自动化仪表基本知识

5-2自动化仪表基础知识，1，自动化仪表的质量指标1。基本误差和附加误差基本误差：仪表本身的缺陷(间隙、摩擦、尺度不均匀或无法索引等)导致的误差。其他错误：由于仪表中说明的使用条件(环境温度和湿度、振动等)的变化而导致的错误。2.绝对误差(显示误差)绝对误差：=a-A0=测量值-真值。A0很难获得，通常用高精度标准仪表测量的平均值代替A0。不反映仪表的准确性。3，相对误差绝对误差是显示的误差百分比。=/a100% 反映仪器的准确度。4、仪表的准确度测量的最大显示误差与范围(最大测量范围)之比。常用等级为0.1、0.2、0.35、0.5、1.0、1.5、2.0和2.5。5.9KPa(600mmH2O)范围内的一次精度气动发射机的最大显示误差。5 .仪表的灵敏度：当仪表达到稳定的运行状态时，输出变化量 y和引起变化的输入变化量 x的比率s= y/ x，测量较小的输入变化量越好，灵敏度就越高，一般小范围仪表的s=具有一定刻度的仪器：S=在常数上具有不均匀刻度的仪器：S是如果非敏感区域(2)敏感限制导致仪表输出发生小变化，则需要的输入量的最小变化值。一般而言，敏感限制=1/2非敏感区域(3)在同一测量点处仪表的正向和反向移动标记值的差异。可见：不敏感区域表示由于输入量的变化，仪器结构不完整的程度。教程P91: 2、3、4、5、6、9、10、12、13、15、16、18、2，气动仪表的基本组件包括弹性元件、节流元件、气室、喷嘴挡板机制和弹性元素分为两类。弹性敏感组件将接收的压力或轴向推力转换为位移信号。弹性支撑元件(例如波纹管、金属膜片和膜盒、弹簧管、橡胶膜片等)用于增加弹性敏感元件的刚度，确定弹性敏感元件的初始位置和仪表0等。常用弹性元件(包括圆柱弹簧、螺旋弹簧等)、(1)弹性元件：位移与外力大小成比例变更，比例系数取决于元件的弹性大小。独立于输入输出。薄板弹簧、金属隔膜、鲍文管、F、F、P、返回本节，(1)刚性和敏感度刚性E弹性元素会产生单位位移变形所需的轴向力，指示弹性元素的硬体和软体程度。E=N/S灵敏度单位外力引起的弹性元件的位移变形，即=1/E弹性元件的刚性E，(2)弹性敏感元件的有效面积FeN=PFeFe有效面积一般Fe几何面积D2/4，一般Fe几何面积为弹性元件的弹性范围，一般Fe=常数，弹性元件的实际应用处理：安装波纹时采用预压缩方法金属膜片进行波纹；使用多环弹簧管。橡胶隔膜以褶皱的形式制作，中间添加了坚硬的芯，主要用于没有气压信号的瞬间动作。增加线性使用范围，2，节流元素节流元素阻碍气体流动，产生压力降，或改变气流以指示节流元素特性的参数气体电阻R气体在节流元素两端产生的压力降与气体流动的关系。表示限制因素干扰气体流动的容量大小。如果节流器是层流：r= p/g或 p=gr，2节流器元素，节流器元素：前后压力差的大小与气流成比例，比例系数取决于元件的弹性大小。独立于输入输出。， p (t)=r q (t)，g (s)= p (s)/ q (s)=r，节流元件类型恒定节流孔和可变节流孔(1)恒定节流孔，(2)可变节流孔可调节流动区域(气体电阻r)。圆锥-圆锥的一般形状圆柱-圆锥的用途-圆锥的用途：由可变节流孔组成的可变节流由比例尺、积分时间和微分时间、3 .起到气体容限的作用。气体中储存或释放气体对压力变化起惯性作用。类型：固定容量容量室体积固定。弹性气体容量室体积随压力变化。气体容量c:每次增加单位压力时增加的空气容量，表示气体容量存储空气容量的大小。C=dm/dP气体容量C的大小是增加气体容量的体积v，v 单位压力所需的空气容量空气存储容量C气体容量对于一定容量：C=常量；对于弹性空气室：v变数，C常数。由组成：因此，传递函数为：4、喷嘴挡板机构将恒定空气阻力(恒定节流孔1)排出室2喷嘴挡板(喷嘴3挡板4)排成一行，将挡板对喷嘴的小位移转换为相应的压力信号。这相当于可变空气阻力。气动系统最基本、最精密的组件是放大系数较大的放大环。4喷嘴挡板机制，4 .喷嘴挡板机构：根据喷嘴挡板开口程度的输出压力、恒定节流孔、挡板、喷嘴、挡板、喷嘴挡板机构图、气体源、返回本节、输出、0.10ma、0.02mpa喷嘴挡板机构的静态特性在稳定条件下，背压室的输出压力P和挡板位移h之间的关系挡板罩喷嘴时(h=0)，理论上P=P0=0.14MPa。实际上，由于制造比P0略低的p的加工精度限制(泄漏)，挡板与喷嘴相距一定距离时，h的变化不再引起压力p的变化。挡板和喷嘴之间形成的气流出口是小圆柱侧的形状，d2h=喷嘴孔循环面积d22/4不再节流时，h=d2/4 hd2/4理论上为P=Pb(大气压力)，但实际上，由于气流对挡板的冲击，P部分高于大气压力h=0 D2/4。