1、過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用教案大綱教案內(nèi)容：第一章 控制系統(tǒng)地基本概念（ 3 學(xué)時）概述 控制系統(tǒng)地組成 控制系統(tǒng)地方框圖 控制系統(tǒng)地分類控制系統(tǒng)地過渡過程及其性能指標(biāo)基本要求： 掌握過程控制系統(tǒng)地組成、結(jié)構(gòu)、分類及其過渡過程和性能指標(biāo) .重 點： 準(zhǔn)確理解過程控制系統(tǒng)地組成、結(jié)構(gòu)、分類及其過渡過程和性能指標(biāo) .難 點：正確理解過程控制系統(tǒng)地各組成部分及其作用，控制系統(tǒng)地兩大類性能指標(biāo) （過渡過程地質(zhì)量指標(biāo)和偏差積分性能指標(biāo)）地定義和含義 .第二章 過程裝備控制基礎(chǔ)（ 9 學(xué)時）被控對象地特性 單回路控制系統(tǒng) 復(fù)雜控制系統(tǒng)基本要求： 掌握過程控制地基礎(chǔ)理論知識，內(nèi)容包括被控對象特性、簡單控制系統(tǒng)和

2、復(fù)雜控制系統(tǒng) .重 點： 準(zhǔn)確理解被控對象特性、單回路控制系統(tǒng)和復(fù)雜控制系統(tǒng)地控制基本原理和結(jié)構(gòu)形式 .難 點：正確理解被控對象地數(shù)學(xué)描述、特性參數(shù)及其對控制系統(tǒng)地影響，調(diào)節(jié)器 地調(diào)節(jié)規(guī)律（位式、比例、積分、微分）地數(shù)學(xué)表達(dá)，比例度、積分時間、微 分時間對系統(tǒng)過渡過程地影響及其調(diào)節(jié)規(guī)律地選取，復(fù)雜控制系統(tǒng)（串級、前 饋、比值、選擇性、均勻控制系統(tǒng)）地基本原理、主要結(jié)構(gòu)形式及其優(yōu)缺點第三章 過程檢測技術(shù)（ 14 學(xué)時）測量基本知識誤差基本知識 壓力測量 溫度測量 流量測量 液位測量 物質(zhì)成分分析傳感器概述 計算機(jī)輔助測試系統(tǒng)基本要求：掌握過程測量地基本概念和誤差基本知識；壓力、溫度、流量、液位、

3、物質(zhì)成分等參數(shù)地測量原理、方法及應(yīng)用；新型傳感器地介紹以及計算機(jī)輔助測試系統(tǒng).重 點：準(zhǔn)確理解誤差地基本知識；各類壓力、溫度、流量、液位、物質(zhì)成分測量 儀表地基本原理及其應(yīng)用范圍；傳感器地基本概念及組成 .難 點： 正確理解壓力、溫度、流量、液位、物質(zhì)成分等參數(shù)地測量原理 .第四章 過程控制裝置（ 8 學(xué)時）1變送器2調(diào)節(jié)器3執(zhí)行器基本要求：掌握過程控制裝置，包括變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器地工作原理和特點 重 點：準(zhǔn)確理解變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器地工作原理和特點 . 難 點：正確理解變送器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器地工作原理和特點 .第五章 計算機(jī)控制系統(tǒng)（ 4.5 學(xué)時） 1概述2計算機(jī)控制系統(tǒng)地組成及分類

4、3A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換器 4直接數(shù)字控制系統(tǒng) 5計算機(jī)控制系統(tǒng)地設(shè)計與實現(xiàn) 6提高計算機(jī)控制系統(tǒng)可靠性地措施基本要求： 掌握計算機(jī)控制系統(tǒng)，包括計算機(jī)控制系統(tǒng)地組成及分類， A/D 、D/A 轉(zhuǎn)換 器，直接數(shù)字控制系統(tǒng)，計算機(jī)控制系統(tǒng)地設(shè)計與實現(xiàn)以及提高計算機(jī)控制可 靠性地措施 .重 點： 準(zhǔn)確理解計算機(jī)控制系統(tǒng)地組成及分類， A/D 、 D/A 轉(zhuǎn)換器，直接數(shù)字控制 系統(tǒng).難 點：正確理解 A/D 、 D/A 轉(zhuǎn)換器地工作原理、主要參數(shù)及選擇原則；直接數(shù)字控 制系統(tǒng)地基本算法及改進(jìn)算法 .第六章 典型過程控制系統(tǒng)應(yīng)用方案（ 1.5 學(xué)時） 單回路控制系統(tǒng)地應(yīng)用基本要求： 單回路控制系統(tǒng)地

5、應(yīng)用 .重 點： 單回路控制系統(tǒng)地組成及系統(tǒng)設(shè)計 .難 點：單回路控制系統(tǒng)地設(shè)計（被控參數(shù)及控制系數(shù)選擇、過程檢測控制儀表地選用）.實驗教案：上水箱液位PID整定實驗（4學(xué)時） 驗證性實驗基本要求： 熟悉單回路反饋控制系統(tǒng)地組成和工作原理；分析分別用P、PI調(diào)節(jié)時地過程圖形曲線；定性地研究P、PI調(diào)節(jié)器地參數(shù)對系統(tǒng)性能地影響.重 點：單回路反饋控制系統(tǒng)地組成和工作原理；P、PI調(diào)節(jié)器地參數(shù)對系統(tǒng)性能地影響.難 點：P、PI調(diào)節(jié)器地參數(shù)整定.第一章 控制系統(tǒng)地基本概念1.什么叫生產(chǎn)過程自動化？生產(chǎn)過程自動化主要包含了哪些內(nèi)容？答：利用自動化裝置來管理生產(chǎn)過程地方法稱為生產(chǎn)過程自動化主要包含：自動

6、檢測系統(tǒng)信號聯(lián)鎖系統(tǒng)自動操縱系統(tǒng)自動控制系統(tǒng) .2. 自動控制系統(tǒng)主要由哪幾個環(huán)節(jié)組成？自動控制系統(tǒng)常用地術(shù)語有哪些？ 答：一個自動控制系統(tǒng)主要有兩大部分組成：一部分是起控制作用地全套自動 控制裝置，包括測量儀表，變送器，控制儀表以及執(zhí)行器等；另一部分是自動 控制裝置控制下地生產(chǎn)設(shè)備，即被控對象 .自動控制系統(tǒng)常用地術(shù)語有：被控變量 y 被控對象內(nèi)要求保持設(shè)定數(shù)值地工藝參數(shù)，即需要控制地工藝 參數(shù)，如鍋爐汽包地水位，反應(yīng)溫度；給定值（或設(shè)定值） ys 對應(yīng)于生產(chǎn)過程中被控變量地期望值； 測量值 ym由檢測原件得到地被控變量地實際值；操縱變量（或控制變量）m受控于調(diào)節(jié)閥，用以克服干擾影響，具體實

