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1、.思考與練習(xí)題參考答案第1章 模擬式控制器思考與練習(xí)題(1)工業(yè)上常用控制器的控制規(guī)律有哪幾種?答:工程上常用的控制器的控制規(guī)律有比例(p)、比例積分(pi)、比例微分(pd)以及比例積分微分(pid)四種,由此產(chǎn)生相應(yīng)的四種常用控制器。(2)在模擬控制器中,一般采用什方式實(shí)現(xiàn)各種控制規(guī)律?答uourufr2r1放大器k:可以用負(fù)反饋放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)。其原理組成如圖3.1所示。uo 圖3.1(a)負(fù)反饋放大電路圖uiufkf圖3.1(b)負(fù)反饋放大電路方框圖由圖可知:精品.o根據(jù)上述三個(gè)關(guān)系式可求得輸出與輸入的關(guān)系為: 當(dāng)放大器的放大倍數(shù)足夠大時(shí), fk1, 則上式分母中的1可忽略不計(jì),上式可近似

2、表示為: 這就是說(shuō),只要放大器的放大倍數(shù)足夠大,那么在引入負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)后,其閉環(huán)放大倍數(shù)k就只與反饋系數(shù)f有關(guān)。而反饋系數(shù)就是前面分析的分壓系數(shù),這樣就實(shí)現(xiàn)了比例控制規(guī)律。由于閉環(huán)放大倍數(shù)k與反饋系數(shù)f成倒數(shù)關(guān)系,即后者衰減,前者放大,或者是,后者為除的關(guān)系,則前者就是乘的關(guān)系。換句話說(shuō),兩者之間互成逆運(yùn)算關(guān)系。由此得到了啟發(fā),若要閉環(huán)放大器起積分運(yùn)算作用,它的反饋電路應(yīng)是微分運(yùn)算電路。反之,要得到微分運(yùn)算關(guān)系的放大電路,其反饋電路應(yīng)該用積分電路。(3) 試述ddz型控制器的功能。精品.答: ddz型控制器的作用是將變器送來(lái)的15vdc測(cè)量信號(hào)與15vdc給定信號(hào)進(jìn)行比較得到偏差信號(hào),然后再

3、將其偏差信號(hào)進(jìn)行pi d運(yùn)算,輸出420madc信號(hào),最后通過(guò)執(zhí)行器,實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程參數(shù)的自動(dòng)控制。一臺(tái)ddz型工業(yè)控制器除能實(shí)現(xiàn)pid運(yùn)算外,還具有如下功能,以適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制的需要。獲得偏差并顯示其大小顯示控制器的輸出提供內(nèi)給定信號(hào)并能進(jìn)行內(nèi)外給定選擇進(jìn)行正/反作用選擇進(jìn)行手動(dòng)操作,并具有良好的手動(dòng)/自動(dòng)雙向切換性能(4)基型控制器由哪幾部分組成?各部分的主要作用是什么?答:基型控制器由控制單元和指示單元兩大部分組成。控制單元包括輸入電路、比例微分(pd)電路與比例積分(pi)電路、軟手動(dòng)與硬手動(dòng)操作電路和輸出電路等,指示電路包括測(cè)量信號(hào)指示電路和給定信號(hào)指示電路。輸入電路的主要作用是將測(cè)

4、量信號(hào)與給定信號(hào)相減,獲得偏差信號(hào)。并將兩個(gè)以零伏為基準(zhǔn)的輸入電壓轉(zhuǎn)換成了以電平vb=10v為基準(zhǔn)的偏差電壓輸出,從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的電平移動(dòng),使運(yùn)算放大器的輸入端電壓進(jìn)入其共模電壓范圍內(nèi)。精品.比例微分運(yùn)算電路的作用是接受由輸入電路送來(lái)的以10v電平為基準(zhǔn)的輸出信號(hào)對(duì)它進(jìn)行比例微分運(yùn)算,再經(jīng)比例放大的后輸出,送給比例積分電路。比例積分運(yùn)算電路主要是給控制器的控制規(guī)律引入積分作用。手動(dòng)操作是由手動(dòng)操作電路實(shí)現(xiàn)的。輸出電路其作用是將比例積分電路送來(lái)的以10v為基準(zhǔn)的15vdc電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成以0v為基準(zhǔn)的420madc輸出電流送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。指示電路的作用是將以零伏為基準(zhǔn)的420madc轉(zhuǎn)換成以vb=1

