《化工检测与控制技术》教案

1、.：.；序号1周次1授课方式讲授授课章节称号1-1化工自动化开展概略 1-2自动化系统的组成与分类教学目的经过讲解，使学生了解化工自动化的开展概略，根本掌握自动化系统的组成框图与自动化系统的分类。教学重点自动化系统的根本组成，自控系统方框图教学难点自动化系统的根本组成，自控系统方框图运用教具未运用教具。课外作业复习所学内容 课后领会这部分内容学生掌握得较好，完成教学义务。授课主要内容简要分析一下整个课程内容。从自动化技术引入化工自动化的概念。一、化工自动化的开展概略1. 仪表自动化阶段由20世纪40年代前的机械式和液动式仪表到基地式仪表，再到气动、电动单元组合仪表、型，目前型普及运用，部分型仍

2、在运用，型表已淘汰。2. 计算机控制阶段出现了以微处置器为中心的新型智能仪表。把工业控制计算机、微机、顺序控制安装、过程输入输出安装、现场仪表等有机交融在一同的集散型控制系统DCS、现场总线控制系统FCS已成为大型工业企业的主流自动化控制系统。3. 综合自动化阶段综合自动化系统称管理控制一体化系统，也称为计算机集成过程系统CIPS，将方案优化、消费调度、运营管理和决策引入计算机控制系统，使市场认识与优化控制相集合，管理与控制相集合，促使计算机控制系统更加完善二、自动化系统的组成与分类1自动化系统的组成1消费安装被控对象消费过程中，需控制工艺参数的消费设备或机器、管道。一个设备上有多个控制系统时

3、，各控制系统的对象可以是消费设备的某一个部分。2自动化安装现场仪表：安装在消费安装上的各种参数的检测仪表传感器及变送器与执行器。传感器：检测元件；变送器：将传感器输出的信号变换成一致的规范信号进展远间隔 传送，如010mA电信号电动型表、420mA电信号电动型、20100Kpa气压信号气动仪表。执行器：包括执行机构与调理阀，按能源分有气动、电动和液动三种。控制安装：包括气动、电动控制器及可编程控制器、计算机控制安装等类型。显示仪表：以图表、数字、指示等方式显示被测参数。包括模拟仪表、数字仪表和计算机显示器，与记录仪表有纸、无纸记录仪。3自控系统方框图方框图有四个要素：信号线、信号相加点、信号分

4、支点和环节。其中每一个方块代表系统中的一个组成部分环节。以蒸汽加热器温度控制系统为例，引见自控系统方框图。图中带箭头的线段仅表示各环节间信号的流向，并不表示物料的流向，有时会与物料的流向相反，这与工艺流程图不同。自动控制系统必需是闭环负反响系统，否那么会引起事故。显示仪表在闭环以外，所以不在框图中出现。图中，被控变量：对象内想要到达设定数值的工艺参数。设定值：被控变量的预定值。偏向：被控变量设定值与丈量值之差。操作变量：受控制器支配、用来抑制干扰影响，使被控变量坚持设定值的物料量或能量。2自动化系统的分类1按消费过程的要求分：自动检测系统：对消费过程中的各种工艺变量自动、延续地进展丈量和显示，

5、以供操作者察看或直接自动地进展监视和控制消费。自动信号报警及联锁维护：在事故发生前，信号系统自动发出声光报警信号；联锁系统立刻采取紧急措施，以维护人身和设备平安。自动支配系统：按预定的步骤，自动地对消费设备进展某种周期性操作。自动控制系统：利用自动控制安装，对消费中某些关键性变量进展自动控制，使其坚持在规定范围内，保证消费过程正常进展。2按控制系统构造分闭环控制系统：分定值控制设定值为常数、随动控制设定值不定和程序控制设定值为时间函数三种方式。开环控制系统：控制器与被控对象间只需正向作用没有反向联络，未构成闭合回路。3按消费过程的变量数分单输入单输出系统：可为单回路或多回路控制，主反响只需一个

6、。多输入多输出系统：有多个输入输出信号，且相互间有耦合。复杂控制系统。三、小结：1. 化工自动化的开展分为仪表自动化阶段、计算机控制阶段和综合自动化阶段。2. 自动化系统的方框图有信号线、信号相加点、信号分支点和环节四个要素，构成闭环负反响系统，图中箭头只表示信号流向，并不表示物料流向。3. 自动化系统按消费过程的要求可分为自动检测、自动支配、自动维护和自动控制四种类型。四、作业 复习所学内容 序号2周次1授课方式讲授授课章节称号1-3控制系统的过渡过程 1-4工艺管道及控制流程图教学目的经过讲解，使同窗们掌握自动控制系统过渡过程的根本方式及其质量目的，根本掌握工艺管道及控制流程图。教学重点过

7、渡过程的质量目的及其表示方法，工艺管道及控制流程图教学难点过渡过程的质量目的及其表示方法，工艺管道及控制流程图运用教具未运用教具。课外作业1复习所学内容 2P.17：2、6、8课后领会少部分学生对过渡过程的质量目的掌握得不够好，完成作业有困难，需进一步讲解。授课主要内容复习提问：自动控制系统的组成框图由哪几部分组成？假设干扰出现，系统将会这样动作？引入新课。一、过渡过程和质量目的 一过渡过程1. 控制系统的形状1静态稳态：被控变量不随时间变化的平衡形状。2动态：被控变量随时间变化的不平衡形状。3过渡过程：从原有平衡形状过渡到新的平衡形状的过程，即从干扰开场，经过控制，直到系统重新到达新的平衡形

8、状。也是控制造用不断抑制干扰作用的过程。4干扰作用：破坏系统平衡，使被控变量偏离设定值的各种外来要素。2. 自动控制系统的过渡过程根本方式 1发散振荡：被控变量越来越偏离设定值，是不稳定形状，易引起事故。 2等幅振荡：被控变量一直在设定值附近上下动摇，介于稳定和不稳定之间，是临界形状。 3衰减振荡：被控变量经振荡，越来越接近设定值，是稳定形状。 4单调过程：属稳定形状，但变化过程过于缓慢。二质量目的1最大偏向最大偏向是指过渡过程中被控变量偏离设定值的最大数值。它描画了被控变量偏离设定值的程度。超调量max：被控变量最大指示值与新稳态值之差。即以稳态值为基准的第一个波峰。max =B2衰减比：过

