化工儀表及自動化作業(yè)參考答案

1、 制藥過程控制原理與儀表PAGE 第33頁自動控制系統(tǒng)基本概念什么是化工自動動化？它有什什么重要意義義？答:在化工設(shè)備備上，配備上上一些自動化化裝置，代替替操作人員的的部分直接勞勞動，使生產(chǎn)產(chǎn)在不同程度度上自動地進(jìn)進(jìn)行，這種用用自動化裝置置來管理化工工生產(chǎn)過程的的辦法，稱為為化工自動化化。實現(xiàn)化工自動化化，能加快生生產(chǎn)速度、降降低生產(chǎn)成本本、提高產(chǎn)品品產(chǎn)量和質(zhì)量量、減輕勞動動強(qiáng)度、保證證生產(chǎn)安全，為為逐步地消滅滅體力勞動和和腦力勞動之之間的差別創(chuàng)創(chuàng)造條件?；ぷ詣踊饕男﹥?nèi)內(nèi)容？答:化工生產(chǎn)過過程自動化，一一般包括自動動檢測、自動動操縱、自動動保護(hù)和自動動控制等方面面的內(nèi)容。自動控制系

2、統(tǒng)怎怎樣構(gòu)成？各組成環(huán)節(jié)節(jié)起什么作用用？答:自動控制系系統(tǒng)主要由兩兩大部分組成成。一部分是是起控制作用用的全套自動動化裝置，對對于常規(guī)儀表表來說，它包包括檢測元件件及變送器、控控制器、執(zhí)行行器等；另一一部分是受自自動化裝置控控制的被控對對象。在自動控制系統(tǒng)統(tǒng)中，檢測元元件及變送器用來感感受被控變量量的變化并將將它轉(zhuǎn)換成一一種特定的信信號(如氣壓信號號或電壓、電電流信號等)?？刂破鲗z測測元件及變送送器送來的測測量信號與工工藝上需要保保持的設(shè)定值值信號進(jìn)行比比較得出偏差差，根據(jù)偏差差的大小及變變化趨勢，按按預(yù)先設(shè)計好好的控制規(guī)律律進(jìn)行運算后后，將運算結(jié)結(jié)果用特定的的信號(如氣壓信號號或電流信號號

3、)發(fā)送給執(zhí)行行器,執(zhí)行器能自動動地根據(jù)控制制器送來的信信號值相應(yīng)地地改變流人(或流出)被控變量的的物料量或能能量，克服擾擾動的影響，最最終實現(xiàn)控制制要求。什么叫操縱變量量？受控制器操縱的的，用以克服服干擾的影響響，使被控變變量保持設(shè)定定值的物料量量或能量。（或或：具體實現(xiàn)現(xiàn)控制作用的的變量叫做操操縱變量）閉環(huán)控制系統(tǒng)與與開環(huán)控制系系統(tǒng)有什么不不同？答自動控制系統(tǒng)統(tǒng)按其基本結(jié)結(jié)構(gòu)形式可分分為閉環(huán)自動動控制系統(tǒng)和和開環(huán)自動控控制系統(tǒng)。閉環(huán)自動控制是是指控制器與與被控對象之之間既有順向向控制又有反反向聯(lián)系的自自動控制。如如圖1-1 ( a)即是一個閉閉環(huán)自動控制制。圖中控制制器接受檢測測元件及變送送

4、器送來的測測量信號，并并與設(shè)定值相相比較得到偏偏差信號，再再根據(jù)偏差的的大小和方向向，調(diào)整蒸汽汽閥門的開度度，改變蒸汽汽流量，使熱熱物料出口溫溫度回到設(shè)定定值上。從圖圖1-1, (b)所示示的控制系統(tǒng)統(tǒng)方塊圖可以以清楚看出，操操縱變量(蒸汽流量)通過被控對對象去影響被被控變量，而而被控變量又又通過自動控控制裝置去影影響操縱變量量。從信號傳傳遞關(guān)系上看看，構(gòu)成了一一個閉合回路路。 (a) (b)圖1-1 閉閉環(huán)自動控制制基本結(jié)構(gòu)開環(huán)控制系統(tǒng)是是指控制器與與被控對象之之間只有順向向控制而沒有有反向聯(lián)系的的自動控制系系統(tǒng)。即操縱縱變量通過被被控對象去影影響被控變量量，但被控變變量并不通過過自動控制裝

5、裝置去影響操操縱變量。從從信號傳遞關(guān)關(guān)系上看，未未構(gòu)成閉合回回路。開環(huán)控制系統(tǒng)分分為兩種，一一種按設(shè)定值值進(jìn)行控制，如如圖1-2 (a)所示示。這種控制制方式的操縱縱變量(蒸汽流量)與設(shè)定值保保持一定的函函數(shù)關(guān)系，當(dāng)當(dāng)設(shè)定值變化化時，操縱變變量隨其變化化進(jìn)而改變被被控變量。另另一種是按擾擾動進(jìn)行控制制，即所謂前前饋控制系統(tǒng)統(tǒng)，如圖1-2 (b)所示。這種種控制方式是是通過對擾動動信號的測量量，根據(jù)其變變化情況產(chǎn)生生相應(yīng)控制作作用，進(jìn)而改改變被控變量量。 (a)按設(shè)定值值進(jìn)行控制的的開環(huán)系統(tǒng) (b)按擾動動進(jìn)行控制的的開環(huán)系統(tǒng)圖1-2開環(huán)控控制系統(tǒng)基本本結(jié)構(gòu)開環(huán)控制系統(tǒng)不不能自動地覺覺察被控變量

6、量的變化情況況，也不能判判斷操縱變量量的校正作用用是否適合實實際需要。什么是反饋？什什么是正反饋饋和負(fù)反饋？答:把系統(tǒng)(或或環(huán)節(jié))的輸出信號號直接或經(jīng)過過一些環(huán)節(jié)重重新引回到輸輸人端的做法法叫做反饋。反饋信號的作用用方向與設(shè)定定信號相反，即即偏差信號為為兩者之差，這這種反饋叫做做負(fù)反饋；反反之為正反饋饋。根據(jù)設(shè)定值的形形式，閉環(huán)控控制系統(tǒng)可以以分為哪幾類類？在閉環(huán)控制系統(tǒng)統(tǒng)中，按照設(shè)設(shè)定值的不同同形式又可分分為：(1)定值控制系系統(tǒng)；(2)隨動控控制系統(tǒng)；(3)程序控制系系統(tǒng)。什么是控制系統(tǒng)統(tǒng)的靜態(tài)與動動態(tài)？答:在自動化領(lǐng)領(lǐng)域內(nèi)，把被被控變量不隨隨時間而變化化的平衡狀態(tài)態(tài)稱為控制系系統(tǒng)的靜態(tài)。