5、0v為基準(zhǔn)的15madc的輸出電流信號(hào),用電流表加以指示(5)ddz型控制器的輸入電路為什么要采用差動(dòng)輸入方式?為什么要進(jìn)行電平移動(dòng)?答: 采用差動(dòng)輸入方式,使引線電阻rcn上的壓降vcm以共模電壓形式加入輸入電路,由于輸入電路對(duì)共模電壓信號(hào)有很強(qiáng)的抑制作用,使vcm不致引起誤差。輸出電壓v01與引線電阻上的附加壓降vcm1、vcm2無(wú)關(guān),因而消除了它們對(duì)輸出電壓v01的影響。在輸入電路中進(jìn)行電平移動(dòng),將偏差電平抬高到+10v的基準(zhǔn)上,這樣在同樣條件下,運(yùn)算放大器的輸入端電壓數(shù)值就在共模電壓范圍要求之內(nèi),輸入電路就能正常工作了。輸入電路將兩個(gè)以零伏為基準(zhǔn)的輸入電壓轉(zhuǎn)換成了以電平vb=10v為基

6、準(zhǔn)的偏差電壓輸出,從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的電平移動(dòng),使運(yùn)算放大器的輸入端電壓進(jìn)入其共模電壓范圍內(nèi)。精品.(6)ddz型控制器有哪幾種工作狀態(tài)?什么是軟手動(dòng)狀態(tài)和硬手動(dòng)狀態(tài)?答: ddz型控制器有自動(dòng)(a)、軟手動(dòng)(m)和硬手動(dòng)(h)三種工作狀態(tài),軟手動(dòng)操作又稱速度式手操,是指控制器的輸出電流隨手動(dòng)輸入電壓成積分關(guān)系而變化。硬手動(dòng)操作又稱比例式手操,是指控制器的輸出電流隨手動(dòng)輸入電壓成比例關(guān)系而變化。(7)什么是控制器的無(wú)擾動(dòng)切換?ddz型控制器如何實(shí)現(xiàn)“手動(dòng)/自動(dòng)”無(wú)擾動(dòng)切換?為什么從軟手動(dòng)方式向硬手動(dòng)方式切換需要事先平衡?答:所謂無(wú)擾動(dòng)切換是指在切換時(shí)控制器的輸出不發(fā)生變化,對(duì)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)擾動(dòng)。型控制

7、器由自動(dòng)或硬手動(dòng)向軟手動(dòng)的切換(ahm)以及由軟手動(dòng)或硬手動(dòng)向自動(dòng)的切換(mha)均為無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)的切換方式。所謂無(wú)平衡切換,是指在自動(dòng)、手動(dòng)切換時(shí),不需要事先調(diào)平衡,可以隨時(shí)切換至所需要位置。當(dāng)從任何一種操作狀態(tài)切換到軟手動(dòng)操作時(shí),運(yùn)算放大器ic的反向端為浮空狀態(tài),03都能保持切換前的值,所以,凡是向軟手動(dòng)(m方式)方向的切換,均為無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)的切換??刂破魈幱谲浭謩?dòng)(m方式),或硬手動(dòng)(h方式)時(shí),電容ci兩端電壓值等于v02,而且ci的一端與v相連,在從手動(dòng)向自動(dòng)切換的前后是等電位的,在切換瞬間,ci沒(méi)有放電現(xiàn)象,v精品.03不會(huì)突變,控制器的輸出信號(hào)也不會(huì)突變。所以,凡是向自動(dòng)(a方式

