《变送单元》课件

第三章变送单元节概述第二节差压变送器第三节温度变送器第四节流量检测与变送第五节液位变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第1页!重点内容测量基本概念参数测量（T、P、Q、H、比例、成分等）信号变送《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第2页!变送器在自动控制系统中是首要环节和重要组成部分检测变送单元包含两部分：检测和变送DDZ-II型和DDZ-III型仪表的性能比较（表3-1）测量的基本概念

1、测量用一个已知的量与被测同类量的比较过程一次测量：测量体与被测介质接触，测量体将被测量的参数成比例转换为另一个物理量的过程称为一次测量所用仪表为一次仪表。二次测量：将一次测量的数值转换成标准电信号的过程称为二次测量，所用仪表为二次仪表。测量仪器：DDZ-II、DDZ-III型仪表。标准信号：气动信号：0-20MPA电动信号：1-5V；4-20MA节概述《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第3页!节概述2、测量误差被测真值与测量结果之间存在的误差。误差属性绝对误差：被测真值与测量结果之间存在的误差。相对误差：绝对误差与被测真值或测量结果之百分比。实际相对误差：绝对误差/真值标称相对误差：绝对误差/仪表示值引用相对误差：绝对误差/仪表量程产生误差系统误差：本身固有、有规律的误差。随机误差：无规律的误差。疏忽误差：误读引起误差。使用误差基本误差：正常误差。附加误差：超出规定条件的误差。允许误差：仪表所允许误差。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第4页!4、测量目标工艺参数（T、Q、H、P、成分等）——标准信号（气动0-20MP、电动1-5V\4-20MA）工艺参数无法测量，测量与工艺参数成比例的参数Y(t)=f(X1(t),x2(t),……xn(t))成线性关系Y(t)=f(X1(t),x2(t),……xn(t))成有条件的线性关系5、测量要求测量值Z(t)正确反映被测量y(t)数值，误差不超规定的范围。测量值Z(t)在环境条件下系统可靠工作测量值Z(t)能够响应Y(t)的变化，速度允许节概述《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第5页!7、量程调整、零点调整量程调整目的：提高测量精度、Ymax与Xmax对应方法：改变Y与X之间斜率调整F调整C零点调整目的：Ymin与Xmin对应当Xmin=0时，为零点调整；Xmin=0，Ymin=4mA;当Xmin≠0时，为零点迁移；Xmin≠0，Ymin≠0方法：调整Z0实现。注意：调整可提高系统的精度和灵密度节概述《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第6页!第二节差压变送器

压力的表示与单位压力的表示：绝对压力单位面积所受到的力相对压力（表压）绝对压力与大气压之差真空度大气压与绝对压力之差绝对压力绝对压力真空度表压标准大气压《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第7页!变送信号：液体、气体或蒸汽的差压（压力）、流量、液位等工艺参数目标：测量△P转换成4～20mA或者1~5V组成：机械杠杆系统和振荡放大电路原理：力矩平衡原理工作的结构：第二节差压变送器

一、DDZ-Ⅲ差压变送器△P测量部分Fi杠杆系统△M放大器反馈部分FfIo《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第8页!(1)测量部分

作用：把被测差压ΔP转换成作用于主杠杆下端的输入力Fi

A1=A2=Ad

Fi=Ad(P1-P2)=AdΔP

Fi=A1P1-A2P2因:

故:p1p2负压室正压室轴封膜片主杠杆《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第9页!①主杠杆将Fi转换为F1F1作用于矢量机构上

HF1Fil2l1《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第10页!③副杠杆进行力矩的比较

F2产生的力矩Ff产生的力矩合力矩调零力Fz产生的力矩最终的合力矩《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第11页!(4)整机特性

回放《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第12页!接线：Ro与24VDC电源和250Ω负载电阻RL组成二线制系统若忽略指示表的内阻,Ro为变送器内阻，由图可见第二节差压变送器

