第三章-过程参数检测与变送PPT课件

1、3.0 引言 3.1 概述 3.2 工业过程中的传感器,第三章 过程参数检测与变送,返回,过程参数检测：是指连续生产过程中的温度、压力、 流量、液位和成分等参数的检测。,传感器：是过程控制系统中的检测部件，它感受被测量 参数的变化，并将其转化成相应的电信号。,作用：,1、实现对过程参数的显示,2、是过程控制的依据,测量精度,目的：,1、了解常用检测仪表的工作原理,2、合理地选择检测仪表,3、正确地使用检测仪表,变送器：是将检测部件测量输出的信号转化成标准统一 信号的仪表。,返回,3.0 引 言,3.1 概 述,一、测量过程与测量误差（P50）,测量过程：是利用一个已知的单位量（即标准量）与被

2、测的同类量进行比较的过程。,测量误差：由于测量工具的准确性、观察者的主观性、外 界条件的变化以及某些偶然因素等的影响，使 得测量结果与被测量的真值之间存在一定的差 值，称之为测量误差。,绝对误差与相对误差； 系统误差、随机误差和疏忽误差； 基本误差、附加误差和允许误差；,误差分类：,仪表精度等级常以或的形式标于仪表的面板上， 我国过程检测控制仪表的精度等级有0.005、0.02、0.1、0.35、0.5、1.0、1.5、2.5、4等， 一般工业用仪表的精度等级为0.54。,二、检测仪表的性能指标 （P51）,1、仪表精度,2、变差,在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行正、反行程（即

3、逐渐由小到大或逐渐由大到小）测量时，所得仪表两示值之差，称为变差。,3、灵敏度与灵敏限,返回,3.2 工业过程中的传感器,主要介绍 温度传感器、流量传感器、液位传感器,一、温度传感器,温度 是表示物体冷热程度的物理量，温度检测约占所有过 程变量检测的50%。,测温方法：,接触式：,非接触式：,优点：简单、可靠，测量精度较高,通过测量物体与被测介质的接触来测量物体的温度。,通过接收被测物体发出的辐射热来判断温度。,缺点：测量有滞后，不能应用于温度很高或产生化学反 应的场合。,优点：测温范围广、测温速度快，可对运动物体测温。,缺点：准确性不高。,测温方法、测温原理的比较见 P53表3-1,1、热电

4、偶温度传感器,工作原理：将任意两种不同的导体A、B组合成一个闭合回路，由于它们的自由电子密度不同，因而相互扩散，在A、B接触处产生电场。平衡时，在A、B间的电位差称为接触电动势。,接触电动势的大小取决于A、B的材料种类和接触点的温度。,回路中的总电动势：,当A、B材料一定、冷端温度一定时，热电势是热端温度的单值函数，因而。,2、热电阻温度传感器,工作原理：导体或半导体的电阻值随温度而变化。,例如： 铂电阻,较热电偶：测量精度高，输出信号大，性能稳定，灵敏度高。,3、辐射式温度传感器,工作原理：物体具有辐射特性，其辐射能的多少与物体的 温度有关。,热辐射的本质是电磁波，它是电磁波频谱中波长为0.

5、440m的波段，其中：,0.40.8m 的波段,用光电传感器测量其辐射能,0.840m 的波段,用热敏元件测量其辐射能,目前常见的光电传感器有：,光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等,二、流量传感器,物料主要有：气体、液体、固体,流量：单位时间内通过管道某一截面积的物料数量。,体积流量Q,重量流量G,质量流量M,1、差压流量计,原理：当流体充满水平管道流 动时，满足伯努利方程。,静压力,压力位能,流体动能,由（1）、（2）,其中：,2、转子流量计,适用于测量管径在50mm以下管道的流量（小流量的测量）,流体的流速越快，转子上升越高。平衡时，转子会稳定在一定的高度上。,转子在锥形管流体中的

6、平衡条件为：,式中：, 转子的体积；, 转子材料重度；, 被测流体的重度；, 被测流体的重度；, 转子最大的横截面积。,根据流体力学知识可知：,式中：,重力加速度；, 转子材料重度；, 被测流体的重度；, 被测流体的重度；, 转子最大的横截面积。,2、转子流量计,适用于测量管径在50mm以下管道的流量（小流量的测量）,流体的流速越快，转子上升越高。平衡时，转子会稳定在一定的高度上。,3、椭圆齿轮流量计,其中：,4、电磁流量计,用以测量管道中导电性液体的体积流量。,运用法拉弟电磁感应定律,右手定则,三、液位传感器,1、浮力式液位计（P84）,2、静压式液位计,容器内取压平面上的静压力,3、电容式液位计,用以测量导电液体,原理：平行板电容器之间填充 的介质发生变化时，电 容量的大小发生变化。,4、超声波传感器,5、激光测距仪,四、传感器的选用,1、根据测量范围和精度要求，确定仪表量程和精度等级； 某些传感器在量程的1/32/3范围内测量较准确。 精度等级根据具体系统的控制要求而定，精度等级越高，价格越高。,2、必须注意传感器的工作环境； 腐蚀性，环境温度是否过高等等,3、必须考虑：容器的条件（形状、大小），现场安装条件（安装位置、周围有否振动冲