儀表基礎(chǔ)知識(shí)課件72002

儀表基礎(chǔ)知識(shí)課件72002第一頁，共83頁。2022/11/242第一章儀表及自動(dòng)化的基本知識(shí)1·儀表及自動(dòng)化的產(chǎn)生和發(fā)展2·儀表的常用信號(hào)簡介3·儀表的分類4·儀表的工作原理

第二頁，共83頁。2022/11/243

儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國在戰(zhàn)國時(shí)期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱為司南。古代的儀器在很長的歷史時(shí)期中多屬用以定向、計(jì)時(shí)或供度量衡用的簡單儀器。

17～18世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開始利用電流與磁場作用力的原理制成簡單的檢流計(jì)；利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電學(xué)和光學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測量和觀察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。

19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來又出現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測量、控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必不可少的技術(shù)工具。

儀表的發(fā)展歷史：第三頁，共83頁。2022/11/244

工業(yè)自動(dòng)化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；

儀表發(fā)展的趨勢第四頁，共83頁。儀表的分類一、常規(guī)儀表二、主控室DCS及PLC2022/11/245第五頁，共83頁。常用儀表的信號(hào)儀表常用的電信號(hào)包括：4—20mADC信號(hào)1—5VDC信號(hào)脈沖信號(hào)RTD（熱電阻）PT100信號(hào)mV信號(hào)(熱電偶)2022/11/246第六頁，共83頁。最常使用的一個(gè)工具2022/11/247萬用表第七頁，共83頁。萬用表又叫多用表、復(fù)用表。萬用表分為指針式萬用表和數(shù)字萬用表引。是一種多功能、多量程的測量儀表，一般萬用表可測量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻等，還可以測交流電流、電容量、電感量。甚至是頻率和三極管的放大倍數(shù)。儀表里常見用來測量4-20mADC電流信號(hào)、交流電壓。24VDC電壓信號(hào)、回路的通斷等注意一點(diǎn)就是測量不同的條件要將表筆更換到相應(yīng)的插孔2022/11/248第八頁，共83頁。常用儀表信號(hào)常見的調(diào)節(jié)閥氣源信號(hào)：20-100KPa40-200KPa80-240KPa氣缸閥氣源壓力一般不低于450KPa2022/11/249第九頁，共83頁。儀表的量程：就是測量刻度上限減去刻度的下限，可不是測量能力范圍的上下限。一塊溫度儀表的測量刻度范圍為-20~100度，那么它的量程為120度。

2022/11/2410第十頁，共83頁。PI圖中常見的儀表字母含義舉例PDT-2120P—代表壓力D—代表差壓T—代表傳送或變送器2022/11/2411第十一頁，共83頁。PI圖中常見的儀表字母含義2022/11/2412第十二頁，共83頁。常規(guī)儀表的分類一、壓力儀表二、溫度儀表三、流量儀表四、液位儀表五、特殊儀表（振動(dòng)、位移等）六、分析儀表2022/11/2413第十三頁，共83頁。2022/11/2414壓力儀表現(xiàn)場壓力表電接點(diǎn)壓力表壓力變送器/差壓變送器壓力開關(guān)

第十四頁，共83頁。2022/11/2415壓力儀表現(xiàn)場壓力表，從表盤直徑看最常見的有60mm,100mm,150mm三種規(guī)格。從接口看最常見的有M20X1.5,1/2NPT,法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級(jí)要求）

第十五頁，共83頁。2022/11/2416電接點(diǎn)壓力表一般有雙節(jié)點(diǎn)作為報(bào)警、或啟泵的條件。壓力儀表第十六頁，共83頁。2022/11/2417壓力儀表壓力變送器最常見的分為電容式壓力變送器和單晶硅壓力變送器。其它還有擴(kuò)撒硅壓力變送器。目前主流壓力變送器主流幾乎都采用了智能協(xié)議。電容式壓力變送器：采用結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當(dāng)感受到壓力變化時(shí)，膜片要產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用獨(dú)特的檢測電路測電容的微小變化，并進(jìn)行線性處理和溫度補(bǔ)償。傳感器輸出與被測壓力成正比的直流電壓或電流信號(hào)。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及先進(jìn)的檢測電路的完美結(jié)合，賦予了電容式壓力變送器以很高的性能。第十七頁，共83頁。2022/11/2418單晶硅諧振式傳感器：是一塊單晶硅芯片上采用微電子機(jī)械加工技術(shù)，在單晶硅芯片上制成兩個(gè)完全一致的H形狀的諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動(dòng)。其諧振頻率取決于梁的長度和張力，其梁的長度已經(jīng)確定，而張力是隨壓力變化而變化。從而把壓力的變化轉(zhuǎn)換成頻率的變化，對(duì)差壓采用頻率差分技術(shù)，并將頻率差信號(hào)直接輸出到CPU進(jìn)行運(yùn)算和A/D轉(zhuǎn)換。單晶硅諧振式壓力變送器

