檢測(cè)儀表與傳感器習(xí)題解答

第二章2-15什么叫壓力?表壓力、絕對(duì)壓力、負(fù)壓力(真空度)之間有何關(guān)系?解（1）工程上的壓力是物理上的壓強(qiáng)，即P=F/S（壓強(qiáng)）。（2）絕對(duì)壓力是指物體所受的實(shí)際壓力；表壓力=絕對(duì)壓力-大氣壓力；負(fù)壓力（真空度）=大氣壓力-絕對(duì)壓力2-24電容式壓力傳感器的工作原理是什么?有何特點(diǎn)?解見(jiàn)教材P.54~P.55。當(dāng)差動(dòng)電容傳感器的中間彈性膜片兩邊壓力不等時(shí)，膜片變形，膜片兩邊電容器的電容量變化（不等），利用變壓器電橋?qū)㈦娙萘康淖兓D(zhuǎn)換為電橋輸出電壓的變化，從而反映膜片兩邊壓力的差異（即壓差）。其特點(diǎn)：輸出信號(hào)與壓差成正比；應(yīng)用范圍廣，可用于表壓、差壓、流量、液位等的測(cè)量。2-27某壓力表的測(cè)量范圍為0～1MPa，精度等級(jí)為1.0級(jí)，試問(wèn)此壓力表允許的最大絕對(duì)誤差是多少?若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來(lái)校驗(yàn)該壓力表，在校驗(yàn)點(diǎn)為0.5MPa時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)上讀數(shù)為0.508MPa，試問(wèn)被校壓力表在這一點(diǎn)是否符合1級(jí)精度，為什么?解壓力表允許的最大絕對(duì)誤差為Dmax=1.0MPa′1.0%=0.01MPa在校驗(yàn)點(diǎn)0.5MPa處，絕對(duì)誤差為D=0.5-0.508=-0.008(MPa)該校驗(yàn)點(diǎn)的測(cè)量誤差為故該校驗(yàn)點(diǎn)不符合1.0級(jí)精度。2-28．為什么測(cè)量?jī)x表的測(cè)量范圍要根據(jù)測(cè)量大小來(lái)選取?選一臺(tái)量程很大的儀表來(lái)測(cè)量很小的參數(shù)值有何問(wèn)題?解（1）為了保證敏感元件能在其安全的范圍內(nèi)可靠地工作，也考慮到被測(cè)對(duì)象可能發(fā)生的異常超壓情況，對(duì)儀表的量程選擇必須留有足夠的余地，但還必須考慮實(shí)際使用時(shí)的測(cè)量誤差，儀表的量程又不宜選得過(guò)大。（2）由于儀表的基本誤差Dm由其精度等級(jí)和量程決定，在整個(gè)儀表測(cè)量范圍內(nèi)其大小是一定的，選一臺(tái)量程很大的儀表來(lái)測(cè)量很小的參數(shù)值這樣會(huì)加大測(cè)量誤差。2-29如果某反應(yīng)器最大壓力為0.8MPa，允許最大絕對(duì)誤差為0.01MPa。現(xiàn)用一臺(tái)測(cè)量范圍為0~1.6MPa，精度為l.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)量，問(wèn)能否符合工藝上的誤差要求?若采用一臺(tái)測(cè)量范圍為0~1.0MPa，精度為1.0級(jí)的壓力表，問(wèn)能符合誤差要求嗎?試說(shuō)明其理由。解用0~1.6MPa、精度為l.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)量的基本誤差Dmax=1.6MPa′1.0%=0.016MPa>0.01MPa(允許值)該表不符合工藝上的誤差要求。用0~1.0MPa、精度為l.0級(jí)的壓力表來(lái)進(jìn)行測(cè)量的基本誤差Dmax=1.0MPa′1.0%=0.01MPa>0.01MPa(允許值)該表符合工藝上的誤差要求。2-30某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為1.1~1.6MPa，工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，并要求測(cè)量結(jié)果的誤差不得大于罐內(nèi)壓力的±5％，試選擇一臺(tái)合適的壓力計(jì)(類型、測(cè)量范圍、精度等級(jí))，并說(shuō)明其理由。解空壓機(jī)緩沖器內(nèi)壓力為穩(wěn)態(tài)壓力，其工作壓力下限pmin=1.1MPa，工作壓力上限pmax=1.6MPa。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YX-150型、測(cè)量范圍為0~2.5MPa的電接點(diǎn)壓力表。根據(jù)測(cè)量誤差要求，測(cè)量的最大誤差為Dmax￡1.1′5%=0.055(MPa)則所選壓力表的最大引用誤差應(yīng)滿足要求，故可選精度等級(jí)為2.0級(jí)（或1.5級(jí)）的壓力表。2-31某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為14MPa，要求誤差不超過(guò)0.4MPa，試選用一臺(tái)就地指示的壓力表(給出型號(hào)、測(cè)量范圍、精度等級(jí))。解合成塔控制壓力14MPa為高壓，設(shè)所選壓力表的量程為p，則根據(jù)壓力表量程系列（附表1），可選YX-150型、測(cè)量范圍為0~25MPa的電接點(diǎn)壓力表。