【正文】 s值變化時，管道阻力損失變化，控制閥前后壓差變化，進(jìn)而影響到流量的變化，即理想流量特性發(fā)生畸變。由此可見，對于直線流量特性的控制閥，在小開度時，行程變化了10％，％，控制作用很強(qiáng)，容易使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩；在大開度時(80％處)；行程同樣變化了10％，流量只在原有基礎(chǔ)上增加了12％，控制作用很弱，控制不夠及時、有力，這是直線流量特性控制閥的一個缺陷。 (2) 等百分比流量特性。當(dāng)l/L＝，168。l/L= ，168。Qmin不是閥的泄漏量，而是比泄漏量大的可以控制的最小流量。（1）計算其最小流量Qmin，并說明Qmin是否就是閥的泄漏量。拋物線流量特性 ；168。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。解 比例控制規(guī)律的特點(diǎn)是反應(yīng)快，控制及時；存在余差(有差控制)積分控制規(guī)律的特點(diǎn)是控制動作緩慢，控制不及時；無余差(無差控制)微分控制規(guī)律的特點(diǎn)是控制響應(yīng)快，故有超前控制之稱；但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，所以不能單獨(dú)使用這種控制器，它常與比例或比例積分組合構(gòu)成比例微分或比例積分微分控制器。經(jīng)歷時間t=5min。在某瞬間，經(jīng)過30s后，輸出由5mA變?yōu)?mA，試問該控制器的積分時間TI為多少？解 控制器的放大倍數(shù)KP=1/d=1/200%=控制器的輸入變化量為A=；控制器的輸出變化量為Dp=65=1(mA)，經(jīng)歷時間t=30s。設(shè)所測的實際溫度為t，則有EE(t，0)= EE(t，28) EE(28，0)= EK(196，28)+ EE(28，0)=+=(mV)查E型熱電偶分度表，得所測的實際溫度為t=℃第5章 自動控制儀表51 什么是控制器的控制規(guī)律？控制器有哪些基本控制規(guī)律？解 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，即控制器的基本控制規(guī)律有：位式控制（其中以雙位控制比較常用）；比例控制(P)；積分控制(I)；微分控制(D)。419 有一分度號為Cul00的熱電阻，接在配分度號為Ptl00的自動平衡電橋上，指針讀數(shù)為143℃，問所測實際溫度是多少?解 溫度為143℃時，分度號為Ptl00的熱電阻阻值（查Ptl00分度表）。題解414圖 電子平衡電橋測溫原理圖 當(dāng)被測溫度為測量下限時，Rt有最小值及Rt0，滑動觸點(diǎn)應(yīng)在RP的左端，此時電橋的平衡條件是R3（Rt0+RP）=R2R4 （1） 當(dāng)被測溫度升高后，熱電阻阻值增加DRt，滑動觸點(diǎn)應(yīng)右移動才能使電橋平衡，此時電橋的平衡條件是R3（Rt0+DRt+RPr1）=R2(R4+ r1) （2）用式（1）減式（2），則得DRt R3 r1R3= R2r1 即 （3）從上式可以看出：滑動觸點(diǎn)B的位置就可以反映熱電阻阻值的變化，亦即反映了被測溫度的變化。請說出這是工業(yè)上用的哪種溫度計？已知熱電偶為K，但錯用與E配套的顯示儀表，當(dāng)儀表指示為160℃時，請計算實際溫度tx為多少度？（室溫為25℃）題413圖 測溫系統(tǒng)圖解 這是工業(yè)上用的熱電偶溫度計。若熱端為0℃，冷端也為0℃時，這時應(yīng)指示0℃；輸入信號為E(0，0)=0。則該銅熱電阻測溫的靈敏度k為(W/℃)被測溫度為50℃時，電阻值R50=50W+℃180。 Pt1000，（R0=1000W）；等 銅熱電阻的分度號主要有： 168。 （2）常用測溫?zé)犭娮栌校恒K熱電阻和銅熱電阻。358 用K型熱電偶測某設(shè)備的溫度，測得的熱電勢為20mV，冷端（室溫）為25C，求設(shè)備的溫度？如果改用E型熱電偶來測溫，在相同的條件下，E熱電偶測得的熱電勢為多少？解 用K型熱電偶測溫時，設(shè)設(shè)備的溫度為t，則E(t，25)=20mV，查K型熱電偶分度表，E(25，0)=。若T0≠0℃，則應(yīng)進(jìn)行冷端補(bǔ)償和處理。322．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？并說明使用補(bǔ)償導(dǎo)線時要注意哪幾點(diǎn)？解：（1）常用的熱電偶有如下幾種：（2）所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線如下：（3）用廉價的補(bǔ)償導(dǎo)線代替熱電偶使冷端遠(yuǎn)離熱端不受其溫度場變化的影響并與測量電路相連接。電磁流量計只能用來測量導(dǎo)電液體的流量。336 渦輪流量計的工作原理及特點(diǎn)是什么？解：（1）渦輪流量計的工作原理：流體在管道中流動時使葉輪旋轉(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，反映流體流速的大小。解 由題知：p0=，p1=+=(MPa)；T0=293K，T1=273+40=313（K）；r0=；r1=，Q0=50L/s。所以這臺儀表能用于該空氣貯罐的壓力測量?？諝赓A罐的壓力屬穩(wěn)態(tài)壓力，且pmax=180。319 某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為14MPa，試選用一臺就地指示的壓力表(給出型號、測量范圍、精度等級)。設(shè)所選壓力表量程為p，則根據(jù)最大、最小工作壓力與選用壓力表量程關(guān)系，有根據(jù)壓力表量程系列（附表1），可選YX150型、測量范圍為0~。%=(允許值)該表符合工藝上的誤差要求?，F(xiàn)用一臺測量范圍為0~，問能否符合工藝上的誤差要求？若采用一臺測量范圍為0~，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。%=，絕對誤差為D==(MPa)該校驗點(diǎn)的測量誤差為。314 電容式壓力傳感器的工作原理是什么？有何特點(diǎn)？解 。311．彈簧管壓力計的測壓原理是什么？試述彈簧管壓力計的主要組成及測壓過程。10℃, 該溫度儀表不符合工藝上的誤差要求。所以，當(dāng)燃料變化量x(t)=A=1時，溫度變化量的函數(shù)表達(dá)式為yt(t)=y(tt)=(1e(t2)/)℃第3章 檢測儀表與傳感器 31 什么叫測量過程？ 