化工儀表級(jí)自動(dòng)化課后答案集第五版

1、P161. 化工自動(dòng)化是化工、煉油、食品、輕工等化工類型生產(chǎn)過程自動(dòng)化的簡稱。在化 工設(shè)備上，配備上一些自動(dòng)化裝置，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同 程度上自動(dòng)地進(jìn)行，這種用自動(dòng)化裝置來管理化工生產(chǎn)過程的辦法，稱為化工自動(dòng)化。? 實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動(dòng)化的意義：（ 1）加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。（ 2）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。（3）能夠保證生產(chǎn)安全，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大，達(dá)到延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備 利用能力的目的。（ 4）能改變勞動(dòng)方式，提高工人文化技術(shù)水平，為逐步地消滅體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng) 之間的差別創(chuàng)造條件。2、化工自動(dòng)化主要包括哪些內(nèi)容？一般要包括 自動(dòng)檢

2、測 、自動(dòng)保護(hù) 、自動(dòng)操縱 和 自動(dòng)控制 等方面的內(nèi)容。4、自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由測 量元件與變送器 、自動(dòng)控制器 、執(zhí)行器 和被控對象 等四個(gè)環(huán) 節(jié)組成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(hào)為 3，儀表序號(hào)為 07；TRC-303 表示集中儀表盤安裝的，具有指示 記錄功能的溫度控制儀表 ；工段號(hào)為 3，儀表序號(hào)為 03；FRC-305 表示集中儀表盤安裝的，具有指示 記錄功能的流量控制儀表 ；工段號(hào)為 3，儀表序號(hào)為 05。7. 方塊

3、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(gè)環(huán)節(jié)在 圖中都用一個(gè)方塊表示，故稱之為方塊圖。8. 測量元件與變送器：用來感受被控變量的變化并將它轉(zhuǎn)換成一種特定的信號(hào)（如 氣壓信號(hào)、電壓、電流信號(hào)等） ；控制器：將測量元件與變送器送來的測量信號(hào)與工 藝上需要保持的給定值信號(hào)進(jìn)行比較得出偏差，根據(jù)偏差的大小及變化趨勢，按預(yù)先設(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(hào)送住執(zhí)行器。執(zhí)行器：能自動(dòng)地根 據(jù)控制器送來的信號(hào)值相應(yīng)地改變流入（或流出）被控對象的物料量或能量，從而克服擾動(dòng)影響， 實(shí)現(xiàn)控制要求。Ex9. 被控對象：在自動(dòng)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

4、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。操縱變量： 受控制閥操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持給定值的物料量或能量。11、圖所示為一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。 A、B 兩種物料進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，通過改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)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、操縱變量及可能影響被控變 量的干擾是什么？反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對象：反應(yīng)器；被控變量：反應(yīng)器內(nèi)的溫度；操縱變量：冷卻水流量?？赡苡绊懕豢刈兞康母蓴_因素主要有 A、B 兩種物料的溫度、進(jìn)

5、料量，冷卻水的壓力、溫度，環(huán)境溫度的高低等。15. 定值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。16. 在自動(dòng)化領(lǐng)域中，把被控變量不隨時(shí)間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的靜態(tài)，把被控變量隨時(shí)間而變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)。干擾是客觀存在的，是不可避免的。一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，時(shí)時(shí)刻刻都受到干擾作用，破壞正常的工藝生產(chǎn)狀態(tài)。這就需要通過自動(dòng)化裝置不斷施加控制 作用去對抗或抵消干擾作用的影響，使被控變量保持在工藝所要求的技術(shù)指標(biāo)上。 一個(gè)正常工作的自動(dòng)控制系統(tǒng)， 總受到頻繁的干擾作用， 總處在頻繁的動(dòng)態(tài)過程中 了解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)更為重要。17. 階躍作用：在某一瞬間 t0 ，干擾突然地階躍式地加到系統(tǒng)

