仪表基础知识概要

仪表基础知识概要我们关心的问题准不准?测量精度、误差?如何判断和解决?简单的工作原理及故障判断方法.测量结果的对与错?YNYN目标：正常测量2目录2流量测量仪表3压力测量仪表4液位测量仪表误差的概念15温度测量仪表６计量常识3误差的概念1误差不可以避免,（可修正）而错误是可以避免的．一、误差误差≠错误4视觉误差你看到是正方形吗？花瓶还是人头像？51、误差的概念和分类1.1误差是在正确测量的前提下，所测得的数值和真实值之间的差异．

1.2按误差数值表示方法分为：绝对误差、相对误差、引用误差a绝对误差=测量值-真值（用来表示测量精度，也是我们通常说的差多少）b相对误差是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.

相对误差=绝对误差/仪表示值*100%c引用误差:是绝对误差与仪表量程之比,以百分数表示.6误差的概念和分类1.3按误差出现的规律分为：系统误差、随机误差、粗大误差a系统误差是在同一条件下多次测量同一值时,误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化的误差,体现了测量结果偏离真实值的程度(可以通过修正来获得具有一定准确度的实际值)b随机误差是在同一条件下多次测量同一值时,误差的大小和符号以不可预定的方式变化（由许多偶然因素引起的综合结果,它既不能用实验法消去,也不能简单加以修正）c粗大误差是明显歪曲测量结果的误差,由于测量结果不当、操作条件不符合要求，更多的是人为的因素，（排除）7误差的概念和分类1.4按误差的测试条件分为：基本误差、附加误差a基本误差是在规定的条件下(如温度、压力、湿度、密度、电源电压、频率等一定），仪表本身具有的误差。可用最大引用误差的计算方法来表示基本误差的大小）b附加误差是当仪表的工作条件偏离正常范围时所引起的误差（如密度、温度、压力等条件的变化）82、仪表精度的概念仪表的精度是用基本误差来表示的。精度等级是根据引用误差来划分的,仪表引用误差去掉百分数就是我们通常说的仪表精度。也就是说仪表在规定参比工作条件下（即标准工作条件下的最大误差）的最大允许值，精度=（最大误差/测量范围）*100%9实战1仪表误差的计算问题1、一台压力表,量程是0-1.0MPa,精度为1.6级.测量0.5MPa压力时,该表显示0.49MPa,计算相关误差，判断此表是否合格？答1绝对误差=0.49-0.5=-0.01MPa答2相对误差=0.01/0.5*100%=2.0%答4引用误差=0.01/1.0*100%=1.0%答3基本误差=1.0*1.6%=0.016MPa答5因为0.01＜0.016，（1.0＜1.6）所以此表合格。10实战2仪表超差的理解问我们常说的仪表超差应该怎么理解?答例如：一流量计测量为500m3/h,仪表精度为1.0.那么该表在正常情况下,测量偏差在±5m3,都是允许的,如果两台仪表,那么有可能最大就相差10m3/h。113、园区常见仪表的精度等级:3.2温度变送器:0.5、1.0。铂电阻:A、B级A:±(0.15+0.002|t|)B:±(0.30+0.002|t|)3.3涡街流量计:测气体1.5、测液体1.03.1压力表:1.6级（1.5）压力变送器:0.0753.4质量流量计:0.1电磁流量计:1.0转子流量计:1.63.5差压式流量计：按类型不同，根据传感器及差压变送器精度来确定，一般为±(1.0-2.0)FS。3.6液位计：一般按mm来计,雷达(±3mm,计量级雷达可达到±1mm),磁致伸缩液位计:0.01.12压力2垂直作用在物体表面上的力单位：帕斯卡（Ｐa）二、压力测量132.1表压、绝对压力、负压（真空度）的关系P绝压(以绝对零压为基准来表示的压力)P表压(以大气压为基准来表示的压力)P负压（真空度）被测流体的绝对压力低于大气压时压力表测得的压力P绝压1大气压力线绝对零压(绝对真空下的压力)14法定计量单位是，112，压力的法定工程单位还有：、、非法定工程单位：2、、2O、、等压力单位压力表分类普通压力表、真空压力表、隔膜压力表、耐振压力表等表压变送器、绝压变送器、差压变送器、液位压力变送器、流量差压变送器压力变送器种类15不同类型表不要混用：根据生产要求及使用环境做具体分析：按被测介质的性质，如状态（气体、液体）、温度、粘度、腐蚀性、易燃和易爆程度等来选择使用。如氧气表、乙炔表，带有“禁油”标志，专用于特殊介质的耐腐蚀压力表、耐高温压力表、隔膜压力表等开表时要慢，避免瞬间高压力的冲击。应该看表盘指示压力将根步阀慢慢打开，尤其对小量程表kPa表更是如此（不可修复）。注意螺纹规格：园区常用的有两种规格，M20*1.5（垫密封）[基本上和134A配套]和1/2NPT（Z1/2）螺纹密封[和PTG装置配套]16流量2单位时间内流过管道某截面的体积或质量

