热工测量仪表基础概念学习教案.pptx
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1、会计学1热工测量仪表热工测量仪表(ybio)基础概念基础概念第一页,共63页。u 课程的基本要求(yoqi)和特点 通过学习,学生能初步掌握信息提取、信息转换以及信息处理的理论和方法。本课程涉及热力发电厂热工过程的主要参数,如温度、压力、流量、水位、炉烟成分(chng fn)的测量方法及测量仪表。热工过程中需要检测的参数相当多,本课程注重归纳共性的测量技术的基本理论和测量变换元件的物理方法和概念。通过典型参数测量示例,举一反三,使学生初步掌握热工测量及仪表的基本理论、基本技术和基本方法。第1页/共63页第二页,共63页。总评成绩根据平时成绩(包括考勤(koqn)、作业、实验等,占30%)和期末
2、考试成绩(占70%)综合评定。u考核(koh)方式u 课程(kchng)安排34学时:26理论 4实验 2习题 2其他第2页/共63页第三页,共63页。火电厂火电厂第3页/共63页第四页,共63页。第一章第一章 热工测量热工测量(cling)(cling)的基本概念的基本概念一 热工测量(cling)的意义测量:以确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作检测(jin c)技术:检测过程:测量信号检出(极为重要)信息提取、信号转换存储与传输、显示记录、分析处理检测:是意义更为广泛的测量1、检测与测量第4页/共63页第五页,共63页。测量测量测量测量(cling)(cling)的基本方程式:的基本
3、方程式:的基本方程式:的基本方程式:X0=X0=U,X0 xU,U,X0 xU,式中,式中,X0 X0 被测量;被测量;U U 标准标准 量(即选用的测量单位);量(即选用的测量单位);被测量与标准量的数字被测量与标准量的数字(shz)(shz)比值,比值,真值。真值。x x 测量值。测量值。测量过程的三要素:测量方法、测量单位(dnwi)、测量工具第5页/共63页第六页,共63页。2、检测(jin c)的分类被测量(cling)值的物理属性:电量(dinling)、非电量(dinling)检测原理(物理的、化学的、生物学的):检测方法:直接与间接、接触式与非接触式、动态和静态等电磁法、光学法
4、、微波法、超声法、核辐射法、电化学分析、色谱分析、质谱分析等第6页/共63页第七页,共63页。3、测量(cling)单位被测量(cling)基准量避免混乱(hnlun)-国际单位制(SI):长度 质量 时间 电流 热力学温度 物质的量 光量实物单位-千克标准原器米-光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485能量(J)=力 距离大得多/小得多-词头:mm、m、nm(10-9m);kHz、MHz(106Hz)、GHz(109Hz)单位测量:比较SI 基本单位:倍数(结果)SI 组合单位:七个物理量单位-相互独立由基本单位导出=质量 加速度 距离J=kg(m/s2)m=m2kg/s2能量-
5、焦(耳):长度、质量、时间(m)(kg)(s)(A)(K)(mol)(cd)第7页/共63页第八页,共63页。二 测量方法选择:被测量的性质(xngzh)、特点和测量任务要求(1)按测量结果的获取方式(fngsh):直接测量、间接测量(2)按被测量与测量单位(dnwi)的比较方式:偏移法测量、零位法测量、微差法测量(3)按传感器与被测对象是否直接接触:接触式测量、非接触式测量(4)按被测量在测量过程中的状态分:静态测量、动态测量第8页/共63页第九页,共63页。静态静态静态静态(jngt(jngti)i)测量测量测量测量 第9页/共63页第十页,共63页。对缓慢变化的对象对缓慢变化的对象对缓慢
