一次仪表与二次仪表备课讲稿.docx
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一次仪表与二次仪表备课讲稿
一次仪表与二次仪表
一次仪表与二次仪表：
在生产过程，对测量仪表按换能次数来分，能量转换一次称为一次仪表，转换两次或2次以上称为2次仪表。
热电偶测温时，若直接将热能转换为电能，称一次仪表；若再将电能用电位计转换为指针移动的机械能，进行了2次能量转换就称为2次仪表。
模拟信号表、数字信号的本质区别：
数字信号只能取有限个数值，只能断续的表达连续的时变信号，它的分辨能力决定于所取增量的大小。
模拟测量系统测量过程是连续的，它能给出被测变量的瞬时值。
数字测量系统的测量过程则是断续的，它给出的数值是被测量在一段时间内的平均值。
测量仪器都包括感受件、中间件和效用件三部分。
热电偶用热电动势的形式来感知温度，构成测量仪器的感受件（传感器）。
热电动势用补偿导线完成信号的传递作用，构成仪器的中间件。
热电动势由电压计指针的偏转位置或数字显示给出指示，构成测量仪器的指示和记录件称效用件。
测量仪器的分类按其用途可分为范型仪器和实用仪器两类:
范型仪器是准备用以复制和保持测量单位，或是用来对其他测量仪器进行标定和刻度工作的仪器。
这类仪器的准确度很高，对它的保存和使用有较高的要求。
测量系统系统常用的技术性能指标:
预定的测量任务能否完成，测量精度能否满足要求，很大程度上取决于测量系统的性能指标，测量系统的性能指标包括六方面内容
1.测量仪表的输入量性能指标【量程、测量范围、过载能力】
2测量仪表的静态性能指标【精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻值、指示滞后时间、分辨率、阈值、稳定性、漂移、线性度、重复性等】静态性能指标决定了测量结果的可靠程度。
3测量系统的动态性能指标【系统响应的时间常数、上升时间、响应时间、超调量、阻尼、固有频率、频率特性、频宽范围、稳态误差、临界速度、采样频率等参数。
】决定了测量系统响应的稳定性、快速性、和准确性。
4对环境和配接要求【工作温度范围、温度误差、温度漂移、灵敏度温度系数、热滞后、抗潮湿、抗腐蚀、抗电磁干扰能力、抗冲振要求等。
】
5可靠性指标【平均寿命、平均无故障工作时间、故障率、疲劳性能、绝缘耐压、耐温、保险期、时间稳定性、抗过载能力等】
6经济指标：
性能/价格比
量程是指测量系统测量上限和测量下限的代数差。
测量范围是指测量系统所能测量的最小输入量（下限）至最大输入量（上限）之间的范围。
选用仪表时，测量值必须落在测量范围内（超过量程使用，会使仪表损坏或精度降低）；应在满足被测量要求的条件下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量值在满刻度的2／3以上为宜。
测量仪表的精确度：
精确度表示测量结果与真值一致的程度，或者仪器的指示值接近被测量的实际值的准确程度。
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。
精确度是系统误差与随机误差的综合反映，通常用精度来衡量。
精度定义为仪器满量程时所允许的最大相对误差的百分数。
国标要求热工、电工仪表为七个等级：
0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5；通常工程用仪器为0.5级以下；试验室用仪器为0.2~0.5级；范型仪器在0.2级以上。
仪器精度等级一般标志在标尺板（铭牌）上。
生产厂家确定仪表的精度等级时，定低不定高；用户选择仪表时选高不选低。
（指最接近的精度等级）。
测量仪表的恒定度：
仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度，称为恒定度。
通常以读数的变差来表示。
变差越稳定，仪器的性能越好。
当外部条件不变时，用同一仪器对某物理量的同一参数值重复进行测量或是相隔一段时间再测量时，指示值之间的最大差数与仪器量程之比的百分数为读数的变差。
测量仪表的灵敏度：
