化工儀表自動化課后第5厲玉鳴(史上)

化工儀表及自動化課后第5版厲玉鳴(史上版)化工儀表及自動化課后第5版厲玉鳴(史上版)化工儀表及自動化課后第5版厲玉鳴(史上版)P16化工自動化是化工、煉油、食品、輕工等化工種類生產(chǎn)過程自動化的簡稱。在化工設(shè)備上，裝備上一些自動化妝置，代替操作人員的局部直接勞動，使生產(chǎn)在不同樣程度上自動地進(jìn)行，這種用自動化妝置來管理化工生產(chǎn)過程的方法，稱為化工自動化。實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動化的意義：〔1〕加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)本錢，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量?！?〕減少勞動強(qiáng)度，改進(jìn)勞動條件?！?〕能夠保證生產(chǎn)安全，防范事故發(fā)生或擴(kuò)大，到達(dá)延伸設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備利用能力的目的?！?〕能改變勞動方式，提高工人文化技術(shù)水平，為漸漸地消滅體力勞動和腦力勞動之間的差異創(chuàng)立條件。2、化工自動化主要包括哪些內(nèi)容一般要包括自動檢測、自動保護(hù)、自動控制和自動控制等方面的內(nèi)容。1-3自動控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成解自動控制系統(tǒng)主要由檢測變送器、控制器、執(zhí)行器和被控對象等四個環(huán)節(jié)組成。4、自動控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成自動控制系統(tǒng)主要由測量元件與變送器、自動控制器、執(zhí)行器和被控對象等四個環(huán)節(jié)組成。1-5題1-5圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說明圖中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意義。題1-5圖加熱器控制流程圖解PI-307表示就地安裝的壓力指示儀表，工段號為3，儀表序號為07；TRC-303表示集中儀表盤安裝的，擁有指示記錄功能的溫度控制儀表；工段號為3，儀表序號為03；FRC-305表示集中儀表盤安裝的，擁有指示記錄功能的流量控制儀表；工段號為3，儀表序號為05。6、圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說明圖中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意義。PI-307表示就地安裝的壓力指示儀表，工段號為3，儀表序號為07；TRC-303表示集中儀表盤安裝的，擁有指示記錄功能的溫度控制儀表；工段號為3，儀表序號為03；FRC-305表示集中儀表盤安裝的，擁有指示記錄功能的流量控制儀表；工段號為3，儀表序號為05。1-7在自動控制系統(tǒng)中，測量變送裝置、控制器、執(zhí)行器各起什么作用解測量變送裝置的功能是測量被控變量的大小并轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N特定的、一致的輸出信號〔如氣壓信號或電壓、電流信號等〕送往控制器；控制器接受測量變送器送來的信號，與工藝上需要保持的被控變量的設(shè)定值對照較得出誤差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，爾后將此結(jié)果用特定信號〔氣壓或電流〕發(fā)送出去執(zhí)行器即控制閥，它能自動地依照控制器送來的信號值來改變閥門的開啟度，進(jìn)而改變控制變量的大小。7.方塊圖是用來表示控制系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)之間作用關(guān)系的一種圖形，由于各個環(huán)節(jié)在圖中都用一個方塊表示，故稱之為方塊圖。1-8．試分別說明什么是被控對象、被控變量、給定值、控制變量、控制介質(zhì)解：被控對象〔對象〕——自動控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。被控變量——被控對象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)?？叵到y(tǒng)平時用該變量的名稱來稱呼，如溫度控制系統(tǒng)，壓力制系統(tǒng)等。給定值〔或設(shè)定值或希望值〕——人們希望控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，即被控變量的希望值。它能夠是恒定的，也能夠是能按程序變化的?？刂谱兞俊舱{(diào)治變量〕——對被控變量擁有較強(qiáng)的直接影響且便于調(diào)治〔控制〕的變量?；?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量?？刂平橘|(zhì)(控制劑)——用來實(shí)現(xiàn)控制作用的物料。測量元件與變送器：用來感覺被控變量的變化并將它變換成一種特定的信號〔如氣壓信號、電壓、電流信號等〕；控制器：將測量元件與變送器送來的測量信號與工藝上需要保持的給定值信號進(jìn)行比較得出誤差，依照誤差的大小及變化趨勢，按起初設(shè)計(jì)好的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果用特定的信號送住執(zhí)行器。執(zhí)行器：能自動地依照控制器送來的信號值相應(yīng)地改變流入〔或流出〕被控對象的物料量或能量，進(jìn)而戰(zhàn)勝擾動影響，實(shí)現(xiàn)控制要求。Ex9.被控對象：在自動控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器叫做~。被控變量：被控對象內(nèi)要求保持給定值的工藝參數(shù)。給定值：被控變量的預(yù)定值。控制變量：受控制閥控制的，用以戰(zhàn)勝攪亂的影響，使被控變量保持給定值的物料量或能量。11、圖所示為一反響器溫度控制系統(tǒng)表示圖。A、B兩種物料進(jìn)入反響器進(jìn)行反響，經(jīng)過改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反響器內(nèi)的溫度不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該系統(tǒng)中的被控對象、被控變量、控制變量及可能影響被控變量的攪亂是什么反響器溫度控制系統(tǒng)該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖反響器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對象：反響器；被控變量：反響器內(nèi)的溫度；控制變量：冷卻水流量?？赡苡绊懕豢刈兞康臄噥y因素主要有A、B兩種物料的溫度、進(jìn)料量，冷卻水的壓力、溫度，環(huán)境溫度的上低等。1-11題l-11圖所示為一反響器溫度控制系統(tǒng)表示圖。A、B兩種物料進(jìn)入反響器進(jìn)行反響，經(jīng)過改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反響器內(nèi)的溫度不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該系統(tǒng)中的被控對象、被控變量、控制變量及可能影響被控變量的攪亂是什么并說明該溫度控制系統(tǒng)是一個擁有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。題1-11圖反響器溫度控制系統(tǒng)解該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖題解1-11圖反響器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對象：反響器；被控變量：反響器內(nèi)的溫度；控制變量：冷卻水流量?？赡苡绊懕豢刈兞康臄噥y因素主要有A、B兩種物料的溫度、進(jìn)料量，冷卻水的壓力、溫度，環(huán)境溫度的上低等。假設(shè)當(dāng)反響器內(nèi)的被控溫度在攪亂作用下高升時，其測量值與給定值比較，獲取誤差信號，經(jīng)溫度控制器運(yùn)算辦理后，輸出控制信號去驅(qū)動控制閥，使其開度增大，冷卻水流量增大，這樣使反響器內(nèi)的溫度降下來。所以該溫度控制系統(tǒng)是一個擁有負(fù)反響的閉環(huán)控制系統(tǒng)。1-12題1-11圖所示的溫度控制系統(tǒng)中，若是由于進(jìn)料溫度高升使反響器內(nèi)的溫度高出給定值，試說明此時該控制系統(tǒng)的工作情況，此時系統(tǒng)是怎樣經(jīng)過控制作用來戰(zhàn)勝攪亂作用對被控變量影響的解：當(dāng)反響器內(nèi)的溫度高出給定值〔即高升〕時，溫度測量元件測出溫度值與給定值比較，溫度控制器TC將比較的誤差經(jīng)過控制運(yùn)算后，輸出控制信號使冷卻水閥門開度增大，進(jìn)而增大冷卻水流量，使反響器內(nèi)的溫度降下來，這樣戰(zhàn)勝攪亂作用對被控變量影響。1-13按給定值形式不同樣，自動控制系統(tǒng)可分哪幾類解：按給定值形式不同樣，自動控制系統(tǒng)能夠分為以下三類：定值控制系統(tǒng)——給定值恒定的控制系統(tǒng)。隨動控制系統(tǒng)〔自動追蹤系統(tǒng)〕——給定值隨機(jī)變化的系統(tǒng)。程序控制系統(tǒng)——給定值按一準(zhǔn)時間程序變化的系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。在自化域中，把被控量不隨而化的平衡狀稱系的靜，把被控量隨而化的不平衡狀稱系的?！吒墒强痛嬖诘?，是不能夠防范的。一個自控制系投入運(yùn)行，刻刻都碰到干作用，損壞正常的工生狀。就需要通自化妝置不斷施加控制作用去抗或抵消干作用的影響，使被控量保持在工所要求的技指上。一個正常工作的自控制系，碰到繁的干作用，在繁的程中。∴認(rèn)識系更重要。作用：在某一瞬t0，干突然地式地加到系上，并保持在個幅度。采用干的原因：干比突然，比危，被控量的影響也最大。若是一個控制系能有效戰(zhàn)勝干，其他比和的干也必然很好地戰(zhàn)勝。干形式，簡單，便于解析、和算。等幅振程和散振程是不定程，生上不能夠采用；非周期衰減程是定程，但程中被控量到達(dá)新的定的程于慢，致使被控量偏離定，所以一般也不采用；衰減振程能快地使系到達(dá)定狀，并且最的必然在兩峰之，決不會出太高或太低的象，更不會離定致使造成事故。所以?1-19某化學(xué)反器工定操作溫度(90010)℃。考安全因素，控制程中溫度偏離定最大不得超80℃。的溫度定控制系，在最大干作用下的渡程曲如1-19所示。求系的渡程品指：最大誤差、超量、衰減比、余差、振周期和渡〔被控溫度入新的1%〔即900〔1%〕=9℃〕的〕，并答復(fù)控制系可否足中所的工要求題1-19圖溫度控制系統(tǒng)過渡過程曲線解最大誤差A(yù)=950900=50〔℃〕；超量B=950908=42〔℃〕；由于B=918908=10〔℃〕，所以，衰減比n=B:B=42:10=；余差C=908900=8℃；振蕩周期T=459=36(min)；過渡時間ts=47min。由于A=50℃<80℃，C=8℃<10℃，所以，該控制系統(tǒng)能滿足題中所給的工藝要求。1-20題l-20(a)圖是蒸汽加熱器的溫度控制原理圖。試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并指出被控對象、被控變量、控制變量和可能存在的攪亂是什么現(xiàn)因生產(chǎn)需要，要求出口物料溫度從80℃提高到81℃，當(dāng)儀表給定值階躍變化后，被控變量的變化曲線如題1-20(b)圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程質(zhì)量指標(biāo)：最大誤差、衰減比和余差〔提示：該系統(tǒng)為隨動控制系統(tǒng)，新的給定值為81℃〕。