化工儀表自動化期末復(fù)習(xí)

第一章自動控制系統(tǒng)基本概念.化工自動化主要包括哪些內(nèi)容？①自動檢測系統(tǒng)②自動信號和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)③自動操縱及自動開停車系統(tǒng)④自動控制系統(tǒng).何謂自動控制？自動控制系統(tǒng)怎么形成的？各組成環(huán)節(jié)其什么作用？通過自動化裝置控制機(jī)器，使按照預(yù)定的程序工作。測量元件與變送器：準(zhǔn)確而及時檢測出生產(chǎn)過程中的各個有關(guān)參數(shù)（如壓力、流量、物位、溫度等），并將這些參數(shù)轉(zhuǎn)化為單元組合儀表的信號。自動控制器：將被控變量的測量值與給定值相比較，產(chǎn)生一定的偏差，控制儀表根據(jù)該偏差進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)運算，將運算結(jié)果以一定的信號形式送往執(zhí)行器，以實現(xiàn)對于被控變量的自動控制。執(zhí)行器：接收控制器送來的控制信號，改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定范圍內(nèi)。.閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)有什么不同？開環(huán)系統(tǒng)：自動機(jī)在操作時，一旦開機(jī)，就只能是按照預(yù)先規(guī)定好的程序周而復(fù)始地運轉(zhuǎn)。這時被控變量如果發(fā)生了變化，自動機(jī)不會自動地根據(jù)被控變量的實際工況來改變自己的操作。閉環(huán)系統(tǒng)：有針對性地根據(jù)被控變量的變化情況而改變控制作用的大小和方向，從而使系統(tǒng)的工作狀態(tài)始終等于或接近于所希望的狀態(tài)。.什么是反饋？什么是正反饋與負(fù)反饋？負(fù)反饋在自動控制中有什么重要意義？把系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）的輸出信號直接或經(jīng)過一些環(huán)節(jié)重新返回到輸入端的做法叫做反饋。反饋信號取負(fù)值，反饋信號能夠使原來的信號減弱，叫做負(fù)反饋。如果反饋信號取正值，反饋信號使原來信號加強(qiáng)，那么叫正反饋。當(dāng)被控變量y受到干擾的影響而升高時，只有負(fù)反饋才能使反饋信號z升高，經(jīng)過比較到控制器去的偏差信號e將降低，此時控制器將發(fā)出信號而使控制閥的開度發(fā)生變化，變化的方向為負(fù)，從而使被控變量下降回到給定值，這樣就達(dá)到控制的目的。.簡述被控對象，被控變量，操縱變量，擾動量，設(shè)定值和偏差的含義被控對象：是需要實現(xiàn)控制的設(shè)備、機(jī)械或生產(chǎn)過程。被控變量：對象內(nèi)要求保持一定數(shù)值（或按某一規(guī)律變化）的物理量。操縱變量：是受執(zhí)行器控制，具體實現(xiàn)控制作用的變量。擾動量：除操縱變量外，作用于被控對象并引起被控變量變化的因素。偏差：在控制系統(tǒng)中通常把設(shè)定值與測量值之差定義為偏差.根據(jù)設(shè)定值的形式，閉環(huán)控制系統(tǒng)可以分為哪幾類①定值控制系統(tǒng)（恒定給定值）②隨動控制系統(tǒng)（給定值隨機(jī)變化）③程序控制系統(tǒng)（給定值變化，但它是一個已知的時間函數(shù)）.為什么說研究控制系統(tǒng)的動態(tài)比靜態(tài)更有意義？這是因為在生產(chǎn)過程中干擾是客觀存在的是不可避免的干擾是破壞系統(tǒng)平衡狀態(tài)引起被控

變量發(fā)生變化的外界因素。在一個自動控制系統(tǒng)投入運行時，時時刻刻都有干擾作用于控制系統(tǒng)，從而破壞了正常的工藝生產(chǎn)狀態(tài)。此，就需要通過自動化裝置不斷施加控制作用去對抗或抵消干擾作用的影響，從而使被控變量保持在工業(yè)生產(chǎn)所要求控制的技術(shù)指標(biāo)上。所以，一個自動控制系統(tǒng)在正常工作時，總是處于一波未平，一波又起，波動不止，往復(fù)不息的動態(tài)過程中。顯然，研究自動控制系統(tǒng)的重點是研究系統(tǒng)的動態(tài)。.何謂階躍作用？為什么經(jīng)常采用階躍作用作為系統(tǒng)的輸入作用形式？在某一瞬間t0,干擾（輸入量）突然地階躍式的加到系統(tǒng)上，并繼續(xù)保持在這個幅度?？