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新員工培訓(xùn)教材 －－常見儀器儀表的原理,1,緒論,檢測與測量概念－檢驗(yàn)（定性）和測量（定量） 傳感器概念：是將非電量轉(zhuǎn)換成為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的電量輸出的器件或裝置。,2,常用名詞解釋,誤差：測量結(jié)果與真實(shí)值之間的差異，主要有絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差和滿度相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差：△x=x-A0 相對(duì)誤差：Υ＝ △x/A0*100% 相對(duì)滿度誤差：Υ＝ △x/xm*100%,3,常用名詞解釋,精度：準(zhǔn)確度與精密度兩者之和。表征測量儀表給出接近于被測量真值的能力。 穩(wěn)定度：指在規(guī)定工作條件范圍內(nèi)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)儀表性能保持不變的能力。 靈敏度：表征儀表在穩(wěn)態(tài)下輸出增量Δy對(duì)于增量Δx的比值 分辨率：儀表能夠檢測到被測量最小變化的本領(lǐng)。 線性度：儀表的靜態(tài)輸入/輸出（標(biāo)定）曲線與其理論擬合直線之間的偏差 重復(fù)性：儀表在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動(dòng)時(shí)，所有的特性曲線不一致的程度。,4,溫度的測量,,溫度計(jì),膨脹式溫度計(jì) 電阻溫度計(jì) 熱電偶溫度計(jì) ……,接觸式測溫儀表,非接觸式測溫儀表,,,輻射式溫度計(jì) 亮度溫度計(jì) 比色溫度計(jì) ……,5,溫度的測量,熱電偶 基于熱電效應(yīng)原理工作的傳感器稱為熱電偶傳感器，簡稱熱電偶。,熱電阻 利用電阻隨溫度變化的特性制成的傳感器。,6,壓力測量儀表,壓力的概念 大氣壓力PB：大氣壓力是地球表面上空氣柱的重量所產(chǎn)生的壓力。 表壓力PG：測壓儀表所指示的壓力稱為表壓力，它是以大氣壓力為零起算的壓力。表壓力是通常工程中實(shí)用壓力。 絕對(duì)壓力PA：是指不附帶任何條件起算的全壓力。即液體、氣體和蒸汽所處空間的全部壓力。它等于大氣壓力和表壓力之和． PA＝PG十PB 疏空壓力PH：當(dāng)絕對(duì)壓力小于大氣壓力時(shí)，大氣壓力與絕對(duì)壓力之差稱為疏空壓力，又叫真空壓力、負(fù)壓力。 PH＝PB－PA 差壓(壓力)：兩個(gè)相關(guān)壓力之差，常用符號(hào)ΔP表示。 靜壓：靜壓是指在流體中不受流速影響而測得的表壓力值。靜壓稱為靜水頭。 動(dòng)壓是指流體單位體積所具有的動(dòng)能大小,7,壓力測量儀表,常見的幾種壓力傳感器： －－彈性壓力傳感器： 彈性壓力敏感器將壓力的變化轉(zhuǎn)換為位移的變化，彈性壓力傳感器利用彈性壓力敏感器檢測壓力的變化，利用測量電路將壓力的變化轉(zhuǎn)換成電量的變化。（電容式） －－應(yīng)變片式壓力傳感器 把應(yīng)變片粘帖在測量壓力的彈性元件上，當(dāng)被測壓力變化時(shí)，彈性模片內(nèi)部應(yīng)力增大，應(yīng)變片電阻隨之變化，通過對(duì)電阻的測量來測量壓力。 －－壓電式壓力傳感器 利用壓電效應(yīng)原理測量壓力的傳感器。某些物質(zhì)在壓力作用下能產(chǎn)生電荷，稱為“壓電效應(yīng)”,8,物位測量儀表,物位是液位、料位和界面位置的總稱。 按測量原理常見的物位計(jì)有以下幾種： 靜壓式物位計(jì) 電容物位計(jì) 超聲波物位計(jì) 雷達(dá)物位計(jì),9,物位測量儀表,靜壓式物位儀表： 液體或固體對(duì)容器或堆積場地的底面產(chǎn)生一定的壓力，設(shè)物料的密度為一常數(shù)，則對(duì)底部的壓力與物料的高度成正比。 H=P/ρ·g,10,物位測量儀表,超聲波物位計(jì) D = c × t/2,11,物位測量儀表,雷達(dá)物位計(jì) 原理與超聲波類似，但所發(fā)射的是雷達(dá)波。,12,物位測量儀表,電容式物位計(jì) 利用物料介電常數(shù)恒定時(shí)極間電容變化正比于物位變化的原理,13,物位測量儀表,電容式物位計(jì) 利用物料介電常數(shù)恒定時(shí)極間電容變化正比于物位變化的原理,14,流量測量儀表,15,基本概念,什么是流量Q？ 流量就是在單位時(shí)間內(nèi)流體通過一定截面積的量。這個(gè)量用流體的體積來表示稱為瞬時(shí)體積流量（qv），用流量的質(zhì)量來表示稱為瞬時(shí)質(zhì)量流量（qm），從t1到t2這一段時(shí)間內(nèi)流體體積流量或質(zhì)量流量的累積值稱為累積流量。,16,流量計(jì)分類,流量計(jì),,明渠流量計(jì),封閉管道流量計(jì),,電磁流量計(jì) 質(zhì)量流量計(jì) 超聲波流量計(jì) 渦街流量計(jì) 差壓流量計(jì) 容積式流量計(jì) 浮子流量計(jì) 渦輪流量計(jì) 熱式流量計(jì),,標(biāo)準(zhǔn)堰槽式超聲波明渠流量計(jì) 流速＋水位流量計(jì),,時(shí)差法超聲波流量計(jì) 多普勒外夾式超聲波流量計(jì),17,各種封閉管道流量計(jì)的測量原理 及應(yīng)用范圍,18,電磁流量計(jì)的測量原理,利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。 