根據(jù)測(cè)量誤差要求，所選壓力表的最大允許誤差應(yīng)滿足要求，故可選精度等級(jí)為1.5級(jí)的壓力表。2-35．什么叫節(jié)流現(xiàn)象?流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生靜壓差?解：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象，稱為節(jié)流現(xiàn)象。流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，由于節(jié)流裝置前后流體截面的該變，造成流體流速的改變，從而產(chǎn)生節(jié)流裝置前后的壓力差。2-47渦輪流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)是什么?解：（1）渦輪流量計(jì)的工作原理：流體在管道中流動(dòng)時(shí)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(hào)，反映流體流速的大小。流速與管道截面的乘積就是流體的流量。（2）渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)：安裝方便、測(cè)量精度高、可耐高壓、反應(yīng)快、便于遠(yuǎn)傳、不受干擾、容易磨損等特點(diǎn)。2-48電磁流量計(jì)的工作原理是什么?它對(duì)被測(cè)介質(zhì)有什么要求?解電磁流量計(jì)的工作原理是基于管道中的導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中流動(dòng)時(shí)切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的電磁感應(yīng)原理，流體的流速越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與流量成正比。電磁流量計(jì)只能用來(lái)測(cè)量導(dǎo)電液體的流量。2-57什么是液位測(cè)量時(shí)的零點(diǎn)遷移問(wèn)題?怎樣進(jìn)行遷移?其實(shí)質(zhì)是什么?解（1）當(dāng)被測(cè)容器的液位H=0時(shí)，差壓液位計(jì)所感受的壓差Dp≠0的現(xiàn)象，稱為液位測(cè)量時(shí)的零點(diǎn)遷移，2-4用熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?其冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N?解：（1）熱電偶的熱電勢(shì)只有當(dāng)T0（或t0）恒定是才是被測(cè)溫度T（或t）的單值函數(shù)。熱電偶標(biāo)準(zhǔn)分度表是以T0＝0℃為參考溫度條件下測(cè)試制定的，只有保持T0＝0℃，才能直接應(yīng)用分度表或分度曲線。若T0≠（2）冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校貉娱L(zhǎng)導(dǎo)線法，0℃2-7現(xiàn)用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測(cè)某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30℃，顯示儀表的機(jī)械零位在0℃時(shí)，這時(shí)指示值為400℃，則認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃對(duì)不對(duì)?解認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430℃設(shè)換熱器內(nèi)的溫度為t，實(shí)測(cè)熱電勢(shì)為E(t，30)，根據(jù)顯示儀表指示值為400℃，則有E(t，30)=E(400，0)，由中間溫度定律并查鎳鉻-銅鎳（EE(t，0)=E(t，30)+E(30，0)=E(400，0)+E(30，0)=28943+1801=30744mV反查鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表，得器內(nèi)的溫度t=422.52-9．試述熱電阻測(cè)溫原理?常用測(cè)溫?zé)犭娮栌心膸追N?熱電阻的分度號(hào)主要有幾種?相應(yīng)的R0各為多少?解：（1）熱電阻測(cè)溫原理：電阻－溫度效應(yīng)，即大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的現(xiàn)象。（2）常用測(cè)溫?zé)犭娮栌校恒K熱電阻和銅熱電阻。（3）鉑熱電阻的分度號(hào)主要有：¨Pt100，（R0=100W）；¨Pt50，（R0=50W）；¨Pt1000，（R0=1000W）；等銅熱電阻的分度號(hào)主要有：¨Cu100，（R0=100W）；第4章自動(dòng)控制儀表4-1什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(hào)p與輸入信號(hào)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)。