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第13页!四线制和二线制方式二线制满足的条件：《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第14页!原理分析：当p1=p2时，d1=d2=d0，此时当p1>p2时，电容极板位移为选取差动电容的电容之比图3-7差动电容结构示意图二、差动电容差压变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第15页!温度是化工过程中最普遍而重要的操作参数。所有的过程都是在一定的温度条件下进行的；温度决定一些反应能否进行和反应方向；温度决定一些反应的进程程度；温度显示反应的能量变化。温度不能直接测量。温度的测量都是通过温度传递到敏感元件后，其物理性质随温度变化而进行的。第三节温度变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第16页!组成部分1）信号输入：限流限幅Ri1,Ri2,Vs1,Vs2；低通滤波Ri1,Ri2,Ci2）零点调整：Ri5=Ri7,远大于其他电阻，限流；VTz,Rz恒流源3）反馈回路：Vf放大单元的隔离反馈部分；Rf1<<Rf2,可忽略一、直流毫伏变送器的量程单元《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第17页!热电偶：结构：两种不同材料金属组成闭合回路原理：热电效应输入：测量温度T输出：热电势（mV）测量：测量时，须采用补偿导线；补偿电桥；计算法补偿导线：属性相反、材料相近、尺寸相同补偿电桥：串接电桥计算法：二、热电偶温度变送器的量程单元《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第18页!（补充）热电偶的补偿导线热电偶的导线补偿用廉价材料将冷端延伸到温度相对稳定的控制室内；冷端温度补偿将冷端浸泡在恒温的冰水中；采用电路差减法消除冷端热电势。+-补偿导线测量电路热电偶补偿导线应与热电偶的电极材料配合使用；补偿导线的材质不同，接线时应特别注意不能接错。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第19页!

冷端温度自动补偿在桥路的桥臂串接一只铜电阻，放于热电偶的冷端附近，感受与热电偶冷端相同的温度。具有正的电阻温度系数，其阻值随温度的增加而增加，若以20℃为标准，自动补偿的条件为：《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第20页!热电阻：原理：利用金属电阻随温度变化的规律进行测量；分类：铜电阻、铂电阻输入：测量温度T输出：电阻（Ω）测量：测量时，须采用三线制测量。铜电阻测量是线性的：铂电阻测量是非线性的：三、热电阻温度变送器的量程单元《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第21页!四、温度变送器的放大单元《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第22页!1、定义：流体的流量是指在单位时刻内流过管道某一截面积的流体的数量。2、分类：体积流量、重量流量、质量流量3、测量方法：速度式（节流装置、转子流量计、电磁流量计等）容积式（容积式流量计）质量式（质量流量计）第四节流量检测与变送

一、概述《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第23页!2.节流式流量测量原理：

能量守恒定律和流体流动的连续性定律为依据二、差压式流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第24页!使用：管道内壁表面应无可见坑凹、毛刺和沉积物等；适用的管道直径Dmin>=50mm。节流件前后必须有足够长度的直线管道L1和L2，通常L1>10D，L2>5D；节流装置安装时要注意节流件开孔必须与管道同轴，节流件方向不能装反；取压导管内径不得小于6mm，长度在16m以内；取压导道与差压变送器的连接应安装截止阀和平衡阀。由于差压式流量变送器的输出信号与被测流量是非线性，须利用开方器进行线性化处理。当利用节流式流量计测量可压缩流体时，若使用的工作压力和绝对温度与设计时的标准压力和绝对温度不符时，会引起较大误差，须进行修正:二、差压式流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第25页!第四节流量检测与变送