6、变化的对象对缓慢变化的对象(duxing)(duxing)进行测量亦属于进行测量亦属于进行测量亦属于进行测量亦属于静态测量。静态测量。静态测量。静态测量。最高、最低温度计第10页/共63页第十一页,共63页。动态动态动态动态(dngti)(dngti)测量测量测量测量 地震测量地震测量地震测量地震测量振动振动振动振动(zhnd(zhnd(zhnd(zhndng)ng)ng)ng)波形波形波形波形第11页/共63页第十二页,共63页。便携式仪表便携式仪表便携式仪表便携式仪表(ybi(ybi o)o)可以可以可以可以(ky(ky)显显显显示波形的便示波形的便示波形的便示波形的便携式仪表携式仪表携式
7、仪表携式仪表第12页/共63页第十三页,共63页。直接直接直接直接(zhji)(zhji)测量测量测量测量 电子电子电子电子(dinz(dinz(dinz(dinz)卡尺卡尺卡尺卡尺第13页/共63页第十四页,共63页。间接测量间接测量间接测量间接测量 对多个被测量进行测量,经过对多个被测量进行测量,经过计算计算(j sun)求得被测量(阿基米求得被测量(阿基米德测量皇冠的比重)。德测量皇冠的比重)。第14页/共63页第十五页,共63页。接触式测量接触式测量接触式测量接触式测量(cling)(cling)第15页/共63页第十六页,共63页。非接触式测量非接触式测量非接触式测量非接触式测量(c
8、ling)(cling)例:雷达测速例:雷达测速例:雷达测速例:雷达测速车载车载车载车载(ch z(ch z i)i)电子电子电子电子警察警察警察警察第16页/共63页第十七页,共63页。离线测量离线测量离线测量离线测量(cling)(cling)产品产品产品产品(chnpn)(chnpn)(chnpn)(chnpn)质量检验质量检验质量检验质量检验第17页/共63页第十八页,共63页。在线在线在线在线(zi xin)(zi xin)测量测量测量测量 在流水线上,边加工在流水线上,边加工(ji gng)(ji gng),边检验,可提,边检验,可提高产品的一致性和加工高产品的一致性和加工(ji(
9、ji gng)gng)精度。精度。第18页/共63页第十九页,共63页。检测(jin c)方法(一)直接(zhji)测量 (二)间接测量1 1、直接、直接(zhji)(zhji)比较测量法比较测量法2 2、微差测量法、微差测量法3 3、零位测量法、零位测量法第19页/共63页第二十页,共63页。0 10 0 10 X(一)直接测量(一)直接测量(一)直接测量(一)直接测量直接测量直接测量直接测量直接测量能直接得到被测量的数值的测量方法。能直接得到被测量的数值的测量方法。能直接得到被测量的数值的测量方法。能直接得到被测量的数值的测量方法。1 1 直接比较直接比较直接比较直接比较(b(b jio)
10、jio)测量法测量法测量法测量法比较比较比较比较(b(b jio)jio)法:是将被测量与相关标准量进行直接或法:是将被测量与相关标准量进行直接或法:是将被测量与相关标准量进行直接或法:是将被测量与相关标准量进行直接或间接比较间接比较间接比较间接比较(b(b jio),jio),得到测量值的方法。得到测量值的方法。得到测量值的方法。得到测量值的方法。如:米尺如:米尺如:米尺如:米尺.电表都是根据比较电表都是根据比较电表都是根据比较电表都是根据比较(b(b jio)jio)法设计而成的仪法设计而成的仪法设计而成的仪法设计而成的仪器。器。器。器。5050100100200200mAmA020020
11、0第20页/共63页第二十一页,共63页。2 2 2 2、微差测量法、微差测量法、微差测量法、微差测量法n n将被测量和与其量值只有微小差别的已知量进行比较,将被测量和与其量值只有微小差别的已知量进行比较,将被测量和与其量值只有微小差别的已知量进行比较,将被测量和与其量值只有微小差别的已知量进行比较,测出这两个测出这两个测出这两个测出这两个(li(li n n )量值间的差值,从而确定被测量的量值间的差值,从而确定被测量的量值间的差值,从而确定被测量的量值间的差值,从而确定被测量的测量方法。测量方法。测量方法。测量方法。n n这种方法的优点是,当已知量的精确度很高,而其值又这种方法的优点是,当
