本书收集整理了仪表维修中常用的计算公式、仪表故障检查及处理图表、仪表维修的相关数据资料，并按测量仪表和控制仪表分类。全书共10 章， 内容包括： 基础知识、电气及过程测量与控制仪表的图形符号、温度测量仪表、流量测量仪表、压力及差压测量仪表、液位测量仪表、调节阀和阀门定位器、过程控制系统、DCS 与PLC、安全和防爆。
本着简明实用的原则，本书的计算公式及图解说明大多以表格形式编写，按仪表类型分类，可使读者一目了然，便于针对性地查找，以达到“速查速用”的效果。
本书可供仪表维修工使用，也可供相关专业的师生参考。
黄文鑫，大理卷烟厂(已退休)，主任 工程师，在大理氮肥厂从事仪表工作24年，曾任仪表技术员，1988年以人才引进到大理卷烟厂工作至退休，曾任仪表工程师，计算机中心主任。
在大理氮肥厂曾主持过二期扩建5000T合成氨整套仪表的自行安装、调试、投运工作。后又进行过13套流程分析仪表的安装、调试工作。
在大理卷烟厂曾自行设计、安装、调试过10T, 35T锅炉的R150控制系统及现场仪表。两套烟叶发酵室的仪表及可编程控制系统。设计、安装、调试过多台变频器应用系统。曾负责过全厂的计算机管理信息系统的建设工作。 “MC系列可编程流量检测系统”项目曾获：91年云南省烟草工业技术进步三等奖；“变频调速在烟厂设备上的应用”项目曾获:大理州95年科技进步二等奖；本人曾获云南省烟草工业企业技术进步先进个人称号。
曾在《炼油化工自动化》《自动化仪表》《化工自动化及仪表》《仪器仪表用户》《工厂计量与检测》《中国计量》《分析仪器》《世界仪表与自动化》《变频器世界》《烟草科技》《仪器与未来》等刊物上发表过一百多篇文章。
第1章 基础知识001
1.1 计量知识001
1.1.1 国际单位制001
1.1.2 工程记数法及国际制单位的转换003
1.1.3 仪表误差的相关知识004
1.1.4 仪表的质量指标及计算006
1.2 电工及电子技术基础007
1.2.1 常用电路的定义及计算007
1.2.2 最基本的运算放大器电路012
1.2.3 仪表供电的相关计算（附仪表耗气量） 015
1.3 仪表维修基础017
1.3.1 仪表通用刻度换算公式及计算017
1.3.2 仪表故障检查判断方法019
1.3.3 仪表维修的顺序与操作要点021
1.3.4 仪表自控常用英文缩略语023
参考文献029
第2章 电气及过程测量与控制仪表的图形符号030
2.1 常用电气图形符号和文字代号030
2.2 常用过程测量与控制仪表的图形符号及文字代号035
2.2.1 仪表回路号及仪表位号035
2.2.2 被测变量/引发变量及仪表功能标志字母组合的识读039
2.2.3 仪表常用英文缩略语及应用示例041
2.2.4 仪表设计常用文字代号043
2.2.5 仪表设备与功能的图形符号及应用示例046
2.2.6 仪表一次测量元件与变送器通用图形符号046
2.2.7 测量注释符号及含义047
2.2.8 一次测量元件图形符号及应用示例048
2.2.9 就地仪表的图形符号050
2.2.10 辅助仪表设备和附属仪表设备的图形符号051
2.2.11 仪表与工艺过程的连接线图形符号052
2.2.12 仪表与仪表的连接线图形符号052
2.2.13 执行机构与阀体（最终控制元件） 的图形符号054
2.2.14 信号处理功能图形符号056
2.2.15 二进制逻辑图形符号058
2.3 仪表图形符号应用示例063
参考文献065
第3章 温度测量仪表066
3.1 温标的换算066
3.2 热电偶066
3.2.1 常用热电偶的基本特性066
3.2.2 热电偶参比端温度的补偿及补偿导线069
3.2.3 校准热电偶的误差计算公式及计算实例071
3.2.4 热电偶常见故障及处理074
3.3 热电阻076
3.3.1 常用热电阻的特性076
3.3.2 热电阻的电阻-温度关系077
