仪表基础知识讲座

1、2022-4-261主讲人：2022-4-262l温度检测仪表l压力检测仪表l流量检测仪表2022-4-263温度检测仪表温度检测仪表2022-4-264温度检测的基本知识温度检测的基本知识温度：温度：反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过 程相联系。程相联系。温度概念的建立及测量：温度概念的建立及测量：以热平衡为基础的以热平衡为基础的，温度最本质的性质：温度最本质的性质：当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生 导热换热，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具导热换热，换热结束后两物体处于热平

2、衡状态，则它们具 有相同的温度。有相同的温度。测量方法：测量方法：接触式测温和非接触式测温接触式测温和非接触式测温温度检测仪表温度检测仪表2022-4-265接触式测温接触式测温 温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两者温度相等。度相等。 (1) (1) 膨胀式温度计膨胀式温度计 (2) (2) 热电阻温度计热电阻温度计 (3)(3)热电偶温度计热电偶温度计 (4)(4)其他原理的温度计其他原理的温度计直观、可靠，测量仪表也比较简单直观、可靠，测量仪表也比较简单特点温度检测仪表温度检测仪表2022-4-266非接触测温非接触测温 温度敏感元件不与被

3、测对象接触，而是通过辐温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过辐射能量进行热交换，由辐射能的大小来推算被测射能量进行热交换，由辐射能的大小来推算被测物体的温度。物体的温度。 (1) (1) 辐射式温度计辐射式温度计 (2) (2) 光纤式温度计光纤式温度计特点不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。不与被测物体接触，不破坏原有的温度场。精度一般不高精度一般不高。温度检测仪表温度检测仪表2022-4-267温 标摄氏温标 -是把标准大气压下纯水的冰融点定为是把标准大气压下纯水的冰融点定为0 0度，度，纯水的沸点定为纯水的沸点定为100100度的一种温标。在度的一种温标。在0 0度和度和100100度

4、之度之间分成间分成100100等分，每一分为一摄氏度，符号为等分，每一分为一摄氏度，符号为。华氏温标华氏温标 -规定在大气压下，纯水的冰融点为规定在大气压下，纯水的冰融点为3232度，度，纯水的沸点为纯水的沸点为212212度，中间划分为度，中间划分为180180等分，每一分等分，每一分为一华氏度，符号为为一华氏度，符号为。温度检测仪表温度检测仪表2022-4-268温 标温度检测仪表温度检测仪表国际实用温标国际实用温标 -是一种符合热力学温标又使用简单的温标。是一种符合热力学温标又使用简单的温标。热力学温标热力学温标 -又称开尔文温标，单位为开尔文（又称开尔文温标，单位为开尔文（K K）。）

5、。2022-4-269应用热膨胀原理测温应用热膨胀原理测温 测量原理物体受热时产生膨胀 液体膨胀式温度计 固体膨胀式温度计 玻璃管温度计 双金属温度计温度检测仪表温度检测仪表2022-4-2610应用热电效应测温应用热电效应测温 测量原理两种不同的金属两种不同的金属A A和和B B构成闭合回路构成闭合回路当两个接触端当两个接触端 T T T T0 0时，回路中会产生热电势时，回路中会产生热电势热电势由两种材料的热电势由两种材料的接触电势接触电势和单一材料的和单一材料的温差电势温差电势决定决定热电极热电极温度检测仪表温度检测仪表2022-4-2611 为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及

6、与为保证热电偶的正常工作，热电偶的两极之间以及与保护套管之间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐保护套管之间都需要良好的电绝缘，而且耐高温、耐腐蚀和冲击的外保护套管也是必不可少的腐蚀和冲击的外保护套管也是必不可少的。1. 1. 普通型装配式结构普通型装配式结构2. 2. 柔性安装型铠装结构柔性安装型铠装结构温度检测仪表温度检测仪表2022-4-2612不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同不同型号的热电偶所配用的补偿导线不同连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分连接补偿导线时要注意区分正负极，使其分别与热电偶的正负极一一对应别与热电偶的正负极一一对应补偿导线连接端的工作温度不能超出补偿导线连接端的

