2022年過程裝備控制技術(shù)課后習(xí)題及參考答案

1、過程裝備控制技術(shù)課后習(xí)題及參考答案第一章控制系統(tǒng)的基本概念1. 什么叫生產(chǎn)過程自動(dòng)化？生產(chǎn)過程自動(dòng)化主要包含了哪些內(nèi)容？答：利用自動(dòng)化裝置來管理生產(chǎn)過程的方法稱為生產(chǎn)過程自動(dòng)化。主要包含：自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)自動(dòng)操縱系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。2. 自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由哪幾個(gè)環(huán)節(jié)組成？自動(dòng)控制系統(tǒng)常用的術(shù)語有哪些？答：自動(dòng)控制系統(tǒng)主要有被控對(duì)象,測(cè)量元件和變送器，調(diào)節(jié)器，執(zhí)行器等環(huán)節(jié)組成。自動(dòng)控制系統(tǒng)常用的術(shù)語有：被控變量y；給定值ys；測(cè)量值 ym；操縱變量 m；干擾 f；偏差信號(hào)（ e）；控制信號(hào)u 3. 什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖？它與工藝流程圖有什么不同？答：自動(dòng)控制系統(tǒng)的方框圖上是由傳遞方塊

2、、信號(hào)線（帶有箭頭的線段）、綜合點(diǎn)、分支點(diǎn)構(gòu)成的表示控制系統(tǒng)組成和作用的圖形。其中每一個(gè)分塊代表系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，方塊內(nèi)填入表示其自身特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式；方塊間用帶有箭頭的線段表示相互間的關(guān)系及信號(hào)的流向。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之間的相互影響和信號(hào)的聯(lián)系，以便對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行分析和研究。而工藝流程圖則是以形象的圖形、符號(hào)、代號(hào)，表示出工藝過程選用的化工設(shè)備、管路、附件和儀表自控等的排列及連接，借以表達(dá)在一個(gè)化工生產(chǎn)中物料和能量的變化過程，即原料成品全過程中物料和能量發(fā)生的變化及其流向。4. 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，什么是干擾作用？什么是控制作用？?jī)烧哂惺裁搓P(guān)系？答：干擾作用

3、是指除操縱變量以外的各種因素引起被控變量偏離給定值的作用；控制作用是通過對(duì)被控變量的測(cè)量得到測(cè)量值，使其與給定值比較，得出偏差信號(hào)。這個(gè)信號(hào)按一定規(guī)律計(jì)算出控制信號(hào)來改變操縱變變量克服干擾作用。兩者關(guān)系是控制作用的一部分職能就是減小或消除干擾對(duì)被控變量的影響。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(gè)閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)？答：閉環(huán)控制是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)的改變回返回影響操縱變量的控制方式。開環(huán)控制是控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)不會(huì)影響操縱變量的控制方式。定值控制系統(tǒng)是指設(shè)定值恒定不變的控制系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)的作用是克服擾動(dòng)對(duì)被控變量的影響，當(dāng)輸出信號(hào)變大時(shí)，反饋影響操縱變量使輸出信號(hào)減

4、小，反之則影響操縱變量是輸出信號(hào)增大。可見定值控制系統(tǒng)滿足閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)的要求。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -6. 在圖 1-11 的換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)的方框圖；方框圖中各環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)是什么？整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)又是什么？系統(tǒng)在遇到干擾作用（如冷物料

5、流量突然增大）時(shí)，該系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的？答：如圖所示為該控制系統(tǒng)的方框圖。該控制系統(tǒng)及各環(huán)節(jié)的輸入、輸出信號(hào)如圖所示。整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)為：給定值ys，干擾作用 f，輸出為熱物料出口溫度t，當(dāng)冷物料流量增大，則出口溫度y 減小， tt 檢測(cè)后所得ym減小，偏差信號(hào)e=ym-ys0，輸入調(diào)節(jié)器后產(chǎn)生控制信號(hào)u，使執(zhí)行器或調(diào)節(jié)閥加大閥門開度，使溫度t 升高，從而實(shí)現(xiàn)控制。7. 圖 1-12為貯 糟液位控制系統(tǒng)，工 藝要求液位保持為 某一 數(shù)值，（1）試畫出該系統(tǒng)的方框圖；（2）指出系統(tǒng)中被控對(duì)象，被控變量，操縱變量，干擾作用各是什么？ts th 干擾tc 溫控器調(diào)節(jié)閥被控對(duì)象溫度測(cè)量變送裝置t

6、t tc tt 冷物料蒸汽熱物料偏差 e 設(shè)定溫度th,m 控制信號(hào)蒸汽流量精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -（1）如圖所示為該控制系統(tǒng)的方框圖； - （2）該系統(tǒng)中被控變量對(duì)象為貯槽；被控變量為貯槽液位；操縱變量為出水流量；干擾作用為：進(jìn)水流量，大氣溫度等。8. 什么是自動(dòng)控制系統(tǒng)的過度過程？在階躍干擾作用下有哪幾種基本形式？其中哪些

7、能滿足自動(dòng)控制的要求，哪些不能，為什么？答：對(duì)于任何一個(gè)控制系統(tǒng)，從被控對(duì)象受到干擾作用使被控變量偏離給定值時(shí)起，調(diào)節(jié)器開始發(fā)揮作用，使被控變量恢復(fù)到給定值附近范圍內(nèi)的過程叫做系統(tǒng)的過渡過程。發(fā)散振蕩過程 等幅振蕩過程衰減振蕩過程非振蕩的單調(diào)過程等幅振蕩過程。上述五種振蕩過程，其中非振蕩衰減和振蕩衰減過程是穩(wěn)定過程，能基本滿足要求，但衰減過程被控變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值進(jìn)程過于緩慢，致使被控變量長(zhǎng)期偏離給定值，所以一般不采用。只有生產(chǎn)工藝不允許被控變量振蕩時(shí)才會(huì)考慮采用這種形式的過渡過程。等幅振蕩發(fā)散振蕩和非振蕩發(fā)散受到階躍干擾后不能穩(wěn)定下來，不符合自動(dòng)控自要求9. 試畫出衰減比分別為n1,n 時(shí)的過