三、靶压式流量计图3.27靶式流量计的工作原理在管道内流体的垂直冲击下，靶受力为:《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第26页!结构：锥形管、转子特点：测量低流速、高精度、压力损失小、垂直安装原理：流体由锥管的下端进入，经过浮子与锥管间的环形流通面积从上端流出。当流体通过环形流通面积时，由于节流作用在浮子上下端面形成差压△P，作用于浮子而形成浮子的上上升力。当此上升力与浮子在流体中的重量相等时，浮子就稳定在一个平衡位置上，平衡位置的高度与所通过的流量有对应关系，因此，可以浮子的平衡高度代表流量值。四、浮子流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第27页!使用：刻度换算非标准性仪表，出厂时标定。用常温的水来标定，测量其它介质流量的用标准状态下（20℃，９.8Pa）的净化空气标度。实际测量时，若被测介质不是水或空气，须进行刻度换算。 设：当被测介质的密度ρ’与标定介质密度ρo不一致时，必须进行校正四、浮子流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第28页!使用：温度和压力修正由于液体介质是不可压缩流体，温度和压力的变化，对液体的粘度变化极小，故不用修正。但是，由于气体是可压缩流体。温度和压力变化引起较大误差，必须修正，。温度和压力修正浮子流量计必须垂直安装在管道上，流体必须自下而上流过浮子流量计，不应该有明显的倾斜。配管直径一般小于50mm。测量时，流体的雷诺数应大于界限雷诺数。流量计的最佳测量范围应为量程上限(1/3~2/3)的刻度。四、浮子流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第29页!图（a）位置时，由于p1>p2，所产生的合力矩使A轮顺时针方向转动。A带动B转动。转至（b）位置，A轮与B轮均为主动轮。转至（c）位置，合力矩使B轮带动A轮转动。A、B轮转动时，连续将半月形容积内的流体排出。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第30页!特点由于椭圆齿轮流量计是基于容积式原理测量的，与流体的粘度、密度、雷诺数等参数无关。因此，安装时不需要有直管段，对流体的流动状态无要求，特别适用于高粘度介质的流量测量。测量精度高，最高可达±0.1%。椭圆齿轮流量计的使用温度不能过高，否则可能使齿轮膨胀卡死。另外被测流体中不能含有固体颗粒，否则会引起齿轮磨损以至损坏。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第31页!涡轮上的螺旋形叶片用高导磁系数的不锈钢材料制成。导流器用以稳定流体的流向外壳由非导磁的不锈钢制成《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第32页!输出脉冲频率f与被测流量Q之间的关系：

f

=

NQ

N—仪表常数NS《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第33页!七、涡街流量计利用流体遇到阻碍物后产生的旋涡来测量流量。可以用来测量管道中的液体、气体和蒸汽的流量。旋涡式流量计有两类：旋进型旋涡流量计和卡曼型旋涡流量计。旋进型卡曼型《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第34页!实验表明，当两列旋涡的间距h和同列相邻两个旋涡之间的距离l之比能满足h／l＝0.218时，所产生的涡街是稳定的。满足如下关系：

f—单侧旋涡发生频率St

—斯特劳哈尔系数v

—流体平均流速d

—圆柱体直径式中：公式表明，St为常数时，单侧旋涡的发生频率f与流体平均流速v成正比。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第35页!旋涡频率的检测旋涡频率的检测方法很多。如：热敏检测法、超声波检测法、电容检测法、应力检测法等。这些方法都是利用旋涡的局部压力、密度、流速等的变化作用于敏感元件，产生电信号，再经放大整形，得到脉冲信号输出。例1：热敏检测法《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第36页!铂丝阻值的变化频率，采用一个不平衡电桥进行转换，经放大和整形，再变换成直流电流信号输出，供显示，累积流量或进行自动控制。铂电阻丝电桥输出信号频率fv=2f《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第37页!工作原理在管道两侧安放磁铁，流动的液体当作切割磁力线的导体，产生的感应电动势与流体的流速成正比关系。当磁感应强度B不变、管道直径一定时，流体切割磁力线而产生的感应电势E的大小仅与流体的流v速有关。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第38页!体积流量Q与流速v的关系为：将

v=BDE代入可得：式中称为仪表常数感应电势E与被测流量Q成正比关系。QvD《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第39页!为了避免磁力线被测量管的管壁短路，并使测量导管在磁场中尽可能地降低涡流损耗，测量导管应由非导磁的高阻材料制成，如不锈钢。但内壁必须涂一层绝缘衬里，如环氧树脂。以防止感应电势被短路。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第40页!由于感应电势数值很小，后级采用高放大倍数的放大器，很容易受外界电磁场干扰的影响。缺点只能用来测量导电液体的流量，要求导电率不小于水的导电率。不能测量气体、蒸汽及石油制品等的流量。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第41页!物位测量仪表可分为下列几种类型。1.静压式物位测量利用液体或物料对某定点产生的压力随液位高度而变化的原理而工作。2．浮力式物位测量利用浮子所受的浮力随液位高度而变化的原理工作。3.电气式物位测量利用敏感元件将物位的变化转换为电量参数的变化，而得知物位。第五节液位变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第42页!浮力式液位变送器：分恒浮力式和变浮力式两种。恒浮力式：测量方法：浮球测量，浮球随液位而改变应用场合：密闭的容器、压力不大、黏度较大变浮力式测量方法：沉筒测量，液位改变引起作用在沉筒的压力变化应用场合：开口容器、黏度较大的液体一、浮力式液位变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第43页!2、变浮力式液位变送器如图是一用弹簧平衡的浮筒的测量原理图，将一截面相同，质量为m的圆筒形空心金属浮筒悬挂在弹簧上，当h＝0时，浮筒的重量被弹簧的反作用所平衡。当液位变化使浮筒的一部分被液位浸泡时，由于受到液位的浮力作用而使浮筒向上移动，直到与弹簧的反作用力重新平衡。设此时弹簧的位移为△x，则《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第44页!若被测容器是敞口的，则气相压力为大气压，只需将差压变送器的负压室通大气，或用压力变送器、或用压力表即可测量。因为压力变送器和压力表都是测量与大气压之差。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第45页!Δp=p1-p2=(h12g+H1g+p0)－(h22g+p0)=H1g-(h2-