6、上，并保持在這個(gè)幅 度。采用階躍干擾的原因：階躍干擾比較突然，比較危險(xiǎn)，對被控變量的影響也最大。 如果一個(gè)控制系統(tǒng)能夠有效克服階躍干擾，對其他比較緩和的干擾也一定很好地克 服。階躍干擾形式簡單，容易實(shí)現(xiàn)，便于分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算。19. 等幅振蕩過程和發(fā)散振蕩過程是不穩(wěn)定過程，生產(chǎn)上不能采用；非周期衰減過 程雖是穩(wěn)定過程，但該過程中被控變量達(dá)到新的穩(wěn)定值的進(jìn)程過于緩慢，致使被控 變量長時(shí)間偏離給定值，所以一般也不采用；衰減振蕩過程能夠較快地使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且最終的穩(wěn)態(tài)值必然在兩峰值之間，決不會(huì)出現(xiàn)太高或太低的現(xiàn)象，更不會(huì)遠(yuǎn)離給 定值以致造成事故。所以 .21、某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為（

7、900?10）C?？紤]安全因素，控制過程中溫 度偏離給定值最大不得超過 80C?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作 用下的過渡過程曲線如題 1-19 圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)： 最大偏差、 超調(diào)量、衰減比、余差、振蕩周期和過渡時(shí)間（被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的?1%（即 900? （?1%二?9C ）的時(shí)間），并回答該控制系統(tǒng)能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 最大偏差 A=950?900=50 (C)；超調(diào)量 B=950?908=42 (C)；由于 B?=918?908=10 (C),所以，衰減比 n二B B?=42:10=4.2 ;余差

8、C=908?900=8C；振蕩周期 T=45?9=36(min) ；過渡時(shí)間 t s=47min。因?yàn)锳=50C 80C, C=8C = 60x0.5(1-? 有滯后時(shí)一階對象輸出表達(dá)式為：Z 專解出T 3J3(inin).微分方程式為 3,35 ft+ Z)+ r(/+ 2) - 60/);m14.函數(shù)表達(dá)式為 兀(介=301.0%，所以該壓力表不符合1.0級(jí)精度。Ex7.壓力指垂直均勻地作用于單位面積上的力。?關(guān)系：p表壓二p絕對壓力p大氣壓力p真空度二p大氣壓力-p絕對壓力8. 通常，由于各種工藝設(shè)備和檢測儀表本身就處于大氣壓力之下，因此工程上常采用表壓和真空度來表示壓力的大小，一般儀表

9、所指的壓力也是表壓或真空度9. 測壓儀表按其轉(zhuǎn)換原理不同，主要分為四大類：液柱式壓力計(jì)：它是將被測壓力 轉(zhuǎn)換成液柱高度來進(jìn)行測量的；彈性式壓力計(jì)：它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件的 位移來進(jìn)行測量的；電氣式壓力計(jì)：它是通過機(jī)械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電 量來進(jìn)行測量的；活塞式壓力計(jì)：它是根據(jù)液壓原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所 加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測量的。10. 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)lOOOMPa勺壓力；? 膜片：可分為平薄膜、波紋膜、膜盒等，它的測壓范圍較彈簧管式的為低，通常 可與其他轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)結(jié)合起來，組成相應(yīng)勺變送器；

10、? 波紋管：這種彈性元件易變形，常用于微壓與低壓勺測量。11. 測壓原理：將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈簧管自由端勺位移來進(jìn)行測量勺。? 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)勺壓力值。13. 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，因而改變了霍爾片在磁場中勺位置，使所產(chǎn)生勺霍爾電勢與被測壓力成比例，利用這一電勢就可實(shí)現(xiàn)壓力的測量14. 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

11、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。15. 工作原理： 將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。將測壓膜片作為電容器的可動(dòng)極板，它與固定極板組成可變電容器。當(dāng)被測壓力變化時(shí)，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、靈敏度高、過載能力大、測量精度可達(dá) 0.2 級(jí)、可以測量 壓力和差壓。20、某壓力表的測量范圍為 01MPa精度等級(jí)為1.0級(jí)，試問此壓力表允許的最 大絕對誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來校驗(yàn)該壓力表，在校驗(yàn)點(diǎn)為0.5MPa時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)上讀數(shù)為0.508MPa,試問被校壓力表在這一點(diǎn)是否符

