1、精選優質文檔-傾情為你奉上測量過程有三要素：測量方法；測量單位； 測量工具。 測量的定義：人們借助某種工具，通過某種方法，將被測量X0顯示出來(單位為U)。絕對誤差：儀表的測量值和真實值之間的代數差。 示值誤差：示值誤差是指儀表的某一個測量值（示值）的誤差，它反映在該點儀表示值的準確性。 基本誤差：在規定的正常工作條件下，儀表整個量程范圍內各點示值誤差中絕對值最大的誤差稱為儀表的基本誤差。 允許誤差：按計量部門的規定，儀表廠家保證某一類儀表的基本誤差不超過某個規定的數值，此數值就被稱為儀表的允許誤差。允許誤差是一種極限誤差，在儀表刻度范圍內各點的示值誤差均應保證小于至多等于允許誤差值。 測量誤

2、差來源：測量裝置的誤差、環境誤差、方法誤差、人員誤差。精確度等級:以引用誤差（a）的形式表示的允許誤差去掉百分號剩下的數值就稱為儀表的精確度等級靈敏度：當輸入量很小時，其輸出信號的變化值與對應的輸入信號變化值的比值。線性度（非線性誤差）：反映儀表的輸入輸出特性曲線與選用的對比直線之間的偏離程度。回差（變差）：輸入量上升和下降時，同一輸入量相應的兩輸出量平均值之間的最大偏差與量程之比的百分數稱為儀表的回差。產生的原因：它通常是由于儀表運動系統的摩擦、間隙、彈性元件的彈性滯后等原因造成的。 重復性：同一工作條件下，按同一方向輸入信號，并在全量程范圍內多次變換信號時，對應同一輸入值，儀表輸出值的一致

3、性成為重復性。重復性是檢測系統最基本的技術指標，是其他各項指標的前提和保證 準確度：表示測量結果與測量真值之間的接近程度。 分辨率：反映儀表對輸入量微小變化的反應能力。 漂移：工作條件和輸入信號不變,經規定時間后輸出的變化,稱為漂移儀表的檢定方法：標準物質檢定法：被檢測表檢測某種標準值，從而確定儀表的示值誤差。示值比較檢定法：被檢儀表與標準儀表同時去測量同一被測量,比較兩者的指示值,確定儀表的質量指標 粗大誤差：明顯歪曲結果，使測量值無效的誤差。原因：測量者主觀過失，操作錯誤，測量系統突發故障。剔除壞值 隨機誤差：同一被測量多次測量時，誤差的絕對值和符號的變化不可預知。特點：單次測量值誤差的大

4、小和正負不確定；但對一系列重復測量，誤差的分布有規律：服從統計規律。隨機誤差與系統誤差之間即有區別又有聯系；二者無絕對界限，一定條件可相互轉化。系統誤差：測量值中含有固定（恒值系統誤差）或按某種規律變化的誤差（變值系統誤差）。特點: 增加測量次數不能減小該誤差 原因：儀表本身原因，使用不當，測量環境發生大的改變 處理方法：找到引起誤差的原因和誤差規律，用計算或補償裝置對測量值進行修正 熱電勢的產生原因：由接觸電勢和溫差電勢兩種電勢的綜合效果。 熱電偶測溫特點：熱電偶具有性能穩定、測溫高、結構簡單、使用方便、經濟耐用、容易維護和體積小等優點，還便于信號遠傳和實現多點切換測量。 熱電偶：由兩種不同