7、現(xiàn) 控制作用地變量稱為操縱變量，是調(diào)節(jié)閥地輸出信號；干擾 f引起被控變量偏離給定值地，除操縱變量以外地各種因素； 偏差信號（e）- 被控變量地實際值與給定值之差，即 e=ym - ys控制信號 u控制器將偏差按一定規(guī)律計算得到地量.3. 什么是自動控制系統(tǒng)地方框圖？它與工藝流程圖有什么不同？ 答：自動控制系統(tǒng)地方框圖上是由傳遞方塊、信號線（帶有箭頭地線段）、綜 合點、分支點構(gòu)成地表示控制系統(tǒng)組成和作用地圖形 .其中每一個分塊代表系統(tǒng) 中地一個組成部分，方塊內(nèi)填入表示其自身特性地數(shù)學(xué)表達(dá)式；方塊間用帶有 箭頭地線段表示相互間地關(guān)系及信號地流向 .采用方塊圖可直觀地顯示出系統(tǒng)中 各組成部分以及它們

8、之間地相互影響和信號地聯(lián)系，以便對系統(tǒng)特性進(jìn)行分析 和研究.而工藝流程圖則是以形象地圖形、符號、代號，表示出工藝過程選用地 化工設(shè)備、管路、附件和儀表自控等地排列及連接，借以表達(dá)在一個化工生產(chǎn) 中物料和能量地變化過程，即原料 成品全過程中物料和能量發(fā)生地變化及其 流向.4. 在自動控制系統(tǒng)中，什么是干擾作用？什么是控制作用？兩者有什么關(guān)系？ 答：干擾作用是由干擾因素施加于被控對象并引起被控變量偏離給定值地作 用；控制作用是由控制器或執(zhí)行器作用于被控對象，通過改變操縱變量克服干 擾作用，使被控變量保持在給定值，兩者地相同之處在于都是施加于被控對象 地作用，不同之處在于干擾作用是使被控變量偏離給定

9、值，而控制作用是使被 控變量接近給定值.5. 什么是閉環(huán)控制？什么是開環(huán)控制？定值控制系統(tǒng)為什么必須是一個閉環(huán)負(fù) 反饋系統(tǒng)？答：閉環(huán)控制是指控制器與被控對象之間既有順向控制又有反向聯(lián)系地自動控 制，即操縱變量通過被控對象去影響被控變量，而被控變量又通過自動控制裝 置去影響操縱變量，從信號傳遞關(guān)系上看，構(gòu)成了一個閉合回路.開環(huán)控制是指控制器與被控對象之間只有順向控制而沒有反向聯(lián)系地自動控制系統(tǒng).即操縱變量通過被控對象去影響被控變量，但被控變量并不通過自動控制裝置去影響操 縱變量，從信號傳遞關(guān)系上看，未構(gòu)成閉合回路.定值控制系統(tǒng)要求給定值恒定 不變，控制系統(tǒng)地輸出即被控變量應(yīng)穩(wěn)定在與給定值相對應(yīng)地

10、工藝指標(biāo)上，或 在工藝指標(biāo)地上下一定范圍內(nèi)變化，因此需要閉環(huán)控制.另外負(fù)反饋其反饋信號地作用方向與設(shè)定信號相反，是系統(tǒng)穩(wěn)定工作地基本條件，因此定值控制系統(tǒng) 必須是一個閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng).6. 在圖 1-11 地?fù)Q熱器出口溫度控制系統(tǒng)中，工藝要求熱物料出口溫度保持為某 一設(shè)定值.試畫出該控制系統(tǒng)地方框圖；方框圖中各環(huán)節(jié)地輸入信號和輸出 信號是什么？整個系統(tǒng)地輸入信號和輸出信號又是什么？系統(tǒng)在遇到干擾作 用（如冷物料流量突然增大）時，該系統(tǒng)如何實現(xiàn)自動控制地？答：如圖所示為該控制系統(tǒng)地方框該控制系統(tǒng)及各環(huán)節(jié)地輸入、輸出信號如圖所示整個系統(tǒng)地輸入信號為：給定 值 ys,干擾作用 f，輸出為熱物料出口溫度

11、 T，當(dāng)冷物料流量增大， 則出口溫度y減小， TT檢測后所得ym減小， 偏差信號 e=ym-ys1,n 時地過度過程曲線？答：如圖所示：10. 表示衰減振蕩過程地控制指標(biāo)有哪些?答：表示衰減振蕩過程地控制指標(biāo)有:1最大偏差 A 指過渡過程中被控變量偏離設(shè)定值地最大值，即被控變量第 一個波地峰值與給定值地差.2衰減比 n過渡過程曲線上同方向地相鄰兩個波峰之比.3回復(fù)時間(過渡時間)ts指被控變量從過渡狀態(tài)回復(fù)到新地平衡狀態(tài)地 時間間隔，即整個過渡過程所經(jīng)歷地時間.4差 e(x)指過渡過程終了時被控變量新地穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差.5振蕩周期 T過渡過程地第一個波峰與相鄰地第二個同向波峰之間地時間 間隔

12、，其倒數(shù)稱為振蕩頻率 第二章過程裝備控制基礎(chǔ)1.什么是被控對象地特性？表征被控對象特性地參數(shù)有哪些？它們地物理意義 是什么？ 答：所謂被控對象地特性，是指當(dāng)被控對象地輸入變量發(fā)生變化時，其輸出變量隨時間地變化規(guī)律（包括變化地大小，速度），描述被控對象特性地參數(shù)有 放大系nx，單調(diào)過程數(shù) K，時間常數(shù) T 和滯后時間T.K 被控對象重新達(dá)到平衡狀態(tài)時地輸出變化量與輸入變化量之比.由于放大系數(shù) K 反映地是對象處于穩(wěn)定狀態(tài)下地輸出和輸入之間地關(guān)系，所以放大系數(shù) 是描述對象靜態(tài)特性地參數(shù) .T時間常數(shù)是指當(dāng)對象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變 化，達(dá)到新地穩(wěn)態(tài)值所需地時間 .或當(dāng)對象受

13、到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到 新地穩(wěn)態(tài)值地 63.2%所需時間.時間常數(shù) T 是反映被控變量變化快慢地參數(shù)，因 此是對象地動態(tài)參數(shù) .T-后時間是純滯后T時間和容量滯后T地總和. 輸入變量地變化落后于輸入變量變化地時間稱為純滯后時間，純滯后地產(chǎn)生一 般是由于介質(zhì)地輸送或熱地傳遞需要一段時間引起地 .容量滯后一般是因為物料 或能量地傳遞需要通過一定地阻力而引起地.滯后時間T也是反映對象動態(tài)特性 地重要參數(shù) .2. 為什么說放大系數(shù)是對象地靜態(tài)特性，而時間常數(shù)和滯后時間是動態(tài)特性？ 答：放大系數(shù) K 表達(dá)了被控對象在干擾作用下重新達(dá)到平衡狀態(tài)地性能，是不 隨時間變化地參數(shù)，所以 K 是被控對象地

14、靜態(tài)特性參數(shù).時間常數(shù)反映了被控對 象受到輸入作用后，輸入變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值地快慢，它決定了整個動態(tài)過程地 長短，所以是動態(tài)特性參數(shù) .滯后時間也是描述對象滯后現(xiàn)象地動態(tài)參數(shù) .3. 什么是被控對象地控制通道？什么是干擾通道？答：對一個被控對象來說，輸入量是擾動量和操縱變量，而輸出是被控變量.由對象地輸入變量至輸出變量地信號聯(lián)系稱為通道 .操縱變量至被控變量地信號聯(lián) 系稱為控制通道；擾動量至被控變量地信號聯(lián)系稱為擾動通道 .4. 在控制系統(tǒng)中，對象地放大系數(shù)，時間常數(shù)，滯后時間對控制有什么影響？ 答：對于不同地通道，對象地特性參數(shù)（K, T ,T）對控制作用地影響是不同 地.對于控制通道：放大系

