【正文】 安裝不直時會產生安裝誤差。 以 U 型管壓力計：誤差產生主要有以下幾方面： a 讀數誤差，消除視察。 （ 1）畫出應變片接成直流氣橋形式的電路圖； （ 2）當片簧受力 P 的作用時，貼片處產生 350με的應變，供橋電壓 10V， 1 2 3 4R R R R R? ? ? ?，應變片靈敏系數為 2，求電橋輸出。 解： ∵ 在 50℃～ 150℃ 的范圍內，銅電阻與溫度是線性關系 ： ? ?0 1t t oR R t t?? ? ????? 查得他 t＝ 84℃時 R＝ 即： ? ?306 7 . 9 7 5 0 . 4 1 4 . 2 8 1 0 08 1 . 5ttC???? ? ? ? ???? U 型管壓力計（封 液 為水銀）測溫度管道中水的壓力。 （ 3）若將補償導線改為銅線，則 , 則 E(1300,80)=E(1300,0)E(80,0)== 查表 時對應的溫度為 t=℃ , 即示值變?yōu)?℃ 。 (3)把補償導線改為銅線時 ,示值變?yōu)槎嗌?? 解 :如圖所示 : (1)查 S 型熱電偶的分度號表 : t/℃ 1300 30 25 E/mv 由 E(t,t0)=E(t,0)E(t0,0) 即 E(1300,30)＝ E(1300,0)E(30,0) == 查表 , 時對應的溫度為 t=1286℃ , 即儀表顯示的溫度為 1286 ℃ 。 S 的熱電偶與 動 圈儀表構成的測溫系統(tǒng) ,冷端補償器的平衡點溫度在 20℃ .圖 380中 ,t=1300℃ , t1=80℃ ,t2=25℃ ,t0=30℃；動 圈儀表的機械零位為 0℃ ,試求 ： (1)儀表的示值溫度是多少 。若 （ 1） 0220AtC? ， 020BtC? （ 2） 0200AtC? ， 0500BtC? 試分別求兩種情況下的示值誤差 ,并解釋為何與實際溫差不同 . 解 :查熱電偶分度號表 : K 型熱電偶 :20℃ 200℃ 220℃ 500 E: (1) ΔE= = 反查 K 熱電偶分度號表 : 201℃ 內析求得 : Δt= ℃ (2) ΔE= =℃ 反查 K 分度號表 :℃ 。而用補償導線卻可以將冷端溫度現(xiàn)場溫度分開，利于測量。選用補償導線要求其在一定溫度 范圍內與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，型號相配，極性連接正確。 12 熱點偶有那些特點？用普通導線和補償導線作熱電偶的延長線，效果有何不同？試證明補償導線的補償作用。 主要特點：玻璃液體：結構簡單，使用方便，測量精度高，價格低廉；測量上限和精度受玻璃質量的限制，易碎，不能遠傳。 綜上所述選用 B表即 級， 量程 的儀表。 B表： q=2%== maxS? m a x 0 . 0 2 [ 5 5 0 ( 5 0 ) ] 1 2? ? ? ? ? ? ?℃ m a x 12 0. 02 4 2. 4% 2. 5%500?? ? ? ? ? 故 B表合適。 極限誤差 max ?? ，測量結果： 0 ?? ， 40%的讀數誤差小于 ，用線性插值法估計該溫度升的標 準差，并計算誤差小于 的概率。 解： n=20，平均值 x = 201111 iiiixxn ?????? ， 剩余誤差： iiV x x?? ，即： 0 0 標準差 ? = 211 0 .0 6 41 n ii Vn ? ?? ? ，標限誤差 max ?? （ 1） 3? 準則： 3? =， max 3V ??? 因此該組數中無壞值。 xx? ?? xq S?? 儀表的精度等級 max 2%q ? ， 故該儀表的精度等級為 2。 解： 絕對誤差： 0x x A? ? ? ；相對誤差：0xA? ?? ， 示值相對誤差： 39。 5A的電流表，結果如下： 輸入量 /A 1 2 3 4 5 示量 /A （ 1） 試求儀表各示值的絕對誤差，實際相對誤差，示值相對誤差和引用誤差 。 相對誤差 — 測量的絕對誤差與被測變量的約定真 值（實際值）之比，即用 1 0 0 % 6 %x? ?? ? ? ? ? ，可表示儀表的基本誤差限與絕對誤差相比較，相對誤差更能說明測量結果的精確程度，如溫度升測量顯示值為 57℃ ，時間溫度為 60℃ ，則： ? =5760=3, 3 100% %60? ? ? ? ? ?， 若實際為 30℃ ，測量顯示值為 27℃ ，則 ： ? =3℃， 3 1 0 0 % 1 0 .0 %30? ? ? ? ? ?， 顯然此時的相對誤差比前者大。 ，相對誤差及引用誤差的定義，舉例說明各自的用途。 ② 隨即誤差 ：由于摩擦，間隙，噪聲等都會產生隨機誤差，因此首先從結構，原理上盡量避免采用存在摩擦的可動部分；采用減小噪聲的裝置，并采用抗干擾能力強的測量儀器。減小誤差的方法： ① 系統(tǒng)誤差：應盡量減少或消除系統(tǒng)誤差的來源。如氣溫的變化。如儀表零位未調整好會引起恒值系統(tǒng)誤差。 答：系統(tǒng)誤差是由于測量工具本身的不準確或安裝調整得不正確，測試人員的分辨能力或固有的讀數習慣，測量方法的理論根據有缺陷或采用了近似公式等原因產生的測量值與真值的偏差。 傳感器的主要特性有：準確性，穩(wěn)定性，靈敏性。不同之處在于直接測量測量過程簡單方便，應用廣泛；間接測量過程較復雜，只有在誤差較大或缺乏直接測量儀表時才采用。 ，指出它們的異同及使用場合？ 答：直接測量法 — 指被測量與單位能直接比較得出比值，或者儀表能直接顯示出被測參數值的測量 方法；間接測量法 — 通過測量與被測量有一定函數關系的其他物理量，然后根據函數關系計算出被測量的數值，稱為間接測量法。測量過程三要素為：測量單位，測量方法，測量儀器與設備。 第三章 過程檢測技術 ，以及測量三要素，并舉例說明。 ？ 答：均勻控制系統(tǒng)的目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個變量之間能夠互相兼顧和協(xié)調操作。其中定比值系統(tǒng)有三類：開環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)。前饋控制主要用于下列場合： ①干擾幅值大面頻繁，對被控變量影響劇烈，單純反饋達不到要求時； ② 主要干擾是可測不可控的變量； ③ 對象的控制通道滯后大，反饋控制不即時，控制質量差時，可采用前饋 — 反饋控制系統(tǒng)，以提高控制質量。從而使溫度穩(wěn)定在工橄要求范圍內。 19． 圖 259 是聚合釜溫度與流量的串級控制系統(tǒng)。由于串級控制系統(tǒng)由兩套檢測變送器、兩個調節(jié)閥、兩個被控對象和一個調節(jié)閥組成，其中兩個調節(jié)閥器串聯(lián)起來工作，前一個調節(jié)器的輸出作為后一個調節(jié)器的給定值，后一個調節(jié)器的輸出才送給調節(jié)閥。 18． 串級控制系統(tǒng)中心副回路和主回路各起什么作用？為什么？ 答：在系統(tǒng)結構上，串級控制系統(tǒng)是由兩個串 聯(lián)工作的控制器構成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。③主回路對副對象具有“魯棒性”，提高了系統(tǒng)的控制精度。 它的特點有：①能迅速克服進入副回路的干擾。 17． 什么是串級控制系統(tǒng)？它有什么特點？什么情況下采用串級控制？ 答：串級控 制系統(tǒng)是由其結構上的特征面得出的。 16． 設計控制系統(tǒng)時，必須確定和考慮哪些方面的問題？ 答：設計一個控制系統(tǒng)，首先應對被控對象做全面的了解。 ⑤ 如果被控對象傳遞參數可用 近似，則可根據對象的可控比 t/T 選擇哪個調節(jié)器的調節(jié)規(guī)律。 ③ 當廣義對象控制通道時間常數較，負荷變化較小，而工藝要求無余差時，可選用比例積分調節(jié)規(guī)律，如管道壓力，流量等參數的控制。 15． 調節(jié)器控制規(guī)律選擇的依據是什么？ 答：關于控制規(guī)律選取可歸納為以下幾點： ① 簡單控制系統(tǒng)適用于控制負荷變化較小的被控變量，如果負荷變化較大，無論選擇哪種調節(jié)規(guī)律，簡單控制系統(tǒng)都很難得到滿意的控制質量，此時，應設計選取用復雜的控制系統(tǒng)。調節(jié)器參數整定的目的就是按照己 定的控制系統(tǒng)求取控制系質量最好的調節(jié)器參數，工程上常用的整定方法有： ① 經驗試湊法 —— 根據被控變量的性質在己知合適的參數（經驗參數）范圍內選擇一組適當的值做為調節(jié)器的參數值，然后直接在運行的系統(tǒng)中，人為地加上階躍干擾，通過觀察記錄儀表上的過渡曲線，并以比例度、積分時間、微分時間對過渡曲線的影響為指導，按照某種順序反復試湊比例度、積分時間、微分時間的大小，直到獲得滿意的過渡過程曲線為止。 14． 調節(jié)器參數整定的目的是什么？工程上常用的整定方法有哪些？ 答：當一個控制系統(tǒng)設計安裝完成后，系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)及其被控對象各通道的特征不能改變了，而唯一能改變的就是調節(jié)器的參數，即調節(jié)器的比例度 、積分時間 TI、微分時間 TD。 