8、度過程曲線？答：如圖所示：10. 表示衰減振蕩過程的控制指標(biāo)有哪些？n1，發(fā)散振蕩n1，衰減振蕩n=1，等幅振蕩lt lc qv1 qv2 hsh 液位控制閥門貯槽液位測(cè)量變送裝置n，單調(diào)過程f 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -答：表示衰減振蕩過程的控制指標(biāo)有：最大偏差a指過渡過程中被控變量偏離設(shè)定值的最大值，即被控變量第一個(gè)波的峰值

9、與給定值的差。衰減比n過渡過程曲線上同方向的相鄰兩個(gè)波峰之比?；貜?fù)時(shí)間（過渡時(shí)間）ts指被控變量從過渡狀態(tài)回復(fù)到新的平衡狀態(tài)的時(shí)間間隔，即整個(gè)過渡過程所經(jīng)歷的時(shí)間。差 e()指過渡過程終了時(shí)被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之差。振蕩周期t過渡過程的第一個(gè)波峰與相鄰的第二個(gè)同向波峰之間的時(shí)間間隔，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(duì)象的特性？表征被控對(duì)象特性的參數(shù)有哪些？它們的物理意義是什么？答：所謂被控對(duì)象的特性，是指當(dāng)被控對(duì)象的輸入變量發(fā)生變化時(shí)，其輸出變量隨時(shí)間的變化規(guī)律（包括變化的大小，速度），描述被控對(duì)象特性的參數(shù)有放大系數(shù)k，時(shí)間常數(shù)t 和滯后時(shí)間。k：被控對(duì)象重新

10、達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的輸出變化量與輸入變化量之比。t：時(shí)間常數(shù)是指當(dāng)對(duì)象受到輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間?；虍?dāng)對(duì)象受到輸入作用后，被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的快慢。它決定整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的長(zhǎng)短；：描述對(duì)象滯后現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)2. 為什么說放大系數(shù)是對(duì)象的靜態(tài)特性，而時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間是動(dòng)態(tài)特性？答：放大系數(shù)k 表達(dá)了被控對(duì)象在干擾作用下重新達(dá)到平衡狀態(tài)的性能，是不隨時(shí)間變化的參數(shù)，所以k 是被控對(duì)象的靜態(tài)特性參數(shù)。時(shí)間常數(shù)反映了被控對(duì)象受到輸入作用后，輸入變量達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值的快慢，它決定了整個(gè)動(dòng)態(tài)過程的長(zhǎng)短，所以是動(dòng)態(tài)特性參數(shù)。滯后時(shí)間也是描述對(duì)象滯后現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)參數(shù)。3.

11、什么是被控對(duì)象的控制通道？什么是干擾通道？答：被控對(duì)象的控制通道是指操縱變量與控制變量之間的關(guān)系，干擾通道是指干擾作用與被控變量之間的關(guān)系。4. 在控制系統(tǒng)中，對(duì)象的放大系數(shù)，時(shí)間常數(shù)，滯后時(shí)間對(duì)控制有什么影響？答：放大系數(shù)對(duì)控制的影響：對(duì)控制通道而言，放大系數(shù)k值大，即使調(diào)節(jié)器輸出變化不大，也會(huì)對(duì)被控對(duì)象產(chǎn)生很大影響，控制靈敏。反之放大系數(shù)小，被控變量變化遲緩。對(duì)干擾通道而言，如果k很小，即使干擾幅度很大也不會(huì)對(duì)控制變量產(chǎn)生很大影響，如果k很大則當(dāng)干擾幅度很大并且頻繁出現(xiàn)系統(tǒng)很難穩(wěn)定。時(shí)間常數(shù)t 對(duì)控制影響：對(duì)控制通道而言，時(shí)間常數(shù)大，則被控變量變化較平緩，系統(tǒng)容易控制，缺點(diǎn)是控制較緩慢。若

12、t 小，則控制變量變化迅速，不易控制。對(duì)干擾通道而精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -言，時(shí)間常數(shù)大明顯存在好處，此時(shí)階躍干擾系統(tǒng)影響比較平緩，被控變量變化平緩，系統(tǒng)容易控制。滯后時(shí)間對(duì)控制影響：對(duì)控制通道而言，滯后存在是不利的，使控制不夠及時(shí)，在干擾出現(xiàn)后不能及時(shí)調(diào)節(jié)，嚴(yán)重影響控制質(zhì)量。對(duì)干擾通道而言，純滯后只是延遲干擾時(shí)間，并不影響控

13、制質(zhì)量，對(duì)于容量滯后則可以緩和干擾對(duì)控制變量的影響，因而對(duì)控制系統(tǒng)是有利5. 試從圖 2-58 某對(duì)象的反應(yīng)曲線中，表示出該對(duì)象的放大系數(shù)，時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間。解：如圖所示：k=()(0)()(0)hhxx=1()(0)hhqvt 如圖所示，以起始速率變化至新穩(wěn)態(tài)值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，t=10tt，00c如圖所示，不存在容量滯后，0c6. 什么是調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律？調(diào)節(jié)器有哪幾種基本控制規(guī)律？答：調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律是指調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的規(guī)律或是指控制器的輸出信號(hào) p與輸入偏差信號(hào)e之間的關(guān)系。常用的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有：位式，比例，積分，微分等，以及它們的組合控制規(guī)律如pi，pd，pid。7.

