第三章 过程检测仪表 华东理工大学信息学院自动化系 】
第三章 过程检测仪表 华东理工大学信息学院自动化系
简单控制系统构成回顾： 控制器 扰动 比较 f(t) 广义对象 机构 设定值 e(t) 被控变量 r(t) 控制装置 u(t) 执行器 过程 q(t) c(t) 测量值 检测元件、变送器 y() 简单控制系统的方块图
控制装置 执行器 过程 检测元件、变送器 r(t) 比较 机构 - e(t) u(t) q(t) y(t) f(t) c(t) 扰动 广义对象 被控变量 测量值 控制器 设定值 简单控制系统构成回顾： 简单控制系统的方块图
本章主要内容： 3.1概述 3.2 温度检测 3.3流量检测 3.4压力检测 3.5 物位检测 兼 3.8 变送器 3.9 现代传感器技术的发展
本章主要内容： 3.1 概述 3.2 温度检测 3.3 流量检测 3.4 压力检测 3.5 物位检测 3.8 变送器 3.9 现代传感器技术的发展
3.1概述 3.1.0检测变送的重要性 3.1.1测量误差 3.1.2仪表性能指标
3.1 概 述 3.1.0 检测变送的重要性 3.1.1 测量误差 3.1.2 仪表性能指标
3.1.0； 检测变送的重要性 在过程自动化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
在过程自动化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。 3.1.0 检测变送的重要性
由于检测元件的输出信号种类繁多，且 信号较弱不易察觉，一般都需要将其经过变 送器处理，转换成标准统一的电气信号（如 4~20mA或0~10mA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
由于检测元件的输出信号种类繁多，且 信号较弱不易察觉，一般都需要将其经过变 送器处理，转换成标准统一的电气信号（如 4～20mA 或 0～10mA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
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。 过程控制对检测仪表要求： 静态：正确 一y()正确反映c()的值 可靠 长期工作 动态：迅速—y(①迅速反映c()的变化
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。 静态：正确——y(t)正确反映c(t)的值 可靠——长期工作 动态：迅速——y(t)迅速反映c(t)的变化 过程控制对检测仪表要求：
3.1.1测量误差 测量误差：检测仪表获得的被测值与实际被测变量 真实值之间的差距。 (1)绝对误差：仪表的指标值与被测量的真值之间 的差值。 理论上： △X=X测量一X真值 实际上： △X=X测量一X标准 (2)相对误差（仪表引用误差 ) 绝对误差与仪表的量程之比。 土△X 8= △Y ×100%,AY=Ymax-Ymin
3.1.1 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) 相对误差（仪表引用误差） 测量误差：检测仪表获得的被测值与实际被测变量 真实值之间的差距。 理论上： = − X X X 测量 真值 实际上： = − X X X 测量 标准 100%, max min X Y Y Y Y = = − 绝对误差与仪表的量程之比
(3)允许误差 ±AX ×l00%,△Y=Ynax-Ymin △Y (4)附加误差 由于外界环境条件变化以及仪表波动等外 界因素引起的误差
(3) 允许误差 (4) 附加误差 max max max min 100%, X Y Y Y Y = = − ——由于外界环境条件变化以及仪表波动等外 界因素引起的误差
3.1.2仪表性能指标 ()精确度（精度） 表示仪表测量结果的可靠程度。 仪表的精度等级是按国家统一规定的允许误差大 小来划分成若干等级的。仪表精度等级数值越小 说明仪表测量准确度越高。 精度等级：允许误差去掉“士”号及“%”后 系列化圆整后的数值
3.1.2 仪表性能指标 (1)精确度（精度） ——表示仪表测量结果的可靠程度。 仪表的精度等级是按国家统一规定的允许误差大 小来划分成若干等级的。仪表精度等级数值越小， 说明仪表测量准确度越高。 精度等级：允许误差去掉“±”号及“%”后， 系列化圆整后的数值