題1-20圖蒸汽加熱器溫度控制解蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)的方塊圖如以以下圖所示。題解1-20圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；控制變量是蒸汽流量?？赡艽嬖诘臄噥y主要有：入口物料的流量、溫度的變化；加熱蒸汽的壓力、溫度的變化；環(huán)境溫度的變化等。該系統(tǒng)的過渡過程質(zhì)量指標(biāo)：最大誤差A(yù)=81=〔℃〕；由于B==〔℃〕，B==〔℃〕，所以，衰減比n=B:B=:=4；余差C=81=〔℃〕。21、某化學(xué)反響器工藝規(guī)定操作溫度為(90010)℃?？紤]安全因素，控制過程中溫度偏離給定值最大不得高出80℃。現(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍攪亂作用下的過渡過程曲線如題1-19圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程質(zhì)量指標(biāo)：最大誤差、超調(diào)量、衰減比、余差、振蕩周期和過渡時間〔被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的1%〔即900〔1%〕=9℃〕的時間〕，并答復(fù)該控制系統(tǒng)可否滿足題中所給的工藝要求題1-19圖溫度控制系統(tǒng)過渡過程曲線解最大誤差A(yù)=950900=50〔℃〕；超調(diào)量B=950908=42〔℃〕；由于B=918908=10〔℃〕，所以，衰減比n=B:B=42:10=；余差C=908900=8℃；振蕩周期T=459=36(min)；過渡時間ts=47min。由于A=50℃<80℃，C=8℃<10℃，所以，該控制系統(tǒng)能滿足題中所給的工藝要求。22、題l-20(a)圖是蒸汽加熱器的溫度控制原理圖。試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并指出被控對象、被控變量、控制變量和可能存在的攪亂是什么現(xiàn)因生產(chǎn)需要，要求出口物料溫度從80℃提高到81℃，當(dāng)儀表給定值階躍變化后，被控變量的變化曲線如題1-20(b)圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程質(zhì)量指標(biāo)：最大誤差、衰減比和余差〔提示：該系統(tǒng)為隨動控制系統(tǒng)，新的給定值為81℃〕。題1-20圖蒸汽加熱器溫度控制解蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)的方塊圖如以以下圖所示。題解1-20圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；控制變量是蒸汽流量?？赡艽嬖诘臄噥y主要有：入口物料的流量、溫度的變化；加熱蒸汽的壓力、溫度的變化；環(huán)境溫度的變化等。該系統(tǒng)的過渡過程質(zhì)量指標(biāo)：最大誤差A(yù)=81=〔℃〕；由于B==〔℃〕，B==〔℃〕，所以，衰減比n=B:B=:=4；余差C=81=〔℃〕。第2章被控對象的數(shù)學(xué)模型P33Ex1.對象特點(diǎn)指對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。各種對象千差萬別，有的操作很牢固，操作很簡單；有的略不小心可能就會超越正常工藝條件，甚至造成事故。有經(jīng)驗(yàn)的操作人員需要很熟悉這些對象，才能使生產(chǎn)操作得心應(yīng)手；設(shè)計(jì)自動化妝置時，也必定深入認(rèn)識對象的特性，認(rèn)識它的內(nèi)在規(guī)律，才能依照工藝對控制質(zhì)量的要求，設(shè)計(jì)合理的控制系統(tǒng)，選擇合適的被控變量和控制變量，采用合適的測量元件及控制器。在控制系統(tǒng)投入運(yùn)行時，也要依照對象特點(diǎn)選擇合適的控制器參數(shù)，使系統(tǒng)正常地運(yùn)行。2-1什么是對象特點(diǎn)為什么要研究對象特點(diǎn)解對象特點(diǎn)就是的對象的輸出輸入關(guān)系。研究對象的特點(diǎn)，就是用數(shù)學(xué)的方法來描述對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。當(dāng)采用自動化妝置組成自動控制系統(tǒng)時，第一也必定深入認(rèn)識對象的特點(diǎn)，認(rèn)識它的內(nèi)在規(guī)律，才能依照工藝對控制質(zhì)量的要求，設(shè)計(jì)合理的控制系統(tǒng)，選擇合適的被控變量和控制變量，采用合適的測量元件及控制器。在控制系統(tǒng)投入運(yùn)行時，也要依照對象特點(diǎn)選擇合適的控制器參數(shù)(也稱控制器參數(shù)的工程整定)，使系統(tǒng)正常地運(yùn)行。被控對象的特點(diǎn)對自動控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量的影響很大，所以必定對其深入研究。Ex2.對象的數(shù)學(xué)模型指對象特點(diǎn)的數(shù)學(xué)描述。靜態(tài)數(shù)學(xué)模型：描述的是對象在靜態(tài)時的輸入量與輸出量之間的關(guān)系；動向數(shù)學(xué)模型：描述的是對象在輸入量改變今后輸出量的變化情況。2-2何為對象的數(shù)學(xué)模型靜態(tài)數(shù)學(xué)模型與動向數(shù)學(xué)模型有什么差異解對象特點(diǎn)的數(shù)學(xué)描述〔方程、曲線、表格等〕稱為對象的數(shù)學(xué)模型。穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型描述的是對象在穩(wěn)態(tài)時的輸入量與輸出量之間的關(guān)系；動向數(shù)學(xué)模型描述的是對象在輸入量改變今后輸出量的變化情況。穩(wěn)態(tài)與動向是事物特點(diǎn)的兩個側(cè)面，能夠這樣說，動向數(shù)學(xué)模型是在穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的睜開，穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型是對象在到達(dá)平衡狀態(tài)時的動向數(shù)學(xué)模型的一個特例。機(jī)理建模法、實(shí)驗(yàn)建模法。對象或生產(chǎn)過程的內(nèi)部機(jī)理。階躍反響曲線法：特點(diǎn)是簡單但精度較差。若是輸入量是流量，只要將閥門的開度作突然的改變，即能夠?yàn)槭┘恿艘粋€階躍攪亂，同時還能夠夠利用原設(shè)備上的儀表把輸出量的變化記錄下來，既不需要增加儀器設(shè)備，測試工作量也大。但由于對象在階躍信號作用下，從不牢固到牢固所需時間一般較長，這時期攪亂因素很多，所以測試精度碰到限制。為提高測試精度就必定加大輸入量的幅度，這經(jīng)常又是工藝上不同樣意的。?矩形脈沖法：特點(diǎn)是提高了精度，對工藝影響較小。采用~時，由于加在對象上的攪亂經(jīng)過一段時間后即被除掉，所以攪亂的幅值能夠獲取較大，提高了實(shí)驗(yàn)精度。同時，對象的輸出量又不會長時間偏離給定值，故對工藝生產(chǎn)影響較小。8、反響對象特點(diǎn)的參數(shù)有哪些各有什么物理意義解：放大系數(shù)K、時間常數(shù)T和滯后時間放大系數(shù)K在數(shù)值上等于對象〔重新〕處于牢固狀態(tài)時的輸出變化量與〔引起輸出變化的〕輸入變化量之比，即輸出量的變化量K輸入量的變化量對象的放大系數(shù)K越大，就表示對象的輸入量有必然變化時，對輸出量的影響越大，或被控變量對這個量的變化就越矯捷，所以，K實(shí)質(zhì)上是對象的矯捷度。時間常數(shù)T是指當(dāng)對象碰到階躍輸入作用后，被控變量到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值的%所需時間；或當(dāng)對象碰到階躍輸入作用后，被控變量若是保持初始變化速度變化，到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值的時間。時間常數(shù)越大，被控變量的變化也越慢，到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值所需的時間也越大對象在碰到輸入作用后，被控變量卻不能夠馬上而迅速地變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象；或輸出變量的變化落后于輸入變量的變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。滯后現(xiàn)象用滯后時間表示。對象的滯后時間，使對象的被控變量對輸入的變化響應(yīng)滯后，控制不及時。2-8反響對象特點(diǎn)的參數(shù)有哪些各有什么物理意義解：放大系數(shù)K、時間常數(shù)T和滯后時間放大系數(shù)K在數(shù)值上等于對象〔重新〕處于牢固狀態(tài)時的輸出變化量與〔引起輸出變化的〕輸入變化量之比，即輸出量的變化量K輸入量的變化量對象的放大系數(shù)K越大，就表示對象的輸入量有必然變化時，對輸出量的影響越大，或被控變量對這個量的變化就越矯捷，所以，K實(shí)質(zhì)上是對象的矯捷度。時間常數(shù)T是指當(dāng)對象碰到階躍輸入作用后，被控變量到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值的%所需時間；或當(dāng)對象碰到階躍輸入作用后，被控變量若是保持初始變化速度變化，到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值的時間。時間常數(shù)越大，被控變量的變化也越慢，到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)值所需的時間也越大對象在碰到輸入作用后，被控變量卻不能夠馬上而迅速地變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象；或輸出變量的變化落后于輸入變量的變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。滯后現(xiàn)象用滯后時間表示。對象的滯后時間，使對象的被控變量對輸入的變化響應(yīng)滯后，控制不及時。10.純滯后一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳達(dá)需要一段時間而引起的，而測量點(diǎn)選擇不當(dāng)，測量元件安裝不合適等原因也會造成純滯后。容量滯后一般是由于物料或能量的傳遞需要經(jīng)過必然阻力而引起的?？刂仆ǖ兰僭O(shè)存在純滯后，會使控制作用不及時，造成被控變量的最大誤差增加，控制質(zhì)量下降，牢固性降低；攪亂通道假設(shè)存在純滯后，相當(dāng)于將攪亂推遲一段時間才進(jìn)入系統(tǒng)，并不影響控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量。容量滯后增加，會使對象的時間常數(shù)T增加。在控制通道，T增大，會使控制作用對被控變量的影響來得慢，系統(tǒng)牢固性降低；T減小，會使控制作用對被控變量的影響來得快，系統(tǒng)控制質(zhì)量提高。但T不能夠太大或太小，且各環(huán)節(jié)時間常數(shù)要合適般配，否那么都會影響控制質(zhì)量。在攪亂通道，若是容量滯后增加，攪亂作用對被控變量的影響比較平穩(wěn)，一般有利于控制。2-11一個對象特點(diǎn)是擁有純滯后的一階特點(diǎn)，其時間常數(shù)為5min，放大系數(shù)為10，純滯后時間為2min，試寫出描述該對象特點(diǎn)的一階微分方程式。解該對象特點(diǎn)的一階微分方程為5dy(t2)y(t2)10x(t)dt12.2-12

