【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (2)如何處理可使示值與實(shí)際溫度相符。(3)把補(bǔ)償導(dǎo)線改為銅線時(shí),示值變?yōu)槎嗌?解:如圖所示:(1)查S型熱電偶的分度號(hào)表:t/℃ 1300 30 25E/mv 由E(t,t0)=E(t,0)E(t0,0)即 E(1300,30)＝E(1300,0)E(30,0)==查表,=1286℃,即儀表顯示的溫度為1286 ℃ 。（2）由于補(bǔ)償電橋是在20℃時(shí)平衡的，因此須將儀表的機(jī)械零位預(yù)先調(diào)到20 處，即可使示值與實(shí)際溫度相符。（3）若將補(bǔ)償導(dǎo)線改為銅線，則 ,則E(1300,80)=E(1300,0)E(80,0)===℃,℃?！?，但經(jīng)檢定，該電阻R0=,電阻溫度系數(shù)α=103/℃.試求介質(zhì)的實(shí)際溫度。解：∵在50℃～150℃ 的范圍內(nèi)，銅電阻與溫度是線性關(guān)系： 查得他t＝84℃時(shí)R＝即： （封液為水銀）測(cè)溫度管道中水的壓力。（至肘管端口）處，壓力計(jì)同大氣一側(cè)肘管內(nèi)水銀面距口80mm，兩管水銀面高度h=140mm，求水的表壓力（Pa)解：如圖所示：1－1截面壓力相等，即：= ∴表壓 17．四個(gè)應(yīng)變片R1，R2（在上面），R3,R4（在下面）如圖3－81所示貼于梯形片簧，片簧以懸臂形式固定。（1）畫出應(yīng)變片接成直流氣橋形式的電路圖； （2）當(dāng)片簧受力P的作用時(shí)，貼片處產(chǎn)生350με的應(yīng)變，供橋電壓10V，應(yīng)變片靈敏系數(shù)為2，求電橋輸出。參考：化工測(cè)量及儀表 范玉文主編P31圖3－81輸出電壓：？試分析其誤差答：液柱式壓力計(jì)主要有：U型管壓力計(jì)，單管壓力計(jì)和微壓力計(jì)。以U型管壓力計(jì)：誤差產(chǎn)生主要有以下幾方面：a 讀數(shù)誤差，消除視察。b溫度變化產(chǎn)生液體ρ變化，產(chǎn)生測(cè)量誤差，故須修正。 c 安裝誤差：當(dāng)U型管安裝不直時(shí)會(huì)產(chǎn)生安裝誤差。 d 毛細(xì)現(xiàn)象，修正19．試述彈簧管壓力計(jì)彈簧管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與測(cè)壓原理。答：彈簧管壓力計(jì)由彈簧管壓力感應(yīng)元件和放大指示機(jī)構(gòu)兩部分組成，前者是彎成圓弧狀的空心管子，一端固定（作為壓力輸入端）；另一端自由，作為位移輸出端，接放大指示機(jī)構(gòu)。其它是由拉桿，齒輪及指針組成。測(cè)壓原理：在彈性范圍內(nèi)，彈簧管自由端的位移與被測(cè)壓力之間近似線性關(guān)系，即通過測(cè)量自由端的位移，可直接測(cè)得相應(yīng)的被測(cè)壓力大小。20．~1MPa內(nèi)波動(dòng)，試選定彈簧管壓力的量程和精度等級(jí)?？晒┻x用的壓力計(jì)量程系列為：0～。 0~.故選用0～精度等級(jí)： 故選用精度等級(jí)為1級(jí)的量程為0~。21．轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有幾種，是如何分度的。答：轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量的形式有3種，一種是玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)，其錐型管是電玻璃制成，并在管壁標(biāo)有流量刻度，直接根據(jù)轉(zhuǎn)子的高度進(jìn)行讀數(shù)；另一類為電運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，即將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；另一種為氣動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子流量，將轉(zhuǎn)子的位移信號(hào)變?yōu)閴毫π盘?hào)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。