儀表基礎(chǔ)知識

測量儀表第一章 基本知識測量、測量結(jié)果應(yīng)包括那些測量：人們借助于專門設(shè)備通過實驗的方法，把被測量與所采用的測量單位相比較得到其比值的過程。測量結(jié)果：包含有一定數(shù)值和相應(yīng)的單位名稱。測量誤差、真值、實際值測量誤差：由于儀表本身的不準(zhǔn)確性，使用者素質(zhì)的高低，測量方法的優(yōu)劣，環(huán)境條件的好壞等因素的影響和制約，使測量值與被測量的真實值之間總是存在著差異，這個差異就是測量誤差。真值：被測量本身所具有的真實大小。實際值：標(biāo)準(zhǔn)表的測量值。儀表誤差有幾種表示方法、含義各是什么、根據(jù)其性質(zhì)，可分為哪三類誤差，其內(nèi)容是什么。表示方法及含義：絕對誤差：儀表測量示值與被測量的實際值之差 δx=Ax–Ao；相對誤差：儀表的絕對誤差與被測量的實際值之比的百分?jǐn)?shù) rx=δx/Ao×%；引用誤差：儀表的絕對誤差與儀表量程之比的百分?jǐn)?shù)r=δx/Am×%；誤差分類及內(nèi)容：系統(tǒng)誤差：儀表本身有缺陷，使用不正確，客觀環(huán)境條件改變等原因產(chǎn)生的誤差。有規(guī)律、數(shù)值固定或有一定規(guī)律的變化。疏忽誤差：由工作中的疏忽大意造成。其誤差數(shù)值難以估計，遠(yuǎn)超過實際值；偶然誤差：由測量中偶然因數(shù)引起的。它決定著測量的精度，誤差越小精度越高。11.測量儀表質(zhì)量指標(biāo)有那些，如何利用這些指標(biāo)判斷儀表是否合格精度：儀表最大絕對誤差δmax與量程Am之比的百分?jǐn)?shù)為儀表的基本誤差，r m=δmax/Am×%而基本誤差的允許值稱為允許誤差，允許誤差去掉百分號的絕對值稱為儀表的精度。凡基本誤差超出允許誤差的儀表為不合格。.示值變差：指對某一刻度點分別由上升和下降兩個方向輸入對應(yīng)該點的同一輸入量時，上升和下降示值之差的絕對值與儀表量程之比的百分?jǐn)?shù)。=A上-A下/Am×%。凡示值變差超出允許誤差的儀表為不合格。靈敏度：儀表輸出變化量△L與引起該變化量的輸入變化量△X之比稱為儀表的靈敏度S。S=△L/△X靈敏度表示儀表對被測量變化的反應(yīng)能力，要求靈敏度與儀表允許誤差相適應(yīng)13.為減少和防止測量系統(tǒng)附加誤差，操作使用儀表人員應(yīng)注意什么正確操作和使用不得盲動，加強(qiáng)責(zé)任心杜絕讀數(shù)和抄表失誤。.清楚儀表安裝地點和環(huán)境，了解被測介質(zhì)情況對測量結(jié)果的影響，正確分析和判斷儀表示值。注意觀察儀表故障時的現(xiàn)象，事故狀態(tài)下儀表的指示情況，以便做出正確的判斷。14.儀表校驗的一般要求是什么正確選用標(biāo)準(zhǔn)儀表的精度等級和量程，原則上標(biāo)準(zhǔn)儀表的允許誤差不應(yīng)超過被校儀表允許誤差的三分之一，量程與之相適應(yīng)或不超過被校表的25%。儀表線路連接和管路連接應(yīng)正確可靠。儀表外觀應(yīng)完整無缺，附件應(yīng)齊全。儀表校驗點應(yīng)在量程內(nèi)均勻選取，不得少于5點，并做上升和下降兩個方向的校驗。必須做好校驗記錄，填寫校驗報告并作出是否合格的結(jié)論。15.測量儀表由那些基本部分組成，各有什么作用感受件；與被測對象直接聯(lián)系的部件，（傳感器、變送器、檢測元件）作用：感受被測參數(shù)的變化，并將被測參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號輸出。要求：輸出信號只隨被測參數(shù)的變化而變化，與被測參數(shù)為一一對應(yīng)的單值函數(shù)關(guān)系，最好是線性關(guān)系。