如題

2-12

圖所示的

RC電路中，

R＝5k

，C＝2000

F。試畫出

ei

突然由

0階躍變化到

5V時的

eo變化曲線，并計(jì)算出

t＝T、t＝2T、t＝3T時的

eo值。題2-12圖RC電路解RC電路的微分方程為Tdeoeoeidt當(dāng)ei=5V時，微分方程的解為ot/T)=5(1et/10)(V)e=5(1e〔該系統(tǒng)的時間常數(shù)T=RC=53610200010=10s〕當(dāng)t=T時，eo=5(1eT/T)=5(1e1)=；當(dāng)t=2T時，eo=5(1e2T/T)=5(1e2)=；當(dāng)t=3T時，eo=5(1e3T/T)=5(1e3)=。題解2-12圖RC電路的階躍響應(yīng)曲線2-13一個簡單水槽，其截面積為，水槽中的液體由正位移泵抽出，即流出流量是恒定的。若是在牢固的情況下，輸入流量突然在原來的基礎(chǔ)上增加了h，試畫出水槽液位h的變化曲線。解這是一個積分對象，那么h1Q1dtQ1dt(m)AA題解2-13圖水槽液位h的變化曲線14.2-14為了測定某重油預(yù)熱爐的對象特點(diǎn)，在某剎時〔假設(shè)為t0=0〕突然將燃料氣流量從h增加到h，重油出口溫度記錄儀獲取的階躍反響曲線如題2-14圖所示。假設(shè)該對象為一階對象，試寫出描述該重油預(yù)熱爐特點(diǎn)的微分方程式〔分別以溫度變化量與燃料量變化量為輸出量與輸入量〕，并解出燃料量變化量為單位階躍變化量時溫度變化量的函數(shù)表達(dá)式。題2-14圖重油預(yù)熱爐的解〔輸入〕燃料變化量0,t0;x(t)50/6(kg/min),t00.5(t/h)由題圖知,該系統(tǒng)屬于一階系統(tǒng)，輸出量(溫度)的變化量y(t)相對于輸入(燃料)變化量x(t)的關(guān)系(方程)為dy(t)Ty(t)Kx(t)dt當(dāng)x(t)=A=50/6(kg/min)=const.時，方程的解為y(t)=KA(1et/T)℃由題圖知，y()=KA=150120=30℃,那么K=30/A=30/(50/6)=(℃/(kg/min))第一不考慮延緩，y(t)的變化從0開始，到1=8min時，實(shí)質(zhì)變化時間t=6min，由題圖知t=2minty(t)=y(6)=30(1e6/T)=145120=25〔℃〕由此解出T=(min)所以y(t)=30(1et/℃假設(shè)考慮滯后時間=2min，那么yt0,t2min;y(t)30(1e(t2)/3.35),t2min微分方程為dy(t2)y(t2)3.6x(t)dt系統(tǒng)的特點(diǎn)參數(shù)是系統(tǒng)的固有特點(diǎn)，不會隨輸入信號的變化而變化，所以，前面求解過程中所確定的K和T的值是不變的。所以，當(dāng)燃料變化量x(t)=A=1時，溫度變化量的函數(shù)表達(dá)式為y(t)=y(t)=(1e(t2)/℃第3章檢測儀表與傳感器P101測量過程在實(shí)質(zhì)上是將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單位進(jìn)行比較的過程。一般它都是利用特地的技術(shù)工具，將被測參數(shù)經(jīng)過一次或頻頻的信號能量形式的變換，最后獲取一種便于測量的信號能量形式，并由指針位移或數(shù)字形式顯示出來。3-1什么叫測量過程解測量過程就是將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單位進(jìn)行比較的過程2.由儀表讀得的被測值與被測量真值之間會存在必然的差距，這一差距稱為~。表示方法有：絕對誤差和相對誤差。絕對誤差：=x－x0相對誤差：3.4.儀表的精確度等級是將儀表贊同的相對百分誤差的“±〞號及“%〞去掉后的數(shù)值，以必然的符號形式表示在儀表標(biāo)尺板上。精確度等級當(dāng)前是按國家一致規(guī)定的贊同誤差大小來劃分成假設(shè)干等級的。5、某一標(biāo)尺為0~1000℃的溫度儀表出廠前經(jīng)校驗(yàn)，其刻度標(biāo)尺上的各點(diǎn)測量結(jié)果分別為：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)02004006007008009001000℃被校表讀數(shù)02014026047068059031001℃求出該溫度儀表的最大絕對誤差值；確定該溫度儀表的精度等級；校驗(yàn)數(shù)據(jù)辦理：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)02004006007008009001000℃被校表讀數(shù)02014026047068059031001℃絕對誤差/℃0+1+2+4+6+5+3+1由以上數(shù)據(jù)辦理表知，最大絕對誤差：+6℃；(2)儀表誤差：max

6100%0.6%，1000儀表的精度等級應(yīng)定為級；3-5某一標(biāo)尺為0~1000℃的溫度儀表出廠前經(jīng)校驗(yàn)，其刻度標(biāo)尺上的各點(diǎn)測量結(jié)果分別為：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃02004006007008009001000被校表讀數(shù)/℃02014026047068059031001求出該溫度儀表的最大絕對誤差值；確定該溫度儀表的精度等級；(3)若是工藝上贊同的最大絕對誤差為8C，問該溫度儀表可否吻合要求解(1)校驗(yàn)數(shù)據(jù)辦理：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃02004006007008009001000被校表讀數(shù)/℃02014026047068059031001絕對誤差/℃0+1+2+4+6+5+3+1由以上數(shù)據(jù)辦理表知，最大絕對誤差：+6℃；(2)儀表誤差：max

6100%0.6%，1000儀表的精度等級應(yīng)定為級；儀表的根本誤差：m=1000(%)=10℃,該溫度儀表不吻合工藝上的誤差要求。6、若是有一臺壓力表，其測量范圍為0~10MPa，經(jīng)校驗(yàn)得出以下數(shù)據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0246810被校表正行程讀數(shù)0L98/MPa被校表反行程讀數(shù)0/MPa求出該壓力表的變差；(2)問該壓力表可否吻合1．0級精度解〔1〕校驗(yàn)數(shù)據(jù)辦理：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0246810被校表正行程讀數(shù)/MPa0198被校表反行程讀數(shù)0/MPa壓力表的變差/%0被校表正、行程讀數(shù)平均值0/MPa儀表絕對誤差/MPa0由以上數(shù)據(jù)辦理表知，該壓力表的變差：%；〔2〕儀表誤差：max

100%0.5%；10但是，由于儀表變差為%>%，所以該壓力表不吻合級精度。3-6若是有一臺壓力表，其測量范圍為0~10MPa，經(jīng)校驗(yàn)得出以下數(shù)據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0246810被校表正行程讀數(shù)/MPa0L98被校表反行程讀數(shù)/MPa0求出該壓力表的變差；(2)問該壓力表可否吻合1．0級精度解〔1〕校驗(yàn)數(shù)據(jù)辦理：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0246810被校表正行程讀數(shù)/MPa0198被校表反行程讀數(shù)/MPa0壓力表的變差/%0被校表正、行程讀數(shù)平均值0/MPa儀表絕對誤差/MPa0由以上數(shù)據(jù)辦理表知，該壓力表的變差：%；〔2〕儀表誤差：max

