熱軋機(jī)儀表基礎(chǔ)知識(shí)

1、儀表基礎(chǔ)知識(shí),,第一章 儀表及自動(dòng)化的基本知識(shí),1·儀表及自動(dòng)化的產(chǎn)生和發(fā)展2·儀表的常用信號(hào)簡(jiǎn)介3·儀表的分類(lèi)4·儀表的工作原理,2024/3/17,2,,,儀表發(fā)展已有悠久的歷史。據(jù)《韓非子·有度》記載，中國(guó)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期已有了利用天然磁鐵制成的指南儀器，稱(chēng)為司南。古代的儀器在很長(zhǎng)的歷史時(shí)期中多屬用以定向、計(jì)時(shí)或供度量衡用的簡(jiǎn)單儀器。 　　　　17～18世紀(jì)，歐洲的一些物理學(xué)家開(kāi)

2、始利用電流與磁場(chǎng)作用力的原理制成簡(jiǎn)單的檢流計(jì)；利用光學(xué)透鏡制成的望遠(yuǎn)鏡，奠定了電學(xué)和光學(xué)儀器的基礎(chǔ)。其它一些用于測(cè)量和觀察的各種儀器也遂逐漸得到了發(fā)展。 　　　　19世紀(jì)到20世紀(jì)，工業(yè)革命和現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)促進(jìn)了新學(xué)科和新技術(shù)的發(fā)展，后來(lái)又出現(xiàn)了電子計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)等，儀器儀表因而也得到迅速的發(fā)展?，F(xiàn)代儀器儀表已成為測(cè)量、控制和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化必不可少的技術(shù)工具。,2024/3/17,3,,儀表的發(fā)展歷史：,工業(yè)自動(dòng)化儀表重點(diǎn)發(fā)展基于現(xiàn)場(chǎng)

3、總線技術(shù)的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表、特種和專(zhuān)用自動(dòng)化儀表；全面擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域，推進(jìn)儀器儀表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，完成自動(dòng)化儀表從模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，5年內(nèi)數(shù)字儀表比例達(dá)到60%以上；,2024/3/17,4,儀表發(fā)展的趨勢(shì),常規(guī)儀表的分類(lèi),一、壓力儀表二、溫度儀表三、流量?jī)x表四、液位儀表五、接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān)六、旋轉(zhuǎn)編碼器六、位移傳感器,2024/3/17,5,常用儀表的信號(hào),儀表常用的電信號(hào)包括：4—20mA

4、DC信號(hào)1—5VDC信號(hào)脈沖信號(hào)RTD（熱電阻）PT100信號(hào)mV信號(hào)(熱電偶),2024/3/17,6,2024/3/17,7,壓力儀表,現(xiàn)場(chǎng)壓力表電接點(diǎn)壓力表壓力變送器/差壓變送器壓力開(kāi)關(guān),2024/3/17,8,壓力儀表,現(xiàn)場(chǎng)壓力表，從表盤(pán)直徑看最常見(jiàn)的有60mm,100mm,150mm 三種規(guī)格。從接口看最常見(jiàn)的有M20X1.5, 1/2NPT, 法蘭連接（有法蘭尺寸和耐壓等級(jí)要求）,2024/3/17,9,電

5、接點(diǎn)壓力表一般有雙節(jié)點(diǎn)作為報(bào)警、或啟泵的條件。,壓力儀表,2024/3/17,10,壓力儀表,壓力變送器 最常見(jiàn)的分為電容式壓力變送器和單晶硅壓力變送器。其它還有擴(kuò)撒硅壓力變送器。目前主流壓力變送器主流幾乎都采用了智能協(xié)議。電容式壓力變送器：采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用且極穩(wěn)定的可變電容形式，可變電容由壓力腔上的膜片和固定在其上的絕緣電極所組成，當(dāng)感受到壓力變化時(shí)，膜片要產(chǎn)生微微的翹曲變形，從而改變了兩極的間距，采用獨(dú)特的檢測(cè)電路