9、渡过程曲线上同向相邻两个波的振幅之比。N=B/B 介于4:110:1之间 是动态目的。3余差：过渡过程终了时的剩余偏向，为设定值与稳态值之差。余差是静态目的、精度目的。控制系统按有无余差分为有差控制系统C0和无差控制系统C=0。4过渡时间：过渡过程所阅历的时间。是快速性目的。控制系统遭到干扰作用后，被控变量从原有稳定形状过渡到新稳态值的5%或2%范围内，且不再越出时，所阅历的时间。过渡时间越短，表示过渡过程进展得越迅速，越容易抑制扰动。5振荡周期：过渡过程曲线上同向相邻两波峰间的时间间隔。振荡周期越短，过渡过程时间越短，越易抑制扰动。三系统呼应从五个根本目的看系统的呼应，可从稳定性、快速性、准

10、确性三个方面思索。二、影响系统质量目的的要素1. 对象特性2. 自动化安装的性能三、管道及控制流程图1化工消费的根本流程：原料输入设备前处置过程分别或精制化学反响过程后处置过程提纯反响生成物、回收未反响原料及副产品输出设备废品2工艺管道及控制流程图P&ID图：在工艺流程图上按流程顺序标注出相应的丈量点、控制点、控制系统、自动报警及联锁维护系统等所构成的图。1标注含义：P&ID图中，每个仪表都有由字母代号组合和回路编号组成的仪表位号。字母代号中第一字母表示被测变量，后续字母表示仪表的功能。回路编号第一位数表示工序号，后续数字(二位或三位)表示顺序号。2例如： 图中，圆圈外加方框表示集散型控制系统

11、，圆圈外不加方框表示离散仪表；圆圈中无横线表示现场安装，有横线表示集中盘面安装装于仪表盘。图1表示温度检测，装于第一个工序第01个回路位置。图2表示第106号位置为液位指示控制回路液位指示控制器装于仪表盘上。图3表示第598号位置为流量指示控制单元现场安装的集散型控制系统四、小结：1. 掌握衰减振荡的质量目的有最大偏向、衰减比、余差、过渡时间及振荡时间等。必需根据详细的控制要求，优先保证主要的质量目的满足要求。2. 应能看懂工艺管道及控制流程图，找出丈量点、控制点、控制系统等，明确其标注含义。五、作业：1. 复习所学内容 2. P.17：2、6、8序号3周次2授课方式讲授授课章节称号2-1概述

12、 2-2检测环节的质量目的教学目的经过讲解，使学生根本掌握自动检测系统的组成与检测环节的质量目的。教学重点检测仪表的质量目的。教学难点检测仪表的质量目的。运用教具未运用教具。课外作业复习所学内容课后领会少数学生对精度的计算掌握得不好，需进一步讲解。授课主要内容复习上一章节的内容，由检测仪表引入新课。一、概述1自动检测系统的组成 自动检测系统中主要的自动化安装为传感器和显示仪表。其中传感器普通包括敏感元件、传感元件转换元件和丈量转换电路三部分。显示仪表是自动检测系统显示或输出被丈量数值的安装。其显示方式可以是指针式模拟式、数字式、图形显示等几种。2. 检测环节常见信号类型化工消费中，常见的被丈量

13、类型有热工量、机械量、物质的性质和成分量、电工量等。为了便于传输、处置和显示，非电量的被测参数通常转换成电气、压力、光等信号类型。 3. 检测环节中的信号传送方式模拟信号、数字信号、开关信号。二、丈量过程与丈量误差一丈量过程：被测变量信号经过能量的不断变换和传送，并与相应的丈量单位进展比较的过程。二丈量误差：丈量值与被测参数真实值之间的差距。1. 丈量误差的分类1系统误差：误差的大小和符号均不随丈量过程而改动，有规律，可修正。主要由仪表本身的缺陷，观测者的习惯、单要素环境条件的变化等引起。2随机误差：同样丈量条件下，多次丈量结果都不反复的误差。 随机误差在多次丈量时，其总体服从统计规律，大多服

14、从正态分布，具有对称性、有界性、抵偿性和单峰性等特点。3忽略误差：由丈量者在丈量过程中忽略大意呵斥，应防止。2. 丈量误差的表示方法：1绝对误差：丈量值与真实值之差。=2相对误差：绝对误差与真实值的百分比。 3相对百分误差允许误差：绝对误差限与仪表量程的百分数表示。=m/(仪表上限-仪表下限)*100%三、检测仪表的质量目的1精度准确度：普通用援用误差表示。援用误差用仪表的绝对误差与该仪表量程的百分比表示，即将最大援用误差的“和%去掉后的数值与国标规定的精度等级相靠拢。工业用表的精度等级有：0.5、1.0、1.5、2.5、4.0。2回差恒定度：用同一仪表对一样变量值进展正、反行程丈量时，其指示

15、值间的最大差值，用输出量程的百分数表示。留意：正常仪表的回差应小于其允许误差，否那么，应及时检修。3灵敏度与灵敏限灵敏度指仪表稳定后，指针位移量与被测变量的变化量之比。 灵敏限指引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。普通仪表的灵敏限不大于仪表允许绝对误差的一半4线性度：反映检测仪表输出量与输入量的实践关系曲线偏离直线的程度。用实践测得的输入-输出曲线与实际拟合直线之间的最大偏向与丈量仪表量程范围之比的百分数来表示。 5丈量范围与量程：丈量范围的上限值 与下限值 之差就是检测仪表的量程。6稳定性：检测仪表在规定的条件下坚持其检测特性恒定不变的才干。五、小结：丈量仪表的质量目的有精度、回差、