100%0.5%；10但是，由于儀表變差為%>%，所以該壓力表不吻合級精度。壓力指垂直平均地作用于單位面積上的力。關(guān)系：p表壓=p絕對壓力－p大氣壓力p真空度=p大氣壓力－p絕對壓力3-7．什么叫壓力表壓力、絕對壓力、負(fù)壓力(真空度)之間有何關(guān)系解〔1〕工程上的壓力是物理上的壓強(qiáng)，即P=F/S〔壓強(qiáng)〕。2〕絕對壓力是指物體所受的實(shí)質(zhì)壓力；表壓力=絕對壓力大氣壓力；負(fù)壓力〔真空度〕=大氣壓力絕對壓力平時，由于各種工藝設(shè)備和檢測儀表自己就處于大氣壓力之下，所以工程上常采用表壓和真空度來表示壓力的大小，一般儀表所指的壓力也是表壓或真空度。測壓儀表按其變換原理不同樣，主要分為四大類：液柱式壓力計(jì)：它是將被測壓力變換成液柱高度來進(jìn)行測量的；彈性式壓力計(jì)：它是將被測壓力變換成彈性元件的位移來進(jìn)行測量的；電氣式壓力計(jì)：它是經(jīng)過機(jī)械和電氣元件將被測壓力變換成電量來進(jìn)行測量的；活塞式壓力計(jì)：它是依照液壓原理，將被測壓力變換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測量的。主要的彈性元件有：彈簧管：可分為單圈彈簧管與多圈彈簧管，它們的測壓范圍較寬，最高可測量高達(dá)1000MPa的壓力；膜片：可分為平薄膜、漣漪膜、膜盒等，它的測壓范圍較彈簧管式的為低，平時可與其他變換環(huán)節(jié)結(jié)合起來，組成相應(yīng)的變送器；漣漪管：這種彈性元件易變形，常用于微壓與低壓的測量。3-10．作為感覺壓力的彈性元件有哪幾種解彈簧管式彈性元件、薄膜式彈性元件〔有分膜片式和膜盒式兩種〕、漣漪管式彈性元件。測壓原理：將被測壓力變換成彈簧管自由端的位移來進(jìn)行測量的。主要組成：彈簧管、放大機(jī)構(gòu)、指針、面板及壓力接頭。測壓過程：當(dāng)被測壓力通入彈簧管后，由于彈簧管在壓力作用下產(chǎn)生變形，使其自由端產(chǎn)生位移，經(jīng)放大后就可以由指針在面板上指示出相應(yīng)的壓力值。3-11．彈簧管壓力計(jì)的測壓原理是什么試述彈簧管壓力計(jì)的主要組成及測壓過程。解：〔1〕彈簧管壓力計(jì)的測壓原理是彈簧管受壓力而產(chǎn)生變形，使其自由端產(chǎn)生相應(yīng)的位移，只要測出了彈簧管自由端的位移大小，就能反響被測壓力p的大小。2〕彈簧管式壓力計(jì)的主要組成：彈簧管〔測量元件〕，放大機(jī)構(gòu)，游絲，指針，表盤。3〕彈簧管壓力計(jì)測壓過程為：用彈簧管壓力計(jì)測量壓力時，壓力使彈簧管產(chǎn)生很小的位移量，放大機(jī)構(gòu)將這個很小的位移量放大進(jìn)而帶動指針在表盤上指示出當(dāng)前的壓力值。12.將霍爾元件與彈簧管配合，可組成霍爾片式彈簧管壓力傳感器。當(dāng)被測壓力引入后，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，所以改變了霍爾片在磁場中的地址，使所產(chǎn)生的霍爾電勢與被測壓力成比率，利用這一電勢即可實(shí)現(xiàn)壓力的測量。應(yīng)變片式壓力傳感器：測壓元件是電阻應(yīng)變片。利用金屬導(dǎo)體的電阻應(yīng)變效應(yīng)制成的。壓阻式壓力傳感器：測壓元件是單晶硅片。利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制成的。3-14電容式壓力傳感器的工作原理是什么有何特點(diǎn)解見教材第3章節(jié)。當(dāng)差動電容傳感器的中間彈性膜片兩邊壓力不等時，膜片變形，膜片兩邊電容器的電容量變化〔不等〕，利用變壓器電橋?qū)㈦娙萘康淖兓儞Q為電橋輸出電壓的變化，進(jìn)而反響膜片兩邊壓力的差異〔即壓差〕。其特點(diǎn)：輸出信號與壓差成正比；應(yīng)用范圍廣，可用于表壓、差壓、流量、液位等的測量。15.工作原理：將彈性元件的位移變換為電容量的變化。將測壓膜片作為電容器的可動極板，它與固定極板組成可變電容器。當(dāng)被測壓力變化時，由于測壓膜片的彈性變形產(chǎn)生位移改變了兩塊極板之間的距離，造成電容量發(fā)生變化。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、矯捷度高、過載能力大、測量精度可達(dá)級、能夠測量壓力和差壓。3-15某壓力表的測量范圍為0～1MPa，精度等級為級，試問此壓力表贊同的最大絕對誤差是多少假設(shè)用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來校驗(yàn)該壓力表，在校驗(yàn)點(diǎn)為時，標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)上讀數(shù)為，試問被校壓力表在這一點(diǎn)可否吻合1級精度，為什么解壓力表贊同的最大絕對誤差為max=%=在校驗(yàn)點(diǎn)處，絕對誤差為=(MPa)該校驗(yàn)點(diǎn)的測量誤差為100%1.57%故該校驗(yàn)點(diǎn)不吻合級精度。3-16．為什么測量儀表的測量范圍要依照測量大小來采用選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值有何問題解〔1〕為了保證敏感元件能在其安全的范圍內(nèi)可靠地工作，也考慮到被測對象可能發(fā)生的異常超壓情況，對儀表的量程選擇必定留有足夠的余地，但還必定考慮實(shí)質(zhì)使用時的測量誤差，儀表的量程又不宜選得過大?！?〕由于儀表的根本誤差m由其精度等級和量程決定，在整個儀表測量范圍內(nèi)其大小是必然的，選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值這樣會加大測量誤差。3-17若是某反響器最大壓力為，贊同最大絕對誤差為?，F(xiàn)用一臺測量范圍為0~，精度為級的壓力表來進(jìn)行測量，問可否吻合工藝上的誤差要求假設(shè)采用一臺測量范圍為0~，精度為級的壓力表，問能吻合誤差要求嗎試說明其原因。解用0~、精度為級的壓力表來進(jìn)行測量的根本誤差1max=%=>(贊同值)該表不吻合工藝上的誤差要求。用0~、精度為級的壓力表來進(jìn)行測量的根本誤差2max=%=>(贊同值)該表吻合工藝上的誤差要求。3-18某臺空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為~，工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，并要求測量結(jié)果的誤差不得大于罐內(nèi)壓力的5％，試選擇一臺合適的壓力計(jì)(種類、測量范圍、精度等級)，并說明其原因。解空壓機(jī)緩沖器內(nèi)壓力為穩(wěn)態(tài)壓力，其工作壓力下限pmin=，工作壓力上限pmax=。設(shè)所選壓力表量程為p，那么依照最大、最小工作壓力與采用壓力表量程關(guān)系，有pmax3pp4pmax41.62.13(MPa)433pmin1pp3pmin31.13.3(MPa)3依照壓力表量程系列〔附表1〕，可選YX-150型、測量范圍為0~的電接點(diǎn)壓力表。依照測量誤差要求，測量的最大誤差為max5%=(MPa)那么所選壓力表的最大引用誤差應(yīng)滿足max

100%2.2%0要求，故可選精度等級為級的壓力表。3-19某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為14MPa，要求誤差不高出，試采用一臺就地指示的壓力表(給出型號、測量范圍、精度等級)。解合成塔控制壓力14MPa為高壓，設(shè)所選壓力表的量程為p，那么51423.3(MPa)3依照壓力表量程系列〔附表1〕，可選YX-150型、測量范圍為0~25MPa的電接點(diǎn)壓力表。依照測量誤差要求，所選壓力表的最大贊同誤差應(yīng)滿足max要求，故可選精度等級為級的壓力表。

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100%1.6%20、某壓力表的測量范圍為0～1MPa，精度等級為級，試問此壓力表贊同的最大絕對誤差是多少假設(shè)用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來校驗(yàn)該壓力表，在校驗(yàn)點(diǎn)為時，標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)上讀數(shù)為，試問被校壓力表在這一點(diǎn)可否吻合1級精度，為什么解：壓力表贊同的最大絕對誤差為max=%=在校驗(yàn)點(diǎn)處，絕對誤差為=(MPa)該校驗(yàn)點(diǎn)的測量誤差為故該校驗(yàn)點(diǎn)不吻合級精度。

100%1.57%3-20現(xiàn)有一臺測量范圍為0~，精度為級的一般彈簧管壓力表，校驗(yàn)后，其結(jié)果為：被校表讀數(shù)/MPa0．00．40．81．21．6標(biāo)準(zhǔn)表上行程讀數(shù)/MPa0．0000．3850．7901．2101．595標(biāo)準(zhǔn)表下行程讀數(shù)/MPa0．0000．4050．8101．2151．595試問這臺表合格否它可否用于某空氣貯罐的壓力測量〔該貯罐工作壓力為~，測量的絕對誤差不同樣意大于〕解壓力表的校驗(yàn)表3-1壓力表的校驗(yàn)數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)辦理結(jié)果被校表讀數(shù)/MPa最大誤差標(biāo)準(zhǔn)表上行程讀數(shù)/MPa標(biāo)準(zhǔn)表下行程讀數(shù)/MPa起落變差/MPa標(biāo)準(zhǔn)表上、下行程讀數(shù)平均值/MPa絕對誤差/MPa儀表的最大引用誤差〔從絕對誤差和起落變差中采用絕對值最大者做為m，求儀表的最大引用誤差〕m100%100%1.25%maxPFS所以，這臺儀表級的精度等級合格。空氣貯罐的壓力屬穩(wěn)態(tài)壓力，且pmax=2/3MPa；pmin=1/3MPa；最大誤差max=%=。所以這臺儀表能用于該空氣貯罐的壓力測量。21、為什么測量儀表的測量范圍要依照測量大小來采用選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值有何問題解：〔1〕為了保證敏感元件能在其安全的范圍內(nèi)可靠地工作，也考慮到被測對象可能發(fā)生的異常超壓情況，對儀表的量程選擇必定留有足夠的余地，但還必定考慮實(shí)質(zhì)使用時的測量誤差，儀表的量程又不宜選得過大?！?〕由于儀表的根本誤差m由其精度等級和量程決定，在整個儀表測量范圍內(nèi)其大小是必然的，選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值這樣會加大測量誤差。22、若是某反響器最大壓力為，贊同最大絕對誤差為?，F(xiàn)用一臺測量范圍為0~，精度為級的壓力表來進(jìn)行測量，問可否吻合工藝上的誤差要求假設(shè)采用一臺測量范圍為0~，精度為級的壓力表，問能吻合誤差要求嗎試說明其原因。解用0~、精度為級的壓力表來進(jìn)行測量的根本誤差1max=%=>(贊同值)該表不吻合工藝上的誤差要求。用0~、精度為級的壓力表來進(jìn)行測量的根本誤差2max=%=>(贊同值)該表吻合工藝上的誤差要求。3-22．常用的熱電偶有哪幾種所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線是什么為什么要使用補(bǔ)償導(dǎo)線并說明使用補(bǔ)償導(dǎo)線時要注意哪幾點(diǎn)解：〔1〕常用的熱電偶有以下幾種：〔2〕所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線以下：〔3〕用廉價的補(bǔ)償導(dǎo)線代替熱電偶使冷端遠(yuǎn)離熱端不受其溫度場變化的影響并與測量電路相連接。使用補(bǔ)償導(dǎo)線時要注意：在必然的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線與配對的熱電偶擁有同樣或周邊的熱電特點(diǎn)；保持延伸電極與熱電偶兩個接點(diǎn)溫度相等。23、某臺空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為~，工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，并要求測量結(jié)果的誤差不得大于罐內(nèi)壓力的5％，試選擇一臺合適的壓力計(jì)(種類、測量范圍、精度等級)，并說明其原因。解空壓機(jī)緩沖器內(nèi)壓力為穩(wěn)態(tài)壓力，其工作壓力下限pmin=，工作壓力上限pmax=。設(shè)所選壓力表量程為p，那么依照最大、最小工作壓力與采用壓力表量程關(guān)系，有pmax3pp4pmax42.13(MPa)433pmin1pp3pmin33.3(MPa)3依照壓力表量程系列〔附表1〕，可選YX-150型、測量范圍為0~的電接點(diǎn)壓力表。依照測量誤差要求，測量的最大誤差為max5%=(MPa)那么所選壓力表的最大引用誤差應(yīng)滿足max100%2.2%0要求，故可選精度等級為級的壓力表。24、某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為14MPa，要求誤差不高出，試采用一臺就地指示的壓力表(給出型號、測量范圍、精度等級)。解合成塔控制壓力14MPa為高壓，設(shè)所選壓力表的量程為p，那么51423.3(MPa)3依照壓力表量程系列〔附表1〕，可選YX-150型、測量范圍為0~25MPa的電接點(diǎn)壓力表。依照測量誤差要求，所選壓力表的最大贊同誤差應(yīng)滿足max要求，故可選精度等級為級的壓力表。

