化工过程计算机控制2

化工过程计算机控制——测量篇温度检测原理温度是物体分子平均动能大小的标志。温度的定量测量以热平衡为基础。两个·受热·程度不同的物体接触后，经过一段时间的热交换，达到平衡后具有相同的温度选择物理性质随温度变化的特性已知的物体作为温度敏感元件，通过其与被测对象的热交换，测量相关的物理量，即可确定被测对象的温度。接触式测温之一——热电偶测温测温原理——热电效应将两种不同的导体或半导体连成闭合回路，当两个结点处的温度不同时，回路中将产生热电势。所产生的热电势由两种电势组成：温差电势和接触电势温差电势：同一导体两端因温度不同而产生的电势，不同的导体具有不同的电子密度，因此温差电势也不同。接触电势：两不同导体相接触时，因各自电子密度不同产生电子扩散，达到动态平衡后形成的电势。总电势若维持一定，则有在闭合回路中，电子密度高的导体称为正电极，电子密度低的称为负电极。端称为参比端或冷端。热电偶.pps)()(),(00TETETTEABABABCTEAB)(0CTETTEABAB)(),(00T常用热电偶铂銠合金、铂系列热电偶：贵重金属，使用温区宽，特性稳定，可以测高温，测量精度高。但热电势最小，600度以下灵敏度低。廉价金属热电偶：镍合金系列：镍铬－镍硅(K型)、镍铬硅－镍硅(N型).性能稳定，产生的热电势大，使用范围宽，应用广泛。镍铬－铜镍(康铜)(E型)。灵敏度高，可以测量微小温度变化，但重复性较差。常用热电偶铜－康铜(T型)：稳定性好，测温精度高，是低温区广泛使用的热电偶。铁－康铜(J型)：灵敏度高，在700度以下特性基本为线性。名称分度号测量范围/℃适用气氛稳定性铂铑30-铂铑6B200~1800O、N优(1500℃)、良(1500℃)铂铑13-铂R铂铑10-铂S-40~1600O、N优(1400℃)、良(1400℃)镍铬-镍硅(铝)K－270～1300O、N中等镍铬硅-镍硅N－270～1260O、N、R良镍铬-康铜E－270～1000O、N中等铁-康铜J－40～760O、N、R、V良(500℃)、差(500℃)铜-康铜T－270～350O、N、R、V优(－170～200℃)钨铼3-钨铼25WRe3-WRe25钨铼5-钨铼26WRe5-WRe260～2300N、R、V中等注：O为氧化气氛，N为中性气氛，R为还原气氛，V为真空热电偶分度表热电偶类型T90/℃BRSKNEJT-270-200-100―――――――――-6.458-5.891-3.554-4.345-3.990-2.407-9.835-8.825-5.237―-7.890-4.633-6.258-5.603-3.379010020030040000.0330.1780.4310.78700.6471.4692.4013.40800.6461.4412.3233.25904.0698.13812.20916.39702.7745.9139.34112.97406.31913.42121.03628.94605.26910.77916.32721.84804.2799.28814.86220.8725006007008009001.2421.7922.4313.1543.9574.4715.5836.7437.9509.2054.2335.2396.2757.3458.44920.64424.90529.12933.27537.32616.74820.61324.52728.45532.37137.00545.09353.11261.01768.78727.39333.10239.13245.49451.877―――――100011001200130014004.8345.7806.7867.8488.95610.50611.85013.22814.62916.0409.5871075711.95113.15914.37341.26745.11948.83852.410―36.25640.80743.84647.513―76.373－－－－57.95363.79269.553－－―――――1500160017001800190010.09911.26312.43313.591－17.45118.84920.222－－－－－－－－－－―－－－－－－－－－－－－－－－－―――――热电偶定则均质导体定则：由一种均质导体组成的闭合回路不能产生热电势。由两种不同导体组成的热电偶要求材质均匀。中间导体定则：在热电偶回路中接入中间导体，只要中间导体两端温度同，则对热电偶回路的总电势没有影响。同理还可以加入第四、第五种导体。这样可以在热电偶回路引入各种仪表和连接导线。热电偶.pps中间温度法则根据这一法则，只需列出热电偶在冷端温度为零度时的分度表，就可以求出冷端为任意温度时的分度。例：某T热电偶测量电势为3.279mv,室温25度时求对应的温度。查分度表，对应温度约100度),(),(),(0110TTETTETTEABABABmvE025.1)0,25(mvETETE304.4025.1279.3)0,25()25,()0,(其余测温方法——热电阻测温基于导体和半导体的电阻值随温度变化的特性。