热工测量及仪表.doc

热工测量及仪表第一章第一节一、测量的概念和测量的方法•不同的领域有不同的测量项目和测量特点热工测量是指在热工过程中对各种热工参数，如温度、压力、流量、物位等的测量（热力发电厂中，有时也把成分分析、转速、振动等列入）热力发电厂中，通过热工测量可以及时地反应热力设备系统的运行工况，为运行人员提供操作的依据，并且为热工自动控制准确及时地提供所需的信号因此，热工测量是保证热力设备安全、经济运行及实现自动控制的必要手段1、测量的定义:所谓测量，就是利益测量工具，通过实验的方法将被测量与同性质的标准量进行比较，以确定出被测量是标准多少倍数的过程人类为了取得各种事物之间的定量关系而进行的一种测量它通过某种测量系统和某些仪器获取被测量数值的过程2、测量方法：为了及时获得准确可靠的数据，必须根据行业的要求及被测对象的特点，选择合理的测量方法直接测量、间接测量和组合测量直接测量：就是将被测量直接与所选的标准量进行比较，或者用预先标定好测量仪表进行测量，从而直接得出测量值的方法，如尺测量长度，用玻璃管水位计测量水位等间接测量：通过直接测量与被测量有确定函数关系的其它各个变量，然后将所得的数值代入函数进行计算，而求得被测量值的方法。

如：用平衡容器测量汽包水位组合测量：在测量出几组具有一定函数关系的量值的基础上，通过解联立方程来求取被测量的方法如，在一定温度范围内铂电阻与温度的关系为（++t铂在°C时的电阻值铂在C时的电阻值A温度系数第二节二、热工测量仪表的组成与分类在热力发电厂中的热工参数，多数不能直接测量，是借助于一些物质的物理、化学性质的关联性进行2、测量仪表的组成热工仪表从其本质上，由三部分组成：♦感受部件♦连接部件（传输变换部件）♦显示部件被测对象感受元件仪表的分类传输变换部件显示部件测量值机械量（位移、转速）数字式积屏幕式测量仪表组成方框图按被测参数不同：温度、压力、流量、物位、仪表的用途：标准用、实验室用及工程用显示特点和功能：指示式、记录式、积算式、工作原理：机械、电气、化学、气动和液位安装地点：就地式、盘用仪表使用方式：固定式和便携式第三节测量误差及其种类一、测量误差及其种类测量误差：测量工作是一种实验工作，在测量过程，由于测量设备、测量技术，测量环境条件变化等因素影响，使得测量结果与被测量的真实值存在一定的偏差，这个偏差即为测量误差△=一A△为测量误差为测量结果卩为被测量的真值测量误差有三种表示方法：绝对误差：仪表的测量值与被测量的真实值之间的差值6=6――绝对误差测量值――真实值1. 相2对误差：是绝对误差与被测量的真实值之比相对误差=X1. 折3合误差：也称引用误差，是仪表的绝对误差与仪表的量程之比Y=X—仪表的量程2测量误差分三大类2. 系1统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得的结果的平均值与被测量值的真值之差。

特征：在相同的条件下，多次测量同一量值，该误差的绝对值和符号不变（恒值系统误差）；或者，条件改变时，误差按某一规律变化（变值系统误差）产生误差原因：仪表测量方法、测量系统本身不够完善仪表使用不当或外界条件变化等例如：仪表的零位变化，或量程未调好，仪表未在规定的温度下使用，安装不符合要求等在掌握了这些原因后，可以对仪表加以校对、正确的使用方法，或对测量仪表或测量系统进行完善，或对测量结果进行修正修正：因系统误差有一定规律性，可采取一定的技术措施，对测量结果进行修正，修正值随即误差在相同条件下，对同一量值进行多次反复测量时，出现绝对值和符号不确定的微小误差，这种误差称之为随即误差，也叫偶然误差原因：由于测量过程大量彼此独立的微小因素对测量的影响造成的，这些因素往往是未知的或难以控制的随机误差的大小表明了一个测量系统的测量“精密度”如果在一组等精密度测量中，绝对值越小，随机误差的出现率越高，也就是随机误差越小，表明该测量系统的测量“精密度”越高，2.3粗大误差（疏忽误差、过失误差）是指超出统计规律预期的误差原因：★测量方法不当或错误，★测量操作疏忽或失误，如：读错数或读错单位、计算错误，未按规程操作等上述情况，严重影响测量结果的真实性，我们把含有这样的误差称为坏值。

坏值是对测量没有任何意义的，必须从测量结果中剔除掉第四节仪表的质量指标及仪表的校验4.仪1表的质量指标4.1.仪1表的准确度（精确度）等级准确度是正确度和精确度的总称正确度表征系统误差的大小精确度表征随机误差的大小仪表的准确度是表示测量结果与被测真值之间的接近程度国家根据各仪表的设计制造质量不同，对每种仪表都规定了正常使用时允许其具有的最大误差即允许误差在仪表的整个量程范围内，各点示值的误差不能超过允许误差，否则该表为不合格仪表允许误差去掉％后取绝对值，为仪表的准确等级（又称精确度等级）在仪表的标尺或标牌上标有①即为仪表的准确等级为1级★仪表的允许误差=土准确度等级％例子：对某机组进行热效率试验，需用〜压力表来测量左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过土0.％5，试选择仪表的准确度等级解：仪表的允许绝对误差=0土%=土土0.5仪表的允许折合误差土X土仪表的准确度等级应选为级仪表的基本误差和附加误差在一般的标准条件下,仪表在全量程范围上各示值点的误差中,绝对值最大者叫做该仪表的基本误差如：某仪表在全量程上的各示值点的误差分别为0.、10.、1-50、.-20、.0.1，5则仪表的基本误差为-0。