7、在這種種狀態(tài)下，自自動控制系統(tǒng)統(tǒng)的輸人(設(shè)定值和干干擾)及輸出(被控變量)都保持不變變，系統(tǒng)內(nèi)各各組成環(huán)節(jié)都都不改變其原原來的狀態(tài)，它它們輸人、輸輸出信號的變變化率為零。而而此時生產(chǎn)仍仍在進(jìn)行，物物料和能量仍仍然有進(jìn)有出出。因此，靜靜態(tài)反映的是是相對平衡狀狀態(tài)。系統(tǒng)的動態(tài)是被被控變量隨時時間而變化的的不平衡狀態(tài)態(tài)。當(dāng)一個原原來處于相對對平衡狀態(tài)的的系統(tǒng)，受到到擾動作用的的影響，其平平衡狀態(tài)受到到破壞，被控控變量偏離設(shè)設(shè)定值，此時時，控制器就就會改變原來來的狀態(tài)，產(chǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的控控制作用，改改變操縱變量量克服擾動的的影響，力圖圖恢復(fù)平衡狀狀態(tài)。從擾動動發(fā)生，經(jīng)過過控制，直到到系統(tǒng)重新建建立平衡，在

8、在這段時間中中整個系統(tǒng)都都處于變動狀狀態(tài)中。9.控制系統(tǒng)運運行的基本要要求是什么？答:自動控制系系統(tǒng)的基本要要求是系統(tǒng)運運行必須是穩(wěn)穩(wěn)定的，并應(yīng)應(yīng)保證滿足一一定的精度要要求或某些規(guī)規(guī)定的性能指指標(biāo)，但最基基本的要求是是穩(wěn)定的，也也就是說系統(tǒng)統(tǒng)投人運行后后，被控變量量不致失控而而發(fā)散。10.在階躍擾擾動作用下，自動控制系統(tǒng)的過渡過程有哪些基本形式？哪些過渡過程能基本滿足控制要求？答:過渡過程中中被控變量的的變化情況與與干擾的形式式有關(guān)。在階階躍擾動作用用下，其過渡渡過程曲線有有以下幾種形形式。發(fā)散散振蕩過程；非振蕩發(fā)散散過程；等幅振蕩過過程；衰減振蕩過過程；非振蕩衰減減過程。在上述五種過渡渡過程

9、形式中中，非振蕩衰衰減過程和衰衰減振蕩過程程是穩(wěn)定過程程，能基本滿滿足控制要求求。但由于非非振蕩衰減過過程中被控變變量達(dá)到新的的穩(wěn)態(tài)值的進(jìn)進(jìn)程過于緩慢慢，致使被控控變量長時間間偏離設(shè)定值值，所以一般般不采用。只只有當(dāng)生產(chǎn)工工藝不允許被被控變量振蕩蕩時才考慮采采用這種形式式的過渡過程程。11.衰減振蕩蕩過程的品質(zhì)質(zhì)指標(biāo)有哪些些？答:衰減振蕩過過程的品質(zhì)指指標(biāo)主要有：最大偏差、衰衰減比、余差差、過渡時間間、振蕩周期期(或頻率)等。12、什么是傳傳遞函數(shù)？答:對于如圖11-6所示的的線性系統(tǒng)，在在初始條件為為零時，它的的輸出與輸入入的拉普拉斯斯式之比，即即系統(tǒng)在復(fù)數(shù)數(shù)s域的輸出與與輸人之比，稱稱為系

10、統(tǒng)的傳傳遞函數(shù)，記記為。圖1-6 系系統(tǒng)的輸人輸輸出關(guān)系例 題 分 析析在石油化工生產(chǎn)產(chǎn)過程中，常常常利用液態(tài)態(tài)丙烯汽化吸吸收裂解氣體體的熱量，使使裂解氣體的的溫度下降到到規(guī)定的數(shù)值值上。圖1-9是一個個簡化的丙烯烯冷卻器溫度度控制系統(tǒng)。被被冷卻的物料料是乙烯裂解解氣，其溫度度要求控制在在(151.5)。如如果溫度太高高，冷卻后的的氣體會包含含過多的水分分，對生產(chǎn)造造成有害影響響；如果溫度度太低，乙烯烯裂解氣會產(chǎn)產(chǎn)生結(jié)晶析出出，堵塞管道道。圖1-9丙烯冷冷卻器溫度控控制系統(tǒng)示意意圖(1)指出系統(tǒng)統(tǒng)中被控對象象、被控變量量和操縱變量量各是什么？(2)試畫出該該控制系統(tǒng)的的組成方塊圖圖。(3)試比

11、較圖圖1-9及它它的方塊圖，說說明操縱變量量的信號流向向與物料的實實際流動方向向不同。解(1)在丙烯冷冷卻器溫度控控制系統(tǒng)中，被被控對象為丙丙烯冷卻器；被控變量為為乙烯裂解氣氣的出口溫度度；操縱變量量為氣態(tài)丙烯烯的流量。(2)該系統(tǒng)方方塊圖如圖11-10所示示。圖1-10丙烯烯冷卻器溫度度控制系統(tǒng)方方塊圖注：為乙烯裂裂解氣的出口口溫度；sp為乙烯裂裂解氣的出口口溫度設(shè)定值值(3)在圖1-9中，氣態(tài)態(tài)丙烯的流向向是由丙烯冷冷卻器流出。而而在方塊圖中中，氣態(tài)丙烯烯作為操縱變變量，其信號號的流向是指指向丙烯冷卻卻器的。某化學(xué)反應(yīng)器工工藝規(guī)定的操操作溫度為(90010)。考慮安全全因素，控制制過程中溫

12、度度偏離給定值值最大不得超超過80?，F(xiàn)設(shè)計的溫溫度定值控制制系統(tǒng)，在最最大階躍干擾擾作用下的過過渡過程曲線線如圖1-113所示。試試求最大偏差差、衰減比和和振蕩周期等等過渡過程品品質(zhì)指標(biāo)，并并說明該控制制系統(tǒng)是否滿滿足題中的工工藝要求。圖1-13 過渡過程曲曲線解 由過渡過程程曲線可知最大偏差A(yù)=950-900=550衰減比第一一個波峰值BB=950-908=442 第二個個波峰值B=918-908=110衰減比n=422:10=4.2振蕩周期T=45-9=36mmin余差C=9908-90088過渡時間為447min。由于最大偏差為為50，不超過880，故滿足題題中關(guān)于最大大偏差的工藝藝要求

13、。習(xí) 題2.鍋爐是化工工、煉油等企企業(yè)中常見的的主要設(shè)備。汽汽包水位是影影響蒸汽質(zhì)量量及鍋爐安全全的一個十分分重要的參數(shù)數(shù)。水位過高高，會使蒸汽汽帶液，降低低了蒸汽的質(zhì)質(zhì)量和產(chǎn)量，甚甚至?xí)p壞后后續(xù)設(shè)備。而而水位過低，輕輕則影響汽液液平衡，重則則燒干鍋爐甚甚至引起爆炸炸。因此，必必須對汽包水水位進(jìn)行嚴(yán)格格的控制。圖圖1-27是一一類簡單鍋爐爐汽包水位控控制示意圖，要要求：(1)畫出該控控制系統(tǒng)方塊塊圖；(2)指出該系系統(tǒng)中被控對對象、被控變變量、操縱變變量、擾動變變量各是什么么？圖1-27 鍋爐汽包水水位控制示意意圖答：(1)鍋爐爐汽包水位控控制系統(tǒng)方塊塊圖如圖1-36所示。圖1-36鍋爐爐汽

