传感器及其自动检测

传感器及其自动检测第一页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS§8－1

检测仪表的基本概念一、检测仪表的组成传感数据处理显示记录转换放大检测仪表的组成框图第二页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS二、检测仪表的分类1．按被测参数的不同来分

机械量测量仪表温度测量仪表压力测量仪表流量测量仪表物位测量仪表工业分析仪表，如：转速表、加速度计等

，如：PH计、溶解氧测定仪等第三页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS温度测量仪表ESCORT－20温度测试仪手持式红外测温仪第四页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS压力测量仪表机械式压力表数字压力表第五页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS流量测量仪表电磁流量计超声波流量计第六页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS物位测量仪表防爆超声波液位计智能型雷达物位仪第七页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS机械量测量仪表如：转速表、加速度计等手持式数字转速表加速度计第八页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS工业分析仪表如：PH计、溶解氧测定仪等便携式PH计9010便携式溶解氧测定仪第九页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS2．按检测原理或检测元件的不同来分

弹簧管压力表超声波流量计等等活塞式压力计靶式流量计转子流量计电磁流量计第十页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS弹簧管压力表活塞式压力计第十一页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS3．按仪表输出信号的特点与形式来分开关报警式：如，一氧化碳报警器数字式：检测仪表的输出信号是离散的数字量远传变送式：这类检测仪表常称为变送器，是一种单元组合式仪表

模拟式：检测仪表的输出信号是连续变化的模似量。如，各种指针式仪表以及笔式记录仪表等

第十二页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS家用一氧化碳报警器指针式仪表数字式仪表第十三页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS三、变送器

变送器是从传感器发展而来的，凡能输出标准信号的单元组合式仪表就称为变送器。

1．气动变送器

气动浮筒液位变送器气动压力变送器第十四页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS

2．电动变送器

电动变送器能将各种被测参数变换成0～10mA或4～20mA直流电流的统一标准信号，以便传送给自动控制系统中的其他单元。一体化温度变送器热电偶／热电阻温度变送器模块

数显温度计第十五页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS压力变送器各种压力变送器智能压力差压变送器多功能差压变送器第十六页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS§8－2

常用检测仪表一、温度检测仪表

温度检测仪表大多是把热电偶、热电阻测得的温度信号正比地转变为直流信号输出，并以单元组合仪表出现，即温度变送器。

目前我国生产的温度变送器输出信号多为4～20mA，输出为0～10mA的变送器也有少量生产。

第十七页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESSSBWR系列热电偶／热电阻温度变送器模块外形图安装接线图

第十八页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESSSBWR系列热电偶／热电阻温度变送器模块主要技术指标：①测量精度：±0.1%、±0.2%、±0.5%；⑦可具有防爆特性：本质安全型iaⅡCT4②负载电阻：0～600Ω；③冷端补偿误差：＜1℃～2℃/K、E、J、S、B；④电源、输出二线制：24VDC、4～20mA；⑤环境温度：-25℃～+85℃；⑥电源：24VDC（特殊声明可采用12VDC供电）；

第十九页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS主要技术指标：SM320手枪式红外测温仪⑧重量：220克①测量范围：－32～320℃(－25～608℉)；②测量精度：±2℃（±4℉）或±2%；③分辨力：0.1℃（0.1℉）；④响应时间：500ms；⑤使用环境：0～50℃（32～122℉），10～90%RH；⑥电源：9V6F22；⑦外型尺寸：155×56×187mm；第二十页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS二、压力检测仪表

压力或差压检测仪表通常是将测量的现场压力或差压信号转换成标准的信号输出，即压力、差压变送器。其检测方式有电容式、压阻式、电感式、振动频率式等。1151系列电容压力/压差变送器外形图第二十一页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS（2）量程、零点外部连续可调；1151系列电容压力/压差变送器的主要特点：（1）具有高精度、高可靠性、稳定性好；（3）小型、重量轻、坚固抗振；（4）量程、零点外部连续可调；（5）正迁移可达500％；负迁移可达600％；（6）单向过载保护特性好；（7）防爆结构，全天候使用。第二十二页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS1151系列电容压力/压差变送器的主要功能参数