12、合1級(jí)精度，為什么？解：壓力表允許的最大絕對誤差為?max=1.0MPa?1.0%=0.01MPa在校驗(yàn)點(diǎn)0.5MPa處，絕對誤差為?=0.5?0.508=?0.008(MPa)該校驗(yàn)點(diǎn)的測量誤差為 故該校驗(yàn)點(diǎn)不符合 1.0 級(jí)精度。21、為什么測量儀表的測量范圍要根據(jù)測量大小來選??？選一臺(tái)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須留有足夠的余地，但還必須考慮實(shí) 際使用時(shí)的測量誤差，儀表的量程又不宜選得過大。（2）由于儀表的基本誤差?m由其精度等級(jí)和量程決定，在整個(gè)儀表測量

13、范圍內(nèi) 其大小是一定的， 選一臺(tái)量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值這樣會(huì)加大測量誤差。22、如果某反應(yīng)器最大壓力為 0.8MPa,允許最大絕對誤差為 O.OIMPa?，F(xiàn)用一臺(tái)測 量范圍為01.6MPa,精度為1.0級(jí)的壓力表來進(jìn)行測量，問能否符合工藝上的誤差 要求？若采用一臺(tái)測量范圍為0I.OMPa,精度為1.0級(jí)的壓力表，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。解 用01.6MPa精度為1.0級(jí)的壓力表來進(jìn)行測量的基本誤差?ima=1.6MPa?1.0%=0.016MPa0.01MPa允許值）該表不符合工藝上的誤差要求。用01.0MPa精度為1.0級(jí)的壓力表來進(jìn)行測量的基本誤差?2maK.0MPa?

14、1.0%=0.01MPa0.01MPa 允許值）該表符合工藝上的誤差要求。23、某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為1.11.6MPa，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(tái)合適的壓力計(jì) （ 類型、測量范圍、精度等級(jí) ） ，并說明其理由。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=1.1MPa,工作壓力上限pmaFl.6MPa。設(shè)所選壓力表量程為 p,則根據(jù)最大、最小工作壓力與選用壓力表量程關(guān)系，有根據(jù)壓力表量程系列（附表 1），可選Y X-150型、測量范圍為02.5MPa的電接點(diǎn)壓 力表。根據(jù)測量誤差要求，測量的最大誤差為?max?1

15、.1?5%=0.055（MPa）則所選壓力表的最大引用誤差應(yīng)滿足要求，故可選精度等級(jí)為 1.5 級(jí)的壓力表。24、某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為14MPa要求誤差不超過 0.4MPa，試選用一臺(tái)就地指示的壓力表 （給出型號(hào)、測量范圍、精度等級(jí) ）。解 合成塔控制壓力14MPa為高壓，設(shè)所選壓力表的量程為p,則根據(jù)壓力表量程系列（附表1），可選YX-150型、測量范圍為025MPa的電接點(diǎn)壓力表。根據(jù)測量誤差要求，所選壓力表的最大允許誤差應(yīng)滿足要求，故可選精度等級(jí)為 1.5 級(jí)的壓力表29. 流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)， 在節(jié)流裝置前后的管壁處， 流體的靜壓力產(chǎn) 生差異的現(xiàn)象稱為 。? 流體

16、經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，由于流速發(fā)生變化，使流體的動(dòng)能發(fā)生變化。根據(jù)能量守恒 定律，動(dòng)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(shí)必然會(huì)產(chǎn)生 靜壓差。30. 流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)所產(chǎn)生的壓差與流量之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，通過測量壓差的大小，即可得知流量的大小。? 由于流量基本方程式是在一定的條件下推導(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(shí)都會(huì)影響流量的測量。33. 因?yàn)檗D(zhuǎn)子流量計(jì)在流量變化時(shí)， 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(shí)，節(jié)流裝置兩端的壓差也是隨之改變的。37、用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測氣壓為

