工业仪表与工程测试第章绪论

工业仪表与工程测试

技术

姜奉华办公室：材料楼307室课程要求：工业仪表与工程测试技术所要解决的问题本课程所学内容:仪表（热工，电工），测试[温度T,压力P,体积V(物位，流量，成分，浓度)]学习方法：理论联系实际，要做到：[认真听课，做好课堂笔记，做好课后的练习和思考，如果不认真做练习和思考，那么这门课是学不好的。平时听不懂的问题及时提问，及时解决]。考试方法：采用闭卷考试的方法，没有难题、怪题，但量较大。讲解的内容：绪论第1章误差及其处理第2章传感器第3章温度的测量第4章压力测量第5章物位测量第6章流速和流量测量第7章成份分析第8章粉尘浓度的测量绪论工程测试技术的地位和作用1、科学研究：任何科学理论的建立和科学研究成果的获得都必须通过大量的试验与测量，并通过对测量所获得的数据进行合理的分析和计算来验证科学理论或研究成果的正确性和可靠性。2、生产过程：为了保证生产的正常进行，必须对生产过程中的各种参数进行定时定期或在线连续测量，并在分析测量结果的基础上，对生产过程进行监视和控制，以保证产品的质量。3、测量技术：应用测量仪器或仪表来实现测量目的的技术称为测试技术，应用于工程实践的测试技术则称为工程测试技术。4、现代化的测试仪器是科学研究和生产实践的必要手段，其水平高低是科学技术发展的重要标志，同时也是科学研究和生产技术发展的重要的技术基础。说明：测试技术随着科学技术和生产实践的发展而发展。科学技术的不断发展和生产实践水平的日益提高对测试手段和测试仪器提出了更高的要求，以满足更深更广的研究和更精细的生产控制的需要，促进了测试仪器以及测试技术的发展，而科学技术的发展又为研制新型的测试仪器提供了有力条件。说明：科学研究和工程技术中所要测量的参数大多为非电量，这些参数的物理特性或化学特性千差万别，在测量过程中，测量结果的传输和保存以及显示极不方便，因而促使人们利用电测技术所具有的测量精度高、反应速度快、数据传输方便并且能够连续自动记录等优点研究用电量测试的手段来进行这些非电量的测试，于是形成了非电量的电测技术。非电量电测技术的内容：（1）研究用电测手段测量非电量的仪器和仪表；（2）研究如何正确和快速地进行非电量的测试。

工程技术领域，测试技术的作用有如下：

（1）通过测量有关工艺参数，对生产过程的运行情况进行监视，使之保持在最佳工作状况；测量生产设备运转过程中的有关技术参数，并分析测试结果，判断设备的工作状态。（2）将工艺参数的测量结果与设定值相比较，并根据偏差范围要求进行反馈，实现对工艺参数的调控，保证生产过程的要求。（3）根据对工艺过程参数和设备性能参数测试结果的分析评价，发现问题，并提出相应的改进措施。通过测试来分析和评定改进措施实施后是否达到了预期效果。（4）通过测试技术手段研究机械系统的响应特性和系统参数以及进行载荷识别，为机械系统的动态设计提供依据。3例：哈尔滨大桥垮塌的原因：货车超载测试富系统请的组怀成及录特点测量电路被测对象传感器显示器记录装置数据处理装置将被泉测量且的非突电信笑息变怨换成哥电信价号中间躬转换胜器，熟将传伤感器宁输出炒的电跟信号灵进行痛传输燥、放慎大和吼转换模拟樱显示酷、数记字显神示、姓图像尺显示笔式烛记录沉仪、腰光线社示波裳器、网磁带包记录旧仪仪表燃的分书类：按使用共目的绵和用罗途分：量具最量仪上、汽劲车仪滤表、盘拖拉宰机仪早表、便船用洞仪表吓、航会空仪密表、声导航爪仪器挨、驾誓驶仪获器、臂无线死电测租试仪抖器、完载波直微波蹲测试很仪器抚、地堵质勘今探测下试仪煤器、建材虎测试算仪器隆、地震挺测试妨仪器泛、大词地测饥绘仪兰器、手水文虚仪器朽、计笔时仪献器、撇农业身测试排仪器挖、商团业测巧试仪寄器、序教学第仪器拼、医抄疗仪某器、环保额仪器等。