第三章 检测仪表与传感器 3.ppt

第三章 检测仪表与传感器 上节课重点内容回顾： 1、被控对象特征 2、描述对象特性的三参数：K T τ 本次课讲述内容： 1、仪表的性能指标 2、压力检测及仪表 概 述 一、检测变送的重要性 在过程自动化中要通过检测元件获取生产工艺变量，最常见变量是温度、压力、流量、物位（四大参数）。 检测元件又称为敏感元件、传感器，它直接响应工艺变量，并转化成一个与之成对应关系的输出信号。这些输出信号包括位移、电压、电流、电阻、频率、气压等。 由于检测元件的输出信号种类繁多，且信号较弱不易察觉，一般都需要将其经过变送器处理，转换成标准统一的电气信号（如4～20mA?或?0～10mA直流电流信号?,20～100KPa气压信号）送往显示仪表，指示或记录工艺变量，或同时送往控制器对被控变量进行控制。 有时将 检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表,?或者将检测元件称为一次仪表，将变送器和显示装置称为二次仪表。 概 述 小结： 检测——实施正确控制的第一步 变送——将检测元件输出的各种信号、微弱信号转化成统一(标准)的电气信号。 过程控制对检测仪表要求： 静态：正确——y(t)正确反映c(t)的值 可靠——长期工作 动态：迅速——y(t)迅速反映c(t)的变化 概 述 测量误差 测量误差：检测仪表获得的被测值与实际被测变量真实值之间的差距。 (1) 绝对误差：仪表的指示值与被测量的真值之间的差值。 理论上： 实际上： 现实中，真值不容易得到，常常用精度较高的表测得值作为标准值 概 述 (2)?相对误差 某点的绝对误差与该点标准表的读数之比。 绝对误差不能完整反映仪表的准确度，只能反映某一点的准确程度。而相对误差能够客观的反映测量结果的准确度。 概 述 仪表性能指标 1、精确度（精度）? ——表示仪表测量结果的可靠程度。 仪表的测量误差可以用绝对误差Δ来表示。但是对同一仪表而言，在全量程范围内的绝对误差是不相同。因此，常说的“绝对误差”指的是绝对误差中的最大值Δmax。 概 述 实际上，仪表的精度不仅与绝对误差Δmax有关，还与仪表的量程范围有关。 例如：量程为0～1000℃与量程为0～100℃的两块温度表，若绝对误差均为1 ℃，显然前者的准确度要高。 概 述 概 述 概 述 例1 有两台测温仪表，它们的测温范围分别为0~100℃和100~300℃，校验表时得到它们的最大绝对误差均为2℃，试确定这两台仪表的精度等级。 解 这两台仪表的最大引用误差分别为 一台仪表的精度等级为2.5级，而另一台仪表的精度等级为1级。 概 述 例2 某台测温仪表的工作范围为0~500℃，工艺要求测温时测量误差不超过±4℃，试问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？ 解 根据工艺要求，仪表的最大引用误差为 应选择0.5级的仪表才能满足要求 概 述 结论： 校表： 选表： 在确定一个仪表的精度等级时，要求仪表的允许误差应该大于或等于仪表校验时所得到的最大引用误差 而根据工艺要求来选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所允许的最大引用误差 概 述 2、变差 变差是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程（即被测参数逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的差值。 仪表的变差不能超出仪 表的允许误差，否则应 及时检修。 概 述 3、灵敏度与灵敏限 仪表的灵敏度是指仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化量的比值。 仪表的灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。通常仪表灵敏限的数值应不大于仪表允许绝对误差的一半。 注意：上述指标仅适用于指针式仪表。在数字式仪表中，往往用分辨力表示。 概 述 自学 p37分辨力、线性度、反应时间及工业仪表分类 压力检测与仪表 压力概述: 在工业生产过程中,压力往往是重要的操作参数之一。 压力的检测与控制,对保证生产过程正常进行,达到高产、优质、低消耗和安全是十分重要的。 例：聚乙烯150Mpa压力下聚合，氢氧化铝和盐酸在高压下反应 压力检测与仪表 压力