Giáo trình kiểm nhiệt tự động hóa ( Hoàng Minh Công ) - Chương 1 docx

§¹i häc ®µ n½ng
Tr−êng ®¹i häc b¸ch khoa
Hoµng Minh C«ng
















Gi¸o tr×nh
KiÓm nhiÖt tù ®éng ho¸

§µ N½ng - 2006

Lời mở đầu

Trong công nghiệp luyện kim, nhiều quá trình công nghệ tiến hành trong
điều kiện nhiệt độ cao hoặc rất cao và sử dụng nhiều thiết bị sử dụng chất lu (chất
lỏng, khí và hơi) yêu cầu khống chế nhiệt độ chặt chẽ cũng nh thờng xuyên đo
kiểm các thông số áp suất, thành phần môi trờng khí Do vậy đo và kiểm tra nhiệt
độ cũng nh các thông số công nghệ khác có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc
đảm bảo điều khiển quá trình công nghệ theo theo yêu cầu, đảm bảo chất lợng sản
phẩm và an toàn cho thiết bị. Đo và kiểm tra cũng đóng vai trò quan trọng trong việc
tự động hóa các quá trình sản xuất.

Nhờ các tiến bộ của khoa học và công nghệ trong lĩnh vực vật liệu, thiết bị
điện tử và tin học, các thiết bị đo và kiểm tra tự động nói chung cũng nh đo và
kiểm tra nhiệt độ nói riêng ngày càng có nhiều chủng loại với tính năng sử dụng và
độ tin cậy khi làm việc cao, đáp ứng nhu cầu đa dạng của sản xuất. Thiết bị đo và
kiểm tra có thể là một dụng cụ đo đơn giản gồm một đầu đo và bộ phận hiển thị
hoặc là cả một hệ thống phức tạp gồm các cảm biến, các bộ chuyển đổi tín hiệu đo,
truyền kết quả đi xa, xử lý số liệu Trang bị những kiến thức cơ bản về kiểm nhiệt
cũng nh đo, kiểm tra các thông số và chỉ tiêu công nghệ là hết sức cần thiết, giúp
cho sinh viên tiếp thu tốt các môn học chuyên ngành cũng nh vận dụng vào thực tế
sản xuất sau này.
Đối với sinh viên ngành cơ khí - luyện cán thép, môn học Kiểm nhiệt và tự
động hoá là một môn học bắt buộc trong chơng trình đào tạo. Giáo trình đợc biên
soạn theo nội dung môn học gồm 8 chơng, đề cập đến những vấn đề chủ yếu về kỹ
thuật đo nói chung, thiết bị đo và kiểm tra nhiệt độ, thiết bị đo và kiểm tra các thông
số và chỉ tiêu công nghệ quan trọng trong các quá trình luyện kim.
Do nội dung giáo trình bao quát rộng, tài liệu tham khảo hạn chế và trình độ
có hạn của ngời biên soạn nên chắc chắn giáo trình không tránh khỏi sai sót. Tác
giả mong muốn nhận đợc sự góp ý của bạn đọc và đồng nghiệp để giáo trình đợc
hoàn thiện hơn. Các nhận xét, góp ý xin gửi về Khoa Cơ khí Trờng Đại học Bách
Khoa, Đại học Đà Nẵng.
Tác giả

Mục lục
Chơng 1. Các khái niệm và đặc trng cơ bản trong đo lờng
1.1. Khái niệm và phân loại phơng pháp đo 5
1.1.1. Phép đo 5
1.1.2. Phân loại phơng pháp đo 5
1.2. Sai số của phép đo 6
1.2.1. Sai số 6
1.2.2. Các loại sai số 7