按功能分：检测狡仪表匆、显叫示仪袖表、律调节都仪表豪和执止行器换等；悬其中检测猾仪表按被佣测物植理量匪又分木为温度虚测量嚼仪表峰、压码力测胜量仪舱表、牢流量值测量滔仪表青、料成位测内量仪茎表和机轻械量慈测量患仪表讽等。温度孝测量查仪表按测连量方冲式分译：接触活式测温键仪表到和非接铺触式测温婚仪表摄；接触陆式测籍温仪桨表又罢可分缝为热京电式丛、膨成胀式调、电蹦阻式哈等。包括流速仪器劳仪表恢性能尽的主好要技捡术指丛标：精确买度、档灵敏仅度、阔响应则时间挤、重乌复性通、线灰性度觉、漂侨移等。精确疤度：仪表轿测量化结果瓜与被姻测量谦真值战的一岁致程油度。捡仪器鼓仪表桨的精舞确度歉常用而精确忍度等锐级来盐表示侧，如0．1级、0．2级、0．5级、1．0级、1．5级等盟，0．1级表达示仪角表总出的误轻差不脆超过±0．1％范涌围。株精确授度等幻玉级数棒小，抵说明该仪表终的系闸统误黄差和采随机谎误差旋都小畜，也西就是压这种碧仪表包精密冬。灵敏兴度：被测需量增锣量与巾此增转量引摄起的富仪表刑示值雄增量送之比贺，它权反映择仪表扰能够妇测量驰的最发小被遮测量途：响应蜻时间：仪表仰输入急一个虹阶跃遗量时淘，其健输出犹由初怒始值用第一朗次到沙达最抖终稳迅定值块的时扯间间洋隔，览一般顽规定恰以到环达稳倍定值泄的95％时个的时逮间为哨准。工程大测试弊的内债容：温度税测量压力副测量流量械、流浓速测崭量浓度剪测量成分洋测定物位叠（液冻位、浸料位苏）测份量噪声耻测量工程什测试樱的基吵本方易法：直接役测量笑和间尽接测餐量方陕法接触回测量茧和非崇接触戏测量陵方法偏位透测量轨和差泥示测锅量方晌法在线音测量哗和离趋线测腿量方穴法静态辽测量竹和动色态测漫量方卫法1、直抱接测茶量和裙间接同测量度方法（1）直贯接测非量方宋法：无需讨进行敢函数影关系蛛的再甩运算吊，从传实测去数据抗中直对接得断到被规测量杀值的讯测量剃方法翅。如助：直询尺长针度测稼量、吨温度年计测琴温、却电压锹表测兴电压岁等。（2）间堡接测掉量方僵法：直接嫌测量绣与被碑测量坚存在飞某种屡关系封的各殃个物展理量抚，通克过一益定的会数学驰关系钓获得钻被测统量。涉如：俩流量极可通闯过流汁速和睛管道缺直径傻测定吧值而扛求得黄。2、接幅触测汗量和者非接桑触测缘瑞量方僻法（1）接尼触测诸量方佩法仪表籍的一弦部分犁（传溪感器尊）与街被测袜对象城相接哲触并体承受伍对象祸参数样的作抛用。砌如：鼓热电曾偶测交温、垂扭矩捷式转雾速计侨测转离速等用。（2）非职接触档测量肤方法仪表黑的传奋感器贡不必动与被归测对诊象直都接接么触而识给出俱测量植结果互的测蓄量方宋法。免如：怜光学错高温株计测厘温、具雷达龙测速抱仪测迷量速泪度等腥。3、偏偷位测白量和镰差示商测量赛方法（1）偏示位测爱量方抗法被测椒量作趣用于员仪表没的比州较装手置（均测量死机构础），石使其框某参靠量按领已知邀关系示变化占，当酬此变跳化产规生的鹅反作德用与马被测腹量的滔作用秀相平膊衡时哗，则会测量饥机构配即可慰显示诊被测段量。爹如磅杏秤称象重、倾指针食式仪决器等而。（2）差耐示测缎量方碍法被测完量对锁仪表叹比较碰装置位的作名用由娃已知孤量部围分或这全部家抵消池，测稠量机喜构输贼出的各是已习知量绸与被榨测量探的差仔值或冬零，绵由已市知量梅得出吼被测桂量。贤如托除盘天勇平称他重、醒大象业体重念称量准等。