14、包水位控控制系統(tǒng)方塊塊圖注：h為鍋爐汽汽包水位；hh0為鍋爐汽包包水位設(shè)定值值(2)被控對象象：鍋爐汽包包。被控變量：鍋爐爐汽包水位。操縱變量：鍋爐爐給水量。擾動量：冷水溫溫度、壓力，蒸蒸汽壓力、流流量，燃燒狀狀況等。6.圖1-311為一組在階階躍擾動作用用下的過渡過過程曲線。(1)指出每種種過程曲線的的名稱；(2)試指出哪哪些過程曲線線能基本滿足足控制要求？哪些不能？為什么？(a) (b) (cc) (dd)圖1-31 過渡過程曲曲線答：(1) (a)等幅振蕩；(b)衰減振蕩；(c)非振蕩衰減減；(d)發(fā)散振蕩。(2) (b)，(c)能基本滿足足控制要求，(a), (d)不能。因為為(b),

15、 (c)對應(yīng)的過渡渡過程是穩(wěn)定定的。8.某化學(xué)反應(yīng)應(yīng)器工藝規(guī)定定操作溫度為為(80010)。為確保生生產(chǎn)安全，控控制中溫度最最高不得超過過850?，F(xiàn)現(xiàn)運行的溫度度控制系統(tǒng)，在在最大階躍擾擾動下的過渡渡過程曲線如如圖1-333所示。(1)分別求出出最大偏差、余余差、衰減比比、過渡時間間(溫度進(jìn)入按按2新穩(wěn)穩(wěn)態(tài)值即視為為系統(tǒng)已穩(wěn)定定來確定)和振蕩周期期。(2)說明此溫溫度控制系統(tǒng)統(tǒng)是否滿足工工藝要求。圖1-33 溫度控制系系統(tǒng)過渡過程程曲線答：最大偏差：A=45。余差：C=5。衰減比：n=44:1。過渡時間：Tss=25miin。振蕩周期：T=13minn。該系統(tǒng)滿足正藝藝要求。過程特性及其數(shù)數(shù)學(xué)

16、模型問題解答什么是被控對象象特性？什么么是被控對象象的數(shù)學(xué)模型型？ 答:被控對象特特性是指被控控對象輸人與與輸出之間的的關(guān)系。即當(dāng)當(dāng)被控對象的的輸人量發(fā)生生變化時，對對象的輸出量量是如何變化化、變化的快快慢程度以及及最終變化的的數(shù)值等。對對象的輸人量量有控制作用用和擾動作用用，輸出量是是被控變量。因因此，討論對對象特性就要要分別討論控控制作用通過過控制通道對對被控變量的的影響，和擾擾動作用通過過擾動通道對對被控變量的的影響。定量地表達(dá)對象象輸人輸出關(guān)關(guān)系的數(shù)學(xué)表表達(dá)式，稱為為該對象的數(shù)數(shù)學(xué)模型。什么是控制通道道？什么是干干擾通道？在在反饋控制系系統(tǒng)中它們是是怎樣影響被被控變量的？答:干擾變量與

17、與控制變量都都是作用于被被控對象的輸輸人量，它們們都會引起被被控變量變化化。由干擾變變量影響被控控變量變化的的通道稱干擾擾通道，由控控制變量影響響被控變量變變化的通道稱稱控制通道，如如圖2-1所所示。圖2-1 干擾擾輸人變量、控控制輸人變量量與對象輸出出變量之間的的關(guān)系在反饋控制系統(tǒng)統(tǒng)中，干擾變量總是是通過干擾通通道破壞系統(tǒng)統(tǒng)的平衡狀態(tài)態(tài)，使被控變變量離開設(shè)定定值。為了對對抗和抵消干干擾變量的影影響，就必須須由自動化裝裝置不斷地施施加控制作用(即操縱變量量)通過控制通道，力力圖使被控變變量始終保持持在工藝生產(chǎn)產(chǎn)所要求控制制的技術(shù)指標(biāo)標(biāo)(即設(shè)定值)上。簡述建立對象數(shù)數(shù)學(xué)模型的主主要方法。答:一是

18、機(jī)理分分析法。二是是實驗測取法法。以上兩種種方法又稱機(jī)機(jī)理建模和實實驗建模，將將以上兩種方方法結(jié)合起來來，稱為混合合建模。穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型與與動態(tài)數(shù)學(xué)模模型有什么不不同？答:穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模模型描述的是是對象在穩(wěn)態(tài)態(tài)時的輸入量量與輸出量之之間的關(guān)系；動態(tài)數(shù)學(xué)模模型描述的是是對象在輸人人量改變以后后輸出量的變變化情況。穩(wěn)穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型型是動態(tài)數(shù)學(xué)學(xué)模型在對象象達(dá)到平衡時時的特例。6.為什么說放放大系數(shù)K是是對象的靜態(tài)態(tài)特性？而時時間常數(shù)T和和滯后時間是對象的動動態(tài)特性？答:放大系數(shù)KK反映的是對對象處于穩(wěn)定定狀態(tài)下的輸輸出和輸人之之間的關(guān)系，所所以放大系數(shù)數(shù)是描述對象象靜態(tài)特性的參參數(shù)。時間常數(shù)T是是指當(dāng)對

19、象受受到階躍輸入入作用后，被被控變量如果果保持初始速速度變化，達(dá)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)態(tài)值所需的時時間,是反映映被控變量變變化快慢的參參數(shù)，因此它它是對象的一一個重要的動動態(tài)參數(shù)。滯后時間是指指對象在受到到輸入作用后后，被控變量量不能立即而而迅速地變化化這種現(xiàn)象的的參數(shù)。因此此它是反映對對象動態(tài)特性性的重要參數(shù)數(shù)。7.何謂系統(tǒng)辨辨識和參數(shù)估估計？答:應(yīng)用對象的的輸人輸出的的實測數(shù)據(jù)來來確定其數(shù)學(xué)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)構(gòu)和參數(shù)，通通常稱為系統(tǒng)統(tǒng)辨識。在已已知對象數(shù)學(xué)學(xué)模型結(jié)構(gòu)的的基礎(chǔ)上，通通過實測數(shù)據(jù)據(jù)來確定其中中的某些參數(shù)數(shù)，稱為參數(shù)數(shù)估計。8.對象的純滯滯后和容量滯滯后各是什么么原因造成的的？對控制過過程有什么

20、影影響？答：對象的純滯滯后一般是由由于介質(zhì)的輸輸送或熱的傳傳遞需要一段段時間引起的的。在控制通通道，如果存存在純滯后，會會使控制作用用不及時，造成成被控變量的的最大偏差增增加，控制質(zhì)質(zhì)量下降，穩(wěn)穩(wěn)定性降低。在在擾動通道，如如果存在純滯滯后，相當(dāng)于于將擾動推遲遲一段時間才才進(jìn)入系統(tǒng)，并并不影響控制制系統(tǒng)的控制制品質(zhì)。對象的容量滯后后一般是由于于物料或能量量的傳遞需要要通過一定的的阻力而引起起的。容量滯滯后增加，會會使對象的時時間常數(shù)T增加。在控制制通道，T大，會使控制制作用對被控控變量的影響響來得慢，系系統(tǒng)穩(wěn)定性降降低。T小，會使控制制作用對被控控變量的影響響來得快，系系統(tǒng)的控制質(zhì)質(zhì)量有所提高高