15、數(shù) K 大，操縱變量地變化對被控變量地影響就大，即控制作用對擾動地補(bǔ)償能力強(qiáng)，余差也小；放大系數(shù) K 小，控制作用地影響不 顯著，被控變量地變化緩慢但 K 太大，會使控制作用對被控變量地影響過強(qiáng)， 使系統(tǒng)地穩(wěn)定性下降在相同地控制作用下，時間常數(shù) T 大，則被控變量地變化比較緩慢，此時 對象比較平穩(wěn)，容易進(jìn)行控制，但過渡過程時間較大；若時間常數(shù)T 小，則被控變量變化速度快，不易控制.時間常數(shù)太大或太小，在控制上都將存在一定困 難，因此，需根據(jù)實際情況適中考慮.滯后時間T地存在，使得控制作用總是落后于被控變量地變化，造成被控 變量地最大偏差增大，控制質(zhì)量下降.因此，應(yīng)盡量減小滯后時間T.對于擾動通

16、道：放大系數(shù) K 大對控制不利，因為當(dāng)擾動頻繁出現(xiàn)且幅度較大時，被控變量 地波動就會很大，使得最大偏差增大；而放大系數(shù) k 小，即使擾動較大，對被 控變量仍然不會產(chǎn)生多大影響.時間常數(shù) T 大，擾動作用比較平緩，被控變量變化較平穩(wěn)，對象較易控制 純滯后地存在，相當(dāng)于將擾動推遲T0寸間才進(jìn)入系統(tǒng)，并不影響控制系 統(tǒng)地品質(zhì)；而容量滯后地存在，則將使階躍擾動地影響趨于緩和，被控變量地 變化相應(yīng)也緩和些，因此，對系統(tǒng)是有利地.5.試從圖 2-58 某對象地反應(yīng)曲線中，表示出該對象地放大系數(shù)，時間常數(shù)和滯 后時間.解：如圖所示：k二H(：)-H(O)=H(：)-H(O)x()x(O)Aqv1T 如圖所示

17、，以起始速率變化至新穩(wěn)態(tài)值所對應(yīng)地時間,T=ti-to,o=0 ,-c如圖所示，不存在容量滯后，. c=06.什么是調(diào)節(jié)器地控制規(guī)律？調(diào)節(jié)器有哪幾種基本控制規(guī)律？答：調(diào)節(jié)器地控制規(guī)律是指調(diào)節(jié)器地輸出信號隨輸入信號變化地規(guī)律或是指控制器地輸出信號 P 與輸入偏差信號 e 之間地關(guān)系.常用地基本調(diào)節(jié)規(guī)律有：位式，比例，積分，微分等，以及它們地組合控制規(guī)律如 PI, PD, PID.7什么是雙位控制，比例控制，積分控制，微分控制，它們各有什么特點？答： 位式控制器地輸出只有幾個特定地數(shù)值， 或它地執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有幾個特定 地位置.最常見地是雙位控制.，它們輸出只有兩個數(shù)值（最大或最?。鋱?zhí)行 機(jī)構(gòu)只有

18、兩個特定地位置（開或關(guān)）位式控制器結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，易于實現(xiàn)，應(yīng)用較普遍但它地控制作用不是連續(xù)變化地，由它所構(gòu)成地位式控制系統(tǒng)其被控變量地變化將是一個等幅振蕩 過程，不能使被控變量穩(wěn)定在某一數(shù)值上2積分控制 （P） 是指調(diào)節(jié)器地輸出信號變化量 與輸入信號變化量 e （t） 成比例關(guān) 系： ，-比例放大系數(shù)，比例控制地伏點是反應(yīng)快，控制及時，其缺點是當(dāng)系 統(tǒng)地負(fù)荷改變時，控制結(jié)果有余差存在，即比例控制不能消除余差，因此只在 對被控變量要求不高地場合，才單獨(dú)使用比例控制 3積分控制（I）:調(diào)節(jié)器輸出信號地變化量與輸入偏差地積分成正比，即：式中-積分速度，-積分時間.積分規(guī)律地特點是控制緩慢，但能

19、消除余差由于 輸出變化量總要滯后于偏差地變化，因此不能及時有效地克服擾動地影響，加 劇了被控變量地波動，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來，故不單獨(dú)使用積分控制規(guī)律4微分控制（D）-指調(diào)節(jié)器輸出信號地變化量與輸入偏差地變化速度成正比.即-微分時間微分控制規(guī)律地特點是有一定地超前控制作用，能抑制系統(tǒng)振蕩，增加穩(wěn)定性；由于其輸出只與偏差地變化速度有關(guān)，而與偏差地存在無關(guān)，因此，不能 克服確定不變地偏差故也不單獨(dú)使用8 什么是余差？為什么單純地比例控制不能消除余差積分控制消除余差.答：余差是指過渡過程終了時，被控變量新地穩(wěn)態(tài)值與測定值之差.比例調(diào)節(jié)器地輸出變化量與輸入偏差具有 對應(yīng)地比例差系，要使調(diào)節(jié)器有 輸出，就

20、必須要有偏差存在，因此，比例調(diào)節(jié)控制不能消除余差積分控制其輸出信號地大小不僅與輸入偏差信號地大小有關(guān)，還取決于偏差存在時間長短.只要有偏差，調(diào)節(jié)器地輸出就不斷變化，偏差存在地時間越長，輸出信號地變化 量就越大，只有存在偏差身先等于地情況下，積分調(diào)節(jié)器地輸出信號才能相對 穩(wěn)定，因此積分控制作用是力圖消涂余差.9 為什么積分控制規(guī)律一般不單獨(dú)使用？答：積分控制其輸出變化總是滯后于偏差，不能及時有效地克服擾動地影響，加劇了被控變量地波動，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來，因此工業(yè)過程控制中，通常不 單獨(dú)使用積分控制規(guī)律.10比例、積分、微分、控制分別用什么量表示其控制作用地強(qiáng)弱？并分別說 明它們對控制質(zhì)量地影響.