6、測(cè)電容的微小變化，并進(jìn)行線性處理和溫度補(bǔ)償。傳感器輸出與被測(cè)壓力成正比的直流電壓或電流信號(hào)。精巧的結(jié)構(gòu)、高性能的材料及先進(jìn)的檢測(cè)電路的完美結(jié)合，賦予了電容式 壓力變送器以很高的性能。,2024/3/17,11,單晶硅諧振式傳感器：是一塊單晶硅芯片上采用微電子機(jī)械加工技術(shù)，在單晶硅芯片上制成兩個(gè)完全一致的H形狀的諧振梁，并以一定的頻率產(chǎn)生振動(dòng)。其諧振頻率取決于梁的長(zhǎng)度和張力，其梁的長(zhǎng)度已經(jīng)確定，而張力是隨壓力變化而變化。從而把壓力的變化轉(zhuǎn)

7、換成頻率的變化，對(duì)差壓采用頻率差分技術(shù)，并將頻率差信號(hào)直接輸出到CPU進(jìn)行運(yùn)算和A/D轉(zhuǎn)換。,2024/3/17,12,差壓變送器 一般使用來(lái)測(cè)量阻力、液位或者與流量節(jié)流元件配套使用測(cè)量流量?jī)x表。 該類(lèi)型儀表往往與三閥組或者五閥組配套使用。 目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用三閥組較為普遍。對(duì)于三閥組類(lèi)型的儀表有一個(gè)開(kāi)關(guān)投用程序。,投用三閥組：開(kāi)正壓閥，再關(guān)平衡閥，再開(kāi)負(fù)壓閥；關(guān)閉三閥組：關(guān)負(fù)壓閥，打開(kāi)平衡閥，關(guān)正壓閥。,

8、2024/3/17,13,壓力儀表—壓力開(kāi)關(guān),壓力開(kāi)關(guān)1、壓力開(kāi)關(guān)是一種簡(jiǎn)單的（壓力控制裝置），當(dāng)被測(cè)壓力達(dá)到額定值時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)可發(fā)出（警報(bào)或控制）信號(hào)。 2、壓力開(kāi)關(guān)的工作原理是：當(dāng)被測(cè)壓力超過(guò)額定值時(shí)，彈性元件的自由端（產(chǎn)生位移），直接或經(jīng)過(guò)比較后推動(dòng)（開(kāi)關(guān)元件），改變（開(kāi)關(guān)元件）的通斷狀態(tài)，達(dá)到控制被測(cè)壓力的目的。 3.壓力開(kāi)關(guān)采用的彈性元件有（單圈彈簧管）、（膜片）、（膜盒）及（波紋管）等。 開(kāi)關(guān)元件有（磁性開(kāi)關(guān)）、（水銀開(kāi)關(guān)

9、）、（微動(dòng)開(kāi)關(guān)）等。 4.壓力開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)形式有（常開(kāi)式）和（常閉式）兩種。 5、壓力開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)方式有（兩位式）和（三位式）兩種。 6.壓力開(kāi)關(guān)的參數(shù)可調(diào)，依實(shí)際使用壓力范圍調(diào)節(jié),2024/3/17,14,,溫度儀表,玻璃管溫度計(jì) 雙金屬溫度計(jì)　　壓力式溫度計(jì)　　熱電阻 熱電偶 溫度變送器　 溫度開(kāi)關(guān) 非接觸式溫度計(jì),2024/3/17,15,玻璃管溫度計(jì)：這種溫度表非常簡(jiǎn)單、普

10、通。目前高精度的往往使用在儀表校驗(yàn)間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。由于價(jià)格便宜，目前工廠內(nèi)還有應(yīng)用。,2024/3/17,16,由于兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時(shí)，兩面的熱脹冷縮程度不同，因此在不同的溫度下，其彎曲程度發(fā)生改變。利用這一原理，制成溫度計(jì)叫雙金屬溫度計(jì)。,雙金屬溫度計(jì),2024/3/17,17,壓力式溫度計(jì),壓力表式溫度計(jì)的測(cè)量原理 壓力表式溫度計(jì)是根據(jù)在封閉容器中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體和飽和蒸汽，受熱后體積膨脹或壓力