1、精度高

2、穩(wěn)定性好

3、靜壓特性好

4、具有良好的單向受壓特性

5、具有較寬的測量范圍

6、方便的組態(tài)能力和自診斷功能第十八頁，共83頁。2022/11/2419差壓變送器

一般使用來測量阻力、液位或者與流量節(jié)流元件配套使用測量流量儀表。該類型儀表往往與三閥組或者五閥組配套使用。

目前國內(nèi)應(yīng)用三閥組較為普遍。對(duì)于三閥組類型的儀表有一個(gè)開關(guān)投用程序。投用三閥組：開平衡閥，開負(fù)壓閥，開正壓閥，再關(guān)平衡閥。關(guān)閉三閥組：開平衡閥，關(guān)負(fù)壓閥，關(guān)正壓閥，再關(guān)平衡閥。原則：防止受壓元件單方向受壓損壞第十九頁，共83頁。2022/11/2420最具有代表性的壓力變送器：1、EJA川儀橫河（重慶川儀），通訊時(shí)疊加Brain或Hart協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。2、Rosemount（中國北京遠(yuǎn)東）通訊時(shí)疊加Hart協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。通訊時(shí)有專用的手操器，可以在主控室、現(xiàn)場進(jìn)行儀表的組態(tài)。壓力儀表—壓力變送器第二十頁，共83頁。2022/11/2421壓力儀表—壓力開關(guān)壓力開關(guān)1、壓力開關(guān)是一種簡單的（壓力控制裝置），當(dāng)被測壓力達(dá)到額定值時(shí)，壓力開關(guān)可發(fā)出（警報(bào)或控制）信號(hào)。2、壓力開關(guān)的工作原理是：當(dāng)被測壓力超過額定值時(shí)，彈性元件的自由端（產(chǎn)生位移），直接或經(jīng)過比較后推動(dòng)（開關(guān)元件），改變（開關(guān)元件）的通斷狀態(tài)，達(dá)到控制被測壓力的目的。3.壓力開關(guān)采用的彈性元件有（單圈彈簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波紋管）等。開關(guān)元件有（磁性開關(guān)）、（水銀開關(guān)）、（微動(dòng)開關(guān)）等。4.壓力開關(guān)的開關(guān)形式有（常開式）和（常閉式）兩種。5、壓力開關(guān)的調(diào)節(jié)方式有（兩位式）和（三位式）兩種。6.壓力開關(guān)的參數(shù)可調(diào)，依實(shí)際使用壓力范圍調(diào)節(jié)

第二十一頁，共83頁。2022/11/2422

溫度儀表

玻璃管溫度計(jì)雙金屬溫度計(jì)

壓力式溫度計(jì)

熱電阻

熱電偶

溫度變送器

溫度開關(guān)

非接觸式溫度計(jì)

第二十二頁，共83頁。2022/11/2423玻璃管溫度計(jì)：這種溫度表非常簡單、普通。目前高精度的往往使用在儀表校驗(yàn)間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。由于價(jià)格便宜，目前工廠內(nèi)還有應(yīng)用。第二十三頁，共83頁。2022/11/2424由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時(shí)，兩面的熱脹冷縮程度不同，因此在不同的溫度下，其彎曲程度發(fā)生改變。利用這一原理，制成溫度計(jì)叫雙金屬溫度計(jì)。雙金屬溫度計(jì)第二十四頁，共83頁。2022/11/2425壓力式溫度計(jì)壓力表式溫度計(jì)的測量原理壓力表式溫度計(jì)是根據(jù)在封閉容器中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體和飽和蒸汽，受熱后體積膨脹或壓力變化這一原理而制作的，并用壓力來測量這種變化，從而測得溫度。壓力表式溫度計(jì)主要由以下三部分組成：1.溫包——溫包是直接與被測介質(zhì)相接觸來感受溫度變化的元件，因此要求它具有高的強(qiáng)度，小的膨脹系數(shù)，高的導(dǎo)熱率以及抗腐蝕等性質(zhì)，根據(jù)所充工作介質(zhì)和被測介質(zhì)的不同，溫包可用銅合金，鋼或不銹鋼來制造。2.毛細(xì)管——它是用銅或鋼等材料冷拉成的無縫圓管，用來傳遞壓力的變化。3.彈簧管——它就是一般壓力表用的彈性元件。第二十五頁，共83頁。2022/11/2426熱電阻熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測器。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電阻測溫原理：熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅。熱電阻將鉑熱電阻體的電阻信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為4~20mADC的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一體化儀表就是溫度變送器中比較常見的一種。第二十六頁，共83頁。2022/11/2427熱電阻接線方式。第二十七頁，共83頁。2022/11/2428熱電偶熱電偶是中高溫區(qū)最常用的一種溫度檢測元件。它的主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電偶的工作原理

兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電動(dòng)勢,因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。熱電偶按材料分最常用的為K型（4.096mV）K鎳鉻--鎳硅-200-+1000℃,E型(6.319mV),鎳鉻銅鎳-200-+700℃。

第二十八頁，共83頁。2022/11/2429如圖所示，兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。置于被測溫度為t的介質(zhì)中，稱為工作段，另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下，當(dāng)工作段的被測介質(zhì)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電勢也隨溫度發(fā)生一定規(guī)律的變化。熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢，其大小只與電極材料與兩端的溫差有關(guān)，而與熱電極的長度和直徑的粗細(xì)無關(guān)。采用熱電偶為測量元件的變送器稱之為熱電偶溫度變送器。從外觀上看，熱電阻和熱電偶溫度變送器沒有太大的區(qū)別。第二十九頁，共83頁。2022/11/2430熱電偶產(chǎn)生熱電勢的條件是兩熱電極材料相異、兩接點(diǎn)溫度相異。第三十頁，共83頁。2022/11/2431溫度變送器的作用:有人說是測量溫度的，這是不對(duì)的。其作用是將檢測的熱電偶或則熱電阻等溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的儀表信號(hào)如4-20mADC,或者1-5VDC.第三十一頁，共83頁。2022/11/2432溫度開關(guān)溫度開關(guān)傳統(tǒng)的溫度開關(guān)多為機(jī)械式，其分為：蒸氣壓力式溫控器、液體膨脹式溫控器、氣體吸附式溫控器、金屬膨脹式溫控器。目前我廠沒有使用該產(chǎn)品第三十二頁，共83頁。2022/11/2433非接觸式溫度計(jì)溫度儀表非接觸式溫度計(jì)是靠紅外輻射,亮度,色差等方法感應(yīng)、比較，得出被測物件溫度。好處是可遙測，量程大，可測極高溫物件。如紅外測溫計(jì)、亮度測溫計(jì)等。缺點(diǎn)是一般精度不高。但是作為工廠輔助測溫元件是不可缺少的。第三十三頁，共83頁。2022/11/2434渦輪流量計(jì)孔板流量計(jì)（含一體化孔板流量計(jì)）質(zhì)量流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)渦街流量計(jì)超聲波流量計(jì)電磁流量計(jì)明渠流量計(jì)

流量儀表楔形流量計(jì)靶式流量計(jì)第三十四頁，共83頁。2022/11/2435流量計(jì)渦輪流量計(jì)：當(dāng)被測流體流過渦輪流量計(jì)傳感器時(shí)，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號(hào)，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。qv=f/K(7.1)

qm=qvρ(7.2)