解 測量過程就是將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單位進(jìn)行比較的過程 35 某一標(biāo)尺為0~1000℃的溫度儀表出廠前經(jīng)校驗，其刻度標(biāo)尺上的各點(diǎn)測量結(jié)果分別為：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃02004006007008009001000被校表讀數(shù)/℃02014026047068059031001(1)求出該溫度儀表的最大絕對誤差值；(2)確定該溫度儀表的精度等級；(3)如果工藝上允許的最大絕對誤差為177。解 這是一個積分對象，則(m)題解213圖 水槽液位Dh的變化曲線214 為了測定某重油預(yù)熱爐的對象特性，在某瞬間（假定為t0=0），重油出口溫度記錄儀得到的階躍反應(yīng)曲線如題214圖所示。2000180。解 該對象特性的一階微分方程為 212 如題212圖所示的RC電路中，已知R＝5kW，C＝2000mF。時間常數(shù)越大，被控變量的變化也越慢，達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時間也越大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。穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型描述的是對象在穩(wěn)態(tài)時的輸入量與輸出量之間的關(guān)系；動態(tài)數(shù)學(xué)模型描述的是對象在輸入量改變以后輸出量的變化情況。當(dāng)采用自動化裝置組成自動控制系統(tǒng)時，首先也必須深入了解對象的特性，了解它的內(nèi)在規(guī)律，才能根據(jù)工藝對控制質(zhì)量的要求，設(shè)計合理的控制系統(tǒng)，選擇合適的被控變量和操縱變量，選用合適的測量元件及控制器。==（℃），所以，衰減比n=B:B162。題120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。因為A=50℃80℃，C=8℃10℃，所以，該控制系統(tǒng)能滿足題中所給的工藝要求。1%）=177?，F(xiàn)設(shè)計的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如題119圖所示。程序控制系統(tǒng)——給定值按一定時間程序變化的系統(tǒng)。定值控制系統(tǒng)——給定值恒定的控制系統(tǒng)。若當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的被控溫度在干擾作用下升高時，其測量值與給定值比較，獲得偏差信號，經(jīng)溫度控制器運(yùn)算處理后，輸出控制信號去驅(qū)動控制閥，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。A、B兩種物料進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，通過改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變。操縱變量（調(diào)節(jié)變量）——對被控變量具有較強(qiáng)的直接影響且便于調(diào)節(jié)（操縱）的變量。被控變量——被控對象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)。試分別說明圖中PI30TRC30FRC305所代表的意義。 15 題15圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。18．試分別說明什么是被控對象、被控變量、給定值、操縱變量、操縱介質(zhì)？解：被控對象（對象）——自動控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。它可以是恒定的，也可以是能按程序變化的。111 題l11圖所示為一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖?？赡苡绊懕豢刈兞康母蓴_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。113 按給定值形式不同，自動控制系統(tǒng)可分哪幾類？解：按給定值形式不同，自動控制系統(tǒng)可以分為以下三類：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℃。（177。=42:10=；余差C=908900=8℃；振蕩周期T=459=36(min)；過渡時間ts=47min。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、衰減比和余差（提示：該系統(tǒng)為隨動控制系統(tǒng)，新的給定值為81℃）。該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差A(yù)==（℃）；由于B==（℃），B162。研究對象的特性，就是用數(shù)學(xué)的方法來描述對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。22 何為對象的數(shù)學(xué)模型？靜態(tài)數(shù)學(xué)模型與動態(tài)數(shù)學(xué)模型有什么區(qū)別？解 對象特性的數(shù)學(xué)描述（方程、曲線、表格等）稱為對象的數(shù)學(xué)模型。時間常數(shù)T是指當(dāng)對象受到階躍輸入作用后，%所需時間；或當(dāng)對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)值的時間。211 已知一個對象特性是具有純滯后的一階特性，其時間常數(shù)為5min，放大系數(shù)為10，純滯后時間為2min，試寫出描述該對象特性的一階微分方程式。103180。如果在穩(wěn)定的情況下，試畫出水槽液位Dh的變化曲線。)=KA=150120=30℃,則K=30/A=30/(50/6)=(℃/(kg/min))首先不考慮延遲，y(t)的變化從t0=2min開始，到t1=8min時，實際變化時間t=6min，由題圖知y(t)=y(6)=30(1e6/T)=145120=25（℃）由此解出 T=(min)所以y(t)=30(1et/)℃若考慮滯后時間 t=2min，則微分方程為系統(tǒng)的特性參數(shù)是系統(tǒng)的固有特性，不會隨輸入信號的變化而變化，因此，前面求解過程中所確定的K和T的值是不變的。%)=177。（2）絕對壓力是指物體所受的實際壓力；表壓力=絕對壓力大氣壓力； 負(fù)壓力（真空度）=大氣壓力絕對壓力310．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。 （3）彈簧管壓力計測壓過程為：用彈簧管壓力計測量壓力時，壓力使彈簧管