【正文】 易求解。對獲得的數(shù)據(jù)進行科學處理而求得對象的微分方程式或傳遞函數(shù)，這種方法稱為實驗測定法。三．數(shù)學模型的表示方法：非參量模型：用曲線、圖表表示的系統(tǒng)輸入與輸出量之間的關系。參量模型：用數(shù)學方程式表示的系統(tǒng)輸入與輸出量之間的關系。 當單位時間內流入對象的物料不等于流出對象的物料時，表征對象物料蓄存量的參數(shù)就要隨時間而變化，而其關系則是微分方程。對象的特性，即對象的輸出量是如何隨輸入量變化而變化，在實際工作中常用三個物理量來表示 —— 放大系數(shù)K、時間常數(shù)T、滯后時間τ。物理意義：K在數(shù)值上等于對象的輸出變化量與輸入變化量之比，如果有一定的輸入變化量ΔQ1，通過對象就被放大了K倍，變?yōu)檩敵鲎兓喀。 （）放大系數(shù)是描述對象靜態(tài)特性的參數(shù)。對于對象干擾通道的放大系數(shù)Kf，則應愈小愈好，Kf小表示干擾對被控變量的影響小。時間常數(shù)T 時間常數(shù)T:指當對象受到階躍輸入作用后，被控變量如果保持初始速度變化，達到新的穩(wěn)態(tài)值所需的時間。時間常數(shù)是反映被控變量變化快慢的動態(tài)參數(shù)，T越大，表示對象受到干擾作用后，被控變量變化得越慢，達到新穩(wěn)態(tài)值時時間越長，慣性越大。一． 滯后時間τ 有的對象在受到輸入作用后（如一階對象在受階躍作用下），輸出變量立即開始變化；而有的對象如二階以上對象，在受到輸入作用后，輸出變量不能立即而迅速地變化，對象的輸出變化落后于輸入的現(xiàn)象，稱為對象的滯后。滯后時間用τ0τ0產(chǎn)生的原因：一般是由于介質的傳輸、能量的傳遞、信號的傳送需要一段時間而引起的，例如皮帶輸送機。τh滯后時間τ是純滯后時間τ0和容量滯后τh的總和。滯后時間對對象的控制通道是不利的，如果存在于控制參數(shù)方向，使其不能及時地起控制作用；如果存在于被控參數(shù)測量方向，系統(tǒng)受到輸入作用后，由于存在滯后，被控參數(shù)不能立即反映出來，控制器就不能及時覺察到偏差，無論哪一種情況都使控制作用落后于被控參數(shù)的變化，容易引起超調，不利于控制，所以在設計和安裝控制系統(tǒng)時，都應當盡量把滯后時間減小到最小。優(yōu)點：簡單易行。3. 周期脈沖法通過調節(jié)量的周期變化（矩形波或正弦變化），獲取對象的動、靜態(tài)特性。缺點：不能用于大滯后系統(tǒng)。 傳感器 ：用來將這些參數(shù)轉換為一定的便于傳送的信號的儀表叫傳感器。一．測量過程與測量誤差1．測量過程：將被測參數(shù)與其相對應的測量單位進行比較的過程。（1） 絕對誤差(△)：理論上是指儀表指示值XI和被測量的真實值Xt之間的差值。衡量儀表優(yōu)劣的性能指標 （恒定度） （恒定度）測量的正行程：被測參數(shù)由小變大。指示變差：指在相同的外界條件下，使用同一儀表對相同的被測參數(shù)值進行正（被測參數(shù)由小到大）反（由大到小）測量時，得到的儀表指示值是不相等的，正反行程指示值之差稱為該儀表在該讀數(shù)點的指示變差。儀表的指針線位移(或角位移)(Δa)與引起這個線（或角）位移的被測參數(shù)變化量(ΔX)的比值. S為儀表靈敏度S在數(shù)值上等于單位被測參數(shù)變化量所引起的儀表指針移動的距離(或轉角)S越高，ΔX稍微變化，Δa變化較大，越靈敏，越能觀察微小的參數(shù)變化。反應時間 所以儀表的反應時間長短，實際上是反映了儀表動態(tài)特性的好壞，是用來衡量儀表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質指標.線性度 線性度用來說明輸出量與輸入量的實際關系曲線偏離直線的程度。 δf越大，線性度越不好。若標定的特性曲線一致，重復性就好，重復誤差小。常見的便于傳輸和顯示的信號類型有：1． 位移信號 2壓力信號 3電信號 4光信號 二． 