16、灵敏度、线性度和稳定性等。其中精度和回差最主要的目的。应留意合格丈量仪表的回差不能超越其允许误差，否那么应检修或降级运用。六、作业：复习所学内容。序号4周次2授课方式讲授授课章节称号2-3检测环节对控制质量的影响 2-4仪表设备的防护教学目的经过讲解，使学生根本掌握影响控制质量的主要要素，掌握仪表设备的防护方法。教学重点仪表设备的防护方法。教学难点仪表设备的防护方法。运用教具未运用教具。课外作业P3：6、7、8、9课后领会学生这部分内容掌握得较好，完成教学义务，实现教学目的。授课主要内容复习提问：检测环节的质量目的有哪些？引入新课。一、检测环节对控制质量的影响1稳定性与可靠性1仪表的稳定性与可

17、靠性越好，其维护量越小2仪表的电磁兼容性直接影响丈量的准确性电磁兼容性指电气设备在规定的电磁环境中能正常任务，而不对该环境或其分设备呵斥不允许扰动的才干，包括抗电磁干扰才干和发射电磁干扰的极限值。仪表的抗电磁干扰才干越强，而发射电磁干扰的极限值越小，电磁兼容性越好。3检测环节的防护才干：包括气候环保才干、防爆性能、机械特性、电气特性 4仪表安装、运用和维修：合理安装、正确操作、方便维修便于提高控制质量二、纯滞后由于检测元件的安装位置所引入的纯滞后，会使丈量信号不能及时反映被控变量的实践值，影响控制质量，应尽量减小。三、丈量滞后由检测元件的时间常数所引起的动态误差，由检测元件的特性所决议。可经过

18、选择快速检测元件、正确运用微分环节等途径来抑制。四、电气防爆1. 设计防爆：根据爆炸危险场所的区域等级，设计相应的防爆仪表和电气设备。1爆炸性危险场所的划分根据国标规定，爆炸性气体危险场所按危险程度的大小，分为0区、1区和2区三个级别，爆炸性粉尘危险场所分为10区、11区两个级别。危险性前者大于后者。2爆炸性危险场所运用的电气设备防爆电气设备分为：类：煤矿井下用电气设备；类：工厂用电气设备增安型“e：正常运转时不产生点燃爆炸性混合物的火花、电弧或危险温度。隔爆型“d：具有隔爆外壳，翻开外壳前，应先切断电源，否那么有爆炸危险。本安型“i：本质平安，适用于一切危险场所和爆炸性气体，通电时可进展维护

19、。必需和平安栅及外部配线一同构本钱安电路，才干防爆。本安型按平安程度和运用场所不同，可分为ia和ib两个等级，ia防护等级高于ib，ia适用于0区和1区，通常用于工厂，ib用于1区，普通用于煤矿井下。正压型“p：向外壳内充入惰性气体，使内部压力高于周围危险性环境的压力，以阻止外部爆炸性混合物进入壳内引起爆炸。充油型“o：把带电部件浸入变压器油中，使其不致引起爆炸性混合物爆炸。充砂型“q：在外壳内充填细砂，使产生的电弧等不能点燃爆炸性混合物。无火花型“n：在正常运转条件下，不会发生点燃作用的缺点。特殊型“s：采取其他防爆措施的电气设备。3防爆电气设备的选型各类防爆电气均设置永久性铭牌标志。铭牌应

20、包括以下主要内容：防爆总标志“Ex：表示该设备为防爆电气设备；防爆构外型式：表示该设备采用何种措施进展防爆，如d为隔爆型；防爆设备型式：类：煤矿井下用电气设备；类：工厂用电气设备防爆级别：分A、B、C三级，阐明其防爆才干的强弱；温度组别：分为T1T6六组，阐明该设备的最高外表温度允许值；防爆合格证编号及产品出厂日期或编号。2.安装防爆按相应操作规程进展。3.检修防爆定期检查维护，维修工具要适宜，测试仪表应为经鉴定的防爆型或本安型仪表，以防止引起诱发性火花或把过高的电压引向不适当的部位。照明灯具要符合防爆要求，采用24V平安电压，运用防爆接头，不在有压力的情况下装配仪表。五、仪表及设备的防腐保温

21、1.防腐措施采用防腐资料；采用外表或内壁涂覆耐腐资料；采用隔离防腐。2.保温1蒸汽伴热蒸汽伴热普通是将通有蒸汽的伴热管路与仪表管路敷设在一同，再外加保温措施，以到达防冻保温的目的。2电伴热以电热元件为热源，属于较稳定的热源，伴热温度可经过温度开关控制；电热元件通常有加热电缆和电热带两种。六、仪表设备的防护等级外壳防护等级由代码字母IPIP含义为国际防护、第一位特征数字表示外壳防止固体异物进入和防止接近危险部件的人手、工具的防护等级、第二位特征数字表示外壳防止由于进水对设备呵斥有害影响的才干、附加字母、补充字母组成。不要求规定数字时，该处以字母X替代，附加字母和补充字母不要求时，可以不标注。七、

22、小结：检测环节对控制质量的影响主要表如今稳定性和可靠性、安装位置确实定产生的纯滞后及传感器本身的丈量滞后。仪表设备的防护包括电气防爆、防腐和保温等。八、作业：P35：6、7、8、9序号5周次3授课方式讲授授课章节称号第三章 工艺参数的检测变送安装 1压力检测之一教学目的经过讲解使学生根本掌握弹性式压力计、电气式压力计的任务原理。教学重点几种常用测压仪表的任务原理。教学难点弹簧管压力表的构造及丈量原理、电气式压力计的任务原理。运用教具未运用教具。课外作业复习所学知识课后领会大部分学生这部分内容掌握得较好，完成教学义务。授课主要内容复习提问：化工检测中的四大参数是什么？引入新课。一、压力的概念1压

23、力：介质垂直作用在单位面积上的力。2表示方法：绝对压力、表压力、负压力真空度当P绝P大气压时，P表=P绝-P大气压 当P绝 h1当H=0时，P=h1 h22g0，I出0，I出4mA；要使H=0时，I出=4mA，可调整迁移弹簧。迁移的判别：列出P表达式，当H=0时，假设P=0，那么无迁移；假设P0，那么为正迁移；假设P0，那么为负迁移。迁移量：q=|P|H=0迁移的标注：在差压变送器的型号后加“A正迁移；加“B负迁移。三、法兰式差压变送器1适用范围：腐蚀性或含杂质、结晶颗粒及粘度大、易凝固液体的液位丈量。2根本构造：丈量头法兰、毛细管、变送器法兰及毛细管均充有硅油，作为压力传送介质，并使被测液体