13． 在比例積分微分調節(jié)器中可以調整的參數有哪幾個 ?試說明調下整其中一個參數時 ,對調節(jié)器的控制作用有什么影響 ? e(t) A KpA KpA A A Δu(t) KpA KpA e(t) e(t) KpA t t t t t IT t 答 :在 PID 調節(jié)器中 ,比例度、積分時間、微分時間三個參數可以調整，從而可獲得較高的控制質量。 12． 比例積分微分調節(jié)器有什么特點？ 答：比例積分微分調節(jié)器的特點是：①在比例調節(jié)的基礎上進行微分調節(jié)可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，進行積分調節(jié)可消除余差，所以這種調節(jié)器既能快速進行調節(jié)，又能消除余差，具有良好的調節(jié)性能。增加微分時間 TD，能克服對象的滯后，改善系統(tǒng)的控制質量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但微分作用不能太大，否則有可能引起系統(tǒng)的高頻振蕩。 ③微分控制 —— 微分時間 TD是表示微分控制作用強弱的一個參數。 ②積分控制 —— 積分時間 TI表示積分控制作用強弱的參數，積分時間越小，表示積分控制作用越 強。比例度越大，表示比例控制作用越弱。 10． 比例、積分、微分、控制分別用什么量表示其控制作用的強弱？并分別說明它們對控制質量的影響。只要有偏差，調節(jié)器的輸出就不斷變化，偏差存在的時間越長，輸出信號的變化量就越大，只有存在偏差身先等于的情況下，積分調節(jié)器的輸出信號才能相對穩(wěn)定，因此積分控制作用是力圖消涂余差。 比例調節(jié)器的輸出變化量與輸入偏差具有一一對應的比例差系，要使調節(jié)器有輸出，就必須要有偏差存在，因此，比例調節(jié)控制不能消除余差。 8． 什么是余差？為什么單純的比例控制不能消除余差積分控制消除余差。 微分控制規(guī)律的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；由于其輸出只與偏差的變化速度有關，而與偏差的存在無關，因此，不能克服確定不變的偏差。即 。由于輸出變化量總要滯后于偏差的變化，因此不能及時有效地克服擾動的影響，加劇了被控變量的波動，使系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來，故不單獨使用積分控制規(guī)律。 ③ 積分控制（ I）：調節(jié)器輸出信號的變化量與輸入偏差的積分成正比，即： 式中 積分速度， 積分時間。但它的控制作 用不是連續(xù)變化的，由它所構成的位式控制系統(tǒng)其被控變量的變化將是一個等幅振蕩過程，不能使被控變量穩(wěn)定在某一數值上。它們輸出只有兩個數值（最大或最?。?，其執(zhí)行機構只有兩個特定的位置（開或關）。 ，比例控制，積分控制，微分控制，它們各有什么特點？ 答： ① 位式控制器的輸出只有幾個特定的數值，或它的執(zhí)行機構只有幾個特定的位置。 解：如圖所示： k= ( ) (0)( ) (0)HHxx????=1( ) (0)HHqv??? T 如圖所示，以起始速率變化至新穩(wěn)態(tài)值所對應的時間， T= 10tt? ， 0 0?? c? 如圖所示，不存在容量滯后， ? 0c?? ？調節(jié)器有哪幾種基本控制規(guī)律？ 答：調 節(jié)器的控制規(guī)律是指調節(jié)器的輸出信號隨輸入信號變化的規(guī)律或是指控制器的輸出信號 P 與輸入偏差信號 e 之間的關系。 純滯后的存在，相當于將擾動推遲 τ 0時間才進入系統(tǒng)，并不影響控制系統(tǒng)的品質；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也緩和些，因此，對系統(tǒng)是有利的。 對于擾動通道： 放大系數 K 大對控制不利，因為當擾動頻繁出現(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 k小，即使擾動較大，對被控變量仍然不會產生多大影響。 滯后時間 τ 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，控制質量下降。 在相同的控制作用下，時間常數 T 大，則被控變量的變化比較緩慢，此時