【正文】 的場合。一個閉環(huán)系統(tǒng)在里面，稱為副環(huán)或副回路，在控制系統(tǒng)中起“粗調(diào)”的作用；一個閉環(huán)在外面，稱為主環(huán)或主回路，用來完成“細調(diào)”的任務(wù)，以保證被控變量滿足工藝要求。因此一個是粗調(diào)，一個是細調(diào)。 ①說明該系統(tǒng)的主、副對象，主、副變量，主、副調(diào)節(jié)器各是什么 ？ ②試述該系統(tǒng)是如何客觀實現(xiàn)其控制作用？ 解：①該系統(tǒng)的主對象：聚合釜 副對象：冷卻水進口管路 主變量：聚合釜溫度 副變量：冷卻水流量 主調(diào)節(jié)器：溫度調(diào)節(jié)器 副調(diào)節(jié)器：流量調(diào)節(jié)器 ②該控制系統(tǒng)的方框圖： 如圖所示：冷卻水流量若減小，首先由流量檢測變送，經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)整冷卻水閥門開度，開度增加；同時由于流量減少使聚合釜由溫度 T 升高。 20． 什么是前饋控制系統(tǒng)？應(yīng)用在什么場合？ 答 ：前饋控制又稱擾動補償，它是測量進入過程的干擾（包括外界干擾和設(shè)定值變化），并按其信號產(chǎn)生合適的控制作用去改變操縱變量，使被控變量維持在設(shè)定值上。 ？它有哪幾種類型？ 答：實現(xiàn)兩個或兩個以上的參數(shù)符號一定比例關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)，它主要有定比值控制系統(tǒng)和變比值 控制系統(tǒng)。 2f 1f 給定 T 調(diào)節(jié)器 流量調(diào)節(jié)器 溫度調(diào)節(jié)器 聚合釜 檢測變送 2（流量） 檢測變送 1（溫度） 冷卻水 進口管路 ？應(yīng)用在什么場合？ 答：選擇性控制系統(tǒng)的特點是使用選擇器，可以在兩個或多個調(diào)節(jié)器的輸出端，或在幾個變送器輸出端對信號進行選擇，以適應(yīng)不同的工況，主要應(yīng)用在對不穩(wěn)定工況的控制，可以保證生產(chǎn)工藝過程的安全操作，盡量減少開，停車中的不穩(wěn)定工況。均勻控制系統(tǒng)的特點是其 控制結(jié)果不像其他控制系統(tǒng)那樣，不是為了使被控變量保持不變可，而是使兩個互相聯(lián)系的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化。 答：測量方程式： 為被測量， x 為測量值， u 為測量單位。舉例：如液柱式溫度計測量溫度。相同之處在于都是對工業(yè)生產(chǎn)中一些物理量的測量，都包含測量三要素。 ？傳感器的主要特性有哪些？ 答：測量儀表的主要性能指標有技術(shù)，經(jīng)濟及使用三方面的指標，其中技術(shù)方面的有：誤差，精度等級，靈敏度，變差，量程，響應(yīng)時間，漂移等；經(jīng)濟方面的有：使用壽命，功耗， 價 格等 ；使用方面的有：操作維修是否方便，運行是否可靠安全，以及抗干擾與防護能的強弱，重量體積的大小，自動化程度的高低等。 ，隨機誤差和粗大誤差的含義及減小誤差的方法。系統(tǒng)誤差的絕對值和符號或者保持不變，或者在條件變化時按某一規(guī)律變化。隨即誤差 是由于測量過程中大量彼此獨立的微小因素對被測值的綜合影響而產(chǎn)生的測量值與真值的偏差，其絕對值和符號以不可預(yù)料的方式變化。粗大誤差 — 是由于測量操作者的粗心，不正確地操作，實驗條件的突變或?qū)嶒灎顩r未達到預(yù)想的要求而匆忙實驗等原因造成的明顯地歪曲測量結(jié)果的誤差。首先檢查儀表本身的性能是否符號要求；其次仔細檢查儀器是否處于正常工作條件，如環(huán)境條件及安裝位置等是否符合技術(shù)要求，零位是否正確；此外還應(yīng)檢查測量系統(tǒng)和測量方法本身是否正確。 ③ 對于粗大誤差應(yīng)端正科學(xué)研究態(tài)度，并認真分析數(shù)據(jù)，剔除壞值。 答：絕對誤差 — 儀表指示值與被測變量的真值之間的代數(shù)差，即x x A? ? ? ，可表示儀表基本誤差限： a??? 。 引用誤差 — 絕對誤差與儀表的量程之比，用引用誤差表示的儀表基本誤差限為： 10 0% %qds?? ? ? ? ?， 如溫度計的量程為 100℃ ，則其引用誤差 3 100% 3%100q ? ? ? ? ?， 根據(jù)允許引用誤差值的大小可劃分儀表的精度等級。 （ 2） 確定儀表的精度等級。 