Um=B.v.d.k,19,質(zhì)量流量計(jì)的測量原理,利用流體在直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)處于一旋轉(zhuǎn)系中，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量儀表。,20,時(shí)差法超聲波流量計(jì)的測量原理,聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會(huì)增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時(shí)間。,21,多普勒超聲波流量計(jì)測量原理,多普勒（效應(yīng)）是利用在靜止（固定）點(diǎn)檢測從移動(dòng)源發(fā)射聲波多產(chǎn)生多普勒頻移現(xiàn)象。,22,渦街流量計(jì)測量原理,在流體中設(shè)置旋渦發(fā)生體（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如右圖所示。旋渦的發(fā)生頻率為f與流速成比例關(guān)系。,圖1 卡曼渦街,23,容積式流量計(jì)測量原理,利用機(jī)械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分，根據(jù)計(jì)量室逐次、重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流量體積總量,24,差壓流量計(jì)的測量原理,差壓式流量計(jì)是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓、已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來測量流量的儀表。,25,浮子流量計(jì)的測量原理,浮子流量計(jì)是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間的流通面積來進(jìn)行測量的體積流量儀表，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)。,26,渦輪流量計(jì)的測量原理,當(dāng)被測流體流過傳感器時(shí)，在流體作用下，葉輪受力旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速與管道平均流速成正比，葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢。,27,熱式質(zhì)量流量計(jì)的測量原理,利用傳熱原理，即流動(dòng)中的流體與熱源（流體中加熱的物體或測量管外加熱體）之間熱量交換關(guān)系來測量流量的儀表，主要用于測量氣體。,28,應(yīng)用范圍,29,應(yīng)用范圍,30,超聲波明渠流量計(jì),液體在重力的作用下流動(dòng)。 液位（面積） 流量（標(biāo)準(zhǔn)堰或標(biāo)準(zhǔn)槽） 液位（面積）＋流速 流量（非標(biāo)準(zhǔn)堰或標(biāo)準(zhǔn)槽，但仍然要求有一定的規(guī)則）,,,31,流量計(jì)培訓(xùn)網(wǎng)址： ,32,分析儀表,33,分析方法,比色法,滴定法,電化學(xué)方法,其他方法,34,何為比色法,許多物質(zhì)的水溶液本身具有明顯的顏色，有些物質(zhì)本身沒有顏色或顏色不明顯，但這些物質(zhì)與某些化學(xué)試劑反應(yīng)后可以生成明顯顏色的物質(zhì)。這種基于比較溶液顏色深淺而達(dá)到定量分析目的的分析方法稱為比色分析法。,35,比色法如何工作,溶液吸收光的程度與溶液的性質(zhì)、濃度、入射光的強(qiáng)度、波長以及溶液液層厚度等因素有關(guān)。,36,物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收,吸光物質(zhì)對(duì)不同波長的光具有選擇性吸收的性質(zhì)。,吸光度,520nm 波長/nm,37,標(biāo)準(zhǔn)曲線法,吸光度,,,,濃度,,,38,分光光度計(jì)的基本組成,光源－－單色器－－吸收池－－檢測器－－指示儀表,39,何為滴定法,A+B=AB 往一定體積的待測樣品中加入一特定濃度的溶液，兩者進(jìn)行反應(yīng)，到反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)發(fā)生某種肉眼可見的形態(tài)突變。再根據(jù)反應(yīng)方程式和所使用的滴定液的量及濃度計(jì)算出樣品中需測參數(shù)的濃度。,40,何為電化學(xué)方法,利用物質(zhì)的電學(xué)及電化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行分析的方法稱為電化學(xué)分析法。 它通常是使待分析的試樣溶液構(gòu)成一化學(xué)電池，然后根據(jù)所組成的電池的某些物理量(如兩電極間的電位差，電流或電量，電解質(zhì)溶液的電阻等)與其化學(xué)量之間的內(nèi)在聯(lián)系來進(jìn)行測定。,41,Thank you！ Question?,42,