h1)2g1、负迁移如图所示，变送器和容器之间用隔离罐隔离时：当H=0时，

Δp=-(h2-

h1)2g此时，变送器应输出4mA以下，但变送器的输出只能是4~20mA

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第46页!2、正迁移有时变送器不能和容器底部安装在同一水平面上。如图所示，有：∆P=Hρg＋hρg

H=0时，∆P=＋hρgH∆p0I/mA∆p420《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第47页!例如，某差压变送器的测量范围为0～50MPa，对应输出从4mA变化到20mA，这是无迁移的情况，如图2.57中曲线a所示。若因安装的原因：H=0时，∆P=－10MPa，则需负迁移。H=0时，∆P=10MPa，则需正迁移。无迁移负迁移正迁移-1050cab2040I0/mA∆P/MPa-10《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第48页!五、成分测量与变送１、分类：按照原理划分《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第49页!五、成分测量与变送２、红外气体分析仪特性：遵循贝尔（Bell）定律：式中，Ｉ为透射光强度；Ｉo为入射光强度；K为吸收系数，C为气体浓度；L为气体吸收层厚度。若Ｃ很稀、Ｌ很小，ＫＣＬ<<1，则：Ｉ与Ｃ具有线性关系。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第50页!五、成分测量与变送3、热磁式氧分析仪气体磁化性质：在外磁场作用下，任何物质均会被磁化，并在其内部产生附加磁场。此时，物质中的磁感应强度B是外磁场强度H和附加磁场强度H‘之和。 B=H+H’k为体积磁化率；μ为导磁率.讨论：μ>1,k>0,该气体称为顺磁性气体μ<1,k<0,该气体称为逆磁性气体混合气体磁化性质：

其中，ki为混合气体第i组分体积磁化率；Ci为混合气体第i组分体积百分含量。 若：ko2>>ki&ki比较接近K=ko2*Co2+(1-Co2)*k2

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第51页!五、成分测量与变送3、热磁式氧分析仪热磁式氧分析仪工作原理：结构如图所示:设：利用恒压源或恒流源向R1和R2通以恒定的电流使其发热至某一恒定温度（通常为100~250℃间的某一值）。R1=R2U=0

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第52页!五、成分测量与变送3、热磁式氧分析仪热磁式氧分析仪工作原理：由于热磁对流的影响，铂电阻R1被气流带走的热量要比R2从被带走的热量多，将R1和R2与固定阻值的锰铜电阻R3和R4组成桥路，这样桥路失去平衡，输出不平衡电压或电流，桥路输出信号的大小反映了样气中含氧量之值。桥路输出的不平衡信号幅值较小，经放大和转换后，输出1~5V.DC和4~20mA.DC统一标准信号远传，供控制系统对含氧量进行自动控制，或经显示记录仪显示和记录含氧量的大小。

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第53页!五、成分测量与变送4、成分测量特性动态特性：定义：输入成分或物性与输出电信号之间的瞬时变化关系。关键：解决测量的纯滞后信息的正确转换方法：加大管内流速将发送器安装在取样器口改进回路控制方式控制规律