中間件：作用：轉(zhuǎn)換、處理、傳送來自感受件的信號（溫度變送器、配電器、信號隔離器、轉(zhuǎn)換器）功能：遠(yuǎn)距離傳送、放大、線性化處理，轉(zhuǎn)變信號形式等。顯示件：精選WORD文檔！ 2.作用：顯示被測參數(shù)的測量結(jié)果（指示儀表、顯示儀表、顯示屏幕）顯示屏幕：直接顯示出被測參數(shù)值、生產(chǎn)工藝流程圖形、參數(shù)變化曲線、瞬時值、累計值等。18.加熱爐生產(chǎn)中主要測量的工藝參數(shù)有那些，其物理意義是什么溫度：表征物體冷熱程度的物理量壓力：垂直均勻作用于物體單位面積的力流量：單位時間內(nèi)通過管道某一橫截面積的物質(zhì)量，為此物質(zhì)量的瞬時流量。21.什么是溫標(biāo)，各種溫標(biāo)是如何換算的溫標(biāo)：一個衡量溫度的尺度。攝氏溫標(biāo)把標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的融點定為攝氏0度，把水的沸點定為100度，將冰的融點到水的沸點分為100等份，每份為1攝氏度。用t表示溫度，用℃表示單位；開氏溫標(biāo)：開爾文1度等于水三相點熱力學(xué)溫度的 1/273.15。開氏溫度用T表示，單位用K表示。開氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系為:t=T-273.15或℃=K-273.15華氏溫標(biāo)：在標(biāo)34.準(zhǔn)大氣壓下把冰的融點定為華氏32度，水的沸點定為華氏212度，中間分為180等份每等份為1華氏度，用t表示溫度，用℉表示單位；華氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的關(guān)系為 :℉=9/5℃+32或℃=5/9（℉-32）22.什么是絕對壓力、表壓力、大氣壓力、三者關(guān)系如何絕對壓力：絕對真空下的壓力稱為絕對零壓，以絕對零壓為基準(zhǔn)的壓力為絕對壓力。表壓力：絕對壓力與大氣壓之差為表壓，并以大氣壓為基準(zhǔn)的儀表顯示壓力。大氣壓力：表壓力大于零為正壓，小于零為負(fù)壓，表壓為零則為當(dāng)?shù)卮髿鈮?，?biāo)準(zhǔn)大氣壓為0.101Mpa。三者的關(guān)系為： P絕=P表+P大氣23.什么是流量、累計流量、質(zhì)量流量、體積流量流量：單位時間內(nèi)通過管道某一橫截面積的物質(zhì)量，為此物質(zhì)量的瞬時流量。累計流量：某一段時間里通過的流量總和；質(zhì)量流量：用質(zhì)量表示的流量如 t/h、kg/h；用M表示精選WORD文檔！ 3.體積流量：用體積表示的流量如m3/min；用Q表示其關(guān)系為：M=ρQ或Q=M/ρ25.什么是物位，物位測量的目的物位：料倉和爐內(nèi)固體物料堆積的高度或表面位置為料位，容器內(nèi)的液體表面為液位，容器內(nèi)兩種互不相容物質(zhì)的界面位置為界位，料位、液位、界位的總稱，單位為m、mm；物位測量的目的：通過測量物位確定物料的數(shù)量和經(jīng)濟(jì)核算。第二章 溫度測量儀表27.什么是熱電效應(yīng)，熱電勢是怎樣產(chǎn)生的熱電效應(yīng)：把兩種不同成分的導(dǎo)體連在一起形成閉合回路，當(dāng)兩個接點溫度不同時，在回路中將產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。當(dāng)同一導(dǎo)體兩端溫度不同時，高溫端的電子能量比低溫端的電子能量大，因而從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比低溫端跑到高溫端要來得多，結(jié)果高溫端因失去電子而帶正電，低溫端得到電子而帶負(fù)電。