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100%1.6%3-24．什么叫節(jié)流現(xiàn)象流體經(jīng)節(jié)流裝置時為什么會產(chǎn)生靜壓差解：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁，流體的靜壓力產(chǎn)生差其他現(xiàn)象，稱為節(jié)流現(xiàn)象。流體經(jīng)節(jié)流裝置時，由于節(jié)流裝置前后流體截面的該變，造成流體流速的改變，進(jìn)而產(chǎn)生節(jié)流裝置前后的壓力差。3-28為什么說轉(zhuǎn)子流量計(jì)是定壓式流量計(jì)解：轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量流體流量時，轉(zhuǎn)子前后流體壓力的壓差p為一常數(shù)，即Vtfg=pp1p2const.〔恒量〕A29.流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差其他現(xiàn)象稱為~。流體經(jīng)節(jié)流裝置時，由于流速發(fā)生變化，使流體的動能發(fā)生變化。依照能量守恒定律，動能的變化必然引起靜壓能的變化，所以在流體流經(jīng)節(jié)流裝置時必然會產(chǎn)生靜壓差。30.流體流經(jīng)節(jié)流裝置時所產(chǎn)生的壓差與流量之間有必然的對應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過測量壓差的大小，即可得知流量的大小。由于流量根本方程式是在必然的條件下推導(dǎo)出的，這些條件包括節(jié)流裝置的形式、尺寸、取壓方式以及流體的工藝條件〔密度、溫度、壓力、雷諾數(shù)等〕，當(dāng)以上這些條件改變時都會影響流量的測量。3-32用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測氣壓為、溫度為40℃的CO氣體的流量時，假設(shè)流量計(jì)讀數(shù)為50L/s，求CO2223的真實(shí)流量〔CO在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的密度為／m〕。解由題知：p0=，p1=+=(MPa)；T0=293K，33。那么T1=273+40=313〔K〕；0=Nm；1=Nm，Q0=50L/s0p1T0Q0293Q1p0T150105(L/s)131333.由于轉(zhuǎn)子流量計(jì)在流量變化時，轉(zhuǎn)子兩端的壓降是恒定的；而差壓式流量計(jì)在流量變化時，節(jié)流裝置兩端的壓差也是隨之改變的。3-33用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，測量范圍為0～10L/min，轉(zhuǎn)子用密度為7920kg／m3的不銹鋼制成，假設(shè)用來測量密度為／L苯的流量，問測量范圍為多少假設(shè)這時轉(zhuǎn)子資料改為由密度為3的鋁制成，問2750kg／m這時用來測量水的流量及苯的流量，其測量范圍各為多少解由題知333t=7920kg／m，f=／L=831kg／m，W=1000／m，Q0=10L/min測苯的流量的修正系數(shù)為twfKQtfwQr=Q0/KQ=10/(L/min)

(79201000)831(7920831)1000

所以，苯的流量測量范圍為0～min。當(dāng)轉(zhuǎn)子資料改為鋁時，r=2750kg／m3，此時測水的流量的修正系數(shù)為twKrQrw

(79201000)27501000

2Qr0=Q0/KrQ=10/2=5(L/min)所以，此時測水的流量的測量范圍為0～5L/min測苯的流量的修正系數(shù)為rwfKfQrfwQrf=Qr0/KfQ=5/=〔L/min〕所以，此時測苯的流量的測量范圍為0～min。

(27501000)831(2750831)1000

3-36渦輪流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)是什么解：〔1〕渦輪流量計(jì)的工作原理：流體在管道中流動時使葉輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與流體的流速成線性關(guān)系，磁電感覺變換器將葉輪的轉(zhuǎn)速變換成相應(yīng)的電脈沖信號，反響流體流速的大小。流速與管道截面的乘積就是流體的流量。2〕渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)：安裝方便、測量精度高、可耐高壓、反響快、便于遠(yuǎn)傳、不受攪亂、簡單磨損等特點(diǎn)。37、用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測氣壓為、溫度為40℃的CO2氣體的流量時，假設(shè)流量計(jì)讀數(shù)為50L/s，求CO2的真實(shí)流量〔CO2在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的密度為／m3〕。解由題知：p0=，p1=+=(MPa)；T0=293K，1〔K〕；03130T=273+40=313=Nm；=Nm，Q=50L/s。那么Q10p1T0Q0293p0T150105(L/s)13133-37電磁流量計(jì)的工作原理是什么它對被測介質(zhì)有什么要求解電磁流量計(jì)的工作原理是基于管道中的導(dǎo)電流體在磁場中流動時切割磁力線而產(chǎn)生感覺電動勢的電磁感覺原理，流體的流速越大，感覺電動勢也越大，感覺電動勢與流量成正比。電磁流量計(jì)只能用來測量導(dǎo)電液體的流量。338、用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，測量范圍為0～10L/min，轉(zhuǎn)子用密度為7920kg／m的不銹鋼制成，假設(shè)用來測量密度為／L苯的流量，問測量范圍為多少假設(shè)這時轉(zhuǎn)子資料改為由密度為2750kg／m3的鋁制成，問這時用來測量水的流量及苯的流量，其測量范圍各為多少解由題知3f3W3=10L/minQ測苯的流量的修正系數(shù)為twfKQtfw

(79201000)831(7920831)1000

Qr=Q0/KQ=10/(L/min)所以，苯的流量測量范圍為0～min。當(dāng)轉(zhuǎn)子資料改為鋁時，r=2750kg／m3，此時測水的流量的修正系數(shù)為twKrQrwQr0=Q0/KrQ=10/2=5(L/min)