5、材料的導體（或半導體）A和B組成。A、B是熱偶絲，也叫熱電極。放在被測對象中，感受溫度變化的那端稱為工作端或熱端，另一端稱為自由端或冷端。熱電現象（效應）：當熱端和冷端溫度不同時回路中有電流流過，此電流稱為熱電流，產生熱電流的電動勢稱為熱電勢，這種物理現象稱為熱電現象。 熱電偶測溫原理：把兩種不同的導體或半導體兩端相接組成閉合回路，當兩接點分別置于t和t0 兩種不同溫度時，則在回路中就會有電動勢存在，稱為熱電勢，形成的回路電流稱為熱電流；將冷端溫度t0保持恒定，則對一定材料的熱電偶，其總熱電勢就只是熱端溫度t的單值函數，即Eab（t，t0）=fAB(t)-C，只要測出熱電勢的大小，就能得到熱端

6、溫度的數值。 均質導體定律：由一種均質導體或半導體組成的閉合回路不論導體或半導體的截面積、長度和各處溫度分布如何，都不能產生熱電勢 中間導體定律：由不同材料組成的閉合回路中，若各種材料接觸點的溫度都相同，則回路中熱電勢的總和等于零。中間溫度定律：熱電偶A、B在接點溫度為t1、t3時的熱電勢等于熱電偶A、B在接點溫度分別為t1，t2和t2，t3時熱電勢的代數和，即 EAB（t1，t3）EAB（t1，t2）EAB（t2，t3） 標準化熱電偶：制造工藝較成熟、應用廣泛、能成批生產、性能優良而穩定并已列入專業或國家工業標準化文件中的那些熱電偶 。 非標準化熱電偶：是為適應更高或更低的溫度以及特殊的介質

7、氣氛而出現的,它們沒有統一的國家標準和統一的分度號。它們是標準化熱電偶的補充。 對熱電偶冷端溫度進行處理的原因：熱電偶的測溫原理表明：熱電偶的熱電勢是兩個接點溫度的函數差，只有當冷端溫度不變時，熱電勢才是熱端溫度的單值函數。但在實際應用中，熱電偶冷端所處環境溫度總有波動，從而使測量得不到正確結果，因此必須對熱電偶冷端溫度變化的影響采取補償措施，使熱電偶的熱電勢只反映熱端溫度（被測溫度）的變化，而不受冷端溫度變化的影響。電位差計原理：利用電壓平衡的原理，將被測電勢與已知的標準電勢進行比較，當兩者的差值為零時，被測電勢就等于已知電勢；回路：工作電流回路、工作電力標準化回路、測量回路。調零：機械調零

8、、工作電流標準化、電氣調零。回路電壓方程Ux Is RAB = I R 。影響電位差計準確性：工作電流值和電阻值RAB的準確度以及測量裝置的靈敏度 常用的熱電偶冷端溫度處理辦法：1、計算修正法2、儀表機械零點調整法3、恒溫法：恒溫法分為冰點槽法和恒溫箱法4、補償電橋法（冷端補償器）：補償電橋法是利用不平衡電橋產生的電壓來補償熱電偶冷端溫度變化所引起的熱電勢的變化。5、補償導線法。 熱電偶測溫的誤差分析（1）熱電偶的分度誤差（2）熱電偶冷端溫度補償誤差 （3）顯示儀表誤差 （4）總誤差熱電偶的校驗：定點法，就是在國際溫標規定的定點溫度下進行校驗。這種方法的特點是精確度高，但設備復雜、校驗點數少，

9、而且校驗操作復雜。該方法只用于對高精確度的鉑銠一鉑熱電偶的校驗。比較法，它是廣泛采用的方法，可用于實驗室和工業用熱電偶的校驗。用標準熱電偶與被校熱電偶測同一穩定對象的溫度來進行的。熱電阻測溫特點：準確度高；,靈敏度高，在中低溫下（ 500以下）, 輸出信號比熱電偶的要大；輸出電信號, 便于遠傳和切換。組成：由熱電阻、顯示儀表和連接導線組成，熱電阻由電阻體、絕緣套管和保護套管等主要部件組成。原理：根據金屬導體或半導體的電阻隨溫度變化而改變的性質而工作的。 熱電阻的誤差分析：（1）動態誤差（2）連線電阻變化引起測量誤差（3）熱電阻通電發熱引起誤差（4）機械力帶來的誤差（5）氧化帶來的誤差(6) 淬

