檢測技術與儀表總結

2021-10-31 23:41:38 字數 4655 閱讀 8500

*開環和閉環的特點:開環,全部資訊變換只沿著乙個方向進行,缺點,開環結構儀表很難獲得高精度。閉環,一為正向通道,一為反饋通道,優點,較方便地(相對開環而言)獲得高精度和高靈敏度。

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*誤差的分類:按規律分,系統誤差,隨即誤差,緩變誤差,忽略誤差;按誤差因次,絕對誤差,相對誤差;按工作條件,基本誤差,附加誤差;按狀態分類,靜態誤差,動態誤差。

*誤差處理:一種是已知各環節的系統誤差分量,最終求取檢測系統或儀表的系統誤差總量,叫誤差綜合,另一種是將檢測系統或儀表的系統誤差分量分配給各環節,叫誤差分配

*對系統誤差的補償方法:恆值修正法,相互抵消法,差動法,濾波法

*基礎效應與檢測方法:1光電效應,指物質在光的作用下釋放電子的現象(分為,光電子發射,光導效應,光生伏特效應)2熱電效應3電磁效應4壓電效應5應變效應與壓阻效應

*引數檢測的一般方法:光學法,力學,熱學,電學,聲學,磁學,射線

*s型熱電偶,鉑銠10-鉑熱電偶。***,直徑0.5mm以下的鉑銠合金絲和純鉑絲製成,可用於精密溫度測量,在1300度以下範圍內可長時間使用,**昂貴,熱電勢小,熱電特性曲線非線性大。

k型,鎳鉻-鎳矽熱電偶,賤金屬熱電偶,熱電絲直徑1.2-2.5mm,可在氧化性或中性介質中長時間測量900度以下的溫度,復現性好,產生的熱電勢大,線性好,**便宜。

缺點,如果用於還原性介質中,熱電極會很快腐蝕,在此情況下,只能用於測量500度以下。

*熱電偶自由端溫度的處理:補償導線法,計算修正法,自由端恆溫法,補償電橋法

*熱電阻及其測溫原理:電阻的熱點效應,即電阻體的阻值隨溫度的公升高而增加或減小。目前國際上最常見的熱電阻有鉑,銅及半導體熱敏電阻。

分度號和含義,我國規定工業用鉑電阻溫度計有r。=10歐和100歐兩種,分度號為pt10和pt100(溫度為0時,電阻為10歐)銅電阻溫度計有r。=50歐和100歐,分度號cu50,100.

*金屬熱電阻使用熱點:同樣溫度下輸出訊號大易於測量,熱電阻的阻值測量必須借助於外加電源,和熱電偶相比熱電阻的感溫體結構複雜體積較大熱慣性大,同類材料製成的熱電阻不如熱電偶測溫上限高。 *鉑電阻溫度計特點是精度高,穩定性好,效能可靠

*三線制:在熱電阻感溫體的一端連線兩根引線,另一端連線一根引線。當熱電阻與電橋配套使用時,這種引線方式可以較好的消除引線對電阻的影響,提高測量精度,工業熱電阻多半採用三線制

*半導體熱敏電阻:利用某些半導體材料的電阻值隨溫度的公升高而減小,多數半導體熱敏電阻具有負溫度係數,稱為ntc型熱敏電阻,低溫段比高溫段靈敏

*電氣式壓力檢測。彈性壓力檢測儀表,結構簡單,**便宜,使用和維修方便

*電氣式壓力檢測方法,一般是用壓力敏感元件直接將壓力轉換成電阻,電荷量等電量的變化,這種壓力-電量轉換的壓敏元件主要有壓電材料(壓電效應),應變片和壓阻元件(應變效應和壓阻效應)

*壓力檢測儀表的選用從哪幾方面考慮:儀表量程的選擇,儀表精度的選擇,儀表型別的選擇

*物位檢測的主要方法和分類:靜壓式物位檢測,浮力式,電氣式,聲學式,射線式 *靜壓式物位檢測,注意,儀表與零液位在同一水平面上,否則用遷移的方法修正。對於有腐蝕性或含有結晶顆粒以及粘度大易凝固的液體介質,引壓管易被腐蝕或堵塞,影響精度,這時應用法蘭式變送器。