2仪表的基本误差应小于或等于允许误差，否则，该仪表不合格附加误差：在规定的正常条件下工作，或由外界条件变动引起的额外误差，变差：在规定使用的条件下，使用同一仪表进行正、反行程测量时，在相同的示值点上，正、反行程测量值之差的绝对值称为该点刻度的变差产生原因：仪表的机械传动系统的摩擦、弹性原件的弹性滞后等变差是反映仪表精密程度的一个指标，仪表的变差应小于或等于仪表的一下误差，否则，该仪表不合格灵敏度：对被测量变化的反应能力仪表的校验A示值比较法用标准仪表与被校仪表同时测量同一参数，以确定被校仪表各刻度点的误差校验点一般取被校表上的整数刻度点，包括零点和满刻度点至少取五个点校表时，标准仪表的允许误差应不大于被校表允许误差的三分之一，量程大于或略大于被校表的量程B标准状态法利用某些物质的标准状态来校验仪表如：用水或各纯金属，利用物质的状态转变点温度来校验温度计思考题1、测量仪表主要由哪几部分组成？其各部分的作用是什么2、测量误差有几种表示方法？3、测量仪表的种类有哪些？4、何谓叫允许误差、准确度等级？5、评价仪表的质量标准有哪些？怎样才算合格？#第一节温度测量的基本知识一、温度测量1、温度：是表示物体冷热程度的物理量。

温度测量的作用：保证生产过程的安全和经济性2、温标用来衡量温度高低的标尺叫温度标尺，简称温标它是用数值表示温度的一整套规则温度的表示：国际上常用的温标为国际实用温标，国际温标即为热力学温标，符号为，单位为开尔文（），摄氏温度（°C）和热力学温度的关系：二、温度表的分类1、按测温方式分：接触式和非接触式两类★接触式：测温时温度计必须与被测物体直接接触，充分换热优点：简单、可靠、准确缺点：测温元件与被测介质需充分的热交换★非接触式是通过热辐射原理测量温度，感温元件不直接接触被测对象，用于测量0以上优点：测温元件不需与被测介质接触，测温范围广反应速度较快缺点：受发射率、测量距离，烟尘等影响，误差大2、常用测温仪表种类接触式：膨胀式（玻璃液体、双金属温度计）压力式（液态、气体、蒸汽）热电偶（铂铑-铂、镍鉻-镍硅等）热电阻（铂、铜、热敏）非接触式：辐射式（光学、辐射）红外线（光电探测、热敏探测）第二节膨胀式温度计一、膨胀式温度计：优点：结构简单、使用方便、测温准确度较高、测温范围广（~）、成本低廉按材质分有三大类，即液态膨胀式（玻璃液体温度计）、气体膨胀式（压力式温度计）、固体膨胀式（双金属温度计）优点：结构简单、使用方便、测温范围广（°C）准确度较高，成本低。

二、玻璃液体温度计1、是最常用的策问道仪器2、优点：结构简单、读书直观、使用方便、价格便宜测温范围广（C）3结构图4玻璃液态温度计的分类按结构分：棒式温度计、内标式温度计、外标式温度计按准确度等级分：标准温度计、高精密度温度计、工作用温度计（包括实验室用和工业用两种）工业用特殊用途温度计：金属防护套温度计电接点玻璃液态温度计最高温度计最低温度计第三节固体膨胀式温度计主要指双金属温度计:优点:结构简单、牢固可靠、维护方便、抗震性能好、价格低廉等缺点:准确度不高使用范围C工作原理是利用两种膨胀系数不同的材料制成,其中一端固定,另一端为自由端,当温度升高时,膨胀系数较大的金属片伸长较多,必然向膨胀系数较小的金属片一面弯曲变形温度越高产生的弯度越大结构：如图双金属温度计有杠式、螺旋式和盒式三种第四节压力式温度计1、分类：普通型和防腐型2适用于：压力式温度计适用于生产过程中之内的的非腐蚀性液体、气体和蒸汽的温度测量测量范围：°C电接点型压力式温度计能在工作温度达到和超过给定值时发出电讯号3特点：压力式温度计结构见P594、技术参数）时间常数：蒸汽（）（气体型））接点容量：（无感）最高工作电压：交流接点为上、下限。

3）工作环境温度：-10°摄+氏5度5第五节电阻式温度计1、电阻式温度计：是利用物质在温度变化时其本身的电阻也随着变化的特性来测量温度的2、分类按用途：标准电阻温度计和工业电阻温度计按结构：普通型、铠装型和薄膜按感温元件材料：金属热电阻温度计和半导体热敏电阻温度计3、金属热电阻温度计金属热电阻主要有铂电阻、铜电阻、镍电阻、铁电阻等3. 铂1电阻温度计P61主要有标准型和工业型两种特点：铂是一种贵金属，有较高的电阻率使用范围：一~°C3.1工.业1型铂电阻温度计简称为热电阻温度计，它分为普通型、铂膜型和铠装型热电阻结构图P623. 铜2电阻温度计优点：价格便宜，容易提纯与温度呈线性关系缺点：测温范围窄，C体积大，热惯性大铜丝属高导电材料，电阻率小4金属热电阻温度计的引线常用的引线方式有两线制、三线制和四线制5热电阻常见故障原因是短路和断路热电阻的选择a测温范围：b测温准确度c测温环境d成本热电阻的校验方法两种：比较法和两点法比较法：将标准水银温度计或标准铂电阻温度计一起插入恒温槽中，在需要或规定的几点稳定温度下读取标准温度计和背校温度计的示值进行比较两点法：冰点槽（）和水沸点槽（）第六节热电偶#。