紤]到這種形式的干擾比較突然，比較危險，它對被控變量的影響也最大。如果一個控制系統(tǒng)能夠有效的克服這種類型的干擾，那么對其他比較緩和的干擾也一定能很好的克服，同時，這種干擾形式簡單，容易實現(xiàn)，便于分析、實驗和計算。.什么是自動控制系統(tǒng)的過渡過程？在階躍擾動作用下，其過渡過程有哪些基本形式？哪些過渡過程能基本滿足控制要求？系統(tǒng)由一個平衡狀態(tài)過渡到另一個平衡狀態(tài)的過程。非周期衰減過程（Y）、衰減震蕩過程（4）、等幅震蕩過程（對于控制質(zhì)量要求不高的場合，如果被控變量允許在工藝許可的范圍內(nèi)振蕩，才可采用。）、發(fā)散震蕩過程（X）10.衰減振蕩過程的品質(zhì)指標(biāo)有哪些？各自的含義是什么？最大偏差或超調(diào)量：最大偏差是指在過渡過程中，被控變量偏離給定值的最大數(shù)值。超調(diào)量是第一個峰值與新穩(wěn)定值之差。衰減比：衰減比是衰減程度的指標(biāo)，它是前后相鄰兩個峰值的比。習(xí)慣表示為n:1,一般n取為4?10之間為宜。余差:當(dāng)過渡過程終了時，被控變量所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的偏差叫做余差。過渡時間：從干擾作用發(fā)生的時刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時止，過渡過程所經(jīng)歷的時間叫過渡時間。震蕩周期或頻率：過渡過程同向兩波峰（或波谷）之間的間隔時間叫振蕩周期或工作周期，其倒數(shù)稱為振蕩頻率。.儀表位號由哪幾部分組成？各表示什么意義？儀表位號是由字母代號組合和阿拉伯?dāng)?shù)字編號兩部分組成。阿拉伯?dāng)?shù)字編號寫在圓圈的下半部，其第一位數(shù)字表示工段號，后續(xù)數(shù)字（二位或三位數(shù)字）表示儀表序號。.圖1-7是一自動式貯槽水位控制系統(tǒng)。（1）指出系統(tǒng)中被控對象，被控變量，操縱變量是什么？（2）畫出該系統(tǒng)的方塊圖（3）分析當(dāng)出水量突然增大時，該系統(tǒng)如何實現(xiàn)水位控制？進(jìn)水圖1-7貯槽水位控制系統(tǒng)進(jìn)水公槽；2—浮球，3一杠桿,4一針形網(wǎng)

13,某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定的操作溫度為900±10℃。考慮安全因素，控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過80℃,現(xiàn)設(shè)計的溫度定制控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下過渡過程曲線如圖113所示，求最大偏差，超調(diào)量，衰減比和振蕩周期，余差，過渡時間等過渡過程品質(zhì)指標(biāo)，并說明是否滿足題中的工藝要求.950時間/min圖1T3過渡過程曲線14.圖114為某列管式蒸汽加熱器的管道及儀表流程，說明圖中PI307，TRC303，F(xiàn)RC305所代表的意義。第二章過程特性及其數(shù)學(xué)模型.什么是被控對象特性？什么是被控對象的數(shù)學(xué)模型？就是用數(shù)學(xué)的方法來描述出對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。定量的表達(dá)對象輸入量與輸出量之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。非參量模型和參量模型.簡述建立對象數(shù)學(xué)模型的主要方法機(jī)理建模（根據(jù)對象或生產(chǎn)過程內(nèi)部機(jī)理，列寫出各種有關(guān)的平衡方程，從而獲得對象的數(shù)學(xué)模型）和實驗建模（得到一系列實驗數(shù)據(jù)或?qū)嶒炃€。然后對這些數(shù)據(jù)或曲線進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理，求取對象的特性參數(shù)，進(jìn)而得到對象的數(shù)學(xué)模型。有階躍反應(yīng)曲線法、矩形脈沖法）.描述對象特性的參數(shù)有哪些？各有何物理意義？放大系數(shù)K：數(shù)值上等于對象重新穩(wěn)定后的輸出變化量與輸入變化量之比。