11、變化這一原理而制作的，并用壓力來(lái)測(cè)量這種變化，從而測(cè)得溫度。 壓力表式溫度計(jì)主要由以下三部分組成： 1.溫包——溫包是直接與被測(cè)介質(zhì)相接觸來(lái)感受溫度變化的元件，因此要求它具有高的強(qiáng)度，小的膨脹系數(shù)，高的導(dǎo)熱率以及抗腐蝕等性質(zhì)，根據(jù)所充工作介質(zhì)和被測(cè)介質(zhì)的不同，溫包可用銅合金，鋼或不銹鋼來(lái)制造。 2.毛細(xì)管——它是用銅或鋼等材料冷拉成的無(wú)縫圓管，用來(lái)傳遞壓力的變化。 3.彈簧管——它就是一般壓力表用的彈性元件。,2024/3/17,18,

12、熱電阻,熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)器。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱是阻的測(cè)量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。,熱電阻測(cè)溫原理： 熱電阻測(cè)溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來(lái)進(jìn)行溫度測(cè)量的。熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應(yīng)用最多的是鉑和銅。 我們這套液化天然氣項(xiàng)目中采用了大量的PT100型號(hào)的鉑熱電阻體。又分為單支、雙支。PT100類(lèi)型電阻體對(duì)應(yīng) 0

13、℃時(shí)阻值為100Ω。標(biāo)準(zhǔn)的熱電阻回路國(guó)內(nèi)一般采用三線制，采用三線制是為了消除連接導(dǎo)線電阻引起的測(cè)量誤差。這是因?yàn)闇y(cè)量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個(gè)橋臂電阻，其連接導(dǎo)線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環(huán)境溫度變化，造成測(cè)量誤差。采用三線制，將導(dǎo)線一根接到電橋的電源端，其余兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導(dǎo)線線路電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差。熱電阻將鉑熱電阻體的電阻信號(hào)

14、直接轉(zhuǎn)換為4~20mADC的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一體化儀表就是溫度變送器中比較常見(jiàn)的一種。,2024/3/17,19,熱電阻接線方式。,2024/3/17,20,熱電偶,熱電偶是中高溫區(qū)最常用的一種溫度檢測(cè)元件。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。熱電偶的工作原理 兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個(gè)執(zhí)著點(diǎn)1和2之間存在溫差時(shí)，兩者之間便產(chǎn)生電

15、動(dòng)勢(shì),因而在回路中形成一個(gè)大小的電流,這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來(lái)工作的。熱電偶按材料分最常用的為K型（4.096mV）K 鎳鉻--鎳硅 -200-+1000℃ ,E型(6.319mV),鎳鉻 銅鎳 -200-+700 ℃。,2024/3/17,21,如圖所示，兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。置于被測(cè)溫度為 t 的介質(zhì) 中，稱(chēng)為工作段，另一端為自由端，放在溫度為t0的恒定溫度下，當(dāng)工作段的被

16、測(cè)介質(zhì)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電勢(shì)也隨溫度發(fā)生一定規(guī)律的變化。,熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)，其大小只與電極材料與兩端的溫差有關(guān)，而與熱電極的長(zhǎng)度和直徑的粗細(xì)無(wú)關(guān)。采用熱電偶為測(cè)量元件的變送器稱(chēng)之為熱電偶溫度變送器。從外觀上看，熱電阻和熱電偶溫度變送器沒(méi)有太大的區(qū)別。,2024/3/17,22,熱電偶產(chǎn)生熱電勢(shì)的條件是兩熱電極材料相異、兩接點(diǎn)溫度相異。,2024/3/17,23,溫度變送器的作用:有人說(shuō)是測(cè)量溫度的，這是不對(duì)的。其作用是將檢

17、測(cè)的熱電偶或則熱電阻等溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的儀表信號(hào)如4-20mADC,或者1-5VDC.,2024/3/17,24,溫度開(kāi)關(guān),溫度開(kāi)關(guān)傳統(tǒng)的溫度開(kāi)關(guān)多為機(jī)械式，其分為：蒸氣壓力式溫控器、液體膨脹式溫控器、氣體吸附式溫控器、金屬膨脹式溫控器。目前我廠沒(méi)有使用該產(chǎn)品,2024/3/17,25,渦輪流量計(jì)孔板流量計(jì)（含一體化孔板流量計(jì)）質(zhì)量流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)渦街流量計(jì)超聲波流量計(jì)電磁流量計(jì)明渠流量計(jì),流量?jī)x表,楔形流量計(jì)靶