21、，但時間常常數(shù)不能太大大或太小，且各環(huán)環(huán)節(jié)的時間常常數(shù)要適當(dāng)匹匹配，否則都都會影響控制制質(zhì)量。在擾擾動通道，如如果容量滯后后增加，擾動動作用對被控控變量的影響響比較平穩(wěn)，一一般是有利于于控制的。例題分析已知一個具有純純滯后的一階階過程的時間間常數(shù)為4mmin，放大大系數(shù)為100，純滯后時時間為lmiin，試寫出出描述該過程程特性的一階階微分方程式式。解 該過程特特性仍為一階階微分方程式式，但由于存存在純滯后llmin，故故輸出y(t)比輸人人x(t)在時間坐標(biāo)標(biāo)上平移了llmin，假假定方程式中中的時間量綱綱為min，則則微分方程式式為已知一個對象為為具有純滯后后的一階特性性，其時間常常數(shù)為5

22、，放大系數(shù)數(shù)為10，純滯后后時間為2。(1)試寫出描描述該對象的的微分方程；(2)求出描述述該對象的傳傳遞函數(shù)。解(1)與題66類似，該對對象的微分方方程式數(shù)學(xué)模模型為 1式中y表示輸出出變量，x表示輸入變變量。(2)將式11在零初始條條件下，兩端端都取拉普拉拉斯變換，則則有則對象的傳遞函函數(shù)為檢測儀表與傳感感器問題解答什么叫測量過程程？答測量過程實實質(zhì)上都是將將被測參數(shù)與與其相應(yīng)的測測量單位進(jìn)行行比較的過程程。一般它都都是利用專門門的技術(shù)工具具，即測量儀儀表將被測參參數(shù)經(jīng)過一次次或多次的信信號能量形式式的轉(zhuǎn)換，最最后獲得一種種便于測量的的信號能量形形式，并由指指針位移或數(shù)數(shù)字形式顯示示出來。

23、何謂儀表的精度度等級？答儀表的精確確度簡稱精度度，是用來表表示儀表測量量結(jié)果的可靠靠程度。任何何測量過程都都存在著測量量誤差。在使使用儀表測量量生產(chǎn)過程中中的工藝變量量時，不僅需需要知道儀表表的指示值，而而且還應(yīng)該了了解儀表的精精度。儀表的精度等級級是按國家統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)定的允允許誤差大小小來劃分成若若干等級的。儀儀表精度等級級數(shù)值越小，說說明儀表測量量準(zhǔn)確度越高高。目前中國國生產(chǎn)的儀表表精度等級有有0.005，00.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。儀儀表的精度等等級是將儀表表允許相對百百分誤差的“”號及“%”去掉后的數(shù)值，以一定的符號形式表示在儀表

24、標(biāo)尺板上，如1.0外加一個圓圈或三角形。精度等級1.0，說明該儀表允許相對百分誤差為1.0%。電動模擬式變送送器、數(shù)字式式變送器二者者的輸出信號號有什么不同同？答模擬式變送送器的輸出信信號一般為統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的模模擬量信號，例例如：DDZZ- II型型儀表輸出0010mA DC，DDZ-IIII型儀表輸輸出4200mA DCC等，在一條條電纜上只能能傳輸一個模模擬量信號。智智能式變送器器的輸出信號號則為數(shù)字信信號，數(shù)字通通信可以實現(xiàn)現(xiàn)多個信號在在同一條通信信電纜(總線)上傳輸，但但它們必須遵遵循共同的通通信規(guī)范和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。11.電動模擬擬式變送器的的電源和輸出出信號的連接接方式有哪幾幾種？目前在在工

25、業(yè)現(xiàn)場最最常見的是哪哪一種？答電動模擬式式變送器傳輸輸電源和輸出出信號有四線線制和二線制兩種連連接方式。目目前大多數(shù)變變送器均為二二線制連接方方式。15.測壓儀表表有哪幾類？各基于什么么原理？答測壓儀表按按其轉(zhuǎn)換原理理不同，主要要有四大類：液柱式壓力計計，它是將被被測壓力轉(zhuǎn)換換成液柱高度度來進(jìn)行測量量的；彈性式式壓力計，它它是將被測壓壓力轉(zhuǎn)換成彈彈性元件變形形的位移來進(jìn)進(jìn)行測量的；電氣式壓力計計，它是通過過機(jī)械和電氣氣元件將被測測壓力轉(zhuǎn)換成成電量來進(jìn)行行測量的；活活塞式壓力計計，它是根據(jù)據(jù)液壓原理，將將被測壓力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成活塞上上所加平衡祛祛碼的質(zhì)量來來進(jìn)行測量的的。16.作為感受受壓力的彈性性元

26、件有哪幾幾種？各有什什么特點？答主要的彈性性元件有：彈簧管，可分分單圈彈簧管管與多圈彈簧簧管，它們的的測壓范圍較較寬，最高可可測量高達(dá)11000MPPa的壓力；膜片，可分平平薄膜、波紋紋膜、膜盒等等，它的測壓壓范圍較彈簧簧管式的為低低，通?？膳c與其他轉(zhuǎn)換環(huán)環(huán)節(jié)結(jié)合起來來，組成相應(yīng)應(yīng)的變送器；波紋管，這種彈性元元件易變形，常常用于微壓與與低壓的測量量。24.體積流量量、質(zhì)量流量量、瞬時流量量、累積流量量的含義各是是什么？答流量通常是是指單位時間間內(nèi)流經(jīng)管道道某截面的流流體的數(shù)量，也也就是所謂的的瞬時流量；在在某一段時間間內(nèi)流過流體體的總和，稱稱為總量或累積流量。以體積表示的瞬瞬時流量稱為為體積流

27、量，以以質(zhì)量表示的的瞬時流量稱稱為質(zhì)量流量量。26.什么叫節(jié)節(jié)流現(xiàn)象？流流體經(jīng)節(jié)流裝裝置時為什么么會產(chǎn)生靜壓壓差？答節(jié)流現(xiàn)象流流體在有節(jié)流流裝置的管道道中流動時，在在節(jié)流裝置前前后的管壁處處，流體的靜靜壓力產(chǎn)生差差異的現(xiàn)象稱稱為節(jié)流現(xiàn)象象。流體經(jīng)節(jié)流裝置置時，由于流流速發(fā)生變化化，使流體的的動能發(fā)生變變化，根據(jù)能能量守恒定律律，動能的變變化必然引起起靜壓能變化化，所以在流流體流經(jīng)節(jié)流流裝置時必然然會產(chǎn)生靜壓壓差。27.試述差壓壓式流量計測測量流量的原原理。并說明明哪些因素對對差壓式流量量計的流量測測量有影響？答根據(jù)流體力力學(xué)中的伯努努利方程和流流體連續(xù)性方方程，可以導(dǎo)導(dǎo)出流體流經(jīng)經(jīng)節(jié)流裝置時時