xx? ?? ，引用誤差： xq S?? 所以數(shù)值計算列表如下： 0A 1 2 3 4 5 X 0x x A? ? ? 0xA? ?? 39。 20 次測量，得到如下數(shù)據(jù)： 分別用 3 ? 準則和 肖維耐準則判斷有無粗差，并求該測量的計算平均值 x ，標準差 ? 和極限誤差 ? ，寫出測量結(jié)果表達式。 （ 2）肖維耐準則：依表 31 可知 n=20 時， 0k ??? = ??? ， max ???，故該組數(shù)中無壞值。 解：（ 1） ( ) {| | }z p x z??? ? ?= 2202 212zzzze d z e d z????????? ， z? z? 由此推得 時， z? 由已知條件知 ( ) ? ? ， 查概率積分表得： 22 dz? ??? ?? 時 z=， ? ??? ? ?，得： 1??? （ 2） ?? ，得： ? 查表得： ? 時， ? ()z? = 2 1??= 即誤差小于 ，概率為 級， 級和 級的三塊儀表，測量范圍分別為 0 100 ℃， 50 550? ℃和 100 500? ℃ ，現(xiàn)需測量 500 ℃ 左右的溫度，要求測量的相對誤差不超過 %，選用哪塊表合適？ 解：根據(jù)測量范圍，選擇 B， C 兩塊表， A 表排除。 C 表： q=%== maxS? m a x 0 . 0 2 5 [ 5 0 0 ( 1 0 0 ) ] 1 5? ? ? ? ? ? ?℃ m a x 15 0. 03 3% 2. 5%500?? ? ? ? ? 故 C 表不合適。 的位移測量儀表，結(jié)果如下： （ 1）試畫出上下行程的輸入輸出特性曲線； （ 2）求該儀表的線性度（以上行曲線為例）； (3) 確定該表的回差（遲滯誤差） 解：已知數(shù)據(jù)： 位移 /mm 0 上行程示值 /mm： 0 下行程示值 /mm： 0 0123450 1 2 3 4 5 6 （ 1）如圖所示，上下行程曲線 （ 2） m a xm a x2. 04 0. 71 99 3 0. 01 99 5 10 0% 2%6H LL Y? ??? ? ? ? ? ? ? （ 3） m a xm a x 7 4 %6h HY? ? ?? ? ? 11．概述膨脹式溫度計的工作原理與主要特點： 答：膨脹式溫度計是利用物體熱脹冷縮的性質(zhì)來測溫的。雙金屬；結(jié)構(gòu)緊湊，牢固，可靠；測量精度較低，量程和使用范圍有限。 答：熱電偶的特點有：測量精度教高，性能穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，產(chǎn)品互換性好；將溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號，便于信號 遠傳和象現(xiàn)多點切換測；測量范圍廣，可達－ 200～ 2020℃，形式多樣，適用于各種測量條件。補償導(dǎo)線的作用證明： 如圖所示：回路中電勢為： E＝ Eab（ t， t1）＋ Ecd（ t1， t0） 由補償導(dǎo)線的性質(zhì)得： Ecd（ t1,t0） =Eab(t1,t0) ∴ E＝ Eab（ t， t1）＋ Eab（ t1， t0）＝ Eab（ t， t0） 補：用普通導(dǎo)線做熱電偶得延長線要求引入兩端得溫度相同熱電勢不同，故一般接熱電偶的冷端，因此冷端溫度依然是現(xiàn)場溫度。 13 用兩只分度號為 K 的熱電偶測量 A 區(qū)與 B 區(qū)的溫差， 連接方法如圖 3－ 79 所示。 ℃ 內(nèi)析求得 : Δt= ℃ 分析原因 :低溫度下熱電勢與溫度線性關(guān)系較好 ,高溫時誤差較大 。 (2)如何處理可使示值與實際溫度相符 。 （ 2）由于補償電橋是在 20℃ 時平衡的，因此須將儀表的機械零位預(yù)先調(diào)到 20 處，即可使示值與實際溫度相符。 Cu50 的熱電阻 測得某介質(zhì)的溫度為 84℃ ，但經(jīng)檢定，該電阻 R0=, 電阻溫度系數(shù) α= 103/℃ .試求介質(zhì)的實際溫度。壓力計在管道下面 （至肘管端口）處，壓力計同大氣一側(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： 1 2 3P g ( )h h h?? ? ?水 水 = aP ?? 3水 銀 gh 00 1 80t t C??∴表壓 ? ?? ?3 1 2 3331 3 .6 1 0 9 .8 0 .1 4 1 1 0 9 .8 1 .5 0 .0 8 0 .1 41 8 0 3 .2aP P P g h g h h hPa??