第二章 过程参数检测与变送.ppt

第二章 过程参数检测与变送 2.1 过程参数检测概述 在过程自动化控制中要通过检测元件获取生产工艺变量， 最常见变量是温度、压力、流量、物位（四大参数）。 检测元件又称为敏感元件、传感器，它直接响应工艺变量 并转化成一个与之成对应关系的输出信号。这些输出信号 包括位移、电压、电流、电阻、频率、气压等。 检测 —— 实施正确控制的第一步 变送 —— 将检测元件输出的各种信号、微弱信号 转化成统一 ( 标准 ) 的电气信号。 由于检测元件的输出信号一般需要经过变送器处理，转换 成标准统一的电气信号（如 4 ～ 20mA 直流电流信号 ， 20 ～ 100KPa 气压信号）送往显示仪表，指示或记录工艺 变量，或同时送往控制器对被控变量进行控制。 有时将检测元件、变送器及显示装置统称为检测仪表 , 或 者将检测元件称为一次仪表，将变送器和显示装置称为二 次仪表。 过程控制对检测仪表的要求： 静态：正确 —— 测量值正确反映被控变量的值 可靠 —— 长期工作 动态：迅速 —— 测量值迅速反映被控变量的变化 一、测量误差 (1) 绝对误差：仪表的指示值与被测量的真值之间的差值 (2) 引用误差：绝对误差与仪表的量程之比。 二、仪表的性能指标 (1) 精确度（精度） 表示仪表测量结果的可靠程度。 精度等级：允许误差去掉“ ± ”号及“ % ” 目前我国生产的仪表的精度等级有： 0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.4,0.5,1.0, 1.5,2.5,4.0 等 仪表的精度等级以一定的符号形式表示在仪表标尺板上，如 1.0 外加一个圆圈或三角形。精度等级 1.0 ，说明该仪表允许误差为 1.0% 。 [ 例 1] 某台测温仪表的量程是 600--1100℃ ，其最大绝对误差为 ± 4 ℃ ，试确定该仪表的精度等级。 解 仪表的允许误差为： ? 由于国家规定的精度等级中没有 0.8 级仪表，而该仪表的最大引用误差超过了 0.5 级仪表的允许误差，所以这台仪表的精度等级应定为 1.0 级。 [ 例 2] 某台测温仪表的量程是 600--1100℃ ，工艺要求该仪表指示值的误差不得超过 ± 4 ℃ ，应选精度等级为多少的仪表才能满足工艺要求。 解 根据工艺要求，仪表的允许误差为 ± 0.8% 介于允许误差 ± 0.5% 与 ± 1.0% 之间，如果选择允许误差为 ± 1.0%, 则其精度等级应为 1.0 级。量程为 600 ～ 1100 ℃ ，精确度为 1.0 级的仪表，可能产生的最大绝对误差为 ± 5 ℃ ，超过了工艺的要求。所以只能选择一台允许误差为 ± 0.5% ，即精确度等级为 0.5 级的仪表，才能满足工艺要求。 二、仪表的性能指标 (2) 变差：在外界条件不变的情况下，使用同一台仪表对 某一变量进行正反行程测量时对应于同一测量 值所得的仪表读数之间的差异。 (3) 线性度 ：衡量仪表实际特性偏离线性程度的指标 分辨率表示仪表显示值的精细程度。 如一台仪表的显示位数为四位，其分辨率便为千分之一 数字仪表的显示位数越多，分辨率越高。 分辨力是指仪表能够显示的、最小被测值。 如一台温度指示仪，最末一位数字表示的温度值为0.1℃，即该表的分辨力为0.1℃ 。 (5) 动态误差由于仪表动作的惯性延迟和测量传递滞后，当 被测量突然变化后必须经过一段时间才能准确显示出来， 这样造成的误差。 三、变送器的基本特性和构成原理 1. 变送器基本的输入输出特性 被测参数经传感器进入变送器， 经变送器输出标准信号。 两者为单值关系且呈一定 比例关系。 2. 模拟式变送器的基本构成原理 3. 智能式变送器的基本构成原理 4.变送器的若干共性问题 量程调整 零点调整和零点迁移 实例 ：某测温仪表的量程为0～500℃，输出信号为 4～20mA ，现欲测量200～1000℃应如何调整？ 变