28、的壓差與流流量之間有一一定的對應(yīng)關(guān)關(guān)系，其定量量關(guān)系符合流流量基本方程程式。根據(jù)這這個方程式，就就可以由測量量得到的壓差差來計算出流流過的流量值值，這就是差差壓式流量計計測量流量的的原理。由于流量基本方方程是在一定定的條件下推推導(dǎo)而得的，這這些條件包括括節(jié)流裝置的的形式、尺寸寸、取壓方式式以及流體的的工藝條件(密度、溫度度、壓力、雷雷諾數(shù)等)，當(dāng)以上這這些條件改變變時都會影響響流量的測量量。37.根據(jù)工作作原理不同，物物位測量儀表表有哪些主要要類型？答按其工作原原理主要有下下列幾種類型型。(1)直讀式物物位儀表(22)差壓式物物位儀表(33)浮力式物物位儀表(44)電磁式物位位儀表(5)核輻射

29、式物物位儀表(66)聲波式物物位儀表(77)光學(xué)式物物位儀表。40.在液位測測量中，如何何判斷“正遷遷移”和“負(fù)負(fù)遷移”？答在液位測量量中，當(dāng)被測測液位H=0時，如如果差壓變送送器的輸人信信號p0，則為為“正遷移”；反之，當(dāng)HH=0時，p O，則為為“負(fù)遷移”。50.熱電偶補(bǔ)補(bǔ)償導(dǎo)線的作作用是什么？在選擇使用用補(bǔ)償導(dǎo)線時時需要注意什什么問題？答由熱電偶測測溫原理知道道，只有當(dāng)熱熱電偶冷端溫溫度保持不變變時，熱電勢勢才是被測溫溫度的單值函函數(shù)。茬實際際應(yīng)用中，由由于熱電偶的的工作端與冷冷端離得很近近，而且冷端端又暴露在空空間，易受到到周圍環(huán)境溫溫度波動的影影響，因而冷冷端溫度難以以保持恒定。當(dāng)當(dāng)

30、然也可以把把熱電偶做得得很長，使冷冷端遠(yuǎn)離工作作端，但是這這樣做會多消消耗許多貴重重金屬材料。解解決這一問題題的方法是采采用一種專用用導(dǎo)線，將熱熱電偶的冷端端延伸出來，這這種專用導(dǎo)線線稱為“補(bǔ)償償導(dǎo)線”。在使用熱電偶補(bǔ)補(bǔ)償導(dǎo)線時，要要注意型號相相配，極性不不能接錯，熱熱電偶與補(bǔ)償償導(dǎo)線連接端端所處的溫度度不應(yīng)超過1100。52.用熱電偶偶測溫時，要要進(jìn)行冷端溫溫度補(bǔ)償，其冷端溫度度補(bǔ)償?shù)姆椒ǚㄓ心膸追N？答冷端溫度補(bǔ)補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ杏幸韵聨追N：(1)冷端端溫度保持為為0的方法法；(2)冷冷端溫度修正正方法；(33)校正儀表零零點法；(44)補(bǔ)償電橋法法；(5)補(bǔ)償熱電偶偶法。56.試述DDDZ-II

31、I型溫度度變送器的用用途。答DDZ-IIII型溫度度變送器的用用途在于它與與各種類型的的熱電偶、熱熱電阻配套使使用，將溫度度轉(zhuǎn)換成420mA和15V的統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)信號，又又可與具有毫毫伏輸出的各各種變送器配配合，使其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成420mA和15V的統(tǒng)一輸輸出信號。然然后，它和顯顯示單元、控控制單元配合合，實現(xiàn)對溫溫度及其他各各種參數(shù)進(jìn)行行顯示、控制制。例題分析如果有一臺壓力力表，其測量量范圍為010MPaa，經(jīng)校驗得得出下列數(shù)據(jù)據(jù)：被校表讀數(shù)/MMPa0246810標(biāo)準(zhǔn)表正行程讀讀數(shù)/MPaa01.983.965.947.979.99標(biāo)準(zhǔn)被校表反行行程讀數(shù)/MMPa02.024.036.068.03

32、10.01(1)求出該壓壓力表的變差差；(2)問該壓力力表是否符合合1. 0級級精度？解(1)首先計計算出各點正正、反行程標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)的的差值，找出出其中的最大大差值(指絕對值)。本題的最最大絕對差值值發(fā)生在6MMPa處，其其值為6.006-5.94=0.12(MPa)。(2)由于該表表的變差已超超過1.0級級表的允許誤誤差，故不符符合1.0級級精度。某壓力表的測量量范圍為01MPa，精度度等級為1級，試問此此壓力表允許許的最大絕對對誤差是多少少？若用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)壓力計來校校驗該壓力表表，在校驗點點為0.5MMPa時，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)壓力計上上讀數(shù)為0.508MPPa，試問被被校壓力表在在這一點是否否符合1級

33、精度，為為什么？解最大絕對誤誤差在0.5MPaa處，校驗得得到的絕對誤誤差為0.5508-0.5=0.0008(MPPa)，此值值小于該壓力力表的允許最最大絕對誤差差，故在這一一校驗點符合合1級精度。如果某反應(yīng)器最最大壓力為00.8MPaa，允許最大大絕對誤差為為0.01MPa?，F(xiàn)現(xiàn)用一臺測量量范圍為01.6MPPa，精度為為1級的壓力表表來進(jìn)行測量量，問能否符符合工藝上的的誤差要求？若采用一臺臺測量范圍為為01.0MPa，精度度為1級的壓力表表，問能符合合誤差要求嗎嗎？試說明其其理由。解測量范圍為為01.6MPPa，精度為為1級的壓力力表的允許最最大絕對誤差差為已經(jīng)超出了工藝藝上允許的最最大

34、絕對誤差差，故不能符符合工藝上的的誤差要求。若若采用一臺測測量范圍為001.0MPPa，精度為為1級的壓力力表，這時允允許的最大絕絕對誤差為故能符合工藝上上的誤差要求求。某控制系統(tǒng)根據(jù)據(jù)工藝設(shè)計要要求，需要選選擇一個量程程為0100m3/h的流量計計，流量檢測測誤差小于0.6m3/h，試問選選擇何種精度度等級的流量量計才能滿足足要求？解工藝上允許許的相對百分分誤差為 因此選擇0.55級精度的流流量計才能滿滿足要求。某溫度控制系統(tǒng)統(tǒng)，最高溫度度為700，要求測量量的絕對誤差差不超過10，現(xiàn)有兩臺臺量程分別為為016000和010000的1.0級溫度檢測測儀表，試問問應(yīng)該選擇哪哪臺儀表更合合適？如

35、果有有量程均為001000，精度等級級分別為1. 0級和0.5級的兩臺臺溫度變送器器，那么又應(yīng)應(yīng)該選擇哪臺臺儀表更合適適？試說明理理由。解對于量程為為016000和01000的l.0級級儀表，其允允許的最大絕絕對誤差分別別為：(16600-0)1%=116()和(1000-0) 11%=10()，因此此。016600量程程的儀表其絕絕對誤差已經(jīng)經(jīng)超出了工藝藝上允許的絕絕對誤差(10)，故不能選選用。另外，對對于最高溫度度僅為7000的溫度控控制系統(tǒng)，其其量程也沒有有必要選01600這么大量程程的儀表。因因此，本溫度度控制系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)該選擇01000量程的1.0級溫度檢檢測儀表，這這時其絕對誤誤差也