14、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(diǎn)？答：雙位控制是指調(diào)節(jié)器的輸出僅有最大和最小兩個(gè)極限位置，雙位控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本較低使用方便，對(duì)配用的調(diào)節(jié)閥沒有任何要求，缺點(diǎn)是被控對(duì)象總是在波動(dòng)，控制質(zhì)量不高，且當(dāng)被控對(duì)象純滯后較大時(shí)，被控變量波動(dòng)幅度較大，不適合控制要求較高場(chǎng)合。比例控制是指調(diào)節(jié)器輸出變化量與輸入變化量成比例，比例控制系統(tǒng)能迅速的克服干擾影響，使系統(tǒng)未定下來。有點(diǎn)是反應(yīng)快控制及時(shí)，缺點(diǎn)是被控對(duì)象負(fù)荷發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)輸出存在余差。積分控制是指調(diào)節(jié)器輸出變化量與輸入余差積分成正比，積分控制可以消除余差，但輸出變化總是滯后于余差變化，不能及時(shí)克服擾動(dòng)影響，使被控變量的波

15、動(dòng)加劇，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定。微分控制是指調(diào)節(jié)器輸出變化量與輸入偏差變化速度成正比，且具有一定的超前控制作用，抑制振動(dòng)，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定（但微分作用不宜過強(qiáng)）8什么是余差？為什么單純的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(shí)，被控變量新的穩(wěn)態(tài)值與測(cè)定值之差。比例調(diào)節(jié)器的輸出變化量與輸入偏差具有一一對(duì)應(yīng)的比例差系，要使調(diào)節(jié)器有輸出，就必須要有偏差存在，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(hào)的大小不僅與輸入偏差信號(hào)的大小有關(guān)，還取決于偏差存在時(shí)間長(zhǎng)短。只要有偏差，調(diào)節(jié)器的輸出就不0t0t1qvqv11tt h h() 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - -

16、 - - - - - - - - 第 5 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -斷變化，偏差存在的時(shí)間越長(zhǎng)，輸出信號(hào)的變化量就越大，只有存在偏差身先等于的情況下，積分調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)才能相對(duì)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(shí)有效地克服擾動(dòng)的影響，加劇了被控變量的波動(dòng)，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

17、、微分、控制分別用什么量表示其控制作用的強(qiáng)弱？并分別說明它們對(duì)控制質(zhì)量的影響。答：比例比例度是反映比例控制器的比例控制作用強(qiáng)弱的參數(shù)。比例度越大，表示比例控制作用越弱。減少比例度，系統(tǒng)的余差越小，最大偏差也越短，系統(tǒng)的穩(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。積分控制積分時(shí)間ti表示積分控制作用強(qiáng)弱的參數(shù)，積分時(shí)間越小，表示積分控制作用越強(qiáng)。積分時(shí)間ti的減少，會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)性能變差，但能加快消除余差的速度，提高系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度，最大偏差減小。微分控制微分時(shí)間td是表示微分控制作用強(qiáng)弱的一個(gè)參數(shù)。如微分時(shí)間td越大，表示微分控制作用越強(qiáng)。增加微分時(shí)間td，能克

18、服對(duì)象的滯后，改善系統(tǒng)的控制質(zhì)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但微分作用不能太大，否則有可能引起系統(tǒng)的高頻振蕩。11 試畫出在階躍作用下，比例、比例積分、比例積分微分調(diào)節(jié)器的輸出特征曲線。12 比例積分微分調(diào)節(jié)器有什么特點(diǎn)？答：比例積分微分調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)是：在比例調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行微分調(diào)節(jié)可提高系統(tǒng)的穩(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，具有良好的調(diào)節(jié)性能。調(diào)節(jié)作用可通過調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膮?shù)，比例度，積分時(shí)間ti和微分時(shí)間td面改變。答：比例控制反應(yīng)快，控制及時(shí)，但有余差。積分控制作用緩慢但可消除余差。微分控制具有一定的超前控制作用，抑制振蕩，增強(qiáng)穩(wěn)定性。若將三者結(jié)合起來，

19、并選擇適合的比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間，就可以得到無余差、控制及時(shí)又穩(wěn)定的高質(zhì)量控制。13 在比例積分微分調(diào)節(jié)器中可以調(diào)整的參數(shù)有哪幾個(gè)?試說明調(diào)下整其中一個(gè)參數(shù)時(shí),對(duì)調(diào)節(jié)器的控制作用有什么影響?e(t)akpakpaaau(t)kpakpae(t)e(t)kpat t t t t itt 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -答:在 pi

20、d 調(diào)節(jié)器中 ,比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間三個(gè)參數(shù)可以調(diào)整，從而可獲得較高的控制質(zhì)量。如比例度增大，則比例控制作用減少弱，當(dāng)時(shí)， pid 調(diào)節(jié)器成為積分微分調(diào)節(jié)器，當(dāng) ti積分時(shí)間時(shí)， pid 調(diào)節(jié)器成為比例微分控制器，當(dāng)td時(shí)， pid 調(diào)節(jié)器成為pi 即比例積分控制。答：調(diào)整積分時(shí)間對(duì)控制作用的影響：隨著積分時(shí)間的減小積分作用不斷增強(qiáng)，在相同的干擾作用下，調(diào)節(jié)器的輸出增大，最小偏差減小，余差消除很快，但同時(shí)系統(tǒng)的震蕩加劇。積分時(shí)間過小還可能導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。14 調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？答：調(diào)節(jié)參數(shù)整定目的是按照給定的控制系統(tǒng)，求取控制系統(tǒng)最好的調(diào)節(jié)器參數(shù)。