8、)的切換也均為無(wú)平衡無(wú)擾動(dòng)的切換。凡是向硬手動(dòng)方向的切換,從自動(dòng)到硬手動(dòng)或從軟手動(dòng)到硬手動(dòng)(a、mh),均為有平衡的無(wú)擾動(dòng)切換。即要做到無(wú)擾動(dòng)切換,必須事先平衡。因?yàn)橛彩謩?dòng)操作撥盤的刻度(即vh值),不一定與控制器的輸出電流相對(duì)應(yīng),因此在由其它方式向硬手操方式切換前,應(yīng)撥動(dòng)硬手動(dòng)撥盤(即調(diào)wh電位器),使它的刻度與控制器的輸出電流相對(duì)應(yīng),才能保證切換時(shí)不發(fā)生擾動(dòng)。第2章 變送器思考與練習(xí)題(1)變送器主要包括哪些儀表?各有何用途?答:變送器主要包括壓力變送器、差壓變送器、流量變送器、液位變送器、溫度變送器等;各自將被測(cè)工藝參數(shù),如壓力、差壓、流量、液位、溫度等物理量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),并

9、傳送到指示記錄儀、運(yùn)算器和控制器,供顯示、記錄、運(yùn)算、控制、報(bào)警等。(2)變送器是基于什么原理構(gòu)成的?如何使輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間呈線性關(guān)系?精品.答:變送器都是基于負(fù)反饋的原理來(lái)工作的;保證放大器的放大系數(shù)和反饋系數(shù)為常數(shù)可使輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間呈線性關(guān)系。(3)何謂零點(diǎn)遷移?為什么要進(jìn)行零點(diǎn)遷移?零點(diǎn)遷移有幾種?答:使變送器輸出信號(hào)的下限值ymin與測(cè)量范圍的下限值xmin相對(duì)應(yīng),即在xmin0時(shí),使y=ymin的調(diào)整,為零點(diǎn)遷移;零點(diǎn)遷移是為了保證變送器的在不同的輸入范圍時(shí)其輸出仍是標(biāo)準(zhǔn)信號(hào);零點(diǎn)遷移有正遷移和負(fù)遷移。(4)何謂量程調(diào)整和零點(diǎn)調(diào)整?答:量程調(diào)整是使變送器輸出信號(hào)的上限值

10、ymax與測(cè)量范圍的上限值xmax相對(duì)應(yīng)。零點(diǎn)調(diào)整是使變送器輸出信號(hào)的下限值ymin與測(cè)量范圍的下限值xmin相對(duì)應(yīng),即在xmin=0時(shí),使y=ymin。(5)電容式、擴(kuò)散硅式、電感式、振弦式差壓變送器與矢量機(jī)構(gòu)式差壓變送器相比有什么優(yōu)點(diǎn)?答:與矢量機(jī)構(gòu)式差壓變送器相比,電容式差壓變送器是微位移式變送器,無(wú)杠桿系統(tǒng),體積小,它以差動(dòng)電容膜盒作為檢測(cè)元件,并且采用全密封熔焊技術(shù),因此整機(jī)的精度高、穩(wěn)定性好、可靠性高、抗振性強(qiáng),其基本誤差一般為0.2或土0.25。擴(kuò)散硅式差壓變送器也是微位移式兩線制差壓變送器。它的檢測(cè)元件采用硅杯壓阻傳感器,由于單晶硅材質(zhì)純、功耗小、滯后和蠕變極小、機(jī)械穩(wěn)定性好、

11、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和精度高。精品.采用微位移式電平衡工作原理,沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)、轉(zhuǎn)換部分;外形美觀、結(jié)構(gòu)小巧,重量輕;調(diào)整方便,零點(diǎn)、滿量程、阻尼均在儀表外部調(diào)整,且零點(diǎn)和滿量程調(diào)整時(shí)互不影響;具有獨(dú)特的電感檢測(cè)元件,敏感檢測(cè)元件所在的測(cè)量頭部分采用全焊接密封結(jié)構(gòu);計(jì)算機(jī)進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償,不需要調(diào)整靜壓誤差。振弦式差壓變送器通過(guò)振弦去改變諧振電路的諧振頻率,將差壓的變化轉(zhuǎn)換成振弦張力的變化,輸出可以是頻率或電流。(6)電容式差壓變送器如何實(shí)現(xiàn)差壓-位移轉(zhuǎn)換?差壓-位移轉(zhuǎn)換如何滿足高精度的要求?答:在電容式變送器中,電容膜盒中的測(cè)量膜片是平膜片,平膜片形狀筒單,加工方便,但壓力和位移是非線性