1.2.3. Phơng pháp đánh giá sai số 9
1.3. Thiết bị đo và phân loại 10
1.3.1. Thiết bị đo 10
1.3.2. Phân loại thiết bị đo 11
1.4. Đo và kiểm tra trong công nghệ luyện kim 12
Chơng 2. Đo nhiệt độ
2.1. Khái niệm chung 14
2.1.1. Nhiệt độ và thang đo nhiệt độ 14
2.1.2. Phơng pháp đo nhiệt độ 17
2.2. Nhiệt kế giản nỡ 18
2.2.1. Nguyên lý đo 18
2.2.2. Các loại nhiệt kế giản nở 18
2.3. Nhiệt kế điện trở 19
2.3.1. Nguyên lý đo 19
2.3.2. Các loại nhiệt kế điện trở 21
2.4. Cặp nhiệt ngẫu 29
2.4.1. Hiệu ứng nhiệt điện 29
2.4.2. Vật liệu chế tạo cực 31
2.4.3. Các cặp nhiệt ngẫu dùng trong công nghiệp 33
2.4.4. Mạch đo và dụng cụ thứ cấp 34
2.5. Hỏa kế 40
2.5.1. Hỏa kế bức xạ toàn phần 40
2.5.2.
Hỏa kế quang 41

-131-
2.6. Các phơng pháp đo nhiệt độ khác 43
Chơng 3. Đo áp suất
3.1. áp suất và phơng pháp đo áp suất 45
3.1.1. áp suất và đơn vị đo 45

3.1.2. Phơng pháp đo áp suất 46
3.2. áp kế sử dụng dịch thể 48
3.2.1. Vi áp kế kiểu phao 48
3.2.2. Vi áp kế kiểu chuông 49
3.2.3. Vi áp kế bù 50
3.2.4. áp kế vành khuyên 51
3.3. áp kế đàn hồi 52
3.3.1. áp kế lò xo 52
3.3.2. áp kế màng 54
3.3.3. áp kế ống trụ 55
3.3.4. áp kế kiểu đèn xếp 56
3.4. áp kế điện 57
3.4.1. áp kế áp trở 57
3.4.2. áp kế áp điện 58
3.4.3. áp kế điện dung 59
3.4.4. áp kế điện cảm 60
Chơng 4. Đo lu lợng
4.1. Khái niệm chung 64
4.1.1. Lu lợng và đơn vị đo 64
4.1.2. Ph
ơng pháp đo lu lợng 64
4.2. Lu lợng kế đo lu lợng theo thể tích 64
4.2.1. Lu lợng kế kiểu bánh răng 64
4.2.2. Lu lợng kế kiểu cánh 66
4.3. Lu lợng kế đo lu lợng theo tốc độ 67
4.3.1. Nguyên lý đo 67

-132-
4.3.2. Lu lợng kế kiểu tuabin hớng trục 67
4.3.3. Lu lợng kế kiểu tuabin tiếp tuyến 68

4.4. Lu lợng kế đo lu lợng theo độ giảm áp biến đổi 69
4.4.1. Nguyên lý đo 69
4.4.2. Thiết bị thu hẹp 71
4.4.3. Sơ đồ thiết bị đo 72
4.5. Lu lợng kế đo lu lợng theo độ giảm áp không đổi 75
4.6. Lu lợng kế điện từ 76
Chơng 5. Phân tích khí
5.1. Khái niệm và phơng pháp phân tích 78
5.1.1. Khái niệm 78
5.1.2. Phơng pháp phân tích 78
5.2. Phơng pháp phân tích điện 78
5.2.1. Phân tích khí theo độ dẫn nhiệt của chất khí 78
5.2.2. Phân tích khí theo sự cháy của các cấu tử cần phân tích 80
5.2.3. Phân tích khí theo độ từ thẩm của khí 81
5.2.4. Phân tích khí theo khả năng hấp thụ bức xạ 82
5.3. Phơng pháp quang phổ định l
ợng 84
Chơng 6. Đo một số chỉ tiêu công nghệ
6.1. Đo nồng độ ion H
+
85
6.1.1. Nguyên lý đo 85
6.1.2. Thiết bị đo 86
6.2. Đo nồng độ chất điện ly 88
6.2.1. Nguyên lý đo 88
6.2.2. Thiết bị đo 89
6.3. Đo tỉ trọng 90
6.3.1. Phơng pháp đo theo áp suất 90
6.3.2. Phơng pháp dùng đồng vị phóng xạ 91
6.4. Đo và phát hiện mức 92

6.4.1. Đo mức bằng phơng pháp thuỷ tĩnh 92
6.4.2. Đo mức bằng phơng pháp điện 94
6.4.3. Đo mức bằng phơng pháp bức xạ 95

