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（1）压力测量与压力单位 压力是垂直均匀的作用在单位面积上的力，它的法定计量单位是帕斯卡（简称帕），符号为Pa。
1MPa=1000kPa=10 6 Pa
1毫米水柱（mmH 2 O）=9.80665Pa≈9.81Pa
1工程大气压（kgf/cm 2 ）=9.80665×10 4 Pa≈9.81×10 4 Pa
1物理大气压（atm）=101325Pa≈1.0133×10 5 Pa
1毫米汞柱（mmHg）=133.322Pa≈1.333×10 2 Pa
（2）绝对压力、大气压、表压及真空度的含义 绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。
表压是以大气压为基准来表示的压力，所以它和绝对压力正好相差一个大气压。
如果被测流体的绝对压力低于大气压，则压力表所测得的压力为负压，其值称为真空度。
弹簧管压力表测得的是被测压力和大气压力之差，所以是表压。
（3）就地压力仪表
a. 弹簧管压力表 弹簧管的截面积呈扁圆形或椭圆形。低压用的压力表弹簧管用焊接法固定在插座内，高压用的压力表弹簧管用丝扣连接的。为了保证压力表的连接处严密不漏，安装时，应根据被测压力的特点和性质加装适当的密封垫片。
一些测量特殊介质的压力表，采用不同的颜色加以区别。
氢气压力表——深绿色
乙炔压力表——白色
燃料气压力表——红色
氯气压力表——褐色
氨气压力表——黄色
氧气压力表——天蓝色
测量专用介质的压力表，如氨、氧、酸等的压力表，其结构上各有特点，并有颜色标记，故而不能随便互换。
当压力表用于测量气体或有毒液体时，在它的表壳背面有个安全孔（上面用橡胶堵死）。这样，当弹簧管或连接处渗漏、损坏时，表壳内的压力将安全阀顶开，避免壳体内的压力冲破正面的玻璃而伤人。
b. 膜盒式压力表 膜盒式压力表的弹性元件是波纹膜盒，因而测量的压力很低，一般用于测量气体介质，其外形多做成巨型，膜盒式压力表带有继电器接点输出，因而可以对越限进行报警，并进行二位或三位调节。在压力表的型号表示中，第一个字母Y表示压力表，Z表示真空表，YZ表示压力真空表，其后数字表示外壳直径，故型号YZ-100指的是表壳直径为100mm的压力真空表。
c. 电接点压力表 在生产过程中，往往需要把压力控制在规定的范围，如果超过这个范围，就会破坏正常的工艺条件，甚至发生事故，在这种情况下，可采用电接点压力表。电接点压力表实际上是在弹簧管压力表基础上加了电接点装置。当压力低于下限值时，压力表指针上的动触头和下限给定指针上的静触头相碰，使电路接通，发出相应的下限灯光报警信号；当高于上限值时，则和上限给定指针上的静触头相碰，发出上限的灯光报警信号。
d. 压力开关 压力开关是一种简单的压力控制装置，当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号。压力开关的工作原理是：当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端产生位移，直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。
（4）模拟式变送器 模拟式变送器有杠杆式变送器、电容式变送器、振弦式变送器、扩散硅式变送器等。
（5）智能变送器 20世纪80年代开始有智能变送器，它有如下特点：在检测部件中，除了压力（差压）传感元件外，一般还有温度传感元件。采用微机械电子加工技术，超大规模专用集成电路和表面安装技术，因此仪表结构紧凑，可靠性高，体积很小。精度较高，测量范围很宽，温度性能、静压性能、单向过载有很大提高。智能变送器可以在手持通信器（又称手操器、手持终端）上远方设定仪表的零点和量程，因此仪表可以在不同信号压力的情况下改变量程。智能变送器和DCS控制系统之间可实现数字通信。
（6）法兰式变送器 法兰式变送器是在普通的变送器基础上增加了一个远传密封装置构成的，远传密封装置由法兰膜盒、毛细管和毛细管内的填充液三部分组成。工作时，被测介质作用在法兰膜盒的隔离膜片上，使膜片产生变形，然后通过毛细管内的填充液，将压力传到变送器的敏感元件上，经转换，仪表便输出相应的信号。
（1）流量的定义及表示方法 流量是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量。流量分体积流量（常用 Q 表示）、质量流量（常用 M 表示）。它们之间的关系是
M = Q / ρ 或 Q = M / ρ
式中 ρ ——液体的密度。