36、能滿足足要求(10)。如果有量程均為為010000，精度度等級分別為為1.0級和和0.5級的的兩臺溫度變變送器，應(yīng)該該選擇1.00級的更為合合適。這時兩兩臺儀表都能能滿足工藝要要求，應(yīng)該選選擇其中精度度較低的儀表表，這樣可以以節(jié)省投資，日日常維護(hù)也比比較方便。某一標(biāo)尺為0500的溫度計出出廠前經(jīng)過校校驗，其刻度度標(biāo)尺各點的的測量結(jié)果值值為標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/0100200300400500被校表讀數(shù)/0103198303406495(1)求出儀表表最大絕對誤誤差值；(2)確定儀表表的允許誤差差及精度等級級；(3)經(jīng)過一段段時間使用后后重新校驗時時，儀表最大大絕對誤差為為8，問該儀表表是否還符合合出廠時

37、的精精度等級？解(1)首先計計算出各點的的絕對誤差，找找出其中的最最大絕對誤差差是在4000這一點，其其值為()；(2) 故該溫溫度計的精度度等級確定為1.5級；(3)當(dāng)儀表最最大絕對誤差差變?yōu)?后，相相對百分誤差差，已經(jīng)超過過了1.5級級儀表的最大大允許相對百百分誤差1.5%，故已不符符合儀表出廠廠時的精度要要求。如何根據(jù)待測工工藝變量的要要求來選擇儀儀表的量程和和精度？現(xiàn)欲欲測往復(fù)泵出出口壓力(約1.2MPPa)，工藝藝要求0.05MMPa，就地地指示?？晒┕┻x擇的彈簧簧管壓力表的的精度為：11.0級，1.5級，2.5級，4.0級，測測量范圍為001.6MPPa，02.5MPPa，04.0

38、MPa。試選選擇壓力表的的量程和精度度。解量程是根據(jù)據(jù)所要測量的的工藝變量來來確定的。在在儀表精度等等級一定的前前提下適當(dāng)縮縮小量程，可可以減小測量量誤差，提高高測量準(zhǔn)確性性。一般而言言，儀表的上上限應(yīng)為被測測工藝變量的的4/3倍或或3/2倍，若若工藝變量波波動較大，例例如測量泵的的出口壓力，則則相應(yīng)取為33/2倍或22倍。為了保保證測量值的的準(zhǔn)確度，通通常被測工藝藝變量的值以以不低于儀表表全量程的11/3為宜。儀表精度是根據(jù)據(jù)工藝生產(chǎn)上上所允許的最最大測量誤差差來確定的。一一般來說，所所選用的儀表表越精密，則則測量結(jié)果越越精確、可靠靠。但不能認(rèn)認(rèn)為選用的儀儀表準(zhǔn)確度越越高越好，因因為越精密的

39、的儀表，一般般價格越貴，操操作和維護(hù)越越費事。因此此，在滿足工工藝要求的前前提下，應(yīng)盡盡可能選用準(zhǔn)準(zhǔn)確度較低、價價廉耐用的儀儀表。當(dāng)往復(fù)泵的出口口壓力為1.2MPa時時，由于往復(fù)復(fù)泵的出口壓壓力波動較大大，可取儀表表上限為正常常壓力的2倍倍，即2.44MPa，所所以應(yīng)選擇測測量范圍為002.5MPPa的彈簧管管壓力表。由由于出口壓力力不低出2.5MPa的的1/3，故故能保證測量量值的準(zhǔn)確度度。根據(jù)題意，允許許的相對百分分誤差，故應(yīng)應(yīng)選擇的精度度等級為1.5級。10.某合成氨氨廠合成塔壓壓力控制指標(biāo)標(biāo)為14MPPa，要求誤誤差不超過00.4MPaa，試選用一一臺就地指示示的壓力表(給出型號、測測

40、量范圍、精精度級)。解由于合成塔塔內(nèi)的壓力比比較平穩(wěn)，故故壓力測量上上限可選工作作壓力的3/2倍，即1143/22=21(MMPa)，測測量范圍可選選025MMPa。根據(jù)所選量程和和誤差要求，算算得允許相對對百分誤差，壓力表的精度度等級應(yīng)選11.5級。由于所測的介質(zhì)質(zhì)是氨氣，由由產(chǎn)品目錄可可選氨用壓力力表YA-1100。11.有一臺DDDZ-IIII型兩線制制差壓變送器器，已知其測測量范圍為220100kPPa，當(dāng)輸人人信號為400kPa和70kPaa時，變送器器的輸出信號號分別是多少少？解當(dāng)輸入為440 kPaa時，其輸出出為當(dāng)輸入為70kkPa時，其其輸出為18.圖3-115所示的液液位測

41、量系統(tǒng)統(tǒng)中采用雙法法蘭差壓變送送器來測量某某介質(zhì)的液位位。已知介質(zhì)質(zhì)液位的變化化范圍h=09550mm，介介質(zhì)密度=12000kg/m33，兩取壓口口之間的高度度差H=12000mm，變送送器毛細(xì)管中中填充的硅油油密度為1= 9500kg/m33，試確定變變送器的量程程和遷移量。圖3-15 液位測量系系統(tǒng)解因此變送器量程程可選0116kPa。負(fù)遷移量為19.用K熱電電偶測某設(shè)備備的溫度，測測得的熱電勢勢為20mVV，冷端(室溫)為25，求設(shè)備的的溫度？如果果改用E熱電偶來測測溫時，在相相同的條件下下，E熱電偶測得得的熱電勢為為多少？解(1)當(dāng)熱熱電勢為200mV時，此此時冷端溫度度為25，即查

42、表可得 因為 由此電勢，查表表可得t=509，即設(shè)備溫溫度為5099。(2)若改用EE熱電偶來測測溫時，此時時冷端溫度仍仍為25。查表可得得設(shè)備溫度為5009，查表可得得因為 即E熱電偶測得得的熱電勢為為36.2mmV。22.測溫系統(tǒng)統(tǒng)如圖3-117所示。請請說出這是工工業(yè)上用的哪哪種溫度計？已知熱電偶偶的分度號為為K，但錯用與與E配套的顯示示儀表，當(dāng)儀儀表指示為1160時，請計算算實際溫度ttx為多少度？(室溫為25)圖3-17 測溫系統(tǒng)圖圖解這是工業(yè)上上用的熱電偶偶溫度計。查查分度號E，可可得160時的電勢為為105011V，這電勢勢實際上是由由K熱電偶產(chǎn)產(chǎn)生的，即查分度號K，可可得，由此