21、工程上常用的整定方法有經(jīng)驗(yàn)試湊法、臨界比例法、曲線衰減法15 調(diào)節(jié)器控制規(guī)律選擇的依據(jù)是什么？答：關(guān)于控制規(guī)律選取可歸納為以下幾點(diǎn)： 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)適用于控制負(fù)荷變化較小的被控變量，如果負(fù)荷變化較大，無論選擇哪種調(diào)節(jié)規(guī)律，簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)都很難得到滿意的控制質(zhì)量，此時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)選取用復(fù)雜的控制系統(tǒng)。在一般的控制系統(tǒng)中，比例控制是必不可少的，當(dāng)廣義對(duì)控制通道時(shí)間常數(shù)較少，負(fù)荷變化較小，而工藝要求不高時(shí)，可選擇單純的比例規(guī)律，當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較，負(fù)荷變化較小，而工藝要求無余差時(shí)，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)的控制。 當(dāng)廣義對(duì)象控制通道時(shí)間常數(shù)較大或容量滯后較大時(shí)，應(yīng)引入微分作用

22、，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(shí)，則選用pid 調(diào)節(jié)規(guī)律16 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，必須確定和考慮哪些方面的問題？答：設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，首先應(yīng)對(duì)被控對(duì)象做全面的了解。除被控對(duì)象的動(dòng)靜態(tài)特征外，對(duì)于工藝過程，設(shè)備等也需要比較深入的了解；在此基礎(chǔ)上，確定正確的控制方案，包括合理地選擇被控變量與操縱變量，選擇合適的檢測(cè)變送元件及檢測(cè)位置，選用恰當(dāng)?shù)膱?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)器的參數(shù)整定到最佳值。17 什么是串級(jí)控制系統(tǒng)？它有什么特點(diǎn)？什么情況下采用串級(jí)控制？答：串級(jí)控制系統(tǒng)是由其結(jié)構(gòu)上的特征面得出的。它是由主、副兩個(gè)控制器串接工作的，主控制器的輸出作為

23、副控制器的給定值，副控制器的輸出操縱控制閥，以實(shí)現(xiàn)對(duì)主變量的定值控制。它的特點(diǎn)有：能迅速克服進(jìn)入副回路的干擾。能改善被控對(duì)象的特征，提高了系統(tǒng)克服干擾的能力。主回路對(duì)副對(duì)象具有“魯棒性”，提高了系統(tǒng)的控制精度。串級(jí)控制系精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -統(tǒng)主要就用于：對(duì)象的滯后和時(shí)間常數(shù)很大，干擾作用強(qiáng)面頻繁，負(fù)荷變化大，對(duì)控制質(zhì)量要求

24、較高的場(chǎng)合。18 串級(jí)控制系統(tǒng)中心副回路和主回路各起什么作用？為什么？答：串級(jí)控制系統(tǒng)中主回路在控制過程中起著細(xì)調(diào)作用，是定值控制系統(tǒng)，副回路在控制系統(tǒng)中起著粗調(diào)作用，是隨動(dòng)控制系統(tǒng)。這是因?yàn)榇?jí)控制系統(tǒng)的目的是更好的穩(wěn)定主回路，使其等于給定值，主變量就是主調(diào)節(jié)器的輸出，所以說主回路是定制給定系統(tǒng)；副回路的輸出是副變量，副回路的給定值是主調(diào)節(jié)器的輸出，所以在串級(jí)控制系統(tǒng)中，復(fù)變量不是要求不變的，而是隨著主調(diào)節(jié)器的輸出變化而變化，因此是隨動(dòng)控制系統(tǒng)。 19 圖 2-59 是聚合釜溫度與流量的串級(jí)控制系統(tǒng)。說明該系統(tǒng)的主、副對(duì)象，主、副變量，主、副調(diào)節(jié)器各是什么？試述該系統(tǒng)是如何客觀實(shí)現(xiàn)其控制作用

25、？解：該系統(tǒng)的主對(duì)象：聚合釜副對(duì)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)器該控制系統(tǒng)的方框圖：如圖所示：冷卻水流量若減小，首先由流量檢測(cè)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(shí)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(chǎng)合？答：前饋控制又稱擾動(dòng)補(bǔ)償，它是測(cè)量進(jìn)入過程的干擾（包括外界干擾和設(shè)定值變化），并按其信號(hào)產(chǎn)生合適的控制作用去改變操縱變量，使被控變量維持在設(shè)定值上。前饋控制主要用于下列場(chǎng)合：干擾幅值大面頻繁，對(duì)被控變量影響劇烈，單純反饋達(dá)不到要求時(shí)；主要干擾是可測(cè)不

26、可控的變量；對(duì)象的控制通道滯后大，反饋控制不即時(shí)，控制質(zhì)量差時(shí)，可采用前饋反饋控制系統(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(shí)現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的參數(shù)符號(hào)一定比例關(guān)系的控制系統(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)。2f1f給定t 調(diào)節(jié)器流量調(diào)節(jié)器溫度調(diào)節(jié)器聚合釜檢測(cè)變送2（流量）檢測(cè)變送1（溫度）冷卻水進(jìn)口管路精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料

27、 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -22. 選擇性控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么？應(yīng)用在什么場(chǎng)合？答：選擇性控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是使用選擇器，可以在兩個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出端，或在幾個(gè)變送器輸出端對(duì)信號(hào)進(jìn)行選擇，以適應(yīng)不同的工況，主要應(yīng)用在對(duì)不穩(wěn)定工況的控制，可以保證生產(chǎn)工藝過程的安全操作，盡量減少開，停車中的不穩(wěn)定工況。主要應(yīng)用于非正常生產(chǎn)過程的保護(hù)性措施中。23. 均勻控制的目的和特點(diǎn)是什么？答：均勻控制系統(tǒng)的目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個(gè)變量之間能夠互相兼顧和協(xié)調(diào)操作。均勻控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是其控制結(jié)