測量系統(tǒng)中信號的傳遞形式從傳遞信號的連續(xù)性的觀點來看，在檢測系統(tǒng)中傳遞信號的形式可以分為模擬信號、數(shù)字信號和開關信號。以壓縮空氣為能源， (2)電動儀表:以電能為能源，信號之間聯(lián)系方便；適于遠距離傳送和集中控制 、便于與計算機聯(lián)用，可防火防爆；但結構復雜，易受溫度、濕度、電磁場、放射性等環(huán)境影響。 在生產(chǎn)過程中，主要用來檢測某些工藝參數(shù)（如為溫度、壓力、流量、物位等），并將被測參數(shù)的大小成比例地轉換成電的信號（電壓、電流、頻率等）或氣壓信號。 (3)集中控制裝置：包括各種巡回檢測儀、巡回控制儀、程序控制儀、數(shù)據(jù)處理機、電子計算機以及儀表控制盤和操作臺等。包括電動、氣動控制器以及用來代替模擬控制儀表的微處理機等。包括各種氣動、電動、液動執(zhí)行機構和控制閥。適于現(xiàn)場就地檢測和控制，不適合多種參數(shù)的集中顯示與控制，使使用受到限制。 (2)單元組合式儀表:將對參數(shù)的測量及其變送、顯示、控制等各部分分別做成只能完成某一特定功能而又能各自獨立工作的單元儀表，這些單元之間通過統(tǒng)一的標準信號相互連聯(lián)系起來。這些單元可方便地任意組合成各種控制系統(tǒng)，實用性和靈活性好。 物理學上稱為壓強，工業(yè)上稱為壓力。表壓:p表壓 = p絕對壓力 p大氣壓真空度(被測壓力低于大氣壓):p真空度 = p大氣壓力 p絕對壓力 2．壓力表的分類 測壓儀表或真空度儀表種類很多，按照其轉換原理不同,可分為四大類: 液柱式壓力計：根據(jù)流體靜力學原理，將被測壓力轉換成液柱高度進行測量。按其結構形式不同，有U型管壓力計、單管壓力計、斜管壓力計等。 缺點：體積較大，讀數(shù)不方便，只能目測，不能遠傳，而且測量結果會受毛細管作用、密度、視差影響，玻璃管易破碎，測量范圍窄，測低壓、負壓，因而應用領域有一定的局限性。 主要用于實驗室或工程實驗上適用。彈性式壓力計： 將被測壓力轉換成彈性元件變形的位移進行測量，有彈簧管壓力計、波紋管壓力計、膜片式壓力計等。 結構簡單，價格便宜，測量范圍廣，現(xiàn)場使用，維修方便，工業(yè)上應用廣泛。還有力平衡式壓力變送器、電容式壓力變送器等。 測量范圍大，精度高，%~%，但必須人工增減砝碼，不能自動測量。 工業(yè)生產(chǎn)中最常用的是彈性式壓力計和電氣式壓力計。在被測壓力的作用下,彈性元件受壓后產(chǎn)生彈性形變的原理而制成的壓力儀表.根據(jù)虎克定律，在彈性限度內，彈簧伸長或縮短的長度與受到的拉力或壓力成正比。在工業(yè)上是應用最廣泛的一種測壓儀表。三．電氣式壓力計電氣式壓力計是泛指各種能把壓力轉換為電信號輸出，然后測量電信號的壓力表。這類儀表品種很多，各有特點。一般有壓力傳感器、測量電路和信號處理裝置組成。（信號處理裝置——包括指示器、記錄器、微處理機等。2）被測介質的物化性質，如粘度、腐蝕性、爆炸性等。(1) 確定儀表的測量范圍（被測量可按規(guī)定精度進行測量的范圍）(2) 精度等級：根據(jù)生產(chǎn)上所允許的最大測量誤差來選1． 定義流量：是指單位時間內流過管道某一截面的流體數(shù)量，即瞬時流量。流量的表示方法： 單位時間內流過的流體以質量表示的稱為質量流量(M) 以體積表示的稱為體積流量(Q). 兩者的關系為 或 （ρ表示流體密度） 或 （t表示時間） 測量流體流量的儀表叫流量計 測量流體總量的儀表叫總量計.2． 流量計的種類（1）速度式流量儀表 以測量流體在管道內的速度作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。（2）容積式流量計例如、橢圓齒輪流量計、活塞式流量計等。例如慣性式質量流量計、補償質量流量計等。 差壓式流量計的組成 :節(jié)流裝置 ——將被測流量轉換成壓力差信號，包括節(jié)流件（阻流件：孔板、噴嘴、文丘里管）和取壓裝置（導壓管）。（例如用U型管差壓計測出ΔP，計算Q。（3）結構簡單，價格便宜。差壓式流量計是在截流面積不變的條件下，以壓差變化來反映流量大小。