3.3.3 热电阻的引线方式、测量电路及连接电缆敷设参数077
3.3.4 校准热电阻的误差计算公式及计算实例079
3.3.5 热电阻常见故障及处理081
3.4 温度传感器保护管及插入深度的估算082
3.5 温度变送器083
3.5.1 校准温度变送器测量误差的计算公式083
3.5.2 温度变送器的接线084
3.5.3 温度变送器的维护及故障处理087
参考文献089
第4章 流量测量仪表090
4.1 流量测量常用单位换算表090
4.2 流量测量常用物性参数计算公式093
4.2.1 流体密度计算式093
4.2.2 流体黏度计算式096
4.2.3 气体等熵指数计算式097
4.3 管道及管道流的相关计算097
4.3.1 部分流体、节流件及管道常用材料的线胀系数097
4.3.2 管道流体力学知识099
4.3.3 雷诺数、流速的相关表格及计算式099
4.4 流量仪表的特性及测量值的换算101
4.5 差压式流量计103
4.5.1 差压式流量计部分参数103
4.5.2 差压变送器、流量变送器的信号转换计算104
4.5.3 差压式流量计的安装及技术要求107
4.5.4 节流装置的计算及计算实例112
4.5.5 节流装置压力损失及能耗的计算117
4.5.6 差压式流量计显示值的修正计算118
4.6 浮子（转子）流量计120
4.6.1 浮子流量计的刻度、量程换算及计算实例121
4.6.2 浮子流量计常见故障及处理125
4.7 电磁流量计125
4.7.1 电磁流量计安装要点125
4.7.2 电磁流量计常见故障的检查及处理126
4.8 质量流量计129
4.8.1 质量流量计安装要点129
4.8.2 热式质量流量计的相关计算129
4.8.3 质量流量计常见故障及处理130
4.9 涡街流量计134
4.9.1 涡街流量计安装要点134
4.9.2 涡街流量计的测量范围、相关计算及计算实例135
4.9.3 涡街流量计的仪表系数修正计算136
4.9.4 涡街流量计的故障检查及处理137
4.10 涡轮流量计138
4.10.1 涡轮流量计对上、下游直管段的要求138
4.10.2 涡轮流量计的相关计算及计算实例138
4.10.3 涡轮流量计常见故障及处理141
4.11 超声流量计141
4.11.1 超声流量计安装要点141
4.11.2 超声流量计的常见故障及处理142
4.12 容积式流量计144
4.12.1 容积式流量计的计算公式144
4.12.2 容积式流量计常见故障及处理144
4.13 其他流量计的计算公式145
参考文献146
第5章 压力及差压测量仪表147
5.1 压力和压力表的相关图表及计算147
5.1.1 压力的定义及其关系和压力单位换算147
5.1.2 压力表的允许误差及计算149
5.1.3 弹簧管压力表的环境温度影响及计算150
5.1.4 压力仪表维修常用资料152
5.2 带开关信号输出的压力仪表154
5.2.1 用万用表调校电接点压力表154
5.2.2 电接点压力表设定点偏差和切换差的允许误差及调校155
5.2.3 压力控制器设定点偏差和重复误差的允许值及调校156
5.2.4 压力控制器常见故障及处理157
5.3 压力变送器工程量与输出信号的转换计算158
5.4 压力及差压变送器的量程范围、量程、量程比及允许误差159
5.4.1 压力及差压变送器的量程范围、量程及量程比159
5.4.2 压力及差压变送器的允许误差及计算159
5.5 压力及差压变送器的使用及安装162
5.5.1 压力及差压变送器常用材质耐腐蚀性参考表162
5.5.2 压力及差压变送器供电电源与负载电阻的关系165
5.5.3 变送器信号回路电阻与电缆长度的估算166
5.6 压力及差压变送器的常见故障及处理167
5.6.1 差压变送器的故障检查及处理167