反映的是對象處于穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出和輸入之間的關(guān)系。時間常數(shù)T：當(dāng)對象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變化，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需要的時間就是時間常數(shù)滯后時間T對象在受到輸入作用后，被控變量卻不能立即而迅速地變化，這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。.何謂系統(tǒng)辨識和參數(shù)估計？應(yīng)用對象的輸人輸出的實測數(shù)據(jù)來確定其數(shù)學(xué)模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，通常稱為系統(tǒng)辨識。在已知對象數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過實測數(shù)據(jù)來確定其中的某些參數(shù)，稱為參數(shù)估計。5.對象特性參數(shù)（K,T,T）對控制通道有什么影響？放大系數(shù)K大，操縱變量的變化對被控變量的影響就大，即控制作用對擾動的補(bǔ)償能力強(qiáng)，余差也??；放大系數(shù)K小，控制作用的影響不顯著，被控變量的變化緩慢。但K太大，會使控制作用對被控變量的影響過強(qiáng)，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。在相同的控制作用下，時間常數(shù)T大，則被控變量的變化比較緩慢，此時對象比較平穩(wěn)，容易進(jìn)行控制，但過渡過程時間較長；若時間常數(shù)T小，則被控變量變化速度快，不易控制。時間常數(shù)太大或太小，在控制上都將存在一定困難，因此，需根據(jù)實際情況適中考慮。滯后時間的存在，使得控制作用總是落后于被控變量的變化，造成被控變量的最大偏差增大，控制質(zhì)量下降。因此，應(yīng)盡量減小滯后時間。.對象特性參數(shù)（K,T,T）對干擾通道有什么影響？放大系數(shù)K大對控制不利，因為，當(dāng)擾動頻繁出現(xiàn)且幅度較大時，被控變量的波動就會很大，使得最大偏差增大；而放大系數(shù)K小，既使擾動較大，對被控變量仍然不會產(chǎn)生多大影響。時間常數(shù)T大，擾動作用比較平緩，被控變量變化較平穩(wěn)，對象較易控制。純滯后的存在，相當(dāng)于將擾動推遲T0時間才進(jìn)入系統(tǒng)，并不影響系統(tǒng)的品質(zhì)；而容量滯后的存在，則將使階躍擾動的影響趨于緩和，被控變量的變化相應(yīng)也緩和些，因此，對系統(tǒng)是有利的。.對象的純滯后和容量滯后各是什么原因造成的？對控制過程有什么影響？純滯后T0的產(chǎn)生一般是由于介質(zhì)的輸送需要一段時間而引起的。容量滯后一般是由于物料或能量的傳遞需要通過一定阻力而引起的。自動控制系統(tǒng)中，滯后的存在是不利于控制的。即系統(tǒng)受到干擾作用后，由于存在滯后，被控變量不能立即反映出來，于是就不能及時產(chǎn)生控制作用，整個系統(tǒng)的控制質(zhì)量會受到嚴(yán)重的影響。所以，在設(shè)計和安裝控制系統(tǒng)時，都應(yīng)當(dāng)盡量把滯后時間減到最小。第三章檢測儀表與傳感器.何謂測量誤差？測量誤差的表示方法有哪兩種？各是什么意義？在測量過程中，由于所使用的測量工具本身不候準(zhǔn)確，觀測者的主觀性和周圍環(huán)境的影響等等，使得測量的結(jié)果不可能絕對準(zhǔn)確，由儀表讀得的被測值與被測量真值之間，總是存在一定的差距，這一差距就稱為測量誤差。測量誤差通常有兩種表示方法，即絕對誤差和相對誤差。絕對誤差在理論上是指議標(biāo)指示值xi和被測量的真值xt之間的差值，可表示為△=xi-xt或者△=x-xo相,對誤差等于某一點的絕對誤差△與標(biāo)準(zhǔn)表在這一點的指示值x0之比，可表示為v=△/x0=（x-x0）/x0.何謂儀表的相對百分誤差和允許相對百分誤差？可表示為相對百分誤差：絕對誤差折合成儀表測量范圍的百分?jǐn)?shù)，可表示為5= "max X100%測量范圍上限值^測量范圍下限值允許相對誤差：在正常情況下允許的最大誤差，可表示為八，儀表允許的最大絕對誤差值 sc。5=± X100%允 測量范圍上限值-測量范圍下限值.何謂儀表的精度等級？一臺儀表的允許相對百分誤差為±0.7%，請問其精度等級為？