17、0.65MPa溫度為40C的CQ氣體的流量時(shí)，若已知流 量計(jì)讀數(shù)為50L/s，求CQ的真實(shí)流量（已知 CQ在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的密度為 1.977kg / m3）。解 由題知： p0=0.101325MPa， p1=0.65+0.101325=0.751325(MPa) ；T0=293K，T1=273+40=313(K)；?0=1.293kg/Nm3；?1=1.977kg/Nm3，Q0=50L/s 。則338、用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，測量范圍為 010L/min，轉(zhuǎn)子用密度為7920kg/m的 不銹鋼制成，若用來測量密度為0.831kg / L苯的流量，問測量范圍為多少？若這時(shí) 轉(zhuǎn)子材料改為由密度為 2

18、750kg/ m的鋁制成，問這時(shí)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？t=7920kg/m，?f=0.831kg /L=831kg/m，?w=1000/m，Q=10 L/min測苯的流量的修正系數(shù)為Qr=Q0/KQ=10/0.9?11.1(L/min)所以，苯的流量測量范圍為 011.1L/min 。當(dāng)轉(zhuǎn)子材料改為鋁時(shí)，?r=2750kg/ m，此時(shí)測水的流量的修正系數(shù)為Qr0=Q0/KrQ=10/2=5(L/min)所以，此時(shí)測水的流量的測量范圍為 05L/min測苯的流量的修正系數(shù)為Qrf=Qr0/KfQ=5/0.87=5.75 (L/min )所以，此時(shí)測苯的流量

19、的測量范圍為 05.75L/min 。39. 橢圓齒輪流量計(jì)屬于容積式流量計(jì)， 它有兩個(gè)相互嚙合的橢圓齒輪， 當(dāng)流體流過 時(shí)，帶動(dòng)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，便可知被測流體的流量。41. 電磁流量計(jì)的原理： 是基于電磁感應(yīng)定律工作的。 它是將流體的流速轉(zhuǎn)換為感應(yīng) 電勢的大小來進(jìn)行測量的。42. 漩渦流量計(jì)的原理：是利用流體自然振蕩的原理制成的一種漩渦分離型流量計(jì)。 當(dāng)流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的漩渦發(fā)生體時(shí)，若該物體幾何尺寸適 當(dāng)，則在阻擋體后面，沿兩條平行直線上會(huì)產(chǎn)生整齊排列、轉(zhuǎn)向相反的漩渦列。漩 渦產(chǎn)生的頻率和流體的流速成正比。通過測出漩渦產(chǎn)生的

20、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：利用液柱或物料堆積對某定點(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：把物位的變化轉(zhuǎn)換為一些電量的變化，通過測出電量的變化 測出物位。（ 5）核輻射式物位儀表：利用核輻射透過物體時(shí)，其強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度而變化的原理來工作。目前丫射線應(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，測出這些變化即可測出物位（7）光學(xué)式物位儀

21、表：利用物位對光波的遮斷和反射原理工作。47.差壓式液位計(jì)是利用容器內(nèi)的液位改變時(shí)，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(shí)，即容器是受壓的，則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(shí)對液位測量的影響。48.生產(chǎn)中欲連續(xù)測量液體的密度， 根據(jù)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。50、什么是液位測量時(shí)的零點(diǎn)遷移問題 ？怎樣進(jìn)行遷移？其實(shí)質(zhì)是什么？（參考）答？（ 1）當(dāng)被測容器的液位 H=0時(shí)，差壓液位計(jì)所感受的壓差？pM0的現(xiàn)象，稱為 液位測量時(shí)的零點(diǎn)遷移在使用差壓變送器測量液位時(shí)，一般壓差與液位高度H之間的

22、關(guān)系為：二？。這就是一般的“無遷移”的情況。當(dāng) H= o時(shí)，作用在正、負(fù)壓室的壓力是相等的。實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)為防止容器內(nèi)液體和氣體進(jìn)入變送器而造成管線堵塞或腐蝕，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)之間分別裝有隔離罐，并充以隔離液設(shè)被測介質(zhì)密度為，隔離液密度為：（通常），此時(shí)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(shí)，此為“有遷移”情況無遷移”若采用的是DDZFm型差壓變送器，其輸出范圍為420mA的電流信號(hào) 時(shí)，H= 0, = 0,變送器輸出 =4mA ?！坝羞w移”時(shí)，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