18、式流量計(jì),2024/3/17,26,在天然氣國(guó)際計(jì)量協(xié)會(huì)和中國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)里目前得到認(rèn)可的流量計(jì)只有三種：1、渦輪流量計(jì)： GB/T 21391-2008“用渦輪流量計(jì)測(cè)量天然氣流量”，主要參考標(biāo)準(zhǔn)是EN12261、AGA7號(hào)報(bào)告和ISO標(biāo)準(zhǔn)9952:1993 2、孔板流量計(jì)： GB/T 21446-2008“用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量天然氣流量”，主要參考標(biāo)準(zhǔn)是AGA3號(hào)報(bào)告和ISO5167:2003。3、超聲波流量計(jì)：GB/T 186

19、04-2001“用超聲流量計(jì)測(cè)量天然氣流量”，主要參考標(biāo)準(zhǔn)是AGA9號(hào)報(bào)告和ISO技 術(shù)報(bào)告12765。,天然氣計(jì)量,2024/3/17,27,流量計(jì),渦輪流量計(jì)：當(dāng)被測(cè)流體流過(guò)渦輪流量計(jì)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(cè)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(shì)，即電脈沖信號(hào)，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。 qv=f/K (7.1)

20、60; qm=qvρ (7.2)式中 qv,qm－分別為體積流量，m3/s，質(zhì)量流量，kg/s；f－流量計(jì)輸出信號(hào)的頻率，Hz；K－流量計(jì)的儀表系數(shù)，P/m3。,2024/3/17,28,孔板流量計(jì)：充滿(mǎn)管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時(shí)，流束將在節(jié)流裝置的節(jié)流件處形成局部收縮，從而使流速增加，靜壓力低，于是在節(jié)流件前后便產(chǎn)生了壓力降，即壓差，介質(zhì)流動(dòng)的流量越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的壓差就越大，所以孔板流量計(jì)可以通過(guò)測(cè)量壓差

21、來(lái)衡量流體流量的大小。這種測(cè)量方法是以能量守衡定律和流動(dòng)連續(xù)性定律為基準(zhǔn)的。,流量計(jì),2024/3/17,29,儀表里標(biāo)準(zhǔn)的三種節(jié)流元件：a: 孔板b: 噴嘴c: 文丘里管,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件，流體的流量與其差壓成（方根）關(guān)系Q=K*SQRT(P)其中P為差壓,2024/3/17,30,孔板的取壓口方向,1、節(jié)流裝置安裝在垂直管道上時(shí)，取壓口的位置在取壓裝置的平面上可任意選擇；2、節(jié)流裝置安裝在水平管道或傾斜管道上時(shí)，取壓口的

22、位置選擇取決于被測(cè)介質(zhì)的特性，見(jiàn)下圖：,問(wèn)題：如果孔板裝反了會(huì)有什情況發(fā)生？,2024/3/17,31,2、安裝基本要求①垂直度節(jié)流件上游端面與管道軸線的垂直度不大于1°。②不同軸度節(jié)流件應(yīng)與管道同軸。③直管段長(zhǎng)度節(jié)流裝置應(yīng)安裝在兩段有恒定橫截面積的圓筒形直管段之間，最短直管段長(zhǎng)度隨節(jié)流件形式、阻流件形式和直徑比而異。,2024/3/17,32,質(zhì)量流量計(jì),質(zhì)量流量計(jì),流體在旋轉(zhuǎn)的管內(nèi)流動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生一個(gè)力，

23、它是科里奧利在1832年研究水輪機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)的，簡(jiǎn)稱(chēng)科氏力。質(zhì)量流量計(jì)以科氏力為基礎(chǔ)，在傳感器內(nèi)部有兩根平行的T型振管，中部裝有驅(qū)動(dòng)線圈，兩端裝有拾振線圈，變送器提供的激勵(lì)電壓加到驅(qū)動(dòng)線圈上時(shí)，振動(dòng)管作往復(fù)周在振管周期振動(dòng)，工業(yè)過(guò)程的流體介質(zhì)流經(jīng)傳感器的振動(dòng)管，就會(huì)上產(chǎn)生科氏力效應(yīng)，使兩根振管扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，安裝在振管兩端的拾振線圈將產(chǎn)生相位不同的兩組信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)差與流經(jīng)傳感器的流體質(zhì)量流量成比例關(guān)系。計(jì)算機(jī)解算出流經(jīng)振管