灵敏度反映了测量仪表对被测量变化的反应能力，通常用仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例来表示。
灵敏度的量纲取决于输入、输出的量纲。
当输入与输出的量纲相同时，则灵敏度是一个无量纲的数，常称为“放大倍数”或“增益”。
测量仪表的灵敏度阻滞又称为感量、灵敏阈、失灵区、死区，即足以引起仪器指针从静止到极微小移动时被测量的变化值。
这一特性参数对于用在零值法中的指零仪器有着重要的意义。
一般仪器的灵敏度阻滞应不大于仪器允许误差的一半。
数字测量系统中常用分辨率来表示。
测量仪表的指示滞后时间：
从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间，称为指示滞后时间，或称时滞。
产生时滞的原因：
时滞主要由仪器的惯性引起的。
如机械式仪器中运动件的质量、电测仪器中的电感或电容、传热式仪器中的热容量等，故时滞是无法避免的。
测量仪表的线性度：
理想的测试装置静态特性曲线是条直线，但实际上大多数测试装置的静态特性曲线是非线性的。
实际特性曲线与参考直线偏离的程度称为线性度，用线性误差表示为：
δL＝ΔLmax/A×100％
应当注意，量程越小，线性化带来的误差越小，因此要求线性化误差小的场合可以采取分段线性化。
动态特性:
当被测量随时间迅速变化时，输出量与输入量之间的关系称为动态特性，可以用微分方程表示。
在对动态物理量进行测试时，测试系统的输出变化是否能真实地反映输入变化，则取决于测试系统的动态响应特性。
传感器的阶跃响应特性：
动态性能的评价指标
时间常数：
传感器输出值上升到稳态值yc的63.2%所需的时间；上升时间Tr：
传感器输出只有稳态值yc的10%上升到90%所需时间；响应时间Ts：
输出值达到允许范围±D%的所需时间；超调量a1：
响应曲线第一次超过稳态值yc的峰高：
ymax-yc；衰减率y：
相邻两个波峰（或波谷）高度下降的百分数；稳态误差ess：
无限长时间后，传感器稳态值与目标值偏差的相对误差
真值:
在一定的时间和空间环境条件下，被测量本身所具有的真实数值。
系统误差：
同一测量条件下，多次测量重复同一量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变，或在测量条件改变时按一定规律变化的误差
随机误差或偶然误差：
同一测量条件下（测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件），多次重复测量同一量值时（等精度测量），每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差
随机误差的正态分布的特点
1、单峰性：
绝对值小的误差出现的次数多于绝对值大的误差出现的次数。
2、对称性：
在一定测量条件下的有限次测量结果，其绝对值相等的正/负误差出现的次数大致相等。
3、有限性：
在一定测量条件下,有限次测量结果中，随机误差的绝对值不会超过某一界限。
4、抵偿性：
在有限次测量中，绝对值相同的正负误差出现的次数大致相同。
取这些误差的算术平均值时，正负误差产生相互抵消现象。
系统误差的分类（产生的原因）
仪器误差：
不完善或老化——仪表有零点漂移；安装误差：
安装和使用不正确而产生的误差。
环境误差：
使用环境条件，如温湿度、电磁场等与仪器规定的使用条件不符而引起的误差。
方法误差：
测量或计算方法不当，或是理论依据本身不完善等原因而导致的误差。
如气流脉动速度测量时使用稳态测量的速度探针。
操作误差：
人为误差。
这是由于观察者先天缺陷或观察位置不对产生的误差。
动态误差：
在测量瞬变量时由于仪器的自振频率、阻尼的影响而产生的振幅和相位误差。
消除系统误差的方法：
消除产生系统误差的根源：
测量前应对测量中可能产生系统误差的环节详细分析，选择和调整测量仪器，严格按测量仪器要求的使用环境安装仪器，测量人员应有较高素质，并严格按操作规程使用测量仪器。
如：
零位检查；测量仪器是否进行标定用修正的方法消除系统误差：
预先将测量仪器的系统误差检定或计算出来，制成相应的曲线或表格；测量时实测值加上相应的修正值即得不包含系统误差的测量结果。