28、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(gè)互相聯(lián)系的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化。第三章過程檢測(cè)技術(shù)1. 寫出測(cè)量方程式，以及測(cè)量三要素，并舉例說明。答：測(cè)量方程式：為被測(cè)量， x 為測(cè)量值， u 為測(cè)量單位。測(cè)量過程三要素為：測(cè)量單位，測(cè)量方法，測(cè)量?jī)x器與設(shè)備。舉例：如液柱式溫度計(jì)測(cè)量溫度。2. 簡(jiǎn)述直接測(cè)量法與間接測(cè)量法的定義，指出它們的異同及使用場(chǎng)合？答：直接測(cè)量法 指被測(cè)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(cè)參數(shù)值的測(cè)量方法；間接測(cè)量法通過測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的其他物理量，然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測(cè)量的數(shù)值，稱為間接測(cè)量法。相同之處在于都是對(duì)

29、工業(yè)生產(chǎn)中一些物精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -理量的測(cè)量，都包含測(cè)量三要素。不同之處在于直接測(cè)量測(cè)量過程簡(jiǎn)單方便，應(yīng)用廣泛；間接測(cè)量過程較復(fù)雜，只有在誤差較大或缺乏直接測(cè)量?jī)x表時(shí)才采用。3. 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)有哪些？傳感器的主要特性有哪些？答：測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)有技術(shù)，經(jīng)濟(jì)及使用三方面的指標(biāo)，其中技術(shù)方面的有：誤差，精度等

30、級(jí)，靈敏度，變差，量程，響應(yīng)時(shí)間，漂移等；經(jīng)濟(jì)方面的有：使用壽命，功耗， 價(jià)格等 ；使用方面的有：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)能的強(qiáng)弱，重量體積的大小，自動(dòng)化程度的高低等。傳感器的主要特性有：準(zhǔn)確性，穩(wěn)定性，靈敏性。4. 舉例說明系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差和粗大誤差的含義及減小誤差的方法。答：系統(tǒng)誤差是由于測(cè)量工具本身的不準(zhǔn)確或安裝調(diào)整得不正確，測(cè)試人員的分辨能力或固有的讀數(shù)習(xí)慣，測(cè)量方法的理論根據(jù)有缺陷或采用了近似公式等原因產(chǎn)生的測(cè)量值與真值的偏差。系統(tǒng)誤差的絕對(duì)值和符號(hào)或者保持不變，或者在條件變化時(shí)按某一規(guī)律變化。如儀表零位未調(diào)整好會(huì)引起恒值系統(tǒng)誤差。隨即誤差是由于測(cè)量過程

31、中大量彼此獨(dú)立的微小因素對(duì)被測(cè)值的綜合影響而產(chǎn)生的測(cè)量值與真值的偏差，其絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)料的方式變化。如氣溫的變化。粗大誤差是由于測(cè)量操作者的粗心，不正確地操作，實(shí)驗(yàn)條件的突變或?qū)嶒?yàn)狀況未達(dá)到預(yù)想的要求而匆忙實(shí)驗(yàn)等原因造成的明顯地歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差。減小誤差的方法：系統(tǒng)誤差：應(yīng)盡量減少或消除系統(tǒng)誤差的來源。首先檢查儀表本身的性能是否符號(hào)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(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量方法本身是否正確。隨即誤差：由于摩擦，間隙，噪聲等都會(huì)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的可動(dòng)部分；采用減小噪聲

32、的裝置，并采用抗干擾能力強(qiáng)的測(cè)量?jī)x器。對(duì)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(duì)誤差，相對(duì)誤差及引用誤差的定義，舉例說明各自的用途。答：絕對(duì)誤差儀表指示值與被測(cè)變量的真值之間的代數(shù)差，即xxa，可表示儀表基本誤差限：a。相對(duì)誤差 測(cè)量的絕對(duì)誤差與被測(cè)變量的約定真值（實(shí)際值）之比，即用100%6%x，可表示儀表的基本誤差限與絕對(duì)誤差相比較，相對(duì)誤差更能說明測(cè)量結(jié)果的精確程度，如溫度升測(cè)量顯示值為57，時(shí)間溫度為60 ，則：=57-60=-3,3100%5.0%60，若實(shí)際為30，測(cè)量顯示值為27 ，則：=-3，3100%10.0%30，顯然此時(shí)的相對(duì)誤差比前者大。精

33、品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -引用誤差 絕對(duì)誤差與儀表的量程之比，用引用誤差表示的儀表基本誤差限為：100%qds，如溫度計(jì)的量程為100，則其引用誤差3100%3%100q，根據(jù)允許引用誤差值的大小可劃分儀表的精度等級(jí)。6. 檢定一只量程為5a 的電流表，結(jié)果如下：輸入量 /a12345示量 /a1.101.983.014.08

34、5.02（1） 試求儀表各示值的絕對(duì)誤差，實(shí)際相對(duì)誤差，示值相對(duì)誤差和引用誤差。（2） 確定儀表的精度等級(jí)。解： 1-1.10 2-1.98 3-3.01 4.-4.08 5-5.02絕對(duì)誤差：0 xxa；相對(duì)誤差：0 xa，示值相對(duì)誤差：xx，引用誤差：xqs所以數(shù)值計(jì)算列表如下：0a12345x1.101.983.014.085.020 xxa0.1-0.020.010.080.020 xa0.1-0.010.00330.020.004xx0.091-0.01010.00330.01960.004xqs0.020.0040.0020.040.004儀表的精度等級(jí)max2%qq，故該儀表的精

