【正文】 第三章 變送單元 ? 第一節(jié) 概述 ? 第二節(jié) 差壓變送器 ? 第三節(jié) 溫度變送器 ? 第四節(jié) 流量檢測與變送 ? 第五節(jié) 液位變送器 重點內容 ? 測量基本概念 ? 參數測量（ T、 P、 Q、 H、比例、成分等） ? 信號變送 ? 變送器在自動控制系統(tǒng)中是首要環(huán)節(jié)和重要組成部分 ? 檢測變送單元包含兩部分： 檢測和變送 ? DDZII型和 DDZIII型儀表的性能比較（表 31） ? 測量的基本概念 測量 用一個已知的量與被測同類量的比較過程 ? 一次測量 ：測量體與被測介質接觸，測量體將被測量的參數 成比例轉換為另一個物理量的過程稱為一次測量 所用儀表為一次儀表。 ? 二次測量 ：將一次測量的數值轉換成標準電信號的過程稱為 二次測量，所用儀表為二次儀表。 ? 測量儀器： DDZII、 DDZIII型儀表 。 ? 標準信號 ： ? 氣動信號： 020MPA ? 電動信號： 15V； 420MA 第一節(jié) 概述 第一節(jié) 概述 ? 測量誤差 被測真值與測量結果之間存在的誤差。 ? 誤差屬性 絕對誤差：被測真值與測量結果之間存在的誤差。 相對誤差：絕對誤差與被測真值或測量結果之百分比。 實際相對誤差：絕對誤差 /真值 標稱相對誤差：絕對誤差 /儀表示值 引用相對誤差：絕對誤差 /儀表量程 ? 產生誤差 系統(tǒng)誤差：本身固有、有規(guī)律的誤差。 隨機誤差：無規(guī)律的誤差。 疏忽誤差：誤讀引起誤差。 ? 使用誤差 基本誤差：正常誤差。 附加誤差：超出規(guī)定條件的誤差。 允許誤差：儀表所允許誤差。 ? 性能指標 ? 儀表精度 （引用相對誤差） —— 可靠程度。 ? 儀表精度 =絕對誤差 /儀表量程 精度等級： 、 、 、 —— （實驗） 、 、 、 —— （工業(yè)） ? 注意： ? 記錄在儀表盤面板 ? 高級別校低級別 ? 實際選用根據需要確定 ? 變差 ：條件不變，測量同一變量，進行正、反行程測量，所得儀表顯示數值之差。 ? 變差 =（正值 負值） /儀表量程 *100% ? 產生原因：機構間隙、摩擦、彈性滯后。 ? 目標：變差 精度允許誤差 ? 靈敏度和靈敏限 ： ? 靈敏度：用儀表的輸出量的變化，如指針線位移或者角位移，與引起此位移的被測參數變化量之比。 ? 靈敏限：引起儀表示值發(fā)生變化的可測參數的最小變化量。 ? 通常靈敏限 〈 儀表誤差一半。 第一節(jié) 概述 ? 測量目標 ? 工藝參數（ T、 Q、 H、 P、成分等） —— 標準信號（氣動 020MP、電動 15V\420MA） ? 工藝參數無法測量，測量與工藝參數成比例的參數 ? Y(t)=f(X1(t), x2(t),…… xn(t))成線性關系 ? Y(t)=f(X1(t), x2(t),…… xn(t))成有條件的線性關系 ? 測量要求 ? 測量值 Z(t)正確反映被測量 y(t)數值，誤差不超規(guī)定的范圍。 ? 測量值 Z(t)在環(huán)境條件下系統(tǒng)可靠工作 ? 測量值 Z(t) 能夠響應 Y(t)的變化，速度允許 第一節(jié) 概述 ? 測量原理 ? 變送器組成：測量、放大、反饋、調整器 ? Y(t)與 F、 Z、 C有關；與 K幾乎無關。 ? Y(t)與 X(t)關系穩(wěn)定可靠 第一節(jié) 概述 ? 量程調整、零點調整 ? 量程調整 ? 目的：提高測量精度、 Ymax與 Xmax對應 ? 方法：改變 Y與 X之間斜率 ? 調整 F ? 調整 C ? 零點調整 ? 目的： Ymin與 Xmin對應 ? 