但修正值本身也会有系统误差，因而不可能完全修正系统误差，会有少量残留，可按随机误差来处理。
消除系统误差的具体方法
交换抵消法：
将测量中某些条件（如被测物的位置等）相互交换，使产生系统误差的原因相互抵消。
如：
等臂天平称重---左右两臂长的微小差别即系统误差。
被测物--X；砝码---P；X与P左右交换---两次测量的平均值---消除系统误差
替代抵消法：
在一定测量条件下，用一个精度较高的已知量，在测量系统中取代被测量，而使测量仪器的指示值保持不变。
此时，被测量即等于已知量。
如：
等臂天平称重---左右两臂长的微小差别即系统误差。
被测物---X；平衡物---T；砝码---P，T与X平衡，P与T平衡
预检法：
预检法是一种检验和发现测量仪器系统误差的常用方法。
可将测量仪器与较高精度的基准仪器对同一物理量进行多次重复测量。
设测量仪器读数的平均值为L0，基准仪器读数的平均值为L1，则L0－L1可以看作为测量仪器在对该物理量测量时的系统误差，测出系统误差值就可对测量值进行修正。
注意：
多次测量求平均并不能消除系统误差。
因为在测量条件不变时，系统误差具有有确定的大小和方向。
能量转换型传感器：
输出量直接由被测量的能量转换而来，如热电式传感器、光电式、压电式传感器等。
俗称有源传感器，该类传感器不需要外部能源；
能量控制型传感器：
传感器输出量能量由外部能源提供，但受输入量控制，如电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器等，俗称无源传感器，即必须外部能源提供能量。
电阻式传感器：
目前应用最广、最成熟、也是最重要的传感器之一。
工作原理：
将物理量的变化转换为敏感元件阻值的变化，再经过相应的电路处理后，转换为电信号输出。
使用范围：
选择不同的类型的传感器，可进行位移、变形、力、加速度、温度、湿度等物理量的测量。
半导体压阻式传感器：
压阻效应：
半导体材料受到应力作用时，电阻率会发生变化，这种效应称为压阻效应。
实际上，任何材料都不同程度地呈现压阻效应，但半导体材料的这种效应特别强。
原理：
利用压阻效应在半导体材料的基片上形成扩散电阻而构成传感器。
基片直接作为测量敏感元件，扩散电阻在基片内形成桥式测量回路。
当基片受外力作用产生形变时，扩散电阻值将发生变化，电桥产生相应的不平衡输出。
最常用的基片材料有硅和锗（zhe），其中硅压阻式传感器应用最广，尤其适于测量压力和加速度。
热电阻式传感器：
热电阻效应：
几乎所有物质的电阻率都随温度的变化而变化，此现象称为热电阻效应。
电阻随温度变化的导体或半导体材料称为热电阻，可以用来测量温度。
但热电阻测温应满足以下条件;
气敏传感器：
半导体气敏元件与被测气体接触后造成半导体性质的变化，以此来测定类别、浓度、成分或者气体容积。
湿敏电阻传感器：
有些材料的电阻值会随空气的湿度的变化而变化，利用这种原理制成的传感器称为湿敏电阻传感器。
电感式传感器的工作原理：
电感式传感器利用电磁感应的原理，利用线圈自感或互感的变
化，将被测物理量转换为线圈电感量变化的传感器。
可用来对位移、振动、压力、流量等物理量的测量。
分类：
电感式传感器种类很多，主要分为自感式和互感式两大类。
电容传感器把压力、振动、位移、加速度、液位、湿度等物理量变化转换为电容量变化的传感器。
优点：
功率小、测量范围大、灵敏度高、结构简单、适应性强、动态响应时间短、易实现非接触测量等。
工作原理：
用两平行极板构成电容时，当忽略边缘效应时，其电容C。
d、A和ε中的某一项或几项有变化时，就改变了电容C；d或A的变化可以反映线位移或角位移的变化，也可以间接反映压力、加速度等的变化；介电常数ε的变化则可反映液位、湿度的变化。
根据这一基本原理可制成的变面积式、变间隙式和变介电常数式等电容传感器。
注意与电磁（电感）式传感器区别
磁电式传感器：
利用 ，测量量变化→感应电压e有源传感器
电感式传感器：
利用衔铁运动，Rm变化→L变化→U变化无源传感器
热电偶测温基本定律
1）均质导体定律：