35、度等級(jí)為2。7. 對(duì)某物理量經(jīng)過20 次測(cè)量，得到如下數(shù)據(jù)：324.08324.03324.02324.11324.14324.07324.11324.14324.19324.23324.18324.03324.01324.12324.08324.16324.12324.06324.21324.14分別用 3準(zhǔn)則和肖維耐準(zhǔn)則判斷有無粗差，并求該測(cè)量的計(jì)算平均值x，標(biāo)準(zhǔn)差和極限誤差，寫出測(cè)量結(jié)果表達(dá)式。解： n=20，平均值x=201111324.1120niiiixxn，精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 43 頁 - -

36、- - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -剩余誤差：iivxx，即：-0.03-0.08-0.0900.03-0.0400.030.080.120.07-0.08-0.10.01-0.030.050.01-0.050.10.03標(biāo)準(zhǔn)差=2110.0641niivn，標(biāo)限誤差max0.12（1）3準(zhǔn)則： 3=0.192，max0.123v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(shí)，0k=2.24 0.14336k，max0.12vk，故該

37、組數(shù)中無壞值。極限誤差max0.12，測(cè)量結(jié)果：0324.11xx8. 用一溫度計(jì)測(cè)量某介質(zhì)溫度，40% 的讀數(shù)誤差小于0.5 ，用線性插值法估計(jì)該溫度升的標(biāo)準(zhǔn)差，并計(jì)算誤差小于0.75 的概率。解：（ 1）( )|zpxzq=222202212zzzzedzedz，0.520.6985 z0.530.7019 z由此推得0.7 時(shí)，0.5205 z由已知條件知( )0.4z， 查概率積分表得：220.7zedz時(shí) z=0.5205，0.50.5205z，得：0.961（2）0.75z，得：0.781z查表得：0.78z時(shí)，( )z=2 0.7823 1=0.5646即誤差小于0.75，概率為

38、0.56469. 現(xiàn)有精度等級(jí)為1.5a 級(jí)， 2.0b 級(jí)和 2.5c 級(jí)的三塊儀表，測(cè)量范圍分別為0100:，50550:和100500:，現(xiàn)需測(cè)量500 左右的溫度，要求測(cè)量的相對(duì)誤差不超過 2.5% ，選用哪塊表合適？解：根據(jù)測(cè)量范圍，選擇b，c 兩塊表， a 表排除。 b 表： q=2%=0.02=maxsmax0.02550( 50)12精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12

39、頁，共 43 頁 - - - - - - - - -max120.0242.4%2.5%500故 b 表合適。 c 表： q=2.5%=0.025=maxsmax0.025500( 100)15max150.033%2.5%500故 c 表不合適。綜上所述選用b 表即 2.0 級(jí)，量程的儀表。10. 檢定一臺(tái)測(cè)量范圍為的位移測(cè)量?jī)x表，結(jié)果如下：（1）試畫出上下行程的輸入輸出特性曲線；（2）求該儀表的線性度（以上行曲線為例）；(3) 確定該表的回差（遲滯誤差）解：已知數(shù)據(jù)：位移 /mm 0 0.5 1.0 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

40、 /mm： 0 0.34 0.69 1.06 1.41 1.77 2.04 2.45 2.81 3.20 3.67 4.07 4.37 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 4.06 4.37 00.511.522.533.544.550123456（1）如圖所示，上下行程曲線（2）maxmax2.040.719930.01995 100%2%6hlly精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)

41、習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 13 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -（3）maxmax2.272.043.8%6hhy11概述膨脹式溫度計(jì)的工作原理與主要特點(diǎn)：答：膨脹式溫度計(jì)是利用物體熱脹冷縮的性質(zhì)來測(cè)溫的。主要特點(diǎn)：玻璃液體：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，測(cè)量精度高，價(jià)格低廉；測(cè)量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，易碎，不能遠(yuǎn)傳。雙金屬；結(jié)構(gòu)緊湊，牢固，可靠；測(cè)量精度較低，量程和使用范圍有限。12 熱點(diǎn)偶有那些特點(diǎn)？用普通導(dǎo)線和補(bǔ)償導(dǎo)線作熱電偶的延長(zhǎng)線，效果有何不同？試證明補(bǔ)償導(dǎo)線的補(bǔ)償作用。答：熱電偶的特點(diǎn)有：測(cè)量精度教高，性能

42、穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，產(chǎn)品互換性好；將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，便于信號(hào)遠(yuǎn)傳和象現(xiàn)多點(diǎn)切換測(cè)；測(cè)量范圍廣，可達(dá)2002000，形式多樣，適用于各種測(cè)量條件。選用補(bǔ)償導(dǎo)線要求其在一定溫度范圍內(nèi)與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，型號(hào)相配，極性連接正確。補(bǔ)償導(dǎo)線的作用證明：如圖所示：回路中電勢(shì)為：eeab（t ，t1 ） ecd（t1 ， t0 ）由補(bǔ)償導(dǎo)線的性質(zhì)得：ecd（ t1,t0）=eab(t1,t0) eeab（t ，t1 ） eab（t1 ，t0 ） eab（t ，t0 ）補(bǔ)：用普通導(dǎo)線做熱電偶得延長(zhǎng)線要求引入兩端得溫度相同熱電勢(shì)不同，故一般接熱電偶的冷端，因此冷端溫度依然是現(xiàn)場(chǎng)溫度。

