第二章热工仪表概述ppt课件.ppt
第二章热工仪表概述,第一节 热工测量仪表的组成及分类 第二节 热工仪表的质量指标 第三节 仪表的使用,第一节 热工测量仪表的组成及分类,一、热工测量仪表的组成 由三部分组成：感受件、中间件和显示件 。 1-被测对象；2-感受件；3-中间件；4-显示件；5-传送通道,1. 感受件（一次仪表） 仪表中直接与被测对象发生关系的部件，它能感知被测参数的变化并将其转换成一种便于测量的信号输出。也称一次仪表、一次元件、敏感元件或传感器。感受件性能必须要符合下列要求： （1）输出信号随被测量变化，输出信号与输入被测参数之间应该有稳定的单值函数关系，最好呈线性关系 （2）较高的灵敏度 （3）传感器的输出只对被测量的变化敏感，而对其它一切可能的输入信号不敏感 （4）反应快、迟延小。,2、中间件,它是感受件和显示装置中间的部分，它的作用是用来接受感受件的输出信号，根据显示件的要求传送给显示件。 主要作用： (1)单纯传输通道：它是仪表各环节间输入、输出信号的连接部分。可分为电线、光导纤维和信号管路等。 (2)起信号放大作用：将感受件输出的微弱信号进行放大，以满足远距离传输以及驱动指示、记录装置的需要。 (3)起变送作用: 可以根据要求，将感受件输出信号变换为相应的其他输出量，如电流、电压等，以便于远距离传输或适于二次仪表的显示，这种传输变换部件往往构成独立完整的器件，如变送器。,3、显示件（二次仪表）,接收中间件送来的信号，并将其转变为测量人员可以识别的信号，是与测量人员直接联系的部件。 分类： （1）根据仪表的显示方式不同，分为以下三种：模拟显示 、数字显示 、屏幕显示。 （2）根据仪表的显示特点不同，分为以下三种：瞬时量显示 、累计量显示 、越限与极限显示。,1）、模拟式显示元件 显示参数的连续变化双金属温度计,2）、数字式显示元件： 直接用数字显示被测参数的大小或高低。电接点压力式温度计,3）、屏幕式显示元件： 是电视技术与计算机技术综合应用的产物，它既能在屏幕上模拟显示给出曲线，也能数字显示，或两种方式同时显示，也可以根据需要以表格、生产流程图等形式显示一组参数数值。,CRT显示,二、热工仪表的分类,1、按被测参数不同，可分温度、压力、流量、物位、成份分析仪表等。2、按用途不同，可分标准用、实验室用及工程用仪表。 3、按显示特点不同，可分指示式、记录式、积算仪、数字式、屏幕式。 4、按工作原理不同，可分机械式、电气式、电子式、化学式。 5、按装置地点不同，可分为就地安装仪表、盘用仪表。6、按使用方式不同，可分固定式和携带式仪表7、按使用能源不同，可分为电动式仪表、气动式仪表、液动式仪表。8、按防护能力不同，可分为防爆式、防震式、防潮式等。,第二节 热工仪表的质量指标,一、基本误差 在规定的技术条件下，仪表在全量程范围上各示值点的误差中，绝对值最大者叫做该仪表的基本误差。 仪表所能给出的被测量的集合称为量程范围。测量范围的最高值称为仪表测量上限，测量范围的最低值称为仪表测量下限；量程在数值上等于仪表上限值与下限值的代数差之绝对值。,基本误差的表示形式,1、按绝对误差的表示形式， j = |x-x0|max 式中 x测量值 x0标准表的示值2、按折合误差的表示形式（最大引用或折合误差） ， 式中 Xmax-Xmin仪表的量程 max 仪表最大的绝对误差，即j,二、仪表的准确度等级,仪表的准确度等级是根据允许误差定义的1、允许误差 国家根据各类仪表的设计制造质量不同，对每种仪表都规定了正常使用时允许其具有的最大误差，即允许误差。 可用绝对误差y来表示， 也可用折合误差y表示。 