24、的質(zhì)量流量。不同的介質(zhì)流經(jīng)傳感器時(shí)，振管的主振頻率不同，據(jù)此解算出介質(zhì)密度。安裝在傳感器器振管上的鉑電阻可間接測(cè)量介質(zhì)的溫度。,2024/3/17,33,2024/3/17,34,轉(zhuǎn)子流量計(jì),轉(zhuǎn)子流量計(jì),浮子流量計(jì),又稱(chēng)轉(zhuǎn)子流量計(jì),是變面積式流量計(jì)的一種 , 在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中 , 圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的 , 浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下運(yùn)動(dòng)，與浮子重量平衡后，通過(guò)磁耦合傳到

25、與刻度盤(pán)指示流量。一般分為玻璃和金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)。金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)是工業(yè)上最常用的，對(duì)于小管徑腐蝕性介質(zhì)通常用玻璃材質(zhì)，由于玻璃材質(zhì)的本身易碎性，關(guān)鍵的控制點(diǎn)也有用全鈦材等貴重金屬為材質(zhì)的轉(zhuǎn)子流量計(jì),2024/3/17,35,渦街流量計(jì),渦街流量計(jì),在流體中安放一個(gè)非流線型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離，釋放出兩串規(guī)則地交錯(cuò)排列的旋渦，且在一定范圍內(nèi)旋渦分離頻率與流量成正比的流量計(jì)。,2024/3/17,36,超聲波流量計(jì),超聲波

26、流量計(jì)依據(jù)測(cè)量原理常見(jiàn)的有兩類(lèi)： 時(shí)間差計(jì)量（傳播速度差法） 多普勒原理計(jì)量 右圖為丹尼爾超聲波流量計(jì)在中國(guó)非常具有代表性。,2024/3/17,37,2024/3/17,38,2024/3/17,39,2024/3/17,40,多普勒超聲波流量計(jì)為利用多普勒效應(yīng)工作。如附圖所示其通過(guò)對(duì)流體中顆粒與氣泡的反射，使得傳輸頻率被線性改變。其最終結(jié)果是發(fā)射器與接收器頻率之間的轉(zhuǎn)換，該值與流速存在直接關(guān)系。,超聲波流量計(jì),,20

27、24/3/17,41,電磁波流量計(jì),,電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第實(shí)驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過(guò)不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。,2024/3/17,42,電磁流量計(jì)用于測(cè)量導(dǎo)電液體介質(zhì)流量，介質(zhì)溫度不宜超過(guò)120度，壓力不宜超1.

28、6MPa，不宜在負(fù)壓狀態(tài)下使用，流速不得低于0.3m/s，被測(cè)介質(zhì)中不能含有較多的磁鐵性物質(zhì)和氣泡，被測(cè)流體基本無(wú)壓損，測(cè)量精度可達(dá)0.5%，量程比寬為20：1，其測(cè)量原理為法拉第電磁感應(yīng)定理。電磁流量計(jì)的基本測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。流量計(jì)的測(cè)量管是由內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管制作，兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上，其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙

29、向方波脈沖勵(lì)磁時(shí)，將在與測(cè)量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場(chǎng)，此時(shí)，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測(cè)量管，將切割磁力線，并感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E。電動(dòng)勢(shì)E正比于磁通量密度B，測(cè)量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動(dòng)勢(shì)E（流量信號(hào)）由電極檢出并通過(guò)電纜送至轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器將流量信號(hào)放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號(hào)，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。    其原理公式為：  &

30、#160;                                    

31、; E=KBDV    式中：    E -------- 為電極間的信號(hào)電壓（v）    B -------- 磁通密度（T）    D -------- 測(cè)量管內(nèi)徑（m）     V -------- 平均流速（m/s）,2024/3/17,43,差壓液位變