43、而用補(bǔ)償導(dǎo)線卻可以將冷端溫度現(xiàn)場(chǎng)溫度分開，利于測(cè)量。13 用兩只分度號(hào)為k的熱電偶測(cè)量a區(qū)與 b區(qū)的溫差，連接方法如圖379 所示。若（1）0220atc，020btc（2）0200atc，0500btc試分別求兩種情況下的示值誤差, 并解釋為何與實(shí)際溫差不同. 解: 查熱電偶分度號(hào)表: k型熱電偶 :20 200 220 500 e: 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(hào)表: 201 -8.177mv 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - -

44、第 14 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 14 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -內(nèi)析求得 : t=200.075 (2) e=20.640 -8.137=12.503反查 k分度號(hào)表 :307-12.498 ; 308-12.539內(nèi)析求得 : t=307.12 分析原因 :低溫度下熱電勢(shì)與溫度線性關(guān)系較好, 高溫時(shí)誤差較大。14. 用分度號(hào)為s的熱電偶與動(dòng)圈儀表構(gòu)成的測(cè)溫系統(tǒng), 冷端補(bǔ)償器的平衡點(diǎn)溫度在20 .圖 3-80 中,t=1300 , t1=80 ,t

45、2=25,t0=30 ；動(dòng)圈儀表的機(jī)械零位為0, 試求：(1) 儀表的示值溫度是多少; (2) 如何處理可使示值與實(shí)際溫度相符; (3) 把補(bǔ)償導(dǎo)線改為銅線時(shí), 示值變?yōu)槎嗌? 解: 如圖所示 : (1) 查 s型熱電偶的分度號(hào)表: t/ 1300 30 25 e/mv 13.155 0.173 0.142 由 e(t,t0)=e(t,0)-e(t0,0) 即 e(1300,30)e(1300,0)-e(30,0) =13.155-0.173=12.982mv 查表 ,12.982mv 時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為t=1286 , 即儀表顯示的溫度為1286 。（2）由于補(bǔ)償電橋是在20時(shí)平衡的，因此須將儀

46、表的機(jī)械零位預(yù)先調(diào)到20 處，即可使示值與實(shí)際溫度相符。（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(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為t=1258.5 , 即示值變?yōu)?258.5 。15. 用分度號(hào)為cu50 的熱電阻測(cè)得某介質(zhì)的溫度為84 ，但經(jīng)檢定，該電阻r0=50.4,電阻溫度系數(shù)=4.28 10-3/ . 試求介質(zhì)的實(shí)際溫度。解：在 -50 150 的范圍內(nèi)，銅電阻與溫度是線性關(guān)系：01ttorrtt查得他 t 84時(shí) r 67.97 00180ttc精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f -

47、 - - - - - - - - - - - - - 第 15 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 15 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -即：3067.9750.414.2810081.5ttc16. 用 u型管壓力計(jì)（封液為水銀）測(cè)溫度管道中水的壓力。壓力計(jì)在管道下面1.5m（至肘管端口）處，壓力計(jì)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 ，求水的表壓力（pa) 解：如圖所示：11 截面壓力相等，即：123pg()hhh水水=ap3水銀gh

48、表壓31233313.6109.80.141 109.81.50.080.141803.2apppghg hhhpa表水水銀水17四個(gè)應(yīng)變片r1，r2（在上面）， r3,r4（在下面）如圖 381 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的電路圖；（2）當(dāng)片簧受力p的作用時(shí)，貼片處產(chǎn)生350的應(yīng)變，供橋電壓10v，1234rrrrr，應(yīng)變片靈敏系數(shù)為 2，求電橋輸出。參考：化工測(cè)量及儀表范玉文主編p31 圖 381 輸出電壓：31212402121243()()rr rrrruurrrrrrq1234rrrrr2124302()4rrrrruurr1243()4r

49、rrrur精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 16 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 16 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -18. 液體式壓力計(jì)有哪些主要類型？試分析其誤差答：液柱式壓力計(jì)主要有：u型管壓力計(jì)，單管壓力計(jì)和微壓力計(jì)。以 u型管壓力計(jì)：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 變化，產(chǎn)生測(cè)量誤差，故須修正。 c 安裝誤差：當(dāng)u型管安裝不直時(shí)會(huì)產(chǎn)生安裝誤差。 d 毛細(xì)現(xiàn)

50、象，修正19試述彈簧管壓力計(jì)彈簧管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與測(cè)壓原理。答：彈簧管壓力計(jì)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，前者是彎成圓弧狀的空心管子，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(cè)壓原理：在彈性范圍內(nèi)，彈簧管自由端的位移與被測(cè)壓力之間近似線性關(guān)系，即通過測(cè)量自由端的位移，可直接測(cè)得相應(yīng)的被測(cè)壓力大小。20已知被測(cè)壓力在范圍0.71mpa 內(nèi)波動(dòng)，要求測(cè)量的絕對(duì)誤差不得超過0.02mpa，試選定彈簧管壓力的量程和精度等級(jí)。可供選用的壓力計(jì)量程系列為：00.6mpa; 02.5mpa. 故選用 01.6mpa 精度等級(jí)：故選用精度

51、等級(jí)為1 級(jí)的量程為01.6mpa 的儀表。21轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有幾種，是如何分度的。答：轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有3 種，一種是玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，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)子的高度進(jìn)行讀數(shù)；另一類為電運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，即將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；另一種為氣動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子流量，將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)變?yōu)閴毫π盘?hào)，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(duì)各部分有哪些要求？答：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)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)流裝置的設(shè)計(jì)、加工、安裝和使用都有規(guī)定的技術(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(jì)在工

52、作原理與使用特點(diǎn)上的異同點(diǎn)。minmax1323smms10.73213ss2.11.5smpasmpamax0.02100%1.251.6精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 17 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 17 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -答：工作原理使用特點(diǎn)節(jié)流裝置利用節(jié)流元件前后的差壓與流速之間的關(guān)系，獲得被測(cè)流量的大小使用已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，使用范圍：管徑為501000mm ，測(cè)量范圍1.51

