08 3-3 选择检测、变送器.pptx

第1页：检测与变送器选择的意义

3选择检测、变送器

• 被控参数(变量)以及其它一些参数、变量的检测和将测量信号传送至控制器(调节器或计算机)是设计过程控制系统中的重要一环。
• 对被控参数迅速、准确地测量(准确地反映实际变化情况)是实现高性能控制的重要前提。
• 检测与变送设备主要根据被检测参数的性质与系统设计的总体考虑来决定。

第2页：测量误差对系统输出的影响

测量误差对系统输出的影响

单回路系统框图，给出含测量变送环节的闭环传递函数并说明Kc很大时输出与给定之比。

准确度要求、响应速度要求的不同

本页主体为图示（封面、公式推导、框图或曲线），源文件未提取到成段文字，上述标注与要点请以原课件图片为准。

第3页：测量误差的结论与对策

当存在测量误差即当Km＝Km0+ΔKm(Km0为测量元件的标称放大系数)时，被控参数与给定值间不再具有固定的对应关系(差一个系数)，而将随测量误差ΔKm的值而变动。所以我们常说，高质量的控制离不开高质量的测量。解决措施：根据系统指标的要求，选择测量误差小的测量元件，选择不同精度的传感器。结论：

第4页：测量滞后与传送滞后

可能选择快速响应的测量元件与变送设备

• 检测与变送器都有一定的时间常数，造成所谓的测量滞后与传送滞后问题。
• 如热电偶温度检测需要建立热平衡，因而响应较慢，产生测量滞后；又如气动组合仪表中，现场测量元件与控制室调节器间的信号通过管道传输则产生传送滞后。

第5页：快速响应元件的选用

测量滞后与传送滞后使测量值与真实值(被控参数)之间产生差异。如果控制(调节)器按此失真的信号发出控制命令，就不能有效地发挥校正作用，就不能达到预期的控制要求。

• 为克服其不良影响，在系统设计中，应尽可能选用快速测量元件并尽量减小信号传送时间(如缩短气动传输管道)，一般选其时间常数为控制通道时间常数的1/10以下为宜。

第6页：测量位置引起的纯滞后

正确采用微分超前补偿1测量位置引起的纯滞后•测量信号不能及时反映被控量的实际值•引入微分环节无效，相反还会增加系统的不稳定因素•纯滞后较大时——复杂系统2）测量元件滞后(检测元件本身的时间常数引起的动态误差)例：测温时，存在热阻，热容，本身具有一定的时间常数，因而测温元件的输出总是滞后于被控变量的变化，从而引起幅值的降低和相位的变化。

第7页：微分超前补偿的做法

微分超前补偿的做法

微分补偿页，给出变送器后串微分单元使输出与输入呈正比以消除测量滞后的动态误差。

变送器输入变送器微分环节变送器输出微分单元连接示意图P(s)Km(TDs1)T(s)Tms1TDTmP(s)KmT(s)输出与输人间呈简单的正比关系

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第8页：微分超前使用的注意

但微分超前控制的使用要慎重，因为要使TD=Tm是极为困难的，而微分作用将放大测量、变送回路中的高频噪声干扰，使系统变得不稳定。

• 微分作用对于纯滞后是无能为力的。因为在纯滞后时间里参数变化的速度等于零，微分单元不会有输出，当然起不到超前控制作用。

第9页：测量点位置的选择与安装

合理选择测量点位置并正确安装主要着眼于尽可能减小参数测量滞后与传送滞后，同时也要考虑安装方便。焙烧炉合适检测点示意图9例：生产硫酸的硫铁矿焙烧，在一、二次风的助燃下焙烧硫铁矿，产生的SO2气体从炉顶排出，炉膛温度与SO2浓度有一定的对应关系，因而测量温度能反应SO2的浓度变化。但由于焙烧炉炉膛庞大，一般沿炉膛安装有几支热电偶，经验表明，在近炉膛上部的温度检测点的温度能较正确地反应SO2的浓度变化，且响应最快。因此选择此检测点是最适合的。

第10页：测量信号的校正与噪声抑制

对测量信号作必要的处理

• 测量信号校正（校准，标零）在检测某些过程参数时，测量值往往要受到其它一些参数的影响，为了保证其测量精度，必须要考虑信号的校正问题。
• 测量信号噪声(扰动)的抑制在测量某些参数时，由于其物理或化学特点，常常产生具有随机波动特性的过程噪声。若测量变送器的阻尼较小，其噪声会叠加于测量信号之中，影响系统的控制质量，所以应考虑对其加以抑制。

第11页：测量信号的线性化处理

(3)对测量信号进行线性化处理

• 检测某些过程参数时，测量信号与被测参数之间成某种非线性关系。这种非线性特性，一般由测量元件所致。通常线性化措施在仪表内考虑或测量信号送人计算机后通过数字运算来线性化。
• 如热电偶测温时，热电动势与温度是非线性的，当配用DDZ—Ⅲ型温度变送器时，其输出的测量信号就已线性化了，即变送器的输出电流与温度成线性关系。因此是否要进行线性化处理，具体问题要作具体分析。