三、流量测量173.1园区常见的流量测量仪表2转子流量计（应用于园区各装置）玻璃转子流量计、金属转子流量计3涡街流量计（应用于园区各装置，主要测公用动力的流量）4质量流量计（主要应用于PTG及905灌区）差压式流量计（PTG装置及公用工程应用）标准孔板、威力巴、锥形管、楔式15电磁流量计（主要应用于公用工程，测水的流量）183.1.1.1仪表三阀组的操作不能让导压管内的凝结水或隔离液流失不可使变送器测量膜盒过压或受热三阀组的启动顺序为：开正压阀→关平衡阀→开负压阀；三阀组的停用顺序为：关负压阀→开平衡阀→关正压阀。流量计停用步骤为：关闭变送器负压阀，打开平衡阀，关闭变送器正压阀→关闭二次阀→打开排污阀进行排污后关闭排污阀；193.1.1.5差压变送器的使用会正确开启及停用仪表差压变送器的排凝及防冻（蒸汽冷凝液轻易不要排，影响测量，排空后，高温对膜盒寿命有影响）准确性判断：因差压流量计差压值普遍较小，且差压和流量的平方成正比，所以差压的变化对流量有很大的影响，(如果变送器零位误差为2%,则可引起的流量指示误差为14.14%,所以一般规定流量应用在其刻度值的30%以上).可以简单用以下方法判断差压变送器的零点是否准确，关负压阀→开平衡阀→关正压阀。可以打开三阀组上的排污螺钉，如果差压变送器指示不为零，则需要进行零点调整。203.1.2转子流量计（在园区应用最多的一种流量计）又称浮子流量计，是恒压降变流通截面积流量计的一种，由一个锥形管和一个置于锥形管内可以上下自由移动的转子(也称浮子)构成。213.1.2.1使用常识转子流量计使用较为广泛，一般用于测量中、小流量和微流量，测量介质一般为清洁、不易结晶和凝固、粘度不大的液体和气体、蒸汽，要求介质流速变化缓慢。金属管转子流量计分为就地型和远传型，量程比为一般为10：1，精度一般为1.6%。金属管转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜，安装时应用水平仪严格校准，且组装时不应受应力，垂直安装型转子流量计介质流向为自下而上，水平安装型转子流量计介质流向应与其标识方向一致。为方便使用和拆检，一般要求安装旁路阀组。截流阀和控制阀要安装在流量计的下游,对直管段要求不高,一般为前5D后3D.223.1.2.2故障判断1、流量变动而浮子或指针移动呆滞？?可能是由于卡塞所致（浮子和导向轴，指示部分连杆或指针卡住，磁耦合的磁铁磁性下降）。远传型金属管转子流量计其远传部分是靠磁性与转子耦合的，若介质中含有易被磁性物质吸附的小颗粒，则转子易被磨损和卡塞，造成测量不准或无法测量，解决的办法是在前面加装磁过滤器。2、实际流量与指示值不一样？?可能是由于浮子或锥管腐蚀、导致面积变化。浮子或锥管内有赃污异物，流体物性（密度，温度，压力）变化等等。23流量仪表选型不合理（测量方式、正常使用条件和设计条件差别太大，量程的选择），导致流量计不能正常使用（不同的测量方式量程比不同，正常使用范围，最小流量也不同），流量=0不等于没消耗。安装不满足要求（直管段、振动、安装位置，安装方向等）流体工况的变化（温度、压力、密度、粘度等）间歇发料导致误差流量测量是一个系统的问题，包括检测装置、显示装置、辅助设备等，所以流量计本身性能好并不能获得要求的测量效果，要根据具体的使用要求从安全性、适用性、经济性、可靠性、可维护性（备品备件费）等来选择。24物位4容器或设备里不同组份之间的分界面的位置四、物（界）位测量254.1液位测量常识根据测量原理不同可分为：压力测量式、浮力测量式、雷达波反射式、超声波反射式、核子辐射式、电容式等差压液位/界面变送器测量的公式：P=ρgh，ΔP=(ρ1-ρ2)gh,差压变送器的迁移量为：P=P+-P-，仪表的调校范围与其安装高度无关园区主要采用了基于压力测量式、浮力测量式以及雷达波反射等原理的液位计，包括：差压液位计、界面变送器、静压式液位计、磁翻柱液位计、磁致伸缩液位计、钢带液位计、雷达液位计、导波雷达液位计等264.２差压液位计主要有单法兰液位变送器及双法兰液位变送器主要是迁移问题.