12、已知量的精确度很高,而其值又这种方法的优点是,当已知量的精确度很高,而其值又这种方法的优点是,当已知量的精确度很高,而其值又很接近被测量时,用较低精度的测量仪表,也能得到高很接近被测量时,用较低精度的测量仪表,也能得到高很接近被测量时,用较低精度的测量仪表,也能得到高很接近被测量时,用较低精度的测量仪表,也能得到高精度的测量结果。精度的测量结果。精度的测量结果。精度的测量结果。n n例如:已知甲精确身高为例如:已知甲精确身高为例如:已知甲精确身高为例如:已知甲精确身高为170cm170cm,若乙比甲高出,若乙比甲高出,若乙比甲高出,若乙比甲高出5cm5cm,于,于,于,于是可知乙的身高为是可知
13、乙的身高为是可知乙的身高为是可知乙的身高为175cm175cm第21页/共63页第二十二页,共63页。3 3 3 3、零位、零位、零位、零位(ln wi)(ln wi)(ln wi)(ln wi)测量法测量法测量法测量法n n通过调整一个或几个通过调整一个或几个(j(j )已知数值的已知数值的量使之与被测量达到平衡,从而确定被量使之与被测量达到平衡,从而确定被测量的测量方法,也称为平衡测量法或测量的测量方法,也称为平衡测量法或补偿测量法。补偿测量法。第22页/共63页第二十三页,共63页。补偿法:用在标准量具上产生的精度很补偿法:用在标准量具上产生的精度很高高的某种效应的某种效应(xioyng
14、)(xioyng),完全补偿由待,完全补偿由待测量产生的同种测量产生的同种效应效应(xioyng)(xioyng),得到未知量的方法。,得到未知量的方法。如:电位差如:电位差计计I=0I=0I=0小时大时大时第23页/共63页第二十四页,共63页。n n零位测量法其零位测量法其零位测量法其零位测量法其n n优点是可获得较高的精确度;优点是可获得较高的精确度;优点是可获得较高的精确度;优点是可获得较高的精确度;n n缺点是测量中需进行平衡操作,测量过程较复杂。缺点是测量中需进行平衡操作,测量过程较复杂。缺点是测量中需进行平衡操作,测量过程较复杂。缺点是测量中需进行平衡操作,测量过程较复杂。n n
15、这种测量方法在工程参数这种测量方法在工程参数这种测量方法在工程参数这种测量方法在工程参数(cnsh)(cnsh)测量和实验室测量和实验室测量和实验室测量和实验室测量中应用很普遍,如天平称重、电位差计和平测量中应用很普遍,如天平称重、电位差计和平测量中应用很普遍,如天平称重、电位差计和平测量中应用很普遍,如天平称重、电位差计和平衡电桥测毫伏信号或电阻值、零位式活塞压力计衡电桥测毫伏信号或电阻值、零位式活塞压力计衡电桥测毫伏信号或电阻值、零位式活塞压力计衡电桥测毫伏信号或电阻值、零位式活塞压力计测压等。测压等。测压等。测压等。第24页/共63页第二十五页,共63页。(二)间接测量(二)间接测量(二
16、)间接测量(二)间接测量n n通常在采用直接通常在采用直接通常在采用直接通常在采用直接(zhji)(zhji)测量很不方便,或误差较大,测量很不方便,或误差较大,测量很不方便,或误差较大,测量很不方便,或误差较大,或缺乏直接或缺乏直接或缺乏直接或缺乏直接(zhji)(zhji)测量仪器时,才使用间接测量。测量仪器时,才使用间接测量。测量仪器时,才使用间接测量。测量仪器时,才使用间接测量。n n方法为:先对一个或几个与被测量有确定函数关系的方法为:先对一个或几个与被测量有确定函数关系的方法为:先对一个或几个与被测量有确定函数关系的方法为:先对一个或几个与被测量有确定函数关系的量进行直接量进行直接
17、量进行直接量进行直接(zhji)(zhji)测量,然后通过代表该函数关系测量,然后通过代表该函数关系测量,然后通过代表该函数关系测量,然后通过代表该函数关系的公式、曲线或表格求得被测量,这类方法就称为的公式、曲线或表格求得被测量,这类方法就称为的公式、曲线或表格求得被测量,这类方法就称为的公式、曲线或表格求得被测量,这类方法就称为间接测量。间接测量。间接测量。间接测量。第25页/共63页第二十六页,共63页。间接测量法:对无法直接测量的量,间接测量法:对无法直接测量的量,转换为对该量所产生的某种效应转换为对该量所产生的某种效应(xioyng)(xioyng)进行测量。进行测量。如:测酸、碱、盐