28.敘述熱電偶的測溫原理測溫原理：根據(jù)E（t.t0）=Et-Et0得，熱電勢E（t.t0）與熱端溫度呈單值函數(shù)關(guān)系，只要測得熱電勢的大小就可求得溫度t的數(shù)值了。29.熱電偶的特點有那些特點：①.熱電偶的熱電特性是非線性的。.熱電偶的熱電特性由電極材料的化學(xué)成分、物理性能所決定，熱電勢的大小與電極材料和兩端溫度有關(guān)，與電極絲的粗細(xì)長短無關(guān)。30.熱電偶測溫時為什么需要對冷端溫度補(bǔ)償冷端溫度補(bǔ)償：熱電偶熱電勢的大小與熱端和冷端的溫度有關(guān)，只有在冷端溫度恒定時，熱電勢才是熱端溫度的單值函數(shù)，而冷端溫度的變化必然引起測量誤差，未精選WORD文檔！ 4.了消除此誤差就必須進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償，使冷端溫度保持在某一恒定溫度范圍內(nèi)使Et0為一常數(shù)。31.熱電偶在使用時應(yīng)注意什么使用補(bǔ)償導(dǎo)線時必須與熱電偶的型號一致，接線時正負(fù)極性不得接錯。熱電偶的插入深度一定要滿足測溫需要，靠近被測物體，確包測量準(zhǔn)確。熱電偶測管道介質(zhì)時，49.插入深度以工作端超過管道中心線為益。儀表的分度號必須與熱電偶分度號一致。使用中的熱電偶要進(jìn)行周期檢定和校驗。32.分析熱電偶的熱電勢比實際應(yīng)有值小時的原因及處理方法原因：熱電偶內(nèi)部電極漏電（有短路現(xiàn)象），接線合內(nèi)接線端子短路，熱電偶偶絲變質(zhì)或工作端損壞。處理：取出熱電極查看原因，如因潮濕引起便將電極烘干，若絕緣管損壞就更換絕緣管，清理接線合內(nèi)接線端子和接線，從新更換電極。33.試述熱電阻的測溫原理根據(jù)Rt=Rt0〔1+α（t-t0）〕的函數(shù)關(guān)系，只要保持Rt0和t0為常數(shù)，使Rt與t之間呈單值函數(shù)關(guān)系，電阻Rt的大小就反映出溫度的高低。35.分析熱電阻引起示值為最大、負(fù)值和示值不穩(wěn)定等故障的原因及處理方法示值為最大：熱電阻或引出導(dǎo)線開路；處理方法：修復(fù)或更換熱電阻，檢查電路并予以修復(fù)。負(fù)值：儀表與熱電阻線路接錯，熱電阻短路；處理方法：檢查改正接線，修復(fù)或更換熱電阻。示值不穩(wěn)定：保護(hù)管內(nèi)有金屬銷、積灰、接線柱間積灰引起間斷短路；處理方法：消除金屬銷，清出灰塵，或更換絕緣導(dǎo)管。37.什么叫無紙記錄儀，有什么特點無紙記錄儀：沒有普通記錄儀的記錄紙和記錄筆，以微處理器為核心部件，有大容量的芯片可存放測量數(shù)據(jù)， 用半導(dǎo)體存儲器或軟磁盤轉(zhuǎn)存、存放的數(shù)據(jù)可通過人機(jī)界面進(jìn)行各種處理和分析。精選WORD文檔！ 5.特點：有多個輸入通道，多類信號（熱電偶、熱電阻、直流電壓、電流）均可輸入，量程自定，多種顯示，可帶調(diào)節(jié)運(yùn)算功能，可通過接口和上位機(jī)相連。40.溫度變送器由哪幾部分組成，輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號是什么組成：由量程單元和放大單元組成，放大單元為通用，量程單元隨品種、測量范圍不同而不同。標(biāo)準(zhǔn)信號：4~20mADC或1~5VDC信號41.溫度變送器如何實現(xiàn)熱電勢與被測溫度間非線性的線性補(bǔ)償線性補(bǔ)償：因熱電偶的熱電勢性是非線性，而溫度變送器反饋回路的反饋信號具有相似特性，極性相反，在放大器輸入端兩信號相減后，放大器輸出信號與被測溫度便呈線性關(guān)系。