-133-
6.5. Đo độ ẩm 96
6.5.1. Đo độ ẩm vật liệu rời 97
6.5.2. Đo độ ẩm của khí 97
Chơng 7. Truyền kết quả đi xa
7.1. Truyền xa kiểu điện trở 103
7.1.1. Phơng pháp biến đổi điện trở 103
7.1.2. Phơng pháp dùng logomet 104
7.2. Truyền xa kiểu từ cảm 104
7.2.1. Dùng cầu cân bằng cảm ứng 104
7.2.2. Dùng biến thế vi sai 105
7.3. Truyền xa kiểu đồng bộ 106
Chơng 8. Cảm biến thông minh
8.1. Cấu trúc của một cảm biến thông minh 109
8.2. Các khâu chức năng của cảm biến thông minh 110
8.2.1. Chuyển đổi chuẩn hoá 110
8.2.2. Bộ dồn kênh MUX 112
8.2.3. Bộ chuyển đổi tơng tự - số 114
8.3. Các thuật toán xử lý trong cảm biến thông minh 116
8.3.1. Tự động khắc độ 116
8.3.2. Xử lý tuyến tính hoá từng đoạn 117
8.3.3. Gia công kết quả đo 119
Tài liệu tham khảo 129
Mục lục 131

-134-




-135-
Chơng 1
Các khái niệm và đặc trng cơ bản trong đo lờng
1.1. Khái niệm và phơng pháp đo
Trong công nghiệp, nhiều quá trình công nghệ đòi hỏi phải tiến hành trong
những điều kiện công nghệ (nh nhiệt độ, áp suất, lu lợng, thành phần môi
trờnggọi chung là thông số công nghệ) cần khống chế trong một giới hạn nhất
định. Đo và kiểm tra các thông số công nghệ cho phép ngời thực hiện biết đợc
trạng thái của quá trình, từ đó tác động để đảm bảo sự hoạt động bình thờng của hệ
thống thiết bị cũng nh đạt đợc hiệu quả kinh tế và chất lợng sản phẩm theo yêu
cầu. Đối với các hệ thống tự động, đo và kiểm tra thông số công nghệ là khâu không
thể thiếu đảm nhận sự cung cấp tín hiệu cần thiết cho quá trình điều khiển hoạt động
của thiết bị. Do vậy đo và kiểm tra có tầm quan trọng rất lớn trong công nghiệp nói
chung cũng nh trong lĩnh vực luyện kim nói riêng.
1.1.1. Phép đo
Thực chất của phép đo là đem so sánh đại lợng cần đo với một đại lợng khác
đã đợc chuẩn hóa. Ví dụ để đo chiều dài của một vật, ngời ta so sánh chiều dài

cần đo với chiều dài của một vật chuẩn theo quy ớc bằng một mét, đo khối lợng
một vật, ngời ta đem so sánh khối lợng cần đo với khối lợng của một vật chuẩn
có khối lợng theo quy ớc bằng một lilôgam
1.1.2. Ph
ơng pháp đo
Căn cứ vào nguyên tắc đo, ngời ta chia các phơng pháp đo thành ba loại:
phơng pháp đo trực tiếp, phơng pháp đo gián tiếp và phơng pháp đo kết hợp.
- Phơng pháp đo trực tiếp: đem đại lợng cần đo so sánh trực tiếp với đại
lợng chuẩn cùng bản chất, ví dụ nh đo chiều dài, đo khối lợng,
- Phơng pháp đo gián tiếp: là phép đo mà kết quả nhận đợc dựa trên cơ sở
đo các số liệu có liên quan với đại lợng cần đo theo một quan hệ nhất định, ví dụ
nh đo nhiệt độ thông qua sự đo sức điện động của cặp nhiệt ngẫu.
- Phơng pháp kết hợp: kết hợp cả hai phơng pháp trên.
Khi đo gián tiếp, đối với mỗi dụng cụ đo phải xây dựng đợc quan hệ giữa đại
lợng đo đợc s (còn gọi là đại lợng đầu ra hay đáp ứng) và đại lợng cần đo m
(còn gọi là đại lợng đầu vào hay kích kích). Quan hệ trên đợc biểu diễn dới dạng

-5-
hàm số đại số s = F(m) hoặc bằng đồ thị gọi chung là đờng cong chuẩn của dụng
cụ đo. Để thiết lập đờng cong chuẩn ngời ta dùng các phơng pháp chuẩn dụng cụ
đo đợc tiến hành bằng cách đo giá trị của đại lợng đầu ra (s) ứng với một loạt giá
trị đã biết chính xác của đại lợng đầu vào (m).