4、在冻线测咽量和许离线捕测量念方法（1）在绸线测钓量方桐法在测避量过扒程中皮，测宫量机恨构输迫出被村测量窃的即盏时测疼量值肿的方姑法。邻如：未波谱溉心律欠仪测象心律率、柜脑式电涛流表穗、电代压表禾等。（2）离应线测逐量方半法取样委离线逗后再馒行测模量的殖方法查。如颤：岩点石成讯分的吹取样培测定厅等。瞬时哗性迟滞钟性Re切la东ti券on娘sh乳ip征s践be护tw赤ee姐n智En段gi能ne固er烈in饭g舰te名st储in职g含an态d裕at从om政iz凡at须io疲n功co覆nt增ro趟ll滋in板g工程鸭测试秆是自夸动化怀控制沈的基娘础自动款化控筐制是烦工程斧测试兴的目示的研究严工业厅仪表鲁和工锣程测昏试的赴最终它目的鼻是实但现工粗业生跟产过透程的丸高度湿自动怒化控贴制参考掘书目撇：热工泻参数屿测量故及仪晴表.何适陆生.1乏99泥0热工骆测量魄原理久及其峰现代昏技术.张秀爽彬.19淘95热工离参数沸测量貌与处枣理.吕崇锐德.20掠01热工炎测量铸和仪拾表.朱祖所涛.19闪91热工控测量专及仪竟表.吴文裤德.20岸00热工泊过程指检测迎仪表.程大买亨.19失97Su菠mm忘ar饼y工fo能r朵At邻om灿iz侧at命io超n霜Co州nt串ro最ll甲in朗g雀Sy努st系em但sCh渴ap下te羡r咸O蓬ne科学还史研骄究中伐，把倒17睬世纪厉看作倦近代行自然荷科学潮诞生佣的分如水岭梨。此掀前，双自然逮科学甲未建挨立自从己的剖传统强，而芹是依净附在邮哲学祝的传分统和销工匠墓的传膨统之狼上。培根宴重要甲的哲械学概俯念—实验懒是自强然科慰学的还基础。伽利白略提惩出了俊科学匙实验竖的两刷个基迁本要寻素：科学裁仪器蛾测量母、数漂字记镰录(表达)测量妹结果使实阵验结隔果成怨为可档定量基比较我和精恼确计棒算的骆数据唐。从障此，熔自然市科学量由粗轧陋的臭观察摆、模毫糊的昆推断框走向虾严肃的的实胖验和苹严密驶的逻迫辑，肯与数吸学结后成坚敲固的比联盟胖，建味立了歉自然士科学骗自己渠的传继统。1.闭1狱自动绝化及首仪表约发展哗概况当人茂类活膛动领供域越皇过感异觉器竖官极碍限时凭，仪遣器仪包表成棵了一柱切事搏业成称功的崇前提规。科学犬进展个首先丸取决麻于仪母器仪彼表的妹进展析。温度额计和喉实用绳温标的发屈明（明17敏、1落8世锋纪）挎使温眨度的胁概念蔽具有每更加愉准确剧的科密学涵驾义，贸成为澡可以滑测量搬和定翻量计蜜算的呀基本活物理吴量。越直接项导致添了热姿力学唉的诞痒生，沈发现影了能饰量守笋恒定呆律和营热机抱的一择系列饲基本顷规律张，为虚欧洲渔的产邀业革溉命奠西定了在坚实川的科旋学基租础。电流崭表的发胞明（德19抽世纪佣）使路电学貌与磁糖学研况究获变得了劳一个纸又一沾个重沿大的形发现赖，促瞒进了极电气步时代联的来捕临。威尔驱逊云南室和召众多剪核物婚理探从测仪具器的发候明（辆20芒世纪净）揭击开了或原子尾核反仅应的循神秘态面纱涛，逐啄渐展走现出蓬微观键世界涝的真旧实图猜景，尊奠定啊了原揭子核返物理借学与嘱日后保原子震能利钱用的那基础彩。近代耀自然框科学犯是从寨真正就意义鱼上的却测量省开始王的。杰出恳的科味学家培们许洋多都浇是科学蜂仪器倍的发真明家仇，新辟的测拍量方穿法的册创立胀者。科学家的科学遗产科学探索的新发现新的测量技术和仪器仪表托里册里水银气压表伽利略天文望远镜安培电流表在人双类的腐科学勤探索段与生蹦产活餐动中呜，仪器榴仪表批逐渐言形成计了一遇种专屈门的特学科酒，一虹种专酬门的金产业从。它支撑着社布会的受技术拥进步援，为寄众多梁领域抄的科庭学探滋索活晴动提供实验顶和观乓测手叔段，危为人悬类有言序的伤生产割活动季与正罪常的担社会佛生活提供必需星的技衰术保舒障。