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第三章过程检测技术例题本讲稿第一页，共二十页教学目的与要求：教学目的与要求：1 1测量误差的表示方法测量误差的表示方法 绝对误差、绝对误差、相对误差、折合误相对误差、折合误差（相对百分误差）差（相对百分误差）2 2掌掌握仪表的性能指标握仪表的性能指标精确度、变差、灵敏度与灵敏限、分精确度、变差、灵敏度与灵敏限、分辨力辨力 、线性度、反应时间、线性度、反应时间 3 3掌握如掌握如何给仪表定精度等级？何给仪表定精度等级？4 4掌掌握如何根据工艺要求：握如何根据工艺要求：选选择合适精度等级的仪表择合适精度等级的仪表 判判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求本节思考题：本节思考题：Pg125Pg125：1 1、2 2、3 3、4 4；本节作业：本节作业：1 1 训练求仪表的各类误差和确定仪表的精度等级；训练求仪表的各类误差和确定仪表的精度等级；P125P125：5 52 2 训练根据仪表的精度等级选择满足工艺的仪表；训练根据仪表的精度等级选择满足工艺的仪表；P125 P125：8 8 3.1 3.1 测量及误差理论测量及误差理论本讲稿第二页，共二十页例题例题3-1：若被测介质的实际温度为若被测介质的实际温度为500，仪表的指示值为，仪表的指示值为495，仪表的量程为，仪表的量程为01000，试确定绝对误差、相对误差、，试确定绝对误差、相对误差、折合误差和对仪表的读数的修正值折合误差和对仪表的读数的修正值。解解:绝对误差绝对误差:=X指指 X0=495500=5仪表读数的修正值仪表读数的修正值:C=X0 X指指=5 相对误差相对误差:y=/X0=5/500100%=1%引用误差引用误差:=max/（x上上 x 下下）=0.5%本讲稿第三页，共二十页三三 仪表的性能指标仪表的性能指标1.精确度精确度:是衡量仪表准确程度的一个品质指标。数值上等于在规是衡量仪表准确程度的一个品质指标。数值上等于在规 定的正常情况下，仪表所允许的引用误差。定的正常情况下，仪表所允许的引用误差。精确等级：精确等级：将仪表允许的引用误差将仪表允许的引用误差号及号及%号去掉，和国家规号去掉，和国家规 定的精度等定的精度等级比较后，确定仪表的精度等级级比较后，确定仪表的精度等级国家规定的精确度等级有：国家规定的精确度等级有：高高 精度等级精度等级 低低0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0。标准用表标准用表 准确测量用表准确测量用表 工业上用表工业上用表1.52.5本讲稿第四页，共二十页在实践中常遇到以下两类问题在实践中常遇到以下两类问题：（1）如何给仪表定精度等级：）如何给仪表定精度等级：即已知仪表的量程即已知仪表的量程N和与精度等级高一级的和与精度等级高一级的标准表校验时的最大绝对误差。求出标准表校验时的最大绝对误差。求出:去掉去掉、%和国家精度等级比，取和国家精度等级比，取相等或低档相等或低档的精的精度等级。度等级。：（1）如何给仪表定精度等级）如何给仪表定精度等级？（2）如何根据工艺要求？选择合适精度等级的仪表）如何根据工艺要求？选择合适精度等级的仪表或判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求或判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求本讲稿第五页，共二十页例例3-2：某台测温仪表的测温范围为某台测温仪表的测温范围为200700。校验该表校验该表 时得到的最大绝对误差为时得到的最大绝对误差为4，试，试确定该仪表确定该仪表 的精度等级。的精度等级。解：该仪表的允许的引用误差为：解：该仪表的允许的引用误差为：所以，该测温仪表的精度等级所以，该测温仪表的精度等级为为1.0级级。0.50.81.0本讲稿第六页，共二十页（2）如何根据工艺要求：）如何根据工艺要求：选择合适精度等级的仪表选择合适精度等级的仪表 判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求 选择合适精度等级的仪表选择合适精度等级的仪表 根据根据 工艺条件确定仪表的量程工艺条件确定仪表的量程N：X上上=（1.52.0）X工艺工艺)和工艺允许的最大绝对误差和工艺允许的最大绝对误差max。求出：。求出：去掉去掉%和和并与国家精度等级相比，取并与国家精度等级相比，取相等或高档相等或高档的精的精度等级度等级。本讲稿第七页，共二十页例例3-3：某反应器内的最高温度某反应器内的最高温度500。根据工艺要。根据工艺要求，最大允许误差不超过求，最大允许误差不超过+7，试问应如何选择仪，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求？表的精度等级才能满足以上要求？