Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Казанский государственный технологический университет

А.Р. Герке, В.П. Ившин, М.Ю. Перухин, С.А. Семичёв, А.В. Фафурин, А.И. Хайрутдинов

Технические средства контроля в системах управления технологическими процессами

Учебное пособие

Казань 2007

А.Р. Герке, В.П. Ившин, М.Ю. Перухин, С.А. Семичёв, А.В. Фафурин, А.И. Хайрутдинов

Технические средства контроля в системах управления технологическими процессами Учебное пособие

2 0 0 7

УДК 681.2: 66 (075.8)

Технические средства контроля в системах управления технологическими процессами: Учеб.пособие. / А.Р. Герке, В.П. Ившин, М.Ю. Перухин, С.А. Семичёв, А.В. Фафурин, А.И. Хайрутдинов;Казан. гос. технол. ун-т. 2007, 76с.

Предложен учебный материал в помощь студентам всех специальностей, проходящим лабораторный практикум на кафедре АИТ КГТУ по дисциплине “Системы управления химико-технологическими процессами”.

Подготовлено на кафедре автоматизации и информационных технологий КГТУ.

Табл. 4. Ил.37. Библиогр.: 9 назв.

Рецензенты: нач. отд. эталонов и эталонных средств измерений расхода газа ФГУП ВНИИР канд.техн.наук В.М. Красавин; доц. каф. АИТ В.В. Кузьмин

 Казанский государственный технологический университет

2007

СОДЕРЖАНИЕ

1. Контроль давления………………..…………………………...8

1.1. Определение понятия «давление», и соотношение между единицами давления………………………….…………………...…8

1.2. Классификация приборов для измерения давления по виду измеряемого давления.………………………………………….…...9

1.3. Классификация приборов для измерения давления по принципу действия…………………………………….…….…..…10

1.4. Классификация пружинных приборов для измерения давления по типу чувствительного элемента………………………………………………………….….11

1.5. Понятие «поверка» рабочего измерительного прибора….….11

1.6. Классификация погрешностей измерения……………………11

1.6.1. Случайная погрешность……………..………………...…12

1.6.2. Систематическая погрешность………..……………..…..12

1.6.3. Грубые погрешности……..…………………………..…..13

1.7. Абсолютная, относительная, приведённая погрешности измерительного прибора. Вариация показаний прибора………...14

1.8. Класс точности приборов…………………….………………..15

1.9. Устройство, принцип действия и область применения приборов с упругими чувствительными элементами…...…….…16

1.10. Возможные источники систематических погрешностей приборов с упругим чувствительным элементом……………..….17

1.11. Устройство и принцип действия грузопоршневого манометра МП – 60…………………………..………….………….18

1.12. Устройство и принцип действия датчика давления «Сапфир-22 ДИ»…………………………………………………....20

2. Контроль температуры………………….………...…………22

2.1. Термоэлектрические преобразователи……………….……....22

2.1.1. Принцип измерения температуры термоэлектрическим методом. Конструкция термопары……………………..….......22

2.1.2. Типы стандартных термопар и диапазоны изменяемых температур для каждого их вида……………………………….23

2.1.3. Термопреобразователи с унифицированным токовым выходным сигналом. (ТХАУ)……………………………...…...25

2.1.4. Применение термоэлектродных проводов и их свойства………………………………………………………….25

2.1.5. Измерительные приборы применяемые комплексно с термопарами для измерения температуры…………...…….….26

2.1.6. Принцип действия магнитоэлектрического милливольтметра………………………………………………..26

2.1.7. Схема, исключающая, влияние отклонений температуры свободного спая термопары на показания милливольтметра, электронного потенциометра…………………………………..28

2.1.8. Сущность нулевого (компенсационного) метода измерения ТЭДС………………………………………………...29

2.1.9. Назначение всех элементов электронной функциональной схемы автоматического потенциометра…...31

2.2. Термопреобразователи сопротивления……….………..34

2.2.1. Принцип работы термопреобразователя сопротивления…………………………………...……………...34

2.2.2. Устройство платиновых и медных термопре-образователей сопротивления. Диапазон измеряемых темпе-ратур для каждого типа термопреобразователя сопро-тивления………………………………………………………....36

2.2.3. Отличие терморезисторов от металлических термопреобразователей сопротивления……………………….38

2.2.4. Градуировка термопреобразователя сопротивления. Градуировки технических платиновых и медных термо-преобразователей сопротивления……..………………..…..….38

2.2.5. Измерительные приборы, применяемые в комплекте с термопреобразователями сопротивления………………..........40

2.2.6. Уравновешенные мосты……………….……………...….42

2.2.7. Преимущества трехпроводной схемы подсоединения термопреобразователя сопротивления…………………….......43

2.2.8. Автоматический уравновешенный мост. Назначение основных элементов схемы. Принцип работы прибора…….……………….…..44

2.2.9. Неуравновешенные мосты……………..………………...46

2.2.10. Термопреобразователи с унифицированным токовым выходным сигналом.( ТСПУ, ТСМУ)…………………………47

3. Контроль расхода………………………………..……………49

3.1.Физический смысл понятий «расход» и «количество»……....49

3.2. Приборы для измерения расхода и количества вещества……………………………………………………..………49

3.3. Основные принципы измерения расхода…………………….50

3.4. Классификация приборов для измерения расхода и количества……………………………………………………….….51

3.5. Градуировочная характеристика средств измерения………..52

3.6. Сущность измерения расхода по методу переменного перепада давления…………………………………….……………53

3.6.1. Типы сужающих устройств, регламентированные РД 50-213-80…………………………………………………….55

3.6.2. Схема установки для определения расхода воды методом переменного перепада давлений…………………….57

3.6.3. Источники возможных погрешностей комплекта – расходомера при измерении расхода методом переменного перепада давлений………………………………………………60

3.7. Расходомеры обтекания…….………………………….……...61

3.7.1. Устройство и принцип действия промышленного поплавкового расходомера типа РЭ…………………………...63

3.7.2. Схема установки для определения расхода посредством расходомера постоянного перепада давления и его градуировки……………………………………..……………....64

3.8. Кориолисовы (массовые) расходомеры…………………..66

4. Контроль уровня……………………….……………………..68

4.1. Методы измерения уровня жидкости, применяемые в химической промышленности……………………………….…….68

4.2. Принцип работы гидростатического уровнемера. Дифманометр типа ДМ…………………………………….………69

4.3. Принцип работы емкостного уровнемера……….…...………71

4.4. Методы измерения сыпучих сред……………………….……72

4.5. Радарные измерители уровня…………………………….…...72

Библиографический список………………………………………75