24、不进入毛细管和变送器，以免堵塞。法兰式差压变送器的任务原理及动作过程同普通差压变送器。四、沉筒式液位计1检测元件：沉筒 仪表量程即为沉筒的长度，普通为3002000mm2任务原理：根据变浮力原理任务当液位低于沉筒时，沉筒重力作用在扭力管上，此时作用在扭力管上的扭力矩最大，其自在端逆转的角度最大，从而带动芯轴朝同一方向转过一个相应的角度0当液位高于沉筒下端时，作用于沉筒上的力为沉筒的分量和所受浮力的叠加，作用在扭力管上的扭力矩减小， 扭力管顺时针转回一个角度 hF浮作用力矩M四、大型油罐计量仪1任务原理：本质是差压式丈量液位。根据天平原理设计的。罐顶压力P1与罐底压力P2分别引至有效面积相等的两

25、波纹管，产生的作用力使杠杆系统失去平衡，信号经发讯器、控制器，接通电机线路，使可逆电机旋转，并经过丝杠带动砝码挪动，直至砝码作用于杠杆的力矩与丈量力作用于杠杆的力矩平衡时，电机才停顿转动。2特点：按天平原理任务，有较高的精度和灵敏度。可数字显示，读数方便。五、物位仪表的选用仪表型号的选用：由被测对象的特点和工艺要求确定。丈量范围的选用：由工艺要求定。精度等级的选用：由消费所允许的最大绝对误差和仪表量程确定。本节小结：差压变送器是最常用的液位丈量仪表，运用时要留意迁移问题。对含有杂质或高粘度易凝固的液体，可采用法兰式差压变送器。沉筒式液位根据变浮力原理丈量，可测液位或界面。作业：复习所学内容。扬

26、州工业职业技术学院教案序号9周次5授课方式讲授授课章节称号3-4 温度检测之一教学目的经过讲解，使学生掌握热电偶的构成及其测温原理，掌握常用热电偶的特性。教学重点热电偶的丈量原理及其计算。教学难点热电偶的计算。运用教具未运用教具。课外作业1.复习所学内容；2.P89：17、25、26课后领会大部分学生根本概念掌握得较好，完成教学义务。授课主要内容复习提问：几种常用液位计的任务原理，以及运用时要留意的迁移问题。引入新课。一. 温度检测的方法按测温元件能否与被测对象接触分为：接触式测温与非接触式测温。 1. 接触式测温：利用热交换原理进展温度丈量。 优点：构造简单、可靠，测温精度较高；缺陷：不适宜

27、于丈量热容量小的对象、极高温的对象、处于运动中的对象，不适于直接对腐蚀性介质丈量。常用的接触式测温仪表：1液体膨胀式温度计：根据液体膨胀原理任务。2固体膨胀式温度计：根据金属受热线性膨胀原理任务。3压力式温度计：根据温包内气、液体或者蒸汽受热压力改动的原理任务。4热电阻温度计：根据导体或半导体的热阻效应原理进展丈量。5热电偶温度计：根据金属的热电效应原理进展丈量。 2. 非接触式测温：利用热辐射或热对流实现热交换进展温度丈量的。优点：测温呼应快，对被测对象干扰小，可用于丈量运动的被测对象和有较强电磁干扰、强腐蚀的场所。缺陷：容易遭到外界要素的干扰，丈量精度较低，且构造复杂，价钱比较昂贵。常用的

28、非接触式测温仪表：辐射高温计，光学高温计等。二、热电偶普通丈量范围-200+1600。1. 热电偶测温原理热电效应。将两种不同资料的导体或半导体A和B连在一同组成一个闭合回路，而且两个接点的温度tt0， 回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的资料及两接点的温度有关。这种景象称为“热电效应，两种导体组成的回路称为“热电偶，这两种导体称为“热电极，产生的电动势那么称为“热电动势。2热电偶的任务原理根据热电偶的热电效应原理任务。热电势：EABt，t0= EABt-EABt0当冷端温度t0恒定时，EABt0=C 此时，EABt，t0=EABt-EABt0=EABt-C=ft即热电势与温度

29、之间存在一一对应的单值函数关系。当A、B为同种资料时：EABt=EABt0=0那么EABt，t0=0回路中电势总为零，此时不能进展温度丈量，所以同种资料不能构成热电偶。当t=t0时：EABt=EABt0，那么EABt，t0=EABt-EABt0=0热端和冷端温度一样时，热电势恒为0，不能进展温度丈量。接入第三种导体时：只需坚持参比端温度相等，热电偶回路中接入第三种金属材质，对丈量结果无影响。3热电偶的热电特性：t0=0不变时，热电势与温度的关系曲线。分度表：热电偶热电势与温度关系一一对应的规范数据表。EABt，t0=EABt，0-EABt0，04常用热电偶的性质铂铑30-铂铑6 ：分度号为B

30、高温时性能稳定，丈量准确，但热电势小，价钱较贵，可作基准热电偶。铂铑10-铂 ：分度号为S 高温时性能稳定，丈量准确，线性较差，价钱较贵，适于作基准热电偶和精细温度的丈量。镍铬-镍硅：分度号为K 适于丈量中、高温，线性好，灵敏度高，中温范围内性能较稳定，价钱廉价。镍铬-铜镍：分度号为E 适于丈量中、低温范围，灵敏度高，价钱廉价，低温时性能稳定。5热电偶的构造方式1普通热电偶：由热电极、绝缘子、维护套管、接线盒组成。2铠装热电偶：热电极、绝缘子和维护套管三者加工在一同，动态呼应快，可恣意弯曲，精度高，便于安装。3外表型热电偶：利用真空镀膜工艺将电极资料蒸镀在绝缘基板上，尺寸小，呼应速度快，主要用