常用的流量单位：体积流量为m 3 /h、L/h；质量流量为kg/h、t/h。
（2）差压式流量计 差压式流量计是基于被测流体流动的节流原理，利用流经节流装置时产生的压差来检测流体的流量。是应用最广泛的流量仪表。常用检测元件有孔板、喷嘴、文丘里管。
（3）转子流量计 转子流量计属于恒压降流量计，有玻璃和金属两种类型，应用较为广泛。转子流量计必须垂直安装，流体流动方向是自下而上。
（4）旋涡流量计 涡街旋涡流量计通常又称为旋涡流量计、卡门旋涡流量计。它是利用流体自然振动的原理制成的一种旋涡分离型流量计。
（5）椭圆齿轮流量计和罗茨流量计 椭圆齿轮流量计和罗茨流量计都是容积式流量计，精度较高，它们的工作原理也相同，都是靠入口压力和出口压力之间的压差推动转子。但椭圆齿轮流量计的两个转子是带齿的，并互相啮合，交替地由一个带动另一个，所以椭圆齿轮既做测量用，也作驱动用。
罗茨流量计又叫腰轮流量计，因它的两个转子像两个腰子，但是没有齿，而是靠连在转子外的一对啮合齿轮互相驱动。两转子并不互相接触，交界处有一微小间隙，因而转子的寿命较长，但啮合齿轮会磨损。
（6）涡轮流量计 涡轮流量计是一种速度式流量计，涡轮流量变送器的仪表常数是在常温下用水标定而得。涡轮流量变送器输出的是频率信号，它与流量成正比。它应水平安装，其前后应有适当的直管段，一般为15D和5D。
（7）电磁流量计 电磁流量计由变送器和转换器两部分组成，两者之间用连接线相互连接。变送器是基于电磁感应定律工作的，转换器是一个高输入阻抗，且能抑制各种干扰成分的交流毫伏转换器。
（8）质量流量计 科氏力质量流量计是根据科里奥利加速度理论制成的流量计，由传感器、变送器、显示器三部分组成。
测量温度的方法有接触式和非接触式，接触式测温简单、可靠、测量精度较高。但由于要达到热平衡，因而产生了滞后。而且可能与被测介质产生化学反应。不能应用于很高温度的测量。非接触式测温，其测温范围很广，其测温上限原则上不受限制；测温速度比较快，而且可以对运动体进行测量，但一般测温误差较大。工业上应用最广泛的是热电阻温度计和热电偶温度计。
（1）热电偶温度计 热电偶温度计是利用热电偶的热电效应来测量温度的。热电偶是将任意两种不同的导体或半导体材料焊接或铰接而成，由于冷热端温度不同，在回路中产生电动势，通过测量此电动势，得出被测温度。热电偶温度计适于测量较高的温度。
工业常用热电偶有S、K、B三种类型。
（2）热电阻温度计 热电阻温度计是基于金属导体或半导体的电阻会随温度的变化而变化的特性来工作的。因此只要测出感温元件热电阻的阻值变化，就可测得被测温度。其测量精度高，性能稳定，灵敏度高，输出是电信号，便于远传，同时又不需要冷端温度补偿。所以在中低温（-200～650℃）测量中得到了广泛的应用。
常用工业热电阻有铂热电阻、铜热电阻等，最常用的是Pt100铂热电阻。
（3）温度变送器 温度变送器是将热电偶和热电阻测得的电阻或毫伏信号变换成标准统一的标准信号，输出给显示仪表或调节器实现对温度的显示或自动控制。
液位测量仪表对化工设备内的液位、相界位进行测量的仪表。国内外通用的检测方法很多，如浮力式、静压式、电容式、超声波式、同位素式、雷达式等，最常用的是浮力式和静压式，电容式、超声波式、同位素式、雷达式用于一般方法难以解决的场合。
（1）浮力式液位计
a. 恒浮力式液位计，如浮标式液位计和浮球式液位计，在工作过程中，浮标或浮球始终漂浮在液面上，只要检测出浮标或浮球的位移量，便可知道液位的高低。
b. 变浮力式液位计，如浮筒式液位计，根据浮筒在液体内浸没的深度不同，所受浮力也不同，只要检测出浮筒所受浮力的变化，即可知其液位的高低。
（2）静压式液位计 对于不可压缩的液体，液位高度与液体的静压力成正比，所以，测出液体的静压力，即可知道液位高度。根据被测设备不同，又分为压力式液位计和差压式液位计。
调节阀由执行机构和阀体部件两部分组成，其中执行机构是调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动调节阀的阀芯动作。阀体部件是调节阀的调节部分，它直接与介质接触，由阀芯的动作，改变调节阀的节流面积，达到调节的目的。
（1）执行机构
a. 气动薄膜执行机构：具有结构简单，动作可靠，维修方便，价格低廉的优点，应用最为广泛。
b. 气动活塞执行机构：输出力大，无弹簧抵消推力，其压力可达500kPa，适用于大口径、高静压，高压差阀和蝶阀。
c. 气动长行程执行机构：具有行程长、转矩大的特点，它将标准气信号转变成相应的转角或位移，适合角行程调节阀的需要，多用于大转矩的蝶阀、闸阀、风门等。