18、溶液的浓度如:测酸、碱、盐溶液的浓度.I第26页/共63页第二十七页,共63页。用压电传感器用压电传感器测驾驶员座椅的测驾驶员座椅的受力分布受力分布(fnb)(fnb)。待测粮食待测粮食(ling(ling shi)shi)传送带传送带粮食烘干粮食烘干(hn(hn n)n)装置装置待测粮食的含水量与待测粮食的含水量与反射光强反射光强 I I 有关有关F F第27页/共63页第二十八页,共63页。n n一般来说,间接测量一般来说,间接测量一般来说,间接测量一般来说,间接测量(cling)(cling)法需要测量法需要测量法需要测量法需要测量(cling)(cling)的的的的量较多,因此测量量较
19、多,因此测量量较多,因此测量量较多,因此测量(cling)(cling)和计算的工作量较大,引和计算的工作量较大,引和计算的工作量较大,引和计算的工作量较大,引起误差的因素也较多。起误差的因素也较多。起误差的因素也较多。起误差的因素也较多。第28页/共63页第二十九页,共63页。三个基本部分组成:感受件、显示件、传送三个基本部分组成:感受件、显示件、传送三个基本部分组成:感受件、显示件、传送三个基本部分组成:感受件、显示件、传送(chun(chun snsn)件件件件感受件感受件感受件感受件 1)1)定义:直接感受被测量并将其转化成相应的输出定义:直接感受被测量并将其转化成相应的输出定义:直接
20、感受被测量并将其转化成相应的输出定义:直接感受被测量并将其转化成相应的输出信号。也称:敏感元件、一次元件、发送器。信号。也称:敏感元件、一次元件、发送器。信号。也称:敏感元件、一次元件、发送器。信号。也称:敏感元件、一次元件、发送器。如热电偶如热电偶如热电偶如热电偶 2)2)要求:稳定性,选择性,线性性要求:稳定性,选择性,线性性要求:稳定性,选择性,线性性要求:稳定性,选择性,线性性 输出信号必须随被测量变化输出信号必须随被测量变化输出信号必须随被测量变化输出信号必须随被测量变化 输出信号只能随被测量变化输出信号只能随被测量变化输出信号只能随被测量变化输出信号只能随被测量变化 输出信号与被测
21、量之间必须是单值函数,最好是输出信号与被测量之间必须是单值函数,最好是输出信号与被测量之间必须是单值函数,最好是输出信号与被测量之间必须是单值函数,最好是线性关系线性关系线性关系线性关系 三、热工仪表三、热工仪表三、热工仪表三、热工仪表(ybio)(ybio)(ybio)(ybio)的组成的组成的组成的组成第29页/共63页第三十页,共63页。1-被测对象;2-传感器;3-变换器;4-显示装置;5-传送通道 3)分类:温度感受件,压力感受件(按被测参数)能量转换型(热电偶);能量控制型(热电阻)(输 出信号能量的主要来源(liyun))模拟式和准数字式(输出信号的形式)第30页/共63页第三十
22、一页,共63页。2.2.显示件:显示件:显示件:显示件:1)1)定义:向观察者显示被测量的数值、量值的装置定义:向观察者显示被测量的数值、量值的装置定义:向观察者显示被测量的数值、量值的装置定义:向观察者显示被测量的数值、量值的装置2 2)分类:)分类:)分类:)分类:显示仪表显示仪表显示仪表显示仪表显示被测量的瞬时值显示被测量的瞬时值显示被测量的瞬时值显示被测量的瞬时值 记录仪表记录仪表记录仪表记录仪表记录被测量随时间变化记录被测量随时间变化记录被测量随时间变化记录被测量随时间变化 积算仪表积算仪表积算仪表积算仪表显示被测量对时间的积分显示被测量对时间的积分显示被测量对时间的积分显示被测量对
23、时间的积分 信号式仪表信号式仪表信号式仪表信号式仪表反映被测量是否超过允许的反映被测量是否超过允许的反映被测量是否超过允许的反映被测量是否超过允许的 限值限值限值限值 调节式显示仪表调节式显示仪表调节式显示仪表调节式显示仪表根据被测量与规定值的偏差情况,发出根据被测量与规定值的偏差情况,发出根据被测量与规定值的偏差情况,发出根据被测量与规定值的偏差情况,发出(fch)(fch)对被测对象进行调节的信号对被测对象进行调节的信号对被测对象进行调节的信号对被测对象进行调节的信号第31页/共63页第三十二页,共63页。3.3.传送件:传送件:传送件:传送件:1)1)定义:将感受件输出定义:将感受件输出
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