10、火效應的誤差 管道內流體溫度測量：1、測點要選在有代表性的地點，不能在溫度死角區域2、保證元件有一定的插入深度，元件感溫點應處在管道中心流速最大處3、對于高溫管道，在測點引出處要加保溫材料隔熱。 電阻溫度系數：溫度變化l時電阻值的相對變化量，用來表示，單位是-1高溫氣體溫度測量降低沿測溫管傳導散熱采取的措施：1、選擇合適的安裝位置，確保煙氣掃過測溫管裝在煙道內的整個部分。2、提高測溫管裝設地點的煙氣內壁的壁溫,如也讓煙氣流過。3、測溫管裝設部位外壁要敷較厚的絕緣層，使沿測溫管的散熱量減小。 熱電偶與壁面的接觸方式誤差由小到大：等溫線接觸、面接觸、分立接觸、點接觸非接觸式測溫儀表：利用物體的輻射

11、能隨其溫度變化的原理而制成的。分類：光學輻射式高溫計：光學高溫計、光電高溫計、輻射高溫計、比色高溫計；光學高溫計基本原理：由普朗克定律知道，物體的光譜輻射出射率Ml與溫度有關，而物體在高溫下會發光，稱亮度，因亮度Ll與光譜輻射出射率Ml成正比，故通過測物體亮度Ll可求物體的溫度。Ll = Ml / 。 亮度溫度Ts ：當物體在輻射波長為 ，溫度為時T，其光譜輻射亮度Ll和黑體在輻射波長為，溫度為Ts時的光譜輻射亮度L0l相等，則把Ts稱為這個物體在波長下的亮度溫度。與實際被測溫度的關系：T=C2 Ts / (l Ts ln + C2) 亮度溫度總是低于真實溫度灰色吸收玻璃的作用：加入吸收玻璃，

12、在14000C以上時，可減弱熱源進入儀表的亮度后，再和燈絲比較，加大光學高溫計的測量范圍。紅色濾光片的作用：造成單色光 造成窄的光譜段，使其在波長范圍0.6-0.7m內進行亮度比較。影響光學高溫計測量精確度的因素：發射率的影響、中間介質的影響 光電高溫計：由光學系統與測量、放大顯示兩大部分組成。 熱電堆：由幾支同樣的熱電偶同向串聯，其目的是增加輸出的熱電勢，提高靈敏度輻射高溫計原理：物體的輻射出射度與其溫度的關系為對確定的物體，可近似認為其發射率為定值，那么M與T將呈單值對應關系，測出輻射出射度M與其發射率即可知其溫度。輻射高溫計能連續自動測溫。組成：輻射高溫計由輻射傳感器和顯示儀表組成，輻射

13、傳感器又由光學系統與輻射變換器兩部分構成。輻射溫度：若溫度為T的物體的輻射出射度與全輻射體在溫度Tp下的輻射出射度相等，則把全輻射體的溫度Tp稱為該物體的輻射溫度（輻射溫度低于被測物體的實際溫度） 影響輻射高溫計測量精確度的主要因素：1）發射率的影響2）熱電堆冷端溫度的影響3）距離系數L/D的影響比色高溫計原理：根據被測物體在兩個不同波長下的光譜輻射出射度的相互比值與被測溫度的關系，通過測二者的比值進而測知被測溫度。 比色溫度：若溫度為T的實際物體在兩個不同的波長下的亮度比值與溫度為Tg的全輻射體在同樣兩個波長的亮度比值相等，則把Tg稱為被測物體的比色溫度。比色高溫計的優點：測量準確度高，中間