43、可可見，由這個數(shù)值查分分度號K，可可得實際溫度度tx=283。顯示儀表問題解答自動電子電位差差計是如何基基于補(bǔ)償測量量法工作的？線路電阻(即外阻)值的變化，對對電子電位差差計的測量有有無影響？為為什么？答圖4-1是是自動電子電電位差計的簡簡單原理圖。當(dāng)當(dāng)熱電勢Ett與已知的直直流壓降相比比較時，若EEtECB，其比較較之后的差值值(即不平衡信信號)經(jīng)放大器放放大后，輸出出足以驅(qū)動可可逆電機(jī)的功功率，使可逆逆電機(jī)又通過過一套傳動系系統(tǒng)去帶動滑滑動觸點C的的移動，直到到Et=ECB時為止。這這時放大器輸輸入端的輸入入信號為零，可可逆電機(jī)不再再轉(zhuǎn)動，測量量線路就達(dá)到到了平衡，這這樣ECB就可以代代表

44、被測量的的Et值。圖4-1 電子子電位差計原原理圖由此可知，電子子電位差計是是利用已知的的電壓ECBB去補(bǔ)償未知知的熱電勢EEt的，故是基基于補(bǔ)償測量量法工作的。由由于當(dāng)Et=ECB時，熱電電偶回路是沒沒有電流流過過的，因此線線路電阻值的的變化，對電電子電位差計計的測量不會會造成影響的的。10.數(shù)字式顯顯示儀表主要要由哪幾部分分組成？各部部分有何作用用？答數(shù)字式顯示示儀表通常包包括信號變換換、前置放大大、非線性校校正或開方運運算、模/數(shù)數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換、標(biāo)度度變換、數(shù)字字顯示、電壓壓/電流(V/I)轉(zhuǎn)換及各種種控制電路等等部分。信號變換電路是是為了將生產(chǎn)產(chǎn)過程中的工工藝變量經(jīng)過過檢測變送后后的

45、信號，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的的電壓或電流流值；前置放放大電路是為為了將輸入的的微小信號放放大至伏級電電壓信號；非非線性校正電電路一般是為為了校正檢測測元件的非線線性特性；開開方運算電路路通常是為了了將差壓信號號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)應(yīng)的流量值；A/D轉(zhuǎn)換換是為了將模模擬量轉(zhuǎn)換成成斷續(xù)變化的的數(shù)字量；標(biāo)標(biāo)度變換電路路實質(zhì)上就是是進(jìn)行比例尺尺的變更，使使數(shù)顯儀表的的顯示值和被被測原始參數(shù)數(shù)統(tǒng)一起來；數(shù)字顯示部部分就是被測測數(shù)據(jù)以數(shù)字字形式顯示出出來；V/II轉(zhuǎn)換電路是是為了將電壓壓信號轉(zhuǎn)換成成直流電流標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)信號；控控制電路可以以根據(jù)PIDD控制規(guī)律或或其他控制規(guī)規(guī)律進(jìn)行運算算，輸出控制制信號。11.試簡述無無紙記錄儀

46、的的主要特點。答無紙記錄儀儀是一種以CCPU為核心心、采用液晶晶顯示的新型型顯示記錄儀儀表，完全摒摒棄了傳統(tǒng)記記錄儀的機(jī)械械傳動、紙張張和筆。其記記錄信號是通通過CPU來來進(jìn)行轉(zhuǎn)化和和保存的，記記錄信號可以以根據(jù)需要在在屏幕上放大大或縮小，便便于觀察，并并且可以將記記錄曲線或數(shù)數(shù)據(jù)送往打印印機(jī)進(jìn)行打印印，或送往個個人計算機(jī)加加以保存和進(jìn)進(jìn)一步處理。無無紙記錄儀精精度高，價格格與一般記錄錄儀相仿。例題分析對于配有鎳鉻一一鎳硅熱電偶偶，且標(biāo)尺始始端為0的電子電位位差計，當(dāng)熱熱電偶的熱端端為0，冷端為255時，問這時時應(yīng)指示多少少度？輸人信信號為多少？若熱端為00，冷端也為為0時，這時應(yīng)應(yīng)指示多少度

47、度？輸人信號號為多少？解因為自動電電子電位差計計的冷端溫度度補(bǔ)償是按冷冷端為25設(shè)計的，所所以當(dāng)熱電偶偶的熱端溫度度為0，冷冷端溫度為225時，指指示的應(yīng)是熱熱端溫度0，這時放大大器的輸入信信號為0。若若熱端和冷端端均為0時時，送到放大大器的輸人信信號約為11000VV，這時應(yīng)指指在25。圖4-7所示為為一自動平衡衡電橋的測量量橋路示意圖圖，請問在下下列情況儀表表的指針、起起點溫度、量量程會如何變變化？為什么么？(1)溫度升高；(2)儀表停電；(3)加大R6; (4)減小R5；(5) AA線斷；(6) B線斷；(7) CC線斷。圖4-7 自動動平衡電橋解(1)當(dāng)溫溫度升高時，指指針向M方向移動

48、。因因為溫度升高高，Rt增加，只有有減小與Rt串聯(lián)的電阻阻才能使電橋橋達(dá)到新的平平衡。(2)儀表停電電時，指針隨隨撥隨停，因因為此時UOD=0，放大器沒有有輸出信號。(3)加大R66，指針向M方向移動，因因為R6與Rt串聯(lián)，當(dāng)R6增加時，UOD增加，指指針只有左移移電橋才能達(dá)達(dá)到新的平衡衡。這樣使得得M點的起點點溫度降低。(4)減小R55，流過RP的電流減小，量程也也就減小。(5)A線斷開開，相當(dāng)于RRt，溫度升升高，這時指指針指到N點。(6) B線斷斷開，UOD不能為零零，而是正數(shù)數(shù)，這樣指針針左移直到MM點。(7) C線斷斷開，UOD永遠(yuǎn)為零零，指針可停停留在任何位位置。熱電阻短路或斷斷路

49、時，電子子自動平衡電電橋指針分別別指在何處？解熱電阻短路路，相當(dāng)于RRt =0，指針針會直指向始始端，直到受受到限位為止止，相當(dāng)于溫溫度非常低。熱電阻斷路，相相當(dāng)于Rt，指針會會直指向終端端，直到受限限位為止，相相當(dāng)于溫度非非常高。習(xí)題1.一臺與熱電電偶配套的自自動平衡電子子電位差計，其其冷端溫度補(bǔ)補(bǔ)償是按冷端端為25設(shè)計的。問問在下列兩種種情況下，其其溫度指示值值會偏低或偏偏高？(1)實際冷端端溫度低于225；(2)實際冷端端溫度高于225。答：1. (11)偏高；(22)偏低。3.在自動電子子平衡電橋中中，連接電源源的線路電阻阻若發(fā)生變化化，對測量的的結(jié)果有否影影響？答：沒有影響。自動控制

50、儀表問題解答從控制儀表的發(fā)發(fā)展及結(jié)構(gòu)原原理來看，主主要有哪幾種種類型？ 答主要有三種種類型：基地地式控制儀表表、單元組合合式儀表和以微處處理器為基礎(chǔ)礎(chǔ)的控制裝置置?？刂破鞯目刂埔?guī)規(guī)律是指什么么？常用的控控制規(guī)律有哪哪些？答所謂控制器器的控制規(guī)律律是指控制器器的輸出信號號p與輸人偏差差信號e之間的關(guān)系系，即式中，z為測量量值信號；xx為給定值信信號；f為某種函數(shù)數(shù)關(guān)系。常用的控制規(guī)律律有位式控制制、比例控制制(P)、積分分控制(I)、微分分控制(D)以及它們的的組合控制規(guī)規(guī)律，例PII, PD, PID等等。什么是比例控制制規(guī)律？ 答比例控制規(guī)規(guī)律(P)是指控控制器的輸出出信號變化量量p與輸人偏