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第54页!3、性能指标仪表精度（引用相对误差）——可靠程度。仪表精度=绝对误差/仪表量程精度等级：0.005、0.02、0.1、0.35——（实验）0.5、1.0、1.5、2.5——（工业）注意：记录在仪表盘面板高级别校低级别实际选用根据需要确定变差：条件不变，测量同一变量，进行正、反行程测量，所得仪表显示数值之差。变差=（正值-负值）/仪表量程*100%产生原因：机构间隙、摩擦、弹性滞后。目标：变差<精度允许误差灵敏度和灵敏限：灵敏度：用仪表的输出量的变化，如指针线位移或者角位移，与引起此位移的被测参数变化量之比。灵敏限：引起仪表示值发生变化的可测参数的最小变化量。通常灵敏限〈仪表误差一半。节概述《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第55页!6、测量原理变送器组成：测量、放大、反馈、调整器Y(t)与F、Z、C有关；与K几乎无关。Y(t)与X(t)关系稳定可靠节概述《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第56页!例：某DDZ-Ⅲ温度变送器的测量范围是0～800℃。若将零点迁移到400℃。求迁移前后的灵敏度。已知，测量温度为0～800℃时，变送器输出为4～20mA.DC，则其灵敏度为：若将零点迁移至400℃，则测量范围为400～800℃，而变送器的输出电流仍然是4～20mA.DC。零点迁移后灵敏度为节概述《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第57页!压力（压强）的单位压强（俗称压力）：单位面积所受到的垂直作用力。工程上的“压力”与力学中的“压力”不表示同一个概念。帕PaN/m2毫米汞柱mm兆帕MPa106N/m2水柱m工程大气压10mH2O巴dyn/cm2物理大气压20ºC海平面psilb/in2《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第58页!DDZ-III型差压变送器检测部分:ΔP→输入力Fi

杠杆系统:力的传递和力矩比较，生成位移信号

位移检测放大器:位移→输出Io电磁反馈装置:输出→反馈力Ff△P膜盒Fi杠杆系统△M位移检测放大器电磁反馈机构FfIoRETURN《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第59页!(2)杠杆系统

进行力的传递和力矩比较

①主杠杆将Fi转换为F1

②矢量机构将F1转换为F2

③副杠杆将F2产生的力矩与Ff产生的力矩进行比较，生成位移变化

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第60页!②矢量机构将输入力F1转换为作用于副杠杆上的力F2

(a)(b)《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第61页!(3)电磁反馈装置

作用：把变送器的输出电流I0转换成作用于副杠杆的电磁反馈力Ff

Ff=πBDcWI0设Kf

=πBDcW改变反馈动圈的匝数W，可以改变Kf的大小

反馈动圈1固定在副杠杆上，且处于永久磁钢2的磁场中，可在其中左右移动。软铁芯3和永久磁钢2组成磁路。软铁芯使环形气隙中形成均匀的辐射磁场，从而使流过反馈动圈的电流方向总是与磁场方向垂直。当变送器的输出电流过反馈动圈时，就会产生电磁反馈力Ff。Ff与变送器输出电流I0之间的关系为：

则Ff=KfI0

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第62页!1.变送器的输出电流I0和输入信号ΔP之间呈线性关系

2.调整调零弹簧可以使变送器输出电流I0在输入信号范围下限时为4mA。3.改变tgθ或Kf可以调整变送器的量程4.零点和量程要反复调整IomAΔPminΔPmax420ΔP回放《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第63页!接线：由上式可分别求出不同差压输入时的电阻之值。1）当△P=0时，Io＝4mA，Ro=5.75KΩ2）当△P=MAX时，Io=20mA，Ro=950Ω3）当△P=MAX/2时，Io=12mA，Ro=1.75KΩ故：△P增加，Io增加，Ro减小，反之依然，从而实现了两线制，它是Ⅲ型变送器的重要特点。第二节差压变送器

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第64页!电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件主要包括测量部件和转换放大电路两部分：