31、来测微小面积上的瞬变温度。4快速热电偶：公用于钢水及高温融熔金属的温度丈量，只能一次性运用。本节小结：热电偶根据热电效应原理任务，运用时必需保证冷端温度恒定，否那么有较大的丈量误差。热电偶将冷端转化为0，才干查分度表，留意分度表应与热电偶的类型相对应。热电偶的根本组成为热电极、绝缘子、维护套管、接线盒四部分。作业：1.复习所学内容；2.P89：17、25、26扬州工业职业技术学院教案序号10周次5授课方式讲授授课章节称号3-4 温度检测之二教学目的经过讲解，使学生掌握热电偶常用冷端温度补偿方法，根本掌握常用热电阻及其测温原理。教学重点热电偶冷端温度补偿方法。教学难点热电偶冷端温度补偿方法。运用

32、教具未运用教具。课外作业1.复习所学内容；2.P89：29、31、32课后领会少数学生概念懂，但解题有困难，需进一步辅导。授课主要内容复习提问：热电偶的测温原理，以及同种金属能否构成热电偶？为什么？引入新课。6热电偶冷端温度补偿方法1补偿导线法：实现部分补偿补偿导线：由0100内热电特性与对应热电偶一样的廉价金属构成。补偿目的：将热电偶冷端延伸至温度恒定处，使其不受任务端温度变化的影响。EABt，t0+ EABt0，t1=EABt，t1铂铑-铂：补偿导线为铜-铜镍 镍铬-镍硅：补偿导线为铜-康铜运用补偿导线时，应留意：补偿导线应与热电偶相匹配；极性不能接反。2采用补偿导线实现部分补偿后，冷端温

33、度完全补偿方法：冰浴法：将冷端浸于冰水混合物中，使t0=0查表法：EABt，t0=EABt，0- EABt0，0 校正仪表零点法：断开丈量电路，使显示仪表的零点指示在室温，再接通电路。EABt，t0=EABt指，t起，调整t起= t0，那么t指=t补偿电桥法：在补偿导线后面接上补偿电桥，使其产生一不平衡电压U，来补偿冷端温度变化产生的误差。即EABt，0- EABt0，0+U= EABt指，0假设使U= EABt0，0，那么t指=t补偿热电偶法补偿热电偶的任务端温度恒为t0，其冷端与丈量热电偶的冷端均为t1，补偿热电偶与丈量热电偶的资料一样，或为其补偿导线，此时相当于两支一样的热电偶反串，测温

34、仪表的指示值那么为EABt，t0所对应的温度，而不受t1变化的影响。7.热电偶测温系统的组成由热电偶、衔接导线补偿导线和铜导线、显示仪表组成。运用时应留意三者匹配，如显示仪表为动圈表还需进展冷端温度补偿。三、热电阻1测温原理：根据金属导体的电阻值随温度的变化而变化的性质进展丈量。2常用热电阻1铂电阻：分度号：Pt10R0=10、Pt100R0=100测温范围为-200+650，丈量准确、性质稳定，复现性好，价钱较贵，抗复原性介质中性能差，可用于精细测温及作为基准热电偶运用。2铜电阻：分度号：Cu50R0=50、Cu100R0=100测温范围为-50+150，电阻与温度成线性关系。灵敏度高，价钱

35、廉价，热惰性较大，适于丈量化学反响器和锅炉中介质的温度。3.热电阻的构造方式1普通热电阻：由电阻体、绝缘子、维护套管、接线盒组成。2铠装热电阻：电阻体、绝缘子和维护套管三者加工在一同，体积小，动态呼应快，可恣意弯曲，精度高，便于安装，适用于构造复杂或狭小设备的温度丈量。3外表型热电阻：尺寸小，呼应速度快，适用于丈量轴瓦或其他机件的温度。4隔爆型热电阻：适用于具有爆炸性危险场所的温度丈量。4.热电阻测温系统的组成由热电阻、衔接导线和显示仪表组成。运用时，测温元件与显示仪表应匹配，衔接时应采用三线制，以减小衔接导线电阻的变化对丈量的影响。四、一体化温度变送器 1.任务原理输入电路接受测温元件送来的

36、热电势或热电阻信号，转换成相应的电压输出，送入高性能运算放大器放大，放大后的信号一路经U/I转换处置成电流420mA输出；另一路经A/D转换器处置后到表头显示。2.特点变送器可现场安装于测温元件接线盒内，省补偿导线；抗干扰才干强；精度高，功耗低，任务稳定可靠。但现场条件恶劣，处置缺点费事。五、温度检测仪表的选择与安装1.温度仪表的选择根据工艺要求、操作和环境条件、被测介质的温度范围，确定温度仪表的类型及维护套管的资料，选显示仪表留意匹配。2.测温元件的安装测温点应选在温度变化灵敏并具代表性的地方；测温元件应逆流安装，任务端应处于管道中心流速最大处；测温元件有足够的插入深度；就地显示仪表应便于察

37、看。3.布线要求留意补偿导线匹配，极性不能接反；线路电阻符合二次仪表的要求；导线应防止接头，穿管走线；信号线与电源线分开布线。本节小结：1.热电偶运用补偿导线后采用的冷端温度补偿方法有冰点法、校正仪表零点、补偿电桥法、查表计算法和补偿热电偶法。2.常用热电阻有铜电阻和铂电阻，热电阻运用时应留意与所用显示仪表匹配，并采用三线制衔接。3.测温仪表选择时，应根据工艺要求、操作和环境条件、被测介质的温度范围，确定温度仪表的类型及维护套管的资料，选显示仪表留意匹配。 作业：1.复习所学内容；2.P89：29、31、32扬州工业职业技术学院教案序号11周次6授课方式讲授授课章节称号3-5 物质成分分析 3

38、-6 其他参数检测教学目的经过讲解，使学生了解几种常用成分分析仪表的任务原理与根本构造；根本掌握电机转速的丈量与皮带秤称重的任务原理。教学重点氧量分析仪和氢量分析仪的任务原理；电机转速的丈量原理与皮带秤称重的任务原理。教学难点氧量分析仪和氢量分析仪的任务原理；电机转速的丈量原理与皮带秤称重的任务原理。运用教具未运用教具。课外作业复习所学内容课后领会学生根本概念掌握得较好，完成教学义务。授课主要内容复习提问：化工工业消费中除了丈量四大典型参数外，普通还要丈量什么参数？引入新课。一、成分分析仪表的根本构成1取样安装从工艺流程中取出具有代表性的待分析样品引入分析仪表。2预处置系统将消费过程中提取的样