4-4何為比例控制器的比例度?一臺(tái)DDZ—Ⅱ型液位比例控制器，其液位的測(cè)量范圍為0~1.2m，若指示值從0.4m增大到0.6m，比例控制器的輸出相應(yīng)從5mA增大到7mA，試求控制器的比例度及放大系數(shù)。解比例控制器的比例度就是指控制器的輸入變化相對(duì)值與相應(yīng)的輸出變化相對(duì)值之比的百分?jǐn)?shù)，用式子表示為：式中e——輸入變化量；p——相應(yīng)的輸出變化量；——輸入的最大變化量，即儀表的量程；——輸出的最大變化量，即控制器輸出的工作范圍。根據(jù)題給條件，該控制器的比例度為對(duì)于單元組合儀表，其放大系數(shù)為KP=1/d=1/83.3%=120%控制器的輸出變化量p=1.6/80%=2(mA)4-9一臺(tái)具有比例積分控制規(guī)律的DDZ—Ⅱ型控制器，其比例度d為200％，穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出為5mA。在某瞬間，輸入突然變化了0.5mA，經(jīng)過(guò)30s后，輸出由5mA變?yōu)?mA，試問(wèn)該控制器的積分時(shí)間TI為多少?解控制器的放大倍數(shù)KP=1/d=1/200%=0.5控制器的輸入變化量為A=0.5mA；控制器的輸出變化量為Dp=6-5=1(mA)，經(jīng)歷時(shí)間t=30s。由得412試寫出比例積分微分（PID）三作用控制規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。解PID控制器的控制規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為其中，e—輸入變化量；p—相應(yīng)的輸出變化量；KP—放大倍數(shù)；TI—稱為積分時(shí)間；TD—微分時(shí)間。4-13試分析比例、積分、微分控制規(guī)律各自的特點(diǎn)。解比例控制規(guī)律的特點(diǎn)是反應(yīng)快，控制及時(shí)；存在余差(有差控制)積分控制規(guī)律的特點(diǎn)是控制動(dòng)作緩慢，控制不及時(shí)；無(wú)余差(無(wú)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(méi)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。第5章執(zhí)行器5-1氣動(dòng)執(zhí)行器主要由哪兩部分組成?各起什么作用?解氣動(dòng)執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥）兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它根據(jù)輸入控制信號(hào)的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力F和直線位移l，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作，所以它是將控制信號(hào)的大小轉(zhuǎn)換為閥桿位移的裝置；控制機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的控制部分，它直接與操縱介質(zhì)接觸，控制流體的流量，所以它是將閥桿的位移轉(zhuǎn)換為流過(guò)閥的流量的裝置。5-4試分別說(shuō)明什么叫控制閥的流量特性和理想流量特性?常用的控制閥理想流量特性有哪些?解控制閥的流量特性是指操縱介質(zhì)流過(guò)閥門的相對(duì)流量與閥門的相對(duì)開(kāi)度（相對(duì)位移）間的關(guān)系：式中，相對(duì)流量Q/Qmax是控制閥某一開(kāi)度時(shí)流量Q與全開(kāi)時(shí)流量Qmax之比；相對(duì)開(kāi)度l/L是控制閥某一開(kāi)度行程l與全開(kāi)行程L之比。在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性稱為理想流量特性。主要有：¨直線流量特性；¨等百分比（對(duì)數(shù)）流量特性；¨拋物線流量特性；¨快開(kāi)流量特性等四種。5-7什么叫控制閥的可調(diào)范圍?在串、并聯(lián)管道中可調(diào)范圍為什么會(huì)變化?解控制閥的可調(diào)范圍（可調(diào)比）是其所能控制的最大流量Qmax與最小流量Qmin的比值，即在串、并聯(lián)管道中，由于分壓和分流作用，可調(diào)范圍都會(huì)變小。5-8什么是串聯(lián)管道中的阻力比s?s值的變化為什么會(huì)使理想流量特性發(fā)生畸變?解串聯(lián)管道中的阻力比s為s值變化時(shí)，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。s=1時(shí)，管道阻力損失為零，系統(tǒng)總壓差全降在閥上，工作特性與理想特性一致。隨著s值的減小，直線特性漸漸趨近于快開(kāi)特性，等百分比特性漸漸接近于直線特性。所以，在實(shí)際使用中，一般希望s值不低于0.3，常選s=0.3~0.5。