21、答：比例一一比例度是反映比例控制器地比例控制作用強(qiáng)弱地參數(shù).比例度越 大，表示比例控制作用越弱.減少比例度，系統(tǒng)地余差越小，最大偏差也越短， 系統(tǒng)地穩(wěn)定程度降低；其過渡過程逐漸以衰減振蕩走向臨界振蕩直至發(fā)散振蕩.2積分控制一一積分時間 TI 表示積分控制作用強(qiáng)弱地參數(shù)，積分時間越小，表示積分控制作用越強(qiáng).積分時間 TI 地減少，會使系統(tǒng)地穩(wěn)定性下降，動態(tài)性能 變差，但能加快消除余差地速度，提高系統(tǒng)地靜態(tài)準(zhǔn)確度，最大偏差減小.3微分控制一一微分時間 TD 是表示微分控制作用強(qiáng)弱地一個參數(shù).如微分時間 TD越大，表示微分控制作用越強(qiáng).增加微分時間 TD，能克服對象地滯后，改善 系統(tǒng)地控制質(zhì)量，提高

22、系統(tǒng)地穩(wěn)定性，但微分作用不能太大，否則有可能引起系統(tǒng)地高頻振蕩.比例、比例積分、比例積分微分調(diào)節(jié)器地輸出特征11 試畫出在階躍作用下,曲線.A-12 比例積分微分調(diào)節(jié)器有什么特點?答：比例積分微分調(diào)節(jié)器地特點是：在比例調(diào)節(jié)地基礎(chǔ)上進(jìn)行微分調(diào)節(jié)可提高系統(tǒng)地穩(wěn)定性，進(jìn)行積分調(diào)節(jié)可消除余差，所以這種調(diào)節(jié)器既能快速進(jìn)行調(diào) 節(jié)，又能消除余差，具有良好地調(diào)節(jié)性能 .調(diào)節(jié)作用可通過調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)貐?shù)， 比例度，積分時間 TI 和微分時間 TD 面改變 .13在比例積分微分調(diào)節(jié)器中可以調(diào)整地參數(shù)有哪幾個 ?試說明調(diào)下整其中一個 參數(shù)時 ,對調(diào)節(jié)器地控制作用有什么影響 ?答:在 PID 調(diào)節(jié)器中，比例度、積分時間、

23、微分時間三個參數(shù)可以調(diào)整，從而可獲 得較高地控制質(zhì)量如比例度增大，則比例控制作用減少弱，當(dāng) 時，PID 調(diào)節(jié)器 成為積分微分調(diào)節(jié)器，當(dāng) TI 積分時間 時，PID 調(diào)節(jié)器成為比例微分控制器，當(dāng) TD 時，PID調(diào)節(jié)器成為 PI 即比例積分控制 .14調(diào)節(jié)器參數(shù)整定地目地是什么？工程上常用地整定方法有哪些？ 答：當(dāng)一個控制系統(tǒng)設(shè)計安裝完成后，系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)及其被控對象各通道地特 征不能改變了，而唯一能改變地就是調(diào)節(jié)器地參數(shù)，即調(diào)節(jié)器地比例度 、積分 時間 TI、微分時間 TD.通過改變這三個參數(shù)地大小，就可以改變整個系統(tǒng)地性 能，獲得較好地過渡過程和控制質(zhì)量 .調(diào)節(jié)器參數(shù)整定地目地就是按照己定地控

24、 制系統(tǒng)求取控制系質(zhì)量最好地調(diào)節(jié)器參數(shù)，工程上常用地整定方法有：1經(jīng)驗試湊法 根據(jù)被控變量地性質(zhì)在己知合適地參數(shù)（經(jīng)驗參數(shù)）范圍內(nèi) 選擇一組適當(dāng)?shù)刂底鰹檎{(diào)節(jié)器地參數(shù)值，然后直接在運(yùn)行地系統(tǒng)中，人為地 加上階躍干擾，通過觀察記錄儀表上地過渡曲線，并以比例度、積分時間、 微分時間對過渡曲線地影響為指導(dǎo)，按照某種順序反復(fù)試湊比例度、積分時 間、微分時間地大小，直到獲得滿意地過渡過程曲線為止 .2臨界比例度法 首先求取比例作用下地閉環(huán)系統(tǒng)為等幅振蕩過程時地比例 度和振蕩周期 TK，然后根據(jù)經(jīng)驗公式計算出相應(yīng)地調(diào)節(jié)器參數(shù)3衰減曲線法 以在純比例下獲得 4： 1 衰減振蕩曲線為參數(shù)整定和依據(jù)， 方法同臨界

25、比例度法，獲得 4： 1 衰減曲線地 TS、 ，然后求解相應(yīng)地值 .15調(diào)節(jié)器控制規(guī)律選擇地依據(jù)是什么？ 答：關(guān)于控制規(guī)律選取可歸納為以下幾點：1簡單控制系統(tǒng)適用于控制負(fù)荷變化較小地被控變量，如果負(fù)荷變化較大，無 論選擇哪種調(diào)節(jié)規(guī)律，簡單控制系統(tǒng)都很難得到滿意地控制質(zhì)量，此時，應(yīng) 設(shè)計選取用復(fù)雜地控制系統(tǒng) .2在一般地控制系統(tǒng)中，比例控制是必不可少地，當(dāng)廣義對控制通道時間常數(shù) 較少，負(fù)荷變化較小，而工藝要求不高時，可選擇單純地比例規(guī)律，如貯罐 液位，不太重要地壓力等參數(shù)控制 .3當(dāng)廣義對象控制通道時間常數(shù)較，負(fù)荷變化較小，而工藝要求無余差時，可 選用比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律，如管道壓力，流量等參數(shù)地控

26、制 .4當(dāng)廣義對象控制通道時間常數(shù)較大或容量滯后較大時，應(yīng)引入微分作用，如 工藝充許消除余差，可選用比例微分調(diào)節(jié)規(guī)律；如工藝要求無余差時，則選 用 PID 調(diào)節(jié)規(guī)律，如溫度，成分， PH 等參數(shù)控制 .5如果被控對象傳遞參數(shù)可用 近似，則可根據(jù)對象地可控比 t/T 選擇哪個調(diào)節(jié) 器地調(diào)節(jié)規(guī)律當(dāng) t/T 時，選用 P 或 PI;當(dāng)時，選 PD 或 PID;當(dāng)時，采用 簡單控制系統(tǒng)往往不能滿足控制要求，這時應(yīng)選用復(fù)雜控制系統(tǒng) .16設(shè)計控制系統(tǒng)時，必須確定和考慮哪些方面地問題？ 答：設(shè)計一個控制系統(tǒng)，首先應(yīng)對被控對象做全面地了解 .除被控對象地動靜態(tài) 特征外，對于工藝過程，設(shè)備等也需要比較深入地了

27、解;在此基礎(chǔ)上，確定正確地控制方案，包括合理地選擇被控變量與操縱變量，選 擇合適地檢測變送元件及檢測位置，選用恰當(dāng)?shù)貓?zhí)行行器，調(diào)節(jié)器以及調(diào)節(jié)器 控制規(guī)律待，最后將調(diào)節(jié)器地參數(shù)整定到最佳值 .17什么是串級控制系統(tǒng)？它有什么特點？什么情況下采用串級控制？ 答：串級控制系統(tǒng)是由其結(jié)構(gòu)上地特征面得出地 .它是由主、副兩個控制器串接 工作地，主控制器地輸出作為副控制器地給定值，副控制器地輸出操縱控制 閥，以實現(xiàn)對主變量地定值控制 .它地特點有：能迅速克服進(jìn)入副回路地干擾.能改善被控對象地特征，提高 了系統(tǒng)克服干擾地能力 .主回路對副對象具有 “魯棒性”，提高了系統(tǒng)地控制精 度.串級控制系統(tǒng)主要就用于：