7、工作温度不能超出（01000100），否则会给测量带来误差。），否则会给测量带来误差。 使用补偿导线注意问题温度检测仪表温度检测仪表2022-4-2613热电阻温度计热电阻温度计 应用于应用于-200600-200600范围内的温度测量范围内的温度测量 热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻电阻体（最主要部分）绝缘套管接线盒热电阻的材料要求：热电阻的材料要求：电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热电阻温度系数要大；电阻率尽可能大，热容量要小，在测量范围内，应具有稳定的物理容量要小，在测量范围内，应具有稳定的物理和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于线和化学性能；电阻与温度的关系最好接近于

8、线性；性； 应有良好的可加工性，且价格便宜。应有良好的可加工性，且价格便宜。温度检测仪表温度检测仪表2022-4-2614 铂电阻电阻率较大，电阻电阻率较大，电阻- -温度关系呈非线性，但测温范围广，精温度关系呈非线性，但测温范围广，精度高，且材料易提纯，复现性好度高，且材料易提纯，复现性好工业用铂电阻分度号为工业用铂电阻分度号为PtPt100100和和PtPt1010 铜电阻电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且电阻值与温度的关系几乎呈线性，电阻温度系数也较大，而且其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在其材料易提纯，价格比较便宜，但缺点是在100100以上易被氧以上易被氧化化

9、工业用铜热电阻的分度号为工业用铜热电阻的分度号为CuCu5050和和CuCu100100 热敏电阻（负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻 NTC NTC ）电阻温度系数约为铂电阻的电阻温度系数约为铂电阻的4 49 9倍，且本身电阻值较高。半导体倍，且本身电阻值较高。半导体热敏电阻的电阻热敏电阻的电阻- -温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。温度特性呈非线性，并且稳定性和互换性差。温度检测仪表温度检测仪表2022-4-2615压力检测仪表压力检测仪表2022-4-2616压力检测仪表压力检测仪表压力检测方法压力检测方法v液柱测压法液柱测压法v弹性变形法弹性变形法v电测压力法电测压力法压力检测

10、仪表压力检测仪表v弹簧管压力表弹簧管压力表v霍尔式压力表霍尔式压力表v差压（压力）变差压（压力）变送器送器力平衡式压力变送器力平衡式压力变送器微位移式变送器微位移式变送器智能差压（压力）变送器智能差压（压力）变送器2022-4-2617压力的基本概念压力的基本概念垂直而均匀地作用在单位面积上的力压力的几种表示形式压力的几种表示形式被测压力通常可表示为绝对压力、表压、负压（或真空度） 2022-4-2618压力检测仪表压力检测仪表液柱测压法液柱测压法 根据流体静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量 常用的压力表有U形管压力表、单管压力表、斜管压力表和活塞式压力表等。 测量原理2022-4-

11、2619弹性变形法弹性变形法 压力检测仪表压力检测仪表 将被测压力转换成弹性元件变形的位移将被测压力转换成弹性元件变形的位移 测量原理P 弹簧管式弹性弹簧管式弹性元件元件P 膜片式弹性元膜片式弹性元件件2022-4-2620 弹簧管压力表弹簧管压力表 压力检测仪表压力检测仪表弹簧管弹簧管拉杆拉杆指针指针中心齿轮中心齿轮扇形齿轮扇形齿轮接头接头游丝游丝刻度盘刻度盘调整螺钉调整螺钉2022-4-2621电测压力法电测压力法 利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测压力变利用转换元件（如某些机械和电气元件）直接把被测压力变换为电信号来进行测量的。换为电信号来进行测量的。压力检测仪表压力检测仪表

12、 测量原理1.1. 弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的位移量弹性元件附加一些变换装置，使弹性元件自由端的位移量转换成相应的电信号，如电阻式、电感式、电容式、霍尔片式、转换成相应的电信号，如电阻式、电感式、电容式、霍尔片式、应变式、振弦式等；应变式、振弦式等； 2.2. 非弹性元件组成的快速测压元件，主要利用某些物体的非弹性元件组成的快速测压元件，主要利用某些物体的某一物理性质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等某一物理性质与压力有关，如压电式、压阻式、压磁式等。2022-4-2622压力检测仪表压力检测仪表电动单元组合仪表（简称为电动单元组合仪表（简称为DDZDDZ仪表）仪表） 差

