Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Формирование универсальных учебных действий: личност­ных, познавательных, регулятивных и коммуникативных — в образовательном процессе осуществляется ...полностью>>
'Документ'
В обчислювальній техніці для представлення даних використовують двійковий код, який позначає два протилежних стійких стани («включено»/«відключено», «...полностью>>
'Кодекс'
1. Отдел НСА, публикации и научного использования документов является структурным подразделением государственного архива Восточно-Казахстанской облас...полностью>>
'Документ'
Тема Н.3.41.5 «ФОРМИРОВАНИЕ БИОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ ДЛЯ РАННЕЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ ШКОЛЬНИКОВ И СТУДЕНТОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ ГОРОДА...полностью>>

Конспект лекций 2010 г. Содержание 1 Средства измерений технологических параметров 4 1Средства измерения давления 12

Главная > Конспект
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
»

В.Н. Скороспешкин

Технические средства систем автоматизации и управления

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Средства измерений технологических параметров 4

1.1Средства измерения давления 12

1.1.1 Жидкостные средства измерений давления с гидростатическим уравновешиванием 16

1.1.1.1Поплавковые дифманометры. 16

1.1.1.2 Колокольные дифманометры. 17

1.1.2 Грузопоршневые манометры 17

1.1.3 Деформационные приборы для измерения давления 19

1.1.3.1 Трубчатые пружины. 21

1.1.3.2 Сильфоны. 22

1.1.3.3 Мембраны. 22

1.1.3.4 Гофры. 23

1.1.3.5 Эластичные мембраны. 24

1.1.4 Деформационные измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования 25

1.1.4.1 Индуктивные измерительные преобразователи давления. 25

1.1.4.2Дифференциально-трансформаторные измерительные преобра­зователи давления. 25

1.1.4.3 Емкостные измерительные преобразователи давления. 26

1.1.4.3Тензорезисторные измерительные преобразователи давления. 27

1.1.4.5 Пьезоэлектрические измерительные преобразователи давления. 30

1.1.5 Ионизационные манометры. 33

1.1.6 Тепловые манометры. 34

1.1.7 Методика измерения давления и разности давлений 35

1.2 Средства измерения уровня 38

1.2.1 Визуальные средства измерений уровня 39

1.2.2 Поплавковые средства измерений уровня 40

1.2.3 Байковые средства измерений уровня 43

1.2.4 Гидростатические средства измерений уровня 47

1.2.5 Электрические средства измерений уровня 52

1.2.5.1 Емкостные уровнемеры. 52

1.2.5.2 Кондуктометрические сигнализаторы уровня. 54

1.2.6 Акустические средства измерений уровня 55

1.3 Средства измерения расхода 57

1.3.1 Приборы, основанные на гидродинамических методах 58

1.3.1.1 Расходомеры с сужающими устройствами 59

1.3.1.2Расходомеры с гидравлическим сопротивлением. 64

1.3.1.3Расходомеры с напорным устройствам. 65

1.3.1.4Расходомеры с напорными усилителями. 66

1.3.1.5Расходомеры переменного уровня. 68

1.3.1.6Расходомеры обтекания. 70

1.3.1.7Расходомеры постоянного перепада давления. 70

1.3.1.8Расходомеры с изменяющимся перепадом давления. 74

1.3.1.8 Расходомеры с поворотной лопастью. 77

1.3.1.9Вихревые расходомеры. 78

1.3.1.10 Парциальные расходомеры 79

1.3.2 Приборы с непрерывно движущимся телом 82

1.3.2.2 Крыльчатые и турбинные тахометрические расходомеры. 83

1.3.2.3 Роторно – шаровые расходомеры. 87

1.3.2.4 Силовые расходомер. 88

1.3.2.5 Турбосиловые расходомеры. 89

1.3.2.6 Кориолисовые силовые расходомеры. 90

1.3.2.7 Вибрационные расходомеры. 93

1.3.2.8 Сравнение различных типов силовых расходомеров. 95

1.3.3 Приборы основанные на различных физических явлениях 96

1.3.3.1 Тепловые расходомеры. 96

1.3.3.2 Электромагнитные расходомеры. 97

1.3.3.3 Расходомер с электромагнитными преобразователями скорости потока. 99

1.3.3.4 Электромагнитные расходомеры для вещества с малой электропроводностью и особых разновидностей. 101

1.3.3.5 Ультразвуковые (акустические) расходомеры. 103

1.3.3.6 Расходомеры для открытых каналов и рек. 106

1.3.3.7Измерение расхода воздуха в шахтах. 106

1.3.3.8 Измерение скорости воздуха в метеорологических установках. 106

1.3.3.9 Доплеровские ультразвуковые расходомеры. 107

1.3.3.10 Акустические длинноволновые расходомеры. 107

1.3.3.11 Оптические расходомеры. 108

1.3.3.12 Ядерно – магнитные расходомеры. 113

1.3.3.13 Амплитудные расходомеры. 114

1.3.3.14 Частотные расходомеры. 114

1.3.3.15 Нутационные расходомеры 115

1.3.3.16 Меточные расходомеры 116

1.3.3.17 Ионизационные расходомеры 117

1.3.4 Приборы, основанные на особых методах 120

1.3.4.1 Корреляционные расходомеры 120

1.3.4.2 Меточные расходомеры 125

1.3.4.3 Концентрационные расходомеры 133

1.4 Средства измерения температуры 135

1.4.1Средства измерения температуры 137

1.4.2 Термометры расширения 138

1.4.3 Манометрические термометры 142

1.4.4 Термоэлектрические термометры 145

1.4.6 Пирометры излучения 152

1 Средства измерений технологических параметров

Все средства измерений определяются как технологические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики. Под характеристиками будем понимать такие свойства средств измерений, которые позволяют судить об их пригодности для измерений определённой физической величины в заданном диапазоне её значений и с заданной точностью.