工业常用的有铂热电阻，使用范围－200～850度。铜热电阻（－40～140）。信号可以远传，灵敏度高。金属热电阻稳定性好，准确。需要电源激励，有自热现象。热敏电阻测温用金属氧化物或半导体作为电阻体的温敏元件，一般采用负温度系数热敏电阻，即温度越高其电阻值越小。特点是灵敏、电阻值大，引线电阻无影响。但测温范围较小，主要用于家电。其余测温方法：辐射测温、光纤测温等范围大，但影响因素多，应用技术复杂。压力测量重力平衡法之液柱式压力计被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，将被测压力转换为液柱高度，如U型管压力计。精度较高，但信号不能远传。机械力平衡法：将被测压力转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量外力测量被测压力。可以达到较高精度，但结构较复杂。弹性力平衡法：被测压力使弹性元件产生变形，直到产生的弹性力与被测压力达到平衡，测量弹性元件变形的大小即可物性测量法：利用测压元件的压阻、压电效应，将被测压力转换成各种电量。压力传感器能够检测压力值并提供远传信号的装置统称为压力传感器。应变式压力传感器：导体与半导体发生机械变形，其电阻值将发生变化，故可与弹性元件配合使用。压力测量.pps弹簧管压力表.exe压阻式压力传感器：基于半导体的压阻效应，可构成桥式测量电路。电子平衡电桥显示仪表.exe电容式压力传感器：将弹性元件的位移转换为电容量的变化。以测压膜片作为电容器的可动极板，与固定极板组成可变电容器。当被测压力变化时，测压膜板产生位移而改变两极板间的距离，使电容量变化。压电式压力传感器：利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号。在一定范围内，压电元件产生的电荷量与压力呈线性关系。体积小，工作可靠，无需外加电源。集成式压力传感器：采用微机械加工技术与微电子集成工艺制作，可用以形成各种智能仪表。目前主要为压阻式传感器。有很好的发展前景。差压变送：将差压信号变送成标准信号送出。DDZ_III差压变送器.exe流量检测液体的流量指在单位时间内流过某一流通面积的流体数量。有体积流量和质量流量两种不同的表示。体积流量质量流量vAdtdVQvvmQvAdtdMQ应用容积法测量流量容积式流量计是直接根据排出体积进行流量累计计算的仪表。它利用运动元件的往复次数或转速与流体的连续排出量成比例对被检测流体进行连续的检测。可以用来计量各种液体和气体的累积流量。由测量室、运动部件、传动和显示组成。测量室由流量计内部的运动元件与壳体构成。在流体进、出口压力差作用下，运动部件不断地将测量室中的流体排出。设测量室容积V，某时间间隔排出流体次数n，则体积总量Q＝Vn。n可由传动机构测量。容积式流量计椭圆齿轮流量计腰轮流量计皮膜式家用煤气表涡轮流量计涡轮流量计.exe差压式流量计原理：在流体流通管道上设置流动阻力元件，流体通过阻力件时将产生压差，此压差与流体流量之间有确定关系，通过测量压差来确定流量大小。最常见的差压流量计是节流式流量计。其主体是一个收缩阻力件，称为节流元件。通过节流元件改变流体流通截面，从而在节流元件前后形成压力差管道方程流体流经孔板时平均流速)1(2222222111vpvp)2(22011vAAv21204dADd)(2112142ppv20vAQv20vAQm节流式流量流量测量.pps湾管流量计当流体通过管道弯头时，受到角加速的作用而产生的离心力会在弯头的外半径侧与内半径侧之间形成差压，此差压的平方根与流体流量成正比。pkDQv242电磁流量计对于具有导电性的液体介质，可以用电磁流量计测量流量。电磁流量计基于电磁感应原理，导电流体在磁场中从垂直于磁力线的方向流过，在流通管道两侧的电极上产生感应电势E。流量方程KEQv/液位测量直读式：侧壁开窗或旁通管，直接显示。静压式(差压式)：液位高度与液柱重量所形成的静压成比例。测量参考点压力。浮力式：基于阿基米德定律。飘浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒，在液面变化时其浮力相应变，从而可检测液面。其他：电气式、微波、雷达等静压式检测中的问题和概念1.测量范围仪表量程＝测量上限－测量下限2.仪表零点仪表测量范围的另一种表示即用仪表零点（测量下限)及仪表量程。在实际使用时，有些仪表可以根据需用调整仪表零点和量程。3.灵敏度和分辨率灵敏度＝分辨率＝仪表输出能相应和分辨的最小输入量（仪表输入变化量）仪表输出变化量）U(Y精度与误差真值：实际上常用适当精度的仪表测出值或国家标准计量机构标定过的标准仪表测出值。误差：绝对误差＝示值－约定真值一般用最大引用误差来说明仪表精度精度：去掉百分号的最大引用误差。有0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.5级等％真值绝对误差相对误差＝100％量程绝对误差引用误差＝100％量程最大绝对误差最大引用误差＝100滤波