將儀表允許的相對百分誤差的“土”號及“％”去掉后的數(shù)值便可以用來確定儀表的精確度等級。目前常用的精確度等級有0.005,0.02,0.05,0.1，0.2,0.4,0.5，1.0，1.5,2.5,4.0等。本儀表精度等級為1.0級.表壓力，絕對壓力，負(fù)壓（真空度）之間有何關(guān)系？P表壓「絕對壓力0大氣壓力 「真空度0大氣壓力0絕對壓力.測壓儀表有哪幾類？各基于什么原理？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：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：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：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：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祛碼的質(zhì)量來進(jìn)行測量的。.作為感受壓力的彈性元件有哪幾種？簡述單簧管壓力表的測壓原理。彈簧管式彈性元件、波紋管式彈性元件、薄膜式彈性元件。測壓原理是將被測壓力通入彈簧管后，由于彈簧管的變形使其自由端發(fā)生位移，放大后就可以由指針在儀表盤上指示出相應(yīng)的壓力值。.霍爾片式壓力傳感器是如何利用霍爾效應(yīng)實現(xiàn)壓力測量的？霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的,即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，從而實現(xiàn)壓力的測量。即uh=rhbiuh為霍爾電勢；rh為霍爾常數(shù)，與霍爾片材料、幾何形狀有關(guān)；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；I為控制電流的大小。當(dāng)被測壓力引入后，在被測壓力作用下，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，因而改變了霍爾片在非均勻磁場中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢與被測壓力成比例。.電容式差壓傳感器的工作原理是什么？有何特點？先將壓力的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后進(jìn)行測量。結(jié)構(gòu)簡單、精度高（可達(dá)0.2級）、穩(wěn)定性好、可靠性高于抗振性強(qiáng)等特點。.壓力計安裝需要注意什么問題？①壓力計應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方。②安裝地點應(yīng)力求避免振動和高溫影響。測量蒸汽壓力時，應(yīng)加裝凝液管，以防止高溫蒸汽直接與測壓元件接觸；對于有腐蝕性介質(zhì)的壓力測量，應(yīng)加裝有中性介質(zhì)的隔離罐。④壓力計的連接處，應(yīng)根據(jù)被測壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏。⑤當(dāng)被測壓力較小，而壓力計與取壓口又不在同一高度時，對由此高度而引起的測量誤差應(yīng)按△p=±Hpg進(jìn)行修正。式中H為高度差，p為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度。⑥為安全起見，測量高壓的壓力計除選用有通氣孔的外，安裝時表殼應(yīng)向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。.流量檢測的方法主要有哪兩大類？他們又各自包含哪些檢測方法？分為質(zhì)量流量（質(zhì)量流量計）和體積流量（速度式流量計、容積式流量計）。.簡述差壓式流量計測量流量的原理。是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體經(jīng)過節(jié)流裝置產(chǎn)生的壓力差來實現(xiàn)流量測量的。12.橢圓齒輪流量計的基本工作原理和特點是什么？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，便可知被測流體的流量。使用特點為：適用于高黏度介質(zhì)的流量測量。測量精度較高，壓力損失較小，安裝使用也較方便。橢圓齒輪流量計的入口端必須加裝過濾器。橢圓齒輪流量計的使用溫度有一定范圍。橢圓齒輪流量計的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本較高。.簡述漩渦流量計中漩渦頻率的熱敏檢測法采用箱電阻絲作為漩渦頻率的轉(zhuǎn)換元件。在圓柱形發(fā)生體上有一段空腔（檢測器），被隔墻分成兩部分。在隔墻中央有一小孔，小孔上裝有一根被加熱了的細(xì)柏絲。在產(chǎn)生漩渦的一側(cè)，流速降低，靜壓升高，于是在有漩渦的一側(cè)和無漩渦的一側(cè)之間產(chǎn)生靜壓差。流體從空腔上的導(dǎo)壓孔進(jìn)入，像未產(chǎn)生漩渦的一側(cè)流出。流體在空腔內(nèi)流動時將柏絲上的熱量帶走，粕絲溫度下降，導(dǎo)致其電阻值減小。由于漩渦是交替地出現(xiàn)在柱狀物的兩側(cè)，所以鉑熱電阻絲阻值的變化也是交替的，且阻值變化的頻率與漩渦產(chǎn)生的頻率相對應(yīng)，故可通過測量鉑絲阻值變化的頻率來推算流量。.根據(jù)工作原理不同，物位測量儀表分為哪些主要類型？他們各自的工作原理是什么？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，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)式物位儀表:利用物位對光波的遮斷和反射原理工作.差壓式液位變送器的工作原理是什么？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。.什么是液位測量時的零點遷移問題？在使用差壓變送器測量液位時，一般壓差A(yù)p與液位高度H之間的關(guān)系為：Ap=Hpg。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。當(dāng)H=0時，Ap=-(h2-h)p2g豐0，此為“有遷移”情況。調(diào)節(jié)儀表上的遷移彈簧，以抵消固定壓差(h2-hJP2g的作用,此為“零點遷移”方法。這里遷移彈簧的作用,其實質(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。.簡述電容式物位計的工作原理。在電容和電極之間，充以不同的介質(zhì)時，電容量的大小也有所不同。因此，可通過電容量的變化來檢查液位、料位和兩種不同的液位分界面。.熱電偶溫度計的測溫原理是什么？利用熱電效應(yīng)：任何兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成的閉合回路，如果它們的兩個接點分別置于溫度各為t及t0的熱源中，則在該回路內(nèi)就會產(chǎn)生熱電勢。.熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是什么？在選擇使用補(bǔ)償導(dǎo)線時需要注意什么？能保證熱電偶冷端溫度保持不變，又經(jīng)濟(jì)。要注意型號相配(在一定溫度范圍內(nèi)(0?100℃)與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，其材料是廉價金屬).用熱電偶測溫時為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？采用補(bǔ)償導(dǎo)線后，把熱電偶的冷端從溫度較高和不穩(wěn)定的地方，延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的操作室內(nèi)，但冷端溫度還不是0℃。而工業(yè)上常用的各種熱電偶的溫度一熱電勢關(guān)系曲線是在冷端溫度保持為0c的情況下得到的，與它配套使用的儀表也是根據(jù)這一關(guān)系曲線進(jìn)行刻度的，由于操作室的溫度往往高于0℃,而且是不恒定的，這時，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢必然偏小，且測量值也隨冷端溫度變化而變化，這樣測量結(jié)果就會產(chǎn)生誤差。因此，在應(yīng)用熱電偶測溫時，又有將冷端溫度保持為0℃,或者進(jìn)行一定的修正才能得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果.冷端溫度保持為0℃的方法；冷端溫度修正法；校正儀表零點法；補(bǔ)償電橋法；補(bǔ)償熱電偶法。.什么是軟測量技術(shù)？依據(jù)易測過程變量與難以直接測量的待測過程變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過各種數(shù)學(xué)計算和估計方法，實現(xiàn)對待測過程變量的測量。22.某一標(biāo)尺為0~1000℃的溫度計出廠前經(jīng)校驗，其刻度標(biāo)尺上的各點結(jié)果為下表.被校表讀數(shù)/℃0200400-1.,1xrjiv.9一600700800900>LA>.1000標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃02014026047068059031001(1)求出該溫度計的最大絕對誤差值(2)確定該溫度計的等級.如果某反應(yīng)器最大壓力為0.8MPa,允許最大絕對誤差為0.01MPa?，F(xiàn)用一臺測量范圍為0~1.6MPa,精度為1級的壓力表測量，能否符合工藝上的誤差要求？若采用一臺測量范圍為0~1.0MPa,精度為1級的壓力表測量，能符合誤差要求嗎？說明理由..如何根據(jù)待測工藝變量的要求來選擇儀表的量程和精度？現(xiàn)欲測往復(fù)泵出口壓力（約1.2MPa），工藝要求±0.05MPa，就地指示?？晒┻x擇的彈簧管壓力表的精度為1.0,1.5,254.0級，測量范圍為0~1.6,0?2.5,0~4.0MPa。試選擇壓力表的量程和精度（提示：往復(fù)泵出口壓力波動大）。.有一臺用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子密度為7900kg/m3,不銹鋼，用它來測量密度為790kg/m3的某液體介質(zhì)，當(dāng)儀表讀數(shù)為5m3/h時，被測介質(zhì)的實際流量是多少？如果轉(zhuǎn)子是由鋁制成，密度2750kg/m3其他條件不變，則被測介質(zhì)的實際流量是多少？.現(xiàn)用一只銀銘-銅銀熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30℃，顯示儀表是動圈儀表（即XCZ-101），此儀表的機(jī)械零位是0℃，這時指示值為400℃，若認(rèn)為換熱器溫度為430℃，對不對？為什么？正確值是多少？第四章自動控制儀表1.簡述控制器在自動控制系統(tǒng)中的作用。將被控變量的測量值與給定值相比較，產(chǎn)生一定的偏差，控制儀表根據(jù)該偏差進(jìn)行一定的數(shù)學(xué)運算，并將運算結(jié)果以一定的信號形式送往執(zhí)行器，以實現(xiàn)對被控變量的自動控制。2.控制器的控制規(guī)律是指什么？常用的控制規(guī)律有哪些？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p=f(e)。位式控制、比例控制、積分控制和微分控制。.什么是位式控制？它有什么特點？位式控制器的輸出只有數(shù)個特定的數(shù)值，或它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)只有數(shù)個特定的位置。特點：位式控制器結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、易于實現(xiàn)，應(yīng)用較普遍。但它的控制作用不是連續(xù)變化的，由它所構(gòu)成的位式控制系統(tǒng)其被控變量的變化將是一個等幅振蕩過程，不可能使被控變量穩(wěn)定在某一個數(shù)值上。.什么是比例控制規(guī)律？它有什么特點？比例控制規(guī)律(P)是指控制器的輸出信號變化量戶與輸入偏差信號變化量e之間成比例關(guān)系，即夕二kJe 式中kp——比例放大系數(shù)。比例控制的優(yōu)點是反應(yīng)快、控制及時，其缺點是當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷改變時，控制結(jié)果有余差存在。.什么是比例控制的余差？為什么比例控制會產(chǎn)生余差？比例控制過程結(jié)束時，被控變量的新穩(wěn)態(tài)值將低于給定值，它們之間的差就叫做余差。比例控制器的輸出信號p與輸入偏差e之間成比例關(guān)系：為了克服擾動的影響，控制器必須要有控制作用，即其輸出要有變化量，而對于比例控制來講，只有在偏差不為零時，控制器的輸出變化量才不為零，這說明比例控制會永遠(yuǎn)存在余差。.何謂比例控制器的比例度？它的大小對系統(tǒng)過渡過程或控制質(zhì)量有什么影響？數(shù)值上比例度等于輸入的變化相對值與相應(yīng)的輸出變化相對值之比的百分?jǐn)?shù);使控制器的輸出變化滿刻度時，相應(yīng)的儀表測量值變化占儀表測量范圍的百分?jǐn)?shù)。