hpu具有非线性关系，在喷嘴挡板机构的工作范围(p=0.02-0.1mpa)内，a-b段可以通过线性关系近似。delta p=k1h是成比例的链接。K1ab区段的平均斜度。5，在气动功率放大器喷嘴挡板机构中，恒定节流光圈较小(D1=0.15-0.3mm)，运行时输出风量小，不能直接推进执行器(远距离传输也困难)，在喷嘴挡板机构后添加一个功率放大器(执行流量或流量压力放大)。5放大器，5 .放大器：按比例放大输入信号，配置：大气道路 2可变节流球阀：控制从气源进入的气流(在较小的位移中，g大幅变化，以满足较大的流量要求)。锥阀：排气量调节弹性元件金属膜片弹簧将阀杆变成位移时，I，II，III，S，P上的F，P0，Pa，返回本节中的P-t阀可见：根据阀杆位移的大小，输出压力大小将输入压力设定为Pi，金属隔膜区域设定为f，推力PiF与位移s的关系开始于第三阶段，第二阶段是从PiP0开始于PiFPaF后的阀杆上有位移。步骤1:Pi=大气压，膜片和阀杆末端有一定间隔S0，Pi时，s0 Pi=P0，S0=0(膜片与阀杆完全接触，此阀杆没有位移，Pa放大器启动压力(27此区段内：增加输出压力 p输出=k2 pi 比例连结。K2放大器放大(取决于膜片的有效区域f和弹性组件的刚度)，第二，气动仪表的基本链路气动仪表的三个基本组件放大链路反馈链路比较，第一，气动仪表的放大器3354辅助气动功率放大器。在喷嘴挡板机构的输出端，串联一个称为二次气动功率放大器的气动功率放大器。喷嘴挡板是初级放大。下图显示了相应的原理图。输入与输出的关系PB=Kh(K=K1K2)K1是喷嘴挡板机构的放大K2是气体损耗型气动放大器的放大，1，气动仪表中的放大器3354第二级气动功率放大器。假定正常输出Pb=0.02 P 0.1 MPa， p=0.08 MPa功率放大器的压力放大系数为10，喷嘴挡板机器输出压力的最大变化范围为0.08/10=0.008，表示喷嘴挡板机构静态特性曲线非常小的单个ab，Pb启动压力。起始压力Pb进行了适当的调整，放大器工作特性曲线最接近直线的部分ab，如果仪表盘具有高灵敏度、精度和工作稳定性(例如，Pb过高或过低的调整)，则放大器在ab 或ab段上工作，并且每个点的斜率不同。 h大变化，灵敏度稳定性启动压力Pb的调整方法：更换刚度不同的金属膜片或更改弹簧预压力，2，通过气动仪表反馈链路(1)调节式空气电阻器RF，循环室P1，节流锥r连接。两种气体电阻都在层流上工作，循环空气室的面积很小，不管惯性对压力变化的影响。(1)分析节流压力P1(输出量)和控制信号压力P0和p2(节流分压器的输入)之间的关系(常规P2为大气压力):根据气体流量的连续性原理，在一定情况下通过可调气体电阻RF的流量G1应等于通过恒定节流孔R的气体流量G2，气体密度等于节流压力P1 P1=P0可变限制可以全部关闭，RF=，P1=0可以通过更改RF使k=0到1。 应用：节流器与1: 1追踪器配合工作，调整比例带，(2)节流器节流器盲室可用于在节流器元素(可调空气阻力或恒空气阻力)后串联配置一定容量的室(盲室)。如图所示。Pi表示节气门盲腔的输入量PO，输出r表示节气门元件空气阻力，(2)通过节气门盲腔的气流等于进入盲腔的空气量。也就是说，dm=CdPodm/dt=G等于通过空气阻力的流(Pi-P0)/R，T=RC。节流盲腔是惯性链路，t是该链路的时间常数。传递函数：这是主惯性链接。如果Pi是步长变更，则变更速度取决于时间常数T=RC。其中c是常数，因此变更气体电阻r会减慢t，tP0的变更。在实际应用中，经常将节流盲腔放在调节器的正反馈回路上，得到积分效果。如果此时更改气体阻力值，则将调整积分时间。(3)比例惯性链接配置：弹性室(波纹管E和外壳之间的室)、波纹管E/、可调气体阻力r和连接管道。Psr是输入，Psc是出口量。除了节流室e的体积发生变化外，与节流盲室类似的工作情况进行，Psr的变化导致波纹管e的弹性，盲室的体积发生变化，C常数节流盲室e的作用气体炉有两个通道。一是Psr通过可调气体电阻r充电盲室。另一个是波纹管e拉伸导致挤压效果形成弹性室的通道。特性曲线Psr先按气室e，通过Psc爆裂比例效应Psr继续膨胀到Psc，Psce逐渐收缩，直到Psc=Psr惯性充气气动调节器常用的比例惯性部分使用负反馈实现实际比例微分效果。3，气动仪表的比较根据线性叠加原理工作。比较链路的输出等于每个输入信号的对数总和，每个信号的变化调整根据平衡原理不相互影响。(1)由位移平衡反馈信号引起的挡板位移与由输入信号引起的挡板位移保持平衡；(1)首先，存在