當 Xmin=0時，為零點調整； Xmin=0， Ymin=4mA。 ? 當 Xmin≠ 0時，為零點遷移； Xmin ≠ 0 ， Ymin ≠ 0 ? 方法：調整 Z0實現(xiàn)。 ? 注意：調整可提高系統(tǒng)的精度和靈密度 第一節(jié) 概述 例：某 DDZⅢ 溫度變送器的測量范圍是 0～ 800℃ 。若將零點遷移到 400℃ 。求遷移前后的靈敏度。 ? 已知，測量溫度為 0～ 800℃ 時，變送器輸出為 4～ 20 ，則其靈敏度為： ? 若將零點遷移至 400℃ ，則測量范圍為 400～ 800℃ ，而變送器的輸出電流仍然是 4～ 20 。零點遷移后靈敏度為 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 差壓 變送器 壓力的表示與單位 壓力的表示 ： ? 絕對壓力 ? 單位面積所受到的力 ? 相對壓力（表壓） ? 絕對壓力與大氣壓之差 ? 真空度 ? 大氣壓與絕對壓力之差 絕對壓力 絕對壓力 真空度 表壓 標準大氣壓 壓力（壓強）的單位 ? 壓強（俗稱壓力）：單位面積所受到的垂直作用力。 ? 工程上的 “ 壓力 ” 與力學中的 “ 壓力 ” 不表示同一個概念。 帕 Pa N/m2 毫米汞柱 mm 兆帕 MPa 106N/m2 水柱 m 工程大氣壓 10mH2O 巴 dyn/cm2 物理大氣壓 20186。C海平面 psi lb/in2 ? 變送信號：液體、氣體或蒸汽的差壓（壓力）、流量、液位等工藝參數 ? 目標：測量 △ P轉換成 4～ 20mA或者 1~5V ? 組成：機械杠桿系統(tǒng)和振蕩放大電路 ? 原理：力矩平衡原理工作的 ? 結構： 第二節(jié) 差壓變送器 一、 DDZⅢ 差壓變送器 △ P 測量部分 Fi 杠桿系統(tǒng) △ M 放大器 反饋部分 Ff Io DDZIII型差壓變送器 檢測 部分 : ΔP → 輸入力 Fi 杠桿系統(tǒng) : 力的傳遞和力矩比較，生成位移信號 位移檢測放大器 : 位移 → 輸出 Io 電磁反饋裝置 : 輸出 → 反饋力 Ff △ P 膜盒 Fi 杠桿系統(tǒng) △ M 位移檢測 放大器 電磁反饋機構 Ff Io RETURN (1) 測量部分 作用： 把被測差壓 ΔP轉換成 作用于主杠桿下端的輸入力 Fi A1= A2= Ad Fi= Ad(P1 P2) = AdΔP Fi= A1P1 A2P2 因 : 故 : p1 p2 負壓室 正壓室 軸封膜片 主杠桿 (2) 杠桿系統(tǒng) 進行力的傳遞和力矩比較 ① 主杠桿 將 Fi轉換為 F1 ② 矢量機構 將 F1轉換為 F2 ③ 副杠桿 將 F2產生的力矩與 Ff 產生的力矩進行比較 ， 生成位移變化 ① 主杠桿 將 Fi轉換為 F1 F1作用于矢量機構上 iFllF211 ?H F1 Fi l2 l1 ② 矢量機構 將輸入力 F1轉換為作用于副杠桿上的力 F2 ?tgFF 12 ?1F3F2F??1F2F3F(a) (b) ③ 副杠桿 進行力矩的比較 23 FlM i ?fff FlM ?zzz FlM ?fi MMM ???F2產生的力矩 Ff產生的力矩 合力矩 調零力 Fz產生的力矩 i f zM M M M? ? ? ?最終的合力矩 (3) 電磁反饋裝置 作用：把變送器的輸出電流 I0轉換成作用于副杠桿的電磁反饋力 Ff Ff =πBDcWI0 設 Kf =πBDcW 改變反饋動圈的匝數 W，可以改變 Kf的大小 反饋動圈 1固定在副杠桿上 ， 且處于永久磁鋼 2的磁場中 ， 可在其中左右移動 。 軟鐵芯 3和永久磁