式中qv,qm－分別為體積流量，m3/s，

質(zhì)量流量，kg/s；

f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率，Hz；

K－流量計(jì)的儀表系數(shù)，P/m3。

第三十五頁，共83頁。2022/11/2436孔板流量計(jì)：充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí)，流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動(dòng)的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計(jì)可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。這種測量方法是以能量守衡定律和流動(dòng)連續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。流量計(jì)第三十六頁，共83頁。2022/11/2437儀表里標(biāo)準(zhǔn)的三種節(jié)流元件：a:孔板b:噴嘴c:文丘里管對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件，流體的流量與其差壓成（方根）關(guān)系Q=K*SQRT(P)其中為差壓，想一想，如果取壓段有一段堵了，會(huì)是什么情況？第三十七頁，共83頁。2022/11/2438孔板的取壓口方向1、節(jié)流裝置安裝在垂直管道上時(shí)，取壓口的位置在取壓裝置的平面上可任意選擇；2、節(jié)流裝置安裝在水平管道或傾斜管道上時(shí)，取壓口的位置選擇取決于被測介質(zhì)的特性，見下圖：第三十八頁，共83頁。2022/11/24392、安裝基本要求①垂直度節(jié)流件上游端面與管道軸線的垂直度不大于1°。②不同軸度節(jié)流件應(yīng)與管道同軸。③直管段長度節(jié)流裝置應(yīng)安裝在兩段有恒定橫截面積的圓筒形直管段之間，最短直管段長度隨節(jié)流件形式、阻流件形式和直徑比而異。第三十九頁，共83頁。2022/11/2440質(zhì)量流量計(jì)質(zhì)量流量計(jì)流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生一個(gè)力，它是科里奧利在1832年研究水輪機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，簡稱科氏力。質(zhì)量流量計(jì)以科氏力為基礎(chǔ)，在傳感器內(nèi)部有兩根平行的T型振管，中部裝有驅(qū)動(dòng)線圈，兩端裝有拾振線圈，變送器提供的激勵(lì)電壓加到驅(qū)動(dòng)線圈上時(shí)，振動(dòng)管作往復(fù)周在振管周期振動(dòng)，工業(yè)過程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動(dòng)管，就會(huì)上產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，安裝在振管兩端的拾振線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計(jì)算機(jī)解算出流經(jīng)振管的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時(shí)，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測量介質(zhì)的溫度。第四十頁，共83頁。2022/11/2441第四十一頁，共83頁。2022/11/2442轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)浮子流量計(jì),又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì),是變面積式流量計(jì)的一種,在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的,浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運(yùn)動(dòng)，與浮子重量平衡后，通過磁耦合傳到與刻度盤指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上最常用的，對(duì)于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制點(diǎn)也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計(jì)第四十二頁，共83頁。2022/11/2443超聲波流量計(jì)超聲波流量計(jì)依據(jù)測量原理常見的有兩類：

時(shí)間差計(jì)量（傳播速度差法）

多普勒原理計(jì)量

右圖為丹尼爾超聲波流量計(jì)在中國非常具有代表性。第四十三頁，共83頁。2022/11/2444電磁波流量計(jì)

電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第實(shí)驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。第四十四頁，共83頁。2022/11/2445差壓液位變送器雙（法蘭液位計(jì)）

電浮筒式液位磁翻板液位計(jì)玻璃板液位計(jì)鋼帶式液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)超聲波液位計(jì)深度液位計(jì)核輻射料位計(jì)液位料位儀表第四十五頁，共83頁。2022/11/2446差壓液位變送器雙（法蘭液位計(jì)）利用對(duì)測量介質(zhì)的兩點(diǎn)之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進(jìn)行測量的變送器儀表。和測量阻力表幾乎一樣，只不過壓差范圍要小。雙法蘭屬于一種特殊的差壓變送器。第四十六頁，共83頁。2022/11/2447電浮筒液位計(jì)電浮筒是根據(jù)阿基米德原理工作的，當(dāng)液位變化時(shí)，浮筒（寬度是沉筒）所受浮力變化，通過支點(diǎn)，使扭力管受力作用后產(chǎn)生扭變，檢測元件檢測出后，變送器功能模塊電路將測量信號(hào)經(jīng)緩沖、放大和電壓/電流變換后，輸出4～20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，此時(shí)與作用在浮筒上的浮力成正比例變化。