12、的,只有在膜片的位移小于膜片的厚度的情況下是線性的,膜片在制作時(shí),無(wú)論測(cè)量高差壓、低差壓或微差壓都采用周圍夾緊并固定在環(huán)形基體中的金屬平膜片做感壓膜片,以得到相應(yīng)的差壓-位移轉(zhuǎn)換。由于膜片的工作位移小于0.1mm,當(dāng)測(cè)量較低差壓時(shí),則采用具有初始預(yù)緊應(yīng)力的平膜片;在自由狀態(tài)下被繃緊的平膜片;具有初始張力。這不僅提高線性,還減少了滯后。對(duì)厚度很薄,初始張力很大的膜片,其中心位移與差壓之間也有良好的線性關(guān)系,滿足高精度的要求。(7)電容式差壓變送器如何保證位移-電容轉(zhuǎn)換關(guān)系是線性的?精品.答:中心感壓膜片位移s與差動(dòng)電容的電容量變化示意圖如圖2.1所示。設(shè)中心感壓膜片與兩邊弧形電極之間的距離分別為

13、s1、s2。圖2.1 差動(dòng)電容變化示意圖當(dāng)被測(cè)差壓pi0時(shí),中心感壓膜片與兩邊弧形電極之間的距離相等,設(shè)其間距為s0,則sls2=s0;在有差壓輸入,即被測(cè)差壓pi0時(shí),中心感壓膜片在pi作用下將產(chǎn)生位移s, 則有sls0+s和s2s0s。若不考慮邊緣電場(chǎng)影響,中心感壓膜片與兩邊弧形電極構(gòu)成的電容ci1和ci2,可近似地看成是平行板電容器,其電容量可分別表示為 精品.可見,兩電容量的差值與中心感壓膜片的位移s成非線性關(guān)系。顯然不能滿足高精度的要求。但若取兩電容量之差與兩電容量和的比值,則有 差動(dòng)電容的相對(duì)變化值與s成線性關(guān)系,要使輸出與被測(cè)差壓成線性關(guān)系,就需要對(duì)該值進(jìn)行處理。(8)對(duì)于不同測(cè)

14、量范圍的1151電容式差壓變送器,為什么整機(jī)尺寸無(wú)太大差別?答:由于膜片的工作位移小于0.1mm,當(dāng)測(cè)量較低差壓時(shí),則采用具有初始預(yù)緊應(yīng)力的平膜片;在自由狀態(tài)下被繃緊的平膜片;具有初始張力。這不僅提高線性,還減少了滯后。對(duì)厚度很薄,初始張力很大的膜片,其中心位移與差壓之間也有良好的線性關(guān)系。當(dāng)測(cè)量較高差壓時(shí),膜片較厚,很容易滿足膜片的位移小于膜片的厚度的條件,所以這時(shí)位移與差壓成線性關(guān)系??梢姡?151變送器中,通過(guò)改變膜片厚度可得到變送器不同的測(cè)量范圍,即測(cè)量較高差壓時(shí),用厚膜片;而測(cè)量較低差壓時(shí),用張緊的薄膜片;兩種情況均有良好的線性,且測(cè)量范圍改變后,其整機(jī)尺寸無(wú)多大變化。(9)簡(jiǎn)述擴(kuò)