22．標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有哪幾部分組成，對(duì)各部分有哪些要求？答：標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有：節(jié)流元件，取壓裝置和前、后管道三部分組成。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的設(shè)計(jì)、加工、安裝和使用都有規(guī)定的技術(shù)要求，規(guī)定和數(shù)據(jù)，可參見GB/T 262423．試比較節(jié)流裝置與轉(zhuǎn)子流量計(jì)在工作原理與使用特點(diǎn)上的異同點(diǎn)。答：工作原理使用特點(diǎn)節(jié)流裝置利用節(jié)流元件前后的差壓與流速之間的關(guān)系，獲得被測(cè)流量的大小使用已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，使用范圍：管徑為50～1000mm，~100000m3/h，但使用產(chǎn)生的壓力損失大，精度177。1～2%轉(zhuǎn)子流量計(jì)基于力平衡原理，利用錐形管內(nèi)的轉(zhuǎn)子把流體的流速轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的位移，進(jìn)而獲得被測(cè)流量的大小。相同點(diǎn)：都是測(cè)流速然后得流量。使用已系列化，測(cè)量時(shí)若介質(zhì)變化，應(yīng)修正，可測(cè)小流量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，壓力損失小。缺點(diǎn)：機(jī)械傳逆信號(hào)，儀表性能和準(zhǔn)確度難以提高，轉(zhuǎn)子易卡死，測(cè)量管徑范圍4~150mm,測(cè)量范圍：~3000m3/h, 精度177。1~%24．從渦輪流量計(jì)得基本原理分析其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，輸出信號(hào)方法和使用要求。答：渦輪流量計(jì)得基本原理：流體對(duì)置于管內(nèi)渦輪得作用力，使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)速度在一定流速范圍內(nèi)與管內(nèi)流體得流速成正比。其結(jié)構(gòu)主要由：渦輪、導(dǎo)流器、磁電轉(zhuǎn)換裝置，外殼以及信號(hào)放大電路等部分組成。輸出信號(hào)方法：將葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)得轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)電信號(hào)輸出，經(jīng)進(jìn)一步放大整形后獲得分撥信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)和單位換算可得到積累流量；通過頻率——電流轉(zhuǎn)換單元可得到瞬時(shí)流量。使用要求：①僅適用潔凈得被測(cè)介質(zhì)，通常在渦輪前要安裝過濾裝置；②流量計(jì)前后需由一定的直管段長(zhǎng)度，③流量計(jì)的轉(zhuǎn)換系數(shù)231。一般在常溫下用水標(biāo)定的，當(dāng)介質(zhì)的密度和粘度發(fā)生變化時(shí)需重新標(biāo)定或進(jìn)行補(bǔ)償。25．已知：流體為過熱蒸汽，工作壓力P＝14MPa，工作溫度t＝550℃；管道D20＝221mm, 材料X20CrMoV21無縫管，節(jié)流裝置為角接標(biāo)準(zhǔn)噴嘴，材料為1Cr18Ni9Ti，d20＝；差壓0p= KPa，求：（1）在假定0p下的蒸汽流量；（2）計(jì)算測(cè)量時(shí)的壓力損失。解：計(jì)算參考《過程控制檢測(cè)技術(shù)與儀表》 杜維主編…p81。