常規(guī)儀表的分類

一、壓力儀表

二、溫度儀表

三、流量儀表

四、液位儀表

五、分析儀表

按功能分類:

指示類儀表包括就地顯示的壓力表、溫度表、液位計、流量計等。

開關(guān)類儀表常見的有溫度開關(guān)、壓力開關(guān)、流量開關(guān)、溫度開關(guān)、液位開關(guān)等。

變送器類儀表包括溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、液位變送器等。

定義

檢測儀表-----將檢測元件、變送器及顯示裝置統(tǒng)稱為檢測儀表。

一次儀表-----一般為將被測量轉(zhuǎn)換為便于計量的物理量所使用的儀表，即為檢測元件。一次測量儀表是與介質(zhì)直接接觸，是就地安裝的。

二次儀表-----將測得的信號變送轉(zhuǎn)換為可計量的標(biāo)準(zhǔn)電氣信號并顯示的儀表。即包括變送器和顯示裝置。

變送器是將傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀豢刂破髯R別的信號（或?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號，同時放大以便供遠方測量和控制的信號源，一般為4--20mA電流）的轉(zhuǎn)換器。

變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號轉(zhuǎn)換器。傳感器是接受輸入量的信息，并按一定規(guī)律將其裝換為同種或別種性質(zhì)輸出變量的裝置。轉(zhuǎn)換器是接受一種形式的信號并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為另一種形式輸出的裝置。

變送器主要有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器、液位變送器等。

一、 壓力儀表

壓力表:通過表內(nèi)的敏感元件的彈性形變，再由表內(nèi)機芯的轉(zhuǎn)換機構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至指針，引起指針轉(zhuǎn)動來顯示壓力。

壓力開關(guān)

壓力開關(guān)是一種簡單的壓力控制裝置，當(dāng)被測壓力達到額定值時，壓力開關(guān)可發(fā)出警報或控制信號。

壓力開關(guān)的工作原理是：當(dāng)被測壓力超過額定值時，彈性元件的自由端產(chǎn)生位移，直接或經(jīng)過比較后推動開關(guān)元件，改變開關(guān)元件的通斷狀態(tài)，達到控制被測壓力的目的。

二、溫度儀表

溫度儀表主要分為玻璃管溫度計、雙金屬溫度計、壓力式溫度計、熱電阻、熱電偶、溫度變送器、溫度開關(guān)、非接觸式溫度計等

按工作原理分：

分為膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶溫度計、熱電阻溫度計和輻射高溫計五類。

按測量方式分：

分為接觸式與非接觸式兩大類。前者測溫元件直接與被測介質(zhì)接觸，這樣可以使被測介質(zhì)與測溫元件進行充分地?zé)峤粨Q而達到測溫目的；后者測溫元件與被測介質(zhì)不相接觸，通過輻射或?qū)α鲗崿F(xiàn)熱交換來達到測溫的目的。

玻璃管溫度計：

這種溫度表非常簡單、普通。

目前高精度的往往使用在儀表校驗間實驗室內(nèi)。

由于價格便宜，目前工廠內(nèi)還有應(yīng)用。

雙金屬溫度計：利用不同金屬膨脹系數(shù)不同的原理，雙金屬片在不同的溫度會有不同的彎曲度，把這個彎曲度指示出來就能顯示溫度。由于熱膨脹系數(shù)不同，雙金屬片在溫度改變時，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。

壓力表式溫度計：壓力表式溫度計是根據(jù)在封閉容器中的液體、氣體或低沸點液體和飽和蒸汽，受熱后體積膨脹或壓力變化這一原理而制作的，并用壓力來測量這種變化，從而測得溫度。

壓力表式溫度計主要由以下三部分組成：

1. 溫包——溫包是直接與被測介質(zhì)相接觸來感受溫度變化的元件，因此要求它具有高的強度，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)和被測介質(zhì)的不同，溫包可用銅合金，鋼或不銹鋼來制造。

2.毛細管——它是用銅或鋼等材料冷拉成的無縫圓管，用來傳遞壓力的變化。

3.彈簧管——它就是一般壓力表用的彈性元件。

熱電阻是中低溫區(qū)常用的一種溫度檢測器。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。其中鉑熱電阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)儀。

熱電阻測溫原理：熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。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。

熱電偶是中高溫區(qū)常用的一種溫度檢測元件。它的主要特點是測量精度高，性能穩(wěn)定。

熱電偶的工作原理：

熱電偶溫度計由三部分組成：熱電偶(感溫元件)；電測部分（動圈儀表或電位差計）；連接熱電偶和測量儀表的導(dǎo)線（補償導(dǎo)線）。

熱電偶是由兩根不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料(如上圖中的A和B)焊接或絞接而成。焊接的一端稱為熱電偶的熱端(測量端或工作端)，和導(dǎo)線連接的一端稱為熱電偶的冷端 (自由端)。組成熱電偶的兩根導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱作熱電極。把熱電偶的熱端插入需要測溫的生產(chǎn)設(shè)備中，冷端置于生產(chǎn)設(shè)備的外面，如果兩端所處的溫度不同(譬如，熱端溫度為t，冷瑞溫度為to)，則在熱電偶回路中便會產(chǎn)生熱電勢E。該熱電勢E與熱電偶兩端的溫度t和to均E有關(guān)。如果保持t。不變，則熱電勢E只是被測溫度t的函數(shù)。用電測儀表測得E的數(shù)值后，便知道被測溫度t的大小。