d. 电动执行机构：具有驱动能源简单方便、推力大、刚度大的特点，但结构复杂，可靠性较差，价格昂贵，一般很少选用。
（2）阀体
a. 直通单座调节阀：阀体内只有一个阀芯与阀座，主要特点是泄漏量小，允许压差小，流通能力小，适用于要求泄漏量小和压差较小的场合。
b. 直通双座调节阀：阀体内有两个阀芯和阀座，主要特点是允许压差大，流通能力大，泄漏量大，适用于对泄漏量要求不严和压差较大的场合。
c. O型球阀：能起到调节和切断的作用，常用于两位式控制，其最大特点是流路简单，压力损失小，特别适用于高黏度、悬浮液、纸浆等流体场合。
d. 蝶阀：又叫翻板阀，优点是流通能力大，阻力损失小，沉积物不易积存；缺点是操作转矩大，泄漏量大，可调范围小。特别适用于低压差、大口径、大流量的气体和浆状液体。
e. 高压调节阀：是一种适用于高静压和高压差调节的特殊阀门，最大公称压力 PN 为32MPa，常见结构有多级阀芯和单级阀芯。
f. 角阀：除阀体为直角型外，其他结构与直通单座阀相似。它的特点是流路简单，死区和涡流区较小，可有效防止介质堵塞，流阻小，流量系数大。适用于高黏度、含悬浮物和颗粒状流体的场合。
g. 套筒阀：兼有单、双座阀的优点，在稳定性、寿命、装卸、维修等方面又优于单、双座阀，因此它已成为调节阀的主流。
h. 偏心旋转阀：综合了球阀和蝶阀的长处，具有流路简单，阻力小，流通能力大，阀座密封可靠，改变流量特性容易，体积小，重量轻，应用范围宽等优点。
（3）辅助装置
a. 阀门定位器：包括电气阀门定位器和气动阀门定位器，用于改善调节阀的工作特性，实现正确定位。
b. 阀位开关：显示调节阀上、下限的行程工作位置。
c. 气动保位阀：气源故障时，保持阀门当时的位置。
d. 三通、四通电磁阀：实现气路的自动切换。
e. 手轮机构：系统故障时，可切换进行手动操作。
f. 气动继动器：使执行机构动作加快。
g. 空气过滤减压器：作为气源净化、调节之用。
h. 储气罐：气源故障时，由它取代，使阀能继续工作一段时间。
自动化装置包括三部分（以一个简单的液位自动调节系统为例）。
（1）液位变送器：将液位高低的物理量转换为另一个特定的物理量（如气压信号、电流信号）。这部分称测量变送。
（2）调节器：它接受变送器送来的信号，与工艺需要保持的液位高度相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后用特定信号（气压或电流）发送出去。
（3）执行机构：通常指调节阀，它和普通阀功能一样，只不过它能自动地根据接收到的信号值改变阀门开启度。
自动调节系统就是由调节对象（指被控制的工艺生产过程或设备如水槽）和上述自动化装置组成。
自动调节过程是当系统受到干扰以后，实际液位高度（被调参数）发生了变化，通过检测仪表转换为测量信号送往调节器，经与要求的液位高度相比较，得出偏差信号，然后根据偏差信号大小和方向经过运算，再发出控制信号作用于执行机构，通常为调节阀，阀的输出信号（称为调节作用）开大或关小阀门，使被调参数逐步回到给定值。
通过上述液位自动调节系统的分析可知，自动调节系统的基本任务是使一个或一些被调参数的变化符合于给定值的要求，并用检测偏差通过调节，再纠正偏差来达到目的。
可用方块图表示如下：
（1）比例调节：依据“偏差的大小”来动作，它的输出与输入偏差的大小成比例。比例调节及时有力，但有余差。比例度用来表示比例作用的强弱，比例度愈小，调节作用愈强，比例作用太强时，会引起振荡。
（2）积分调节：依据“偏差是否存在”来动作，它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差消失时，积分作用才会停止，其作用是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延长了调节时间。积分时间表示积分作用的强弱，积分时间愈小，积分作用愈强，但积分作用太强，也会引起振荡。
（3）微分调节：依据“偏差变化速度”来动作，它的输出与偏差的变化速度成比例，其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。它使调节过程偏差减小，时间缩短，余差也减小（但不能消除）。微分时间表示微分作用的强弱，但微分时间太长，也会引起振荡。
（1）串级调节系统：串级调节系统由主、副两个调节器起控制作用，主调节器输出作为副调节器给定，副调节器输出控制调节阀。串级调节系统与简单调节系统相比，具有克服干扰能力强，能提高系统的工作频率，具有一定的自适应能力等优点。因此适用于对象容量滞后大、调节对象的纯滞后时间长、调节系统的干扰变化激烈、负荷变化较大的场合。