5.6.2 3051 变送器的部分故障信息169
5.6.3 EJA/EJX 系列变送器的部分故障信息170
5.6.4 HART 手操器通信故障及处理方法172
参考文献172
第6章 液位测量仪表174
6.1 压力式液位计174
6.1.1 常用压力式液位计的计算公式174
6.1.2 差压变送器的零点迁移175
6.1.3 液位变送器的零点迁移计算175
6.1.4 差压变送器测量界面177
6.1.5 双法兰差压变送器测量液位的计算178
6.1.6 双法兰差压变送器常见故障及处理180
6.1.7 差压变送器测量工业锅炉水位的计算180
6.2 浮筒液位计181
6.2.1 水校法的计算公式及计算、调校步骤182
6.2.2 挂重法的计算公式及计算、调校步骤184
6.2.3 浮筒液位计常见故障及处理187
6.2.4 FST-3000 浮筒液位计故障代码及处理188
6.3 浮球液位计189
6.3.1 浮球液位计量程与球杆长度的关系189
6.3.2 浮球液位计常见故障及处理190
6.4 磁翻板液位计常见故障检查及处理191
6.5 磁致伸缩液位计常见故障检查及处理192
6.6 雷达液位计常见故障检查及处理193
参考文献195
第7章 调节阀和阀门定位器196
7.1 调节阀的计算及选择196
7.1.1 调节阀的流量系数196
7.1.2 国家标准调节阀流量系数计算公式及计算实例196
7.1.3 膨胀系数法计算调节阀流量系数公式及计算实例204
7.1.4 经验公式法计算调节阀流量系数的公式及计算实例206
7.1.5 平均重度法计算调节阀流量系数公式及计算实例207
7.1.6 调节阀的流量特性及选择209
7.1.7 调节阀的口径选择及计算实例212
7.1.8 调节阀的选择215
7.1.9 调节阀的泄漏量及计算218
7.2 气动调节阀219
7.2.1 气动执行机构的相关参数及部分调节阀的不平衡力（矩） 计算公式219
7.2.2 调节阀气开、气关形式的选择221
7.2.3 阀门流向对工作性能的影响及选择222
7.2.4 气动调节阀的故障检查及处理223
7.3 阀门定位器226
7.3.1 SVP 系列阀门定位器故障代码及处理226
7.3.2 SIPART PS2 阀门定位器常见故障及处理227
7.3.3 TZID-C 阀门定位器的调试、故障代码及处理228
7.3.4 3730-3 阀门定位器出错代码及处理230
7.3.5 HVP12 阀门定位器的自动检测及故障代码232
7.3.6 DVC6200 阀门定位器故障及处理233
7.3.7 SVI Ⅱ阀门定位器的自整定及故障处理234
7.3.8 YT-2000/3000 系列阀门定位器错误和警告代码及处理235
7.3.9 电气阀门定位器绝缘电阻的测试235
7.4 电动调节阀236
7.4.1 电动执行机构的现场检查及调试236
7.4.2 电动调节阀常见故障及处理237
7.4.3 Rotork IQ3 电动执行机构报警和诊断状态显示241
7.4.4 川仪M8000 系列电动执行器报警和故障代码242
7.4.5 DREHMO -i matic 智能一体化电动执行器报警和故障代码243
7.5 电磁阀247
7.5.1 电磁阀的图形符号及主气口和控制机构的标识247
7.5.2 电磁阀24V 供电线路导线最大长度的计算249
7.5.3 电磁阀与控制阀的组合250
7.5.4 电磁阀在不同联锁控制要求下的应用示例250
7.5.5 双电磁阀冗余的配置251
参考文献253
第8章 过程控制系统254
8.1 PID 控制知识254
8.1.1 PID 控制原理框图及算法表达式254
8.1.2 比例度、积分时间、微分时间的定义及计算254
8.1.3 控制过程的质量指标259
8.2 五类常见控制系统的特点及控制参数的选择260
8.2.1 五类常见控制系统的特点260