Đờng cong chuẩn cho phép xác định mọi giá trị của m từ s trong phạm vi đo.
Để dễ sử dụng ngời ta thờng chế tạo dụng cụ đo sao cho có sự liên hệ tuyến tính
giữa biến thiên đầu ra s và biến thiên đầu vào m:
s
s
m
2
m
1
m
m
x
m
s
2
s
1
s
x
a)
b)
Hình 1.1 Đờng cong chuẩn dụng cụ đo
a) Xâ
y
d
ự
n
g
đờn

g
con
g
chuẩn b) Sử d
ụ
n
g
đờn
g
con
g
chuẩn

m.Ss =
Trong đó S là độ nhạy của dụng cụ đo.

s




m

Hình 1.2 Đờn
g
con
g
chuẩn tu
y
ến tính của dụn

g
cụ đo

1.2. Sai số của phép đo
1.2.1. Sai số
Trong thực tế, do nhiều nguyên nhân khác nhau, khi đo ta không thể xác định
chính xác giá trị thực của đại lợng cần đo (giá trị cần đo) mà chỉ nhận đợc giá trị
gần đúng của nó (giá trị đo). Hiệu số giữa giá trị đo m và giá trị cần đo A đợc gọi
là sai số tuyệt đối của phép đo:

-6-

(1.1)
Am =
Do không thể xác định đợc A nên không thể tính đợc sai số của phép đo theo
công thức (1.1) . Bởi vậy, sai số của phép đo chỉ có thể đánh giá một cách ớc tính.
1.2.2. Các loại sai số
Khi đánh giá ngời ta phân chúng thành hai loại: sai số hệ thống và sai số ngẫu
nhiên.
a) Sai số hệ thống
Sai số hệ thống là sai số mà giá trị và quy luật đã biết trớc và có thể phát hiện
bằng cánh kiểm tra dụng cụ đo bằng dụng cụ mẫu. Với một giá trị cho trớc của đại
lợng cần đo, sai số hệ thống có thể không đổi hoặc thay đổi chậm theo thời gian.
Sai số hệ thống thờng có nguyên nhân do sự hiểu biết sai lệch hoặc không
đầy đủ về dụng cụ đo hay do điều kiện sử dụng không tốt, dới đây là những nguyên
nhân thờng gặp của sai số hệ thống:
- Sai số do giá trị của đại lợng chuẩn không đúng: thí dụ điểm 0 của dụng
cụ đo bị lệch khỏi vị trí, sai lệch của nhiệt độ chuẩn cặp nhiệt Sai số dạng này có
thể giảm đợc bằng cách kiểm tra kỹ càng các thiết bị phụ trợ trong mạch đo.
- Sai số do đặc tính của dụng cụ đo: sai số độ nhạy hoặc sai số đờng cong

chuẩn là nguyên nhân thờng gặp của sai số hệ thống do đặc tính của dụng cụ đo.
Thí dụ đờng cong chuẩn của cặp nhiệt ngẫu do nhà sản xuất cung cấp đợc xác
định trên cơ sở chuẩn một số cặp nhiệt cùng đợc chế tạo một lần. Tuy nhiên, một
cặp nhiệt ngẫu nào đó có đờng cong chuẩn khác đôi chút so với đờng cong chuẩn
của các cặp nhiệt đã đợc kiểm định. Trờng hợp hóa già của bộ phận cảm nhận
trong dụng cụ đo cũng thờng kéo theo sự sai lệch khỏi đờng cong chuẩn ban đầu,
đặc biệt là đối với cặp nhiệt và nhiệt điện trở. Để tránh sai số hệ thống trong các
trờng hợp này cần phải thờng xuyên chuẩn lại dụng cụ đo.
- Sai số do điều kiện và chế độ sử dụng: tốc độ hồi đáp của dụng cụ đo và
các dụng cụ thứ cấp trong mạch đo thờng có hạn, bởi vậy tất cả các phép đo tiến
hành trớc khi chế độ hoạt động bình thờng của thiết bị đo đợc thiết lập đều gây
ra sai số. Thí dụ một đầu đo nhiệt độ có tốc độ hồi đáp rất khác nhau phụ thuộc vào
việc nó đợc đặt trong chất lỏng đứng yên hay có dòng chảy. Trờng hợp đầu đo

