标准器或仪表的示值为低一级的相对真值.(4).绝对误差:测量结果与真值之差,即绝对误差(ΔX)=测量值-真值(5).相对误差:绝对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,即相对误差=绝对误差/仪表示值*100%(6).引用误差:绝对误差与量程之比,以百分数来表示,即引用误差=绝对误差/量程*100%(7).基本误差:仪表在规定参比条件下的最大误差.一般仪表的基本误差也叫仪表的允许误差.(8).附加误差:仪表在非规定参比条件下使用时另产生的误差.(9).系统误差:又称规律误差,误差的大小和符号均不改变或按一定规律变化.(10).随机误差:又称偶然误差,它的出现是随机的.(11).疏忽误差:也叫粗差,由于疏忽或精力不集中造成的误差.(12).精度等级:相对百分误差去掉±号和%号,根据引用误差来划分.(13).修正值:绝对误差的相反数.(14)缓变误差:由仪表内部元器件老化过程所引起的误差.7.简答题:(1)系统误差产生的原因和特点是什么?答: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,使用者的习惯与偏向,因环境条件的变化等;其主要特点是容易消除和修正.(2)偶然误差的特点和产生的原因?答:它的出现是随机的;产生的原因是复杂的,是许多因素变化共同作用所致.(3)疏忽误差产生的原因和特点?答:产生的原因是观察者的失误或外界的偶然干扰;其主要特点是无规律可循且与事实不符.第三节仪表主要性能指标一.在工程上仪表性能指标通常用(精确度).(变差).(灵敏度)来描述.1.精确度:简称精度,又称准确度,就是测量值接近真值的准确程度.通常用相对百分误差来表示,相对百分误差公式如下:δ=ΔX/(标尺上限值—标尺下限值)*100%2.变差:是指仪表被测变量(输入信号)多次从不同方向达到同一数值时,仪表指示值之间的最大差值.或者说外界条件不变的情况下,被测参数由小变大变化(正向特性)和反向特性不一致程度,两者之差即为仪表变差.公式如下:变差=Δmax/(标尺上限值-标尺下限值)*100%其中:Δmax=A1—A23.灵敏度:仪表对被测参数变化的灵敏程度,或者说是对被测量变化的反应能力,是在稳态下,输出变化增量对输入变化增量的比值.即S=ΔL/Δx二.精度等级划分:0.0050.020.10.20.350.51.01.52.54等仪表精度等级的标志在仪表标尺或标牌上,数值越小,精度越高.误差来源主要指系统误差和随机误差.三.灵敏度和灵敏限的主要区别:灵敏度是仪表对被测参数变化的灵敏程度,或者说是对被测量变化的反应能力,是在稳态下,输出变化增量对输入变化增量的比值.即S=ΔL/Δx；而灵敏限是指能够引起仪表指示值发生变化的被测参数的最小变化量.一般仪表的灵敏限的数值不大于仪表允许误差绝对值的一半.四.其他性能指标:1.非线性误差:检验曲线与相应直线之间的(最大偏差)若无其他规定,非线性误差是对输出而言,按量程的(百分数)表示.2.时间常数:输入阶跃变化时,仪表的输出值达到稳态值的(63.2%)所需时间.3.全行程时间:当输入满量程阶跃变化时,输出由下限移动到上限或反行程移动所需(时间),通常以全量程的(5%)作为输出下限值,全量程的(95%)作为输出上限值.4.滞后时间:又叫(时滞)它是当输出产生变化的瞬间直至它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的(时间间隔).5.稳定性:是指规定工作条件下,输入保持恒定时,仪表输出在规定时间内保持不变的(能力).6.零漂:仪表在参比工作条件下,输入一个恒定的值(零或测量范围下限值)时的(输出变化)7.复现性:是在不同测量条件下,其测量结果的一致的程度.用(不确定度)来估计.8.可靠性:与仪表的维护量有关;维护量大,可靠性低,维护量小,可靠性高;通常用(平均无故障率时间MTBF)来描述.9.滞环:由输入量值增加的上升段和