39、品加以处置，以满足检测器对样品形状的要求。除灰尘、蒸汽、有害物质及干扰组分。3检测变送分析仪表的中心将待分析样品的成分量或物性量转换成便于丈量的电信号输出。4信号处置及显示环节将分析安装送来的信号进展放大、运算等处置，进展相应的指示、记录，显示出最终分析结果。二、氧量分析仪1热磁式氧分析器1任务原理根据氧气具有很好的磁化特性，其体积磁化率为正，且比其他气体大得多；并且氧气的磁化率随温度的升高而急剧下降的特点任务。2传感器构造由铂丝构成的热敏电阻R1、R2和固定电阻R3、R4构成丈量电桥。当气体中不含氧气时，环形气室的中间通道中无气体经过，R1=R2，R3=R4，此时电桥平衡，输出电压U=0。当

40、被测气体中含氧气时，由于磁场的吸引作用，氧气被吸入中间通道，受热而温度上升。氧气的温度越高，磁场的吸引力越弱，因此冷氧气所遭到的磁场吸引力比热氧气大得多，中间通道构成磁风，含氧量越高，磁风越强。此时，R1被带走热量多，减小较多，而R2减小较少，R3=R4，电桥失去平衡，输出不平衡电压U。2氧化锆氧量分析仪1任务原理：根据电化学中的浓差电池原理任务。2任务过程：氧化锆两侧装着多孔质的铂电极，其中一个铂电极与知氧含量的气体充分接触，另一电极与待测含氧气体充分接触，当两侧气体中氧浓度不同时，浓度高的一侧，氧分子从铂电极获取电子，经氧化锆到达低浓度侧，失去电子给铂电极，变成氧分子，从而构成以氧化锆为电

41、解质的浓差电池，两极板间产生电动势。氢量分析仪1任务原理利用混合气体中待测气体含量发生变化，引起混合气体总的导热系数变化这一特性进展丈量。2根本构成热导式氢分析器由预处置安装、稳压器、发送器和显示仪表等环节组成。其中心部分是发送器。3发送器双桥路发送器由丈量桥路、电源变压器及调整电路等构成。丈量桥路实现氢气浓度到交流电压的转换。课本中发送器的丈量桥路是典型的交流电源供电的双桥路构造。参比桥： R5、R7 封装上限浓度气体，R6、R8封装下限浓度气体，构成不平衡电桥，其输出电压U1恒定；任务桥：R1、R3 通以被测浓度气体，R2、R4充以下限浓度气体，其输出电压U2。当被测气体中氢气浓度增高或降

42、低时，相应的R1、R3应减小或增大，从而使U2变化。U2与U1比较后，经过显示仪表进展指示、记录，即可测得氢气含量。四、利用皮带秤称重1电子皮带秤的任务原理延续丈量经过皮带单位间隔 的货物分量，同时相应丈量皮带挪动了多少个单位间隔 ，在一段时间内将每个单位间隔 的分量累计起来就是这段时间皮带所运输的货物总量。2电子皮带秤的根本构造由称重桥架衔接皮带和称重传感器、称重传感器由程度安装的悬臂梁式传感器构成、测速传感器、称重仪表构成。3动作过程当物料加在皮带上时，在重力作用下，称重传感器悬臂梁受力后产生弯曲变形，使粘贴在上面的电阻应变片的阻值发生变化，应变桥路失去平衡，从而输出与分量信号成正比的mv

43、级电信号。该信号与测速成传感器的脉冲信号后，对这两种信号进展放大、滤波、A/D转换后送入CPU，进展积分运算，得到物料的累计量及瞬时流量加以显示。五、电机转速的丈量1磁电式转速传感器1根本构造：永久磁铁、感应线圈、磁盘2任务原理：根据电磁感应原理任务磁盘装在被测转轴上，与转轴一同旋转。当转轴旋转时，磁盘上的齿形将引起磁盘与永久磁铁间气隙大小的变化，从而使永久磁铁组成的磁路中磁通量随之发生变化。磁路经过感应线圈，当磁通量发生变化时，感应线圈感应出一定幅度的脉冲电势，其频率与磁盘的转速成正比，测出脉冲的频率，就可知道被测物体的转速。3特点：分辨率高，频率呼应宽，可靠性高，可实现远间隔 传输。2霍尔

44、传感器测电机转速1任务原理：根据霍尔效应原理任务。在一磁感应强度为B的恒定磁场中放入一半导体薄片霍尔片，霍尔片中通以电流I，那么在与B及I垂直的方向上产生霍尔电势UH。UH=KHBIKH为霍尔常数2线性霍尔集成传感器将霍尔元件、恒流源、线性放大器等集成在一个芯片上构成线性霍尔集成传感器。其输出电压与外加磁场的强度呈线性比例关系。3霍尔传感器测电机转速电机转轴上安装一个齿盘，将线性霍尔集成传感器及磁路系统接近齿盘，随着齿盘的转动，磁路的磁阻发生周期性变化，因此磁感应强度B也发生周期性变化，那么线性霍尔集成传感器的输出电压随之呈周期性变化。霍尔器件的输出脉冲频率与电机转速成正比，测出脉冲频率，经隔

45、直、放大、整形后可确定电机转速。本节小结：1成分分析仪的根本构造包括取样安装、预处置系统、检测变送环节和信号处置及显示环节。氧量分析器有热磁式和浓差电池式两种，氢量分析器最常用的是热导式。2常用的电机转速丈量可用磁电式转速传感器或霍尔传感器进展丈量，前者根据电磁感应原理工用，后者根据霍尔效应原理任务。电子皮带秤称重是利用粘贴在县臂梁上的应变片受力后的应变效应原理任务的。作业：复习所学内容扬州工业职业技术学院教案序号12周次6授课方式讲授授课章节称号单元检验教学目的经过单元检验，进一步了解学生对本阶段所学内容的掌握情况。教学重点精度、量程确实定，差压式液位计迁移量的计算，以及热电偶测温时温度补偿