32、送器雙（法蘭液位計(jì)）靜壓式液位計(jì)電浮筒式液位磁翻板液位計(jì)玻璃板液位計(jì)鋼帶式液位計(jì)雷達(dá)液位計(jì)超聲波液位計(jì),液位料位儀表,2024/3/17,44,差壓液位變送器雙（法蘭液位計(jì)）,利用對(duì)測(cè)量介質(zhì)的兩點(diǎn)之間由于存在液位高度所產(chǎn)生的壓差進(jìn)行測(cè)量的變送器儀表。和測(cè)量阻力表幾乎一樣，只不過(guò)壓差范圍要小。雙法蘭屬于一種特殊的差壓變送器。,2024/3/17,45,靜壓式液位計(jì)（靜壓液位計(jì)/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器）是一種

33、測(cè)量液位的壓力傳感器．靜壓式液位計(jì)（液位計(jì)）是基于所測(cè)液體靜壓與該液體的高NIVELCO投入靜壓式液位計(jì)度成比例的原理，采用國(guó)外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（一般為4～20mA/1～5VDC）。,靜壓式液位計(jì),2024/3/17,46,磁翻板液位計(jì),根據(jù)浮力原理和磁性耦合作用原理工作的 。當(dāng)被測(cè)容器 中的液位升降時(shí)，液位計(jì)本體管中的磁性浮子也隨之升降

34、，浮子 內(nèi)的永久磁鋼通過(guò)磁耦合傳遞到磁翻柱指示器，驅(qū)動(dòng)紅、白翻柱 翻轉(zhuǎn)180°，當(dāng)液位上升時(shí)翻柱由白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，當(dāng)液位下降時(shí) 翻柱由紅色轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨?，指示器的紅白交界處為容器內(nèi)部液位的實(shí) 際高度，從而實(shí)現(xiàn)液位清晰的指示。,超聲波液位計(jì)是利用壓電 陶瓷產(chǎn)生超聲波，超聲波遇到 物體或液體的界面產(chǎn)生反射， 液位計(jì)測(cè)量反射時(shí)間來(lái)計(jì)算液、 物位，實(shí)現(xiàn)對(duì)物位和液位的非 接觸測(cè)量和控制。

35、 適用于各種惡劣和危險(xiǎn)環(huán)境下的液體和漿體。,超聲波液位計(jì),2024/3/17,48,音叉液位開(kāi)關(guān)的工作原理是通過(guò)安裝在音叉基座上的一對(duì)壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動(dòng)。當(dāng)音叉液位開(kāi)關(guān)的音叉與被測(cè)介質(zhì)相接觸時(shí)，音叉的頻率和振幅將改變，音叉液位開(kāi)關(guān)的這些變化由智能電路來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，處理并將之轉(zhuǎn)換為一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。,音叉液位開(kāi)開(kāi)關(guān),2024/3/17,49,一般來(lái)說(shuō)，接近開(kāi)關(guān)常見(jiàn)的有電容式、電感式和霍爾接近開(kāi)關(guān)三種電容式傳感器可用無(wú)接觸的方式

36、來(lái)檢測(cè)任意一個(gè)物體。與只能檢測(cè)金屬物的電感式傳感器比較，電容式傳感器也可以檢測(cè)非金屬的材料電感式接近開(kāi)關(guān)必須檢測(cè)金屬材料?；魻柦咏_(kāi)關(guān)由霍爾原件組成，有低能耗，無(wú)損性長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。 接近開(kāi)關(guān)有個(gè)技術(shù)指標(biāo)為檢測(cè)距離或者說(shuō)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作距離。這個(gè)參數(shù)可以根據(jù)不同的應(yīng)用進(jìn)行選擇。如果是檢測(cè)距離不定，而需要一個(gè)大概的范圍，推薦使用接近傳感器。1、電感式接近開(kāi)關(guān)工作原理電感式傳感器由三大部分組成：振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路。

37、振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)金屬目標(biāo)接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)距離時(shí)，在金屬目標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以至停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,50,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,51,2 、電容式接近開(kāi)關(guān)的工作原理電容式接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很象“打開(kāi)的”電容器電極，該兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)電容