一块制造厂出厂的仪表或检定合格的仪表，其基本误差不允许超过仪表的允许误差，即：仪表合格的标准是仪表的基本误差小于或等于仪表的允许误差。,2、准确度等级,仪表的准确度表示测量结果与真值之间综合的接近程度。 仪表准确度等级等于允许误差去掉百分号后的绝对值，工程上称为精度等级。我国目前规定的准确度等级有0.005，0.0l， 0.04，0.05，0.1，0.2， 0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0等级别。 仪表的允许误差=准确度等级 数值越小，准确度等级越高。 仪表刻度盘的分格值不应小于仪表的允许误差。,三、变差（滞后误差或回差）,1、刻度点的变差：在规定的使用条件下，使用同一仪表进行正行程和反行程测量同一参数，两次测量值之差的绝对值称为此刻度点的变差。 =|Xz-Xf| 2、仪表的变差：在全量程范围内，仪表各刻度点的变差中的最大者称为仪表的变差。 max=|Xz-Xf|max 注： 一块合格的仪表的变差应小于仪表的允许误差。,四、灵敏度,灵敏度是指仪表感受被测参数变化的灵敏程度，或者说是对被测量变化的反应能力， 在稳定情况下，仪表输出信号的变化量L与产生该变化的输入量的变化量X之比值，定义为仪表的灵敏度。用S表示。 通常把不能引起输出发生变化的最大输入变化量与量程范围之比的百分数称为仪表的死区.,输出变化量,输入变化量,灵敏度,五、不灵敏区,1、不灵敏区：不能引起仪表输出变化的被测输入信号的最大变化范围.2、灵敏度或分辨率：能引起仪表响应的输入信号的最小变化量. 分辨率和不灵敏区从不同的角度描述了仪表的灵敏性。注： 仪表标尺上的分格值不能小于仪表允许误差的绝对值； 仪表灵敏度限的数值应不大于仪表允许误差绝对值的一半。六、时滞（响应时间） 从测量开始到仪表正确显示出被测量的这一段时间。,除上述指标外，还有如下一些指标：（1）、修正值 为了获得被测参数的真值而加到测量值上的部分叫修正值。将仪表指示值加上一个修正值：可提高仪表的准确度。这并不是仪表的质量指标。 X0= X +C C-修正值（等于仪表在该点绝对误差的相反数）。 精密仪器常附有修正值表或修正曲线 。（2）、线性度 又称非线性误差。表明仪器输入输出曲线对相应直线的偏离程度。也就是说，对于理论上具有线性“输入-输出”特性曲线的仪表，由于各种因素的影响，实际特性曲线往往偏离线性关系，它们之间的最大偏差与量程之比的百分数称为线性度。（3）、重复性 在同一工作条件下，多次按同一方向输入信号，对应同一输入量，仪表输出的一致性称为重复性。测量仪表的精密度取决于重复性。（4）、漂移 在环境及工作条件不变的前提下，保持一定的输入信号，经过规定的较长一段时间后，仪表输出的变化称为漂移。,第三节、 仪表的使用（了解）,一、仪表的选用1、量程选择 一般仪表的经常工作点应出现在量程的2/33/4处，而不应该出现在量程的1/3以下。 压力表应保证被测参数示值常出现在量程的1/22/3处，在被测压力较稳定的情况下，最大压力值应不超过仪表全量程的2/3。2、准确度等级 满足实际测量要求就行3、安装,二、仪表的校验 在工业生产中，为了确保测量结果的真实性和可靠性，对使用了一定时间之后以及检修过的仪表，都应进行校验，以确定仪表是否合格（精确度、灵敏度、基本误差、变差等）。1示值比较法 用标准表对被检定仪表进行检定。用标准仪表与被校仪表同时测量同一参数，把标准表的示值当成真值（约定真值），比较二者的示值以确定被检仪表的误差、变差等质量指标。2标准状态法 利用某些物质的标准状态来校验仪表。例如，利用一些物质(如水、各种纯金属)的状态转变点温度来校验温度计，利用空气中含氧量一定的特性来校验工程用氧量计等。,