46、问题教学难点量程确实定，热电偶测温时温度补偿问题运用教具未运用教具。课外作业复习所学内容课后领会完成教学义务。授课主要内容1 假设某反响器最大压力为0.6MPa，允许最大绝对误差为0.02MPa。现用一台丈量范围为01.6 MPa，准确度为1.5级的压力表来进展丈量，问能否符合工艺上的误差要求？假设采用一台丈量范围为01.0 MPa，准确度为1.5级的压力表来进展丈量，问能符合误差要求吗？试阐明理由。2现需丈量高温电炉温度，设炉内温度为900，允许误差不超越炉内温度的2%，供选择的测温仪表规格有：0900；01200；01600三种，他以为应选择哪种规格的温度计？为什么？需求几级准确度等级？3

47、图示容器中装有两种互不相溶的液体，其密度分别为1和2，1试根据以下图写出用差压计延续丈量两液位交界面时，差压与液体交界面的高度间的相互关系式；2各阀门的作用及操作方法。 4知分度号为K的热电偶任务端温度为800，经过其补偿导线将冷端由80延伸到20，显示仪表与其匹配，那么仪表指示值为多少？如补偿导线极性接反，此时仪表指示值又为多少？由此产生的误差有多大？在此采取什么措施可使仪表指示值真实反映任务端温度？ 5用K型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mv，冷端室温为25oC，求设备的温度？假设改用E型热电偶来测温，在一样条件下，E热电偶测得的热电势为多少？ 6某一标尺为01000oC的温度计

48、出厂前经校验，其刻度标尺上的各点丈量结果分别为：规范表读数/oC02004006007008009001000oC被校表读数/oC02014026047068059031001oC1求出该温度计的最大绝对误差值；2确定该温度计的精度等级；3 假设工艺上允许的最大绝对误差为 8oC，问该温度计能否符合要求？ 7某台空压机的缓冲器，其任务压力范围为1.11.6MPa，工艺要求就地察看罐内压力，并要求丈量结果的误差不大于罐内压力的 5%，试选择一台适宜的压力计类型，丈量范围，精度等级，并阐明其理由。扬州工业职业技术学院教案序号13周次7授课方式讲授授课章节称号第四章工艺参数的显示安装4-1模拟式显示

49、仪表教学目的经过讲解使学生根本掌握常用模拟式显示仪表的任务原理及常用类型。教学重点常用模拟式显示仪表的任务原理及常用类型。教学难点常用模拟式显示仪表的任务原理及常用类型。 运用教具未运用教具。课外作业复习所学内容课后领会少数学生概念懂，但解题有困难，需进一步辅导。授课主要内容复习：热电偶常用温度补偿方法有哪几种？引入新课。一、模拟式显示仪表一动圈式指示仪表1特点：构造简单、价钱廉价，维修方便，体积小、分量轻2根本构造：丈量线路、丈量机构1丈量机构：磁电式毫伏计2任务原理：根据力矩平衡原理任务。3XCZ-101型动圈表配热电偶应保证每安装一次测温元件时，R外为15；仪表出厂及搬动过程中须将1、4

50、端子用导线短接，运用时将短道路断开；假设只用补偿导线，那么动圈表机械零点应调至室温；假设用补偿导线和补偿电桥，那么将其机械零点调至补偿电桥平衡时的温度。4XCZ-102型动圈表配热电阻热电阻必需采用三线制衔接，衔接导线电阻为5，缺乏5时经过调整电阻补足。动圈表不用时1、4端子应短接。二、自动平衡式显示仪表1电子电位差计配热电偶任务原理：根据电压平衡原理进展丈量零值法根本构造：由丈量线路、放大器、稳压电源、可逆电机、传动构造、同步电机、指示记录机构等组成电子电位差计本身带有冷端温度补偿电阻，热电偶与其配用时，只需接匹配补偿导线就可实现完全补偿。2电子平衡电桥1任务原理：根据电桥平衡原理进展丈量。

51、2根本构造：除感温元件与丈量桥路不同外，其他部分同电子电位差计。 电子平衡电桥运用时，其分度号应与所用热电阻的分度号相一致。三、声光式显示仪表1任务原理：以声音或光柱的变化反映被测参数超越极限或模拟显示被测参数的延续变化的仪表。光柱式显示仪表是以等离子柱、荧光光柱及发光二极管LED光柱的高低变化来模拟显示被测参数延续变化的显示仪表。2XXS10型闪光报警仪该报警仪是八路报警仪，可以与各种电接点式控制、检测仪表配合运用，用来指示消费过程中的各种参数能否越限，实现越限报警。此外，可以在线设置八种报警方式，可选择开路报警或短路报警，一台仪表就可实现多路报警。报警信号输入电路采用光电隔离器件，采用开关

52、电源，具有极强的电压顺应性和抗干扰性。本节小结：常用的几种模拟式显示仪表，在运用时必需留意显示仪表与测温元件相匹配。作业：复习所学内容扬州工业职业技术学院教案序号14周次7授课方式讲授授课章节称号4-2数字显示仪表4-3智能显示仪表教学目的经过讲解使学生根本掌握数字显示仪表以及智能显示仪表的任务原理及常用类型。教学重点常用数字显示仪表的任务原理及智能显示仪表的特点。教学难点常用数字显示仪表的任务原理及智能显示仪表的特点。 运用教具未运用教具。课外作业复习所学内容课后领会完成教学义务。授课主要内容复习：两种常见模拟式显示仪表的任务原理，引入新课。数字式显示仪表概念：直接以数字方式显示被测参数值大