差压液位/界面变送器测量的公式：P=ρgh，ΔP=(ρ1-ρ2)gh

274.3其它液位计磁翻柱液位计、磁致伸缩液位计、浮标液位计，钢带液位计都是根据恒浮力原理进行测量的，有顶装和侧装两种形式，顶装磁致伸缩液位计由探测杆和抱探测杆上下浮动的浮子组成。仪表安装时要求连通管或探测杆的垂直度要好，液面变化不要太剧烈，介质内不能有固体杂质，否则容易导致浮子卡塞。28温度5表征物体冷热程度物理量五、温度测量295.1温度测量仪表简介常用的温度（标）单位：华氏温标（oF）

、摄氏温标（℃）

、热力学开氏温标（K）和国际实用温标接触式测温仪表比较简单、可靠，测量精度较高；但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，需要一定的时间才能达到热平衡，所以存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。温度仪表在管道上安装时应垂直或逆流斜插安装，并保证传感器部分处于最能反映介质温度的位置园区使用温度测量仪表：热电偶E

（还有B、S、K、T等分度号）、热电阻、双金属热膨胀式温度计等接触式仪表，红外线测温等非接触式仪表305.2园区应用温度测量仪表双金属温度计：它由两片膨胀系数不同的金属牢固的粘合在一起，其一端固定，另一端通过传动机构和指针相连，当温度变化时，由于膨胀系数不同，双金属温度片产生角位移，带动指针指示相应温度.热电偶:两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的.其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）.一体化温度变送器：它将热电偶或热电阻等测温元件和温度转换模块制成一体，体积小，直接输出４－２０mA信号电阻温度计：是借金属丝的电阻随温度的变化的原理工作的，有铂电阻、铜电阻等，园区用的为多为铂电阻（Pt100)．使用范围:-50-800℃,测量精度高,性能稳定.315.3温度测量仪表简单问题的判断方法首先看工艺参数及趋势曲线的变化情况，工艺最了解生产的负荷及原料的参数变化情况，查看故障仪表的记录曲线，进行综合分析，如果曲线为一条死线(一点变化也没有的线称死线)，或记录曲线原来为波动，现在突然变成一条直线；故障很可能在仪表系统。如曲线正常变化，基本断定仪表系统没有大的问题

当发现DCS显示数值不正常时，可以到现场检查同一直观仪表的指示值，如果它们差别很大，则很可能是仪表系统出现故障变化工艺参数时，发现记录曲线发生突变或跳到最大或最小，此时的故障也常在仪表系统。32六、计量常识1、什么是计量器具？计量器具是指能用以直接或间接测出被测对象量值的装置、量具和用于统一量值的标准物质，包括计量基准、计量标准和工作计量器具。?2、什么是计量检定？?计量检定是指为了评定计量器具性能，确定其是否符合法定要求所进行的全部工作。333、什么是强制检定？强制检定是指由政府计量行政部门所属法定计量检定机构或授权的计量检定机构对社会公用计量标准、部门和企事业单位的最高计量标准、以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、和环境监测几个方面列入强制检定计量器具目录的工作计量器具，实行定点定周期的一种检定。?4、什么是国家法定计量单位？?我国《计量法》规定：国家采用国际单位制单位和国家选定的其它计量单位，作为国家法定计量单位.。34国际单位制基本单位

量的名称单位名称单位符号长度米m质量千克（公斤）时间秒s电流安〔培〕A热力学温度开〔尔文〕K物质的量摩〔尔〕发光强度坎〔德拉〕35计量单位和词头使用的一般规则①计量单位一般采用英文小写，但用人名命名的计量单位则用大写。例：长度单位：米单位符号为m质量单位：千克单位符号为力的单位：牛顿单位符号为N压力单位：帕斯卡单位符号为②词头符号103以下包括103用小写，106以上包括106用大写。例：千克的符号为：兆帕的符号为：36常见错误的计量单位符号长度单位米(m)误写为：M；立方米(m3)误写为：M3；毫米()误写为：；千米()误写为，压力单位()误写为;质