差压电容膜盒电容-电流转换电路调零、零迁电路电流放大器反馈电路ΔpΔCIiIf＋＋Iz－Io测量部分转换放大部分二、差动电容差压变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第65页!框图振荡器解调器线性调整IC1基准电压稳压源IC3功放限流负反馈调零零迁RLIoE－If＋IdIz（│）VcVr差动电容二、差动电容差压变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第66页!DDZ-III温度变送器组成部分：由量程单元和放大单元组成。特点：1）线路简单、可靠性好；线性度好，测量精度高；2)实现二线制；可用于易燃易爆场合。分类：1）直流毫伏变送器2）热电偶温度变送器3）热电阻温度变送器第三节温度变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第67页!输入-输出关系1）放大器正向端电压2）放大器负向端电压3）理想放大器4）输出与反馈2《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第68页!（补充）热电偶回路不同金属连接在一起都构成热电偶作用；热电偶回路电动势为各接点热电势的总和；对于有外接导线的热电偶回路，其总电动势为热端与冷端热电动势之差。ABCC热电偶测量的关键是如何保证冷端的温度《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第69页!二、热电偶温度变送器的量程单元与直流毫伏量程单元的区别：1)需进行冷端温度校正：2)反馈线性化《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第70页!线性化电路1）Vf=200mV,Vc<Vf1,对应变送器零点，I0=4mA;2)Vf增大,Vf1<Vc<Vf2,Vs1~Vs3截止，斜率为a1；3)Vf增大,Vf2<Vc<Vf3,Vs1通,Vs2~Vs3截止，斜率为a2；4)Vf增大,Vf3<Vc<Vf4,Vs1,Vs2通,Vs3截止，斜率为a3和a4；

折线逼近法折线的拐点取决于基准电压V1~V4之值。折线的斜率α1～α4取决于电阻网络的电阻值。因此，根据不同热电偶的特性，选择不同的基准电压和不同网络电阻值，使能达到线性化的目的。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第71页!三、热电阻温度变送器的量程单元与热电偶量程单元的区别1）用三线制代替了冷端温度补偿；2）对铂电阻需进行非线性校正，而铜电阻则无需校正3）采用正反馈方法进行校正《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第72页!1.电压放大级V0=K*V1V0=(Rc+Rd)/Rd*V12.功率放大级功率放大级实际上是一个调制式放大器，它在直流-交流-直流变换器输出的开关方波作用下，交替将Vi调制成ia和ib。ia和ib在副边叠加输出i0。3.隔离输出与隔离反馈4.直流-交流-直流变换器四、温度变送器的放大单元《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第73页!1、节流装置：组成：节流装置（如孔板、喷嘴、文丘利管、动压管、均速管、弯管等）、差压计安装：角接法（紧邻孔板）、一英寸法兰接法结构：二、差压式流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第74页!注意：流量Q在管道直径，节流元件的型式、开孔尺寸和取压位置确定情况下，以及流体的雷诺数有关。对于可压缩流体，必须引入流束的膨胀系数进行修正，其流量方程为：变送：差压计常用DDZ-Ⅲ差压变送器将被测量转换成4～20mA.DC统一标准信号。二、差压式流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第75页!选择：差压变送器与节流装置匹配压力损失：孔板<喷嘴<文丘里管腐蚀、磨损：孔板<喷嘴＝文丘里管加工制造、装配：孔板<喷嘴<文丘里一般选择：孔板>喷嘴>文丘里管二、差压式流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第76页!三、靶压式流量计体积流量与质量流量与力F的关系为：《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第77页!计算：浮子在锥形管中的受力平衡条件Ａ和Ｖ为浮子的截面积和体积；Ρf为浮子密度；Ρ为被测流体的密度；g为重力加速度。△P为一个常数根据流体力学定律流量Ｑ为:a为流量系数；Ao为浮子高度为时的环形流通面积浮子流量计具有线性的流量特性 四、浮子流量计h《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第78页!使用：改量程量程的改变可以采用不同材料的同形浮子。增加浮子的密度，可以扩大量程，相反，减小浮子的密度可以缩小量程。实际测量时，若被测介质不是水或空气，须进行刻度换算。 设：Ｑ和ρf’为改量程后的流量和浮子密度；Ｑo和ρf为改量程前的流量和浮子密度；ρ为被测介质密度。四、浮子流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第79页!五、容积式流量计椭圆齿轮流量计是利用两个相互啮合的椭圆形齿轮在流体的推动下，连续转动来测流量的。当流体要流过椭圆齿轮时，进口侧压力p1大于出口侧压力p2，在此压力差的作用下，产生作用力矩使椭圆齿轮转动。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第80页!此图表示椭圆齿轮转动了1/4周的情况，其排出的流体为一个半月形容积V0。所以，椭圆齿轮每转一周所排出的被测介质量为半月形容积的4倍。故通过椭圆齿轮流量计的体积流量Q为：

