【正文】 《給排水工程 儀表與控制 》 第二版 思考題與習題 答案 第一章 ？與人工控制系統有什么共同點？有什么差別？ 2．自動控制系統有哪些基本組成部分 ?各部分的作用是什么？ 答： 一個自動控制系統只要由以下基本見構成：①整定文件：也稱給定文件，給出了被控量應取的值②測量元件：檢測被控量的大?、郾容^文件：用來得到給定值與被控量之間的誤差④放大元件：用來將誤差信號放大，用以驅動執(zhí)行機構⑤執(zhí)行元件：用來執(zhí)行控制命令，推動被控對象⑥校正元件：用來改善系統的動靜性能⑦能源元件：用來提供控制系統所需的能量。 3．自動控制系統由哪些形式？ 答： (1)閉環(huán)控制 。(2)開環(huán)控制； (3)復合控制。 4．方塊圖和傳遞函數有什么作用？ 答：方塊圖和傳遞函數是自動化理論的重要基礎。通過方塊圖可以直接看出各環(huán)節(jié)的聯系，及環(huán)節(jié)對信號的傳遞過程；而傳遞函數可以用來描述環(huán)節(jié)或自動控制系統的特性，將輸入輸出關系一目了然表示出來。 5. .分析各種典型環(huán)節(jié)的動態(tài)特性極其特點。 ①比例環(huán)節(jié)也稱放大環(huán)節(jié)，特點是當輸入信號變化時輸出信號會同時以一定的比例復現輸入信號的變化。傳遞函數： G（ s） =k（ k 為放大系數）， Y（ s） =KX（ s） ,y(t)=kx(t)。②一階環(huán)節(jié)也稱一階慣性環(huán)節(jié)，當輸入信號做階躍變化后，輸出信號立刻以最大速度開始變化，曲線斜率最大，而后變化速度開始放慢，并越來越慢，最后達到一個新的穩(wěn)定狀態(tài)。傳遞函數：G(s)=k/Ts+1,X(s)=A/S(xu=A)。③積分環(huán)節(jié)：只要有輸入信號存在，輸出信號就一直等速的增加或減小，隨著時間而積累變化。傳遞函數： G（ s） =k/b*s Y(s)=kX(s)/TiS y(t)=k/Ti ∫ x(t)dt。④微分環(huán)節(jié)：微分作用的輸出變化與微分相同和輸入信號的變化速度成比例而與輸入信號大 小無關，即輸入信號變化速度愈快，微分時間越長，微分環(huán)節(jié)輸出信號也愈大。傳遞函數： G(s)=Td*S， Y(s)=Td*S*X(s)， y(t)=Td*dx(t)/dt。⑤純滯后環(huán)節(jié)：當輸入信號產生一個階躍變化時，他的輸出信號即不是立刻反應輸入信號的變化，也不是慢慢的反應，而是要經過一段純滯后時間以后才等量的復現輸入信號的變化。傳遞函數： G(s)=e﹣ zs， Y（ s） =e﹣ zs*X(s) y(t)=x(tτ )。 6．評價自動控制系統的過渡過程有哪些基本指標？ 答：評價自動控制系統的過渡過程基本指標有： (1)最大偏 差 A； (2)過渡時間 ts。(3)余差 C；(4)衰減比； (5))振蕩周期 Tp. ？ 答：常用控制方式有： (1)位式控制； (2)比例控制； (3)比例積分控制； (4)比例積分微分控制。 、積分、微分控制有哪些作用？如何應用？ 9．邏輯代數有哪些基本運算？有哪些基本性質？ 答：邏輯代數基本運算有： (1)單變量運算 :‘‘非’’函數，‘‘是’’函數； (2)雙變量 (多變量 )運算：‘‘與’’函數，‘‘或’’函數。 基本性質為：置換律、結合律。 ？ 11 卡諾圖如何繪制？ 怎樣由 卡諾圖建立或簡化邏輯表發(fā)式？ 答： 1. 2. 基本方法是：化步伐邏輯關系式或真值表中的各項對應地填入圖中，標為‘‘ 1’’，余下的空格填為‘‘ 0’’；當響鈴的偶數個格 (對稱的 )皆為‘‘ 1’’時，就可將之合并簡化為邏輯表達式的一項，其余變量之間為邏輯乘關系，其余‘‘ 0’’項不考慮。 ？ ？ 14．智能控制系統的基本功能 和特點 是什么？ 答：智能控制系統的基本功能是： (1)容錯性； (2)多模態(tài)性； (3)全局性； (4) 混合模型和混合計算； (5)學習和聯想記憶能力； (6)動態(tài)自適應性； (7)組織協調能力。 特點： 第二章 檢測儀器有哪些基本部分組成？各有什么作用？ 答：檢測儀器的基本組成部分有傳感器、變換器、顯示器以及連接它們的傳輸通道。 傳感器的作用： 感受到 被檢測參數的變化，直接從對象中提取被檢測參數的信息，并轉換成一相應的輸出信號。