42.試述智能溫度變送器的工作原理4~20mA工作原理：熱電偶或熱電阻輸入信號經(jīng)輸入處理、冷端補(bǔ)償后由放大器放大，經(jīng)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入微處理單元進(jìn)行線性處理和量程變換，再經(jīng)D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出4~20mADC標(biāo)準(zhǔn)信號，通過I/O輸入輸出通道輸出數(shù)字信號。43.簡述測溫系統(tǒng)的組成與工作過程補(bǔ)償導(dǎo)線 銅導(dǎo)線 通訊精選WORD文檔！ 6.電纜組成：系統(tǒng)由熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、溫度變送器、銅導(dǎo)線、 （顯示儀）數(shù)據(jù)采集站、通訊電纜、計算機(jī)等；工作過程：熱電偶將被測溫度轉(zhuǎn)換成熱電勢 EX，EX經(jīng)補(bǔ)償導(dǎo)線輸入到溫度變送器，溫度變送器將輸入信號進(jìn)行冷端補(bǔ)正、放大、線性處理后輸出4~20mADC標(biāo)準(zhǔn)電流或1~5VDC電壓信號，再由銅導(dǎo)線傳遞到顯示儀顯示或傳遞給數(shù)據(jù)采集站，采集站將信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)通訊電纜輸入計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)程序?qū)π盘栠M(jìn)行儲存、顯示、打印等工作。第三章 壓力測量儀表44.為什么液柱高度可以表示壓力大小因為P=F/S而F=hSρg,所以P=hSρg/S,玻管內(nèi)液體密度在常溫下是不變的,ρ和g為已知常數(shù),故液柱高度h可以表示壓力P.45.敘述彈簧管壓力計的結(jié)構(gòu)及其工作原理結(jié)構(gòu)：由一彈簧管和一組傳動放大機(jī)構(gòu),機(jī)芯(拉桿、扇形齒輪、中心齒輪)及指示機(jī)構(gòu)（指針、圓盤分度尺）；工作原理：被測壓力進(jìn)入彈簧管使彈簧管的自由端向上擴(kuò)張而產(chǎn)生精選WORD文檔！ 7.位移，此位移經(jīng)拉桿帶動扇形齒輪逆時針、中心齒輪順時針偏轉(zhuǎn)，使與中心齒輪同軸的指針也做順時針偏轉(zhuǎn)，從而指針在圓盤分度尺上顯示出被測壓力 P的數(shù)值。特點：彈簧管的自由端的位移與被測壓力具有比例關(guān)系，因此彈簧管表盤壓力的刻度是線性的。46.電容式壓力變送器由那些部分組成組成：測量部分和轉(zhuǎn)換部分47.電容式壓力變送器”δ”室的工作原理工作原理：“δ”室具有完全相同的兩室，每室有一金屬膜片為固定電容極板，而測量薄膜片焊接在兩固定電容極板之間為電容活動極板，并在膜片中間充滿硅油以便傳遞壓力， 當(dāng)被側(cè)壓力作用在測量膜片一側(cè)時經(jīng)硅油傳遞使測量膜片產(chǎn)生位移， 從而改變了可動極板與固定極板間的距離， 便引起電容變化并通過引線傳給測量電路。48.何謂變送器零點遷移,其作用是什么零點遷移：把變送器某一量程的起始點由零點值遷至某一數(shù)值。正遷移：將量程下限由零遷至某一正值。負(fù)遷移：將量程下限由零遷至某一負(fù)值。作用：可獲得合適的量程，提高儀表測量精度和靈敏度。49.壓力變送器的校驗方法在連接好校驗設(shè)備和線路，接通電源 15~30min后，按以下順序進(jìn) 行調(diào)零位、量程：輸入壓力為零，調(diào)整零為電位器使輸出為4mA（1V）輸入壓力上限值，調(diào)量程電位器使輸出為20mA（5V），5反復(fù)調(diào)整零位、量程使之滿足要求。