14、介質的影響小，可在惡劣環境下工作。電容式壓力(壓差)變送器基本工作原理：將激勵電壓加于電容器，產生的交變電流經整流、控制、放大，輸出420mA直流電流。特點：它具有精確度高，性能穩定，單向過載保護性能好，調整方便，體積小，重量輕等一系列優點。應用：使用在電力、石油、化工等各領域的生產過程中。在火力發電廠使用1151電容式壓力變送器幾乎有一種替代其他種類壓力變送器的趨勢。組成：變送器由兩部分組成：差動式壓力電容轉換和測量電路。電容式壓力傳感器如何消除非線性誤差和溫度對測量的影響：采用差動平板電容，采用電容之差和電容之和的比值。差動平板電容：消除硅油介電常數隨溫度變化帶來的影響，并使輸出的差動信號

15、僅與中心膜片的位移有關，與外加差壓成正比，而不受高頻電壓頻率、幅值變化的影響，提高了變送器的精度和穩定度。提高靈敏度和改善非線性。擴散硅壓力（壓差）變送器原理：半導體應變片的電阻變化率與被測壓力成正比；硅膜片上擴散電阻的位置：其中兩個電阻處于中心位置，使其受拉應力，另外兩個電阻處于邊緣位置使其受壓應力，四個電阻排成直線。優點：測壓的轉換精度很高。變送器體積小、動態性能好、工作可靠、結構簡單、重量輕、可以測量幾十千赫的脈動壓力，能在惡劣的環境條件下工作，便于實現顯示數字化。應變式壓力變送器原理： 利用金屬應變片或半導體應變片將測壓彈性元件的應變轉換成電阻變化。組成：感壓彈性元件，應變片。也可將二

16、者結合成一體。測量電路的工作：將應變片電阻的變化轉換成電流或電壓輸出是由測量電路完成的。應變片的貼法：兩片在膜片中心感受正的軸向應力，兩片在邊緣感受負的軸向應變。壓力表的選擇原則：根據工藝過程對壓力的測量要求、被測介質的性質和現場環境情況等條件來確定儀表的種類、型號、量程、精度和指示形式。 常用壓力儀表的準確度有:1.0級、1.6級、2.5級、4.0級等四個級別。工業儀表精度等級：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4流量測量：按不同的測量原理，流量儀表可分為容積式、速度式和質量式三類；按測量對象分為封閉管道流量計和明渠流量計兩類。 流量計特性曲線是描述隨流量變化流量計性能變化的曲

17、線，主要有兩種不同的表示形式：一種是表示流量計的某種特性（通常是流量系數或儀表系數，也有的是某一與流量有關的輸出量）與流量q或雷諾數Re的關系；另一種是表示流量計測量誤差隨流量q或雷諾數Re變化的關系，這種特性曲線一般稱為流量計的誤差特性曲線。量程比：在保證儀表準確度的條件下，可測出的最大流量與最小流量的比值。實際流量小于最小流量會產生測量誤差過大，超過允許誤差。流量系數：表示通過流量計的實際流量與理論流量的比值，一般是通過實驗確定。 儀表系數：表示通過流量計的單位體積流量所對應的信號脈沖數。速度式流量計分類：渦輪式，電磁式，超聲波式，熱式和差壓式。渦輪流量計工作原理：1、在儀表中裝一旋轉葉輪

18、，流體流過時，推動渦輪旋轉，渦輪的轉速與流速成正比。2、渦輪轉動時，渦輪上導磁的葉片順次接近管壁上的線圈，改變線圈磁回路的磁阻，使線圈磁通量發生變化，產生與流量成正比的脈沖信號。3、將此脈沖轉換成電流信號給出瞬時流量信號，同時累積得到累計流量。這種將轉速轉換成脈沖信號的方法叫磁阻法。 渦輪流量計的儀表常數：單位體積流量輸出的脈沖數；與哪些因素有關：流體性質、狀態、變送器結構、流量。渦街流量計工作原理：利用流體流過阻礙物時產生穩定的漩渦，通過測量其漩渦產生頻率而實現流量計量的。優點：輸出與流量成正比的脈沖信號，抗干擾，便于遠距離傳輸，精度高，壓損小，量程比寬。缺點：需配置足夠長的直管段，才能保證