由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的横截面积、长度以及温度分布如何均不产生热电动势。
定律推论：
（1）热电偶必须由两种不同材料组成
（2）由一种材料组成的闭合回路存在温差时，如回路有热电势，则材料不均匀
定律推论：
推论1：
在热电偶回路接入第三种导体，若第三种导体的两接点温度相同，对回路中总热电势无影响。
用途:
连接显示仪表的两个接点温度相同，则不影响热电偶电势；也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。
推论2：
如果两种导体A,B对另一种导体C的热电势已知，则这两种导体组成热电势=是它们对参考导体热电势的代数和。
用途：
已知热电极与标准铂电极配对的热电势，任何两种热电极配对的热电势可知。
3）参考电极定律：
两种导体A,B分别与参考电极C组成热电偶，如果他们所产生的热电动势为已知，A和B两极配对后的热电动势可用下式求得：
4）中间温度定律：
热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、tn和tn、t0时的相应热电动势的代数和。
中间温度定律可以用下式表示：
中间温度定律为工业测温中应用补偿导线提供了理论依据。
中间温度定律表明：
当在原来热电偶回路中分别引入与导体材料A、B相同热电特性的材料C、D即引入所谓补偿导线时，只要它们之间连接的两点温度相同，则总回路的热电动势与两连接点温度无关，只与热电偶两端的温度有关。
实用价值：
1）为在热电偶回路中应用补偿导线提供了理论依据。
2）为制定和使用热电偶分度表奠定了基础。
热电偶分度表：
不同金属组成的热电偶，温度与电动势之间有不同的函数关系，一般通过实验的方法来确定，并将不同温度下测得的结果列成表格，编制出热电势与温度的对照表，即分度表。
由于热电偶产生的电势与两端温度有关，只有将冷端温度保持恒定才能使热电势正确反映热端的被测温度。
由于有时很难保证冷端温度在恒定0℃，故常采取一些冷端补偿措施。
主要有：
冷端恒温法、补偿导线法、计算修正法和电桥补偿法。
1、冷端恒温法（冰点槽法）：
将热电偶的冷端置于冰点槽内（冰水混合物），使冷端温度处于0℃。
这种装置通常用于实验室或精密的温度测量。
将热电偶的冷端置于各种恒温器内，使之保持温度恒定，避免由于环境温度的波动而引入误差。
恒温器可以是盛有变压器油的容器，利用变压器油的热惰性恒温；也可以是电加热的恒温器。
这类恒温器的温度不是0℃，所以最后还需对热电偶进行冷端温度修正。
2.补偿导线法：
受到材料价格的限制热电偶不可能做很长，而要使其冷端不受测温对象的温度影响，必须使冷端远离温度对象，采用补偿导线可以做到这一点。
所谓补偿导线，实际上是一对材料化学成分不同的导线，在0～150℃温度范围内与配接的热电偶有一致的热电特性，但价格相对要便宜。
根据中间温度定律，只要热电偶的两个热电极分别与两补偿导线的接点温度一致，就不会影响热电动势的输出。
3.冷端温度校正法：
若冷端温度恒定，但并非0℃，要使测出的热电动势只反映热端的实际温度，则必须对温度进行修正。
修正公式：
4.电桥补偿法（又称冷端补偿器）：
很多场合，冷端温度无法保持恒温，随时间和所处的环境变化，无法采用前面的几种方法。
温度测量方法：
温度不能直接测量，而是借助于物质的某些物理特性是温度的函数，通过对某些物理特性变化量的测量间接地获得温度值。
根据温度测量仪表的使用方式，温度的测量方法通常可分为2类接触式温度测量非接触式温度测量。
接触式温度测量：
任意两个温度不同的物体接触后，必然要发生热交换，经过足够长的时间达到热平衡后，则它们的温度必然相等。
如果其中之一为温度计，就可以用它对另一个物体实现温度测量，这种测温方式称为接触法。
很据这一原理制成的温度计称为接触式温度计。
非接触式温度测量：
用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度，这种方式称为非接触法。
根据这种原理制成的温度计称为非接触式温度计
温度测量仪表的分类：
按工作原理来划分：
膨胀式，电阻式，热电偶式，热辐射式。
根据温度范围划分：
高温、中温、低温等。