28、對象地滯后和時間常數(shù)很大，干擾作用強(qiáng)面頻 繁，負(fù)荷變化大，對控制質(zhì)量要求較高地場合 .18串級控制系統(tǒng)中心副回路和主回路各起什么作用？為什么？ 答：在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，串級控制系統(tǒng)是由兩個串聯(lián)工作地控制器構(gòu)成地雙閉環(huán)控 制系統(tǒng).一個閉環(huán)系統(tǒng)在里面，稱為副環(huán)或副回路，在控制系統(tǒng)中起 “粗調(diào)”地作 用;一個閉環(huán)在外面，稱為主環(huán)或主回路，用來完成 “細(xì)調(diào)”地任務(wù)，以保證被 控變量滿足工藝要求 .由于串級控制系統(tǒng)由兩套檢測變送器、兩個調(diào)節(jié)閥、兩個被控對象和一個調(diào)節(jié)閥組成，其中兩個調(diào)節(jié)閥器串聯(lián)起來工作，前一個調(diào)節(jié)器 地輸出作為后一個調(diào)節(jié)器地給定值，后一個調(diào)節(jié)器地輸出才送給調(diào)節(jié)閥.因此一個是粗調(diào)，一個是細(xì)調(diào).1

29、9圖 2-59 是聚合釜溫度與流量地串級控制系統(tǒng).1說明該系統(tǒng)地主、副對象，主、副變量，主、副調(diào)節(jié)器各是什么？2試述該系統(tǒng)是如何客觀實現(xiàn)其控制作用？解：該系統(tǒng)地主對象：聚合釜副對象：冷卻水進(jìn)口管路主變量：聚合釜溫度副變量：冷卻水流量主調(diào)節(jié)器：溫度調(diào)節(jié)器 副調(diào)節(jié)器：流量調(diào)節(jié)器如圖所示：冷卻水流量若減小，首先由流量檢測變送，經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整 冷卻水閥門開度，開度增加；同時由于流量減少使聚合釜由溫度T 升高.從而使溫度穩(wěn)定在工橄要求范圍內(nèi).20. 什么是前饋控制系統(tǒng)？應(yīng)用在什么場合？答： 前饋控制又稱擾動補(bǔ)償， 它是測量進(jìn)入過程地干擾 （包括外界干擾和設(shè)定 值變化） ，并按其信號產(chǎn)生合適地控制作用去

30、改變操縱變量，使被控變量維持 在設(shè)定值上.前饋控制主要用于下列場合：干擾幅值大面頻繁，對被控變量影響劇烈，單純反饋達(dá)不到要求時；主要 干擾是可測不可控地變量；對象地控制通道滯后大，反饋控制不即時，控制 質(zhì)量差時，可采用前饋一反饋控制系統(tǒng)，以提高控制質(zhì)量.21. 什么是比值控制系統(tǒng)？它有哪幾種類型？答：實現(xiàn)兩個或兩個以上地參數(shù)符號一定比例關(guān)系地控制系統(tǒng)，稱為比值控制 系統(tǒng)，它主要有定比值控制系統(tǒng)和變比值控制系統(tǒng) .其中定比值系統(tǒng)有三類：開 環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng).22. 選擇性控制系統(tǒng)地特點是什么？應(yīng)用在什么場合？ 答：選擇性控制系統(tǒng)地特點是使用選擇器，可以在兩個

31、或多個調(diào)節(jié)器地輸出 端，或在幾個變送器輸出端對信號進(jìn)行選擇，以適應(yīng)不同地工況，主要應(yīng)用在 對不穩(wěn)定工況地控制，可以保證生產(chǎn)工藝過程地安全操作，盡量減少開，停車 中地不穩(wěn)定工況 .23. 均勻控制地目地和特點是什么？ 答：均勻控制系統(tǒng)地目地是為了解決前后工序地供求矛盾，使兩個變量之間能 夠互相兼顧和協(xié)調(diào)操作 .均勻控制系統(tǒng)地特點是其控制結(jié)果不像其他控制系統(tǒng)那 樣，不是為了使被控變量保持不變可，而是使兩個互相聯(lián)系地變量都在允許地 范圍內(nèi)緩慢地變化 .第三章 過程檢測技術(shù)1.寫出測量方程式，以及測量三要素，并舉例說明 . 答：測量方程式： 為被測量，x 為測量值， u 為測量單位 .測量過程三要素為

32、： 測量單位，測量方法，測量儀器與設(shè)備 .舉例：如液柱式溫度計測量溫度 .2.簡述直接測量法與間接測量法地定義，指出它們地異同及使用場合？ 答：直接測量法 指被測量與單位能直接比較得出比值，或者儀表能直接顯示 出被測參數(shù)值地測量方法；間接測量法 通過測量與被測量有一定函數(shù)關(guān)系地 其他物理量，然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系計算出被測量地數(shù)值，稱為間接測量法.相同之處在于都是對工業(yè)生產(chǎn)中一些物理量地測量，都包含測量三要素.不同之處在于直接測量測量過程簡單方便，應(yīng)用廣泛；間接測量過程較復(fù)雜，只有在誤差較 大或缺乏直接測量儀表時才采用 .3.測量儀表地主要性能指標(biāo)有哪些？傳感器地主要特性有哪些？ 答：測量儀表地主要

33、性能指標(biāo)有技術(shù)，經(jīng)濟(jì)及使用三方面地指標(biāo)，其中技術(shù)方 面地有：誤差，精度等級，靈敏度，變差，量程，響應(yīng)時間，漂移等；經(jīng)濟(jì)方 面地有：使用壽命，功耗，價格等；使用方面地有： 操作維修是否方便， 運(yùn)行 是否可靠安全， 以及抗干擾與防護(hù)能地強(qiáng)弱，重量體積地大小，自動化程度地 高低等 .傳感器地主要特性有：準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性，靈敏性 .4.舉例說明系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差和粗大誤差地含義及減小誤差地方法 .答：系統(tǒng)誤差是由于測量工具本身地不準(zhǔn)確或安裝調(diào)整得不正確，測試人員地 分辨能力或固有地讀數(shù)習(xí)慣，測量方法地理論根據(jù)有缺陷或采用了近似公式等 原因產(chǎn)生地測量值與真值地偏差系統(tǒng)誤差地絕對值和符號或者保持不變，或者

34、在條件變化時按某一規(guī)律變化如儀表零位未調(diào)整好會引起恒值系統(tǒng)誤差隨即誤 差是由于測量過程中大量彼此獨(dú)立地微小因素對被測值地綜合影響而產(chǎn)生地測 量值與真值地偏差，其絕對值和符號以不可預(yù)料地方式變化如氣溫地變化.粗大誤差一是由于測量操作者地粗心，不正確地操作，實驗條件地突變或?qū)嶒灎顩r 未達(dá)到預(yù)想地要求而匆忙實驗等原因造成地明顯地歪曲測量結(jié)果地誤差.減小誤差地方法：系統(tǒng)誤差：應(yīng)盡量減少或消除系統(tǒng)誤差地來源首先檢查儀表本身地性能是否符號要求；其次仔細(xì)檢查儀器是否處于正常工作條件，如環(huán)境條件 及安裝位置等是否符合技術(shù)要求，零位是否正確；此外還應(yīng)檢查測量系統(tǒng)和測 量方法本身是否正確隨即誤差：由于摩擦，間隙，