線性度：輸入50%量程壓力值調(diào)線性度電位器使輸出為 12mA（3V），59.然后在調(diào)零位、量程使調(diào)零位、量程、線性度滿足要求。精度與變差：將量程分為0%、25%、50%、75%、100%五點，分別輸入起壓力值，做上升、下降校驗，檢查輸出電流（電壓）的基精選WORD文檔！ 8.本誤差是否超出允許值。50.智能終端BT200的作用是什么,如何與變送器連接作用：對智能變送器的零點、零點遷移、量程、測量單位等進(jìn)行設(shè)定和修改，對智能變送器進(jìn)行編程和組態(tài)。連接：利用變送器二線制直流電源兼信號線用疊加脈沖傳遞指令和數(shù)據(jù)，可在變送器接線端和控制室端子排上用BT200掛鉤連接。要求：在線通訊的回路電阻應(yīng)≥250Ω≤600Ω51.硅諧振式傳感器是怎樣工作的硅諧振式傳感器利用在一塊單晶硅芯片上一個在硅片中央，一個在硅片邊緣的兩個H型諧振梁在被測壓力作用下，一個受壓，一個受拉，使其原固有諧振頻率發(fā)生不同的變化，利用測量兩個諧振梁的頻率差來得到被測壓力的大小。52.現(xiàn)場總線型變送器其特點是什么現(xiàn)場總線：指安裝在過程現(xiàn)場的智能化自動化儀表和裝置，與設(shè)置在控制室內(nèi)的儀表控制設(shè)備連接起來的一種全數(shù)字化、雙向串行多站的通訊網(wǎng)絡(luò)。特點：它是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS的基礎(chǔ)，具有全數(shù)字結(jié)構(gòu)，通訊標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)一致，雙向傳輸串行，即能和上位機(jī)通訊又能和現(xiàn)場設(shè)備通訊，精度高、功能強(qiáng)，與上位機(jī)平等掛在總線上。53.智能變送器的校驗使用手持終端應(yīng)注意什么64.手持終端只能修改和設(shè)定智能變送器的零點、量程、遷移等參數(shù)。智能變送器的線性度]精度與變差、必須通過用實際壓力進(jìn)行校驗。54.壓力測量系統(tǒng)的組成及工作原理精選WORD文檔！ 9.P 4~20mA組成：系統(tǒng)由取壓裝置、壓力變送器、 （顯示儀）數(shù)據(jù)采集站、計算機(jī)等；工作過程：取壓裝置將被測壓力P引入壓力變送器，P經(jīng)壓力變送器轉(zhuǎn)換為4~20mADC標(biāo)準(zhǔn)電流或1~5VDC電壓信號輸出，再由導(dǎo)線傳遞到顯示儀顯示或傳遞給數(shù)據(jù)采集站，采集站將信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)通訊電纜輸入計算機(jī)，計算機(jī)根據(jù)程序?qū)π盘栠M(jìn)行儲存、顯示、打印等工作。第四章 流量測量儀表37.節(jié)流裝置測量流量的原理節(jié)流；流體在管道內(nèi)流動的方向上設(shè)置一個固定的、有孔的局部阻力件，以造成流體的局部收縮，這種收縮現(xiàn)象稱為節(jié)流。原理：流體在通過節(jié)流裝置時，流體受到節(jié)流裝置的阻擋，使速度能轉(zhuǎn)換為壓力能，使入口側(cè)靜壓力P1升高，而邊沿流束向中心加速，使中心速度增加經(jīng)過節(jié)流裝置后由于流動慣性流束繼續(xù)收縮，流束收縮到最小，流速達(dá)最大，此處靜壓力P2最小，以后流束開始擴(kuò)大，流速降低，直到流束重新充滿管道，由此節(jié)流件前后產(chǎn)生一個靜壓差△P，（△P=P1-P2）△P的大小與流體流量Q呈開方關(guān)系，Q=K√△P Q流體流量；K比例系數(shù)；△P 節(jié)流件前后壓差；38.