51、差差信號變化量量e之間成比例例關(guān)系，即式中，Kp為比比例放大系數(shù)數(shù)。什么是積分控制制規(guī)律？什么么是比例積分分控制規(guī)律？ 答積分控制規(guī)規(guī)律是指控制制器的輸出變變量p與輸人偏差差e的積分成正正比，即式中，KI為積積分比例系數(shù)數(shù)。在比例控制的基基礎(chǔ)上，再加加上積分控制制作用，便構(gòu)構(gòu)成比例積分分控制規(guī)律，其其輸出p與輸入e的關(guān)系為：什么是微分控制制與比例微分分控制？ 答微分控制規(guī)規(guī)律是指控制制器的輸出變變化量p與輸人偏差差e的變化速度度成正比，即即式中，TD為微微分時間。在比例控制的基基礎(chǔ)上，再加加上微分控制制作用，便構(gòu)構(gòu)成比例微分分控制規(guī)律，其其輸出p與輸入e的關(guān)系為14.試寫出比比例積分微分分(P

52、ID)三作用控制制規(guī)律的數(shù)學(xué)學(xué)表達(dá)式。答例題分析一臺DDZ-IIII型溫度度比例控制器器，測量的全全量程為01000，當(dāng)指示值值變化1000,控制器比例例度為80%，求相應(yīng)的的控制器輸出出將變化多少少？解根據(jù)比例度度的定義代人有關(guān)數(shù)據(jù)，得得可解得輸出變化化量I0=2(mAA)某比例控制器輸輸入信號為4420mA，輸輸出信號為115V，當(dāng)比例例度為60時，輸輸入變化6mmA，所引起起的輸出變化化量是多少？解代人比例度度的公式，有有可解得U=22.5V。一臺DDZ-IIII型溫度度比例控制器器，測溫范圍圍為2001200。當(dāng)溫度給給定值由8000變動到8500時，其輸出出由12mAA變化到16mm

53、A。試求該該控制器的比比例度及放大大系數(shù)。該控控制器是高于于正作用還是是反作用控制制器，為什么么？解根據(jù)比例度度的定義，并并代人有關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)，可得比比例度為由于是單元組合合式儀表，輸輸人到溫度控控制器的信號號是由溫度變變送器來的4420mA DC信號，與與輸出信號一一樣，都是統(tǒng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信信號，所以溫溫度控制器的的放大系數(shù)與與其比例度成成倒數(shù)關(guān)系，故故有該控制器當(dāng)給定定信號增加時時，其輸出信信號也是增加加的。由于給給定信號與測測量信號在進(jìn)進(jìn)行比較時，是是相減的運算算，控制器的的輸人信號(偏差)等于測量信信號減去給定定信號，所以以當(dāng)給定信號號增加時，控控制器的偏差差信號是減小小的，而這時時輸出信號

54、反反而增加，故故該控制器屬屬于反作用式式控制器。執(zhí)行器問題解答氣動執(zhí)行器主要要由哪兩部分分組成？各起起什么作用？答氣動執(zhí)行器器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥閥）兩部分組組成。執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器器的推動裝置置，它根據(jù)控控制信號（由由控制器來）壓壓力的大小產(chǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的推推力，推動控控制機(jī)構(gòu)動作作，所以它是是將信號壓力力的大小轉(zhuǎn)換換為閥桿位移移的裝置?？乜刂茩C(jī)構(gòu)是指指控制閥，它它是執(zhí)行器的的控制部分，它它直接與被控控介質(zhì)接觸，控控制流體的流流量，所以它它是將閥桿的的位移轉(zhuǎn)換為為流過閥的流流量的裝置。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主主要有哪幾種種結(jié)構(gòu)形式？各有什么特特點？答氣動執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)主要有薄薄膜式和活塞式兩種結(jié)結(jié)構(gòu)形式

55、。薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單單、價格便宜宜、維修方便便、應(yīng)用最為為廣泛。它可可以用作一般般控制閥的推推動裝置，組組成氣動薄膜膜式執(zhí)行器，習(xí)習(xí)慣上稱為氣氣動薄膜控制制閥。氣動活塞式執(zhí)行行機(jī)構(gòu)的特點點是推力大，主主要適用于大大口徑、高壓壓降的控制閥閥或蝶閥的推推動裝置。除薄膜式和活塞塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)外，還有長長行程執(zhí)行機(jī)機(jī)構(gòu)，它的行行程長、轉(zhuǎn)矩矩大，適用于于輸出轉(zhuǎn)角（000900）和力矩的場合，如如用于蝶閥或或風(fēng)門的推動動裝置。何謂正作用執(zhí)行行器？何謂反反作用執(zhí)行器器？答當(dāng)輸人信號號增大時，執(zhí)執(zhí)行器的流通通截面積增大大，即流過執(zhí)執(zhí)行器的流量量增大，稱為為正作用；當(dāng)當(dāng)輸入信號增增大時，流過過執(zhí)行器的流

56、流量減小，稱稱為反作用?？刂崎y的結(jié)構(gòu)形形式主要有哪哪些？各有什什么特點？主主要使用在什什么場合？答簡單列表說說明如下：類 型型特 點主 要 使使 用 場 合三通控制閥有三個出入口與與工藝管道聯(lián)聯(lián)接，可組成成分流與合流流兩種型式配比控制或旁路路控制隔膜控制閥結(jié)構(gòu)簡單、流阻阻小、流通能能力大、耐腐腐蝕性強(qiáng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)強(qiáng)腐蝕性、高高黏度、含懸懸浮顆粒狀的的介質(zhì)蝶閥結(jié)構(gòu)簡單、重量量輕、價格便便宜、流阻極極小、泄漏量量大大口徑、大流量量、低壓差，含含少量纖維或或懸浮顆粒狀狀介質(zhì)籠式閥可調(diào)范圍大、振振動小、不平平衡力小、結(jié)結(jié)構(gòu)簡單、套套筒互換性好好、汽蝕小、噪噪聲小壓差大，要求噪噪聲小的場合合。對高溫、高高黏度及含固固體顆粒的介介質(zhì)不適用控制閥的流量特特性是指什么么？答控制閥的流流量特性是指指被控介質(zhì)流流過閥門的相相對流量與閥閥門的相對開開度（或相對對位移）之間間的關(guān)系，即即式中相對流量是是控制閥某一一開度時的流流量Q與全開時的的流量Qmax之比。相相對開度是控控制閥某一開開度時的閥桿桿行程l與閥桿全行行程L之比。10為什么說說等百分特性性又叫對數(shù)特特性？與線性性特性比較起起來有什么優(yōu)優(yōu)點？答等百分比流流量特性是指指單位相對開開度變化所引引起的相對流流量變化與此此點的相對流流量成正比關(guān)關(guān)系，即控制制閥的放大系系數(shù)隨相對流流量的增加而而增加，即將上式積分得由上式可以