（2）分程调节系统：分程调节系统是由一个调节器、两个或两个以上调节阀构成的复杂调节系统。分程控制将调节器输出分割成信号程序，去分别控制相应的调节阀。其功能有两个，其一是可扩大调节阀的可调范围，其二是满足工艺某些特殊要求。
（3）比值调节系统：在石油化工中，常遇到两种物料按一定比例混合或参加某种化学反应的情况，如比例失调将会导致生产事故或人身、设备事故。所以比值调节系统是一个非常重要的调节，以达到优质、高产、安全生产。比值调节系统的优点是系统结构简单，所用仪表设备少，只需一台比例调节器和一台调节阀，比例调节器的比例度可按比值要求进行设置。
根据误差本身的性质和出现的规律，可将测量误差分为三类。
（1）系统误差：是指对同一被测参数进行多次重复测量时所出现的数值大小或符号（指正或负的误差）都相同的误差，或者虽不相同，但却是按一定规律变化的误差。它是由于在测量中仪表使用不当或测量时外界条件变化等原因引起的。
（2）疏忽误差：是由于工作人员在读取或记录测量数据时的疏忽大意所造成的，这类误差的数值很难估计，带有这类测量误差的测量结果也毫无意义，因此，必须加强责任感，细心工作，避免发生这类误差。
（3）偶然误差：在对某一参数进行多次重复测量时，即使消除了上述两种误差，每一次的测量结果彼此仍不可能完全相等，每一个测量值与被测参数的真实值之间或多或少仍然存在着差别，这类误差就称为偶然误差。
真值是一个变量本身所具有的真实值。它是一个理想的概念，一般是无法得到的。所以在计算误差时，一般用约定真值来代替。
约定真值是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。
相对真值是当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3～1/20时，可认为高一级的标准器或仪表的示值为低一级的相对真值。
按误差的数值表示方法，误差可分为绝对误差、相对误差和引用误差。
（1）绝对误差：是测量结果与真值之差，即，绝对误差=测量值-真值。
（2）相对误差：是绝对误差与被测量值之比，常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示，即，相对误差=绝对误差/仪表示值×100%。
（3）引用误差：是绝对误差与量程之比，以百分数表示。即，引用误差=绝对误差/量程×100%。仪表的精度等级是根据引用误差来划分的。
（1）准确度和准确度等级 准确度是指测量结果和实际值的一致程度。准确度高意味着系统误差和随机误差都很小。
准确度等级是仪表按准确度高低分成的等级。它决定仪表在标准条件下的误差限，也就是仪表基本误差的最大允许值。
如果某台仪表的最大基本允许引用误差为±1.5%，则该仪表的准确度等级为1.5级，通常以圆圈内的数字标明在仪表的面板上。例如
表示1.5级。
准确度习惯上又称精确度或精度，所以准确度等级习惯上又称精确度等级或精度等级。
（2）仪表的死区和回差 仪表的死区是输入量变化不致引起输出量有任何可察觉的变化的有限空间，死区用输入量程的百分数表示。
回差（也叫变差）是当输入量上升和下降时，同一输入的两相应输出值之间的最大差值。
（3）仪表的灵敏度和灵敏限 灵敏度是表达仪表对被测参数变化的灵敏程度。它是指仪表在达到稳定状态以后，仪表输出信号变化Δ α 与引起此输出信号变化的被测参数（输入信号）变化量Δ x 之比，即
灵敏度=Δ α /Δ x
仪表的灵敏限是指能够引起仪表指示值（输出信号）发生变化（动作）的被测参数（输入信号）的最小（极限）变化量。一般，仪表的灵敏限的数值应不大于仪表允许误差绝对值的一半。
（4）零点误差、稳定性、零漂 零点误差是指仪表在规定的参比工作条件下，输入为零时的误差。如果输入为测量范围下限值时，则称为始点误差。
稳定性是指在规定条件下，输入保持恒定时，仪表输出在规定时间内保持不变的能力。
零漂是指仪表在参比工作条件下，输入一个恒定的值（零或测量范围的下限值）时的输出变化。
（5）时间常数、全行程时间、滞后时间 当用仪表对被测参数进行测量时，仪表的指示值总要经过一段时间才能显示出来，这段时间称为仪表的反应时间。如果仪表不能及时反应被测参数，便要造成误差，这种误差称为动态误差。动态误差的大小常用时间常数，全行程时间，滞后时间来表示。
时间常数是当输入阶跃变化时，仪表的输出值到达其稳定值的63.2%所需的时间。
全行程时间是当输入满量程阶跃变化时，输出由下限移至上限，或反行程移动所需的时间。通常以全量程的5%作为输出下限值，全量程的95%作为输出上限值。
滞后时间又叫时滞，它是当输入产生变化的瞬间起到它所引起的输出量开始变化的瞬间为止的时间间隔。