：（1）使用对象：液体、气体和蒸气（2）测量范围：0～0.1kPa至0～40MPa

（3）输出信号：4～20mADC

（4）供电电源：12～45VDC，一般为24VDC

（5）静压和过载压力：4、10、25、32MPa

（6）量程和零点：外部连续可调第二十三页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS三、流量检测仪表新型流量仪表的类型及采用的原理一览表产品类型原理涡轮流量计动量矩守恒原理涡街流量计流体动力学原理压差流量计金属管浮子流量计超声波流量计超声原理热式流量计热力学原理质量流量计动力学原理第二十四页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS结构原理图1.典型流量仪表的结构及原理外形图（1）涡街流量计（也叫漩涡流量计）第二十五页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS外形图结构原理图（2）电磁流量计第二十六页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS外形图结构原理图（3）质量流量计第二十七页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS玻璃转子流量计（4）其他流量计超声波流量计第二十八页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS液体流量计微波固体流量计第二十九页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS2.流量仪表的选用

（1）按流量计对被测介质的适用性选择

由于流量仪表的原理结构特点不同，因而有不同的物理特性和适用场合。为了使用好流量仪表，选用时必须考虑以下要求及条件：

（2）按照流量范围或流量刻度选用（3）按照工艺要求及流量参数变化选择（4）按照安装要求选用第三十页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS

物位检测仪表用于测控物料的位置。四、物位检测仪表液体物位：液位和界面物位固体物位（料位）

：粉料位、颗粒料位和块料位第三十一页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS1．电容物位仪

主要特点：AM90系列电容物位仪

①能够测量强腐蚀性的液体，如酸、碱、盐、污水等。②可测量高温、高压介质；过程温度－40～220℃；过程压力－0.1～4.0MPa

第三十二页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESSAM90系列电容式物位仪技术指标：①电源：24V.DC±10%;②输出：4～20mA（三线制）;③测量介质：相对介电常数ε＞1.6;④功耗：≤3W;⑤精度：0.5%FS;⑥环境温度：－30～70℃;⑦环境湿度：0～95%RH;⑧测量范围：0～1000pF

第三十三页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESSAM90系列电容式物位仪应用：①化工厂：检测涤纶、氨纶、酸、碱等化工原料的液位②环保：检测污水液位③锅炉厂：检测压力容器内介质的液位④液力机械：检测润滑油液位⑤粮食部门：检测食用油液位⑥油田：检测成品油液位⑦油漆厂：检测油漆液位第三十四页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS2．超声波物位计

主要特点：一体化超声波液位计外形图

①连续液位测量，最大量程12m;②安装方便，启动简单;③编程可用红外手持编程器;④ETFE或PVDF传感器抗化学腐蚀;⑤专利的声智能信号处理;⑥很高的信/噪比第三十五页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS7ML5221一体化超声波液位计主要技术指标：7ML5221一体化超声波液位计产品应用：①分辨率

≤3mm;②精度：量程的0.15%或6mm，取其较大值;③重复性

≤3mm;④盲区

0.25M;⑤刷新时间≤5s;⑥温度补偿：整个温度范围内的补偿功能◆供水、水处理行业的液位测量◆化工储罐的液位测量第三十六页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS3．其他物位检测仪表磁致伸缩液位计光导电子液位仪防爆音叉料位发讯器（电阻式物位仪表）第三十七页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS§8－3常用物理量检测的故障判断

故障现象：温度指示不正常，偏高或偏低，或变化缓慢甚至不变化等。

一、温度检测故障的判断

在排除热电偶和补偿导线极性接反、热电偶或补偿导线不配套等因素后可以按以下思路逐步进行判断和检查。第三十八页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS检查温度变送器、控制系统输入口

检查热电偶接线盒

测量mV信号

抽出热电偶检查

检查自由端温度是否变化

检查补偿导线是否绝缘、老化检查工艺因素

温度检测故障的判断流程

第三十九页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS二、流量检测故障的判断故障现象：流量指示不正常，偏高或偏低。以电动差压变送器为例（1151DP、1751DP）：◆在处理故障时应向工艺人员了解故障情况，了解工艺情况。如：被测介质情况，机泵类型，简单工艺流程等第四十页，共四十五页，2022年，8月28日普通高等教育“十一五”国家级规划教材《传感器与自动检测技术》吴旗主编高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPR