控制儀表課后答案第1,2,3章部分

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：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。OUr0放大器KOUooR1圖3.1（a）負(fù)反饋放大電路圖Uf由圖可知：圖3.1（b）負(fù)反饋放大電路方框圖Ui UfUo KUf FU。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:U0 KUi 1 FK當(dāng)放大器的放大倍數(shù)足夠大時(shí)，F(xiàn)K>>1,則

2、上式分母中的1可忽略不計(jì)，上 式可近似表示為: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。 試述DDZHm型控制器的功能。答：DDZm型控制器的作用是將變器送來(lái)的 15VDC測(cè)量信號(hào)與1

3、5VDC 給定信號(hào)進(jìn)行比較得到偏差信號(hào)，然后再將其偏差信號(hào)進(jìn)行PI D運(yùn)算，輸出4 20mAD（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)DDm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?？刂茊卧ㄝ斎腚?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

4、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)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)。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15VDOfe壓信號(hào) 轉(zhuǎn)換成以0V為基準(zhǔn)的420mAD輸出電流送給執(zhí)行

5、機(jī)構(gòu)。指示電路的作用是將以零伏為基準(zhǔn)的 420mADC專換成以Vb=10V為基準(zhǔn)的 15mADC勺輸出電流信號(hào)，用電流表加以指示（5）DDZ-m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FIn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 仏與引線電阻上的附加壓降 血、血2無(wú)關(guān)，因而消除了它們對(duì)輸 出電壓V）i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

6、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)。（6）DDZ-m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：DDZm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-m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

7、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)。m型控制器由自動(dòng)或硬手動(dòng)向軟手動(dòng)的切換（ A- H M以及由軟手動(dòng)或硬 手動(dòng)向自動(dòng)的切換（M- H A）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 3的反向端為 浮空狀態(tài)，V 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C兩端電壓 值等于02,而且C的一端與Ve相連，在從手動(dòng)向自動(dòng)切

8、換的前后是等電位的， 在切換瞬間，CI沒有放電現(xiàn)象，Vo3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）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 MHH）, 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

9、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？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Xmin 工0時(shí)，使丫=時(shí)的調(diào)整，為零點(diǎn)遷移；零點(diǎn)遷移是為了保證變送器的

10、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？n。答:量程調(diào)整是使變送器輸出信號(hào)的上限值 yma占測(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)，使丫=0（ 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

11、7;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、 體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和精度高。采用微位移式電平衡工作原理，沒有機(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

12、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

13、，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？S1、S2。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圖2.1差動(dòng)電容變化示意圖當(dāng)被測(cè)差壓 Pi = 0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So,則S = S=S;在有差壓輸入，即被測(cè)差壓 PiM 0時(shí)，中心感壓膜 片在 Pi作用下將產(chǎn)生位移 S,則有S = $+ S和$= S So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 G和C2， 可近似地看成是平行板電容器，其電容量可分別表示為CiiSiSoCi

14、2S2ASo SCi21CiiA(S0A( 1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Ci2 CiiSoSSoCi2 CiiA(1SSoA(SoCi2 Ci1差動(dòng)電容的相對(duì)變化值Ci2 Ci1 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)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

15、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。可見，在1151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)散硅式、電感式、振弦式差壓變送器力 -電轉(zhuǎn)換的基本原理。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

16、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

17、，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 420mAft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)。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

18、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。輸入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)， 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。（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)E，與熱電偶的冷端溫度有關(guān)。當(dāng)冷端溫度不固定 時(shí)，E也隨之變化，從而帶

19、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（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

20、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)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 / 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

21、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)

22、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)，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

23、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)， 前置放大器沒有輸出，伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)。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

24、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)

25、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。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

26、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。可控硅在電路中起無(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。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。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

27、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?。ㄉ踔量梢酝耆袛啵?。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

28、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。(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

29、最大流量與最小流量之比?？?調(diào)比也稱為可調(diào)范圍，用 R表示。Q maxR-Q min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m/h或kg/h計(jì)。C qJ11 P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，(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