*標準節流裝置:包括節流件,取壓裝置和符合要求的前後直通段,標準節流裝置是指節流件和取壓裝置都標準化,節流件前後的測量管道也符合有關規定。

*節流式流量計特點:結構簡單,便於製造,工作可靠,使用壽命長,適應性強,幾乎能測量各種工況下的介質流量,是一種應用很普遍的流量計。使用標準節流裝置,只要嚴格按照有關規定和規程設計,加工和安裝節流裝置,流量計不需進行標定可直接使用,但是流量產生的壓力損失大,流量計的刻度一般是非線性的,流量測量範圍也較窄,正常情況下量程比只有3:

1,不能測量直徑在50mm以下的小口徑與大於1000mm的大口徑的流量,也不能測量髒汙介質和粘度較大的介質的流量,同時還要求流體的雷諾數要大於某個臨界值

*電磁式流量檢測:根據法拉第電磁感應定律,能檢測具有一定電導率的酸,鹼,鹽溶液,腐蝕性液體以及含有固體顆粒的液體流量但不能檢測氣體,蒸汽和非導電液體的流量。

*電磁式流量計的特點:1測量導管內無可動部件或突出於管道內部的部件因而壓力損失極小2只要是導電的被測流體可以是含有顆粒,懸浮物等,也可以是酸鹼鹽等腐蝕性介質3流量計的輸出電流與體積流量成線性關係,並且不受液體的溫度,壓力,密度,粘度等引數的影響4電磁流量計的量程比一般是10:1,精度較高的量程比可達100:

1,測量口徑範圍大,可以從1mm到2m以上,特別適用於1m以上口徑的水流量測量,測量精度一般優於0.5%,5電磁流量計反應迅速,可以測量脈動流量

*電磁流量計的主要缺點:被測物體必須是導電的,不能測量氣體,蒸汽和石油製品的流量,由於襯裡材料的限制,一般使用溫度為0-200度,因電極是嵌裝在測量導管上的,這也是使最高工作壓力收到一定限制。

*容積式流量計:常見有橢圓齒輪流量計,適合高粘度的液體(油體)

*容積式流量計特點:1測量精度較高,積算精度可達正負0.2%-正負0.

5%,有的甚至達到正負0.1%,量程比一般為10:1,測量口徑在10-150mm左右。

2容積式流量計適宜測量較高粘度的液體流量,在正常的工作範圍內,溫度和壓力對測量結果的影響很小,3安裝方便,對儀表前後直管長度沒有嚴格要求,4由於儀表的精度主要取決於殼體與活動壁之間的間隙,因次對儀表製造,裝配的精度要求高,傳動機構也比較複雜,5要求被測介質乾淨,不含固體顆粒,否則會使儀表卡住,甚至損壞儀表,為此要求在流量計前安裝過濾器,6不適宜測量較大的流量,當測量口徑較大時,成本高,重量和體積大,維護不方便

*轉子流量計的特點:1轉子流量計主要適合於檢測中小管徑,較低雷諾數的中小流量,2流量計結構簡單,使用方便,工作可靠,儀表前直管段長度要求不高,3流量計的基本誤差約為儀表量程的正負2%,量程比為10:1。

4流量計的測量精度易受被測介質密度,粘度,溫度,壓力,純淨度,安裝質量的影響 *漩渦式流量檢測:它是按流體振盪原理工作的,目前有兩種,一種是應用自然振盪的卡門漩渦列原理,另一種是應用強迫振盪的漩渦旋進原理,特點是管道內無可動部件。

**渦輪式流量檢測,是以動量矩守恆原理為基礎。渦輪流量計的測量精度較高,可達到0.5級以上,反應迅速,可測脈動流量,流量與渦輪轉速之間成線性關係,量程比一般為10:

1,主要用於中小口徑的流量檢測,但渦輪流量計僅適用潔淨的被測介質,通常在渦輪前要安裝過濾裝置,流量計前後需有一定得直管段長度,一般上游側和下游側的直管長度要求在10d和5d以上,流量計的轉換係數一般是在常溫下用水標定的,當介質的密度和粘度發生變化時需重新標定或進行補償。