15、散硅式、電感式、振弦式差壓變送器力-電轉(zhuǎn)換的基本原理。精品.答 對(duì)于擴(kuò)散硅式,當(dāng)被測(cè)差壓p 作用于測(cè)量室內(nèi)隔離膜片時(shí),膜片通過(guò)硅油將壓力傳遞給硅杯壓阻傳感器,于是電橋就有電壓信號(hào)輸出到放大器。當(dāng)硅杯受壓時(shí),壓阻效應(yīng)作用使其擴(kuò)散電阻(即應(yīng)變電阻)阻值發(fā)生變化,使檢測(cè)橋路失去平衡,產(chǎn)生不平衡電壓輸出。對(duì)于電感式,被檢測(cè)的工業(yè)過(guò)程流體(液體、氣體或蒸汽)的壓力或差壓通過(guò)膜盒的隔離膜片和灌充液體(硅油)傳遞到中心敏感膜片上,從而使中心敏感膜片變形,即產(chǎn)生位移,其位移的大小與過(guò)程壓力(或差壓)成正比,中心敏感膜片的中央部位裝有鐵淦氧磁片,它與兩側(cè)固定的電磁回路組成一差動(dòng)變壓器。差動(dòng)變壓器電感量的變化與中

16、心敏感膜片的位移量成正比。從而實(shí)現(xiàn)了將壓力(或差壓)變化轉(zhuǎn)換成電參數(shù)(電感量)變化的目的。對(duì)于振弦式,振弦式差壓變送器的基本原理,就是將壓力或差壓的變化轉(zhuǎn)換成振弦張力的變化,從而使振弦的固有諧振頻率變化,并通過(guò)振弦去改變諧振電路的諧振頻率。檢測(cè)出這個(gè)電信號(hào)的頻率就檢測(cè)到了差壓的大小。實(shí)際使用中可以將這個(gè)頻率直接輸出,也可以變換成電流輸出。(10)溫度變送器接受直流毫伏信號(hào)、熱電偶信號(hào)和熱電阻信號(hào)時(shí)應(yīng)該有哪些不同?答:直流毫伏溫度變送器用于把直流毫伏信號(hào)轉(zhuǎn)換為420ma直流電流信號(hào),由檢測(cè)元件送來(lái)的直流毫伏信號(hào)和調(diào)零與零點(diǎn)遷移電路產(chǎn)生的調(diào)零信號(hào)的代數(shù)和同由反饋電路產(chǎn)生的反饋信號(hào)進(jìn)行比較,其差值送

17、入電壓放大器進(jìn)行放大,再經(jīng)功率放大器各隔離輸出電路轉(zhuǎn)換得到整機(jī)的420ma直流電流輸出信號(hào)。精品.熱電偶溫度變送器與各種熱電偶配合使用,可以把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為420ma、15v的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。它在直流毫伏溫度變送器的電路基礎(chǔ)上做了如下改動(dòng):在輸入回路增加了由rcu電阻組成的熱電偶冷端補(bǔ)償電路;同時(shí)在電路安排上把調(diào)零電位器wi移到了反饋回路的支路上;在反饋回路中增加了運(yùn)算放大器構(gòu)成的線性化電路。熱電阻溫度變送器與各種熱電阻配合使用,可以把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為420ma、15v的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。它在直流毫伏溫度變送器的電路基礎(chǔ)上做了如下改動(dòng),輸入回路增加了線性化電路,熱電阻導(dǎo)線電阻補(bǔ)償電路,同時(shí)零點(diǎn)調(diào)整電路有所改變

18、。(11)采用熱電偶測(cè)量溫度時(shí),為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?一般有哪些冷端溫度補(bǔ)償方法?答:熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)et,與熱電偶的冷端溫度有關(guān)。當(dāng)冷端溫度不固定時(shí),et也隨之變化,從而帶來(lái)測(cè)量誤差。因此,需對(duì)熱電偶的冷端溫度進(jìn)行補(bǔ)償,以減小熱電偶冷端溫度變化所引起的測(cè)量誤差。冷端溫度補(bǔ)償方法,在輸入回路增加了由rcu電阻組成的熱電偶冷端補(bǔ)償電路精品.(12)采用熱電阻測(cè)量溫度時(shí),為什么要進(jìn)行引線電阻補(bǔ)償?一般有哪些引線電阻補(bǔ)償方法?答:采用熱電阻測(cè)量溫度時(shí),若不考慮引線電阻補(bǔ)償,引線電阻的壓降會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差,考慮引線電阻補(bǔ)償,熱電阻與橋路之間采用三線制的連接方式。第3章 執(zhí)行器(1)執(zhí)行器在過(guò)程控制