解：根据工艺要求：解：根据工艺要求：仪表的量程上限：仪表的量程上限：X上上=2 X Max=1000仪表的允许引用误差为：仪表的允许引用误差为：去掉去掉、%，0.50.71.0，所以选精度等级，所以选精度等级0.5的的仪表才能满足工艺要求。精度等级仪表才能满足工艺要求。精度等级1.0的仪表，其的仪表，其允许引用误差为允许引用误差为1.0%，超过了工艺上允许的数，超过了工艺上允许的数值值.本讲稿第八页，共二十页先算出仪表的：先算出仪表的：允允max=N%再测出仪表的：再测出仪表的：测测max=X指指X0 再再 比比 较：较：测测max 允允max 合格合格 测测max 允允max 不合格不合格 判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求：判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求：即仪表的量程即仪表的量程N和精度等级都已知，判断仪和精度等级都已知，判断仪表是否满足工艺要求。表是否满足工艺要求。（2）如何根据工艺要求：）如何根据工艺要求：选择合适精度等级的仪表选择合适精度等级的仪表 判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求判断现有的仪表精度等级是否满足工艺要求本讲稿第九页，共二十页例例3-4：一台精度等级为：一台精度等级为0.5，量程范为，量程范为6001200的电子电位差计，校验时，其中的的电子电位差计，校验时，其中的某一点最大绝对误差是某一点最大绝对误差是 4，问此表是否合格？，问此表是否合格？解：根据工艺上的要求，仪表的允许误差为：解：根据工艺上的要求，仪表的允许误差为：允允max=N%=（1200600）0.5%=3 而而测测max=4 3 ，所以此表不合格，所以此表不合格，需重新进行校验。需重新进行校验。本讲稿第十页，共二十页教学目的与要求：教学目的与要求：1 1掌握各种压力检测仪表的基本原理；掌握各种压力检测仪表的基本原理；2 2掌握压力表的选用及安装；掌握压力表的选用及安装；3.2 压力检测与变送压力检测与变送本节思考题：本节思考题：Pg125Pg125：1010、1111、1212、1414、1515本节作业：本节作业：1 1 训练压力仪表的选用。训练压力仪表的选用。Pg125Pg125：1313课外作业：课外作业：1 1通过网络查找压力传感器；通过网络查找压力传感器；2 2交流交流压压力力传传感器感器资资料；料；本讲稿第十一页，共二十页例例3-5：某台往复式压缩机的出口压力范围为：某台往复式压缩机的出口压力范围为2528MPa，测，测量误差不得大于量误差不得大于1MPa。工艺上要求就地观察，并能高低。工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。范围。解：由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表解：由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为的上限值为:p上上=2.P max=282=56 M Pa查附录一查附录一(P95)厉玉鸣）厉玉鸣）:选用选用YX-150型电接点压力表，测量范型电接点压力表，测量范为为060 M Pa。由于由于 25/601/3，满足被测压力的最小值不低于满量程的，满足被测压力的最小值不低于满量程的1/3。允许误差：允许误差：1/60100%=1.67%所以选精度等级为所以选精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求。级的仪表完全可以满足误差要求。选择的压力表为选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范为型电接点压力表，测量范为060MPa，精度等级为，精度等级为1.5级。级。本讲稿第十二页，共二十页教学目的与要求：教学目的与要求：1 1掌握掌握热电偶温度计的测温原理、热电偶的热电势方程、工业常热电偶温度计的测温原理、热电偶的热电势方程、工业常用的热电偶及分度号、补偿导线的作用、冷端温度补偿的用的热电偶及分度号、补偿导线的作用、冷端温度补偿的方法。方法。2 2掌握掌握热电阻温度计的测温原理、热电阻的电阻值与温度的关系式、热电阻温度计的测温原理、热电阻的电阻值与温度的关系式、工业常用的热电阻及分度号。工业常用的热电阻及分度号。3 3掌握热电偶温度计与热电阻温度计的区别。掌握热电偶温度计与热电阻温度计的区别。4 4了解电动温度变送器的作用及原理。了解电动温度变送器的作用及原理。5 5掌握测温元件的安装及布线要求。掌握测温元件的安装及布线要求。3.3 温度测量温度测量本节思考题：本节思考题：Pg125Pg125：1616、1717、1818、1919、2020、2121本节作业本节作业：P125：18、19（书上无分度表可查）（书上无分度表可查）课外作业：课外作业：1 1通过网络查找温度传感器；通过网络查找温度传感器；2 2交流交流温度温度传传感器感器资资料；料；本讲稿第十三页，共二十页 冷端温度补偿的方法冷端温度补偿的方法 恒温法：冷端温度保持恒温的方法。