第四十七頁，共83頁。2022/11/2448磁翻板液位計(jì)磁翻板式液位變送器是以浮子內(nèi)磁鋼驅(qū)動(dòng)雙色薄片的翻轉(zhuǎn)來指示液位的一種新型儀表。主體內(nèi)磁浮子隨液位的升降而上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)使主體外指示器內(nèi)的雙色薄片翻轉(zhuǎn)，有液位時(shí)轉(zhuǎn)示紅色、無液位時(shí)轉(zhuǎn)示白色。第四十八頁，共83頁。2022/11/2449玻璃板液位計(jì)根據(jù)連通器原理，將容器內(nèi)介質(zhì)液體引至外部玻璃板液位計(jì)內(nèi)，通過透明玻璃直接顯示容器內(nèi)液位實(shí)際高度。第四十九頁，共83頁。2022/11/2450鋼帶式液位計(jì)鋼帶浮子式液位計(jì)罐內(nèi)有浮子，有導(dǎo)向繩外壁常見的有兩種液位指示一種為帶磁性的擺錘。帶磁翻板指示。還一種是能夠直接顯示高度的帶數(shù)字的鋼帶。第五十頁，共83頁。2022/11/2451特殊儀表振動(dòng)監(jiān)視儀表振動(dòng)軸位移檢測第五十一頁，共83頁。2022/11/2452根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。當(dāng)被測金屬與探頭之間的距離發(fā)生變化時(shí)，探頭中線圈的阻值也發(fā)生變化，阻值的變化引起振蕩電壓幅度的變化，而這個(gè)隨距離變化的振蕩電壓經(jīng)過檢波、濾波、線性補(bǔ)償、放大歸一處理轉(zhuǎn)化成電壓（電流）變化，最終完成機(jī)械位移(間隙)轉(zhuǎn)換成電壓（電流）。由上所述，電渦流傳感器工作系統(tǒng)中被測體可看作傳感器系統(tǒng)的一半，即一個(gè)電渦流位移傳感器的性能與被測體有關(guān)。第五十二頁，共83頁。2022/11/2453根據(jù)國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)調(diào)節(jié)閥的定義（controlvalve，又名控制閥）。調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體部件兩部分組成。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推動(dòng)裝置，它按信號(hào)壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力。是推桿產(chǎn)生相應(yīng)的位移。

閥體是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，由于調(diào)節(jié)閥的閥芯作用，改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)目的。調(diào)節(jié)閥第五十三頁，共83頁。2022/11/2454調(diào)節(jié)閥按執(zhí)行機(jī)構(gòu)劃分：氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu).

氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)

氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)第五十四頁，共83頁。2022/11/2455執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成有那幾部分組成？第五十五頁，共83頁。2022/11/2456調(diào)節(jié)閥閥體一般情況下介質(zhì)流動(dòng)方向是下進(jìn)上出。調(diào)節(jié)閥閥體的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥閥體的構(gòu)成第五十六頁，共83頁。2022/11/2457常用的閥體種類有直通單座、直通雙座、角形、隔膜、小流量、三通、偏心旋轉(zhuǎn)、蝶形、套筒式、球形等第五十七頁，共83頁。2022/11/2458調(diào)節(jié)閥的作用方式選擇

調(diào)節(jié)閥的作用方式只是在選用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)才有，其作用方式通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)正反作用和閥門的正反作用組合形成。組合形式有4種即正正(氣關(guān)型)、正反(氣開型)、反正(氣開型)、反反(氣關(guān)型)，通過這四種組合形成的調(diào)節(jié)閥作用方式有氣開和氣關(guān)兩種。對(duì)于調(diào)節(jié)閥作用方式的選擇，主要從三方面考慮:

a)工藝生產(chǎn)安全;

b)介質(zhì)的特性;

c)保證產(chǎn)品質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)損失最小第五十八頁，共83頁。2022/11/2459執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用是指：當(dāng)氣信號(hào)增加時(shí)閥桿向下移動(dòng)，則為正作用。反之為反作用。

上進(jìn)氣為正作用下進(jìn)氣為反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用第五十九頁，共83頁。2022/11/2460上閥蓋常見類型第六十頁，共83頁。2022/11/2461調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線調(diào)節(jié)閥的閥芯不一樣，其流量特性曲線，依據(jù)閥芯大致分為四種情況：快開直線等百分比拋物線第六十一頁，共83頁。2022/11/2462直行程常見閥芯：a平板型，雙導(dǎo)向，用于兩位閥b柱塞型，雙導(dǎo)向，用于直通單座c柱塞型，雙導(dǎo)向，用于直通雙座d柱塞型，用于角形閥。e柱塞型，用于高壓閥。f\g\h柱塞型，用于小流量閥f為針型閥，g為球形，h為圓柱開槽形。i窗口型，用于三通合流。J為窗口型，用于三通分流。K多級(jí)閥芯，用于高壓差閥I套筒閥閥芯，用于套筒閥直行程的閥芯第六十二頁，共83頁。2022/11/2463氣開和氣關(guān)是針對(duì)整個(gè)執(zhí)行器所說的，就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)＋調(diào)節(jié)閥的這個(gè)系統(tǒng)。氣動(dòng)信號(hào)增加，執(zhí)行器流通量口徑增加為氣開。反之，為氣關(guān)。

