【正文】 基本測量原理單圈彈簧管是一根彎成270176。管子的自由端B封閉，另一端固定在接頭９上。同時，使彈簧管的自由端B產生位移。由于輸入壓力與彈簧管自由端B的位移成正比，所以只要測得B點的位移量，就能反映壓力p的大小。 警惕：在化工生產過程中，常需要把壓力控制在某一范圍內，即當壓力低于或高于給定范圍時，就會破壞正常工藝條件，甚至可能發(fā)生危險。將普通彈簧管壓力表稍加變化，便可成為電接點信號壓力表，它能在壓力偏離給定范圍時，及時發(fā)出信號，以提醒操作人員注意或通過中間繼電器實現(xiàn)壓力的自動控制。170。170。170。170。 優(yōu)點1. 該儀表的測量范圍較廣，分別可測7105Pa至5102MPa的壓力，％； 2. 由于可以遠距離傳送信號，所以在工業(yè)生產過程中可以實現(xiàn)壓力自動控制和報警，并可與工業(yè)控制機聯(lián)用。常用的信號處理裝置有指示儀、記錄儀以及控制器、微處理機等。電阻應變片有金屬和半導體應變片兩類，被測壓力使應變片產生應變。 圖26 應變片壓力傳感器示意圖1—應變筒；2—外殼；3—密封膜片二、壓阻式壓力傳感器 工作原理:壓阻式壓力傳感器利用單晶硅的壓阻效應而構成。當壓力發(fā)生變化時，單晶硅產生應變，使直接擴散在上面的應變電阻產生與被測壓力成比例的變化，再由橋式電路獲得相應的電壓輸出信號。 圖312 壓阻式壓力傳感器1—基座；2—單晶硅片；3—導環(huán)；4—螺母；5—密封墊圈；6—等效電阻三、電容式壓力變送器 工作原理 先將壓力的變化轉換為電容量的變化，然后進行測量。170。170。170。170。 一 、智能變送器的特點①性能穩(wěn)定,可靠性好,測量精度高,基本誤差僅為177。②量程范圍可達100∶1 ,時間常數(shù)可在0～36s內調整,有較寬的零點遷移范圍。④具有數(shù)字、模擬兩種輸出方式,能夠實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通訊,可以與現(xiàn)場總線網絡和上位計算機相連。 二、智能變送器的結構原理從整體上來看,由硬件和軟件兩大部分組成。 舉例 以美國費希爾羅斯蒙特公司的3051C型智能差壓變送器為例介紹其工作原理?？梢越釉诂F(xiàn)場變送器的信號端子上，就地設定或檢測，也可以在遠離現(xiàn)場的控制室中，接在某個變送器的信號線上進行遠程設定及檢測。 第五節(jié) 壓力計的選用及安裝一、壓力計的選用壓力計的選用應根據(jù)工藝生產過程對壓力測量的要求，結合其他各方面的情況，加以全面的考慮和具體的分析， 一般考慮以下幾個問題。① 要選在被測介質直線流動的管段部分，不要選在管路拐彎、分叉、死角或其他易形成漩渦的地方。③ 測量液（氣）體壓力時，取壓點應在管道下（上）部，使導壓管內不積存氣（液）體。如超過50m，應選用能遠距離傳送的壓力計。③ 當被測介質易冷凝或凍結時，必須加設保溫伴熱管線。切斷閥應裝設在靠近取壓口的地方。②安裝地點應力求避免振動和高溫影響。圖211 壓力計安裝示意圖１161。壓力計；２161。切斷閥門；３161。凝液管；４161。取壓容器④壓力計的連接處，應根據(jù)被測壓力的高低和介質性質，選擇適當?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。Hρg進行修正。⑥為安全起見，測量高壓的壓力計除選用有通氣孔的外，安裝時表殼應向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。工藝上要求就地觀察，并能高低限報警，試正確選用一臺壓力表，指出型號、精度與測量范圍。 由于 ，故被測壓力的最小值不低于滿量程的1/3，這是允許的。至此，可以確定，選擇的壓力表為YX150型電接點壓力表，測量范圍為0～60MPa?，F(xiàn)用一臺測量范圍為0～，問能否符合工藝上的誤差要求？若采用一臺測量范圍為0～，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。對于測量范圍為0～，,允許的最大絕對誤差為 % = (MPa) 因為此數(shù)值小于工藝上允許的最大絕對誤差,故符合對測量準確度的要求,可以采用。 第三章 流量檢測概述介質流量是控制生產過程達到優(yōu)質高產和安全生產以及進行經濟核算所必需的一個重要參數(shù)。 總量：在某一段時間內流過管道的流體流量的總和，即瞬時流量在某一段時間內的累計值。計量表：測量流體總量的儀表。 以單位時間內所排出的流體的固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。