變換機的作用：將傳感器的輸出信號進行遠距離傳送、放大、線性變化貨轉變成統一的信號，供給顯示器等。顯示器的作用：想觀察者顯示被檢測數值的大小。傳輸通道的作用：連接儀表的各個環(huán)節(jié)，給各環(huán)節(jié)的輸入和輸出提供通道。 檢測 儀表的性能指標是什么？簡述重要性能指標 。 答：儀表的性能指標是評價儀表性能的好壞、質量優(yōu)劣的重要依據，它也是正確選擇和使用儀表，以達準確檢測之目的所必須的具備和了解的知識。詳見 P7177。 水質自動監(jiān)測站點如何選擇？ 答 ： 在主要污染部分的上游設對照子站，監(jiān)測本區(qū)域污染前的水質狀況；在主要污染部分設立污染監(jiān)測子站，監(jiān)測本地區(qū)貨城市對河流的污染程度，并追蹤污染情況的變化；在主要污染區(qū)的下游，設立水質自凈情況監(jiān)測子站，檢查水的自凈情況以及帶給下游的污染物程度。詳見 P108109 PH測量的基本方法和原理是 什么？ 答： PH 測量的基本方法：電極電位法。原理是： PH 計 其主體是一個精密電位計，將 電極 插在被測溶液中，組成一個電化學原電池，通過測量原電池的電動勢并直接用 pH 值表示出來。酸度 計種類繁多，但其結構均由 電極 系統和高阻抗的電子管或晶體管直流毫伏計兩部分組成。 電極 與待測溶液組成原電池，以毫伏計測量 電極 間的電位差，電位差經放大電路放大后，由電流表或數碼管顯示。 溶解氧測量的基本方法和原理是什么？ 答： 碘量法：在水中加入硫酸錳和堿性碘化鉀，水中的溶解氧將二價的錳氧化成四價錳，并生成氫氧化物沉淀。加酸后 ，沉淀溶解，四價錳又可氧化碘離子而釋放出與溶解氧量相當的游離碘。以淀粉為指示劑，用硫代硫酸鈉標準溶液滴定釋放出的碘，可計算出溶解氧含量。 高錳酸鉀法：用高錳酸鉀氧化亞鐵離子，消除干擾，過量的高錳酸鉀用草酸鈉溶液除去，生成的高價鐵離子用氟化鉀掩蔽。 疊氮化鈉修正法：疊氮化鈉在酸性條件下將亞硝酸根分解破壞。 膜電極法：氧敏感膜電極浸沒在電解質溶液中的兩個金屬電極和氧選擇性半透膜組成。氧半透膜只允許透過半透膜和其他氣體，而幾乎完全阻擋水和溶解性固體。透過膜的氧在陰極上還原，產生的擴散電流與水樣中氧的濃度成正比，將 濃度信號變成電信號，由電流計讀出。 電導測定法：利用非導電元素或化合物與溶解氧反應產生能導電的離子，如氧化氮氣與溶解氧生成硝酸根離子，增加電導率，即可求得溶解氧含量。 色度測量的基本方法和原理是什么？ 答： 未找到 濁度測量的基本方法和原理是什么？ 答：濁度測量的基本方法：透光測定法，散色光測定法，透射光和散射光比較測定法，表面散射光法。原理都是光電光度法。 生化需氧量測量的基本方法和原理是什么？ 答：生化需氧量（ BOD）測量的基本方法：五天培養(yǎng)法、檢壓法、庫倫法、微生物電極法等。 五天培養(yǎng)法：水樣經過稀釋 后，在（ 20177。 1℃）條件下培養(yǎng) 5 天，求出培養(yǎng)前后水樣中溶解 氧含量，二者的差值記為 BOD5。如果水樣的五日生化需氧量未超過 7mg/L，則不必進行稀釋，可直接測定。 檢壓法：將水樣置于裝有一個以 CO2 吸收劑小池的密閉培養(yǎng)瓶中，當水樣中的有機物被微生物氧化分解時，消耗的溶解氧則由氣體管中的氧氣補充，產生的 CO2 又被吸收池中的吸收劑吸收，結果導致密閉系統的壓力降低，用壓力計測出的壓力降低值來求出水樣中的 BOD 值，在實際測量中，先用葡萄糖 — 谷氨酸標準溶液校正壓力計，即可從壓力計中直接讀出水樣的BOD 值。 化學需氧量（ COD）測量的基本方法和原理是什么？ 答：基本方法有：重鉻酸鉀法，堿性高錳酸鉀法，酸性高錳酸鉀法 重鉻酸鉀法：水在酸性溶液中加熱回流 2h，一定量的重鉻酸鉀氧化水中的還原物質，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定。 酸性高錳酸鉀法：水樣在酸性條件下，加入高錳酸鉀溶液，使水中有機物被氧化，剩余的高錳酸鉀以草酸回滴，然后根據實際消耗的高猛酸鉀計算出化學耗氧量。 堿性高錳酸鉀法：在堿性溶液中，高錳酸鉀氧化水中的還原性物質，酸化后，加入過量的草酸鈉溶液，再用高錳酸鉀溶液滴定至微紅色。 紫外（ UV）吸收測量的基本方法和原理是什么？ 答：測定方法：分光光度法，原理：選一定波長的光照射被測物質溶液