調(diào)節(jié)閥氣開與氣關(guān)氣關(guān)氣開氣開氣關(guān)第六十三頁，共83頁。2022/11/2464故障開故障關(guān)FO/FC知道了調(diào)節(jié)閥的氣開與氣關(guān)，那么故障開與故障關(guān)就迎刃而解。當(dāng)調(diào)節(jié)閥失氣后閥位處在開位置就為氣開閥，當(dāng)調(diào)節(jié)閥失氣后閥位處在關(guān)位就為氣關(guān)閥第六十四頁，共83頁。2022/11/2465開關(guān)閥開關(guān)閥的種類很多，按閥體分最常見的有蝶閥、球閥按執(zhí)行機(jī)構(gòu)分：氣動(dòng)、電動(dòng)汽缸閥球閥彈簧復(fù)位氣缸球閥雙作用氣缸球閥蝶閥普通蝶閥偏心蝶閥第六十五頁，共83頁。2022/11/2466角行程雙氣缸球閥這種不同的是帶手輪第六十六頁，共83頁。2022/11/2467V形球閥第六十七頁，共83頁。2022/11/2468常用控制基礎(chǔ)知識(shí)第六十八頁，共83頁。2022/11/2469簡單控制什么是簡單控制呢？第六十九頁，共83頁。2022/11/2470第七十頁，共83頁。2022/11/2471閉環(huán)回路：閉環(huán)回路是指既有輸出控制，又有反饋信號(hào)的回路。系統(tǒng)被控對(duì)象的輸出(被控制量)會(huì)反送回來影響控制器的輸出，形成一個(gè)或

多個(gè)閉環(huán)。開環(huán)回路：開環(huán)回路是指只有輸出控制，沒有反饋信號(hào)的回路。第七十一頁，共83頁。2022/11/2472PLC的原理第七十二頁，共83頁。2022/11/2473可編程控制器（PROGRAMMABLECONTROLLER，簡稱PC）。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC相區(qū)別，用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會(huì)（IEC）頒布了對(duì)PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。目前：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用非常普及。第七十三頁，共83頁。2022/11/2474

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，今后PLC將會(huì)朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展。

1．靈活和小型化

;2．高功能和大型化

.

PLC的發(fā)展動(dòng)向第七十四頁，共83頁。2022/11/24

PLC的分類及功能PLC的分類按結(jié)構(gòu)形式分類整體式模塊式分類I／0點(diǎn)數(shù)程序容量超小型機(jī)64點(diǎn)以內(nèi)256～1000字節(jié)小型機(jī)64～2561～3.6K字節(jié)中型機(jī)256～20483.6～13K字節(jié)大型機(jī)2048以上13K字節(jié)以上

按I／O點(diǎn)數(shù)和程序容量分類第七十五頁，共83頁。2022/11/2476梯形圖語言梯形圖是在原繼電器—接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語言。它是一種圖形語言，它將PLC內(nèi)部的各種編程元件和各種具有特定功能的命令用專用圖形符號(hào)定義，并按控制要求將有關(guān)圖形符號(hào)按一定規(guī)律連接起來，構(gòu)成描述輸入、輸出之間控制關(guān)系的一種圖形。

目前用得最多的PLC編程語言。

第七十六頁，共83頁。2022/11/2477PLC梯形圖與繼電器接觸器線路圖區(qū)別

繼電器觸接器線路圖中的電氣符號(hào)代表的是一個(gè)實(shí)際的物理器件，如繼電器、接觸器的線圈或觸點(diǎn)等，連線是“硬接線”，線路圖兩端有外接電源，連線中有真實(shí)的物理電流

PLC梯形圖表示的并不是一個(gè)實(shí)際電路，而是一個(gè)控制程序。圖中的繼電器線圈以及觸點(diǎn)實(shí)際是存儲(chǔ)器中的一位，因此稱為“軟繼電器”。相應(yīng)位狀態(tài)為“1”，帶動(dòng)自己的觸點(diǎn)動(dòng)作,常開觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)斷開。相應(yīng)位狀態(tài)為“０”，表示該繼電器線圈斷電，其常開、常閉觸點(diǎn)保持原狀態(tài)。PLC梯形圖兩端沒有電源，連線上并沒有真實(shí)電流流過，僅是“概念”電流

第七十七頁，共83頁。2022/11/2478邏輯功能圖

“與”、“或”、“非”是邏輯函數(shù)的最基本的表達(dá)形式。用邏輯符號(hào)描述的PLC梯形圖為邏輯功能圖.

第七十八頁，共83頁。2022/11/2479DCSDCS簡介第七十九頁，共83頁。2022/11/2480DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distri