查附數(shù)據(jù)表可得管道材質(zhì)和孔板材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)為： 則工作狀態(tài)下管道內(nèi)徑為電表2－5查得管道內(nèi)壁粗糙度k＝ 則: 在工作壓力下,過熱蒸汽 等熵指數(shù)其中因?yàn)椋毫黧w為水，工作壓力p＝，工作溫度t＝215℃；管道D20＝233mm，材料20號(hào)無縫鋼管；截流裝置為法蘭標(biāo)準(zhǔn)孔板，材料為1Cr18Ni9Ti。d20＝，差壓Δp＝.求：（1）在給定的Δp下的流量qm（2）測(cè)量時(shí)的壓力損失。解： 液體, 27．當(dāng)工作壓力偏離額定壓力時(shí)，如何由差壓顯示的水位值求出真實(shí)的水位。答：當(dāng)工作壓力偏離額定壓力時(shí)，可通過差壓計(jì)的正、負(fù)遷移，求出遷移量，即利用正負(fù)遷移改變變送器的零點(diǎn)，同時(shí)改變量程的上下限，即可求出真實(shí)的水位。28．差壓式液位計(jì)如何測(cè)量液位? 當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，應(yīng)如何處理？答：差壓式液位計(jì)是采用壓差計(jì)測(cè)量氣、液兩相的壓差，壓差大小通過氣動(dòng)或電動(dòng)差壓變送器傳送，并轉(zhuǎn)化位電信號(hào)，最終顯示處液位的大小及其變化。當(dāng)差壓變送器高于或低于最低液位時(shí)，可對(duì)差壓變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移，由正遷移和負(fù)遷移（低于最低液位時(shí)，采用正遷移，高于最低液位時(shí)，采用負(fù)遷移。）第四章 過程控制裝置1．單杠桿式氣動(dòng)差壓變送器式由哪些部分組成的？各部分由何作用？試說明其工作原理。答：?jiǎn)胃軛U式氣動(dòng)差壓變送器電氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分和測(cè)量部分組成，測(cè)量部分的作用是將被測(cè)量的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成力的形式；氣動(dòng)轉(zhuǎn)換部分的作用，是將被測(cè)差壓Δpi轉(zhuǎn)換成為作用于主杠桿下端的輸入力Fi。其工作原理為：①正負(fù)壓容的輸入壓力經(jīng)敏感元件轉(zhuǎn)換成輸入力Fi。即 。②Fi作用于主杠桿的下端，對(duì)支點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的輸入力矩Mi，使主杠桿發(fā)生順時(shí)針方向的偏轉(zhuǎn)。③變送器輸出信號(hào)P0，引入反饋波紋管中，并產(chǎn)生反饋力矩Ff作用于主杠桿上，使主杠桿對(duì)支點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針方向的力矩Mf。④當(dāng) 時(shí)，主杠桿就處于平衡狀態(tài)，噴嘴擋板間的距離不再改變，若Mf≠M(fèi)i時(shí)，則杠桿系統(tǒng)產(chǎn)生偏角α，位移檢測(cè)片產(chǎn)生微小位移s，其變化量再通過放大器10轉(zhuǎn)換并方大為20～100KPa的輸出壓力，即變送器的輸出信號(hào)與被測(cè)差壓Δpi成正比。2．什么時(shí)氣阻？什么是氣容？它們?cè)跉饴分懈髌鹗裁醋饔?？答：在氣路中安裝的節(jié)流元件稱為氣阻，作用是阻礙氣體的流動(dòng)，起著降壓（產(chǎn)生壓力降）和限流（調(diào)節(jié)氣體流量）的作用。氣容是在氣路中能儲(chǔ)存或釋放處氣體的氣容，在氣路中起著緩沖，防止振蕩的作用。3．噴嘴擋板機(jī)構(gòu)由哪些氣動(dòng)元件組成？它們的作用是什么？答：噴嘴擋板機(jī)構(gòu)是由噴嘴和擋板構(gòu)成的變氣阻，一個(gè)恒氣阻和一個(gè)氣容串聯(lián)而成的節(jié)流通室，作用是將輸入的微小位移信號(hào)（即擋板相對(duì)于噴嘴的距離）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣壓信號(hào)輸出。4．DD8－III型電動(dòng)差壓變送器是按什么原理工作的？它是由哪幾部分組成的？試簡(jiǎn)述其工作過程。