53、小的仪表。这类仪表防止运用磁电偏转机构或机电式伺服机构，因此丈量速度快、精度高，对所测参数便于进展数值控制，特别是能将模拟信号转换成数字信号，便于和计算机或其他数字安装联用。分类：输入信号的方式分：电压型和频率型。其中电压型的输入信号是电压或电流，频率型的输入信号是频率、脉冲及开关信号。被测信号的点数：单点和多点仪表所具有的功能：数字显示仪、数字显示报警仪、数字显示输出仪以及具有 复合功能的数字显示报警输出记录仪。数字式显示仪表的特点及根本功能数字式显示仪表特点：准确、灵敏、快速、方便、可多点丈量；便于与计算机联用。根本功能：输入信号普通为电压、电流或频率脉冲信号及开关信号；以09数字方式及单

54、位符号显示被测参数的丈量值；可对被测参数自动丈量和显示，也可对被测参数设定报警。数字式显示仪表的构成及原理 构成：普通数字式显示仪表有前置放大器、模数转换器、非线性补偿、标度变换和显示安装组成。1前置放大器：对检测变送来的微弱电信号进展放大，以便进一步处置。2A/D转换器：是数字式显示仪表的中心部分，义务是将延续变化的模拟量转换成与其成比例的、断续变化数字量。常见A/D转换器有双积分型双斜率型和逐次比较型。3非线性补偿：使仪表显示值与被测参数成对应比例关系而采取的补偿措施。常用的方法有模拟式非线性补偿、非线性模数转换补偿法、数字式非线性补偿法等。4标度变换：进展量程变换，使仪表的显示数字直接表

55、征被测参数的工程量。5计数显示：脉冲信号由计数器计数，经译码器，将被丈量用十进制数显示。 原理：由检测单元送来的信号先经过变送器转换成电信号，由于信号较弱，需求进展前置放大后才干进展A/D转换，把延续变化的模拟信号转换成断续变化的数字信号量；然后经非线性补偿、标度变换后，最后送入计数器计数并显示；同时也可送入报警系统和打印机构，也可直接输出数字量。四、智能数字显示仪表1智能数显表的特点与功能：全功能输入信号；具有多种显示方式和掉电维护功能；具有自动温度补偿及自动校零环节；具有缺点自诊断功能；具有代数运算和逻辑运算功能，并能进展流量积算和PID控制，带有报警功能；可对信号类型、丈量范围、报警内容

56、等参数显示方式进展设置；可以经过通讯接口和计算机联网，构成计算机管理系统。2智能数字式显示仪表的组成：主要有工业公用CPU、A/D转换器、EEPROM、显示控制器、液晶显示器、键盘控制器等部分组成。整个任务由微处置器担任，它根据键盘的按键命令，经过总线对各部件进展控制。由规范信号、热电偶、热电阻等送来的信号经处置送至模拟开关，在微处置器的控制下分别送入调理电路变换成适当的电压信号，经A/D转换后成为数字量，微处置器对该丈量值经校零、线性化运算、冷端补偿等处置后，送至显示器显示。五、无纸记录仪以微处置器为中心，采用全电子化设计，直接将记录信号转化成数字信号送至随机存储器加以保管，采用LCD或用V

57、GA监视器显示和记录被测参数。 特点：无纸，无墨，无一切机械转动部件，无需日常维护；输入信号种类多；可显示趋势曲线、数据、报表等；对输入信号可以组态或编程，能实现温压补偿、流量积算和PID控制等；有大容量的芯片存放丈量数据；存放的数据可以经过人机界面进展各种处置和分析。 组成及根本任务原理有工业公用CPU、A/D转换器、只读存储器ROM、随机存储器RAM、显示控制器、液晶显示器、键盘控制器、报警电路、时钟电路等部分组成。无纸记录仪以单片微处置器为中心，对各种数据进展采集和处置，被记录数据可送至RAM上存贮，或送至液晶显示屏上显示，也可根据需求，随意放大或减少，以便操作人员察看所记录信号的形状；

58、同时，被记录信号可与设定的上、下限信号比较，一旦越限那么发出报警信号。 运用 实时单通道显示 组态界面本节小结：了解几种常用的数字式显示仪表和智能式显示仪表，在运用时必需了解相关仪表的本卷须知。作业：复习所学内容。扬州工业职业技术学院教案序号15周次8授课方式讲授授课章节称号第五章工艺参数的控制安装5-1执行器之一教学目的经过讲解，使学生了解气动执行器的根本构造及任务方式教学重点气动薄膜调理阀的根本构造及其任务方式教学难点气开阀与气关阀的判别以及气开阀与气关阀的选择。运用教具未运用教具。课外作业复习所学内容课后领会学生根本概念掌握得较好，完成教学义务。授课主要内容复习提问：执行器分为哪几种？气

59、动执行器的输入信号从哪儿来？输入信号范围普通为多少？引入新课。一、气动执行器的组成与分类1组成：气动执行器普通由气动执行机构和调理阀两部分组成，根据需求还可以配上阀门定位器和手轮机构等附件。2气动执行机构的分类主要有薄膜式和活塞式两种，其次还有长行程执行机构和滚筒膜片执行机构等。气动薄膜式执行机构主要由弹性膜片、圆盘、平衡弹簧、调理螺母和推杆等组成。当调理器送来的气压信号引入膜片上时，构成一个推力使膜片和推杆挪动，同时平衡弹簧产生一反向平衡力，当两个力相等，推杆停在某一位置。推杆行程与调理器的输出信号成一一对应关系。3控制机构调理阀：主要由阀体、阀芯和阀座等组成。动作过程：在执行机构的推力作用

60、下，当阀杆挪动时，控制机构中的阀芯产生位移，改动阀芯与阀座间的流通面积，从而改动被控介质的流量，以抑制干扰对系统的影响，到达控制的目的。4执行机构与调理机构的组合方式执行机构分为正作用和反作用两种：当输入的气压信号添加时，推杆下移，那么为正作用，反之，为反作用。下部的阀体内，阀芯也有正装和反装两种：推杆下移时，阀关小，那么为正装；推杆下移时，阀开大，那么为反装。两者组合起来，可构成气开阀与气关阀，共有四种方式，即正作用与反装、反作用与正装构成气开阀；正作用与正装、反作用与反装构成气关阀。二、调理阀的主要类型1直通单座阀：适用于小口径、低压差场所。2直通双座阀：不宜用在高粘度、含悬浮颗粒和含纤维