結構：由一個錐形管和一個轉子組成，錐形管——玻璃，可以看到轉子的高度。五．橢圓齒輪流量計(容積式流量計）4．主要特點 由于橢圓齒輪流量計是直接按照固定的容積計量流體的，所以測量精度與流體的流動狀態(tài)無關，被測介質的粘度越大，齒輪間的泄漏量越小，測量誤差越小，特別適于高粘度流體的測量。溫度過高，會使齒輪發(fā)生卡死測量精度高，只要加工精確，配合緊密，便可得到極高的精度，%~%，故常作為標準表及精密測量之用。使用不當或過久，會發(fā)生泄漏現(xiàn)象，引起較大測量誤差。1． 特點(1) 測量精度高，復現(xiàn)性和穩(wěn)定性好，量程范圍寬，耐高壓，反應快，可測脈動流量（適于流量快速變化的流量測量）。(3) 被測介質不能帶機械雜物，否則磨損渦輪且使精度降低。 由于渦輪高速轉動，軸承易損，降低了長期運行的穩(wěn)定性，影響使用壽命。七．電磁流量計（速度式儀表 測量具有導電性的液體介質——測酸、堿、鹽溶液，含有固體顆粒液體或纖維液體。在管道中不設任何節(jié)流元件，因此可以測量各種高粘度的導電液體，特別適合測量含有纖維和固體顆粒的流體。（2）其輸出信號與流量之間的關系不受液體的物理性質（例如溫度、壓力、粘度等）變化和流動狀態(tài)的影響。（3）壓力損失比較小，結構復雜，成本高。安裝時要遠離一切磁源（如大功率電機、變壓器等），不能有振動。但是，被測介質必須是導電的液體，不能用于氣體、蒸汽及油類制品的流量測量。1. 原理：利用有規(guī)則的漩渦剝離現(xiàn)象來測量流體流量的儀表。（1） 漩渦頻率的檢測有熱學法、電容法、差壓法等 1. 特點：（1） 測量管內無運動部件，無機械磨損、使用壽命長，安裝維護方便、水平或垂直安裝均可，工作可靠、壓力損失小（約為孔板流量計壓力損失的1/4~1/2）。（3） 測量范圍寬，其讀數(shù)不受流體物理狀態(tài)如溫度、壓力、密度及組成成分的影響，一次標定后無需再修正或換算，可測液體和氣體流量，且節(jié)能效果明顯。九．質量流量計質量流量計分兩大類：一類是直接式質量流量計：直接得到與質量流量成比例的信號。在容器中液體介質的高低——液位，測量液位的儀表——液位計 容器中固體或顆粒狀物質的堆積高度——料位，測量料位的儀表——料位計兩種密度不同液體介質的分界面——界位，儀表——界面計上述三種儀表統(tǒng)稱為物位儀表一．概述1．物位測量的意義（1）通過物位的測量可以獲知容器中所儲物質（原料、半成品或成品）的體積或質量，掌握物料的數(shù)量，以保證能連續(xù)供應生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)所需的原料用量或進行經(jīng)濟核算——計量作用。（2）根據(jù)物位來連續(xù)監(jiān)視或調解容器中流入流出物料平衡，以便使它保持在工藝要求的范圍，使生產(chǎn)過程正常進行，保證產(chǎn)品的質量、產(chǎn)量、安全——連續(xù)控制生產(chǎn)工藝過程，保證質量。（3）監(jiān)視或控制容器中介質的物位，對它上下限進行報警，一旦物位超出允許的上、下限則報警，以便采取緊急措施。2．物位計分類：物位儀表的種類很多，按其工作原理主要有下列幾種類型（1）直讀式物位儀表：用帶有刻度的透明物質（如玻璃、有機玻璃）作為容器壁的一部分或連通管，可直接顯示容器內液位的高低。（2）差壓式物位儀表：利用物料內靜壓力與物料深度或堆積高度成正比的關系進行測量。 3）浮力式物位儀表：利用漂浮于液面上的浮子高度隨液位變化而改變（稱為恒浮力式液位計）或浸沉于液體中的浮子（或沉筒）所受的浮力隨液位高度而變化的原理（變浮力式液位計）。浮力式液位計結構簡單、直觀可靠、受外界溫度、濕度和壓力等因素影響較小，應用比較普遍。（4）電磁式物位儀表：將物位的變化轉換為電量的變化，測出電量的變化來測知物位。 也可以用于導電性較弱的液體和潮濕固體。5）核輻射式物位儀表：利用核輻射線穿過物料時，物料對核輻射線的吸收特性進行測量，即核輻射線的透射強度隨物質層的厚度而變化的原理。目前，工業(yè)上使用的放射線物位計有連續(xù)式和間斷式兩種。（6）聲波式物位儀