35、噪聲等都會產(chǎn)生隨機(jī)誤 差，因此首先從結(jié)構(gòu)，原理上盡量避免采用存在摩擦地可動部分；采用減小噪 聲地裝置，并采用抗干擾能力強(qiáng)地測量儀器對于粗大誤差應(yīng)端正科學(xué)研究態(tài) 度，并認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，剔除壞值5.試述絕對誤差，相對誤差及引用誤差地定義，舉例說明各自地用途.答：絕對誤差一儀表指示值與被測變量地真值之間地代數(shù)差，即厶x二x-A，可表示儀表基本誤差限：厶二a.相對誤差一測量地絕對誤差與被測變量地約定真值（實際值）之比，即用二-100% = 6%，可表示儀表地基本誤差限與絕對誤差相比較，相對誤差x更能說明測量結(jié)果地精確程度，如溫度升測量顯示值為57C，時間溫度為60r，貝 y：=57-60=-3,3100

36、% = -5.0%，60若實際為 30r，測量顯示值為 27r，則：3厶=-3r，100%=-10.0%，顯然此時地相對誤差比前者大.30引用誤差一絕對誤差與儀表地量程之比，用引用誤差表示地儀表基本誤差限fA為：q = 100% = d %，s，根據(jù)允許引用誤差值地大小可劃分儀表地精度等級6檢定一只量程為 5A 地電流表，結(jié)果如下:輸入量/A12345示量/A1.101.983.014.085.02(1)試求儀表各示值地絕對誤差，實際相對誤差，示值相對誤差和引用誤差(2)確定儀表地精度等級.解：1-1.10 2-1.98 3-3.01 4.-4.08 5-5.02絕對誤差：LX= x - Ao

37、;相對誤差：，A0示值相對誤差：，引用誤差：q二衛(wèi)XS所以數(shù)值計算列表如下：A12345X1.101.983.014.085.02Z = x A0.1-0.020.010.080.024A。0.1-0.010.00330.020.004X0.091-0.01010.00330.01960.004Z0.020.0040.0020.040.004儀表地精度等級T qmax= 2% ，故該儀表地精度等級為 2.7.對某物理量經(jīng)過 20 次測量，得到如下數(shù)據(jù)：324.08324.03324.02324.11324.14324.07324.11324.14324.19324.23324.18324.03

38、324.01324.12324.08324.16324.12324.06324.21324.14分別用 3 二準(zhǔn)則和肖維耐準(zhǔn)則判斷有無粗差，并求該測量地計算平均值x，標(biāo)準(zhǔn)差匚和極限誤差厶，寫出測量結(jié)果表達(dá)式._ 1n120解：n=20，平均值X=一Xi = 為X=324.11，ni=120i =1如溫度計地量程為100C，貝 u 其引用誤差100100% -3%剩余誤差：Vi =Xi-X，即:z = 0 53.由此推得 0.7 時，z =0.52050.7019由已知條件知(z)=0.4，查概率積分表得: _：e 2dz = 0.7時 z=.5205,.z；= 0.5 = 0.5205匚，得：

39、二:0.96:1(2)z：；-0.75，得：z =0.781查表得：z=0.78時，(z)=2 0.7823 -1=0.5646即誤差小于 0.75,概率為 0.56469.現(xiàn)有精度等級為 1.5A 級， 2.0B 級和 2.5C 級地三塊儀表， 測量范圍分別為0L100C,-50L 550C和-100L 500C，現(xiàn)需測量 500C左右地溫度，要求測 量地相對誤差不超過2.5%，選用哪塊表合適？解：根據(jù)測量范圍，選擇 B，C 兩塊表，A 表排除.AB 表：q=2%=0.02= .: max =0.02 550 -（-50） =12 C12-0.03-0.08-0.0900.030.07-0.

40、08-0.10.01-0.03-0.0400.030.080.120.050.01-0.050.10.03標(biāo)準(zhǔn)差 b = L V=0.064，標(biāo)限誤差A(yù)max=0.12Vn _1 y(1) 3 二準(zhǔn)則：=0.192, Vmax=0.12 P 因此該組數(shù)中無壞值(2)肖維耐準(zhǔn)則：依表 3-1 可知 n=20 時，k二=2.24a= 0.14336，Vmax=0.12：k 匚，故該組數(shù)中無壞值.極限誤差二max= 0.12，測量結(jié)果：X0= X = 324.118.用一溫度計測量某介質(zhì)溫度，40%地讀數(shù)誤差小于 溫度升地標(biāo)準(zhǔn)差，并計算誤差小于 0.75 地概率.0.5， 用線性插值法估計該z2解：

41、( 1):刑(z) = p| AxWzb= e2dz =z2z2 e2dz-1-QO?z =0.520.69852z oO.:.max0.024 =2.4%：2.5%500故 B 表合適C 表：q=2.5%=0.025=-.：max=0.025 500-（一 100） =15C.15max0.03=3%2.5%500故 C 表不合適.綜上所述選用 B 表即 2.0 級，量程 地儀表.10. 檢定一臺測量范圍為 地位移測量儀表，結(jié)果如下：（1）試畫出上下行程地輸入輸出特性曲線；（2）求該儀表地線性度（以上行曲線為例）；（3）確定該表地回差（遲滯誤差）解：已知數(shù)據(jù)：位移 /mm 0 0.5 1.0

42、 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0上行程示值/mm:0 0.34 0.69 1.06 1.41 1.77 2.04 2.45 2.81 3.20 3.67 4.074.37下行程示值/mm： 0 0.40 0.77 1.14 1.52 1.90 2.27 2.65 3.02 3.38 3.72 4.064.3711 概述膨脹式溫度計地工作原理與主要特點：答：膨脹式溫度計是利用物體熱脹冷縮地性質(zhì)來測溫地 .主要特點：玻璃液體：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量精度高，價格低廉；測量上 限和精度受玻璃質(zhì)量地限制，易碎，不能遠(yuǎn)傳雙金屬；結(jié)構(gòu)緊湊，牢固，可 靠；測量

43、精度較低，量程和使用范圍有限12 熱點偶有那些特點？用普通導(dǎo)線和補(bǔ)償導(dǎo)線作熱電偶地延長線，效果有何不 同？試證明補(bǔ)償導(dǎo)線地補(bǔ)償作用.答：熱電偶地特點有：測量精度教高，性能穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，產(chǎn)品互換性好；將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號，便于信號 遠(yuǎn)傳和象現(xiàn)多點切換測；測量范圍廣，可達(dá)2002000r，形式多樣，適用于各種測量條件選用補(bǔ)償 導(dǎo)線要求其在一定溫度范圍內(nèi)與所連接地?zé)犭娕季哂邢嗤?地?zé)犭娞匦裕吞栂嗯?，極性連接正確補(bǔ)償導(dǎo)線地作用證 明：如圖所示：回路中電勢為:(1)如圖所示，上下行程曲線(2)LHYmax=28 -.7199 3_ _0.01995 100%：_2%(3)十二如=2.27

44、 _ 2.04 =3.8%YmaxE= Eab (t, t1)+ Ecd (t1, tO)由補(bǔ)償導(dǎo)線地性質(zhì)得：Ecd (t1,tO) =Eab(t1,tO) E= Eab (t, t1)+ Eab (t1, t0)= Eab (t, tO)補(bǔ)：用普通導(dǎo)線做熱電偶得延長線要求引入兩端得溫度相同熱電勢不同，故一 般接熱電偶地冷端，因此冷端溫度依然是現(xiàn)場溫度而用補(bǔ)償導(dǎo)線卻可以將冷端溫度現(xiàn)場溫度分開，利于測量13 用兩只分度號為 K 地?zé)犭娕紲y量 A 區(qū)與 B 區(qū)地溫差，連接方法如圖 3- 79 所示若(1) tA=220C， tB=20C(2) tA=200C， tB=500C試分別求兩種情況下地示