13、压（压力）变送器差压（压力）变送器 作用作用：将各种物理量转换成统一的标准信号：将各种物理量转换成统一的标准信号差压变送器差压变送器 力平衡式变送器力平衡式变送器 位移平衡式变送器位移平衡式变送器气动单元组合仪表（简称为气动单元组合仪表（简称为QDZQDZ仪表）仪表） DDZ-DDZ-型仪表为型仪表为0 010mADC10mADC DDZ-DDZ-型仪表为型仪表为4 420mADC20mADC20100KPa2022-4-2623压力检测仪表压力检测仪表 v智能差压（压力）变送器智能差压（压力）变送器 压力检测仪表压力检测仪表 在普通压力传感器上增加微处理器在普通压力传感器上增加微处理器 特点

14、：具有远程通讯的功能特点：具有远程通讯的功能 依靠手操通信器，用户可在现场或控制室设定变依靠手操通信器，用户可在现场或控制室设定变送器各种参数送器各种参数 使用维护方便使用维护方便 长期稳定工作，每长期稳定工作，每5 5年才需校检一次年才需校检一次。2022-4-2624压力测量仪表的选用压力测量仪表的选用 压力检测仪表压力检测仪表仪表种类和型号的选择仪表种类和型号的选择 工艺要求工艺要求 现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警现场指示、远传指示、自动记录、自动调节或信号报警 介质性质介质性质 温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性温度、粘度、脏污程度、腐蚀性、易燃性 现场环境现场环境

15、 温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性温度、湿度、有无振动、有无腐蚀性 仪表量程的确定仪表量程的确定 被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的被测压力较稳定的情况，最大压力值应不超过满量程的2/32/3； 被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过满量程的被测压力波动较大的情况，最大压力值应不超过满量程的1/21/2 被测压力的最小值也不应低于全量程的被测压力的最小值也不应低于全量程的1/31/3 2022-4-2625流量检测仪表流量检测仪表2022-4-2626流量检测仪表流量检测仪表 流量测量技术和仪表的应用领域流量测量技术和仪表的应用领域 工业生产过程能源计量一次能源（煤炭、原油、

16、瓦斯气、石油气、天然气一次能源（煤炭、原油、瓦斯气、石油气、天然气）二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、二次能源（电力、焦炭、煤气、成品油、液化石油气、蒸汽）及含能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等蒸汽）及含能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等生物技术 交通运输 环保工程 空气污染空气污染( (烟废气排放烟废气排放 ) )、水污染、水污染 管道输送管道输送 2022-4-2627流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表流量检测方法及仪表v应用容积法检测流量（应用容积法检测流量（腰轮流量计）v应用动、静压能转换原理检测流量应用动、静压能转换原理检测流量（差压式流量计)v

17、应用改变流通面积的方法检测流量应用改变流通面积的方法检测流量(转子流量计)v应用电磁感应原理检测流量应用电磁感应原理检测流量(电磁流量计)v应用超声波检测流量应用超声波检测流量(超声波流量计)流量检测仪表流量检测仪表2022-4-2628流量检测的基本概念流量检测的基本概念瞬时流量瞬时流量单位时间内流体通过一定截面积的数量。单位时间内流体通过一定截面积的数量。体积流量体积流量用流体的体积来表示（用流体的体积来表示（q qv v），单位为），单位为m m3 3/h/h。质量流量质量流量用流量的质量来表示（用流量的质量来表示（q qm m），单位为），单位为kg/hkg/h。累积流量累积流量一段时

18、间内流体体积流量或质量流量的累积值一段时间内流体体积流量或质量流量的累积值流量计量流量计量对在一定通道内流动流体的流量进行测量对在一定通道内流动流体的流量进行测量。流量测量的任务流量测量的任务： 根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量根据测量目的，被测流体的种类、状态、测量场所等条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量值场所等条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量值的正确传递。的正确传递。流量检测仪表流量检测仪表2022-4-2629 （1 1）容积法：）容积法：在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行度在单位时间内以标准固定体积对流动介质连续不断地进行度量，以排出流体固定容积数来计算流量。量，以排出流体固定容积数来计算流量。（2 2）速度法：）速度法：这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得这种方法是先测出管道内的平均流速，再乘以管道截面积求得 流体的体积流量。流体的体积流量。 流量检测仪表流量检测仪表2022-4-2630（1 1）直接法：）直接法： 1. 1.利用检测元件，使输出信号直接反映质量流量。利用检测元件，使输出信号直接反映质量流量。 2. 2.利用孔板和定量泵组合实现的差压式检测方法；利用孔板和定量泵组合实现的差压式检