質量流量計分直接式和間接式兩種。 通常是由能將被測流量轉換成壓差信號的節(jié)流裝置和能將此壓差轉換成對應的流量值顯示出來的差壓計以及顯示儀表所組成。 節(jié)流裝置就是在管道中放置的一個局部收縮元件,應用最廣泛的是孔板,其次是噴嘴、文丘里管。因此是在孔板前后的管壁上選擇兩個固定的取壓點，來測量流體在節(jié)流裝置前后的壓力變化。圖31 孔板裝置及壓力、流速分布圖流量基本方程式是闡明流量與壓差之間定量關系的基本流量公式。 可以看出 要知道流量與壓差的確切關系，關鍵在于α的取值。 二、標準節(jié)流裝置國內外把最常用的節(jié)流裝置、孔板、噴嘴、文丘里管等標準化，并稱為“標準節(jié)流裝置”。 ①在加工制造和安裝方面,以孔板為最簡單,噴嘴次之,文丘里管最復雜。實際上,在一般場合下,以采用孔板為最多。③在測量某些易使節(jié)流裝置腐蝕、沾污、磨損、變形的介質流量時,采用噴嘴較采用孔板為好。⑤如被測介質是高溫、高壓的,則可選用孔板和噴嘴。 ① 必須保證節(jié)流裝置的開孔和管道的軸線同心,并使節(jié)流裝置端面與管道的軸線垂直。 ③ 任何局部阻力 (如彎管、三通管、閘閥等)均會引起流速在截面上重新分布,引起流量系數(shù)變化。④ 標準節(jié)流裝置 (孔板、噴嘴) ,一般都用于直徑D≥50mm的管道中。⑥ 管道內的流束 (流動狀態(tài))應該是穩(wěn)定的。 三、力矩平衡式差壓變送器變送器是單元組合式儀表中不可缺少的基本單元之一。 分類按使用的能源不同,單元組合式儀表有氣動單元組合式儀表(QDZ型)和電動單元組合式儀表(DDZ型)。當它與節(jié)流裝置配合時,可以用來連續(xù)測量液體、蒸汽和氣體的流量。舉例以DDZⅢ型壓力變送器為例 DDZⅢ型差壓變送器將差壓信號轉換為4～20mA的直流電流信號。 2—測量膜片 。 4—主杠桿 。 6—矢量板 。 8—支撐簧片 。 10—差動變送器 。 12—放大器 。 14—可動線圈 。根據(jù)主、副杠桿的平衡條件可以推導出被測壓力Δp與輸出信號I0的關系。將式（35）代入式（36），有（37）式中, 為一比例系數(shù)。（310）將式（310）代入式（39），得 （311）聯(lián)立式（38）與（311），得 （320）式中， 為轉換比例系數(shù)。 注意 不僅需要合理的選型、準確的設計計算和加工制造，更要注意正確的安裝、維護和符合使用條件等，才能保證差壓式流量計有足夠的實際測量精度。節(jié)流裝置安裝不正確。導壓管安裝不正確，或有堵塞、滲漏現(xiàn)象差壓計安裝或使用不正確導壓管要正確地安裝，防止堵塞與滲漏，否則會引起較大的測量誤差。 圖33 測量液體流量時的取壓點位置 圖34 測量液體流量時的連接圖1161。節(jié)流裝置；2161。引壓導管3161。放空閥；4161。平衡閥；5161。差壓變送器；6161。貯氣罐；7161。切斷閥（1）測量液體的流量時，應該使兩根導壓管內都充滿同樣的液體而無氣泡，以使兩根導壓管內的液體密度相等?！?5176。 ③在引壓導管的管路中，應有排氣的裝置。 ①取壓點應在節(jié)流裝置的上半部。 ③如果差壓計必須裝在節(jié)流裝置之下，則需加裝貯液罐和排放閥，如圖35所示。常見的接法見圖36所示。170。170。170。170。170。170。170。170。170。170。170。 由引壓導管接至差壓計或變送器前，必須安裝切斷閥2和平衡閥3，如圖37所示。常用的兩種隔離罐形式如圖38所示。170。170。圖39 轉子流量計的工作原理圖轉子流量計中轉子的平衡條件是（313）由式（325）可得（314）根據(jù)轉子浮起的高度就可以判斷被測介質的流量大小或二、電遠傳式轉子流量計它可以將反映流量大小的轉子高度h轉換為電信號，適合于遠傳，進行顯示或記錄。 1. 流量變送部分 圖310 差動變壓器結構轉換原理 若將轉子流量計的轉子與差動變壓器的鐵芯連接起來，使轉子隨流量變化的運動帶動鐵芯一起運動，那么，就可以將流量的大小轉換成輸出感應電勢的大小。 圖312 卡門渦列 (a)圓柱渦列； (b)三角柱渦列漩渦流量計是利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體流量的儀表。由圓柱體形成的卡曼漩渦，其單側漩渦產生的頻率為? 熱學法? 電容法? 壓差法漩渦頻率的檢測方法 圖313 圓柱檢出器原理圖1161?？涨唬?161。圓柱棒；3161。導壓孔；4161。鉑電阻絲；5161。隔墻第四節(jié) 質量流量計定義直接測量單位時間內所流過的介質的質量,即質量流量M。 