19、中起什么作用?常用的電動(dòng)執(zhí)行器與氣動(dòng)執(zhí)行器有何特點(diǎn)?答: 執(zhí)行器是過(guò)程控制系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分,它的作用是接受來(lái)自控制器輸出的控制信號(hào),并轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移來(lái)改變調(diào)節(jié)閥的流通面積,以改變被控參數(shù)的流量,控制流入或流出被控過(guò)程的物料或能量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程參數(shù)的自動(dòng)控制,使生產(chǎn)過(guò)程滿足預(yù)定的要求。電動(dòng)執(zhí)行器能源取用方便,動(dòng)作靈敏,信號(hào)傳輸速度快,適合于遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳送,便于和電子計(jì)算機(jī)配合使用。但電動(dòng)執(zhí)行器一般來(lái)說(shuō)不適用于防火防爆的場(chǎng)合,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格貴。氣動(dòng)執(zhí)行器是以壓縮空氣作為動(dòng)力能源的執(zhí)行器,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定、輸出力大、成本較低、安裝維修方便和防火防爆等優(yōu)點(diǎn),在過(guò)

20、程控制中獲得最廣泛的應(yīng)用。但氣動(dòng)執(zhí)行器有滯后大、不適于遠(yuǎn)傳的缺點(diǎn),為了克服此缺點(diǎn),可采用電精品./氣轉(zhuǎn)換器或閥門定位器,使傳送信號(hào)為電信號(hào),現(xiàn)場(chǎng)操作為氣動(dòng),這是電/氣結(jié)合的一種形式,也是今后發(fā)展的方向。(2)執(zhí)行器由哪幾部分組成?各部分的作用是什么?答: 執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(又稱為調(diào)節(jié)閥)兩個(gè)部分組成執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置,它根據(jù)控制信號(hào)的大小,產(chǎn)生相應(yīng)的推力,推動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動(dòng)作。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分,在執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力的作用下,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一定的位移或轉(zhuǎn)角,直接調(diào)節(jié)流體的流量。(3)簡(jiǎn)述電動(dòng)執(zhí)行器的構(gòu)成原理,伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和位置與輸入信號(hào)有什么關(guān)系?答: 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)由伺服放大器

21、和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成。伺服放大器是由前置磁放大器、觸發(fā)器,可控硅主回路及電源等部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)又包括兩相伺服電動(dòng)機(jī)、減速器和位置發(fā)送器。伺服放大器綜合輸入信號(hào)和反饋信號(hào),并將該結(jié)果信號(hào)加以放大,使之有足夠大的功率來(lái)控制伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)綜合后結(jié)果信號(hào)的極性,放大器應(yīng)輸出相應(yīng)極性的信號(hào),以控制電動(dòng)機(jī)的正、反運(yùn)轉(zhuǎn)前置級(jí)磁放大器是一個(gè)增益很高的放大器,來(lái)自控制器的輸入信號(hào)和位置反饋信號(hào)在磁放大器中進(jìn)行比較,當(dāng)兩者不相等時(shí),放大器把偏差信號(hào)進(jìn)行放大,根據(jù)輸入信號(hào)與反饋相減后偏差的正負(fù),放大器輸出電壓,控制兩個(gè)晶體管觸發(fā)電路中一個(gè)工作,一個(gè)截止。使主回路的可控硅導(dǎo)通,兩相伺服電動(dòng)機(jī)接通電源而旋轉(zhuǎn),