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，可能會出現(xiàn)發(fā)散振蕩。.什么是積分控制規(guī)律？什么是比例積分控制規(guī)律？它有什么特點？積分控制規(guī)律是指控制器的輸出變量戶與輸入偏差e的積分成正比，p=KIedtI在比例控制的基礎(chǔ)上，再加上積分控制作用，便構(gòu)成比例積分控制規(guī)律，其輸出p與輸入e的關(guān)系為：p=K(e+KIedt)P I特點是控制緩慢，但能消除余差。比例積分控制規(guī)律的特點是控制既及時，又能消除余差。.什么是微分控制和比例微分控制？它有什么特點?微分控制規(guī)律是指控制器的輸出變化量戶與輸入偏差e微分控制規(guī)律是指控制器的輸出變化量戶與輸入偏差e的變化速度成正比，即ddep=T—Ddt在比例控制的基礎(chǔ)上，再加上微分控制作用，便構(gòu)成比例微分控制規(guī)律，其輸出p與輸入e的關(guān)系為p=KP（e+TDD區(qū)）特點是有一定的超前控制作用，能抑制系統(tǒng)振蕩，增加穩(wěn)定性（但微分作用不宜過強(qiáng)），但對靜態(tài)偏差無控制能力。一般不單獨使用微分作用，而是與比例作用同時使用。如果要消除余差，就得再加上積分控制作用，構(gòu)成比例積分微分三作用控制規(guī)律^⑼。.什么是積分時間？它對系統(tǒng)過渡過程有什么影響？在比例積分控制中，對控制器輸入一個幅值為A的階躍變化，立即記下輸出的階躍變值并開動秒表開始計時，當(dāng)輸出達(dá)到躍變值的兩倍時，此時間就是TITI過大，積分作用不明顯，余差消除很慢，T/、，易于消除余差，但系統(tǒng)振蕩加劇。.什么是微分時間？它對系統(tǒng)過渡過程有什么影響？微分時間是用來表示微分控制作用強(qiáng)弱的一個參數(shù)。微分時間T。越大，表示微分控制作用越強(qiáng)。增加微分時間Td，能克服對象的滯后，改善系統(tǒng)的控制質(zhì)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但微分時間不能太大，否則有可能引起系統(tǒng)的高頻振蕩。.為什么積分控制能消除余差？當(dāng)偏差存在時，輸出信號將隨時間增加（或減?。．?dāng)偏差為零時，輸出才停止變化而穩(wěn)定在某一值上。.為什么微分控制規(guī)律不能單獨使用？它的輸出不能反映偏差的大小，假如偏差固定，即使數(shù)值很大，微分作用也沒有輸出，因而控制結(jié)果不能消除偏差。.一臺DDZIII型溫度比例控制器，測量的全量程是0~1000℃,當(dāng)指示值變化100℃,控制器比例度為80%,求相應(yīng)的控制器輸出將變化多少？.某臺DDZIII型比例積分控制器，比例度為100%,積分時間為2min。穩(wěn)態(tài)時,輸出為5mA。某瞬間，輸入突然增大0.2mA,輸出將由5mA變化到多少？（提示：對于該臺比例積分控制器來說，輸入范圍和輸出范圍相同，均為4~20mA）第五章執(zhí)行器.按能源形式，執(zhí)行器分為哪幾種？工業(yè)上為什么大多數(shù)使用氣動執(zhí)行器？分為氣動、電動、液動三大類。結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、平穩(wěn)、輸出推力較大、維修方便、防火防爆，而且價格較低。.氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各有什么特點？主要有薄膜式和活塞式兩種。薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、維修方便、應(yīng)用最為廣泛。它可以用作一般控制閥的推動裝置，組成氣動薄膜式執(zhí)行器，習(xí)慣上稱為氣動薄膜控制閥。氣動活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的特點是推力大，主要適用于大口徑、高壓降的控制閥或蝶閥的推動裝置。.最為常用的控制閥是？它相比于直通單座控制閥有何特點？直通雙座控制閥。不平衡力小、泄露量較大。.控制閥的流量特性指的是什么？指被控介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的相對開度（或相對位移）之間的關(guān)系，即旦二d4Qmax IL）.何謂控制閥的理想流量特性和工作流量特性？理想流量特性有哪幾種？在不考慮控制閥前后壓差變化時得到的流量特性稱為理想流量特性。