s>0.6時(shí)，與理想流量特性相差無(wú)幾。5-9什么是并聯(lián)管道中的分流比x?試說(shuō)明x值對(duì)控制閥流量特性的影響?解并聯(lián)管道中的分流比x為x值變化時(shí)，控制閥的流量變化，控制閥所控制的流量與總管的流量產(chǎn)生差異，因此，其理想流量特性將會(huì)發(fā)生畸變。x=1時(shí)，控制閥的流量就是總管的流量，工作特性與理想特性一致。隨著x值的減小，旁路閥逐漸打開(kāi)，雖然控制閥的流量特性變化不大，但可調(diào)范圍卻降低了。5-11什么叫氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開(kāi)式與氣關(guān)式?其選擇原則是什么?解氣動(dòng)執(zhí)行器（控制閥）的氣開(kāi)式為，有壓力控制信號(hào)時(shí)閥開(kāi)，無(wú)壓力控制信號(hào)時(shí)閥處于全關(guān)；氣關(guān)式為，有壓力控制信號(hào)時(shí)閥關(guān)，無(wú)壓力控制信號(hào)時(shí)閥處于全開(kāi)。氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開(kāi)式與氣關(guān)式的選擇原則是考慮工藝生產(chǎn)的安全，即信號(hào)中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和工作人員的安全。第6章自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念6-1自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？解自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由檢測(cè)變送器、控制器、執(zhí)行器和被控對(duì)象等四個(gè)環(huán)節(jié)組成。6-3題1-5圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說(shuō)明圖中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意義。題1-5圖加熱器控制流程圖解PI-307表示就地安裝的壓力指示儀表，工段號(hào)為3，儀表序號(hào)為07；TRC-303表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表；工段號(hào)為3，儀表序號(hào)為03；FRC-305表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的流量控制儀表；工段號(hào)為3，儀表序號(hào)為05。6-5在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，測(cè)量變送裝置、控制器、執(zhí)行器各起什么作用?解測(cè)量變送裝置的功能是測(cè)量被控變量的大小并轉(zhuǎn)化為一種特定的、統(tǒng)一的輸出信號(hào)（如氣壓信號(hào)或電壓、電流信號(hào)等）送往控制器；控制器接受測(cè)量變送器送來(lái)的信號(hào)，與工藝上需要保持的被控變量的設(shè)定值相比較得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，然后將此結(jié)果用特定信號(hào)（氣壓或電流）發(fā)送出去執(zhí)行器即控制閥，它能自動(dòng)地根據(jù)控制器送來(lái)的信號(hào)值來(lái)改變閥門的開(kāi)啟度，從而改變操縱變量的大小。6-8題l-11圖所示為一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。A、B兩種物料進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，通過(guò)改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該系統(tǒng)中的被控對(duì)象、被控變量、操縱變量及可能影響被控變量的干擾是什么?并說(shuō)明該溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。題1-11圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)解該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖題解1-11圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對(duì)象：反應(yīng)器；被控變量：反應(yīng)器內(nèi)的溫度；操縱變量：冷卻水流量?？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。