8.2.2 常见控制系统的参数选择范围261
8.2.3 单回路控制系统中控制器正反作用的选择261
8.3 PID 控制器的参数整定262
8.3.1 控制器参数整定基础262
8.3.2 经验整定法264
8.3.3 临界比例度法（稳定边界法） 265
8.3.4 衰减曲线法（衰减振荡法） 266
8.3.5 反应曲线法（开环响应曲线法，动态特性参数法，Z-N 法） 268
8.3.6 PID 参数的自整定271
8.3.7 简单控制系统故障检查判断及处理271
8.4 复杂控制系统272
8.4.1 串级控制系统控制规律及作用方式272
8.4.2 串级控制系统控制器的参数整定274
8.4.3 均匀控制系统控制器的参数整定275
8.4.4 比值控制系统的结构及比值计算276
8.4.5 分程控制系统的分程组合及计算279
8.4.6 选择性控制系统及参数整定280
8.4.7 多冲量控制系统及参数整定281
8.4.8 部分控制系统的比较283
参考文献283
第9章 集散控制系统（DCS）和可编程控制器（PLC） 284
9.1 数制与编码及计算284
9.2 PLC 模拟量模块的数值表示285
9.3 线性工程量、模拟量、数字量的转换计算287
9.4 DCS、PLC 安装及维护中需要用到的一些数据289
9.5 DCS 组态常用计算公式291
9.5.1 模拟量三取二平均值的计算291
9.5.2 DCS 常用流量测量的温度压力补偿模块及校正公式293
9.5.3 ECS 系统流量测量用温度压力补偿模块及计算公式294
9.5.4 MACS 系统流量测量用温度压力补偿模块、计算公式及组态实例296
9.5.5 TPS 系统流量测量用温度压力补偿模块及计算公式298
9.5.6 CS3000 系统流量测量用温度压力补偿模块、计算公式及组态实例299
9.6 DCS 的调试、维护及故障处理300
9.6.1 DCS 控制器的 PID 相关参数300
9.6.2 DCS 的调试维护及故障检查判断方法301
9.6.3 CS3000 系统FCS 指示灯的状态指示306
9.6.4 JX-300XP 系统控制站相关卡件状态指示灯及含义307
9.6.5 MACS 系统AI/AO 卡、DI/DO 卡、主控单元状态指示说明307
9.6.6 TPS 系统相关卡件的状态指示说明308
9.6.7 PKS 系统相关卡件的状态指示说明311
9.6.8 PKS 系统常见故障的检查和处理313
9.6.9 Delta V 系统硬件、软件的诊断及故障处理314
9.7 PLC 的调试及故障检查判断方法321
9.7.1 PLC 的现场调试步骤及故障判断方法321
9.7.2 S7-300 系列PLC 上LED 灯的状态判断故障325
9.7.3 S7-400 系列PLC 上LED 灯的状态判断故障327
9.7.4 欧姆龙PLC 的CPU 单元LED 指示灯状态说明329
参考文献331
第10章 安全和防爆332
10.1 基本逻辑运算332
10.2 正逻辑与负逻辑333
10.3 逻辑表达符号334
10.4 安全仪表相关资料336
10.4.1 安全等级及联锁系统性能要求336
10.4.2 安全仪表的设置336
10.4.3 各种冗余方式及结构失效状态判断338
10.4.4 安全仪表常用英文缩略语339
10.5 安全仪表功能测试340
10.6 防爆相关资料341
10.6.1 目前国际上普遍采用的防爆型式及其标准体系341
10.6.2 使用环境温度和表面温度342
10.6.3 电气设备防爆型式及防爆标志342
10.6.4 本安仪表和安全栅的配用344
10.6.5 仪表控制电缆、本安电缆最大敷设长度的计算346
参考文献348
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