在實際生產(chǎn)中，控制閥前后壓差總是變化的，這時的流量特性稱為工作流量特性。直線流量特性、等百分比（對數(shù)）流量特性、拋物線流量特性、快開型流量特性.最常用的理想流量特性是？與線性特性相比，它有什么優(yōu)點？等百分比流量特性。其放大系數(shù)隨相對流量的增加而增加，在同樣的行程變化值下，流量小時，流量變化小，控制平穩(wěn)緩和；流量大時，流量變化大，控制靈敏有效。.什么是控制閥的可調(diào)范圍？在串、并聯(lián)管道中可調(diào)范圍為什么會變化？其所能控制的最大流量Qmax與最小流量Qmin的比值，即R=Qm-min因為在串并聯(lián)管道中都會使閥的理想流量特性發(fā)生畸變且會使控制閥的可調(diào)范圍降低,其中在串聯(lián)管道中,Qmax減小，在并聯(lián)管道中,Qmin增加..什么是串聯(lián)管道的阻力比s？s值的減小為什么會使理想流量特性發(fā)生畸變？s值表示控制閥全開時閥上壓力差與系統(tǒng)總壓差之比。當(dāng)s=1時，說明系統(tǒng)總壓差全部降在控制閥上，所以控制閥在工作過程中，隨著閥開度的變化，閥兩端的壓差是不變的，故工作流量特性與理想流量特性是一致的。當(dāng)s值小于1時，系統(tǒng)的總壓差一部分降在控制閥，另一部分降在與控制閥串聯(lián)的管道上。隨著閥的開度增大，流量也增加，降在串聯(lián)管道上的壓差增加，從而是使降在控制閥上的壓差減少，因而流過控制閥的流量也減少。所以隨著s值減少，會使理想流量特性發(fā)生畸變，閥的開度越大，使實際流量值離開理想值越大。具體來說，會使理想的直線流量特性畸變?yōu)榭扉_特性，使理想的等百分比流量特性畸變?yōu)橹本€特性。.什么是并聯(lián)管道中的分流比x？試說明x值變化對控制閥流量特性的影響x值表示并聯(lián)管道時控制閥全開時的流量Q1max與總管最大流量Qmax之比當(dāng)x=1時，說明流過控制閥的流量等于總管的流量，即旁路流量為零，如果這時閥的流量為理想流量特性，那么，隨著x值的減少，說明流過旁路的流量增加。這時，控制閥即使關(guān)死，也有一部分流體從旁路通過，所以控制閥所能控制的最小流量比原先的大大增加，使控制閥的可調(diào)范圍減小，閥的流量特性發(fā)生畸變。.什么叫氣動執(zhí)行器的氣開式和氣關(guān)式？其選擇原則是什么？隨著送往執(zhí)行器的氣壓信號的增加，閥逐漸打開的稱為氣開式，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，生產(chǎn)過程或設(shè)備比較危險的選氣開式；閥全關(guān)時，生產(chǎn)過程或設(shè)備比較危險的應(yīng)選擇氣關(guān)式。第六章簡單控制系統(tǒng).何謂簡單控制系統(tǒng)？畫出一個簡單系統(tǒng)的典型方塊圖？簡單控制系統(tǒng)通常是指由一個測量元件、變送器、一個控制器、一個控制閥和一個對象所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)。.被控變量的選擇應(yīng)遵循哪些原則？①被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或能反映工藝操作狀態(tài)，一般是工藝過程中較重要的變量。②被控變量在工藝操作過程中經(jīng)常要受到一些干擾影響而變化。為維持其恒定，需要較頻繁的調(diào)節(jié)。③盡量采用直接指標(biāo)作為被控變量。當(dāng)無法獲得直接指標(biāo)信號，或其測量和變送信號滯后很大時，可選擇與直接指標(biāo)有單值對應(yīng)關(guān)系的間接指標(biāo)作為被控變量。④被控變量應(yīng)能被測量出來，并具有足夠大的靈敏度。⑤選擇被控變量時，必須考慮工藝合理性和國內(nèi)儀表產(chǎn)品現(xiàn)狀。⑥被控變量應(yīng)是獨立可控的。.操縱變量的選擇應(yīng)遵循哪些原則？①操縱變量應(yīng)是可控的，即工藝上允許調(diào)節(jié)的變量。②操縱變量一般應(yīng)比其他干擾對被控變量的影響更加靈敏③在選擇操縱變量時，除了從自動化角度考慮外，還要考慮工藝的合理性與生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。.什么叫可控因素和不可控因素（變量）？當(dāng)存在若干個可控因素時，應(yīng)如何選擇操縱變量才是比較合理的控制元素？工藝上允許加以控制的變量稱為可控變量；否則稱不可控變量。當(dāng)存在若干個可控因素時