22、從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)控制??煽毓柙陔娐分衅馃o(wú)觸點(diǎn)開關(guān)作用。伺服放大器有兩組開關(guān)電路,即觸發(fā)器與主回路有兩套,各自分別接受正偏差或負(fù)偏差的輸入信號(hào),以控制伺服電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。與此同時(shí),位置反饋信號(hào)隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的變化而變化,當(dāng)位置反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相等時(shí),前置放大器沒(méi)有輸出,伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)。精品.伺服電動(dòng)機(jī)是執(zhí)行器的動(dòng)力裝置,它將電功率變?yōu)闄C(jī)械功率以對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作功。但由于伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速高,滿足不了較低的調(diào)節(jié)速度的要求,輸出力矩小帶動(dòng)不了調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),故必須經(jīng)過(guò)減速器將高轉(zhuǎn)速,小力矩轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速大力矩的輸出。位置發(fā)送器的作用是輸出一個(gè)與執(zhí)行器輸出軸位移成比例的電信號(hào),一方面借電流來(lái)指示閥位,另一方面

23、作為位置反饋信號(hào)至輸入端,使執(zhí)行器構(gòu)成一個(gè)位置反饋系統(tǒng)。來(lái)自控制器的電信號(hào)id作為伺服放大器的輸入信號(hào),與位置反饋信號(hào)if進(jìn)行比較,其差值(正或負(fù))經(jīng)放大后去控制兩相伺服電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),再經(jīng)減速器減速后,使輸出產(chǎn)生位移,即改變調(diào)節(jié)閥的開度(或擋板的角位移。)與此同時(shí),輸出軸的位移又經(jīng)位置發(fā)送器轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)if,作為反饋信號(hào),被返回到伺服放大器的輸入端。當(dāng)反饋信號(hào)if與輸入信號(hào)id相等時(shí),電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)調(diào)節(jié)閥的開度就穩(wěn)定在與控制器輸出信號(hào)id成比例的位置上。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向和位置與輸入信號(hào)的關(guān)系:如輸入電信號(hào)增加,則輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的差值為正極性,伺服放大器控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn);相反,輸入電

24、流信號(hào)減小,則差值信號(hào)為負(fù),伺服放大器控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),即電動(dòng)機(jī)可根據(jù)輸入信號(hào)與反饋信號(hào)差值的極性產(chǎn)生正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),以帶動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行開大或關(guān)小閥門。精品.(4)伺服放大器是如何控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)?答: 伺服放大器綜合輸入信號(hào)和反饋信號(hào),并將該結(jié)果信號(hào)加以放大,使之有足夠大的功率來(lái)控制伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)綜合后結(jié)果信號(hào)的極性,放大器應(yīng)輸出相應(yīng)極性的信號(hào),以控制電動(dòng)機(jī)的正、反運(yùn)轉(zhuǎn)。伺服放大器是由前置磁放大器、觸發(fā)器,可控硅主回路及電源等部分組成。前置級(jí)磁放大器是一個(gè)增益很高的放大器,來(lái)自控制器的輸入信號(hào)和位置反饋信號(hào)在磁放大器中進(jìn)行比較,當(dāng)兩者不相等時(shí),放大器把偏差信號(hào)進(jìn)行放大,根據(jù)輸入信號(hào)與反饋相

25、減后偏差的正負(fù),放大器輸出電壓,控制兩個(gè)晶體管觸發(fā)電路中一個(gè)工作,一個(gè)截止。使主回路的可控硅導(dǎo)通,兩相伺服電動(dòng)機(jī)接通電源而旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)控制??煽毓柙陔娐分衅馃o(wú)觸點(diǎn)開關(guān)作用。伺服放大器有兩組開關(guān)電路,即觸發(fā)器與主回路有兩套,各自分別接受正偏差或負(fù)偏差的輸入信號(hào),以控制伺服電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。與此同時(shí),位置反饋信號(hào)隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的變化而變化,當(dāng)位置反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相等時(shí),前置放大器沒(méi)有輸出,伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)。(5)確定調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)作用方式有哪些原則?試舉例說(shuō)明。精品.答: 執(zhí)行器分氣開式和氣關(guān)式兩種。它的選擇主要根據(jù)調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)為零(或氣源中斷)時(shí)使生產(chǎn)處于安全狀態(tài)的原則確定