23、，使得當(dāng)H= 0時(shí)，。可調(diào)節(jié)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(shí)，如果差壓變送器的輸入信號(hào) p0,則為“正 遷移”；反之如果被測液位H=0時(shí)，差壓變送器的輸入信號(hào) pv0,則為“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(shí)，經(jīng)常在負(fù)壓管上裝有冷凝罐（見題3-48圖），問這時(shí)用差壓變送器來測量液位時(shí)，要不要遷移？如要遷移，遷移量應(yīng)如何考慮?解：差壓液位計(jì)正壓室壓力Pi=?ghi+ ? gb+p)負(fù)壓室壓力p2=?

24、gh2+ p 0正、負(fù)壓室的壓差?p=p1?p2= ? gH?（ h2?h1） ? gH=0 時(shí)，？p= ?（ h2?hi） ? g0這種液位測量時(shí)，具有“負(fù)遷移”現(xiàn)象，為了使H=0時(shí)，？p=0,該差壓變送器測液位時(shí)需要零點(diǎn)遷移，遷移量為 （h2？h1） ？ g59、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(shí)要注意哪幾點(diǎn)？解：（1）常用的熱電偶有如下幾種：（2）所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線如下：（3）用廉價(jià)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0使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意：在一定的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線與配 對的熱電偶具有相同或相

25、近的熱電特性； 保持延伸電極與熱電偶兩個(gè)接點(diǎn)溫度相等060、用熱電偶測溫時(shí)，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) To （或to）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 To= 0C為參考溫度條件下測試制定的，只有保持 To =0 C，才能直接應(yīng)用分度表或分度曲線。若ToM 0 C，則應(yīng)進(jìn)行冷端補(bǔ)償和處理（2）冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校貉娱L導(dǎo)線法，0C恒溫法，冷端溫度修正法，冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法等。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30C，顯示儀 表的機(jī)械零位在0C時(shí)，這時(shí)指示值為400C，

26、則認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為 430C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430C不對。設(shè)換熱器內(nèi)的溫度為 t ，實(shí)測熱電勢為 E（t ， 30） ，根據(jù)顯示儀表指示值為 400C， 則有E（t，30）= E（400，0），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 =422.5C64、測溫系統(tǒng)如圖 3-17 所示。 請說出這是工業(yè)上用的哪種溫度計(jì)？已知熱電偶的分度號(hào)為K，

27、但錯(cuò)用與E配套的顯示儀表，當(dāng)儀表指示為160C時(shí)，請計(jì)算實(shí)際溫度t x 為多少度？ （ 室溫為 25C）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(hào)E,可得160C時(shí)的電勢為10501 口 V,這電勢實(shí)際上是由 K 熱電偶產(chǎn)生的，即查分度號(hào)K，可得E（20,0）1000 V，由此可見,由這個(gè)數(shù)值查分度號(hào) K,可得實(shí)際溫度tx=283C65. 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性測溫的。只要測出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?便可得知被測溫度大小。常用熱電阻的種類：Pt10、PtIOO、Cu50 Cu10（。R（分別為：10Q、100 Q、50 Q、100

28、Q。67、用分度號(hào)為 Ptl00 鉑電阻測溫,在計(jì)算時(shí)錯(cuò)用了 Cul00 的分度表,查得的溫度為140C，問實(shí)際溫度為多少？解 查Cul00的分度表，140C對應(yīng)電阻為159.96?，而該電阻值實(shí)際為 Ptl00鉑電阻測溫時(shí)的電阻值，反查Ptl00的分度表，得實(shí)際溫度為157C69、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)大體上可分為三大部分： 輸入橋路、 放大電路及反饋電路。 熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上也可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及反饋電路。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，只是輸入電路和反饋電路不同。67、用分度號(hào)