19、測量精確度，不適用低雷諾數的流量測量。卡門渦街：在流動的流體中放置一根其軸線與流向垂直的非流線性柱形體，稱之為漩渦發生體。當流體沿漩渦發生體繞流時，會在漩渦發生體下游產生不對稱但有規律的交替漩渦列，這就是所謂的卡門渦街。保證產生穩定的卡門渦街：形成互相交替的內旋的兩排渦街列，且渦街兩列漩渦的寬度與單列兩渦之間的距離之比滿足 h/l = 0.281漩渦頻率：與阻流體處的平均流速成正比，與阻流體的特征尺寸成反比； 渦分離頻率f 的檢測方法：1、檢測漩渦發生后在漩渦發生體上受力的變化頻率，即受力檢測類（應力，電容，電磁）2、檢測漩渦發生后在漩渦發生體上流動的變化頻率，即流速檢測類（熱敏，超聲，光電）

20、超聲波流量計原理：超聲波脈沖在流體中向上游流和向下游的傳播速度不同（疊加了流體流速），故可根據超生波向上、下游傳播速度之差測得流體的流速。特點：不接觸被測介質，不破壞流場，沒有壓損，不受被測流體溫度，壓力，密度等影響。測速度之差法：時差法(測量順、逆流傳播時由于超聲波傳播速度不同而引起的時間差)、相差法(測量超聲波在順、逆流中傳播的相位差) 頻差法（是目前常用的測量方法）。差壓式流量測量工作原理：伯努利定律，通過測量流體流動過程中產生的差壓來測量流速或流量。種類：畢托管、均速管、翼型動壓管、節流變壓降流量計。畢托管（測流場固定點流速）：1）對畢托管部件尺寸有要求；2）測量時必須將畢托管固定，3

21、）畢托管探頭的軸線必須與管道中心軸線平行，4）前后要有足夠長的直管段。畢托管原理：畢托管頂端小孔的流速被滯止為零，壓力由原來的靜壓上升到滯止壓力。滯止壓力不但包含了流體原來的靜壓力，而且包含了由流體動能轉化為靜壓的部分，既包含了流速信息，只要從滯止壓力中將原來的靜壓減去，就得到流速V。怎樣測平均流速：(1)畢托管只能測管道某一點的流速，并不是平均流速。(2)在層流中，平均流速從管壁算起為y=0.2929R處(3)紊流由于截面的流速與雷諾數有關，故用實驗法在截面上取若干個測點處,確定平均流速.節流式流量計工作原理：在管道中放置一節流元件，流體流經節流元件時發生節流，在節流元件的前后兩側產生壓力差

22、（差壓）。當流體、工況、管道、節流件、差壓取出方式一定時，管道流量與差壓有確定的關系。因此可通過測量差壓來測量流量。節流式流量計也稱為變壓降式流量計。使用中存在問題：實際流量測量中，不能完全符合標準節流裝置的設計參數，會引起測量誤差，有必要進行溫度壓力補償。方法：改進平衡容器的結構；對平衡容器輸出的有誤差的信號引入壓力校正。節流式流量計組成：將流體流量轉換成差壓信號的節流裝置，傳輸壓力信號的管路和測量差壓并顯示流量的差壓計。標準節流裝置組成：標準節流件、符合標準的取壓裝置、節流件前后直管段。定義：按照國際標準和國家標準規定的技術條件設計定制使用的節流裝置標準節流件：標準孔板（角接取壓，法蘭取壓