38、，串接在RC振蕩回路內(nèi)。電源接通時(shí)，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一目標(biāo)朝著電容器的電靠近時(shí)，電容器的容量增加，振蕩器開(kāi)始振蕩。通過(guò)后級(jí)電路的處理，將振和振蕩兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，從而起到了檢測(cè)有無(wú)物體存在的目的。該傳感器能檢測(cè)金屬物體，也能檢測(cè)非金屬物體，對(duì)金屬物體可以獲得最大的動(dòng)作距離，對(duì)非金屬物體動(dòng)作距離決定于材料的介電常數(shù)，材料的介電常數(shù)越大，可獲得的動(dòng)作距離越大。3 、霍爾開(kāi)關(guān)的工作原理磁式開(kāi)關(guān)是接近開(kāi)關(guān)，它（甚至透過(guò)非黑色金屬

39、）響應(yīng)于一個(gè)永久的磁場(chǎng)。作用距離大于電感接近開(kāi)關(guān)。響應(yīng)曲線與永久磁場(chǎng)的方向有關(guān)。當(dāng)一個(gè)目標(biāo)（永久磁鐵或外部磁場(chǎng)）接近時(shí)，線圈鐵芯的導(dǎo)磁性（線圈的電感量L是由它決定的）變小，線圈的電感量也減小，Q值增加。激勵(lì)振蕩器振蕩，并使振蕩電流增加。器振蕩，并使振蕩電流增加。,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,52,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,53,光電開(kāi)關(guān)（光電傳感器）是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由

40、同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。工作原理如圖1所示。多數(shù)光電開(kāi)關(guān)選用的是波長(zhǎng)接近可見(jiàn)光的紅外線光波型。圖2是德國(guó)SICK公司的部分光電開(kāi)關(guān)外型圖。輸出形式：分NPN二線、NPN三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、PNP四線、AC二線、AC五線（自帶繼電器），及直流NPN/PNP

41、/常開(kāi)/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,54,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,55,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,56,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,57,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,58,接近開(kāi)關(guān)，光電開(kāi)關(guān),2024/3/17,59,2024/3/17,60,2024/3/17,旋轉(zhuǎn)光電編碼器,2024/3/17,光電編碼器，又稱(chēng)光電角位置傳感器。是集成

42、光—機(jī)—電為一體的數(shù)字測(cè)角裝置，主要是以高精度計(jì)量光柵為檢測(cè)元件，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換，將軸的機(jī)械角位移信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字代碼，用他可以實(shí)現(xiàn)角位移、角速度、和角加速度及其他物理量的精確測(cè)量,輸出信號(hào)與計(jì)算機(jī)相連接,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字測(cè)量與數(shù)字控制,而且與其他同類(lèi)用途的傳感器相比，具有精度高、測(cè)量范圍廣、使用可靠、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。因此已普遍應(yīng)用在雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床和高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，是自動(dòng)化設(shè)備理想的角度傳

43、感器。,編碼器的前身,接近開(kāi)關(guān)-（齒輪傳感器）,接近傳感器的安裝,接近傳感器的信號(hào)輸出,光電編碼器的基本部件,電氣輸出短路保護(hù)反極性保護(hù)放大電路抗干擾電路等數(shù)據(jù)輸出 增量/絕對(duì)值,機(jī)械系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)軸安裝法蘭+附件軸承系統(tǒng)支架外殼,數(shù)據(jù)掃描系統(tǒng)LED光源&光敏電阻/永磁&霍爾元件增量碼盤(pán)/絕對(duì)值碼盤(pán)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),光電編碼器,光電編碼器讀出原理,,,,,,,,,,,,,,,發(fā)光二極管,光電二極管

44、,,輸出型號(hào),柵格,慮光鏡,碼盤(pán),光電編碼器,光電編碼器結(jié)構(gòu)原理,絕對(duì)值和增量編碼器的區(qū)別 -----碼盤(pán)的不同是本質(zhì)的區(qū)別,增量編碼器,絕對(duì)值編碼器,傳送在一轉(zhuǎn)中每一步的唯一的位置信息位置信息一直可用,即使在掉電或電源出現(xiàn)故障時(shí)一般應(yīng)用于角度測(cè)量及往復(fù)運(yùn)動(dòng)在卷?yè)P(yáng)機(jī)和探尺控制中一般作為位置反饋,一般用來(lái)測(cè)試速度與方向在卷?yè)P(yáng)機(jī)和探尺控制中一般作為電機(jī)的速