(79201000)27501000

2所以，此時測水的流量的測量范圍為0～5L/min測苯的流量的修正系數(shù)為rwfKfQrfwQrf=Qr0/KfQ=5/=〔L/min〕

(27501000)831(2750831)1000

所以，此時測苯的流量的測量范圍為0～min。39.橢圓齒輪流量計(jì)屬于容積式流量計(jì)，它有兩個相互嚙合的橢圓齒輪，當(dāng)流體流過時，帶動齒輪旋轉(zhuǎn)。齒輪每轉(zhuǎn)1周排出定量流體，只要測了橢圓齒輪的轉(zhuǎn)速，即可知被測流體的流量。電磁流量計(jì)的原理：是基于電磁感覺定律工作的。它是將流體的流速變換為感覺電勢的大小來進(jìn)行測量的。42.旋渦流量計(jì)的原理：是利用流體自然振蕩的原理制成的一種旋渦分別型流量計(jì)。當(dāng)流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的旋渦發(fā)生體時，假設(shè)該物體幾何尺寸合適，那么在阻截體后邊，沿兩條平行直線上會產(chǎn)生整齊排列、轉(zhuǎn)向相反的旋渦列。旋渦產(chǎn)生的頻率和流體的流速成正比。經(jīng)過測出旋渦產(chǎn)生的頻率可知流體的流量。46.1〕直讀式物位儀表：利用連通器的原理工作。2〕差壓式物位儀表：利用液柱或物料積聚對某定點(diǎn)產(chǎn)生壓力的原理而工作。3〕浮力式物位儀表：利用浮子的高度隨液位變化而改變，或液體對浸沉于液體中的浮子〔或沉筒〕的浮力隨液位高度而變化的原理來工作的。4〕電磁式物位儀表：把物位的變化變換為一些電量的變化，經(jīng)過測出電量的變化測出物位。5〕核輻射式物位儀表：利用核輻射透過物體時，其強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度而變化的原理來工作。當(dāng)前γ射線應(yīng)用最多。6〕聲波式物位儀表：由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同樣，測出這些變化即可測出物位?！?〕光學(xué)式物位儀表：利用物位對光波的遮斷和反射原理工作。3-46什么是液位測量時的零點(diǎn)遷移問題怎樣進(jìn)行遷移其實(shí)質(zhì)是什么解〔1〕當(dāng)被測容器的液位H=0時，差壓液位計(jì)所感覺的壓差p≠0的現(xiàn)象，稱為液位測量時的零點(diǎn)遷移，47.差壓式液位計(jì)是利用容器內(nèi)的液位改變時，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作的。當(dāng)測量有壓容器的液位時，即容器是受壓的，那么需將差壓變送器的負(fù)壓室與容器的氣相相連接，以平衡氣相壓力p變化時對液位測量的影響。48.生產(chǎn)中欲連續(xù)測量液體的密度，依照已學(xué)的測量壓力及液位的原理，試考慮一種利用差壓原理來連續(xù)測量液體密度的方案。3-48測量高溫液體(指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況)時，經(jīng)常在負(fù)壓管上裝有冷凝罐(見題3-19圖)，問這時用差壓變送器來測量液位時，要不要遷移如要遷移，遷移量應(yīng)怎樣考慮題3-19圖高溫液體的液位測量解：差壓液位計(jì)正壓室壓力p1=gh1+gH+p0負(fù)壓室壓力2=2+p0pgh正、負(fù)壓室的壓差p=p1p2=gH(h2h1)g=0時，p=(21)g。Hhh這種液位測量時，擁有“負(fù)遷移〞現(xiàn)象，為了使H=0時，p=0，該差壓變送器測液位時需要零點(diǎn)遷移，遷移量為(hh)g2150、什么是液位測量時的零點(diǎn)遷移問題怎樣進(jìn)行遷移其實(shí)質(zhì)是什么〔參照〕答〔1〕當(dāng)被測容器的液位H=0時，差壓液位計(jì)所感覺的壓差p≠0的現(xiàn)象，稱為液位測量時的零點(diǎn)遷移在使用差壓變送器測量液位時，一般壓差與液位高度H之間的關(guān)系為：=。這就是一般的“無遷移〞的情況。當(dāng)H＝o時，作用在正、負(fù)壓室的壓力是相等的。實(shí)質(zhì)應(yīng)用中，有時為防范容器內(nèi)液體平和體進(jìn)入變送器而造成管線擁堵或腐化，并保持負(fù)壓室的液柱高度恒定，在變送器正、負(fù)壓室與取壓點(diǎn)之間分別裝有隔斷罐，并充以隔斷液設(shè)被測介質(zhì)密度為，隔斷液密度為：(平時)，此時正、負(fù)壓室的壓力分別為：正負(fù)壓室間的壓差為：當(dāng)H=0時，，此為“有遷移〞情況。假設(shè)采用的是DDZ—Ⅲ型差壓變送器，其輸出范圍為4～20mA的電流信號?！盁o遷移〞時，H＝0，＝0，變送器輸出＝4mA；。“有遷移〞時，H＝0，為了使液位的零值與滿量程能與變送器輸出的上、下限值相對應(yīng)，即在“有遷移〞情況下，使合適H＝0時，?？烧{(diào)治儀表上的遷移彈簧，以抵消固定壓差的作用，此為“零點(diǎn)遷移〞方法。這里遷移彈簧的作用，其實(shí)質(zhì)就是改變測量范圍的上、下限，相當(dāng)于測量范圍的平移，它不改變量程的大小。51.在液位測量中，當(dāng)被測液位H=0時，若是差壓變送器的輸入信號p＞0，那么為“正遷移〞；反之若是被測液位H=0時，差壓變送器的輸入信號p＜0，那么為“負(fù)遷移〞。52、測量高溫液體(指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況)時，經(jīng)常在負(fù)壓管上裝有冷凝罐(見題3-48圖)，問這時用差壓變送器來測量液位時，要不要遷移如要遷移，遷移量應(yīng)怎樣考慮解：差壓液位計(jì)正壓室壓力p1=gh1+gH+p0負(fù)壓室壓力p2=gh2+p0正、負(fù)壓室的壓差=12=gH(21)gppphhH=0時，p=(hh)g。21這種液位測量時，擁有“負(fù)遷移〞現(xiàn)象，為了使=0時，=0，該差壓變送器測液位時需要零點(diǎn)遷移，Hp遷移量為(21)ghh3-54什么是熱電偶的熱電特點(diǎn)熱電偶的熱電勢由哪兩局部組成解：〔1〕將兩種不同樣的導(dǎo)體〔金屬或合金〕A和B組成一個閉合回路〔稱為熱電偶〕，假設(shè)兩接觸點(diǎn)溫度(T、T0)不同樣，那么回路中有必然大小電流，說明回路中有電勢產(chǎn)生，該現(xiàn)象稱為熱電動勢效應(yīng)或塞貝克〔Seebeck〕效應(yīng)。回路中的電勢稱為熱動勢，用EAB(T，T0)或EAB(t，t0).〔2〕熱電偶的熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩局部組成。3-56用熱電偶測溫時，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償其冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N解：〔1〕熱電偶的熱電勢只有當(dāng)0〔或t0〕恒定是才是被測溫度〔或t〕的單值函數(shù)。熱電偶標(biāo)準(zhǔn)分TT度表是以T0＝0℃為參照溫度條件下測試擬定的，只有保持T0＝0℃，才能直接應(yīng)用分度表或分度曲線。假設(shè)T0≠0℃，那么應(yīng)進(jìn)行冷端補(bǔ)償和辦理?！?〕冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校貉由鞂?dǎo)線法，0℃恒溫法，冷端溫度修正法，冷端溫度自動補(bǔ)償法等。3-57試述熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)各包括哪些元件和儀表輸入、輸出信號各是什么解：熱電偶溫度計(jì)由熱電偶〔感溫元件〕、顯示儀表和連接導(dǎo)線組成；輸入信號是溫度，輸出信號是熱電勢。熱電阻溫度計(jì)由熱電阻〔感溫元件〕、顯示儀表和連接導(dǎo)線組成；輸入信號是溫度，輸出信號是電阻。3-58

用K型熱電偶測某設(shè)備的溫度，測得的熱電勢為

20mV，冷端〔室溫〕為

25C，求設(shè)備的溫度如果改用

E型熱電偶來測溫，在同樣的條件下，

E熱電偶測得的熱電勢為多少解用K型熱電偶測溫時，設(shè)設(shè)備的溫度為

t，那么

E(t，25)=20mV，查

K型熱電偶分度表，

E(25，0)=。依照中間溫度定律，E(t

，0)=

E(t，25)+E(25

，0)=20+=mV反查

K型熱電偶分度表，得

t=℃假設(shè)改用E型熱電偶來測次設(shè)備溫度，同樣，依照中間溫度定律，測得熱電勢為EE，25)=EK，0)EK(25，0)==V。59、常用的熱電偶有哪幾種所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線是什么為什么要使用補(bǔ)償導(dǎo)線并說明使用補(bǔ)償導(dǎo)線時要注意哪幾點(diǎn)解：〔1〕常用的熱電偶有以下幾種：〔2〕所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線以下：〔3〕用廉價的補(bǔ)償導(dǎo)線代替熱電偶使冷端遠(yuǎn)離熱端不受其溫度場變化的影響并與測量電路相連接。用補(bǔ)償導(dǎo)線時要注意：在必然的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線與配對的熱電偶擁有同樣或周邊的熱電特點(diǎn)；保持延伸電極與熱電偶兩個接點(diǎn)溫度相等。

使3-59現(xiàn)用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30℃，顯示儀表的機(jī)械零位在0℃時，這時指示值為400℃，那么認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃對不對為什么正確值為多少度解認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃不對。設(shè)換熱器內(nèi)的溫度為t，實(shí)測熱電勢為E(t，30)，依照顯示儀表指示值為400℃，那么有E(t，30)=E(400，，由中間溫度定律并查鎳鉻-銅鎳〔E型〕熱電偶分度表，有E(t

，0)=

E(t，30)+

E(30，0)=

E(400，0)+

E(30，0)=28943+1801=30744

V反查鎳鉻

-銅鎳熱電偶分度表，得換熱器內(nèi)的溫度

t=℃3-60．試述熱電阻測溫原理常用測溫?zé)犭娮栌心膸追N熱電阻的分度號主要有幾種相應(yīng)的

R0各為多少解：〔1〕熱電阻測溫原理：電阻－溫度效應(yīng)，即大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的現(xiàn)象。2〕常用測溫?zé)犭娮栌校恒K熱電阻和銅熱電阻。3〕鉑熱電阻的分度號主要有：Pt100，〔R0=100〕；Pt50

，〔R0=50

〕；Pt1000，〔R0=1000〕；等銅熱電阻的分度號主要有：Cu100，〔R0=100〕；Cu50，〔R0=50〕；等60、用熱電偶測溫時，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償其冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N解：〔1〕熱電偶的熱電勢只有當(dāng)

T0〔或

t0〕恒定是才是被測溫度

T〔或

t〕的單值函數(shù)。熱電偶標(biāo)準(zhǔn)分度表是以

T0＝0℃為參照溫度條件下測試擬定的，只有保持

T0＝0℃，才能直接應(yīng)用分度表或分度曲線。假設(shè)T0≠0℃，那么應(yīng)進(jìn)行冷端補(bǔ)償和辦理。〔2〕冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校貉由鞂?dǎo)線法，0℃恒溫法，冷端溫度修正法，冷端溫度自動補(bǔ)償法等。3-62用分度號為Ptl00鉑電阻測溫，在計(jì)算時錯用了Cul00的分度表，查得的溫度為140℃，問實(shí)質(zhì)溫度為多少查

解Ptl00

查Cul00的分度表，140℃對應(yīng)電阻為的分度表，得實(shí)質(zhì)溫度為157℃

，而該電阻值實(shí)質(zhì)為

Ptl00

鉑電阻測溫時的電阻值，反63、現(xiàn)用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30℃，顯示儀表的機(jī)械零位在0℃時，這時指示值為400℃，那么認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃對不對為什么正確值為多少度解認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃不對。設(shè)換熱器內(nèi)的溫度為t，實(shí)測熱電勢為(，30)，依照顯示儀表指示值為400℃，那么有(，30)=(400，EtEtE，由中間溫度定律并查鎳鉻-銅鎳〔E型〕熱電偶分度表，有E(t，0)=E(t，30)+E(30，0)=E(400，0)+E(30，0)=28943+1801=30744V反查鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表，得換熱器內(nèi)的溫度t=℃3-63用分度號為Cu50、百度電阻比W(100)=R100/R0=的銅熱電阻測某一反響器內(nèi)溫度，當(dāng)被測溫度為50℃時，該熱電阻的阻值R50為多少假設(shè)測某一環(huán)境溫度時熱電阻的阻值為92，該環(huán)境溫度為多少解分度號為

Cu50、百度電阻比

W(100)=

的銅熱電阻，其

R0=50

，R100=50

=71

。那么該銅熱電阻測溫的矯捷度

k為k

7150

(

/℃)1000被測溫度為

50℃時，電阻值

R50=50

+/℃

50℃=。當(dāng)測某一環(huán)境溫度時，假設(shè)熱電阻的阻值Rt=92，那么對應(yīng)的環(huán)境溫度為t=(9250)/=200℃。64、測溫系統(tǒng)如圖

3-17

所示。請說出這是工業(yè)上用的哪一種溫度計(jì)熱電偶的分度號為

K，但錯用與

E配套的顯示儀表，當(dāng)儀表指示為

160℃時，請計(jì)算實(shí)質(zhì)溫度

tx為多少度

(室溫為

25℃)圖3-17測溫系統(tǒng)圖解這是工業(yè)上用的熱電偶溫度計(jì)。查分度號E，可得160℃時的電勢為10501μV，這電勢實(shí)際上是由K熱電偶產(chǎn)生的，即E(tx,25)10501V查分度號K，可得E(20,0)1000V，因此可知，E(t

x,0)

E(t

x,25)