根据仪表精度：
基准、标准、工业温度计等。
测量时是否与被测物体接触：
接触式，非接触式。
热电阻温度计的测量电路：
用热电阻温度计测温时，显示仪表多为动圈式比率计或者自动平衡电桥。
热电阻的检验电路与仪表常用引线相连，所以引线的电阻对测量结果有很大的影响。
热电阻内部的引线方式常有三种：
两线制、三线制、四线制。
安装误差：
感温元件安装的基本要求：
测温元件应与被测介质充分接触，
并且做好保温与安全保护措施。
以管内流体测温为例。
1、测温元件应与被测介质形成逆流，应迎着被测介质的流向插入。
若无法做到这一点，可采用迎着被测介质的流向斜插的方式，至少也要正交的方式（90℃）。
应尽量避免与被测介质形成顺流。
2、安装时，要使测温元件处于管道中心，即应使它处于流速最大处。
当在管道上倾斜安装时，保护管顶端要高出管中心线5--10mm。
3、实践证明，随着测温元件插入深度的增加，测量误差减少。
为此，插入深度应符合国家有关试验规范或出厂使用说明的要求。
如：
不用保护管时，热电偶插入深度不应小于热电偶丝直径的50倍。
测定液体温度时，插入深度应是保护管直径的9—12倍。
在直径小的管道上安装测温元件时、可装置扩大管。
4、在测温元件插入处附近的管道或容器壁外，要有足够的绝热层，以减少由于辐射和导热损失而引起的误差。
热辐射引起的误差：
测温元件在测量气体温度时存在着辐射传热而使测温读数（测量值）低于被测物体的实际温度。
如:
测量锅炉燃烧炉膛内的火焰温度或炉膛出口温度时，若采用普通热电偶直接测量高温烟气温度，由于热电偶对炉内周围水冷壁的辐射散热，使热电偶的温度比烟气的真实温度低，造成测量误差，其误差随着烟气温度的提高而增加。
为减少测量误差，应采用表面光滑的保护套管，减少辐射传热系数；同时改善对流传热条件，以增大气体向测温元件表面的传热系数。
此外，当测温元件的温度与容器的温度越接近时，测量误差便越小，为了使测温正确，在测温元件周围应加一薄的（热容量小的）防辐射隔离罩，以减少测量误差。
热传导引起的误差：
当测温元件保护套管顶部的温度与安装装保护套管的管壁的温度不同时，就会有热量沿套管流向温度较低的管壁，由于热传导的存在，使测温元件感受的温度低于被测介质的温度。
在实际测量时，应从感温元件的热导率、内外径和插入深度着手采取减小热传导误差的措施
高速流动气体的温度测量误差（气流绝热压缩）：
在测量高速流动气体的温度时，测温元件固定安装于管道中心，尤其是在测温元件迎气流的端部，将会产生气体动能转换为热能的现象，因而使测温元件附近温度升高，从而所测得的温度要比气体的实际温度高。
特别是当气流的速度大于50m/s时，必须考虑。
感温元件响应造成的时滞误差：
接触式测温是靠热交换来完成的，热惯性的存在使传感器的温度滞后于被测介质温度的变化。
包括感温元件的热惯性和指示仪表的机械惯性。
影响测温系统的时间常数的因素包括：
感温元件的质量、比热容、插入的表面积和表面传热系数等。
通常感温元件质量和比热容越小，时间常数小，响应越快；反之时间常数大，响应慢，所测温度接近于平均温度。
在测量瞬时温度时必须采用时间常数小的感温元件，在测量平均温度时可采用时间常数大的系统。
热辐射误差：
减小传感器感温部分的表面黑度，将其表面尽量光滑，并改善对流换热条件，提高对流换热系数。
同时在管道外加设绝热覆盖层提高管壁温度，从而减小辐射误差。
热传导误差：
在管道外壁与保护套管座处加绝热材料覆盖，以提高保护套管座处的温度，增加感温部分的插入深度，采用较薄的保护套管，提高S/f，同时注意安装的基本要求。
高速气流滞止误差：
当气流速度大于50m/s时，必须进行误差修正。
弹性压力计的误差
1、迟滞误差：
同一弹性元件在相同压力下，其正反行程的变形量不一样，而且元件的变形往往落后于被测压力的变化。
这种迟滞误差是造成弹性压力计误差的主要原因。
当然，弹性元件使用时间长了还会发生弹性衰退。
2、温度误差：
使用温度偏离标准温度较多时，元件的弹性模量会产生变化，因而造成较大的误差。
3、间隙和摩擦误差：
弹性压力计中传动系统机构间的间隙和摩擦阻力产生附加误差。
容腔效应：
