過程檢測(cè)儀表教學(xué)課件PPT

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1、3第2章過程檢測(cè)儀表?檢測(cè)儀表的組成和信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)?過程檢測(cè)儀表的接線方式?測(cè)量誤差和精度等級(jí)?常用的數(shù)字濾波方法主要內(nèi)容?過程控制中的軟測(cè)量技術(shù)?安全防爆的基本概念?溫度、壓力、流量、物位和成分檢測(cè)儀表的選型和安裝12.1檢測(cè)儀表組成及接線方式過程控制的“眼睛”；許多過程控制系統(tǒng)不能長(zhǎng)期使用的主要原因就在于傳感器故障！22.1檢測(cè)儀表組成及接線方式2.1.1檢測(cè)儀表組成功能用于確定被控變量的當(dāng)前值組成傳感器變送器感受被控參數(shù)的變化，傳送出相應(yīng)的信號(hào)將檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理后，調(diào)制成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)32.1檢測(cè)儀表組成及接線方式變送器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電動(dòng)信號(hào)氣動(dòng)信號(hào)4-20mA電流信號(hào)

2、（遠(yuǎn)距離3~5Km）1-5V電壓信號(hào)（近距離）20-100kPa氣壓信號(hào)注意：控制器和執(zhí)行器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與變送器的相同4若僅采用兩根導(dǎo)線將熱電阻接入電橋，將會(huì)由于遠(yuǎn)距離連接導(dǎo)線的電阻而引入誤差。2.1檢測(cè)儀表組成及接線方式2.1.2過程檢測(cè)儀表的接線方式電流二線制、四線制電流三線制二線制線路簡(jiǎn)單，節(jié)省電纜四線制儀表的工作電源可為直流，也可為交流52.1檢測(cè)儀表組成及接線方式現(xiàn)場(chǎng)總線方式現(xiàn)場(chǎng)總線是新近發(fā)展的一種通信協(xié)議方式；以HART為例，在一條電纜上同時(shí)傳輸直流4～20mA的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。在直流4～20mA基礎(chǔ)上疊加幅值為±0.5mA的正弦調(diào)制波作為數(shù)字信號(hào)

3、。頻移鍵控（FSK）62.2測(cè)量誤差及處理2.2.1測(cè)量誤差的基本概念1.真值變量本身所具有的真實(shí)值，一般無法得到。約定真值相對(duì)真值無系統(tǒng)誤差情況下，多次測(cè)量的平均值。標(biāo)準(zhǔn)儀表的測(cè)量值。2.測(cè)量誤差測(cè)量值與真值之間存在的差別。絕對(duì)誤差相對(duì)誤差引用誤差72.2測(cè)量誤差及處理儀表測(cè)量值與被測(cè)參數(shù)真實(shí)值之差?！?絕對(duì)誤差M:測(cè)量值A(chǔ):約定或相對(duì)真值絕對(duì)誤差相對(duì)誤差儀表絕對(duì)誤差與真實(shí)值的百分比。δ:相對(duì)誤差△:絕對(duì)誤差A(yù):約定或相對(duì)真值引用誤差儀表絕對(duì)誤差與儀表量程的百分比。δm:引用誤差△:絕對(duì)誤差X:儀表的量程83.儀表精度等級(jí)2.2測(cè)量誤差及處理我國(guó)儀表精度等級(jí)有

4、：0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.35、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等。級(jí)數(shù)越小，精度越高；級(jí)數(shù)越大，精度越低。儀表的精度等級(jí)應(yīng)視工藝需求而定，不能片面追求高精度。把儀表允許的最大引用誤差去掉“±”號(hào)和“％”號(hào)，便可以用來確定儀表的精度等級(jí)。去掉“±”號(hào)去掉“％”號(hào)儀表的最大引用誤差儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)92.2測(cè)量誤差及處理某壓力表刻度0～100kPa，在50kPa處測(cè)量值為49.5kPa，（1）求在50kPa處儀表示值的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差（2）如果用該儀表進(jìn)行多次測(cè)量，誤差分別為-0.45、0.3、0.2、-0.1k

5、Pa，求該儀表的精度等級(jí)？相對(duì)誤差引用誤差絕對(duì)誤差EX1:誤差和精度求解I最大引用誤差精度等級(jí)102.2測(cè)量誤差及處理某根據(jù)控制系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)要求，需要選擇一個(gè)量程為0～100kPa的壓力表，壓力檢測(cè)誤差小于±0.45kPa，應(yīng)該選擇何種精度等級(jí)的壓力表？EX2:誤差和精度求解II最大引用誤差精度等級(jí)112.2測(cè)量誤差及處理2.2.2測(cè)量變送中的幾個(gè)問題測(cè)量元件安裝位置不當(dāng)及測(cè)量?jī)x表本身特性等容易引入純滯后，應(yīng)力求避免。測(cè)量滯后問題，主要由測(cè)量元件的慣性造成，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡可能選用快速測(cè)量元件。多路循環(huán)測(cè)量時(shí)，應(yīng)保證每路信號(hào)控制的實(shí)時(shí)性。1.信號(hào)滯后問題122.

6、2測(cè)量誤差及處理電流信號(hào)較電壓信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)；不同電流信號(hào)傳輸距離視變送器帶載能力而定，帶載能力一般在250-750Ω之間；采用通信方式時(shí)，信號(hào)有時(shí)需加轉(zhuǎn)換器或中繼器以延長(zhǎng)傳輸距離。2.傳感器信號(hào)傳輸距離問題132.2.3測(cè)量信號(hào)的處理2.2測(cè)量誤差及處理1.測(cè)量信號(hào)的濾波處理過程控制系統(tǒng)中，測(cè)量信號(hào)往往帶有噪聲；關(guān)于測(cè)量信號(hào)的濾波，可以采用模擬濾波電路，還可以采用軟件數(shù)字濾波來消除噪聲。測(cè)量信號(hào)的處理包括對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行線性化處理和濾波處理14數(shù)字濾波即程序?yàn)V波，通過計(jì)算機(jī)軟件濾去干擾信號(hào)，提高信號(hào)的真實(shí)性。在計(jì)算機(jī)中常采用數(shù)字濾波消除低頻干擾。常

7、用的數(shù)字濾波有如下幾種：1.算術(shù)平均值濾波2.程序判斷濾波3.中位值法濾波4.一階慣性濾波2.2測(cè)量誤差及處理2.數(shù)字濾波152.2測(cè)量誤差及處理數(shù)字濾波使用時(shí)注意的問題：根據(jù)具體情況選擇采用。在實(shí)際應(yīng)用中，一般先對(duì)采樣值進(jìn)行程序判斷濾波，然后再應(yīng)用算術(shù)平均濾波或一階慣性濾波等方法處理；應(yīng)保證測(cè)量值的實(shí)時(shí)性和真實(shí)性。對(duì)于存在較大干擾的信號(hào)，應(yīng)從抑制干擾角度去考慮，而不是僅僅濾波！162.2測(cè)量誤差及處理某換熱器的溫度控制系統(tǒng)方塊圖。系統(tǒng)的被控參數(shù)為出口物料溫度，要求保持在（200±20）℃，控制參數(shù)為加熱蒸汽的流量。1.說明圖中R、E、Q、C、F所代表的專業(yè)術(shù)語

8、內(nèi)容。2.說明Z、I、P