29、為 Ptl00 鉑電阻測溫，在計(jì)算時(shí)錯(cuò)用了 Cul00 的分度表，查得的溫度為140C，問實(shí)際溫度為多少？解 查Cul00的分度表，140C對應(yīng)電阻為159.96?，而該電阻值實(shí)際為 Ptl00鉑電阻測溫時(shí)的電阻值，反查 Ptl00的分度表，得實(shí)際溫度為 157C69、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)大體上可分為三大部分： 輸入橋路、 放大電路及反饋電路。熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上也可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及反饋電 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，只是輸入電路和 反饋電路不同。P1511、氣動(dòng)執(zhí)行器主要由哪

30、兩部分組成？各起什么作用？氣動(dòng)執(zhí)行器由 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 和 控制機(jī)構(gòu) （閥）兩部分組成。 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)（由控制器來）壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng) 作，所以它是將信號(hào)壓力的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置。 控制機(jī)構(gòu) 是指控制閥，它 是執(zhí)行器的控制部分，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 的位移轉(zhuǎn)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。角型控制閥直通雙座控制閥適用于現(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

31、隔膜控制閥適用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)腐蝕性介質(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. 比例控制是按偏差大小進(jìn)行控制的，控制器的輸出信號(hào)p與其輸入信號(hào)e成正比。當(dāng)比例控制系統(tǒng)的控制過程結(jié)束之后，其被控變量新的穩(wěn)定值與給定值之間仍存在一定的偏差，即比例控制的余差。余差的產(chǎn)生是由比例控制本身的特性所決定的。因?yàn)楸壤刂谱饔檬桥c偏差成比例的，只有偏差存在，才能產(chǎn)生控制作用。當(dāng)系統(tǒng)受到一定的擾動(dòng)后

32、，為了克服擾動(dòng)，必定要有一定的控制作用，才能使系統(tǒng)達(dá)到新的平衡，所以必定存在與該控制作用相對應(yīng)的偏差，即余差。書 P1414、 試分別說明什么叫控制閥的流量特性和理想流量特性？常用的控制閥理想流量 特性有哪些？解 控制閥的流量特性是指操縱介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的相對幵度（相對 位移）間的關(guān)系：式中，相對流量 Q/Qax是控制閥某一幵度時(shí)流量 Q與全幵時(shí)流量 Qax之比；相對幵度 l /L是控制閥某一幵度行程 丨與全幵行程L之比。在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性稱為理想流量特性。主要有:?直線流量特性Q 1l .石 r 1 (R 1)L ；?等百分比（對數(shù)）流量特性l2 ；Qma

33、x?拋物線流量特性d Q Q max1 22 ；Qmax?快幵流量特性Qmax2_ l(R 1)一L等四種。6.比例度對控制過程的影響:比例度越大,比例控制越弱，過渡過程曲線越平穩(wěn),但余差也越大；比例度越小，比例控制越強(qiáng)，過渡過程曲線越振蕩，系統(tǒng)的穩(wěn)定性 和動(dòng)態(tài)性能變差，但余差也越小，提高了系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度；比例度過小，可能會(huì) 出現(xiàn)發(fā)散振蕩。?選擇比例度要注意：若對象的滯后較小，時(shí)間常數(shù)較大以及放大系數(shù)較小，可選擇小比例度來提高系統(tǒng)的靈敏度，使過渡過程曲線形狀較好；反之，為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，應(yīng)選擇大的比例度7. 積分控制能消除余差的原因：因?yàn)榉e分控制作用的輸出與輸入偏差的積分成正 比，只要有偏

34、差存在，積分控制作用將隨時(shí)間不斷變化，直至偏差完全消除，系統(tǒng) 才能穩(wěn)定下來，所以8. TI 就用來表示積分控制強(qiáng)弱的一個(gè)參數(shù)。 TI 越小，積分控制作用越強(qiáng)； TI 越大， 積分控制作用越弱。? TI越小，余差消除越快，可提高系統(tǒng)的靜態(tài)準(zhǔn)確度，但會(huì)使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng) 態(tài)性能變差；TI越大，余差消除越慢；TI lx時(shí)，成為純比例控制。10. 因?yàn)槲⒎挚刂谱饔玫妮敵雠c輸入偏差的變化速度成正比，一旦偏差不變化，即 使偏差非常大，微分控制也無能為力了，所以微分控制規(guī)律不能單獨(dú)使用。11. 什么叫氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開式與氣關(guān)式？其選擇原則是什么？答 隨著送往執(zhí)行器的氣壓信號(hào)的增加， 閥逐漸打開的稱為氣開式

