化工儀表及自動(dòng)化第六版-課后-答案

化工儀表及自動(dòng)化第六版-課后-答案

化工儀表及自動(dòng)化第六版課后習(xí)題詳細(xì)答案

1.化工自動(dòng)化是化工、煉油、食品、輕工等化工類型生產(chǎn)過(guò)程

自動(dòng)化的簡(jiǎn)

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(lái)管理化工生產(chǎn)過(guò)程的辦法，稱

為化工自動(dòng)

化。

實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)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(zhǎng)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)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操縱和自動(dòng)控制等方面

的內(nèi)容。

1-3自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？

解自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由檢測(cè)變送器、控制器、執(zhí)行器和被控

對(duì)象等四

個(gè)環(huán)節(jié)組成。

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(cè)量元件與變送器、自動(dòng)控制器、執(zhí)行器

和被控對(duì)象

等四個(gè)環(huán)節(jié)組成。

1-5題卜5圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說(shuō)明

圖中PI—307、

TRC-303、FRC-305所代表的意義。

題―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(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。

6、圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說(shuō)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。

1-7在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，測(cè)量變送裝置、控制器、執(zhí)行器各

起什么作用？

解測(cè)量變送裝置的功能是測(cè)量被控變量的大小并轉(zhuǎn)化為一種

特定的、

統(tǒng)一的輸出信號(hào)（如氣壓信號(hào)或電壓、電流信號(hào)等）送往控制

器；

控制器接受測(cè)量變送器送來(lái)的信號(hào)，與工藝上需要保持的被控

變量的

設(shè)定值相比較得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，然后將

此結(jié)果用特

定信號(hào)（氣壓或電流）發(fā)送出去

執(zhí)行器即控制閥，它能自動(dòng)地根據(jù)控制器送來(lái)的信號(hào)值來(lái)改變

閥門的

開啟度，從而改變操縱變量的大小。

7.方塊圖是用來(lái)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。

1-8.試分別說(shuō)明什么是被控對(duì)象、被控變量、給定值、操縱變

量、操

縱介質(zhì)？

解：被控對(duì)象（對(duì)象）一一自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控

制的生產(chǎn)

過(guò)程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。

被控變量一一被控對(duì)象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)。控系統(tǒng)

通常用該

變量的名稱來(lái)稱呼，如溫度控制系統(tǒng)，壓力制系統(tǒng)等。

給定值（或設(shè)定值或期望值）一一人們希望控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目

標(biāo)，即被

控變量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序變化的。

操縱變量（調(diào)節(jié)變量）一一對(duì)被控變量具有較強(qiáng)的直接影響且

便于調(diào)節(jié)

（操縱）的變量?；?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量。

操縱介質(zhì)（操縱劑）一一用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制作用的物料。

8.測(cè)量元件與變送器：用來(lái)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(cè)量元

件與變送器送

來(lái)的測(cè)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(shì)，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(lái)

的信號(hào)值相應(yīng)地改變流入（或流出）被控對(duì)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(duì)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)器叫做工被控變量：被控對(duì)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(guò)改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來(lái)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(duì)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)

擾動(dòng)

設(shè)定值

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(duì)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。

可能影響被控變量的干擾因素主要有A、B兩種物料的溫度、進(jìn)

料量，

冷卻水的壓力、溫度，環(huán)境溫度的高低等。

1-11題1T1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(guò)改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來(lái)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(duì)象、

被控變量、操縱變量及可能影響被控變量的干擾是什么？并說(shuō)

明該溫度控

制系統(tǒng)是

題『11圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)

解該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖

擾動(dòng)

題解圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖

其中，被控對(duì)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。

可能影響被控變量的干擾因素主要有A、B兩種物料的溫度、進(jìn)

料量，

冷卻水的壓力、溫度，環(huán)境溫度的高低等。

若當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的被控溫度在干擾作用下升高時(shí)，其測(cè)量值與給

定值比

較，獲得偏差信號(hào)，經(jīng)溫度控制器運(yùn)算處理后，輸出控制信號(hào)

去驅(qū)動(dòng)控制

閥，使其開度增大，冷卻水流量增大，這樣使反應(yīng)器內(nèi)的溫度

降下來(lái)。所

以該溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

1-12題『11圖所示的溫度控制系統(tǒng)中，如果由于進(jìn)料溫度升

高使反

應(yīng)器內(nèi)的溫度超過(guò)給定值，試說(shuō)明此時(shí)該控制系統(tǒng)的工作情況,

此時(shí)系統(tǒng)

是如何通過(guò)控制作用來(lái)克服干擾作用對(duì)被控變量影響的？

解：當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的溫度超過(guò)給定值（即升高）時(shí)，溫度測(cè)量元

件測(cè)出

溫度值與給定值比較，溫度控制器TC將比較的偏差經(jīng)過(guò)控制運(yùn)

算后，輸出

控制信號(hào)使冷卻水閥門開度增大，從而增大冷卻水流量，使反

應(yīng)器內(nèi)的溫

度降下來(lái)，這樣克服干擾作用對(duì)被控變量影響。.

1-13按給定值形式不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可分哪幾類？

解：按給定值形式不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分為以下三類：

?定值控制系統(tǒng)一一給定值恒定的控制系統(tǒng)。

?隨動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）一一給定值隨機(jī)變化的系統(tǒng)。

?程序控制系統(tǒng)一一給定值按一定時(shí)間程序變化的系統(tǒng)。

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)0

???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(guò)自動(dòng)化

裝置不斷施加控制作用去對(duì)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(guò)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tO,干擾突然地階躍式地加到系統(tǒng)

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(duì)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(duì)其他比

較緩和的干

擾也一定很好地克服。階躍干擾形式簡(jiǎn)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(guò)程和發(fā)散振蕩過(guò)程是不穩(wěn)定過(guò)程，生產(chǎn)上不能

采用；非周

期衰減過(guò)程雖是穩(wěn)定過(guò)程，但該過(guò)程中被控變量達(dá)到新的穩(wěn)定

值的進(jìn)程過(guò)

于緩慢，致使被控變量長(zhǎng)時(shí)間偏

離給定值，所以一般也不采用；衰減振蕩過(guò)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”

1-19某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為(900±10)℃?？紤]安全

因素，控制

過(guò)程中溫度偏離給定值最大不得超過(guò)80℃o現(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(guò)渡過(guò)程曲線如題1-19圖所示。試求

該系統(tǒng)的過(guò)

渡過(guò)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(guò)渡時(shí)

間(被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的±1%(即900x(±1%)=±9℃)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「19圖溫度控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線

A

解最大偏差二950-900=50(℃)；

B

超調(diào)量=950-908=42(℃)；

BnBB

由于'=918-908=10(℃),所以，衰減比=:'=42:10:4.2；

C

余差=908-900=8°C；

T

振蕩周期=45-9=36(min)；

t

過(guò)渡時(shí)間二47min。

S

AC

因?yàn)?50℃<80℃,=8℃<10℃,所以，該控制系統(tǒng)能滿足題中所

給

的工藝要求。

1-20題廠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(duì)象、被控變量、操縱變量和可能存在的干

擾是什么？

現(xiàn)因生產(chǎn)需要，要求出口物料溫度從80℃提高到81C,當(dāng)儀表

給定值階躍

變化后，被控變量的變化曲線如題『20(b)圖所示。試求該系

統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)

程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、衰減比和余差（提示：該系統(tǒng)為隨動(dòng)

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)的方塊圖如下圖所示。

擾動(dòng)

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(duì)象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；操

縱變量是

蒸汽流量。

可能存在的干擾主要有：進(jìn)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(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)：

A

最大偏差=81.5-81=0.5(℃)；

BB

由于=81.5-80.7=0.8(℃),'=80.9-80.7=0.2(℃),所以，

衰減比

nBB

=:-0.8:0.2=4；

C

余差=80.7-81=-0.3(℃)。

21、某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為(900±10)℃?？紤]安全

因素，控制

過(guò)程中溫度偏離給定值最大不得超過(guò)80℃o現(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(guò)渡過(guò)程曲線如題1-19圖所示。試求

該系統(tǒng)的過(guò)

渡過(guò)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(guò)渡時(shí)

間(被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的±1%(即900x(±1%)=±9℃)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(guò)渡過(guò)程曲線

A

解最大偏差=950-900=50(℃)；

B

超調(diào)量=950-908=42(℃)；

BnBB

由于，=918-908=10(℃),所以，衰減比"=42:10=4.2；

C

余差=908-900=8℃；

T

振蕩周期=45-9=36(min)；

t

過(guò)渡時(shí)間二47min。

AC

因?yàn)?50℃<80℃,=8℃<10℃,所以，該控制系統(tǒng)能滿足題中所

給

的工藝要求。

22、題120(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(duì)象、被控變量、操縱變量和可能存在的干擾

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「20(b)圖所示。試求該系統(tǒng)

的過(guò)渡過(guò)程

品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、衰減比和余差(提示：該系統(tǒng)為隨動(dòng)控

制系統(tǒng)，新

的給定值為81c)。

(?)"

81.5---八

工1―JK

g8i.oJ__\---------------------------------

980.9-f----------\------------

80.7-/------------T--]/一"P"一

80.0L--------------------------------------------------

時(shí)同Anin

(>)(b)

題「20圖蒸汽加熱器溫度控制

解蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)的方塊圖如下圖所示。

擾動(dòng)

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(duì)象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；操

縱變量是

蒸汽流量。

可能存在的干擾主要有：進(jìn)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(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)：

A

最大偏差=81.5-81=0.5(℃)；

BB

由于=81.5-80.7=0.8(℃),'=80.9-80.7=0.2(℃),所以,

衰減比

nBB

=:-0.8:0.2=4；

C

余差=80.7—81=-0.3(℃)o

第2章被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型

P33

Exl.對(duì)象特性指對(duì)象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。

各種對(duì)象千差萬(wàn)別，有的操作很穩(wěn)定，操作很容易；有的

稍不小心可能就會(huì)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(duì)象，才能使生產(chǎn)操作得

心應(yīng)手；設(shè)計(jì)自動(dòng)化裝置時(shí)，也必須深入了解對(duì)象的特

性，了解它的內(nèi)在規(guī)律，才能根據(jù)工藝對(duì)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操縱變

量，選用合適的測(cè)量元件及控制器。在控制系統(tǒng)投入運(yùn)行

時(shí)，也要根據(jù)對(duì)象特性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(duì)象特性？為什么要研究對(duì)象特性？

解對(duì)象特性就是的對(duì)象的輸出-輸入關(guān)系。

研究對(duì)象的特性，就是用數(shù)學(xué)的方法來(lái)描述對(duì)象輸入量與輸出

量之間的

關(guān)系。當(dāng)采用

自動(dòng)化裝置組成自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，首先也必須深入了解對(duì)象的

特性，了解

它的內(nèi)在規(guī)律，才能根據(jù)工藝對(duì)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操縱變量，選用合適的測(cè)量元件及控制

器。在控制

系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，也要根據(jù)對(duì)象特性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(duì)象的特性對(duì)自動(dòng)控

制系統(tǒng)的控

制質(zhì)量的影響很大，所以必須對(duì)其深入研究。

Ex2.對(duì)象的數(shù)學(xué)模型指對(duì)象特性的數(shù)學(xué)描述。

靜態(tài)數(shù)學(xué)模型：描述的是對(duì)象在靜態(tài)時(shí)的輸入量與輸出量

之間的關(guān)系；動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型：描述的是對(duì)象在輸入量改變

以后輸出量的變化情況。

2-2何為對(duì)象的數(shù)學(xué)模型？靜態(tài)數(shù)學(xué)模型與動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型有什

么區(qū)

別？

解對(duì)象特性的數(shù)學(xué)描述（方程、曲線、表格等）稱為對(duì)象的

數(shù)學(xué)模

型。

穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型描述的是對(duì)象在穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸入量與輸出量之間的

關(guān)系；

動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型描述的是對(duì)象在輸入量改變以后輸出量的變化情

況。穩(wěn)態(tài)與

動(dòng)態(tài)是事物特性的兩個(gè)側(cè)面，可以這樣說(shuō)，動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型是在

穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模

型基礎(chǔ)上的發(fā)展，穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型是對(duì)象在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的動(dòng)

態(tài)數(shù)學(xué)模型

的一個(gè)特例。

4.機(jī)理建模法、實(shí)驗(yàn)建模法。

5.對(duì)象或生產(chǎn)過(guò)程的內(nèi)部機(jī)理。

7.階躍反應(yīng)曲線法：特點(diǎn)是簡(jiǎn)易但精度較差。如果輸入量是流

量，只要將

閥門的開度作突然的改變，便可認(rèn)為施加了一個(gè)階躍干擾，同

時(shí)還可以利

用原設(shè)備上的儀表把輸出量的變化記錄下來(lái)，既不需要增加儀

器設(shè)備，測(cè)

試工作量也大。但由于對(duì)象在階躍信號(hào)作用下，從不穩(wěn)定到穩(wěn)

定所需時(shí)間

一般較長(zhǎng)，這期間干擾因素較多，因而測(cè)試精度受到限制。為

提高測(cè)試精

度就必須加大輸入量的幅度，這往往又是工藝上不允許的。

矩形脈沖法：特點(diǎn)是提高了精度，對(duì)工藝影響較小。采用~

時(shí)，由于

加在對(duì)象上的干擾經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后即被除去，因此干擾的幅值

可以取得較

大，提高了實(shí)驗(yàn)精度。同時(shí)，對(duì)象的輸出量又不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間偏離

給定值，故

對(duì)工藝生產(chǎn)影響較小。

8、反映對(duì)象特性的參數(shù)有哪些？各有什么物理意義？

KT

解：放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間r

K

放大系數(shù)在數(shù)值上等于對(duì)象（重新）處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)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(duì)象的放大系數(shù)K越大，就表示對(duì)象的輸入量有一定變化時(shí)，

對(duì)輸出量

的影響越大，或被控變量對(duì)這個(gè)量的變化就越靈敏，所以，K

實(shí)質(zhì)上是對(duì)

象的靈敏度。

時(shí)間常數(shù)T是指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新

的穩(wěn)態(tài)值

的63.2%所需時(shí)間；或當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量

如果保持初

始變化速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間。

時(shí)間常數(shù)越大，被控變量的變化也越慢，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需

的時(shí)間也

越大

對(duì)象在受到輸入作用后，被控變量卻不能立即而迅速地變化的

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(shí)間T表示。

對(duì)象的滯后時(shí)間。使對(duì)象的被控變量對(duì)輸入的變化響應(yīng)滯后，

控制不

及時(shí)。

2-8反映對(duì)象特性的參數(shù)有哪些？各有什么物理意義？

解：放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T和滯后時(shí)間工

放大系數(shù)K在數(shù)值上等于對(duì)象（重新）處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)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(duì)象的放大系數(shù)K越大，就表示對(duì)象的輸入量有一定變化時(shí),

對(duì)輸出量

的影響越大，或被控變量對(duì)這個(gè)量的變化就越靈敏，所以，K

實(shí)質(zhì)上是對(duì)

象的靈敏度。

時(shí)間常數(shù)T是指當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量達(dá)到新

的穩(wěn)態(tài)值

的63.2%所需時(shí)間；或當(dāng)對(duì)象受到階躍輸入作用后，被控變量

如果保持初

始變化速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間。

時(shí)間常數(shù)越大，被控變量的變化也越慢，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需

的時(shí)間也

越大

對(duì)象在受到輸入作用后，被控變量卻不能立即而迅速地變化的

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(shí)間。表示。

對(duì)象的滯后時(shí)間T,使對(duì)象的被控變量對(duì)輸入的變化響應(yīng)滯后，

控制不

及時(shí)。

10.純滯后一般是由于介質(zhì)的輸送或熱的傳遞需要一段時(shí)間而引

起的，而測(cè)

量點(diǎn)選擇不當(dāng)，測(cè)量元件安裝不合適等原因也會(huì)造成純滯后。

容量滯后一

般是由于物料或能量的傳

遞需要通過(guò)一定阻力而引起的。控制通道若存在純滯后，會(huì)使

控制作用不

及時(shí)，造成被控變量的最大偏差增加，控制質(zhì)量下降，穩(wěn)定性

降低；干擾

通道若存在純滯后，相當(dāng)于將干擾推遲一段時(shí)間才進(jìn)入系統(tǒng)，

并不影響控

制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。

容量滯后增加，會(huì)使對(duì)象的時(shí)間常數(shù)T增加。在控制通道，T

增大，

會(huì)使控制作用對(duì)被控變量的影響來(lái)得慢，系統(tǒng)穩(wěn)定性降低；T

減小，會(huì)使

控制作用對(duì)被控變量的影響來(lái)得快，系統(tǒng)控制質(zhì)量提高。但T

不能太大或

太小，且各環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)要適當(dāng)匹配，否則都會(huì)影響控制質(zhì)量。

在干擾通

道，如果容量滯后增加，干擾作用對(duì)被控變量的影響比較平穩(wěn),

一般有利

于控制。

2-11已知一個(gè)對(duì)象特性是具有純滯后的一階特性，其時(shí)間常數(shù)

為

5min,放大系數(shù)為10,純滯后時(shí)間為2min,試寫出描述該對(duì)象

特性的一階

微分方程式。

解該對(duì)象特性的一階微分方程為

40+2)

5+y(/+2)=10x(/)

dt

設(shè)截面積A=0.5M2,h0是原來(lái)平衡時(shí)液位，h是輸入量

Q1改變后對(duì)應(yīng)的液位，AQj=0/)/人

dh=△kQ\dt

=>A=2jAQ、d1=0.2jd1=0.2/+4

12=AA=0.2/

2-12如題2T2圖所示的RC電路中，已知R=5kdC=

2000所。試畫

ttt

出e突然由0階躍變化到5V時(shí)的e變化曲線，并計(jì)算出=丁、

=2T、

io

=3T時(shí)的e值。

a——

R

ci4

題2-12圖RC電路

RC

解電路的微分方程為

de

o

T-ke=e_

oi

dt

當(dāng)e=5V時(shí)，微分方程的解為

J

t/Tt/10

e=5(1-e)=5(1-e)(V)

o

36

T=RC

(該系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)=5xl0x2000xl0=10s)

T/Tl

t=T

當(dāng)時(shí)，e=5(l-e)=5(1-e)=3.16V；

2T/T2

t=2T

當(dāng)時(shí)，e=5(l-e)=5(l-e)=4.32V；

3T/T3

t=3T

當(dāng)時(shí),e=5(l-e)=5(l-e)=4.75Vo

題解2-12圖RC電路的階躍響應(yīng)曲線

2

2-13已知一個(gè)簡(jiǎn)單水槽，其截面積為0.5m,水槽中的液體由

正位移泵抽

出，即流出流量是恒定的。如果在穩(wěn)定的情況下，輸入流量突

然在原來(lái)的

3

基礎(chǔ)上增加了0.lm/h,試畫出水槽液位Ah的變化曲線。

解這是一個(gè)積分對(duì)象，則

Q

10.1

(m)

if

1

Ah=Qdt=dt=t=0.2t_____

題解2-13圖水槽液位Ah的變化曲線

令輸入量*=人0輸出量F=A/C；

放大系數(shù)，=y!x=(150-120)/(3.0-2.5)=60;

又由圖(b)知純滯后時(shí)間r=2(min)。

無(wú)滯后時(shí)一階對(duì)象輸出表達(dá)式為：丑/)=60x0.5(1-

有滯后時(shí)一階對(duì)象輸出表達(dá)式為：瓦(/)=60x0.5(1

當(dāng)t=8min時(shí)，/=△7=145-120=25X3,代入上式，有：

25=60x0.5(1-解出T*335(min)。

微分方程式為3.35.+乂(/+2)=60x(0

1yl函數(shù)表達(dá)式為/(/)=30(1-

t

2-14為了測(cè)定某重油預(yù)熱爐的對(duì)象特性，在某瞬間(假定為=0)

突

0

然將燃料氣流量從2.5t/h增加到3.Ot/h,重油出口溫度記錄

儀得到的階

躍反應(yīng)曲線如題2T4圖所示。假定該對(duì)象為一階對(duì)象，試寫出

描述該重油

預(yù)熱爐特性的微分方程式(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(shí)溫度變化

量的函數(shù)表達(dá)

式。隨口膿嬲

題2-14圖重油預(yù)熱爐的

解

(輸入)燃料變化量

o,r<o；

f

x")=

0.5(〃/?)=50/6/g/min),之0

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(duì)于

輸入(燃料)變化量X(t)的關(guān)系(方程)為

dy(t)

T-/y(t)=Kx(t)___

dt

xA

當(dāng)(t)==50/6(kg/min)=const.時(shí),方程的解為

t/T

y(t)=KA(l-e)℃

KA

由題圖知，y(oo)==150-120=30℃,則

KA

=30/=30/(50/6)=3.6(℃/(kg/min))

首先不考慮延遲，y(t)的變化從t=2min開始,到t=8min時(shí),

實(shí)際變

01

化時(shí)間t=6min,由題圖知

6/T

y(t)=y(6)=30(1-e)=145—120=25(℃)

由此解出T=3.35(min)

所以

t/3.35

y(t)=30(l-e)℃

若考慮滯后時(shí)間『2min,則

0,/<2min;

-(t-2)/3.35

T

MD=30(l-e)介2min

l

微分方程為

dy(t+2)

r

3.35+y(7+2)=3.6x(t)

T

dt

系統(tǒng)的特性參數(shù)是系統(tǒng)的固有特性，不會(huì)隨輸入信號(hào)的變化而

變化，

KT

因此，前面求解過(guò)程中所確定的和的值是不變的。所以，當(dāng)燃

料變化

xA

量(t)==l時(shí)，溫度變化量的函數(shù)表達(dá)式為

(t2)/3.35

y(t)=y(t-x)=3.6(1-e)℃

T

第3章檢測(cè)儀表與傳感器

P101

1.測(cè)量過(guò)程在實(shí)質(zhì)上是將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比

較的過(guò)程。

一般它都是利用專門的技術(shù)工具，將被測(cè)參數(shù)經(jīng)過(guò)一次或多次

的信號(hào)能

量形式的轉(zhuǎn)換，最后獲得一種便于測(cè)量的信號(hào)能量形式，并由

指針位移

或數(shù)字形式顯示出來(lái)。

3-1什么叫測(cè)量過(guò)程？

解測(cè)量過(guò)程就是將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比

較的過(guò)程

2.由儀表讀得的被測(cè)值與被測(cè)量真值之間會(huì)存在一定的差距,

這一差距稱

為工

表示方法有：絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。

絕對(duì)誤差：△=x-xO相對(duì)誤差:

儀表的相對(duì)百分誤差:

△A

5=---------------------------------------x100%=x100%

溜量范圍上限值-測(cè)量范圍下限值A(chǔ)

儀表允許的百分誤差

葭=

土篇雷言』皿=土"%3.

4.儀表的精確度等級(jí)是將儀表允許的相對(duì)百分誤差的“土”號(hào)

及“獷去掉

后的數(shù)值，以一定的符號(hào)形式表示在儀表標(biāo)尺板上。精確度等

級(jí)目前是按

國(guó)家統(tǒng)一規(guī)定的允許誤差大小來(lái)劃分成若干等級(jí)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(cè)量結(jié)果分別為：

標(biāo)準(zhǔn)表讀100

0200400600700800900

數(shù)/℃0

被校表讀100

0201402604706805903

數(shù)/℃1

(1)求出該溫度儀表的最大絕對(duì)誤差值;

⑵確定該溫度儀表的精度等級(jí)；

(1)校驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：

標(biāo)準(zhǔn)表讀100

0200400600700800900

數(shù)/℃0

被校表讀100

0201402604706805903

數(shù)/℃1

絕對(duì)誤差

0+1+2+4+6+5+3+1

/℃

由以上數(shù)據(jù)處理表知，最大絕對(duì)誤差：+6℃；

6

⑵儀表誤差：，

=±xl00%=±0.6%—

max

1000

儀表的精度等級(jí)應(yīng)定為1.0級(jí)；

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)

標(biāo)準(zhǔn)表讀100

0200400600700800900

數(shù)/℃0

被校表讀100

0201402604706805903

數(shù)/℃1

(1)求出該溫度儀表的最大絕對(duì)誤差值；

(2)確定該溫度儀表的精度等級(jí)；

(3)如果工藝上允許的最大絕對(duì)誤差為±8C,問該溫度儀表是否

符合要

求？

0200400600700800900

數(shù)/℃0

被校表讀100

0201402604706805903

數(shù)/℃1

絕對(duì)誤差

0+1+2+4+6+5+3+1

/℃

由以上數(shù)據(jù)處理表知，最大絕對(duì)誤差：+6℃；

6

(2)儀表誤差：，

=±xl00%=±0.6%—

max

1000

儀表的精度等級(jí)應(yīng)定為1.0級(jí)；

(3)儀表的基本誤差：A=1000x(±1.0%)=±10℃,該溫度儀表不

符合工

m

藝上的誤差要求。

6、如果有一臺(tái)壓力表，其測(cè)量范圍為0~10MPa,經(jīng)校驗(yàn)得出下

列數(shù)據(jù)：

標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)

0246810

/MPa

被校表正行程

0L983.965.947.979.99

讀數(shù)/MPa

被校表反行程10.0

02.024.036.068.03

讀數(shù)/MPa1

(1)求出該壓力表的變差；

⑵問該壓力表是否符合1.0級(jí)精度?

解(1)校驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：

標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)

0246810

/MPa

被校表正行程

01983.965.947.979.99

讀數(shù)/MPa

被校表反行程10.0

02.024.036.068.03

讀數(shù)/MPa1

壓力表的變差/%00.40.71.20.60.2

被校表正、行程

3.9910.0

讀數(shù)平均值

02.006.008.00

50

/MPa

儀表絕對(duì)誤差/-0.0

00.000.000.000.00

MPa05

由以上數(shù)據(jù)處理表知，該壓力表的變差：1.2%；

0.005

(2)儀表誤差：；

3

=±xl00%=±0.5%

max

10

但是，由于儀表變差為L(zhǎng)2%>1.0%,所以該壓力表不符合1.0

級(jí)精度。

3-6如果有一臺(tái)壓力表，其測(cè)量范圍為0~10MPa,經(jīng)校驗(yàn)得出

下列數(shù)

據(jù)：

標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)

0246810

/MPa

被校表正行程

0L983.965.947.979.99

讀數(shù)/MPa

被校表反行程10.0

02.024.036.068.03

讀數(shù)/MPa1

⑴求出該壓力表的變差；

(2)問該壓力表是否符合1.。級(jí)精度?

解(1)校驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：

標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)

0246810

/MPa

被校表正行程

01983.965.947.979.99

讀數(shù)/MPa

被校表反行程10.0

02.024.036.068.03

讀數(shù)/MPa1

壓力表的變差/%00.40.71.20.60.2

被校表正、行程

3.9910.0

讀數(shù)平均值

02.006.008.00

50

/MPa

儀表絕對(duì)誤差/-0.0

00.000.000.000.00

MPa05

由以上數(shù)據(jù)處理表知，該壓力表的變差：1.2%；

0.005

（2）儀表誤差：；

=±xl00%=±0.5%

max

10

但是，由于儀表變差為L(zhǎng)2%>1.0%,所以該壓力表不符合1.0

級(jí)精度。

7.壓力指垂直均勻地作用于單位面積上的力。

關(guān)系：p表壓=p絕對(duì)壓力一p大氣壓力

P真空度二p大氣壓力一p絕對(duì)壓力

3-7.什么叫壓力？表壓力、絕對(duì)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(duì)壓力是指物體所受的實(shí)際壓力；

表壓力:絕對(duì)壓力-大氣壓力；

負(fù)壓力（真空度）=大氣壓力-絕對(duì)壓力

8.通常，由于各種工藝設(shè)備和檢測(cè)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(lái)表示壓力的大小，一般儀表所指的

壓力也是表

壓或真空度。

9.測(cè)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(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度來(lái)進(jìn)行測(cè)量的；彈性式壓力計(jì)：它是

將被測(cè)壓力

轉(zhuǎn)換成彈性元件的位移來(lái)進(jìn)行測(cè)量的；電氣式壓力計(jì)：它是通

過(guò)機(jī)械和電

氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量來(lái)進(jìn)行測(cè)量的；活塞式壓力計(jì)：

它是根據(jù)液

壓原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡祛碼的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行

測(cè)

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(cè)壓范圍較

寬，最高

可測(cè)量高達(dá)lOOOMPa的壓力；

膜片：可分為平薄膜、波紋膜、膜盒等，它的測(cè)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(lái)，組成相應(yīng)的變送器；

波紋管：這種彈性元件易變形，常用于微壓與低壓的測(cè)量。

3-10.作為感受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）、

波紋管式彈性元件。

11.測(cè)壓原理：將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈簧管自由端的位移來(lái)進(jìn)行測(cè)

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(cè)壓過(guò)程：當(dāng)被測(cè)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(cè)壓原理是什么？試述彈簧管壓力計(jì)的

主要組

成及測(cè)壓過(guò)程。

解：（1）彈簧管壓力計(jì)的測(cè)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(cè)出了彈簧管自由端的位移大小,

就能反映

被測(cè)壓力P的大小。

(2)彈簧管式壓力計(jì)的主要組成：彈簧管(測(cè)量元件)，

放大機(jī)構(gòu)，游

絲，指針，表盤。

(3)彈簧管壓力計(jì)測(cè)壓過(guò)程為：用彈簧管壓力計(jì)測(cè)量壓力

時(shí)，壓力使

彈簧管產(chǎn)生很小的位移量，放大機(jī)構(gòu)將這個(gè)很小的位移量放大

從而帶動(dòng)指

針在表盤上指示出當(dāng)前的壓力值。

12.

Ex12.

■控制線路圖：一八一O220VQ

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(cè)

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(chǎng)中的位置，

使所產(chǎn)生的霍爾電勢(shì)與被測(cè)壓力成比例，利用這一電勢(shì)就可實(shí)

現(xiàn)壓力的測(cè)

量。

14.應(yīng)變片式壓力傳感器：測(cè)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(cè)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3.2.5節(jié)。當(dāng)差動(dòng)電容傳感器的中間彈性膜

片兩邊

壓力不等時(shí)，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D(zhuǎn)換為電橋輸出電壓的變化，從而反映

膜片兩邊壓

力的差異（即壓差）。

其特點(diǎn)：輸出信號(hào)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(cè)量。

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(cè)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(cè)壓力

變化時(shí)，由

于測(cè)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(guò)載能力大、測(cè)量精度可達(dá)0.2

級(jí)、

可以測(cè)量壓力和差壓。

3-15某壓力表的測(cè)量范圍為。?IMPa,精度等級(jí)為1.0級(jí)，試

問此壓

力表允許的最大絕對(duì)誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來(lái)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)是否符合1級(jí)精度，為什么？

解壓力表允許的最大絕對(duì)誤差為

A=l.OMPaxl.0%=0.OIMPa

max

在校驗(yàn)點(diǎn)0.5MPa處，絕對(duì)誤差為

A=0.5-0.508=-0.008(MPa)

該校驗(yàn)點(diǎn)的測(cè)量誤差為

-0.008

8

=x100%=—1.57%

0.508

故該校驗(yàn)點(diǎn)不符合1.0級(jí)精度。

3-16.為什么測(cè)量?jī)x表的測(cè)量范圍要根據(jù)測(cè)量大小來(lái)選取？選

/、口

一口里

程很大的儀表來(lái)測(cè)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(cè)對(duì)象可能發(fā)生的異常超壓情況，對(duì)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(cè)量誤差，儀表的量程又不

宜選得過(guò)大。

(2)由于儀表的基本誤差△由其精度等級(jí)和量程決定，在整

個(gè)儀表測(cè)

m

量范圍內(nèi)其大小是一定的，選一臺(tái)量程很大的儀表來(lái)測(cè)量很小

的參數(shù)值這

樣會(huì)加大測(cè)量誤差。

3-17如果某反應(yīng)器最大壓力為0.8MPa,允許最大絕對(duì)誤差為

0.OIMPao現(xiàn)

用一臺(tái)測(cè)量范圍為6MPa,精度為1.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)

量，問能否

符合工藝上的誤差要求？若采用一臺(tái)測(cè)量范圍為0~1.0MPa,精

度為L(zhǎng)0級(jí)

的壓力表，問能符合誤差要求嗎？試說(shuō)明其理由。

解用0~L6MPa、精度為1.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)量的基本誤

差

A=l.6MPaxl.0%=0.016MPa>0.OIMPa（允許值）

Imax

該表不符合工藝上的誤差要求。

用OMPa、精度為1.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)量的基本誤

差

A=l.OMPaxl.0%=0.01MPa>0.OIMPa（允許值）

2max

該表符合工藝上的誤差要求。

3-18某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為L(zhǎng)l~L6MPa,

工藝要求

就地觀察罐內(nèi)壓力，并要求測(cè)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(cè)量范圍、精度等級(jí)），并說(shuō)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

p=l.IMPa,工

min

作壓力上限p=1.6MPa。設(shè)所選壓力表量程為p,則根據(jù)最大、

最小工作

max

壓力與選用壓力表量程關(guān)系，有

344

p〈pnpNp=x1.6=2.13（MPa）___

maxtnax

433

p>p=>p<3p=3x1.l=3.3（MPa）_

minmin

3

根據(jù)壓力表量程系列（附表1）,可選YX-150型、測(cè)量范圍為

0~2.5MPa的

電接點(diǎn)壓力表。

根據(jù)測(cè)量誤差要求，測(cè)量的最大誤差為

A<1.lx5%=0.055（MPa）

max

則所選壓力表的最大引用誤差應(yīng)滿足

0.055

8

<x100%=2.2%

max

2.5-0

要求，故可選精度等級(jí)為1.5級(jí)的壓力表。

3-19某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為14MPa,要求誤差不超

過(guò)

0.4MPa,試選用一臺(tái)就地指示的壓力表（給出型號(hào)、測(cè)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

5

p2x14a23.3（四&）_

3

根據(jù)壓力表量程系列（附表1）,可選YXT50型、測(cè)量范圍為

0~25MPa的

電接點(diǎn)壓力表。

根據(jù)測(cè)量誤差要求，所選壓力表的最大允許誤差應(yīng)滿足

0.4

8

<xl00%=1.6%_

max

25

要求，故可選精度等級(jí)為1.5級(jí)的壓力表。

20、某壓力表的測(cè)量范圍為。?IMPa,精度等級(jí)為1.0級(jí)，試

問此壓力表

允許的最大絕對(duì)誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來(lái)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)

是否符合1級(jí)精度，為什么？

解：壓力表允許的最大絕對(duì)誤差為

A=1.0MPaxl.0%=0.OIMPa

max

在校驗(yàn)點(diǎn)0.5MPa處，絕對(duì)誤差為

A=0.5-0.508=-0.008(MPa)

該校驗(yàn)點(diǎn)的測(cè)量誤差為

-0.008

6

=x100%=—1.57%

0.508

故該校驗(yàn)點(diǎn)不符合1.0級(jí)精度。

3-20現(xiàn)有一臺(tái)測(cè)量范圍為0~L6MPa,精度為1.5級(jí)的普通彈

簧管壓力表，

校驗(yàn)后，其結(jié)果為：

0.00.40.81.2

被校表讀數(shù)/MPa

1.6

標(biāo)準(zhǔn)表上行程讀0.0000.3850.7901.210

數(shù)/MPa1.595

標(biāo)準(zhǔn)表下行程讀0.0000.4050.810

數(shù)/MPa1.2151.595

試問這臺(tái)表合格否？它能否用于某空氣貯罐的壓力測(cè)量（該貯

罐工作壓力

為O8~1.0MPa,測(cè)量的絕對(duì)誤差不允許大于0.05MPa）?

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)處理

結(jié)果I

被校表讀數(shù)/MPa0.00.40.8最大

1.21.6誤差

標(biāo)準(zhǔn)表上行程讀數(shù)0.0000.3850.790

/MPa1.2101.595

標(biāo)準(zhǔn)表下行程讀數(shù)0.0000.4050.810

/MPa1.2151.595

升降變差/MPa0.0000.0200.0200.020

0.0050.000

標(biāo)準(zhǔn)表上、下行程讀0.0000.3950.800

數(shù)平均值/MPa1.21251.595

絕對(duì)誤差A(yù)/MPa0.0000.0050.000-0.01

-0.0130.0053

儀表的最大引用誤差（從絕對(duì)誤差和升降變差中選取絕對(duì)值最

大者做

為△,求儀表的最大引用誤差）

m

A

0.020

S

=±x100%=±x100%=±1.25%

max

Pl.6

FS

所以，這臺(tái)儀表L5級(jí)的精度等級(jí)合格。

P

空氣貯罐的壓力屬穩(wěn)態(tài)壓力，且=1.0MPa<l.6x2/3MPa；

max

p

=0.8MPa>l.6xl/3MPa；最大誤差

A=l.6x1.5%=0.024MPa<0.05MPao所

minmax

以這臺(tái)儀表能用于該空氣貯罐的壓力測(cè)量。

21、為什么測(cè)量?jī)x表的測(cè)量范圍要根據(jù)測(cè)量大小來(lái)選?。窟x一

臺(tái)量程很大

的儀表來(lái)測(cè)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(cè)對(duì)象可能發(fā)生的異常超壓情況，對(duì)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(cè)量誤差，儀表的量程又不宜選得

過(guò)大。

（2）由于儀表的基本誤差△由其精度等級(jí)和量程決定，在整

個(gè)儀表測(cè)

m

量范圍內(nèi)其大小是一定的，選一臺(tái)量程很大的儀表來(lái)測(cè)量很小

的參數(shù)值這

樣會(huì)加大測(cè)量誤差。

22、如果某反應(yīng)器最大壓力為0.8MPa,允許最大絕對(duì)誤差為

0.OIMPao現(xiàn)

用一臺(tái)測(cè)量范圍為0~l.6MPa,精度為1.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)

量，問能否

符合工藝上的誤差要求？若采用一臺(tái)測(cè)量范圍為（Tl.OMPa,精

度為L(zhǎng)0級(jí)

的壓力表，問能符合誤差要求嗎？試說(shuō)明其理由。

解用0~l.6MPa、精度為1.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)量的基本誤

差

A=l.6MPaxl.0%=0.016MPa>0,OIMPa（允許值）

lmax

該表不符合工藝上的誤差要求。

用0~LOMPa、精度為1.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)量的基本誤

差

A=l.OMPaxl.O%=O.01MPa>0.OIMPa（允許值）

2max

該表符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(shuō)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：

雌躺哪

膽附-

小強(qiáng)峨'aaoo

Mi哪8LL-2蹴楹㈱能1800

嬲闊WP\LB-3脆鈍躺-20-1300W

聊（膜M俄端-50-10001M

WEq-im岫TH。。刪

柒艘1F1-t雅他THOD750

WC[CK?黑能-400-300制

（2）所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線如下:

MM

I§ia岫腳蛔

崩楣地

魄由0耳胤田加

IHt(U)Iq0I4.03510.105

0q鼠85.3iao.no

W1a白4M±。加

(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(chǎng)變化

的影響并與測(cè)量電路相連接。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(duì)的熱電偶具有相同或相近的熱電特性；保

持延伸電極

與熱電偶兩個(gè)接點(diǎn)溫度相等。

23、某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為L(zhǎng)l~1.6MPa,工

藝要求就地

觀察罐內(nèi)壓力，并要求測(cè)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(cè)量范圍、精度等級(jí))，并說(shuō)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

p=l.IMPa,工作

min

壓力上限p=L6MPa。設(shè)所選壓力表量程為p,則根據(jù)最大、最

小工作壓

max

力與選用壓力表量程關(guān)系，有

344

pGp=pNp=x1.6=2.13(MPa)___

maxmax

433

1

p>p=>p<3p=3x].l=3.3(MPa)_

minmin

3

根據(jù)壓力表量程系列(附表1),可選YX-150型、測(cè)量范圍為

0~2.5MPa的

電接點(diǎn)壓力表。

根據(jù)測(cè)量誤差要求，測(cè)量的最大誤差為

A<1.lx5%=0.055(MPa)

max

則所選壓力表的最大引用誤差應(yīng)滿足

0.055

8

<xi00%=2.2%

max

2.5-0

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(guò)0.4MPa,

試選用一臺(tái)就地指示的壓力表（給出型號(hào)、測(cè)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

5

p>x]4^23.3（MPa）_

3

根據(jù)壓力表量程系列（附表1）,可選YX-150型、測(cè)量范圍為

0~25MPa的

電接點(diǎn)壓力表。

根據(jù)測(cè)量誤差要求，所選壓力表的最大允許誤差應(yīng)滿足

0.4

8

<xl00%=1.6%_

max

25

要求，故可選精度等級(jí)為L(zhǎng)5級(jí)的壓力表。

3-24.什么叫節(jié)流現(xiàn)象？流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生靜壓

差？

解：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，流

體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象，稱為節(jié)流現(xiàn)象。

流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，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，從而產(chǎn)生節(jié)流裝置前后的壓力差。

3-28為什么說(shuō)轉(zhuǎn)子流量計(jì)是定壓式流量計(jì)？

解：轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量流體流量時(shí)，轉(zhuǎn)子前后流體壓力的壓差A(yù)p

為一常

數(shù)，即

0

PP

y-g

=const.（恒量）

if

W=p_p=

12

A

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(duì)應(yīng)

關(guān)系，通過(guò)

測(cè)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(cè)量。

3-32用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)氣壓為0.65MPa、溫度為40℃的CO氣

體的流量

2

時(shí)，若已知流量計(jì)讀數(shù)為50L/s,求C0的真實(shí)流量(已知C0

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

22

3

時(shí)的密度為1.977kg/m)o

解由題知：p=0.101325MPa,

p=0.65+0.101325=0.751325(MPa)；

01

T=293K,

0

33

T=273+40=313(K)；p=l.293kg/Nm；p=l.977kg/Nm,Q=50L/so

則

IOIOJJ

p

■pT

1.293x0.751325x293

010

Q=-Q=-5Q=]05(L/s)

10

p

?/?-n.977x0.101325x313

101

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。

3-33用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，測(cè)量范圍為。?10L/min,轉(zhuǎn)子

用密度為

3

7920kg/m的不銹鋼制成，若用來(lái)測(cè)量密度為0.831kg/L苯的

流量，問測(cè)

3

量范圍為多少？若這時(shí)轉(zhuǎn)子材料改為由密度為2750kg/m的鋁

制成，問這

時(shí)用來(lái)測(cè)量水的流量及苯的流量，其測(cè)量范圍各為多少？

333

解由題知p=7920kg/m,p=0.831kg/L=831kg/m,p=1000/m,

Q

-10L/min

0

測(cè)苯的流量的修正系數(shù)為

ppp

(7920-1000)x831

K==?0.9

0

Q

PPP

-(7920-831)x1000

tfw

QQK

=/=10/0.9^11.1(L/min)

rOQ

所以,苯的流量測(cè)量范圍為0?11.lL/min。

3

當(dāng)轉(zhuǎn)子材料改為鋁時(shí),p=2750kg/m,此時(shí)測(cè)水的流量的修正系

數(shù)為

0口=

PP

(7920-1000)

tw

K==?2

0

PP

-2750-1000

rw

QQK

=/=l0/2-5(L/min)

rOOi'Q

所以,此時(shí)測(cè)水的流量的測(cè)量范圍為0~5L/min

測(cè)苯的流量的修正系數(shù)為

()J^=

ppp

J=

(2750-1000)x831

n\f

K===0.87

0

fQ

PPP

-(2750-831)x1000

rfw

QQK

=/=5/0.87=5.75(L/min)

所以,此時(shí)測(cè)苯的流量的測(cè)量范圍為0~5.75L/mino

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(dòng)時(shí)使葉輪

旋轉(zhuǎn),

轉(zhuǎn)速與流體的流速成線性關(guān)系,磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)換器將葉輪的轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)換成相應(yīng)

的電脈沖信號(hào),反映流體流速的大小。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(cè)量精度高、可耐高

壓、反應(yīng)快、

便于遠(yuǎn)傳、不受干擾、容易磨損等特點(diǎn)。

37、用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)氣壓為0.65MPa、溫度為40℃的CO氣體

的流量時(shí),

2

若已知流量計(jì)讀數(shù)為50L/s,求CO的真實(shí)流量(已知CO在標(biāo)

準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的

22

3

密度為1.977kg/m)o

解由題知：p=0.101325MPa,

p=0.65+0.101325=0.751325(MPa)；T=293K,

010

33

T=273+40=313(K)；p=l.293kg/Nm；p=l.977kg/Nm,Q=50L/so

則

1010)!J_

p

■pT

1.293x0.751325x293

oio

0=O-50=105(L/s)

io

P

?p71.977x0.101325x313

101

3-37電磁流量計(jì)的工作原理是什么？它對(duì)被測(cè)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(chǎng)中流動(dòng)時(shí)

切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電磁感應(yīng)原理，流體的流速越

大，感應(yīng)電

動(dòng)勢(shì)也越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與流量成正比。電磁流量計(jì)只能用來(lái)

測(cè)量導(dǎo)電液

體的流量。

38、用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，測(cè)量范圍為。?10L/min,轉(zhuǎn)子用

密度為7920kg

3

/m的不銹鋼制成，若用來(lái)測(cè)量密度為0.831kg/L苯的流量，

問測(cè)量范圍

3

為多少？若這時(shí)轉(zhuǎn)子材料改為由密度為2750kg/m的鋁制成，

問這時(shí)用來(lái)

測(cè)量水的流量及苯的流量，其測(cè)量范圍各為多少？

333

Q

解由題知p=7920kg/m,p=0.831kg/L=831kg/m,p=1000/m,

二10

f/

to

L/min

測(cè)苯的流量的修正系數(shù)為

ppf^

(7920-1000)x831

w

K==^0.9

0

Q

PPP

-(7920-831)x1000

tfw

QQK

=/=10/0.9?11.l(L/min)

rOQ

所以，苯的流量測(cè)量范圍為。?11.IL/min。

3

當(dāng)轉(zhuǎn)子材料改為鋁時(shí)，p=2750kg/m,此時(shí)測(cè)水的流量的修正系

數(shù)為

r

pp

(7920-1000)

tw

K==?2

0

rQ

PP

-2750-1000

QQK

=/=10/2=5(L/min)

rOOrQ

所以，此時(shí)測(cè)水的流量的測(cè)量范圍為。?5L/min

測(cè)苯的流量的修正系數(shù)為

PPP

(2750-1000)x831

K===0.87

0

fQ

PPP

-(2750-831)x1(X)0

rfw

QQK

=/=5/0.87=5.75(L/min)

ff

rrOQ

所以，此時(shí)測(cè)苯的流量的測(cè)量范圍為。?5.75L/mino

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(guò)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(cè)了橢圓齒

輪的轉(zhuǎn)速，便可知被測(cè)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(shì)的大小來(lái)進(jìn)行測(cè)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(guò)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(guò)測(cè)出

漩渦產(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：利用液柱或物料堆積對(duì)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(duì)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(lái)

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(guò)測(cè)出電

量的變化測(cè)出物位。

(5)核輻射式物位儀表：利用核輻射透過(guò)物體時(shí)，其強(qiáng)度隨物

質(zhì)層的厚度

而變化的原理來(lái)工作。目前Y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(cè)出這些變化即可測(cè)出物位。

(7)光學(xué)式物位儀表：利用物位對(duì)光波的遮斷和反射原理工作。

3-46什么是液位測(cè)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？

解(1)當(dāng)被測(cè)容器的液位H=0時(shí)，差壓液位計(jì)所感受的壓差

△pWO

的現(xiàn)象，稱為液位測(cè)量時(shí)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(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(cè)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(duì)液

位測(cè)量的影響。

48.生產(chǎn)中欲連續(xù)測(cè)量液體的密度，根據(jù)已學(xué)的測(cè)量壓力及液位

的原理，試

考慮一種利用差壓原理來(lái)連續(xù)測(cè)量液體密度的方案。

A=&pg+私氣

Pi=P大氣

△P=-P、=Hpg

???當(dāng)"、g不變時(shí)，

%與p成正比。

。的測(cè)量的測(cè)量

3-48測(cè)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3-19圖），問這時(shí)用差壓變送器來(lái)測(cè)量

液位時(shí)，要

不要遷移？如要遷移，遷移量應(yīng)如何考慮？

題3-19圖高溫液體的液位測(cè)量

解：差壓液位計(jì)正壓室壓力

pghgllp

=P+P+

110

負(fù)壓室壓力

Pgh

=p+p

220

正、負(fù)壓室的壓差

pppgllhhg

A=-=p-(-)p

1221

Hphhg

二0時(shí)，△二—(―)po

21

Hp

這種液位測(cè)量時(shí)，具有“負(fù)遷移”現(xiàn)象，為了使=0時(shí)，A=0,

該差

hhg

壓變送器測(cè)液位時(shí)需要零點(diǎn)遷移，遷移量為(-)p

21

49.1）利用差壓式液位計(jì)可以測(cè)液體的分界面。

=，oP2，+（4+4）Plg+4

=（色+Z+力O）Pl￡+〃O

2=P\-P1=p\）g=K生

???△夕與分界面高度4成正比。

2）注意：

測(cè)量界面時(shí)，兩種液體應(yīng)互不相溶，且有明顯的密度差；

差壓變送器的正取壓口應(yīng)在最低分界面之下，負(fù)取壓口應(yīng)在

最高分界面之上，但不能高于容器內(nèi)的液位高度（即不能氣

相取壓。）

50、什么是液位測(cè)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(cè)容器的液位H=0時(shí)，差壓液位計(jì)所感受的壓差A(yù)pWO的

現(xiàn)

象，稱為液位測(cè)量時(shí)的零點(diǎn)遷移

在使用差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，一般壓差與液位高度H之間的

關(guān)系為：

=。這就是一般的“無(wú)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(cè)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。

若采用的是DDZ—III型差壓變送器，其輸出范圍為4?20mA的

電流信號(hào)。

“無(wú)遷移”時(shí)，

H=0,=