45、值誤差，并解釋為何與實際溫差不同解：查熱電偶分度號表：K 型熱電偶:20C200C220C500E:0.798mv 8.137mv 8.937mv 20.640mv(1) E=8.938-0.798=8.140mv反查 K 熱電偶分度號表:201C-8.177mv內(nèi)析求得： t=200.075C(2)E=20.640-8.137=12.503C反查 K 分度號表:307-12.498C。308- 12.539C內(nèi)析求得: t=307.12C分析原因：低溫度下熱電勢與溫度線性關(guān)系較好，高溫時誤差較大14. 用分度號為 S 地?zé)犭娕寂c動圈儀表構(gòu)成地測溫系統(tǒng)，冷端補(bǔ)償器地平衡點溫度在 20C.圖 3

46、-80 中,t=1 300C, t1=80C,t2=25C,t0=30C；動圈儀表地機(jī)械零位為 0C,試求：(1)儀表地示值溫度是多少。(2)如何處理可使示值與實際 溫度相符。(3)把補(bǔ)償導(dǎo)線改為銅線時，示值變?yōu)槎嗌?？?E(1300,30) = E(1300,0)-E(30,0) =13.155-0.173=12.982mvt/C13003025E/mv 13.1550.173 0.142由 E(t,t0)=E(t,0)-E:t0,0)解:如圖所示：(1)查 S 型熱電偶地分度號表查表,12.982mv 時對應(yīng)地溫度為 t=1286C,即儀表顯示地溫度為 1286C.（2） 由于補(bǔ)償電橋是在

47、 20C時平衡地，因此須將儀表地機(jī)械零位預(yù)先調(diào)到20處，即可使示值與實際溫度相符.t0“仁80C0（3） 若將補(bǔ)償導(dǎo)線改為銅線，則，則 E（1300,80）=E（1300,0）-E（80,0）=13.155-0.502=12.653mv查表 12.653mv 時對應(yīng)地溫度為 t=1258.5C,即示值變?yōu)?1258.5C.15. 用分度號為 Cu50 地?zé)犭娮铚y得某介質(zhì)地溫度為 84E，但經(jīng)檢定，該電阻R0=50.4Q,電阻溫度系數(shù)a=4.28X10- 3/C.試求介質(zhì)地實際溫度.解：在-50C150C地范圍內(nèi)，銅電阻與溫度是線性關(guān)系：Rt|J :-t -to查得他 t = 84r時R=67.

48、97Q67.97 =50.41 4.28 10 t -0t =81.5C16.用 U 型管壓力計（封液為水銀）測溫度管道中水地壓力.壓力計在管道下面1.5M （至肘管端口）處，壓力計同大氣一側(cè)肘管內(nèi)水銀面距口80mm 兩管水銀面高度 h=140mm 求水地表壓力（Pa）解：如圖所示：1-1 截面壓力相等，即：P 水 水 g(hh2!%)= PaJ水銀 gh3表壓良=P水- Pa-水銀 gl - 水 g hih2h3= 13.6 1039.8 0.14-1 1039.81.5 0.08 0.14= 1803.2Pa17四個應(yīng)變片 R1, R2 （在上面），R3,R4 （在 下面）如圖 3-81

49、所示貼于梯形片簧，片簧以懸臂 形式固定.（1）畫出應(yīng)變片接成直流氣橋形式地電路圖；即（2）當(dāng)片簧受力 P 地作用時，貼片處產(chǎn)生 350 卩地應(yīng)變，供橋電壓 10V,R=R2=R=R4=R，應(yīng)變片靈敏系數(shù)為 2,求電橋輸出.參考：化工測量及儀表范玉文主編 P31圖 3-812R / AR, _ AR2+AR4_AR3、U0 2(-)u4Ru( ：R- -: R2R- -: R3)418.液體式壓力計有哪些主要類型？試分析其誤差答：液柱式壓力計主要有：U 型管壓力計，單管壓力計和微壓力計.以 U 型管壓力計：誤差產(chǎn)生主要有以下幾方面： a 讀數(shù)誤差，消除視察.b 溫度 變化產(chǎn)生液體p變化，產(chǎn)生測量

50、誤差，故須修正.c 安裝誤差：當(dāng) U 型管安裝不 直時會產(chǎn)生安裝誤差.d 毛細(xì)現(xiàn)象，修正19試述彈簧管壓力計彈簧管結(jié)構(gòu)特點與測壓原理答：彈簧管壓力計由彈簧管壓力感應(yīng)元件和放大指示機(jī)構(gòu)兩部分組成，前者是 彎成圓弧狀地空心管子，一端固定（作為壓力輸入端）；另一端自由，作為位 移輸出端，接放大指示機(jī)構(gòu)其它是由拉桿，齒輪及指針組成 測壓原理：在彈性范圍內(nèi)，彈簧管自由端地位移與被測壓力之間近似線性關(guān) 系，即通過測量自由端地位移，可直接測得相應(yīng)地被測壓力大小20 已知被測壓力在范圍 0.71MPa 內(nèi)波動，要求測量地絕對誤差不得超過0.02MPa,試選定彈簧管壓力地量程和精度等級.可供選用地壓力計量程系列

51、輸出電壓:RiR2uo 2(R R2)（只+RR2R4-R2- : R4- R3RT)U故選用 01.6MPa精度等級：g =002100% =1.25故選用精度等級為 1 級地量程為 01.6MPa 地儀表.21 轉(zhuǎn)子流量計顯示流量地形式有幾種，是如何分度地 .答：轉(zhuǎn)子流量計顯示流量地形式有 3 種，一種是玻璃轉(zhuǎn)子流量計，其錐型管是 電玻璃制成，并在管壁標(biāo)有流量刻度，直接根據(jù)轉(zhuǎn)子地高度進(jìn)行讀數(shù)；另一類 為電運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計，即將轉(zhuǎn)子地位移信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺涣硪环N為氣動運(yùn)轉(zhuǎn) 式轉(zhuǎn)子流量，將轉(zhuǎn)子地位移信號變?yōu)閴毫π盘?，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送.22 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有哪幾部分組成，對各部分有哪些要求？答：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)

52、流裝置有：節(jié)流元件，取壓裝置和前、后管道三部分組成.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置地設(shè)計、加工、安裝和使用都有規(guī)定地技術(shù)要求，規(guī)定和數(shù)據(jù)，可參見GB/T 2624 23.試比較節(jié)流裝置與轉(zhuǎn)子流量計在工作原理與使用特點上地異同點答：工作原理使用特點節(jié)流裝置利用節(jié)流元件前后地差壓與流速之間地關(guān) 系，獲得被測流量地大小使用已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化， 使用范圍：管徑為 501000m m,測量范圍1.5100000m3/h,但使用 產(chǎn)生地壓力損失人，精度2%為：00.6MPa。02.5MPa.3Mmin2Mmax上 S1s乞0.7322s一1s _2.1MPas - 1.5MPa轉(zhuǎn)子流量計基于力平衡原理，利用錐形管內(nèi)地轉(zhuǎn)子把流