35、， 反之稱為氣關(guān)式。 氣開、氣關(guān)式的選擇主要是由工藝生產(chǎn)上安全條件決定的。一般來講，閥全開時(shí)， 生產(chǎn)過程或設(shè)備比較危險(xiǎn)的選氣開式；閥全關(guān)時(shí)，生產(chǎn)過程或設(shè)備比較危險(xiǎn)的應(yīng)選 擇氣關(guān)式。12.? P 控制：抗干擾能力強(qiáng)、反應(yīng)快、控制及時(shí)，但有余差；? I 控制：控制緩慢，但能消除余差，不單獨(dú)使用；? D控制：超前控制，不能消除余差，不單獨(dú)使用。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(hào)轉(zhuǎn)換為氣信號(hào)外，還能夠使閥桿位移與送來的信號(hào)大小保持線性關(guān)系，即實(shí)現(xiàn)控制器來的輸人信號(hào)與閥門位置之間關(guān)系的準(zhǔn)確定位，故取名為定位器。定位器可以使用在閥的不平衡力較大或閥桿移動(dòng)摩擦力較大 等場合，

36、同時(shí)還可以利用定位器來改變閥的流量特性，改變執(zhí)行器的正、反作用。 在分程控制中，利用定位器可以使閥在不同的信號(hào)段范圍內(nèi)作全行程移動(dòng)。P1681、簡單控制系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？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)值并將其轉(zhuǎn)換為一種特定輸出信號(hào)。控制器的作用是接受檢測裝置送來的信號(hào)，與給定值相比較得出偏差，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(dòng)地根據(jù)控制器送來的控制信號(hào)來改變操縱變量的數(shù)值，以達(dá)到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。7、操縱變量的選擇應(yīng)遵循哪些原則?1）操縱變量應(yīng)是

37、工藝上允許加以控制的可控變量；（ 2 ）操縱變量應(yīng)是對被控變量影響諸因素中比較靈敏的變量，即控制通道的 放大系數(shù)要大一些，時(shí)間常數(shù)要小一些，純滯后時(shí)間要盡量小；（ 3 ）操縱變量的選擇還應(yīng)考慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。2、和 12 題 7-2 圖是一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。試畫出這一系統(tǒng)的方塊圖，并 說明各方塊的含義，指出它們具體代表什么？假定該反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中，反應(yīng) 器內(nèi)需維持一定溫度，以利反應(yīng)進(jìn)行，但溫度不允許過高，否則有爆炸危險(xiǎn)。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 反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)解 該反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖如下圖所示。題解 7-2 圖 反應(yīng)器

38、溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對象是反應(yīng)器；被控變量是反應(yīng)器內(nèi)溫度；操縱變量是蒸汽流量；控制 器是溫度控制器 TC。根據(jù)工藝要求，執(zhí)行器應(yīng)為氣開型式；蒸汽流量增加時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)溫度升高， 被控對象是“正”作用；所以，控制器應(yīng)為“反”作用。13、試確定題 7-13 圖所示兩個(gè)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)，要求物料溫度不能過 高，否則容易分解；（2）題 7-13（b） 圖為一冷卻器出口物料溫度控制系統(tǒng)， 要求物料溫度不能太低， 否則容易結(jié)晶。題 7-13 圖 溫度控制系統(tǒng)解 （ 1）根據(jù)工藝要求，題 7-13（a） 圖所示加

39、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(shí)，加熱器內(nèi)溫度升高，被控對象是“正”作用， 所以，控制器應(yīng)為“反”作用。（2）根據(jù)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(shí)，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。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。（1）選擇流入量 Qi 為操縱變量；（2）選擇流出量 Qo 為操縱變量。題 7-14 圖 液位控制解 （1）當(dāng)選擇流入量 Qi 為操縱變量時(shí)， 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