答：DD8－III型電動(dòng)差壓變送器是按力矩平衡原理工作的，由測(cè)量部分（杠桿系統(tǒng)）；電磁反饋裝置；矢量機(jī)構(gòu)；低額位移檢測(cè)放大器。其工作過程如下：被測(cè)差壓信號(hào)p1,p2分別送入敏感元件兩側(cè)的正負(fù)壓室，敏感元件將其轉(zhuǎn)換成作用于主杠桿下端的輸入力Fi，使主杠桿以軸封膜片為支點(diǎn)偏轉(zhuǎn)，并以力F1沿水平方向推動(dòng)矢量機(jī)構(gòu)，矢量機(jī)構(gòu)將推力分解成F2和F3。F2使矢量機(jī)構(gòu)的推板向上偏轉(zhuǎn)，并通過連接簧片帶動(dòng)副杠桿L4以支點(diǎn)M逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使固定在副杠桿上的差動(dòng)變壓器B的銜鐵靠近差動(dòng)變壓器，兩點(diǎn)之間的距離變化量再通過低頻位移檢測(cè)放大器轉(zhuǎn)換并方大為4～20mA直流電流，作為便送器的輸出信號(hào)；同時(shí)該電流又流過電磁反饋裝置的反饋動(dòng)圈，產(chǎn)生電磁反饋力Ff，使副杠桿順時(shí)偏轉(zhuǎn)o，當(dāng)輸入力與反饋力對(duì)杠桿系統(tǒng)說產(chǎn)生的力矩Mi, Mf達(dá)到平衡時(shí)，變送器便達(dá)到一個(gè)新的穩(wěn)定狀態(tài)。此時(shí)低頻位移檢測(cè)放大器的輸出電流Io便反映了說測(cè)電壓Δpi的大小。5．DD8－III型溫度變送器為什么要采用線性化措施？熱電偶溫度變送器時(shí)怎樣實(shí)現(xiàn)線性化的。答：熱電偶溫度變送器要求的輸出電壓信號(hào)與相應(yīng)的變送器輸入的溫度信號(hào)成線性關(guān)系，而熱電偶是非線性關(guān)系的，溫度變送器放大回路是線性的，若將熱電偶的熱電勢(shì)直接接到變送器的放大回路，則溫度t℃與變送器的輸出電壓Usc之間的關(guān)系是非線性的。因此需要采用線性化措施，措施是:采用反饋電路非線性，使放大回路具有線性，依據(jù)輸入輸出關(guān)系，當(dāng)放大系數(shù)k很大時(shí)，要使熱電偶輸入的溫度變送器保持線性，就要使反饋電路的特性曲線與熱電偶的特性曲線相同，從而實(shí)現(xiàn)線性化。6．試分析電動(dòng)差壓變送器如何實(shí)現(xiàn)量程遷移（零點(diǎn)遷移）的。答：電動(dòng)差壓變送器的輸入與輸出間的關(guān)系：式中Ad，I1，I2，I3，I3是固定不變的，故輸出電流與輸入差壓之間的比例關(guān)系通過調(diào)整tgθ和kf來改變，即改變變送器的量程，θ↑，Io↑，量程變小，j，kf，的改變是通過改變反饋線圈的匝速w實(shí)現(xiàn)的，w↑，kf↑，量程↑。7．試分析四線制變送器與兩線制變送器與電源的連接方式并畫出示意圖。答：電動(dòng)變送器輸出信號(hào)與電源的連接方式有兩種：四線制和兩線制，四線制中，供電電源通過兩根導(dǎo)線接入，另兩根導(dǎo)線與負(fù)載電阻R2相連，輸出0～10mA DC信號(hào)。這種連線方式中，同變送器連接的導(dǎo)線共有4根，成為四線制，如圖（a）所示。如圖b中所示，同變送器連接的導(dǎo)線只有兩根，同時(shí)傳送變送器所需的電源電壓和4～20mA DC輸出電流，稱為兩線制。220V現(xiàn)場(chǎng)變送器現(xiàn)場(chǎng)變送器 （a） （b）8．本質(zhì)安全防爆型系統(tǒng)是由哪些要素構(gòu)成的？需要采取哪些措施才能保證整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到防爆要求？答：本質(zhì)安全防爆型系統(tǒng)是由安裝載危險(xiǎn)場(chǎng)所中的本質(zhì)安全電路及安裝載非危險(xiǎn)場(chǎng)所中的非本質(zhì)安全電路和防爆安全柵組成。采取措施以達(dá)到防爆要求的方法有：① 本質(zhì)安全防爆儀表采用低的工作電壓和小的工作電流。② 用防爆安全柵將危險(xiǎn)場(chǎng)所和非危險(xiǎn)場(chǎng)所的電路隔開。③ 在現(xiàn)場(chǎng)儀表導(dǎo)控制室儀表之間的連接導(dǎo)線不得形成過大的分布電感和電容。9．