【正文】 （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。36 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)/MPa0246810 被校表正行程讀數(shù)/MPa0 被校表反行程讀數(shù)/MPa0(1)求出該壓力表的變差；(2)問(wèn)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)/MPa0246810被校表正行程讀數(shù)/MPa01 98被校表反行程讀數(shù)/MPa0壓力表的變差/%0被校表正、行程讀數(shù)平均值/MPa0儀表絕對(duì)誤差/ MPa0由以上數(shù)據(jù)處理表知，該壓力表的變差：%；（2）儀表誤差：；但是，%%。8C，問(wèn)該溫度儀表是否符合要求？解 (1) 校驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃02004006007008009001000被校表讀數(shù)/℃02014026047068059031001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℃；(2)儀表誤差：，；(3)儀表的基本誤差：Dm=1000180。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。106=10s）當(dāng)t=T時(shí)， eo=5(1eT/T)= 5(1e1)=；當(dāng)t=2T時(shí)，eo=5(1e2T/T)= 5(1e2)=；當(dāng)t=3T時(shí)，eo=5(1e3T/T)= 5(1e3)=。試畫出ei突然由0階躍變化到5V時(shí)的eo變化曲線，并計(jì)算出t＝T、t＝2T、t＝3T時(shí)的eo值。滯后現(xiàn)象用滯后時(shí)間t表示。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。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。=:=4；余差C== （℃）。題解120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。 120 題l20(a) 圖是蒸汽加熱器的溫度控制原理圖。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119圖 溫度控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線解 最大偏差A(yù)=950900=50（℃）；超調(diào)量B=950908=42（℃）；由于B162。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177。 119 某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為(900177。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)。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)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)?；?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量?？叵到y(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。題15圖 加熱器控制流程圖解 PI307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；TRC303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；FRC305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。 《儀表與自動(dòng)化》第二版第1章 自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念13 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。 17 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(kāi)啟度，從而改變操縱變量的大小。給定值（或設(shè)定值或期望值）——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。操縱介質(zhì)(操縱劑)——用來(lái)實(shí)現(xiàn)控制作用的物料。題111圖 反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)解 該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖題解111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。112 題111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(kāi)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。隨動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）——給定值隨機(jī)變化的系統(tǒng)。10)℃。1%（即900180。=918908=10（℃），所以，衰減比n=B:B162。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120(b) 圖所示?？赡艽嬖诘母蓴_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。第2章 被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型21什么是對(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。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。28 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t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。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)。題212圖 RC電路解 RC電路的微分方程為當(dāng)ei=5V時(shí)，微分方程的解為eo=5(1et/T) = 5(1et/10) (V)（該系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T=RC=5180。題解212圖 RC電路的階躍響應(yīng)曲線 213 已知一個(gè)簡(jiǎn)單水槽，水槽中的液體由正位移泵抽出，即流出流量是恒定的。題214圖 重油預(yù)熱爐的解 （輸入）燃料變化量由題圖知,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 當(dāng)x(t)=A=50/6(kg/min)=，方程的解為y(t)=KA(1et/T)℃由題圖知，y(165。(177。37．什么叫壓力？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）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。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。 （2）由于儀表的基本誤差Dm由其精度等級(jí)和量程決定，在整個(gè)儀表測(cè)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。%=(允許值)該表不符合工藝上的誤差要求。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。180。根據(jù)測(cè)量誤差要求，所選壓力表的最大允許誤差應(yīng)滿足要求。1/3MPa；最大誤差Dmax=180。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。(L/min)所以，苯的流量測(cè)量范圍為0～。 （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)。這種液位測(cè)量時(shí)，具有“負(fù)遷移”現(xiàn)象，為了使H=0時(shí)，Dp=0，該差壓變送器測(cè)液位時(shí)需要零點(diǎn)遷移，遷移量為(h2h1) rg354 什么是熱電偶的熱電特性？ 熱電偶的熱電勢(shì)由哪兩部分組成？解：（1）將兩種不同的導(dǎo)體（金屬或合金）A和B組成一個(gè)閉合回路（稱為熱電偶），若兩接觸點(diǎn)溫度(T、T0)不同，則回路中有一定大小電流，表明回路中有電勢(shì)產(chǎn)生，該現(xiàn)象稱為熱電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)或塞貝克（Seebeck）效應(yīng)。356 用熱電偶測(cè)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(shì)只有當(dāng)T0（或t0）恒定是才是被測(cè)溫度T（或t）的單值函數(shù)。357試述熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)各包括哪些元件和儀表？輸入、輸出信號(hào)各是什么？解：熱電偶溫度計(jì)由熱電偶（感溫元件）、顯示儀表和連接導(dǎo)線組成；輸入信號(hào)是溫度，輸出信號(hào)是熱電勢(shì)。 359 現(xiàn)用一支鎳鉻銅鎳熱電偶測(cè)某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30℃，顯示儀表的機(jī)械零位在0℃時(shí)，這時(shí)指示值為400℃，則認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃對(duì)不對(duì)？為什么？正確值為多少度？解 認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃不對(duì)。 Pt100，（R0=100W）； 168。 Cu50，（R0=50W）；等362 用分度號(hào)為Ptl00鉑電阻測(cè)溫，在計(jì)算時(shí)錯(cuò)用了Cul00的分度表，查得的溫度為140℃，問(wèn)實(shí)際溫度為多少？解 查Cul00的分度表，140℃，而該電阻值實(shí)際為Ptl00鉑電阻測(cè)溫時(shí)的電阻值，反查Ptl00的分度表，得實(shí)際溫度為157℃ 363 用分度號(hào)為Cu50、百度電阻比W(100)=R100/R0=，當(dāng)被測(cè)溫度為50℃時(shí)，該熱電阻的阻值R50為多少？ 若測(cè)某一環(huán)境溫度時(shí)熱電阻的阻值為92W，該環(huán)境溫度為多少？解 分度號(hào)為Cu50、百度電阻比W(100)=，其R0=50W，R100=50180。當(dāng)測(cè)某一環(huán)境溫度時(shí)，若熱電阻的阻值Rt=92W，則對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度為t=(9250)/=200℃。（2）顯示儀表應(yīng)采用XCZ101型動(dòng)圈式顯示儀表或電子電位差計(jì)顯示儀表；儀表的輸入信號(hào)是K型熱電偶的熱電勢(shì)E(600，25)，E(600，25)= E(600，0) E(25，0)=24902 1000=23902（mV）；指示溫度應(yīng)為600℃（顯示儀表內(nèi)具有冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償，能直接顯示被測(cè)溫度）。而顯示儀表外實(shí)際配用的是K型熱電偶，其輸入的熱電勢(shì)EE(160，25)，實(shí)際應(yīng)為K型熱電偶在熱端為tx℃、冷端為25℃時(shí)的熱電勢(shì)EK(tx，25)，即EK(tx，25)= EE(160，25)。當(dāng)熱電阻短路時(shí)，Rt=0，為了使電橋平衡，指針應(yīng)盡可能地向左滑動(dòng)，直至始端；當(dāng)熱電阻斷路時(shí)，Rt=165。