23、，D-D/2取壓），標準噴嘴（角接取壓），文丘里管，文丘里噴嘴。標準節流裝置適用的流體：滿管流、單相流、定常流、無相變流、無旋流，不適用脈動流和臨界流。適用管道：節流件前后有足夠長的直管段L、上游2D范圍內為圓形截面管道、上游10D至下游4D管道清潔，并滿足粗糙度規定。如何推導出節流裝置的流量公式：流量公式就是壓差和流量之間的關系式，它是利用伯努利方程和流體流動連續性方程來推導的。流出系數影響因素：節流件的形式、取壓方式、節流件直徑比、雷諾數、管道粗糙度。可膨脹系數影響因素：p/p1、節流件直徑比、被測流體的等熵指數。壓力損失：流體流經節流件時，由于流體微團的碰撞以及在節流件前后附近產生渦流而

24、損失。節流件直徑比越小，壓力損失越大測量液位的方法1.浮力式2.靜壓式3.電氣式4.聲波式 根據鍋爐汽包水位測量的重要性和測量技術的特點，鍋爐汽包水位測量系統至少應滿足下列基本要求：(1)準確性好。(2)可靠性高(3)維護性好汽包水位沿其長度方向常常是不一致的，甚至會有很大偏差，其原因:1、汽包安裝條件的影響 2、下降管的影響3、燃燒偏差的影響 云母水位計：云母水位計是一根連通管，低壓鍋爐，用玻璃做水位計觀察窗，高壓鍋爐，爐水對玻璃有腐蝕性，故用云母片做觀察窗。故稱云母水位計。工作原理：此時，在汽包水位測量基準線開一導壓口所引出的壓力與假想運行狀態時在該導壓口處引出的壓力是相同的,所引出壓力的

25、變化代表了水位的變化。（利用連通器的原理進行工作）實際水位：汽包內每根垂線上取出汽水混合物濕度的最大變化率這個點，然后由無數這樣的點所連成的液面。指示水位：水位計能檢測的汽包水位值。重量水位：運行中的某一瞬時，汽包的全部出口、入口封閉，水位中的汽回到汽側，汽側中的水回到水側，而且平靜下來，此時汽包內的汽水界面稱為重量水位。汽包水位檢測系統即測量汽包的重量水位，它表征鍋爐負荷量與給水流量的平衡程度。由于云母水位計溫度低于汽包內溫度，因此云母水位計的示值水柱高度低于汽包重量水位高度 誤差原因： 云母水位計中的水的平均密度av不等于汽包內飽和水的密度時w ，使得液位計顯示的液位不同于容器中的液位，影

26、響因素主要在于：由于液位計中與被測容器中的液溫有差別，另外與鍋爐汽包壓力的變化有關減小誤差措施：常采用保溫、加熱、校正等手段云母水位計的特點：優點：直接反映汽包水位，直觀，可靠，缺點：但只能就地監視，并且液位顯示不夠清晰雙色水位計工作原理 ：改進了云母水位計結構，輔以光學系統，利用光從空氣進入蒸汽或水產生不同的折射，使汽水分界面顯示成紅、綠兩色的分界面，顯示清晰，并有利于用工業電視等方式遠傳顯示。具體方法：當紅綠光以不同的角度進入到蒸汽空間，由于蒸汽與空氣的光學性質相近，所以折射小，紅光通過到影屏上顯示，綠光不被顯示。當紅綠光以不同的角度進入到水空間，由于水棱鏡的折射作用，綠光通過到影屏上顯示，紅光不被顯示。結論：水位計中汽柱呈紅色，水柱呈綠色。電接點水位計工作原理：電接點水位計使利用汽包內汽、水介質的電阻率相差極大的性質來測量汽包水位。 誤差來源：散熱引起的誤差、不連續指示引起的誤差、汽包工作壓力的影響。 特點：散熱引起的誤差比云母水位計小，但指示不連續，兩電極間的距離就是儀表的不靈敏區。接點之間在高度上的間距不是均勻的，在正常水位附近要密一些。差壓水位計工作原理：利用平衡容