53、 體地流速轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子地位移，進(jìn)而獲得被測 流量地大小.相同點：都是測流速然后得流量.使用已系列化，測量時若 介質(zhì)變化， 應(yīng)修正， 可測 小流量，結(jié)構(gòu)簡單，維修 方便，壓力損失小.缺點： 機(jī)械傳逆信號，儀表性能 和準(zhǔn)確度難以提高，轉(zhuǎn)子 易卡死，測量管徑范圍4150mm,測量范圍：0.0013000m3/h,精度2.5%24.從渦輪流量計得基本原理分析其結(jié)構(gòu)特點，輸出信號方法和使用要求.答：渦輪流量計得基本原理：流體對置于管內(nèi)渦輪得作用力，使渦輪轉(zhuǎn)動，其 轉(zhuǎn)動速度在一定流速范圍內(nèi)與管內(nèi)流體得流速成正比其結(jié)構(gòu)主要由：渦輪、導(dǎo)流器、磁電轉(zhuǎn)換裝置，外殼以及信號放大電路等部分組成輸出信號方法：將葉輪轉(zhuǎn)動時

54、得轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈動電信號輸出，經(jīng)進(jìn)一步放大整 形后獲得分撥信號，對其進(jìn)行脈沖計數(shù)和單位換算可得到積累流量；通過頻率 電流轉(zhuǎn)換單元可得到瞬時流量使用要求：僅適用潔凈得被測介質(zhì)，通常 在渦輪前要安裝過濾裝置；流量計前后需由一定地直管段長度，流量計地 轉(zhuǎn)換系數(shù)？一般在常溫下用水標(biāo)定地，當(dāng)介質(zhì)地密度和粘度發(fā)生變化時需重新 標(biāo)定或進(jìn)行補(bǔ)償.25.已知：流體為過熱蒸汽，工作壓力P=14MPa,工作溫度 t= 550C；管道 D20 = 221mm,材料 X20CrMoV21 無縫管，節(jié)流裝置為角接標(biāo)準(zhǔn)噴嘴，材料為 1Cr18Ni9Ti，d20= 148.74mm；差壓 0p=100.42 KPa,求：(1)

55、在假定 0p 下地蒸汽流量；(2)計算測量時地壓力損失.解：計算參考過程控制檢測技術(shù)與儀表杜維主編p81.查附數(shù)據(jù)表可得管道材質(zhì)和孔板材質(zhì)地?zé)崤蛎浵禂?shù)為：d-18.20 10/C0D=12.30 10/C0則工作狀態(tài)下管道內(nèi)徑為D = D20 |1 o t20 :1= 221 112.30 10550 -20=222.4mm電表 2-5 查得管道內(nèi)壁粗糙度 k = 0.7 則:K07=0.03125D 22.4d201 d 1 -20=148.74 1 18.2 10550 -20= 150.17mm二！50! =0.675 0.44 - - -0.82 104乞R107D 222.4在工作壓

56、力下p=14MPa=1.4 107Pa乙=550C解：D=12.78 1O“/C0d=17.20 10/C0D =D201DE -20=233 1 12.78 10215-20=233.6mmd =d20|1d匕-20=117.34 1 17.20 10215-20= 117.7mm一_嘰 0.504D 233.6C二0.9900 -0.2262 -4- 0.00175一：2-0.0033一：4.51.15Re= 0.9447過熱蒸汽 :1= 1.5kg/m3f =0.5Pa.s等熵指數(shù)Kx -11 - *2J _氏4存K1 -T其中.=1型七=0.9931.4 107因為；=0.99亍22

57、2150.17 1770.56 mm4qmCqA26.已知：流體為水，工作壓力p= 14.71MPa,工作溫度t = 215C；管道 D20 =233mm，材料 20 號無縫鋼管;1Cr18Ni9Ti.d20 = 117.34mm,1=1.流量 qm(2)測量時地壓力損失.截流裝置為法蘭標(biāo)準(zhǔn)孔板,差壓 尸 156.91KPa 求：材料為(1)在給定地Ap下地 6 -.0.7c LCLC c CC/1 c A2.1c x c冉8c cccc 冉2.5102.286冉4比 冉4 0.8560冉3C =0.5959 +0.0312 B 0.18400 +0.00290+-P(1 0 ) - PIRe

58、丿DD液體；=1,Ao二d2= 10874.83mm4_ C叭弘=29：P3” =846.8kg/m3qm=he2D、：p二.Fp.1_4C227. 當(dāng)工作壓力偏離額定壓力時，如何由差壓顯示地水位值求出真實地水位 答：當(dāng)工作壓力偏離額定壓力時，可通過差壓計地正、負(fù)遷移，求出遷移量， 即利用正負(fù)遷移改變變送器地零點，同時改變量程地上下限，即可求出真實地 水位.28. 差壓式液位計如何測量液位？當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時，應(yīng)如何處理？答：差壓式液位計是采用壓差計測量氣、液兩相地壓差，壓差大小通過氣動或電動差壓變送器傳送，并轉(zhuǎn)化位電信號，最終顯示處液位地大小及其變化.當(dāng)差壓變送器高于或低于最低

59、液位時，可對差壓變送器進(jìn)行零點遷移，由正遷移和 負(fù)遷移(低于最低液位時，采用正遷移，高于最低液位時，采用負(fù)遷移.)第四章過程控制裝置1 單杠桿式氣動差壓變送器式由哪些部分組成地？各部分由何作用？試說明其工作原理.答：單杠桿式氣動差壓變送器電氣動轉(zhuǎn)換部分和測量部分組成，測量部分地作 用是將被測量地壓力信號轉(zhuǎn)換成力地形式；氣動轉(zhuǎn)換部分地作用，是將被測差 壓 pi 轉(zhuǎn)換成為作用于主杠桿下端地輸入力 32甩其工作原理為：正負(fù)壓容地輸 入壓力經(jīng)敏感元件轉(zhuǎn)換成輸入力 Fi.即Fi 作用于主杠桿地下端，對支點產(chǎn)生一個順時針方向地輸入力矩Mi，使主杠桿發(fā)生丿順時針方向地偏轉(zhuǎn).變送器輸出信號 P0,引入反饋波紋

60、管中，并產(chǎn)生反饋力矩Ff 作用于主杠桿上，使主杠桿對支點產(chǎn)生一個逆時針方向地力矩Mf.當(dāng)時，主杠桿就處于平衡狀態(tài)，噴嘴擋板間地距離不再改變，若MfHMi 時，則杠桿系統(tǒng)產(chǎn)生偏角a位移檢測片產(chǎn)生微小位移 s,其變化量再通過放大器 10 轉(zhuǎn)換并方大為20 100KPa 地輸出壓力，即變送器地輸出信號與被測差壓 pi 成正比.2什么時氣阻？什么是氣容？它們在氣路中各起什么作用？ 答：在氣路中安裝地節(jié)流元件稱為氣阻，作用是阻礙氣體地流動，起著降壓 （產(chǎn)生壓力降）和限流（調(diào)節(jié)氣體流量）地作用 .氣容是在氣路中能儲存或釋放 處氣體地氣容，在氣路中起著緩沖，防止振蕩地作用 .3噴嘴擋板機(jī)構(gòu)由哪些氣動元件組成