仪表知识丨每周掌握5个仪表知识点，小白变大神（一）

一、差压变送器的检测元件为什么要做成膜盒结构，用单膜片行不行？

因为膜盒组件在使用的差压范围内，具有很好的灵敏度和线性，而当差压超过使用范围时，即单向过载时，膜盒不但不坏，而且也极少有影响；由于膜盒内充有硅油，它除了传递压力之外，还有限尼作用，所以仪表输出平稳；而单膜片尽管加工方便，灵敏度高，但它不能耐单向过载，所以绝大部分差压变送器采用膜盒。

二、表中弹簧管为什么要做成扁圆形的？

压力表中弹簧管都是由一根弯成270度圆弧状、截面呈椭圆形的空心金属管制成。因为椭圆形截面在介质压力作用下，将趋向圆形，使弯成圆形的弹簧管随之产生向外挺直扩张的变形，使弹簧管的自由端产生位移，并且其自由端位移和被测压力之间在某范围内有一定的线性关系。因此，弹簧管自由端的位移量，通过适当放大，就能指示出被测介质压力的大小。

三、三阀组的起动、停运顺序？对于蒸汽流量变送器和带负迁的液位变送器在操作中需注意什么？

▼起动顺序：

打开正向阀➪关闭平衡阀➪打开负压阀

▼停运的顺序：

关闭负向阀➪打开平衡阀➪关闭正向阀

对于蒸汽流量计和带负向迁移的液位计来说，在起动或停运三阀组的操作过程中，不可有正、负压阀和平衡阀同时打开的状态，即使开着的时间很短也是不允许的。在三个阀都开着的情况下，负压侧冷凝器里的凝结液或隔离罐里的隔离液将会流失，导致仪表指示不准，甚至被迫停运。

四、为什么电磁流量计对接地要求高，接地应注意什么？

★由于传感器的输出信号很小，通常只有几毫伏。为了提高仪表抗干扰能力，输入回路中的零电位必须接地，以大地电位为零电位，这是传感器接地的充分条件。 接地不良或没接地线会导致外界干扰信号，导致电磁流量计AD转换器采样出错，报错形式有：空管、信号为零或信号出现负值。

★传感器输出信号的接地点应与被测介质电气连接，这是电磁流量计工作的必要条件。 如不满足这个条件，电磁流量计就不能正常工作，这是传感器的信号回路决定的。当流体切割磁力线产生流量信号时，是以流体本身作为零电位的，一个电极上的产生正电势，另一个电极上产生负电势，不断交替变化。因此，转换器输入端中点（信号电缆屏蔽层）必须与流体共处于零电位且导通，这样才能构成对称的输入回路。转换器的输入端中点是通过传感器输出信号的接地点与被测流体电气连通的。

★对于以大地电位为参考电位，与大地的连接问题，由于一般金属管道都与大地连通，流动介质通过金属管道与大地电气连接，所以这一点一般均能满足。

因此，电磁流量计并不要求非单独设置接地装置不可，尤其是小口径电磁流量传感器，但单独设置接地装置有利于仪表的可靠运行。也就是说，对于电磁流量计的接地问题必须有一个正确的认识，要重视，但又不能盲目地过分强调。

总的来说：电磁流量计信号较弱，满量程时仅2.5~8mv，流量很少时仅几微伏，外界略有干扰就会影响测量精度，因此，变送器外壳、屏蔽线、测量导管以及变送器的管道都要接地，并要单独设置接地点，绝不能连接在电机、电器等公用地线或上下水管道上。转换器部分已通过电缆接地，故勿再接地，以免地电位不同而引入干扰。

五、热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿?有哪些补偿方法？各适用于什么场合？

热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。因此，常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响，如冷端恒温法、冷端温度校正法、补偿导线法、补偿电桥法。

冷端恒温法

一般热电偶定标时冷端温度以0℃为标准。因此，常常将冷端置于冰水混合物中，使其温度保持为恒定的0℃。在实验室条件下，通常把冷端放在盛有绝缘油的试管中，然后再将其放入装满冰水混合物的保温容器中，使冷端保持0℃。

冷端温度校正法

由于热电偶的温度分度表是在冷端温度保持在0℃的情况下得到的，与它配套使用的测量电路或显示仪表又是根据这一关系曲线进行刻度的，因此冷端温度不等于0℃时，就需对仪表指示值加以修正。如冷端温度高于0℃，但恒定于t0℃,则测得的热电势要小于该热电偶的分度值，为求得真实温度，可利用中间温度法则，即用下式进行修正：

E（t,0）= E（t,t1）+ E（t1,0）

补偿导线法

为了使热电偶冷端温度保持恒定（最好为0℃），可将热电偶做的很长，使冷端远离工作端，并连同测量仪表一起放置到恒温或温度波动比较小的地方。但这种方法使安装使用不方便，而且可能耗费许多贵重的金属材料。因此，一般使用一种称为补偿导线的连接线将热电偶冷端延伸出来。这种导线在一定温度范围内（0～150℃）具有和所连接的热电偶相同的热电性能，若是用廉价金属制成的热电偶，则可用其本身的材料作为补偿导线，将冷端延伸到温度恒定的地方。

*补偿导线在使用中注意事项

（1）补偿导线的选择

补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,k型偶应该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20～100℃,宽范围的为-25～200℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。

（2）接点连接

与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度一致。与仪表接线端连接处尽可能温度一致,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。

（3）使用长度

因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果使用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的信号失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。

根据我们的经验,通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,如果超过15米,建议使用温度变送器进行传送信号。温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送,抗干扰强。

（4）布线

补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方,也尽可能采用交叉方式,不要平行。

（5）屏蔽补偿导线

为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但是一定要将屏蔽层严格接地,否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用,反而增强干扰。

补偿电桥法

补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。补偿电桥现已标准化。不平衡电桥（即补偿电桥）是由电阻R1、R2、R3和RCu组成。其中R1=R2=R3=1 ；Rs是用温度系数很小的锰铜丝绕制而成的；RCu是由温度系数较大的铜线绕制而成的补偿电阻，0℃时，RCu=1 ；Rs的值可根据所选电偶的类型计算确定。此桥串联在热电偶测量回路中，热电偶冷端与电阻RCu感受相同的温度，在某一温度下（通常取0℃）调整电桥平衡，使R1=R2=R3=RCu。当冷端温度变化时，RCu随温度改变，破坏了电桥平衡，产生一不平衡电压△U，此电压则与热电势相叠加，一起送入测量仪表。适当选择Rs的数值，可是电桥产生的不平衡电压△U在一定温度范围内基本上能补偿由于冷端温度变化而引起的热电势变化值。这样，当冷端温度有一定变化时，仪表仍然可给出正确的温度示值。