如冰点法（恒温法：冷端温度保持恒温的方法。如冰点法（0）适合实验适合实验 室。室。如如图图3-25 修正法：修正法：适合实验适合实验 室或临时测量。室或临时测量。如冷端温度不是如冷端温度不是0，而是，而是t1，测得的热电势为，测得的热电势为E（t，t1），则实际温度），则实际温度下的热电势下的热电势E（t，0）按下式修正：）按下式修正：E（t，0）=E（t，t1）+E（t1，0）注意：由于热电势与温度之间的关系不是线性的，当自由端温度不是注意：由于热电势与温度之间的关系不是线性的，当自由端温度不是0时，将测得的热电势对应的温度值加上自由端的温度值时，将测得的热电势对应的温度值加上自由端的温度值并不并不等于实际的被等于实际的被测温度值。测温度值。例题例题例题例题3-6 3-6 为什么热电偶测温要进行冷端温度补偿？为什么热电偶测温要进行冷端温度补偿？由于工业上的常用的各种热电偶的温度由于工业上的常用的各种热电偶的温度热电势关系曲线是在冷端温度保热电势关系曲线是在冷端温度保持持0的情况下得到的，而且与其配套使用仪表也是根据这仪关系曲线进行刻度的情况下得到的，而且与其配套使用仪表也是根据这仪关系曲线进行刻度的。而实践测量时，冷端温度往往高于的。而实践测量时，冷端温度往往高于0，且是不断变化的，从而使测量结果，且是不断变化的，从而使测量结果产生误差。所以使热电偶冷端的温度保持产生误差。所以使热电偶冷端的温度保持0，或进行一定的修正得到准确的测，或进行一定的修正得到准确的测量结果的做法称为冷端温度补偿。量结果的做法称为冷端温度补偿。本讲稿第十四页，共二十页图图3-25 热电偶冷端温度保持热电偶冷端温度保持0的方法的方法本讲稿第十五页，共二十页 R1、R2、R 3=1（锰（锰铜丝绕制，其电阻不随铜丝绕制，其电阻不随温度而变化）和温度而变化）和 Rcu=1（铜丝绕制，其电阻随温（铜丝绕制，其电阻随温度的变化而变化）。度的变化而变化）。R S为限流电阻为限流电阻、在在20时组时组成平衡桥路。成平衡桥路。校正仪表零点法校正仪表零点法校正仪表零点法校正仪表零点法 就是把仪表的指针调整到相当于室温的数值上。由于室温在不断变化，就是把仪表的指针调整到相当于室温的数值上。由于室温在不断变化，故适合于要求不太高的场合故适合于要求不太高的场合。补偿电桥法：补偿电桥法：适合工业生产的连续测量就是利用不平衡电桥（也叫适合工业生产的连续测量就是利用不平衡电桥（也叫补偿电桥或冷端温度补偿器）产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度补偿电桥或冷端温度补偿器）产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值变化而引起的热电势变化值。如图。如图3-26Cu 输入输入输出输出R1R3R2R 4abE=4V本讲稿第十六页，共二十页 补偿热电偶法补偿热电偶法补偿热电偶法补偿热电偶法就是设置补偿热电偶使多支热电偶的冷端温度保持恒定。一般补偿热就是设置补偿热电偶使多支热电偶的冷端温度保持恒定。一般补偿热电偶的工作端置于恒温器中电偶的工作端置于恒温器中t0，其冷端与多支热电偶的冷端接在温度为，其冷端与多支热电偶的冷端接在温度为t1的的接线盒中，则测温仪表的指示值接线盒中，则测温仪表的指示值E（t，t0）所对应的温度，不受接线盒）所对应的温度，不受接线盒处温度处温度t1的影响。的影响。补充图补充图本讲稿第十七页，共二十页4 小结：小结：热电阻温度计与热电偶温度计的比较热电阻温度计与热电偶温度计的比较 热电阻温度计包括：热电阻温度计包括：感温元件热电阻、连接导线和显示仪表。感温元件热电阻、连接导线和显示仪表。测温元件测温元件热电阻热电阻温度温度电阻值电阻值热电偶温度计包括：热电偶温度计包括：感温元件热电偶、补偿导线及连接铜导线和显示仪感温元件热电偶、补偿导线及连接铜导线和显示仪表表测温元件测温元件热电偶热电偶温度温度电势值电势值本讲稿第十八页，共二十页3.4 流量测量及其变送流量测量及其变送教学目的与要求：教学目的与要求：1 了解各种流量计的测量原理了解各种流量计的测量原理 2 差压式流量计的流量方程式及安装时的要求差压式流量计的流量方程式及安装时的要求 3 转子流量计的流量方程式及测量不同介质时转子流量计的流量方程式及测量不同介质时 的修正的修正本节思考题：本节思考题：Pg126Pg126：22-2522-25课外作业：课外作业：1 1流量测量及其变送流量测量及其变送2 2交流交流传传感器感器资资料；料；本讲稿第十九页，共二十页 3.5 3.5 物位检测及仪表物位检测及仪表本节教学要求与学习目标：本节教学要求与学习目标：1 了解各种液位计的测量原理了解各种液位计的测量原理2 重点掌握差压式液位计测量过程中的重点掌握差压式液位计测量过程中的 零点迁移的意义及正、零点迁移的意义及正、负迁移量的计算负迁移量的计算本节思考题：本节思考题：Pg126Pg126：26-2826-28课外作业：课外作业：1 1物位检测及仪表物位检测及仪表物位检测及仪表物位检测及仪表本讲稿第二十页，共二十页