这种唇变化厚是文恼明前远进的啦重要质标志巷，是女人类劳动内科学旺化的重灾要特灾征。仪器踢仪表狼科学繁技术继承旁了人谦类文温明丰协厚的姻遗产疼。自朝然科唐学领碍域的袭新发冈现，尿工程晕技术敌的新形发明症，不现断充槽实它敏的内乘容，眯使它崇成为知识眨高度书密集恢、高歇度综进合的烈学科疑。X-模Ra呀y衍射绢仪50万美雁元1.维1.菠1己自动乱化控生制发当展概程况人工朴控制颂：凭经跟验用彼人工岛观察挠现象匹、操杠作设社备及让控制撇生产可过程自动烤控制鞭：借助艳于控勉制装电置和助信息汉技术虽控制号生产根过程仪表化和局部自动化（20世纪50年代）复杂控制（20世纪70年代）集散控制（20世纪80年代）单输入单输出定值控制。简单实用，但无法进行复杂控制选择控制、前馈控制、单元组合仪表；直接数字控制；监督控制。DCS、FCS。特点：在线检测控制，全数字化信号联系Dis错pe穷rs狡io盼nCon淋tr馅ol涉li温ngSys间te磁m1.甜1.亿2的仪表繁及测血试技书术发公展概召况仪器警仪表纲是人居类扩文大视握野开灿拓新途域的民前导稀工具饼，时粪刻面支临着呢严峻总的挑趋战，躲它本鸦身总西是处紫于永悠不止削息的瓣创造梯发展捉之中部。随着狐工业牌生产优过程绕向更弱高的典精确卫度、彻更快河的节惯奏和增更复犹杂的铃流程正发展珠，原统有的米技术日已越刘来越济不能漂适应钳要求短。随着森人类川活动太领域汪的迅筝速扩江大，传统乘仪器摊仪表赔无法坑应付阴的测娱量对恼象急昌剧增恋加。随着孔自然惊科学沉领域注探索喷活动换的深赛入，要求拨仪器粱仪表例具有睬更高狮的灵趋敏度熊和分愁辨率谁。需要醒探索枕新的掏测量承原理忙和方石法，李需要若突破技传统接测量遣技术葛的阈离值界肆限，勒需要岛超越嚼经典谈的方订法，化以新今的途揪径获千取信坡号。渡在数幼量级钟的意叫义上窜具有更高刷的响叫应速诊度、案更高仍的信锡噪比光和更宏高的定精确存度。在很颤多领战域，灾仪器铃仪表斜已经鼻成为唱工业艰生产慎设备岁、安绝全装史置、愿社会堂技术颜保障以体系丙、大灾型高辜速交动通运隆载工坦具、早医疗穿系统怀和国摊防工宿程的恶核心鞋部件滨，已捕经同召各种锹各样祥的工录作对诸象融辞为一通体，永仪器秒仪表盾和它旨们的图测量葬对象骂在空惹间上蛇已经熟不能洋分离沟，必黄需服妄从苛穗刻的包现场榆应用预条件拌，经惭强烈拍的震碍动冲冲击，臣电磁蚂干扰工和大荷幅度带的冷休热剧告变。仪器舍仪表挥能改误善、美扩展僚或补究充人路的官捡能。口人们悬用感牢觉器口官去吊视、龟听、布尝、兵摸外尺部事悉物，县而显念微镜灰、望辉远镜涨、声酷级计厅、酸汪度计龟、高役温计督等仪喝器仪煌表，螺可以蝇改善疮和扩档展人烈的这香些官衫能；从有些鞋仪器卫仪表尸如磁份强计拌、射晒线计接数计踢等可穿感受思和测宵量到杯人的盛感觉市器官劣所不稠能感索受到殖的物爱理量侮；还旅有些夫仪器秧仪表晨可以纪超过锁人的阻能力田去记颂录、探计算品和计绿数，疲如高描速照良相机乖、计托算机逢等。仪器短仪表醋在应冷用于旅生产闲活动限、军拣事技肃术、什服务妄于社躺会和组科学述研究穷的同芒时，涛已开范始悄卖悄走箱进寻异常百脸姓家周，成颤为提栋高人塞们生吊活质参量的朗重要累手段耍。它拢给人跌们带挎来的桨影响奸将不亚急于个缘瑞人计咏算机的出逼现，廉这必榜将带散来仪踩器仪漆表观箱念和至技术松的重对大变很化。仪器匆仪表棉是用抹以检帐出、蕉测量课、观舞察、启计算玩各种个物理微量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