*科氏力質量流量計的特點:測量精度較高,主要用於粘度和密度相對較大的單相流體和混相流體的流量測量,由於結構原因,這種流量計適用於中小尺寸的管道的流量

*熱導式檢測技術的原理:根據待測組分的導熱係數與其他組分的導熱係數有明顯的這一事實,當被測氣體的待測組分含量變化時,將引起導熱係數的變化,通過熱導池,轉換成電熱絲電阻值的變化,從而間接得知待測組分的含量

*熱磁式檢測技術原理:。它主要用來檢測混合氣體中氧含量,測量範圍為0-100%,具有反應快,穩定性好等特點。

*熱磁式氣體分析儀是利用氣體磁化率的以下特性:1待測組分(氧氣)較混合氣體中其他組分的磁化率大得多,並且後者的磁化率近似相等2隨溫度的公升高,氣體的磁化率將迅速下降3在滿足條件一的情況下,混合氣體的磁化率近似為待測組分的磁化率與該組分所佔濃度的乘機。

*色譜分析法:原理:利用色譜柱將混合物各組分分離開來,然後按各組分從色譜柱出現的先後順序測量,根據各組分出現的時間以及測量值的大小可確定混合物的組成以及各組分的濃度

*混合物的分離是色譜分析法的關鍵,分離過程是一種物理化學過程,它是通過色譜柱來完成的,需分離的樣品由氣體或液體攜帶著沿色譜柱連續流過,該攜帶樣品的氣體或液體稱為載氣或載液,統稱為流動相。色譜柱就是利用色譜柱中固定相對被測樣品中各組分具有不同的吸收或溶解能力

*色譜法可分為 :氣相色譜和液相色譜。 定性分析:滯留時間法,利用加入純物質法。

*定量分析:定量進樣法,面積歸一化法,外標法

*電子顯示儀表分為:模擬式,數字式,螢幕顯示

*模擬式顯示儀表:直接變換式儀表的組成和特點:直接變換式儀表線性刻度較困難,要想獲得較高精度較困難,資訊的轉換效率很低

*平衡式顯示儀表組成和特點:(平衡式儀表既由閉環結構的平衡式測量線路構成的儀表)閉環結構的平衡式儀表反應速度快,線性好,精度高,但由於是閉環系統,就有可能產生自振,顧穩定性較差,靈敏度低(可用放大器補救),結構複雜

*平衡線路分類:有差隨動式,無差隨動式,程式平衡式

*數字式顯示儀表構成:前置放大器,a/d,非線性補償,標度變換以及顯示裝置

*螢幕顯示儀表構成:在數字顯示儀表基礎上增加了cpu,儲存器,顯示屏以及與之配套的一些輔助裝置

*cpu的作用:對輸入的數字量訊號,進行儀表各種功能所需的處理

*測量橋路的作用:產生比較電勢,實現熱電偶冷端溫度補償,改變工作起點及量程 *數字式儀表三要素:模數轉換,非線性補償,標度變換

*非線性補償作用:使被測量與補償的輸出訊號之間為線性關係。標度變換作用:使輸出訊號與被測訊號對應起來,輸出以被測量形式來顯示。

*模擬-數字轉換:把連續變化的模擬量轉換成數字量,量化單位越小,整量化的誤差越小。

*直接比較性a/d轉換特點:轉換速度快,精度高,但抗干擾能力差,只能做到五位讀數,結構複雜

*間接比較型a/d轉換特點:對積分元件r,c要求大大降低,對時標的要求大大降低,抗干擾能力強,測量速度快 *由於數字技術的不斷發展,a/d轉換的品種越來越多,它們各有優點,例如:直接比較型一般精度較高,速度快,但抗干擾能力差;積分型(間接比較型)一般抗干擾能力強,但速度慢,而且精度提高也有限。

複合型a/d轉換是把上述兩種技術結合起來,利用了它們的各自優點,因而精度高,抗干擾能力強,顧稱之為『高精度a/d轉換技術』

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