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??表 水 水 銀 水 17．四個應(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。 參考：化工測量及儀表 范玉文主編 P31 圖 3－ 81 輸出電壓：31 2 1 2 40 21 2 1 2 4 3()()RR R R R RuuR R R R R R?? ? ?? ? ? ?? 1 2 3 4R R R R R? ? ? ? 2 1 2 4 30 2 ()4 R R R RRuuRR? ? ? ? ? ? ?? 1 2 4 3()4 R R R Ru R? ? ? ? ? ? ?? ？試分析其誤差 答：液柱式壓力計主要有： U 型管壓力計，單管壓力計和微壓力計。 b 溫度變化產(chǎn)生液體 ρ 變化，產(chǎn)生測量誤差，故須修正。 d 毛細現(xiàn)象，修正 19．試述彈簧管壓力計彈簧管結(jié)構(gòu)特點與測壓原理。其它是由拉桿，齒輪及指針組成。 20．已知被測壓力在范圍 ~1MPa內(nèi)波動，要求測量的絕對誤差不得超過 ，試選定彈簧管壓力的量程和精度等級。 0~. 故選用 0～ 精度等級： 故選用精度等級為 1 級的量程為 0~ 的儀表。 minmax1323sMMs??1 32 13ss?? MPas MPa??m a x 100 % ? ? ? ?答：轉(zhuǎn)子流量計顯示流量的形式有 3 種，一種是玻璃轉(zhuǎn)子流量計，其錐型管是電玻璃制成，并在管壁標有流量刻度，直接根據(jù)轉(zhuǎn)子的高度進行讀數(shù)；另一類為電運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子流量計，即將轉(zhuǎn)子的位移信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?；另一種為氣動運轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)子流量，將轉(zhuǎn)子的位移信號變?yōu)閴毫π盘?，進行遠距離傳送。標準節(jié)流裝置的設(shè)計、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 2624 23．試比較節(jié)流裝置與轉(zhuǎn)子流量計在工作原理與使用特點上的異同點。 1～ 2% 轉(zhuǎn)子流量計 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，進而獲得被測流量的大小。 構(gòu) 簡單，維修方便，壓力損失小。 1~% 24．從渦輪流量計得基本原理分析其結(jié)構(gòu)特點，輸出信號方法和使用要求。其結(jié)構(gòu)主要由：渦輪、導(dǎo)流器、磁電轉(zhuǎn)換裝置，外殼以及信號放大電路等部分組成。使用要求：①僅適用潔凈得被測介質(zhì)，通常在渦輪前要安裝過濾裝置；②流量計前后需由一定的直管段長度，③流量計的轉(zhuǎn)換系數(shù) 231。 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)流裝置為角接標準噴嘴，材料為 1Cr18Ni9Ti， d20＝ ；差壓 0p= KPa，求： （ 1）在假定 0p 下的蒸汽流量； （ 2）計算測量時的壓力損失。 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： 6018 .2 0 10 /d C? ??? 601 2 .3 0 1 0 /D C? ??? 則工作狀態(tài)下管道內(nèi)徑為 ? ?? ?2 0 0 161 2 02 2 1 1 1 2 . 3 0 1 0 5 5 0 2 02 2 2 . 4D D tmm??? ? ?????? ? ? ? ?? 電表 2－ 5 查得管道內(nèi)壁粗糙度 k＝ 則 : ?? ? ?? ?2 0 161 2 01 4 8 . 7 4 1 1 8 . 2 1 0 5 5 0 2 01 5 0 . 1 7d d d tmm??? ? ?????? ? ? ?? ? ? ? ? ??? 472 10 10eR? ? ? ? ?1. 1564 2 4. 5 900 262 017 5 033 447eC R? ? ? ??? ? ? ? ? ????? 在工作壓力下 71 4 1 .4 1 0P M P a P a? ? ?, 1 550tC? 過熱蒸汽 31 /kg m? ? 1 .Pas? ? 等熵指數(shù)122424111111xxKK Kx