53、00000m3/h ，但使用產(chǎn)生的壓力損失大，精度12% 轉(zhuǎn)子流量計(jì)基于力平衡原理，利用錐形管內(nèi)的轉(zhuǎn)子把流體的流速轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的位移，進(jìn)而獲得被測(cè)流量的大小。相同點(diǎn)：都是測(cè)流速然后得流量。使用已系列化，測(cè)量時(shí)若介質(zhì)變化，應(yīng)修正，可測(cè)小流量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，壓力損失小。缺點(diǎn)：機(jī)械傳逆信號(hào)，儀表性能和準(zhǔn)確度難以提高，轉(zhuǎn)子易卡死，測(cè)量管徑范圍4150mm, 測(cè)量范圍： 0.0013000m3/h, 精度12.5% 24從渦輪流量計(jì)得基本原理分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，輸出信號(hào)方法和使用要求。答：渦輪流量計(jì)得基本原理：流體對(duì)置于管內(nèi)渦輪得作用力，使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)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)

54、構(gòu)主要由：渦輪、導(dǎo)流器、磁電轉(zhuǎn)換裝置，外殼以及信號(hào)放大電路等部分組成。輸出信號(hào)方法：將葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)得轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)電信號(hào)輸出，經(jīng)進(jìn)一步放大整形后獲得分撥信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行脈沖計(jì)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(shí)流量。使用要求：僅適用潔凈得被測(cè)介質(zhì)，通常在渦輪前要安裝過濾裝置；流量計(jì)前后需由一定的直管段長(zhǎng)度，流量計(jì)的轉(zhuǎn)換系數(shù)? 一般在常溫下用水標(biāo)定的，當(dāng)介質(zhì)的密度和粘度發(fā)生變化時(shí)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p14mpa ，工作溫度t 550；管道d20221mm, 材料 x20crmov21無縫管，節(jié)流裝置為角接標(biāo)準(zhǔn)噴嘴，材料為1cr18ni9ti

55、，d20148.74mm；差壓 0p=100.42 kpa ，求：（1）在假定0p 下的蒸汽流量；（2）計(jì)算測(cè)量時(shí)的壓力損失。解：計(jì)算參考過程控制檢測(cè)技術(shù)與儀表杜維主編 p81。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 18 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 18 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -查附數(shù)據(jù)表可得管道材質(zhì)和孔板材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)為：6018.20 10/dc6012.30 10/dc則工作狀態(tài)下管道內(nèi)徑為

56、20016120221 1 12.30 1055020222.4ddtmm電表 2 5查得管道內(nèi)壁粗糙度k0.7 則:0.70.0312522.4kd2016120148.74 1 18.2 1055020150.17ddd tmm150.770.675222.4dd0.440.8472 1010er1.156424.5100.99000.22620.001750.00330.9447ecr在工作壓力下7141.4 10pmpapa,01550tc過熱蒸汽311.5/kg m10.5.pa s等熵指數(shù)122424111111xxkkkx其中371100.42 10110.9931.4 10pp

57、因?yàn)?.992220150.171770.5644admm01421mcqaqp242411pcpc精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 19 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 19 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -26. 已知：流體為水，工作壓力p14.71mpa，工作溫度t 215；管道d20233mm ，材料 20 號(hào)無縫鋼管；截流裝置為法蘭標(biāo)準(zhǔn)孔板，材料為1cr18ni9ti 。 d20117.34mm，

58、差壓p156.91kpa. 求：（ 1）在給定的 p 下的流量qm （2）測(cè)量時(shí)的壓力損失。解：6012.78 10/dc6017.20 10/dc6201120233 1 12.78 1021520233.6dddtmm6201120117.34 1 17.20 1021520117.7dddtmm117.70.504233.6dd0.7612.182.5443102.2860.85600.59590.03120.18400.00291ecrdd液體=1, 20=10874.834admm0431=129846.8/mcaqpkg m=mq42421-=.1-pcpc27當(dāng)工作壓力偏離額定壓

59、力時(shí)，如何由差壓顯示的水位值求出真實(shí)的水位。答：當(dāng)工作壓力偏離額定壓力時(shí)，可通過差壓計(jì)的正、負(fù)遷移，求出遷移量，即利用正負(fù)遷移改變變送器的零點(diǎn)，同時(shí)改變量程的上下限，即可求出真實(shí)的水位。28差壓式液位計(jì)如何測(cè)量液位? 當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，應(yīng)如何處理？答：差壓式液位計(jì)是采用壓差計(jì)測(cè)量氣、液兩相的壓差，壓差大小通過氣動(dòng)或電動(dòng)差壓變送器傳送，并轉(zhuǎn)化位電信號(hào)，最終顯示處液位的大小及其變化。當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，可對(duì)差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移，由正遷移和負(fù)遷移（低于最低液位時(shí)，采用正遷移，高于最低液位時(shí)，采用負(fù)遷移。）精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - -

60、- - - - - - 第 20 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 20 頁，共 43 頁 - - - - - - - - -第四章過程控制裝置1單杠桿式氣動(dòng)差壓變送器式由哪些部分組成的？各部分由何作用？試說明其工作原理。答：?jiǎn)胃軛U式氣動(dòng)差壓變送器電氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分和測(cè)量部分組成，測(cè)量部分的作用是將被測(cè)量的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成力的形式；氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分的作用，是將被測(cè)差壓pi 轉(zhuǎn)換成為作用于主杠桿下端的輸入力fi 。其工作原理為：正負(fù)壓容的輸入壓力經(jīng)敏感元件轉(zhuǎn)換成輸入力fi 。即。 fi 作用于主杠