質量流量的基本方程式為 一、直接式質量流量計（318）（319）將式(319)減去式(318),可得即第四章 物位檢測第一節(jié) 物位檢測的意義及主要類型幾個概念 液位 料位液位計 料位計 界面計測量物位的兩個目的按其工作原理分為 直讀式物位儀表 差壓式物位儀表浮力式物位儀表 電磁式物位儀表核輻射式物位儀表 聲波式物位儀表光學式物位儀表一、工作原理將差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相因此圖41 差壓式液位計原理圖結論當用差壓式液位計來測量液位時,若被測容器是敞口的,氣相壓力為大氣壓,則差壓計的負壓室通大氣就可以了,這時也可以用壓力計來直接測量液位的高低。以平衡氣相壓力 pA的靜壓作用。三、用法蘭式差壓變送器測量液位為了解決測量具有腐蝕性或含有結晶顆粒以及黏度大、易凝固等液體液位時引壓管線被腐蝕、被堵塞的問題，應使用法蘭式差壓變送器，如下圖所示。170。170。170。 當 D 和 d 一定時，電容量 C 的大小與極板的長度 L 和介質的介電常數(shù)ε的乘積成比例。170。170。該法是利用被測介質的介電系數(shù)ε與空氣介電系數(shù)ε0不等的原理進行工作，（εε0）值越大，儀表越靈敏。 二、核輻射物位計射線的透射強度隨著通過介質層厚度的增加而減弱，具體關系見式（49）。 適用于高溫、高壓容器、強腐蝕、劇毒、有爆炸性、黏滯性、易結晶或沸騰狀態(tài)的介質的物位測量，還可以測量高溫融熔金屬的液位。 可在高溫、煙霧等環(huán)境下工作。 但由于放射線對人體有害，使用范圍受到一些限制。170。170。雷達波由天線發(fā)出到接收到由液面來的反射波的時間t由下式確定 由于圖412 雷達式液位計示意圖故雷達探測器對時間的測量有微波脈沖法及連續(xù)波調頻法兩種方式。稱重儀根據(jù)天平原理設計。分類 模擬式顯示儀表數(shù)字顯示儀表屏幕顯示儀表第一節(jié) 模擬式顯示儀表一、自動平衡電子電位差計電位差計是用來測量電勢或電位的,當它與熱電偶配合時,可以用來測量和顯示溫度。 二、電子自動平衡電橋（1）平衡電橋測溫原理利用平衡電橋來測量熱電阻變化。并且可以看到觸點的位移與熱電阻的增量呈線性關系。 圖69 時間間隔測量原理框圖四、顯示器圖611 數(shù)碼管驅動電路圖610 輝光數(shù)碼管示意圖五、數(shù)字式顯示儀表的基本組成 圖612 數(shù)字式溫度顯示儀表的基本組成六、數(shù)字模擬混合記錄儀為了使數(shù)字式記錄儀與模擬式記錄儀的優(yōu)點結合起來,兩者相互取長補短,可以在數(shù)字式顯示儀表的基礎上加上模擬式顯示記錄儀表的記錄部分,構成數(shù)字模擬混合記錄儀。 在自動控制系統(tǒng)中,將需要控制其工藝參數(shù)的生產設備、機器、一段管道或設備的一部分叫做被控對象,簡稱對象。 系統(tǒng)或環(huán)節(jié)uy圖73 輸入、輸出變量圖ABuu1u2圖75 信號分叉點圖74 簡單水槽二、自動控制系統(tǒng)方塊圖在研究自動控制系統(tǒng)時，為了便于對系統(tǒng)分析研究，一般都用方塊圖來表示控制系統(tǒng)的組成。兩個方塊之間用一條帶有箭頭的線條表示其信號的相互關系，箭頭指向方塊表示為這個環(huán)節(jié)的輸入，箭頭離開方塊表示為這個環(huán)節(jié)的輸出。方塊圖中， x 指設定值；z 指輸出信號；e 指偏差信號；p 指發(fā)出信號；q 指出料流量信號；y 指被控變量；f 指擾動作用。圖76 自動控制系統(tǒng)方塊圖其他控制系統(tǒng)用同一種形式地方塊圖可以代表不同的控制系統(tǒng)當進料流量或溫度變化等因素引起出口物料溫度變化時，可以將該溫度變化測量后送至溫度控制器TC。 圖77 蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)為了便于分析,有時將控制器以外的各個環(huán)節(jié) (包括被控對象、測量元件及變送器、控制閥)組合在一起看待,稱之為廣義對象,這樣,整個系統(tǒng)可認為是由控制器與廣義對象兩者所構成,其方塊圖可簡化。它與自動測量、自動操縱等開環(huán)系統(tǒng)比較,最本質的差別,就在于控制系統(tǒng)有無負反饋存在。1. 定值控制方法“定值” 是恒定給定值的簡稱。（自動跟蹤系統(tǒng)）給定值隨機變化，該系統(tǒng)的目的就是使所控制的工藝參數(shù)準確而快速地跟隨給定值的變化而變化。這類系統(tǒng)在間歇生產過程中應用比較普通。 靜態(tài)—