过程检测仪表

绪论 1

0.1　生产过程自动化与检测仪表 1

0.1.1　生产过程自动化的概念 1

0.1.2　过程检测仪表 1

0.2　过程检测仪表的作用与发展前景 2

0.3　课程的性质、任务及要求 3

第1章　过程检测技术基础 4

1.1　测量的概念 4

1.1.1　测量的定义 4

1.1.2　测量方法 5

1.2　测量误差及处理 5

1.2.1　测量误差的形式 6

1.2.2　测量误差的分类 7

1.2.3　测量误差的分析与处理 8

1.3　检测仪表的组成与分类 11

1.3.1　检测仪表的基本组成 11

1.3.2　检测仪表的分类 12

1.4　检测仪表的性能指标 13

1.4.1　精确度 13

1.4.2　线性度 14

1.4.3　灵敏度及分辨率 15

1.4.4　变差 16

1.4.5　可靠性 17

1.4.6　动态特性 17

习题与思考题 18

第2章　压力检测仪表 20

2.1　压力检测仪表概述 20

2.1.1　压力的概念与压力单位 20

2.1.2　压力测量仪表的分类 22

2.2　弹性式压力计 23

2.2.1　弹性元件 23

2.2.2　弹簧管压力表 24

2.2.3 电接点压力表 27

2.3　霍尔式压力计 28

2.3.1　霍尔效应 28

2.3.2　霍尔片式压力传感器 29

2.4　电感式压力计 30

2.4.1　差动变压器 30

2.4.2　电感式压力传感器 31

2.5　应变式压力计 33

2.5.1　应变效应 33

2.5.2　应变片 34

2.5.3　应变电阻测量桥路 35

2.5.4　应变片式压力传感器 36

2.5.5　压阻式压力传感器 38

2.6　压电式压力计 42

2.6.1　压电效应与压电材料 42

2.6.2　压电传感器的测量电路 44

2.6.3　压电式压力传感器的典型结构 45

2.7　电动力平衡式差压变送器 46

2.7.1 电动力平衡式差压变送器的结构组成 46

2.7.2　电动力平衡式差压变送器的工作原理 49

2.8　电容式差压变送器 50

2.8.1 电容式差压变送器的检测部分 50

2.8.2　电容式差压变送器的转换部分 52

2.8.3 电容式差压变送器的特点及应用 55

2.9　智能型压力（差压）变送器 55

2.9.1　智能差压变送器的典型结构 56

2.9.2　智能差压变送器的特点 56

2.9.3　智能差压变送器典型产品简介 58

2.10　压力计的选择、校验与安装 60

2.10.1　压力计的选择 60

2.10.2　压力计的校验 62

2.10.3　压力表的安装 63

习题与思考题 65

实训课题一：弹簧管压力表的拆装与校验 66

实训课题二：电容式差压变送器的调校 67

第3章　物位检测仪表 70

3.1　物位测量概述 70

3.1.1　物位测量的内容及意义 70

3.1.2　物位检测方法及仪表分类 71

3.2　直读式液位计 71

3.2.1　玻璃管液位计 71

3.2.2　玻璃板液位计 72

3.2.3　双色水位计 73

3.3　浮力式物位计 74

3.3.1　恒浮力式液位计 74

3.3.2　变浮力式物位计 79

3.4　静压式液位计 83

3.4.1　静压式液位计的测量原理 83

3.4.2　差压式液位计的迁移问题 84

3.4.3　法兰式差压变送器测量液位 85

3.4.4　吹气法测量液位 86

3.4.5　投入式液位变送器 87

3.4.6　静压式液位计的安装 87

3.5　电容式物位计 88

3.5.1 电容式物位计的测量原理 88

3.5.2　电容式物位计的测量方式 89

3.5.3　电容量检测 91

3.5.4　电容式液位传感器的类型 92

3.5.5　分段电容式液位计的特点及应用 93

3.6　雷达式物位计 94

3.6.1　雷达式物位计的测量原理 94

3.6.2　雷达液位计的系统构成 97

3.6.3　雷达液位计的安装与应用 97

3.7　超声波式液位计 98

3.7.1　超声波式液位计的测量原理 98

3.7.2　超声波的发射和接收 99

3.7.3　超声波液位计的组成与安装 100

3.8　磁致伸缩液位计 101

3.8.1　磁致伸缩传感器的工作原理 101

3.8.2　磁致伸缩液位计的组成及特点 102

习题与思考题 102

实训课题一：电动浮筒液位变送器的调校 104

实训课题二：射频电容式物位变送器的调校 106

第4章　流量检测仪表 108

4.1　流量检测仪表概述 108

4.1.1　流量的概念 108

4.1.2　流量测量仪表的分类 109

4.2　差压式流量计 110

4.2.1　节流装置的流量测量原理 110

4.2.2　基本流量方程式 112

4.2.3　标准节流装置 114

4.2.4　非标准节流装置 117

4.2.5　差压式流量计的安装及应用 119

4.3　转子流量计 121

4.3.1　转子流量计的工作原理 121

4.3.2　转子流量计的结构类型与特点 124

4.3.3　转子流量计指示值的修正 127

4.3.4　转子流量计的安装与应用 129

