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新員工培訓教材 －－常見儀器儀表的原理,1,緒論,檢測與測量概念－檢驗（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)果與真實值之間的差異，主要有絕對誤差或相對誤差和滿度相對誤差 絕對誤差：△x=x-A0 相對誤差：Υ＝ △x/A0*100% 相對滿度誤差：Υ＝ △x/xm*100%,3,常用名詞解釋,精度：準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（標定）曲線與其理論擬合直線之間的偏差 重復性：儀表在輸入量按同一方向作全量程連續(xù)多次變動時，所有的特性曲線不一致的程度。,4,溫度的測量,,溫度計,膨脹式溫度計 電阻溫度計 熱電偶溫度計 ……,接觸式測溫儀表,非接觸式測溫儀表,,,輻射式溫度計 亮度溫度計 比色溫度計 ……,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用壓力。 絕對壓力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：當絕對壓力小于大氣壓力時，大氣壓力與絕對壓力之差稱為疏空壓力，又叫真空壓力、負壓力。 PH＝PB－PA 差壓(壓力)：兩個相關(guān)壓力之差，常用符號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。 動壓是指流體單位體積所具有的動能大小,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，當被測壓力變化時，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有以下幾種： 靜壓式物位計 電容物位計 超聲波物位計 雷達物位計,9,物位測量儀表,靜壓式物位儀表： 液體或固體對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 D = c × t/2,11,物位測量儀表,雷達物位計 原理與超聲波類似，但所發(fā)射的是雷達波。,12,物位測量儀表,電容式物位計 利用物料介電常數(shù)恒定時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 利用物料介電常數(shù)恒定時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？ 流量就是在單位時間內(nèi)流體通過一定截面積的量。這個量用流體的體積來表示稱為瞬時體積流量（qv），用流量的質(zhì)量來表示稱為瞬時質(zhì)量流量（qm），從t1到t2這一段時間內(nèi)流體體積流量或質(zhì)量流量的累積值稱為累積流量。,16,流量計分類,流量計,,明渠流量計,封閉管道流量計,,電磁流量計 質(zhì)量流量計 超聲波流量計 渦街流量計 差壓流量計 容積式流量計 浮子流量計 渦輪流量計 熱式流量計,,標準堰槽式超聲波明渠流量計 流速＋水位流量計,,時差法超聲波流量計 多普勒外夾式超聲波流量計,17,各種封閉管道流量計的測量原理 及應(yīng)用范圍,18,電磁流量計的測量原理,利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。 Um=B.v.d.k,19,質(zhì)量流量計的測量原理,利用流體在直線運動的同時處于一旋轉(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,時差法超聲波流量計的測量原理,聲波在流體中傳播，順流方向聲波傳播速度會增大，逆流方向則減小，同一傳播距離就有不同的傳播時間。,21,多普勒超聲波流量計測量原理,多普勒（效應(yīng)）是利用在靜止（固定）點檢測從移動源發(fā)射聲波多產(chǎn)生多普勒頻移現(xiàn)象。,22,渦街流量計測量原理,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,容積式流量計測量原理,利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)計量室逐次、重復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,差壓流量計的測量原理,差壓式流量計是根據(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,浮子流量計的測量原理,浮子流量計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行測量的體積流量儀表，又稱轉(zhuǎn)子流量計。,26,渦輪流量計的測量原理,當被測流體流過傳感器時，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)量流量計的測量原理,利用傳熱原理，即流動中的流體與熱源（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,液體在重力的作用下流動。 液位（面積） 流量（標準堰或標準槽） 液位（面積）＋流速 流量（非標準堰或標準槽，但仍然要求有一定的規(guī)則）,,,31,流量計培訓網(wǎng)址： ,32,分析儀表,33,分析方法,比色法,滴定法,電化學方法,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、入射光的強度、波長以及溶液液層厚度等因素有關(guān)。,36,物質(zhì)對光的選擇性吸收,吸光物質(zhì)對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,標準曲線法,吸光度,,,,濃度,,,38,分光光度計的基本組成,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，兩者進行反應(yīng)，到反應(yīng)終點時發(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算出樣品中需測參數(shù)的濃度。,40,何為電化學方法,利用物質(zhì)的電學及電化學性質(zhì)來進行分析的方法稱為電化學分析法。 它通常是使待分析的試樣溶液構(gòu)成一化學電池，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)與其化學量之間的內(nèi)在聯(lián)系來進行測定。,41,Thank you！ Question?,42,