45、度反饋也可以用角度測(cè)量，但在掉電或電源出現(xiàn)故障時(shí)位置信息丟失,增量編碼器顯示速度與旋轉(zhuǎn)方向顯示角度位置(脈沖累計(jì))角度測(cè)量時(shí)，如果電源出現(xiàn)故障,所有的位置信息丟失分辨率通過(guò)每轉(zhuǎn)多少脈沖表示,增量編碼器脈沖盤(pán)設(shè)計(jì)圖增量信號(hào)可以達(dá)到10’000 脈沖/圈 A/ B/ 0通道 ＋ 反相同道0脈沖參考信號(hào)編碼器碼盤(pán)的設(shè)計(jì):一般采用以下3種材質(zhì) 玻璃碼盤(pán)適宜于高精度,鎳和塑料碼盤(pán)適宜于中等精度,通道Z,增量編

46、碼器輸出信號(hào)：3通道信號(hào)在雙通道編碼器的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)零位信號(hào)，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位一般測(cè)長(zhǎng)度使用該信號(hào)，測(cè)速一般不使用該信號(hào)。 信號(hào)輸出如圖： 可以測(cè)試速度 可以測(cè)試旋轉(zhuǎn)方向 可以定位,,,Incremental Encoders,,絕對(duì)值編碼器應(yīng)用于角度測(cè)量及往復(fù)運(yùn)動(dòng)的測(cè)量在0…360°的每一個(gè)角度位置

47、傳輸一個(gè)唯一的信號(hào) (單圈)在測(cè)量的圈數(shù)中，每一圈，每一個(gè)位置都有唯一的信號(hào)（多圈）即使在掉電或者電源出現(xiàn)故障時(shí),位置信息一直可用.不必復(fù)零 !碼盤(pán)材質(zhì)一般為玻璃或高分子材料！,,,,,,,,,數(shù)據(jù)盤(pán)設(shè)計(jì)圖絕對(duì)輸出信號(hào)分辨率達(dá)到18BIT的絕對(duì)信號(hào)格雷碼與二進(jìn)制碼輸出ASIC光電編碼,01111100,,絕對(duì)值單圈和多圈編碼器單圈絕對(duì)編碼器傳輸一圈內(nèi)唯一的信號(hào) (0…360°)單轉(zhuǎn)的位置來(lái)源于碼盤(pán)或霍爾傳感

48、器多圈絕對(duì)編碼器傳輸完整的一圈后繼續(xù)計(jì)數(shù).計(jì)數(shù)靠電池緩沖記憶多圈絕對(duì)編碼器一般范圍可達(dá)到4096轉(zhuǎn)，單圈分辨率8196（25位）.,鋰電池,霍爾傳感器,磁簧繼電器,光電絕對(duì)多圈編碼器,位移傳感器,2024/3/17,75,位移傳感器,磁致伸縮線性位移/液位傳感器的檢測(cè)機(jī)理基于傳感器核心檢測(cè)元件—磁致伸縮波導(dǎo)絲與游標(biāo)磁環(huán)間的魏德曼效應(yīng)。  測(cè)量時(shí)，電子倉(cāng)中的激勵(lì)模塊在敏感檢測(cè)元件（磁致伸縮波導(dǎo)絲）兩端施加一查詢(xún)脈沖，該脈

49、沖以光速在波導(dǎo)絲周?chē)纬芍芟虬才喹h(huán)形磁場(chǎng)，該環(huán)形磁場(chǎng)與游標(biāo)磁環(huán)的偏置永磁磁場(chǎng)發(fā)生耦合作用時(shí)，會(huì)在波導(dǎo)絲的表面形成魏德曼效應(yīng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波，扭轉(zhuǎn)波以聲速由產(chǎn)生點(diǎn)向波導(dǎo)絲的兩端傳播，傳向末端的扭轉(zhuǎn)波被阻尼器件吸收，傳向激勵(lì)端的信號(hào)則被檢波裝置接收，電子倉(cāng)中的控制模塊計(jì)算出查詢(xún)脈沖與接收信號(hào)間的時(shí)間差，再乘以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力波在波導(dǎo)材料中的傳播速度（約2830m/s），即可計(jì)算出扭轉(zhuǎn)波發(fā)生位置與測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)間的距離，也即游標(biāo)磁環(huán)在該瞬時(shí)相對(duì)于測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)間的