26、。如果發(fā)生斷電或其他事故引起供氣系統(tǒng)發(fā)生故障信號(hào)壓力中斷時(shí),調(diào)節(jié)閥的開閉狀態(tài)應(yīng)避免損壞設(shè)備和傷害操作人員。調(diào)節(jié)閥處于全開位置造成的危害較小,則選用氣關(guān)式,反之選用氣開式。例如:一般蒸汽加熱器選氣開式,一旦氣源中斷,閥門處于全關(guān)狀態(tài),停止加熱,使設(shè)備不致因溫度過(guò)高而發(fā)生事故或危險(xiǎn)。鍋爐進(jìn)水的調(diào)節(jié)閥則選用氣關(guān)式,當(dāng)氣源中斷時(shí),仍有水進(jìn)入鍋爐,不致產(chǎn)生燒干或爆炸事故。 (6)直通單、雙座調(diào)節(jié)閥有何特點(diǎn),適用于哪些場(chǎng)合?答: 直通單座閥閥體內(nèi)只有一個(gè)閥芯和閥座,這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使它容易保證密閉,因而泄漏量很小(甚至可以完全切斷)。同時(shí),由于只有一個(gè)閥芯,流體對(duì)閥芯的推力不能像雙座閥那樣相互平衡,因而不平衡

27、力很大,尤其在高壓差、大口徑時(shí),不平衡力更大。因此,直通單座閥適用于泄漏要求嚴(yán)、閥前后壓差較小、小管徑的場(chǎng)合。直通雙座閥閥體內(nèi)有兩個(gè)閥芯和閥座,雙座閥的閥芯采用雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu),只要把閥芯反裝,就可以改變它的作用形式。因?yàn)榱黧w作用在上、下兩閥芯上的不平衡力可以相互抵消,因此雙座閥的不平衡力小,允許使用壓差較大,流通能力比同口徑的單座閥大。但雙座閥上、下閥不易同時(shí)關(guān)閉,故泄漏量較大,尤其使用于高溫或低溫時(shí),材料的熱膨脹差更容易引起較嚴(yán)重的泄漏。所以雙座閥適用于兩端壓差較大的、泄漏量要求不高的場(chǎng)合,不適用于高粘度介質(zhì)和含纖維介質(zhì)的場(chǎng)合。精品.(7)什么是調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比?串聯(lián)或并聯(lián)管道時(shí)會(huì)使實(shí)際可調(diào)比如何

28、變化?答: 調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比就是調(diào)節(jié)閥所能控制的最大流量與最小流量之比。可調(diào)比也稱為可調(diào)范圍,用r表示。調(diào)節(jié)閥串聯(lián)管道工作情況由于流量的增加,管道的阻力損失也增加。若系統(tǒng)的總壓差p不變,則分配到調(diào)節(jié)閥上的壓差相應(yīng)減小,這就使調(diào)節(jié)閥所能通過(guò)的最大流量減小,所以串聯(lián)管道時(shí)調(diào)節(jié)閥實(shí)際可調(diào)比就會(huì)降低,并聯(lián)管道實(shí)際可調(diào)比與調(diào)節(jié)閥本身的可調(diào)比無(wú)關(guān)。調(diào)節(jié)閥的最小流量一般比旁路流量小得多,所以可調(diào)比實(shí)際上只是總管最大流量與旁路流量之比值。(8)什么是調(diào)節(jié)閥的流通能力?確定流通能力的目的是什么?答: 流通能力為:當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(shí),閥前后壓差p為0.1mpa、流體重度為1g/cm3時(shí),每小時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)閥流體的流量數(shù),以m3/h或kg/h計(jì)。調(diào)節(jié)閥口徑的大小決定于流通能力c。所以確定流通能力的目的是合理的選擇調(diào)節(jié)閥的口徑,精品.(9)什么是調(diào)節(jié)閥的流量特性?什么是調(diào)節(jié)閥的理想流量特性和工作流量特性?為什么說(shuō)流量特性的選擇是非常

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