仪表在自动化中应用非常广泛,但是仪表的定义却没有规范化,在日常工作中经常有以下几种称呼:
1.一次仪表
一次仪表是自动检测装置的部件(元件)之一,又称测量仪表。它带有感受元件,用以感受被测介质参数的变化;或具有标尺,指示读数;或没有标尺,本身不指示读数。图1-10所示为一次仪表(液位计)。
在生产过程中,对测量仪表往往采用按换能次数来定性的称呼,能量转换一次的称一次仪表,转换两次的称二次仪表。以热电偶测量温度为例,热电偶本身将热能转换成电能,故称一次仪表,若再将电能用电位计(或毫伏计)转换成指针移动的机械能时,进行第二次能量转换就称为二次仪表。换能的次数超过两次的往往都按两次称呼,如孔板测量流量,孔板本身为一次仪表,差压变送器没有称呼,而指示仪表则叫做二次仪表。
2.二次仪表
二次仪表是自动检测装置的部件之一,用以指示、记录或计算来自一次仪表的测量结果(见图1-11)。二次仪表接受的标准信号一般有三种:
①气动信号,0.02~0.10kPa;
②Ⅱ型电动单元仪表信号,DC 0~10mA;
③Ⅲ型电动单元仪表信号,DC 4~20mA。
也有个别的不用标准信号,一次仪表发出电信号,二次仪表直接指示,如远传压力表等。二次仪表通常安装在仪表盘上,按安装位置又可分为盘装仪表和架装仪表。
3.控制仪表
控制仪表是自动控制被控变量的仪表。它将测量信号与给定值比较后,对偏差信号按一定的控制规律进行运算,并将运行结果以规定的信号输出。工程上将构成一个过程控制系统的各个仪表统称为控制仪表。而在化工生产中,又称为控制器或调节仪表,它是将被控变量按一定精确度自动控制在设定值附近的化工仪表。它把需要控制的被控变量的测量值与要求的设定值进行比较,得出偏差,按照一定的函数关系(称为控制规律)发生控制作用,操纵控制阀或其他执行器以实现对生产过程的控制。在化工生产中常见的被控变量有温度、流量、压力、液位和成分等。图1-12所示为控制仪表的一种——PID温控仪。(www.xing528.com)
图1-10 一次仪表(液位计)
图1-11 二次仪表
图1-12 控制仪表(PID温控仪)
控制仪表的分类有以下三种:
1)常规的控制仪表内部用模拟信号联系和运算,故称模拟控制仪表,也称调节器。控制仪表内部用数宇信号联系和运算的,称为数宇式控制仪表,也称数宇调节器。
2)按控制仪表使用能源可分为电动、气动和液动三种。
3)按结构又可分为基地式和单元组合式两种。基地式的特点在于仪表的所有部件之间,以不可分离的机械结构相连接,装在一个箱壳之内,利用一台仪表就能解决一个简单自动化系统的测量、记录、控制等全部问题,如温度控制器、压力控制器、流量控制器、液位控制器等。单元组合式控制器包括变送、调节、运算、显示、执行等单元,其特点在于仪表由各种独立的单元组合而成,单元之间采用统一化标准的电信号(4~20mA或0~10mA)或气压信号(0.02~0.1MPa)联络。根据不同要求,可把单元以任意数量组成各种简单的或复杂的控制系统。常用的有电动单元组合式和气动单元组合式控制仪表。
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