-7-
nhiệt độ có nhiệt dung và quán tính nhiệt lớn đợc đặt vào môi trờng đo có thể tích
nhỏ làm thay đổi nhiệt độ môi trờng đo cũng gây ra sai số.
- Sai số do xử lý kết quả sai: sai số dạng này hợng gặp phải do sự nhận xét,
đánh giá không đúng khi tiến hành hiệu chỉnh kết quả đo chứa những điểm có độ
lệch lớn để nhận đợc giá trị chính xác hơn. Sau đây là một số trờng hợp thờng
gặp:
+ Trờng hợp do giả thiết sai dẫn đến xử lý sai kết quả đo, chẳng hạn khi kết
quả đo lệch khỏi độ tuyến tính trong phép đo do sử dụng dụng cụ đo giả thiết là
tuyến tính.
+ Trờng hợp khi đo nhiệt độ, do nhiệt độ đo đợc của dụng cụ đo và nhiệt độ
môi trờng cần đo khác nhau do có sự dẫn nhiệt của vỏ dụng cụ hoặc dây dẫn, từ đó
không đánh giá đúng sự tiêu hao nhiệt lợng nên xử lý sai kết quả đo.
b) Sai số ngẫu nhiên
Sai số ngẫu nhiên của phép đo là sai số mà giá trị và quy luật của nó cha biết
trớc. Sự xuất hiện của sai số ngẫu nhiên cũng nh dấu và biên độ của nó mang tính

không xác định.
- Sai số do tính không xác định của đặc trng thiết bị: nguyên nhân đầu tiên
là do độ linh động của thiết bị, sai số độ linh động bằng độ biến thiên lớn nhất của
đại lợng đo để gây nên sự thay đổi có thể nhận biết đợc của đại lợng đầu ra của
dụng cụ đo. Nguyên nhân thứ hai là do đọc sai số liệu, sai lệch này ít nhiều do thói
quen của ngời đo, nhng mặt khác cũng do chất lợng của thiết bị, thí dụ độ mảnh
của kim chỉ thị đồng hồ đo.
- Sai số do tín hiệu nhiễu ngẫu nhiên: do sự rung động, sự thăng giáng của
nhiệt độ môi trờng, sự không ổn định của nguồn điện áp nuôi thiết bị tác động
một cách ngẫu nhiên làm cho kết đo bị sai lệch.
- Sai số do sự thay đổi của các đại lợng ảnh hởng: khi đo, dụng cụ đo
thờng không chỉ chịu tác động của đại lợng đo mà ít nhiều còn chịu tác động của
các đại lợng ảnh hởng mà mức độ ảnh hởng của chúng không đợc tính đến khi
chuẩn dụng cụ đo. Thí dụ một dụng cụ đo đợc chuẩn trong điều kiện nhiệt độ 20
o
C
thì mọi sự thay đổi nhiệt độ trên dới 20
o
C đều kéo theo sự thay đổi kết quả đo.


-8-
1.2.3. Phơng pháp đánh giá sai số
Sai số ngẫu nhiên làm cho kết quả đo bị tản mạn khi đo lặp lại. Tuy nhiên bằng
phơng pháp xử lý thống kê có thể xác định đợc giá trị xác suất của đại lợng đo
và giới hạn của sai số.
Khi đo lặp lại n lần cùng một giá trị của đại lợng cần đo ta nhận đợc kết quả
là a
1
, a

2
, , a
n
. Giá trị trung bình cộng sau n lần đo sẽ là:

n
a aa
m
n21
+
++
=

Khi n rất lớn thì
Am , khi đó sai số tuyệt đối đợc xác định bởi công thức:

mm =

Các sai số ngẫu nhiên tác động lên các lần đo một cách hoàn toàn không phụ thuộc
nhau. Bởi vậy xác suất xuất hiện các kết quả đo sẽ tuân theo định luật phân bố Gaus
(hình 1.3).
Khi đó mật độ xác suất y của sai số có giá trị xác định bởi công thức:

=
2
2
2
exp.
2
1
y

Trong đó
là sai số bình phơng trung bình, xác định theo công thức:


n

2
n
2
2
2
1
+++
=


y

1

2

3







Hình 1.3 Qu
y
luật
p
hân bố chuẩn của sai số n
g
ẫu nhiên

Căn cứ vào đặc trng của sai số ngời ta đánh giá chất lợng của dụng cụ đo
nh tính trung thực, tính đúng đắn và độ chính xác.
Dụng cụ đo có tính đúng đắn là dụng cụ đo có sai số hệ thống nhỏ, giá trị xác
suất thờng gặp của đại lợng đo gần với giá trị thực (hình 1.4a)

-9-
Dụng cụ đo có tính trung thực là dụng cụ đo có sai số ngẫu nhiên nhỏ, thể hiện
kết quả các lần đo tập trung xung quanh giá trị trung bình
a
(hình 1.4b).

Hình 1.4c là dạng phân bố kết quả đo của dụng cụ đo có tính trung thực và
đúng đắn thấp.


y
Giá trị thực
a
a

a
y
a
y

a
a
Giá trị thực
b)
)
d)
)

a


a)
)


y

c)
)

a


Hình 1.4 Các dạng kết quả đo
ứng với các dụng cụ đo chất lợng khác nhau
a) Loại có tính đúng đắn cao b) Loại có tính trung thực cao
c) Loại có tính trung thực và tính đúng đắn thấp
d) Loại có độ chính xác cao



Dụng cụ đo có độ chính xác cao là dụng cụ đo cho kết quả đo đơn lẽ gần với
giá trị thực của đại lợng đo. Dụng cụ đo chính xác đồng thời cũng là dụng cụ đo
trung thực và đúng đắn (hình 1.4d).
Ngoài ra, để so sánh độ chính xác của các phép đo khác nhau, ngời ta đa ra
khái niệm sai số tơng đối xác định bằng công thức sau:

100.
m
mm
=
[%]
1.3. Thiết bị đo và phân loại
1.3.1. Thiết bị đo
Thiết bị đo là hệ thống bao gồm các dụng cụ đo và các dụng cụ thứ cấp cho
phép xác định chính xác đại lợng cần đo trong điều kiện tốt nhất có thể. Đối với

các thiết bị đo đơn giản, thờng gồm bộ phận đo và bộ phận hiển thị, thí dụ thiết bị
đo chỉ gồm một cặp nhiệt nối trực tiếp với một milivôn kế. Tuy nhiên, trong thực tế
do nhu cầu khai thác tín hiệu, đặc biệt là trong việc đo và kiểm tra tự động, thiết bị
đo thờng gồm rất nhiều thành phần nh cảm biến, các bộ chuyển đổi nhiều kênh,

-10-
bộ tuyến tính hóa tín hiệu, bộ khuếch đại, bộ chuyển đổi tơng tự - số , bộ vi xử lý,
các thiết bị hỗ trợ
Trên hình 1.5 là sơ đồ một mạch đo nhiệt độ đơn giản, còn hình 1.6 là sơ đồ
một mạch đo nhiệt độ nhiều thành phần.
















2
à
V
1

Hình 1.5 Mạch đo nhiệt độ đơn giản
1) Cặp nhiệt 2) Dây dẫn 3) Milivôn kế
Bộ
VXL
5
Bộ
CĐ
4
Bộ
CH
2
Máy in
7
3
Bộ
KĐ
Màn hình
8
CB
1
Hình 1.6 Sơ đồ khối mạch đo nhiệt độ nhiều thành phần
1) Cảm biến đo nhiệt độ 2) Bộ khuếch đại 3) Bộ chuẩn hóa tín hiệu
4) Bộ chuyển đổi tơng tự - số 5) Bộ vi xử lý 7) Máy in 8) Màn hình
1.3.2. Phân loại thiết bị đo
- Theo cách đọc kết quả, thiết bị đo đợc chia ra:
+ Thiết bị đo tự chỉ.
+ Thiết bị đo tự ghi.
+ Thiết bị đo tự ghi và tự chỉ.
+ Thiết bị đo tổng ghi.
- Theo đại lợng cần đo phân ra:

+ Thiết bị đo nhiệt.
+ Thiết bị đo điện.
+ Thiết bị đo áp suất
- Theo phạm vi ứng dụng:

-11-
+ Thiết bị đo trong nghiên cứu.
+ Thiết bị đo trong công nghiệp.
- Theo cấp chính xác: Giả sử trị số thực của đại lợng cần đo là m, kết quả đo lần
thứ i là m
i
, thang đo của thiết bị đo có giới hạn là M thì sai số quy dẫn của thiết bị
đo là:
100.
M
mm
i

=
[%]
Cấp chính xác của thiết bị đo là sai số quy dẫn cực đại cho phép. Trong công nghiệp
phổ biến là các dụng cụ đo có cấp chính xác 0,5; 1; 1,5.
1.4. Đo và kiểm tra trong công nghệ luyện kim
Trong công nghiệp luyện kim, nhiều quá trình công nghệ liên quan đến việc đo
nhiệt độ, áp suất, lu lợng chất lu hoặc một số chỉ tiêu công nghệ nh độ ẩm, độ
pH, độ điện ly, thành phần khí các yếu tố trên không những ảnh hởng đến hiệu
suất quá trình, mà còn ảnh hởng lớn tới sự hoạt động của thiết bị cũng nh chất
lợng sản phẩm và hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất. Do vậy việc đo và kiểm
tra thờng xuyên các thông số công nghệ nhằm xác lập điều kiện công nghệ tốt nhất
để đảm bảo sự vận hành an toàn cho thiết bị và đạt đợc kết quả mong muốn là hết

sức cần thiết.
Trong luyện kim, rất nhiều quy trình công nghệ trong luyện kim đòi hỏi phải
tiến hành ở nhiệt độ cao hoặc rất cao nh thiêu kết quặng, nấu chảy và luyện hợp
kim, nung thép để cán hoặc nhiệt luyện Các quá trình này thờng yêu cầu khống
chế nhiệt độ lò và nhiệt độ vật liệu phù hợp với từng giai đoạn gia công, nhiệt độ cao
hay thấp đều ảnh hởng đến năng suất, hiệu quả kinh tế và chất lợng sản phẩm.
Chẳng hạn khi nung thép để cán hoặc nhiệt luyện, nhiệt độ lò và nhiệt độ vật nung
phải khống chế theo một chế độ nung định trớc đảm bảo không xẩy ra hiện tợng
nứt, cong vênh khi ở nhiệt độ thấp, không bị quá nhiệt hoặc cháy khi ở nhiệt độ cao.
Trong luyện kim, sử dụng nhiều các thiết bị làm việc với chất lu (chất lỏng,
chất khí, hơi) nh thiết bị cấp gió, cấp khí nén, cấp nhiên liệu, thiết bị làm mát, thiết
bị bôi trơndo đó việc đo và kiểm tra thờng xuyên nhiệt độ, áp suất hoặc lu
lợng chất lu cũng rất quan trọng. Nếu nhiệt độ, áp suất và lu lợng chất l
u
không đủ theo yêu cầu có thể làm cho thiết bị hoạt động không bình thờng, ngợc

-12-
lại nếu quá cao có thể làm hỏng thiết bị, thậm chí gây nổ sinh mất an toàn đối với
thiết bị và ngời.
Đặc biệt, trong luyện kim nhiều quá trình công nghệ thờng đợc tiến hành
trong môi trờng khí mà thành phần của chúng nhiều khi có ảnh hởng rất quyết
định đến hiệu quả quá trình cũng nh chất lợng sản phẩm và khí thải. Việc phân
tích khí không những cho phép điều chỉnh thành phần khí phù hợp với yêu cầu công
nghệ mà còn giúp cho việc xử lý khí thải một cách có hiệu quả.
Do những yêu cầu trên, giáo trình đi sâu trình bày các vấn đề cơ bản về kỹ
thuật đo và thiết bị đo cần thiết đợc dùng trong luyện kim nh đo nhiệt độ, đo áp
suất, đo lu lợng, phân tích khí và sơ lợc một số vấn đề về đo một số chỉ tiêu
công nghệ. Bên cạnh đó, giáo trình cũng đề cập đến những vấn đề cần thiết trong kỹ
thuật đo là truyền kết quả đi xa, một số thiết bị đo tiên tiến ứng dụng trong kỹ thuật
đo lờng và kiểm tra tự động.

-13-