E(25,0)

10501

1000

11501V由這個數(shù)值查分度號

K，可得實(shí)質(zhì)溫度

tx=283℃。65.熱電阻溫度計(jì)的原理：是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特點(diǎn)測溫的。只要測出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓纯傻弥粶y溫度大小。常用熱電阻的種類：Pt10、Pt100、Cu50、Cu100。R0分別為：10Ω、100Ω、50Ω、100Ω。67、用分度號為Ptl00鉑電阻測溫，在計(jì)算時錯用了Cul00的分度表，查得的溫度為140℃，問實(shí)質(zhì)溫度為多少解查Cul00的分度表，140℃對應(yīng)電阻為，而該電阻值實(shí)質(zhì)為Ptl00鉑電阻測溫時的電阻值，反查Ptl00的分度表，得實(shí)質(zhì)溫度為157℃69、說明熱電偶溫度變送器、熱電阻溫度變送器的組成及主要異同點(diǎn)。熱電偶溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上可分為三全局部：輸入橋路、放大電路及反響電路。熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上也可分為三全局部：輸入橋路、放大電路及反響電路。熱電阻溫度變送器和熱電偶溫度變送器比較，放大電路是通用的，可是輸入電路和反響電路不同樣。67、用分度號為Ptl00鉑電阻測溫，在計(jì)算時錯用了Cul00的分度表，查得的溫度為140℃，問實(shí)質(zhì)溫度為多少解查Cul00的分度表，140℃對應(yīng)電阻為，而該電阻值實(shí)質(zhì)為Ptl00鉑電阻測溫時的電阻值，反查Ptl00的分度表，得實(shí)質(zhì)溫度為157℃69、說明熱電偶溫度變送器、熱電阻溫度變送器的組成及主要異同點(diǎn)。熱電偶溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上可分為三全局部：輸入橋路、放大電路及反響電路。熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上也可分為三全局部：輸入橋路、放大電路及反響電路。熱電阻溫度變送器和熱電偶溫度變送器比較，放大電路是通用的，可是輸入電路和反響電路不同樣。第4章顯示儀表P1511、氣動執(zhí)行器主要由哪兩局部組成各起什么作用氣動執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)〔閥〕兩局部組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動裝置，它依照控制信號〔由控制器來〕壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動控制機(jī)構(gòu)動作，所以它是將信號壓力的大小變換為閥桿位移的裝置?？刂茩C(jī)構(gòu)是指控制閥，它是執(zhí)行器的控制局部，它直接與被控介質(zhì)接觸，控制流體的流量，所以它是將閥桿的位移變換為流過閥的流量的裝置。2、控制閥的結(jié)構(gòu)形式主要有哪些各使用在什么場合直通單座控制閥應(yīng)用于小口徑、低壓差的場合。直通雙座控制閥角型控制閥適用于現(xiàn)場管道要求直角連接，介質(zhì)為高黏度、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒的場合。三通控制閥配比控制或旁路控制隔膜控制閥適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐化性介質(zhì)的控制，也能用于含少量纖維或懸浮顆粒狀介質(zhì)的控制。蝶閥大口徑、大流量、低壓差，含少量纖維或懸浮顆粒狀介質(zhì)球閥適用于高黏度和污穢介質(zhì)的控制凸輪撓曲閥用于高黏度灬帶有懸浮物的介質(zhì)流量控制籠式閥壓差大，要求噪聲小的場合。對高溫、高黏度及含固體顆粒的介質(zhì)不適用3.比率控制是按誤差大小進(jìn)行控制的，控制器的輸出信號p與其輸入信號e成正比。當(dāng)比率控制系統(tǒng)的控制過程結(jié)束此后，其被控變量新的牢固值與給定值之間仍存在必然的誤差，即比率控制的余差。余差的產(chǎn)生是由比率控制自己的特點(diǎn)所決定的。由于比率控制作用是與誤差成比率的，只有誤差存在，才能產(chǎn)生控制作用。當(dāng)系統(tǒng)碰到必然的擾動后，為了戰(zhàn)勝擾動，必然要有必然的控制作用，才能使系統(tǒng)到達(dá)新的平衡，所以必然存在與該控制作用相對應(yīng)的誤差，即余差。書P1414、試分別說明什么叫控制閥的流量特點(diǎn)和理想流量特點(diǎn)常用的控制閥理想流量特點(diǎn)有哪些解控制閥的流量特點(diǎn)是指控制介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的相對開度〔相對位移〕間的關(guān)系：QlQmaxfL式中，相對流量Q/Qmax是控制閥某一開度時流量Q與全開時流量Qmax之比；相對開度l/L是控制閥某一開度行程l與全開行程L之比。在不考慮控制閥前后壓差變化時獲取的流量特點(diǎn)稱為理想流量特點(diǎn)。主要有：直線流量特點(diǎn)Q1(Rl；Qmax11)RLQl1；等百分比〔對數(shù)〕流量特點(diǎn)RLQmaxdQQmaxQ12拋物線流量特點(diǎn)K；dlLQmaxQ12快開流量特點(diǎn)(R1)lQmax1LR等四種。比率度對控制過程的影響：比率度越大，比率控制越弱，過渡過程曲線越平穩(wěn)，但余差也越大；比率度越小，比率控制越強(qiáng)，過渡過程曲線越振蕩，系統(tǒng)的牢固性和動向性能變差，但余差也越小，提高了系統(tǒng)的靜正確度；比率度小，可能會出散振。比率度要注意：假設(shè)象的滯后小，常數(shù)大以及放大系數(shù)小，可小比率度來提高系的矯捷度，使渡程曲形狀好；反之，保系的定性，大的比率度。7.分控制能除掉余差的原因：因分控制作用的出與入誤差的分成正比，只要有誤差存在，分控制作用將隨不斷化，直至誤差完好除掉，系才能定下來，所以??8.TI就用來表示分控制弱的一個參數(shù)。TI越小，分控制作用越；TI越大，分控制作用越弱。TI越小，余差除掉越快，可提高系的靜正確度，但會使系定性下降，性能差；TI越大，余差除掉越慢；TI→∞，成比率控制。因微分控制作用的出與入誤差的化速度成正比，一旦誤差不化，即使誤差特別大，微分控制也無能力了，所以微分控制律不能夠獨(dú)使用。4-10于尺始端0℃的子位差，當(dāng)偶的端0℃，冷端25℃，指示多少度入信號多少假設(shè)端0℃，冷端也0℃，指示多少度入信號多少解當(dāng)偶的端0℃，冷端25℃，指示0℃；入信號E(0，25)=E(25，0)。假設(shè)端0℃，冷端也0℃，指示0℃；入信號E(0，0)=0。11、什么叫氣行器的氣開式與氣關(guān)式其原是什么答隨著送往行器的氣信號的增加，逐翻開的稱氣開式，反之稱氣關(guān)式。氣開、氣關(guān)式的主若是由工生上安全條件決定的。一般來，全開，生程或比危的氣開式；全關(guān)，生程或比危的氣關(guān)式。12.控制：抗干能力、反快、控制及，但有余差；控制：控制慢，但能除掉余差，不獨(dú)使用；控制：超前控制，不能夠除掉余差，不獨(dú)使用。4-12如4-12所示偶溫系，偶的型號K，答復(fù)：是工上用的哪一種溫度示表采用哪一種表表的入信號是多少指示多少溫度題4-12圖熱電偶測溫系統(tǒng)圖解〔1〕這是工業(yè)上用的熱電偶溫度計(jì)?！?〕顯示儀表應(yīng)采用XCZ-101型動圈式顯示儀表或電子電位差計(jì)顯示儀表；儀表的輸入信號是K型熱電偶的熱電勢E(600，25)，E(600，25)=E(600，0)E(25，0)=249021000=23902〔V〕；指示溫度應(yīng)為600℃〔顯示儀表內(nèi)擁有冷端溫度自動補(bǔ)償，能直接顯示被測溫度〕。4-13測溫系統(tǒng)如題4-13圖所示。請說出這是工業(yè)上用的哪一種溫度計(jì)熱電偶為K，但錯用與E配套的顯示儀表，當(dāng)儀表指示為160℃時，請計(jì)算實(shí)質(zhì)溫度tx為多少度〔室溫為25℃〕題4-13圖測溫系統(tǒng)圖解這是工業(yè)上用的熱電偶溫度計(jì)。當(dāng)與E型熱電偶配套的顯示儀表指示為160℃、室溫為25℃時，顯示儀表的輸入信號應(yīng)為E型熱電偶在熱端為160℃、冷端為25℃時的熱電勢E(160，25)。而顯示儀表外實(shí)質(zhì)配用的是K型熱電偶，其輸入的E熱電勢E(160，25)，實(shí)質(zhì)應(yīng)為K型熱電偶在熱端為t℃、冷端為25℃時的熱電勢E(tx，25)，即E(tx，ExKK25)=EE(160，25)。EE(160，25)=EE(160，0)EE(25，0)查E型熱電偶分度表EE(160，0)=10501V，EE(25，0)=V，那么EE(160，25)=10501=VE(tx，0)=E(tx，25)+E(25，0)KKK=+1000(查K型熱電偶分度表)=〔V〕反查K型熱電偶分度表，得tx=℃4-14試述電子自動平衡電橋的工作原應(yīng)該熱電阻短路、斷路或電源停電時，指針應(yīng)指在什么地方為什么解電子自動平衡電橋的原理電路如以以下圖所示。題解4-14圖電子平衡電橋測溫原理圖當(dāng)被測溫度為測量下限時，R有最小值及R，滑動觸點(diǎn)應(yīng)在R的左端，此時電橋的平衡條件是tt0PR〔R+R〕=RR〔1〕3t0P24當(dāng)被測溫度高升后，熱電阻阻值增加Rt，滑動觸點(diǎn)應(yīng)右搬動才能使電橋平衡，此時電橋的平衡條件是R3〔Rt0+Rt+RPr1〕=R2(R4+r1)〔2〕用式〔1〕減式〔2〕，那么得RRr1R=Rr1t332即r1R3Rt〔3〕R3R2從上式能夠看出：滑動觸點(diǎn)B的地址就可以反響熱電阻阻值的變化，亦即反響了被測溫度的變化。并且能夠看到觸點(diǎn)的位移與熱電阻的增量呈線性關(guān)系。當(dāng)熱電阻短路時，Rt=0，為了使電橋平衡，指針應(yīng)盡可能地向左滑動，直至始端；當(dāng)熱電阻斷路時，Rt=，為了使電橋平衡，指針應(yīng)盡可能地向右滑動，直至終終端；當(dāng)電源停電時，指針指在任何地址，電橋輸出都為0，〔電橋“平衡〞〕。