4.4　容积式流量计 130

4.4.1　椭圆齿轮流量计 130

4.4.2　腰轮流量计 133

4.4.3　刮板流量计 135

4.4.4　容积式流量计的安装与应用 137

4.5　漩涡流量计 140

4.5.1　涡街流量计 140

4.5.2　旋进漩涡流量计 144

4.5.3　漩涡流量计的特点及应用 146

4.6　质量流量计 148

4.6.1　质量流量计的类型 149

4.6.2　热式质量流量计 149

4.6.3　科氏力质量流量计 151

4.7　靶式流量计 155

4.7.1　靶式流量计流量测量原理 155

4.7.2　靶式流量变送器的类型及结构 157

4.7.3　靶式流量计的安装与应用 159

4.8　电磁流量计 160

4.8.1　电磁流量计流量测量原理 160

4.8.2　电磁流量计的结构类型与特点 163

4.8.3　电磁流量计的安装与应用 165

4.9　叶轮式流量计 166

4.9.1　涡轮流量计 166

4.9.2　叶轮流量计的分类与特点 169

4.10　超声波流量计 171

4.10.1　超声波流量计的测量原理 171

4.10.2　超声波流量计的结构类型、特点及应用 174

4.11　流量计的校验 175

4.11.1　流量计的校验方法 175

4.11.2　液体流量计的校验 176

4.11.3　气体流量计的校验 180

习题与思考题 182

实训课题一：流量计的结构认识 183

实训课题二：差压流量计的流量系数测定 184

第5章　温度检测仪表 186

5.1　温度检测仪表概述 186

5.1.1　温度的概念 186

5.1.2　温标 187

5.1.3　测温仪表的分类 188

5.2　膨胀式温度计 189

5.2.1　膨胀式温度计 189

5.2.2　压力式温度计 191

5.3　热电偶温度计 193

5.3.1　热电偶测温原理 194

5.3.2　常用热电偶的类型及结构 196

5.3.3　热电偶的冷端补偿 200

5.3.4　热电偶常用测温电路 203

5.3.5　一体化热电偶温度变送器 204

5.4　热电阻温度计 206

5.4.1　热电阻的测温原理 206

5.4.2　常用热电阻的种类及结构 207

5.5　温度测量元件的安装 209

5.6　非接触式温度计 211

5.6.1　非接触式温度计的测温原理 212

5.6.2　辐射温度计的类型 213

习题与思考题 216

实训课题：一体化热电偶／热电阻温度变送器校验 217

第6章　显示仪表 219

6.1 自动平衡式显示仪表 219

6.1.1 电子电位差计原理 220

6.1.2　电子自动平衡电桥原理 225

6.1.3　电子放大器 226

6.1.4　机械传动机构 230

6.2　ER系列显示记录仪 231

6.2.1　ER系列显示记录仪的组成与原理 231

6.2.2　ER系列显示记录仪的输入测量单元 232

6.2.3　伺服放大单元 236

6.3　数字式显示仪表 239

6.3.1　数字式显示仪表的主要技术指标 239

6.3.2　数字式显示仪表的组成 240

6.3.3　数字式显示仪表各部分的工作原理 241

6.3.4　XMZ型数字温度显示仪表介绍 248

6.4　无纸记录仪 251

6.4.1　无纸记录仪的基本组成 252

6.4.2　输入处理单元 254

6.4.3　无纸记录仪的使用 256

6.4.4　无纸记录仪的安装与接线 260

习题与思考题 260

实训课题一：数字显示仪表示值校验 262

实训课题二：无纸记录仪的认识、组态和操作 265

第7章　分析仪表 274

7.1　分析仪表概述 274

7.2　热导式气体分析仪 276

7.2.1　热导气体分析原理 276

7.2.2　检测器 278

7.2.3　热导式气体分析仪的测量电路 280

7.2.4　RD型热导式气体分析仪 282

7.3　氧化锆氧分析仪 284

7.3.1　氧化锆固体电介质导电原理 285

7.3.2 氧化锆氧分析仪的构成及原理 287

7.4　红外线气体分析仪 291

7.4.1　红外线气体分析仪的基本原理 291

7.4.2　红外线气体分析仪的类型及原理 293

7.4.3　红外线气体分析仪的主要部件 295

7.4.4　QGS-08型红外线分析仪 296

7.5　气相色谱分析仪 298

7.5.1　气相色谱分析原理 298

7.5.2　色谱定性和定量分析 301

7.5.3　色谱柱 302

7.5.4　检测器 303

7.5.5　工业气相色谱仪介绍 304

7.6　振动式密度计 308

7.6.1　振动管密度测量原理 308

7.6.2　振动式密度计的类型与结构 309

7.7　含水分析仪 311

7.7.1 电容式含水分析仪 311

7.7.2　微波式含水分析仪 312

7.7.3　辐射式原油含水分析仪 315

7.8　可燃气体报警仪 317

习题与思考题 321

实训课题一：热导式气体分析仪的校验与投运 322

实训课题二：可燃气体报警器的调校 323

参考文献 326