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件和非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件有那些，其區(qū)別是什么標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件：有孔板、噴嘴、文丘利管。非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件：有雙重孔板、 1/4圓缺孔板。區(qū)別：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有統(tǒng)一的圖紙和計算公式， 按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)精選WORD文檔！ 10.計、制造和安裝，非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是在設(shè)計制造后經(jīng)個別標(biāo)定才能使用。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件的取壓方式有那幾種，安裝孔板時，若孔板方向裝反對流量計量有何影響取壓方式：角接取壓（環(huán)室取壓、單獨鉆孔取壓） ，法蘭取壓?？装宸较蜓b反：差壓下降，流量計量誤差增大。40.矢量機(jī)構(gòu)差壓變送器由那些部分組成組成：測量部分、轉(zhuǎn)換部分矢量機(jī)構(gòu)差壓變送器的工作原理工作原理：當(dāng)被測差壓信號分別作用在膜盒兩側(cè)時，在膜盒的連接片處產(chǎn)生一集中力，此力經(jīng)杠桿傳到矢量機(jī)構(gòu)形成F1，矢量機(jī)構(gòu)將F1分解為F2和F3，F(xiàn)3被矢量機(jī)構(gòu)平衡掉，F(xiàn)2經(jīng)負(fù)杠桿傳到反饋線圈產(chǎn)生42.用節(jié)流裝置測量流量時，為什么要進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償因為節(jié)流裝置是根據(jù)額定工況下介質(zhì)的額定溫度,額定壓力參數(shù)設(shè)計的，在額定工況下流量與差壓成對應(yīng)關(guān)系。若介質(zhì)的壓力與溫度偏離額定值時則會造成流量測量誤差，因此為確保測量準(zhǔn)確必須進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償。43.開方器由那些部分組成，各部分的作用是什么，為何要進(jìn)行小信號切除組成：由運(yùn)算部分、輸入電平移動電路、小信號切除電路、輸出級和穩(wěn)壓電源等組成。小信號切除：根據(jù)公式可得V0=2√Vi-1+1輸入信號越小，輸出的相對變化量越大，又因儀表本身零點漂移，管道流量接近零時的各種干擾存都會時開方器有虛假信號輸出造成測量誤差，所以將輸入低于1%的信號切除。開方器是如何實現(xiàn)開方功能的精選WORD文檔！ 11.V2V1+Vi 0~4V t/T V3V01~5V —vf t/T6.2V24V10V運(yùn)算部分V3=α*V2t/T①vf=V3*t/T=α（t/T）2②2VV1≈Vf∴Vf=Vi—1=αV2（t/T）2t/T=√Vi—1/α2V③③代入①α√Vi-1/αV2=√α√Vi-1④V3=*V2V2又∵V0ββ√α√Vi-1+1⑤=V3=V2令β√αV=22∴V0=2√Vi-1+1（I0=4√Ii-4