若當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的被控溫度在干擾作用下升高時(shí)，其測(cè)量值與給定值比較，獲得偏差信號(hào)，經(jīng)溫度控制器運(yùn)算處理后，輸出控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)控制閥，使其開(kāi)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(lái)。所以該溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。6-10題1-11圖所示的溫度控制系統(tǒng)中，如果由于進(jìn)料溫度升高使反應(yīng)器內(nèi)的溫度超過(guò)給定值，試說(shuō)明此時(shí)該控制系統(tǒng)的工作情況，此時(shí)系統(tǒng)是如何通過(guò)控制作用來(lái)克服干擾作用對(duì)被控變量影響的?解：當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的溫度超過(guò)給定值（即升高）時(shí)，溫度測(cè)量元件測(cè)出溫度值與給定值比較，溫度控制器TC將比較的偏差經(jīng)過(guò)控制運(yùn)算后，輸出控制信號(hào)使冷卻水閥門開(kāi)度增大，從而增大冷卻水流量，使反應(yīng)器內(nèi)的溫度降下來(lái)，這樣克服干擾作用對(duì)被控變量影響。6-11按給定值形式不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可分哪幾類?解：按給定值形式不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分為以下三類：·定值控制系統(tǒng)——給定值恒定的控制系統(tǒng)。·隨動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）——給定值隨機(jī)變化的系統(tǒng)?！こ绦蚩刂葡到y(tǒng)——給定值按一定時(shí)間程序變化的系統(tǒng)。6-17某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為(900±10)℃?？紤]安全因素，控制過(guò)程中溫度偏離給定值最大不得超過(guò)80℃?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過(guò)渡過(guò)程曲線如題1-19圖所示。試求該系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、超調(diào)量、衰減比、余差、振蕩周期和過(guò)渡時(shí)間（被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的±1%（即900′（±1%）=±9℃題1-19圖溫度控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程曲線解最大偏差A(yù)=950-900=50（℃）；超調(diào)量B=950-908=42（℃）；由于B￠=918-908=10（℃），所以，衰減比n=B:B￠=42:10=4.2；余差C=908-900=8℃振蕩周期T=45-9=36(min)；過(guò)渡時(shí)間ts=47min。因?yàn)锳=50℃<80℃，C=8℃6-18題l-20(a)圖是蒸汽加熱器的溫度控制原理圖。試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并指出被控對(duì)象、被控變量、操縱變量和可能存在的干擾是什么?現(xiàn)因生產(chǎn)需要，要求出口物料溫度從80℃提高到81℃，當(dāng)儀表給定值階躍變化后，被控變量的變化曲線如題1-20(b)圖所示。試求該系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)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(dòng)控制系統(tǒng)，新的給定值為題1-20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。題解1-20圖蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對(duì)象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；操縱變量是蒸汽流量?？赡艽嬖诘母蓴_主要有：進(jìn)口物料的流量、溫度的變化；加熱蒸汽的壓力、溫度的變化；環(huán)境溫度的變化等。該系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差A(yù)=81.5-81=0.5（℃）；由于B=81.5-80.7=0.8（℃），B￠=80.9-80.7=0.2（℃），所以，衰減比n=B:B￠=0.8:0.2=4；余差C=80.7-81=-0.3（℃）。反查K型熱電偶分度表，得tx=246.4第7章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)7-2題7-2圖是一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。試畫出這一系統(tǒng)的方塊圖，并說(shuō)明各方塊的含義，指出它們具體代表什么?