Q=4nV0n—齿轮转速如果累计齿轮转速，则得到体积总量。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第81页!六、涡轮流量计在测量管道内，安装一个可以自由转动的涡轮，当流体通过时，流体的动能使涡轮旋转。流体的流速越大，涡轮转速也就越高。因此，测出涡轮的转速或转数，就可确定流过管道的流体流量或总量。日常生活中使用的某些自来水表、油量计等，都是利用这种原理制成的，都属于速度式仪表。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第82页!涡轮流量计的工作过程当流体通过涡轮叶片与管道之间的间隙时，叶片前后的压差力推动叶片旋转。高导磁性的涡轮叶片就周期性地扫过磁钢底部，使磁路的磁阻发生周期性的变化，线圈中的磁通量也跟着发生周期性的变化，线圈中便感应出脉冲电信号。其频率与涡轮的转速成正比，即与流量成正比。NS《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第83页!插入式特点涡轮转速不用轴输出，没有齿轮传动误差和密封问题，因而涡轮流量计测量精度高（可达0.2级），耐高压（静压可达50MPa）。输出信号为频率信号，不易受干扰，便于远传。要求流体清洁，安装时，应加装过滤器，且前后要有一定的直管段。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第84页!涡街流量计测量原理在测量管道中垂直插入一个非流线形的柱状物（圆柱或三角柱）作为阻流体。当流体受到阻碍物阻挡时，会在阻碍物的下游处产生两列平行、且上下交替出现的旋涡。因为这些旋涡有如街道旁的路灯，故有“涡街”之称，又因此现象首先被卡曼（Karman）发现，也称作“卡曼涡街”。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第85页!测得f便可算出体积流量QQ=A1v=A1StfdA1—管道中旋涡发生体处流通截面积。

A1

A1旋涡流量计的特点是精确度高、测量范围宽、没有运动部件、压力损失小。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第86页!如图所示，圆柱形内腔的中心位置上安装一个铂电阻，通以电流时产生热量，使内腔温度高于腔外。当流体产生旋涡时，产生旋涡的一侧流体流速低，静压高，使一部分流体由导压孔进入内腔，向未产生旋涡的一侧流出，带走一部分热量，铂丝温度降低，电阻减小。每产生一个旋涡，铂电阻就变小一次。测量出铂电阻变化的频率就测定了旋涡频率，也就测得了流量。

《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第87页!

八、电磁流量计在流量测量中，当被测介质是具有导电性的液体介质时，可以应用电磁感应的方法来测量流量。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第88页!式中：

Ex—感应电势；B—磁感应强度；D—管道直径；v—流体速度。当BD一定时，感应电势E与流速v成正比。v=

BDE感应电势的方向由右手定则判断，其大小为：

E=

BDv＋－《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第89页!变送器结构变送器由测量管和转换器两部分组成。测量管两侧分别绕有马鞍形的励磁线圈。为了避免直流磁场产生的直流感应电势使电极周围导电液体电解，导致电极表面极化，而减小感应电势，一般采用交流励磁。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第90页!优点：测量导管内无任何阻碍物，因而被测流体的压力损失很小。可以测量各种导电液体的流量，如酸、碱、盐溶液，流体可以含有固体颗粒、悬浮物或纤维等。输出信号与流量之间的关系不受流体的物理性质（例温度、压力、粘度等）变化和流动状态的影响。测量响应速度快，可用来测量脉动流量。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第91页!小结流量测量质量流量体积流量总量差压式流量计转子流量计电磁流量计涡轮流量计涡街流量计椭圆齿轮流量计靶式流量计超声波流量计《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第92页!静压式液位变送器浮球液位变送器浮球液位变送器静压式液位变送器《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第93页!1、恒浮力式液位变送器利用浮子高度随液面或液体界面变化而变化的原理工作。《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第94页!

p1=Hg+p2

Δp=p1-p2=Hg式中：H—液位高度；—介质密度；g—重力加速度。p2p1二、静压式液位变送器利用测量容器底部和顶部的压差测液位。测量原理设容器上部空间为干燥气体，其压力为p2，下部取压点压力为p2，则：《变送单元》课件共105页，您现在浏览的是第95页!零点迁移理想测量条件下，液位H=0时，变送器的输入压差信号∆P=0，差压变送器的输出为零点信号4mA。零点是对齐的：H＝0时，Δp=Hg=0，I0=4mA应用时，由于差压变送器安装的实际情况限制，测量零点很难对齐，需要对差压变送器的零点进