【正文】 器。過程控制與自動化儀表 湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院 涂春鳴 主要內(nèi)容 ? 緒論 ? 檢測儀表 ? 調(diào)節(jié)器 ? 執(zhí)行器和防爆柵 ? 調(diào)節(jié)對象的特性及實驗測定 ? 單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計及調(diào)節(jié)器參數(shù)整定 ? 復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng) ? 自動化儀表概述 ? 溫度檢測儀表 ? 壓力檢測儀表 ? 流量檢測儀表 ? 液位檢測儀表 ? 成分分析儀表 檢測儀表主要內(nèi)容 自動化儀表概述 ?自動化儀表概念 ?單元組合式儀表特點 ?檢測儀表功能、原理性組成 ?測量誤差、真值、精度 ?零點遷移與量程調(diào)整 自動化儀表概念 自動化儀表主要類型 ?檢測儀表 —— 對工藝參數(shù)進行測量 ?調(diào)節(jié)儀表 —— 調(diào)節(jié)器，根據(jù)測量值與給定值的偏差，按一定調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出調(diào)節(jié)命令 ?執(zhí)行器 —— 根據(jù)調(diào)節(jié)儀表的命令對生產(chǎn)裝置的物料或能量進行控制 輔助單元 —— 完成計算、變換、顯示、安全操作等功能 單元組合式儀表特點 ?將儀表按其功能分成若干單元 ?各個單元之間以統(tǒng)一的標準信號相互聯(lián)系 ?具有高度的靈活性和通用性，各個單元可以適當(dāng)組合，也可與計算機等設(shè)備配合，組合各種復(fù)雜的、新型的控制系統(tǒng) ?有氣動組合儀表和電動單元組合儀表（ QDZ和 DDZ儀表）兩類 過程控制發(fā)展概況 氣動單元組合儀表（ QDZ） ?采用 140kPa壓縮空氣為能源，以 20～100kPa標準統(tǒng)一信號輸出 ?結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、性能穩(wěn)定、工作可靠、安全防火防爆 ?特別適用于石油、化工等易燃易爆場合 過程控制發(fā)展概況 電動單元組合儀表（ DDZ） ?采用 010mA 或 420mA標準統(tǒng)一信號 ?體積小、重量輕、安裝維護方便、便于計算機接口 ?部分儀表（如 DDZⅢ 型）采取了先進的安全防爆措施，能構(gòu)成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，同樣能應(yīng)用于易燃易爆場合 過程控制發(fā)展概況 ? DDZ： DDZⅠ ：電子管式， 0~10 mA DC DDZⅡ ：晶體管式， 0~10 mA DC DDZⅢ ：集成電路式， 4~20 mA DC 傳輸、放大、變換、測量方便，易與計算機配合使用，但防爆性能只能是安全火花型防爆，內(nèi)部設(shè)安全單元 ? QDZ： 20~100kPa，低于 1標準大氣壓 本質(zhì)安全型防爆，信號傳輸慢，傳輸距離短，管線安裝不方便 QDZ與 DDZ比較 直流優(yōu)點 ： 1. 不受線路感抗影響，易與交流感應(yīng)干擾區(qū)分； ，不受線路負載性質(zhì)影響。感受被測參數(shù)的變化，并發(fā)出與之相適應(yīng)的信號（壓力變化、電阻變化等）。 ?在計算誤差時，一般用約定真值或相對真值來代替。 ?相對誤差：儀表的絕對誤差與真值的百分比。由于國家規(guī)定的精度等級中沒有 級儀表，而該儀表的誤差超過了 的最大絕對誤差。超過了工藝允許的數(shù)值。 儀表的靈敏度 ?儀表的靈敏度是表達儀表對被測參數(shù)變化的靈敏程度。 對于數(shù)字式儀表，則用分辨率和分辨力表示靈敏度和靈敏限。 紅外線測溫計 光學(xué)高溫計 輻射式溫度計 通過測量物體熱輻射功率來測量溫度。 玻璃管溫度計 電接點式 玻璃管溫度計 固體 膨脹 式溫度計 ： 用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊接在一起制成雙金屬片。 用壓力表指示溫度。 接觸電勢 當(dāng)不同導(dǎo)體 A、 B接觸時，兩邊的自由電子密度不同，在交界面上產(chǎn)生電子的相互擴散，致使在接觸處產(chǎn)生 接觸電勢 。但從上述公式可以得出基本結(jié)論： 對于確定的熱電偶，熱電勢只與熱端和冷端溫度有關(guān) 。 普通型 鎧裝型 普通熱電偶 熱電偶類型 理論上任何兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體都可以組成熱電偶，但考慮有良好的應(yīng)用性能，必須對熱電偶材料加以選擇。 延長導(dǎo)線 ：廉價電偶的冷端處理 補償導(dǎo)線 ：選配低溫段與電偶有相同熱電效應(yīng)的廉價導(dǎo)體 冰浴法 把熱電偶的冷端插入盛有絕緣油的試管中 ，然后將試管放入裝有冰水混合物的容器中 ， 保持冷端為 0℃ 。39。 銅電阻價格 便宜 ， 線性度好 ，但溫度稍高 易氧化 ，常用于 50~+100 ℃ 溫度測量。 將溫敏晶體管和外圍電路集成在一個芯片上構(gòu)成，相當(dāng)于一個測溫器件。 接觸測溫元件的安裝原則（續(xù)） ?熱電偶及熱電阻在安裝時，應(yīng)使其接線盒的面蓋向下，以免雨水或其他污物滲漏。 測溫元件的選型原則（續(xù)） ?熱電偶測溫反應(yīng)速度快、適于遠距離傳送、便于與計算機聯(lián)用、價廉，故只在測量范圍低于 150℃ 時才選用熱電阻。 2. 數(shù)字式指示儀表 數(shù)字式指示儀表是以數(shù)字電壓表為主體而構(gòu)成的測量儀表。 模擬控制系統(tǒng)的信號標準是： Ⅰ 、 Ⅱ 型： 0~10mA、 0～ 10V III型： 4～ 20mA、 1～ 5V 溫度變送器原理 模擬式溫度變送器 模擬式溫度變送器有多個品種、規(guī)格，以配合不同的傳感元件和不同的量程需要，但結(jié)構(gòu)基本相同。 Ei = Et + ?VRcut0 + VRcu0 － VR4 零點遷移 1800 500 1800 0 變送器輸出Io/mA 溫度T/℃ 500 1000 0 變送器輸出Io/mA 溫度T/℃ 500 1000 0 變送器輸出Io/mA 溫度T/℃ 20 4 4 4 20 20 a. 未遷移 b. 零點正向遷移 c. 零點正向遷移 且縮小量程 溫度變送器的零點遷移和量程調(diào)整 RP1為零點遷移電位器 ， RP2為量程遷移電位器 ， 改變 RP2， 可改變反饋電壓 Vf的分壓比 ， 即改變反饋強度 ， 因而改變整個變送器的量程 。 經(jīng) Tf隔離 ， 經(jīng)整流 、 濾波 ，在 Rf、 Cf 上得到與 IO成正比的直流反饋電壓 V’f 電源 變送器的供電電源是 +24V。 西儀 444系列溫度變送器 上海橫河 YT200溫度變送器 小 結(jié) 溫度測量 熱電阻 集成溫度傳感器 溫度變送器 動圈儀表 自動記錄儀 測量方法 非接觸式 接觸式 ? ? ? 檢測儀表的基本技術(shù)指標 熱電偶