动态压力检测时，在测量部位不可避免的存在容腔和管道，会影响传感器的动态特性，造成压力测量的严重失真，造成压力信号幅值的衰减和相位的滞后。
容腔效应使整个系统的响应速度大大低于传感器的响应速度。
容腔越大，导压管越长，内径越小，该部分的固有频率越低，对测量系统的影响越大，应采取有效措施提高其固有频率。
流速测量在热能动力机械工程中的意义
研究：
进排气管、燃烧室内气流运动对工作过程的影响；水泵叶轮内的水流运动规律；锅炉、换热器内流体运动规律；传热传质学研究，芯片散热问题监控：
水文监测
流速测量方式：
皮托管：
一维管道理论伯努利方程；热线流速仪：
热交换理论热丝温阻效应；
激光测速：
激光技术，多普勒效应，计算机技术；PIV粒子图像仪：
激光技术，相关分析技术，计算机技术
二维气流速度的测量
在探头的三个感压孔中，居中的一个为总压孔，两侧的孔用于探测气流方向，故也称方向孔。
当两侧的方向孔感受到的压力相等时，则认为气流方向与总压孔的轴线重合。
显然，两侧方向孔所在的位置应该对气体的流动方向十分敏感，即当气流方向与该两孔的角平分线出现微小偏差时，两方向孔所感受的压力就会出现显著的差异。
热线风速仪的工作原理：
工作时，若通过热线（热膜）的电流为I，热线的电阻为Rw，相应的热线温度为Tw，则热线产生的焦耳热为I2Rw。
假定热线在流体中的热量散失主要靠其与流体间的强迫对流换热，而不考虑热线的导热和辐射损失，则在热平衡条件下有
比较：
恒流式受热线热惯性影响，流体运动变化频率越高，测量灵敏度越低，且存在相位滞后的缺点，故用得不多。
恒温式的频率特性比恒流式好，用的比较多。
皮托管测速和热线流速仪测速等都属于接触式测速方法，它们的测量探头不仅对流场产生干扰，而且还限制了测量的频率响应速度和空间分辨率。
因此，其应用范围是有限的。
流量计的类型：
测量流体流量的仪表称为流量计或流量表（流量变送器）。
分类基准有所不同，但根据测量方法的基本特点，通常可分为三大类：
容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。
1、容积型流量计：
容积型流量计通过计量单位时间内被测流体充满或排出某一定容容器V的次数来计算流量。
容积型流量计原理简单，测量结果受流动状态影响较小，精度较高（0.2~0.5级），适合于高粘度、低雷诺数的流体，但不宜用于高温、高压和脏污介质的流量测量。
常用的有：
椭圆齿轮、腰轮（罗茨）流量计、刮板式流量计、转筒流量计。
2、速度型流量计：
速度型流量计通过测量流通截面上的流体速度或与流速有关的物理量计算流量。
速度型流量计使用性能良好，可用于高温高压流体测量，且精度较高，但由于以平均流速为测量依据，测量结果受流动条件影响较大，对精确测量带来影响。
常用的有：
节流式流量计；转子式流量计；涡轮流量计；电磁流量计；超声波流量计。
3、质量流量计：
以测量与流体质量有关的物理量为基础测量流量。
液位的测量方法：
按工作原理分类，液位检测仪表有直读式、静压式、浮力式、电气式等。
直读式液位检测仪表：
采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中液位的高度。
方法可靠、准确，但是只能就地指示。
主要用于液位检测和压力较低的场合。
如制冷系统中各种液位观测镜。
静压式液位检测仪表：
基于流体静力学原理，容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压力成比例关系，被测介质密度不变时通过测量参考点的压力可测知液位。
这类仪表主要以差压式液位计为主。
适用于液位检测。
浮力式液位检测仪表：
基于阿基米德定律，漂浮于液面上的浮子在液面变动时其浮力会产生相应的变化，从而可以检测液位。
这类仪表主要以浮子式液位计为主，适用于液位检测。
制冷系统的浮球阀基于此原理。
电气式液位检测仪表：
将电气式液位敏感元件置于被测介质中，当液位变化时其参数如电阻、电容等也将改变，通过检测这些电量的变化来检测液位。
如电容式液位计、电阻式液位计、电接点液位计等。
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