溫度開關(guān)

傳統(tǒng)的溫度開關(guān)多為機械式，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。

非接觸式溫度計是靠紅外輻射,亮度,色差等方法感應(yīng)、比較，得出被測物件溫度。好處是可遙測，量程大，可測*溫物件。如紅外測溫計、亮度測溫計等。缺點是一般精度不高。但是作為工廠輔助測溫元件是*的。

三、流量儀表

渦輪流量計

孔板流量計（含一體化孔板流量計）

質(zhì)量流量計

轉(zhuǎn)子流量計

渦街流量計

超聲波流量計

電磁流量計

靶式流量計

按原理分：

力學(xué)：差壓式、浮子式、靶式、渦街等；

聲學(xué)：超聲波

電學(xué)：電磁流量計等

差壓式流量計

差壓流量計是由能將被測流量轉(zhuǎn)換成差壓信號的節(jié)流裝置 (包括節(jié)流元件和取壓裝置)、導(dǎo)壓管和差壓計或差壓變送器及其顯示儀表三部分所組成。在單元組合儀表中，由節(jié)流裝置所產(chǎn)生的差壓信號，通過差壓變送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號或氣信號，以供顯示、調(diào)節(jié)用。

由于差壓和流量呈平方根關(guān)系，故流量顯示儀表都配有開方裝置，以使流量刻度線性化。

在管道中流動的流體具有動能和位能，在一定條件下這兩種能量可以相互轉(zhuǎn)換，但參加轉(zhuǎn)換的能量總和是不變的。節(jié)流元件測量流量就是利用這個原理來實現(xiàn)的。在節(jié)流裝置中，應(yīng)用最多的是孔板、噴嘴、文丘利管等。

孔板流量計：充滿管道的流體，當(dāng)它們流經(jīng)管道內(nèi)的節(jié)流裝置時，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，所以孔板流量計可以通過測量壓差來衡量流體流量的大小。

儀表里標(biāo)準(zhǔn)的三種節(jié)流元件：

a: 孔板

b: 噴嘴

c: 文丘利管

轉(zhuǎn)子流量計又稱面積式流量計或恒壓降式流量計，也是以液體流動時的節(jié)流原理為基礎(chǔ)的一種流量測量儀表。但轉(zhuǎn)子流量計的精度受測量介質(zhì)的溫度、密度和粘度的影響，而且儀表必須垂直安裝。原理：轉(zhuǎn)子流量計是由一段向上擴大的圓錐形管子和密度大于被測介質(zhì)密度且能隨被測介質(zhì)流量大小上下浮動的轉(zhuǎn)子組成的。

當(dāng)液體自下而上流過時，轉(zhuǎn)子因受到液體沖擊而向上運動。隨著轉(zhuǎn)子的上移，轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)形流通面積增大，液體流速減低，沖擊作用減弱，直到液體作用在轉(zhuǎn)子上向上的推力與轉(zhuǎn)子在流體中的重力相平衡。此時，轉(zhuǎn)子停留在錐管中某一高度上。如果液體流量再增大，則平衡時轉(zhuǎn)子所處的位置更高；反之則相反。因此，根據(jù)轉(zhuǎn)子懸浮的高低就可測知液體流量的大小。

渦輪流量計：當(dāng)被測流體流過渦輪流量計傳感器時，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)動周期地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值。檢測線圈中磁通隨之發(fā)生周期性變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，即電脈沖信號，經(jīng)放大器放大后，送至顯示儀表顯示。

多普勒超聲波流量計為利用多普勒效應(yīng)工作。如附圖所示其通過對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。

電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第實驗中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。

四、液位料位儀表

差壓液位計

浮筒式液位計

磁翻板液位計

玻璃板液位計

鋼帶式液位計

雷達液位計

超聲波液位計

深度液位計

核輻射料位計

浮筒式液位計的檢測元件是沉浸在液體事的浮筒。它隨液位變化而產(chǎn)生浮力的變化，去推動氣動或電動元件，發(fā)出信號給顯示儀表，以指示被測液面的值。

圖示為浮筒式液位變送原理圖。當(dāng)液位發(fā)生變化時，浮筒1（又稱沉筒）本身的重力與所受的浮力的不平衡力，經(jīng)杠桿2傳至扭力管3，而扭力管產(chǎn)生轉(zhuǎn)角彈性變形，由心軸4傳出，經(jīng)推板5傳到霍爾片6，轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，經(jīng)功率放大后轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出，以遠傳給顯示儀表指示。

差壓式液位是利用容器內(nèi)的液位改變時，液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作的。

圖為差壓式液位計測量原理圖。當(dāng)差壓計一端接液相，另一端接氣相時，根據(jù)液體靜力學(xué)原理，有：

Pb=Pa ρgH

式中 H------液位高度

ρ------被測介質(zhì)密度

g--------被測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>

所以有：△P=Pb-Pa=ρgH

在一般情況下，被測介質(zhì)的密度和重力加速度都是已知的，因此，差壓計測得的差壓與液位的高度H成正比，這樣就把測量液位高度的問題變成了測量差壓的問題。