По характеру участия в процессе измерений можно выделить четыре основные группы средств измерений: меры, измерительные устройства, измерительные установки, измерительные системы.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Меры подразделяются на однозначные и многозначные.

Однозначная мера воспроизводит физическую величину одного размера. По сути, она воспроизводит либо единицу измерения, либо некоторое определённое числовое значения данной физической величины.

Многозначная мера воспроизводит ряд одноименных величин различного размера.

Самым многочисленным видом средств измерений является измерительные устройства.

По роду измеряемой величины измерительные устройства подразделяют на амперметры – для измерения тока, термометры – для измерения температуры, манометры – для измерения давления, концентраторы – для измерения концентрации веществ.

По степени защиты измерительные устройства бывают в нормальном (обыкновенном), пыле -, водо -, взрывозащищенном, герметичном исполнении.

В зависимости от формы представления сигнала измерительной информации измерительные устройства подразделяются на измерительные приборы и измерительные преобразователи.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительный прибор всегда имеет устройство, позволяющее человеку воспринимать информацию о числовом значении измеряемой величины. Результаты измерений приборами выдаются их отсчетными устройствами. В качестве такого устройства могут использоваться шкала с указателем, цифровое табло, цифропечатающая машинка, устройство записи на диаграмме.

Измерительные приборы могут быть классифицированы по ряду признаков: по методу измерения, по способу предоставления величин, по способу предоставления показаний, по типу вычислительного устройства. По характеру применения измерительные приборы подразделяют на стационарные (щитовые), корпус которых приспособлен для жесткого крепления на месте установки, и переносные, корпус которых не предназначен для жесткого крепления.

По способу определения значения измеряемой величины приборы делятся на две группы: прямого действия и сравнения.

Приборы прямого действия (непосредственной оценки) позволяют получить значения измеряемой величины на отсчётном устройстве. Такие приборы состоят из нескольких элементов, осуществляющих необходимое преобразование измеряемой величины в сигнал того или иного вида или, если необходимо, усиление этого сигнала, чтобы вызвать перемещение подвижного органа отсчетного устройства.

Характерной особенностью приборов непосредственной оценки является то, что результаты, полученные с их помощью, не требует сравнения с показаниями эталонных средств измерений.

К таким прибором относятся большая часть вольтметров, амперметров, манометров, термометров.

В приборах сравнения значение измеряемой величины определяют сравнением с известной величиной, соответствующей воспроизводящей ее мере. Для сравнения измеряемой величины с мерой используют компенсационные или мостовые измерительные цепи. Характерной особенностью приборов, основанных на методе сравнения, является то, что погрешность измерения с их помощью определяется в основном погрешностью мер, с которыми сравнивают измеряемые величины.

По способу представления величин подразделяются на аналоговые и цифровые приборы.

Аналоговые приборы – это, как правило, стрелочные приборы с отсчетными устройствами, состоящими из двух элементов – шкалы и указателя, связанного с подвижной частью прибора. Показания таких приборов являются непрерывной функцией измерений измеряемой величины.

Цифровые измерительные приборы автоматически вырабатывают дискретные сигналы измерительной информации, которые представляют в цифровой форме. Отсчёт у них производится с помощью механических или электронных цифровых отсчетных устройств.

Цифровые измерительные приборы широко применяют для измерения электрических напряжений, частоты колебаний, параметров электрических и радиотехнических цепей и многих других величин. В последние годы они все чаще заменяют стрелочные приборы.

По способу образования показаний приборы подразделяют на показывающие и регистрирующие. Показывающие приборы, в свою очередь, подразделяются на аналоговые и цифровые приборы.

Цифровые измерительные приборы по сравнению с аналоговыми приборами имеют ряд достоинств: процесс измерения автоматизирован, что исключает возникновение погрешностей, обусловленных ошибками оператора; время измерения очень мало; результата измерений, выдаваемый в цифровой форме, легко фиксируется цифропечатающим устройством и удобен для ввода в электронно-вычислительную машину.

Регистрирующие измерительные приборы подразделяют на самопишущие (барографы, термографы, шлейфовые осциллографы), выдающие показания в форме диаграммы, и печатающие, которые выдают результат измерений в цифровой форме на бумажной ленте. Регистрирующие приборы находят широкое применение при измерении физических величин – параметров процессов или свойств объектов и динамических режимах, когда непрерывно изменяются те или иные условия измерения (температура, давление).

По типу вычислительного устройства суммирующие, интегрирующие и вычисляющие сложные функции.

Суммирующий измерительный прибор – измерительный прибор, показания которого функционально связаны с суммой двух или нескольких величин, подводимых к нему по различным каналам.

Интегрирующий измерительный прибор это прибор, в котором подводимая величина подвергается интегрированию по времени или по другой независимой переменной.

Измерительный преобразователь – средство измерений служащее для выработки измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Преобразуемая физическая величина называется входной, а результат преобразования – выходной величиной. Связь между входной и выходной величинами преобразователя устанавливается функцией преобразования.

Основное требование к измерительным преобразователям – точная передача информации, то есть минимальные потери информации, иначе говоря, минимальные погрешности. Измерительное преобразование – это отражение размера одной физической величины размером другой физической величины, функционально с ней связанной. На принципе измерительного преобразования построены практически все средства измерений, так как любое средство измерений использует те или иные функциональные связи между входной и выходной величинами. Понятие «измерительный преобразователь» более конкретно, чем «измерительное преобразование», так как одно и то же измерительное преобразование может быть выполнено рядом различных по принципу действия измерительных преобразователей. Например, измерительное преобразование температуры в механическое перемещение может быть выполнено ртутным термометром или биметаллическим элементом либо термопарой, преобразующей температуру в ЭДС, а ЭДС в перемещение указателя.

Как видно из рисунка 1.1, измерительные преобразователи могут быть классифицированы в зависимости от используемого метода измерения и способа представления величины совершенно аналогично измерительным приборам. Кроме того, принято различать измерительные преобразователи по расположению в измерительной системе и виду функции преобразования, представляющей собой зависимость сигнала измерительного преобразователя от измеряемой величины.

Измерительные преобразователь, к которому подведена измеряемая величина, называется первичным преобразователем (датчик), например термопара в термоэлектрическом термометре.

Промежуточный измерительный преобразователь это преобразователь, занимающий в измерительной цепи место после первого. Измерительный преобразователь, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измерительной информации, называется передающим, например индуктивный и пневматические передающие преобразователи.

Измерительный преобразователь, предназначенный для изменения величины в заданное число раз (по существу это усилитель сигнала измерительной информации), называется масштабным, например двигатели напряжений на входе вольтметров или электронных осциллографов, а также измерительные усилители.

Функционально измерительный преобразователь предназначен для формирования сигнала измерительной информации, связанной с измеряемой величиной некоторой заданной функцией.

Измерительные преобразователи являются составной частью измерительных приборов, различных измерительных систем, системы автоматического контроля или регулирования тех или иных процессов.

Измерительная установка – это совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенных в одном месте. Создания измерительных установок, называемых также измерительными стендами, позволяет наиболее рационально расположить все требуемые средства измерений и соединить их с объектами измерений для обеспечения наиболее высокой производительности труда на данном рабочем месте.

Средства измерений


Меры

Измерительные устройства

Измерительные установки

Измерительные системы


Однозначные

многозначные

Измерительные приборы

Измерительные преобразователи


По методу измерения

По способу представления величин

По способу представления показаний

По типу вычислительного устройства

По методу измерения

По способу представления величин

По положению в измерительн. системе

По функции преобразова-

ния


Прямого действия

Сравнения

Аналоговый

Цифровой

Показывающий

Регистрирующий

Суммирующий

Интегрирующий

Вычисляющий сложение функций

Прямого действия

Сравнения

Аналоговый

Цифровой показывающий

Первичный

Промежуточный

Передающий

Масштабный

Функциональный


Самопишущий

Печатающий



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Конспект лекций для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в теплоэнергетике)» 8 семестр

    Конспект
    Внедрение современных автоматизированных систем управления в теплоэнергетике является средством повышения эффективности объектов теплоэнергетики, безопасности работы технологического оборудования, улучшение экологических показателей.
  2. Краткий конспект лекций и методические указания к курсовой работе для студентов специальности: 270102 «Промышленное и гражданское строительство» заочной формы обучения Тюмень, 2010

    Конспект
    Матыс Е.Г. Экономика отрасли: краткий конспект лекций и методические указания к курсовой работе для студентов специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство» заочной формы обучения.
  3. Конспект лекций по курсу макроэкономика для студентов заочников факультета бухгалтерского учета (составитель Герасимович Л. Ю., Якимчук П. М.) Тема Введение в макроэкономику Предмет макроэкономики. Основные проблемы и цели макрорегулирования

    Конспект
    Термин макроэкономика введен в научный оборот сравнительно недавно, хотя элементы макроэкономического анализа применялись с начала развития экономической науки.
  4. Конспект лекций по Экологии Лекция 1

    Конспект
    Слово "экология" образовано от греческого ойкос, что означает " дом" или "жилище". В буквальном смысле экология -это наука об организмах "у себя дома".
  5. Конспект лекций по курсу «Национальная экономика»

    Конспект
    Национальная экономика - это структурированная в отраслевом и региональном пространствах экономическая деятельность в мас­штабах страны, регулируемая институциональной системой, отве­чающей складывающимся в этой стране экономическому,

Другие похожие документы..