試分析氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表與電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表各自具有什么特點(diǎn)。答：氣動(dòng)調(diào)節(jié)儀表線路簡(jiǎn)單，直觀，容易被使用者掌握，使用壓縮空氣作為氣源，是天然防爆儀表，信號(hào)范圍為20～100KPa，電動(dòng)調(diào)節(jié)儀表采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，4～20mA DC傳輸信號(hào)，并采用線路集成電路，使可靠性提高，維修工作量減少，結(jié)構(gòu)合理，功能多樣，整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)，而且可與計(jì)算機(jī)連用。10．簡(jiǎn)述膜片式PI調(diào)節(jié)器的工作原理。答：膜片式PI調(diào)節(jié)器是根據(jù)力矩平衡原理工作的，由比較部分，比例部分，積分部分，放大部分，開關(guān)部分等組成。其中比較部分由測(cè)量氣室，給定氣容，和比較部分芯桿所聯(lián)系起來的膜片組，比例部分使輸出。積分部分用積分氣容和跟蹤氣室串聯(lián)在積分正反饋回路里，開關(guān)部分用以控制調(diào)節(jié)器輸出的通斷。輸入回路作用是將輸入信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較，取出偏差信號(hào)，并進(jìn)行電平移動(dòng)。11．PID調(diào)節(jié)器是由哪些基本部分組成的？試分析各部分所完成的功能。答：PID調(diào)節(jié)器的基本組成有輸入電路，運(yùn)算電路和輸出電路組成。輸入電路是檢測(cè)偏差信號(hào)，信號(hào)經(jīng)濾波電路后輸出導(dǎo)PID運(yùn)算電路。（輸入電路包括偏差檢測(cè)電路，內(nèi)給定穩(wěn)壓電源電路，內(nèi)外給定切換開關(guān)，正反作用開關(guān)及濾波電路等）。PID運(yùn)算電路：根據(jù)整定好的參數(shù)用以對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行比例，微分和積分的運(yùn)算，是調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)PID控制規(guī)律的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。輸出電路：將運(yùn)算電路的輸出信號(hào)做最后一次放大，或者作為運(yùn)算電路之回路中放大器的組后一級(jí)，提供調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)。12．何為基型調(diào)節(jié)器？它具有哪些主要特點(diǎn)？答：基型調(diào)節(jié)器是一種具有PID運(yùn)算功能，并能對(duì)被調(diào)參數(shù)，給定值及閥門位置進(jìn)行顯示的調(diào)節(jié)器。特點(diǎn)：①采用了高增益、高阻抗線性集成電路組件，提高萬儀表的精度，穩(wěn)定性和可靠性，降低了能耗。②有軟、硬兩種手動(dòng)操作方式，軟手動(dòng)與自動(dòng)之間由于有保持狀態(tài)而使調(diào)節(jié)器輸出能夠長(zhǎng)期保持，因而在互相切換時(shí)具有雙向無平衡無抗擾特性，提高了操作性能。③采用集成電路便于各種功能的擴(kuò)展。④ 采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制，接受1－5V DC測(cè)量信號(hào)，輸出4～20mA DC信號(hào)，由于空氣受點(diǎn)不是從零點(diǎn)開始的，故容易識(shí)別斷電、斷線等故障⑤ 能與計(jì)算機(jī)聯(lián)用。13．試說明基型調(diào)節(jié)器產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象的原因。答：∵在基型調(diào)節(jié)器的PI電路中，接有運(yùn)算放大器，對(duì)于理想的比例積分電路，只要輸入信號(hào)Usc2存在，積分作用就不會(huì)終止