16試述電-氣閥門定位器的用途。答電一氣閥門定位器除了能將電信號變換為氣信號外，還能夠夠使閥桿位移與送來的信號大小保持線性關(guān)系，即實(shí)現(xiàn)控制器來的輸人信號與閥門地址之間關(guān)系的正確定位，故取名為定位器。定位器能夠使用在閥的不平衡力較大或閥桿搬動摩擦力較大等場合，同時還能夠夠利用定位器來改變閥的流量特點(diǎn)，改變執(zhí)行器的正、反作用。在分程控制中，利用定位器能夠使閥在不同樣的信號段范圍內(nèi)作全行程搬動。4-19有一分度號為Cul00的熱電阻，接在配分度號為Ptl00的自動平衡電橋上，指針讀數(shù)為143℃，問所測實(shí)質(zhì)溫度是多少解溫度為143℃時，分度號為Ptl00的熱電阻阻值〔查Ptl00分度表〕為。而自動平衡電橋上實(shí)質(zhì)接的是分度號為Cul00的熱電阻，利用查Cul00分度表，得所測實(shí)質(zhì)溫度為128℃。4-20有一配K分度號熱電偶的電子電位差計(jì)，在測溫過程中錯配了E分度號的熱電偶，此時儀表指示196℃，問所測的實(shí)質(zhì)溫度是多少此時儀表外殼為28℃。解電子電位差計(jì)指示196℃，輸入信號為EK(196，28)=E(196，0)E(28，0)==(mV)，而該熱電勢實(shí)質(zhì)是由E型熱電偶供應(yīng)的。設(shè)所測的實(shí)質(zhì)溫度為t，那么有EE(t，0)=EE(t，28)EE(28，0)=EK(196，28)+EE(28，0)=+=(mV)查E型熱電偶分度表，得所測的實(shí)質(zhì)溫度為t=℃第5章自動控制儀表P1681、簡單控制系統(tǒng)由哪幾局部組成各局部的作用是什么簡單控制系統(tǒng)由檢測變送裝置、控制器、執(zhí)行器及被控對象組成。檢測變送裝置的作用是檢測被控變量的數(shù)值并將其變換為一種特定輸出信號。控制器的作用是接受檢測裝置送來的信號，與給定值對照較得出誤差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果送往執(zhí)行器。執(zhí)行器能自動地依照控制器送來的控制信號來改變控制變量的數(shù)值，以到達(dá)控制被控變量的目的。被控對象是指需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或裝置。5-1什么是控制器的控制規(guī)律控制器有哪些根本控制規(guī)律解控制器的控制規(guī)律是指控制器的輸出信號p與輸入信號e之間的關(guān)系，即pf(e)f(zx)控制器的根本控制規(guī)律有：位式控制〔其中以雙位控制比較常用〕；比率控制(P)；積分控制(I)；微分控制(D)。5-4何為比率控制器的比率度一臺DDZ—Ⅱ型液位比率控制器，其液位的測量范圍為0~，假設(shè)指示值從增大到，比率控制器的輸出相應(yīng)從5mA增大到7mA，試求控制器的比率度及放大系數(shù)。解比率控制器的比率度就是指控制器的輸入變化相對值與相應(yīng)的輸出變化相對值之比的百分?jǐn)?shù)，用式子表示為：ep100%xmaxxminpmaxpmin式中e——輸入變化量；——相應(yīng)的輸出變化量；xmaxxmin——輸入的最大變化量，即儀表的量程；pmaxpmin——輸出的最大變化量，即控制器輸出的工作范圍。依照題給條件，該控制器的比率度為0.60.475100%83.3%1.20100對于單元組合儀表，其放大系數(shù)為KP=1/=1/%=120%5-5一臺DDZ—Ⅲ型溫度比率控制器，測量的全量程為0～1000℃，當(dāng)指示值變化100℃，控制器比率度為80％，求相應(yīng)的控制器輸出將變化多少解epmaxpmin20410080%pxmaxxminp10000p控制器的輸出變化量p=80%=2(mA)7、控制變量的選擇應(yīng)依照哪些原那么1〕控制變量應(yīng)是工藝上贊同加以控制的可控變量；2〕控制變量應(yīng)是對被控變量影響諸因素中比較矯捷的變量，即控制通道的放大系數(shù)要大一些，時間常數(shù)要小一些，純滯后時間要盡量??；3〕控制變量的選擇還應(yīng)試慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。5-9一臺擁有比率積分控制規(guī)律的DDZ—Ⅱ型控制器，其比率度為200％，穩(wěn)態(tài)時輸出為5mA。在某剎時，輸入突然變化了，經(jīng)過30s后，輸出由5mA變?yōu)?mA，試問該控制器的積分時間TI為多少解控制器的放大倍數(shù)KP=1/=1/200%=控制器的輸入變化量為A=；控制器的輸出變化量為p=65=1(mA)，經(jīng)歷時間t=30s。由pKPAKPAtTI得KPAt30TI110(s)pKPA5-10某臺DDZ—Ⅲ型比率積分控制器，比率度為100％，積分時間I為2min。穩(wěn)態(tài)時，輸出為5mA。某T剎時，輸入突然增加了，試問經(jīng)過5min后，輸出將由5mA變化到多少解控制器的放大倍數(shù)P=1/=1/100%=1K控制器的積分時間I=2min，穩(wěn)態(tài)輸出p0=5mA；控制器的輸入變化量為=。經(jīng)歷時間t=5min。那么輸出TA變化量KP1pKPA0.250.7(mA)TI2所以，經(jīng)歷時間5min后，控制器的輸出為p=p0+p=5+=(mA)2和12題7-2圖是一反響器溫度控制系統(tǒng)表示圖。試畫出這一系統(tǒng)的方塊圖，并說明各方塊的含義，指出它們詳盡代表什么假設(shè)該反響器溫度控制系統(tǒng)中，反響器內(nèi)需保持必然溫度，以利反響進(jìn)行，但溫度不允許過高，否那么有爆炸危險。試確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式和控制器的正、反作用。題7-2圖反響器溫度控制系統(tǒng)解該反響器溫度控制系統(tǒng)方塊圖如以以下圖所示。題解7-2圖反響器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對象是反響器；被控變量是反響器內(nèi)溫度；控制變量是蒸汽流量；控制器是溫度控制器TC。依照工藝要求，執(zhí)行器應(yīng)為氣開型式；蒸汽流量增加時，反響器內(nèi)溫度高升，被控對象是“正〞作用；所以，控制器應(yīng)為“反〞作用。5-12試寫出比率積分微分〔PID〕三作用控制規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。解PID控制器的控制規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為pKPe1edtTDdeT1dt其中，e—輸入變化量；p—相應(yīng)的輸出變化量；KP—放大倍數(shù)；TI—稱為積分時間；TD—微分時間。13、試確定題7-13圖所示兩個系統(tǒng)中執(zhí)行器的正、反作用及控制器的正、反作用。1〕題7-13(a)圖為一加熱器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料溫度不能夠過高，否那么簡單分解；2〕題7-13(b)圖為一冷卻器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料溫度不能夠太低，否那么簡單結(jié)晶。題7-13圖溫度控制系統(tǒng)解〔1〕依照工藝要求，題7-13(a)圖所示加熱器出口物料溫度控制系統(tǒng)，執(zhí)行器應(yīng)為氣開閥；加熱劑流量增加時，加熱器內(nèi)溫度高升，被控對象是“正〞作用，所以，控制器應(yīng)為“反〞作用?！?〕依照工藝要求，題7-13(b)圖所示冷卻器出口物料溫度控制系統(tǒng)，執(zhí)行器應(yīng)為氣開閥；冷劑流量增加時，冷卻器內(nèi)溫度降低，被控對象是“反〞作用，所以，控制器應(yīng)為“正〞作用。5-13試解析比率、積分、微分控制規(guī)律各自的特點(diǎn)。解比率控制規(guī)律的特點(diǎn)是反響快，控制及時；存在余差(有差控制)積分控制規(guī)律的特點(diǎn)是控制動作緩慢，控制不及時；無余差(無差控制)微分控制規(guī)律的特點(diǎn)是控制響應(yīng)快，故有超前控制之稱；但它的輸出不能夠反響誤差的大小，假設(shè)誤差固定，即使數(shù)值很大，微分作用也沒有輸出，所以控制結(jié)果不能夠除掉誤差，所以不能夠單獨(dú)使用這種控制器，它常與比率或比率積分組合組成比率微分或比率積分微分控制器。3、試簡述家用電冰箱的工作過程，畫出其控制系統(tǒng)的方框圖。14、題7-14圖為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見，貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出，試在下述兩種情況下，分別確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式及控制器的正、反作用?！?〕選擇流入量Qi為控制變量；〔2〕選擇流出量Qo為控制變量。題7-14圖液位控制解〔1〕中選擇流入量Qi為控制變量時，為滿足貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出的工藝要求，執(zhí)行器應(yīng)為氣開閥；由于被控對象是“正〞作用，所以，控制器應(yīng)為“反〞作用。2〕中選擇流入量Qo為控制變量時，為滿足貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出的工藝要求，執(zhí)行器應(yīng)為氣關(guān)閥；此時被控對象是“反〞作用，所以，控制器應(yīng)為“反〞作用。P1995、題8-7圖所示為聚合釜溫度控制系統(tǒng)。試問：1〕這是一個什么種類的控制系統(tǒng)試畫出它的方塊圖；2〕若是聚合釜的溫度不同樣意過高，否那么易發(fā)惹禍故，試確定控制閥的氣開、氣關(guān)型式；3〕確定主、副控制器的正、反作用；4〕簡述當(dāng)冷卻水壓力變化時的控制過程；5〕若是冷卻水的溫度是經(jīng)常顛簸的