假定該反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中，反應(yīng)器內(nèi)需維持一定溫度，以利反應(yīng)進(jìn)行，但溫度不允許過(guò)高，否則有爆炸危險(xiǎn)。試確定執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)型式和控制器的正、反作用。題7-2圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)解該反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖如下圖所示。題解7-2圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對(duì)象是反應(yīng)器；被控變量是反應(yīng)器內(nèi)溫度；操縱變量是蒸汽流量；控制器是溫度控制器TC。根據(jù)工藝要求，執(zhí)行器應(yīng)為氣開(kāi)型式；蒸汽流量增加時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)溫度升高，被控對(duì)象是“正”作用；所以，控制器應(yīng)為“反”作用。7-15試確定題7-13圖所示兩個(gè)系統(tǒng)中執(zhí)行器的正、反作用及控制器的正、反作用。（1）題7-13(a)圖為一加熱器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料溫度不能過(guò)高，否則容易分解；（2）題7-13(b)圖為一冷卻器出口物料溫度控制系統(tǒng)，要求物料溫度不能太低，否則容易結(jié)晶。題7-13圖溫度控制系統(tǒng)解（1）根據(jù)工藝要求，題7-13(a)圖所示加熱器出口物料溫度控制系統(tǒng)，執(zhí)行器應(yīng)為氣開(kāi)閥；加熱劑流量增加時(shí)，加熱器內(nèi)溫度升高，被控對(duì)象是“正”作用，所以，控制器應(yīng)為“反”作用。（2）根據(jù)工藝要求，題7-13(b)圖所示冷卻器出口物料溫度控制系統(tǒng)，執(zhí)行器應(yīng)為氣開(kāi)閥；冷劑流量增加時(shí)，冷卻器內(nèi)溫度降低，被控對(duì)象是“反”作用，所以，控制器應(yīng)為“正”作用。7-16題7-14圖為貯槽液位控制系統(tǒng)，為安全起見(jiàn)，貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出，試在下述兩種情況下，分別確定執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)型式及控制器的正、反作用。（1）選擇流入量Qi為操縱變量；（2）選擇流出量Qo為操縱變量。題7-14圖液位控制解（1）當(dāng)選擇流入量Qi為操縱變量時(shí)，為滿足貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出的工藝要求，執(zhí)行器應(yīng)為氣開(kāi)閥；由于被控對(duì)象是“正”作用，所以，控制器應(yīng)為“反”作用。（2）當(dāng)選擇流入量Qo為操縱變量時(shí)，為滿足貯槽內(nèi)液體嚴(yán)格禁止溢出的工藝要求，執(zhí)行器應(yīng)為氣關(guān)閥；此時(shí)被控對(duì)象是“反”作用，所以，控制器應(yīng)為“反”作用。7-15題7-15圖所示為一鍋爐汽包液位控制系統(tǒng)的示意圖，要求鍋爐不能燒干。試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，判斷控制閥的氣開(kāi)、氣關(guān)型式，確定控制器的正、反作用，并簡(jiǎn)述當(dāng)加熱室溫度升高導(dǎo)致蒸汽蒸發(fā)量增加時(shí)，該控制系統(tǒng)是如何克服擾動(dòng)的?題7-15圖鍋爐氣包液位控制系統(tǒng)解該控制系統(tǒng)的方塊圖如下圖所示。題解7-15圖鍋爐氣包液位控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對(duì)象是鍋爐汽包；被控變量是鍋爐汽包內(nèi)液位；操縱變量是冷水流量；控制器是溫度控制器LC?？刂崎y應(yīng)為氣關(guān)型式；被控對(duì)象是“正”作用，控制器應(yīng)為“正”作用。當(dāng)加熱室溫度升高導(dǎo)致蒸汽蒸發(fā)量增加時(shí)，汽包內(nèi)液位下降，控制器LC輸出信號(hào)減小，氣關(guān)閥開(kāi)度增大（關(guān)小），冷水流量增大。克服汽包內(nèi)液位降低。7-18某控制系統(tǒng)采用DDZ-Ⅲ型控制器，用臨界比例度法整定參數(shù)。已測(cè)得dk＝30％、Tk＝3min。試確定PI作用和PID作用時(shí)控制器的參數(shù)。解PI作用時(shí)控制器的比例度d=66%，積分時(shí)間TI=2.55min。PID作用時(shí)控制器的比例度d=51%，積分時(shí)間TI=1.5min，微分時(shí)間TD=0.375min。第8章復(fù)雜控制系統(tǒng)8-5題8-5圖所示為聚合釜溫度控制系統(tǒng)。試問(wèn)：（1）這是一個(gè)