化工仪表简答题答案(完整版)

.1、自动控制系统概念和基本结构。自动控制系统使用自动控制装置的系统是自动控制系统，其特定关键参数因外部干涉(扰动)而偏离正常状态时，自动控制该参数，使其在指定值范围内返回。此系统由两部分组成：控制装置：起控制作用的所有仪表、自动装置。通常包括测量元件、发射机、控制器和执行器等。控制对象：控制装置将控制的生产设备。2、自动控制发射机、控制器、执行器的系统概念。变送器检测并转换到集成标准信号传输控制器(人眼感知)控制器将接收发射器信号与液位期望值相比较，根据偏差以恒定速度运行，并发送到与人脑相对应的执行器执行器将控制器指令信号转换为相应的位移信号，驱动阀门运动，改变液体流出量，实现与人手相对应的液体水平的自动控制。3、自动控制系统框图基本结构。方块图方块图是从信号流的角度来看，基于信号流将控制系统的各个部分相互连接的图形表示。下图是换热器的控制系统流程图。问：受控制的变量？操纵变量？控制对象？绘制控制系统方块图。控制变量：物料出口温度操控变数：蒸汽流控制对象：热交换器4、自动限制系统中给定值、受控变量、变量操纵、介质操纵、扰动、偏差的概念。给定值(设定)根据生产过程的要求，达到或保持控制变量中指定要求的值称为给定值。受控变量需要在对象内控制的物理量(如果值在一定范围内或根据规定的规则更改)称为控制变量。操纵变量被控制装置操纵并用于将控制变量保持为设定值的材料或能量的表示参数称为操作变量。操纵媒体具体实现控制效果的材料称为操作媒体。干涉(扰动)除了操控变数外，作用于物件并变更控制变数的元素称为干涉。偏差理论上，偏差必须是给定值和控制变量的实际差值。但是，由于只能获得测量值，因此通常使用给定值和测量值之间的差值作为偏差。5、如何区分积极反馈和消极反馈？反馈信号加强了原始信号，称为正反馈。所有反馈的作用方向与控制信息相反，而正向反馈的作用方向与控制信息相同。6、开环系统和闭环系统的区别。(1)开环控制系统如果系统的输出信号没有反馈到输入部，则不会产生闭合回路，因此这种系统称为开环控制系统。开环系统的配置简单实用，但没有反馈，因此控制模型准确，构成开环系统的各个部分是否稳定，会影响控制的最终结果。(2)闭环控制系统系统的输出(受控变量)通常作为测量传感器的控制系统的输入发送回。这样，控制系统形成了称为闭环控制系统的闭环。在电子学中，输出信号被引导回输入部，称为反馈。同样，闭环控制系统也是反馈控制系统，通常使用负反馈，因此控制系统可以保持稳定。大多数控制系统是闭环负反馈控制系统7、几种常见的信号是什么？每个都有什么特性？典型的常见信号：阶跃信号、斜坡信号、脉冲信号、加速度信号和正弦信号等。阶跃干涉(阶跃输入)的特征：如果系统是突然的、更危险的、对控制变量影响最大的系统，则可以有效地克服这些干涉，对其他干涉进行良好的克服，同时简化数学处理和分析。8、控制系统的性能指标主要有多少？最大偏差或溢出：最大偏差是在切换期间控制的变量偏离指定值的最大值。衰减比：表示衰减程度的指标，是前后相邻两个峰值的比率。剩馀差异：在转换流程结束时，控制变量达到的新正常状态值与给定值之间的偏差称为剩馀差异，剩馀偏差是转换流程结束时的剩馀偏差，在图中以c表示。偏差的值可以是正数，也可以是负数。转换时间：从干扰效果发生的那一刻开始，到系统重新建立新的平衡为止，转换过程所经历的时间称为转换时间。振动周期或频率：转换过程和两个波峰(或波谷)之间的间隔时间称为振动周期或工作周期，倒数称为振动频率。衰减率相同时，持续时间与变换时间成正比，通常，如果振动持续时间更短，则更好。上升时间也是质量指标。开始干扰第一个波峰所需的时间。显然上升时间要短。9、参数模型和非参数模型的基本概念。非参数化模型：如果数学模型用曲线或数据表等表示，则称为非参数模型。特征：图像、清晰度、定性特性容易显现，但缺乏数学方程的分析特性，通常通过实验直接获得。根据输入形式的不同，主要有阶跃反应曲线、脉冲反应曲线、矩形脉冲反应曲线、频率特性曲线等。参数化模型：数学模型用数学方程式描述时，称为参数化模型。对象的参数模型可以表示为对象块、描述输出关系的微分方程、偏微分方程、状态方程、差分方程等。本节讨论的模型是用微分方程描述的线性常数动态模型。10、使用微分方程建立数学模型的基本步骤。使用微分方程描述对象模型根据系统的机理分析，写系统微分方程的步骤：(1)确定系统的输入和输出变量。(2)从输入端开始，按照信号传递顺序，按照每个变量遵循的物理、化学等规律，打开每个变量之间的动态方程，通常是微分方程；(3)去掉中间变量，得到输入和输出变量的微分方程。(4)标准化：与输入相关的项目在等号的右侧，与输出相关的项目在等号的左侧，分别递减，最后，将系数归结为反映系统动态特性(例如时间常数)的参数。11、如何使用微分方程建立水槽的数学模型？12、机制分析的局限性是什么？机构分析的限制：许多复杂的过程不能通过理论分析得到支配表达。理论推导通常忽略对实际结果有显着影响的几个影响因素。通过实验获得经验方程有时比理论计算方便。13、时域方法和频域方法的特点是什么？时域方法：获取对象的升力曲线或方波响应曲线。这种方法不需要特殊的信号发生器，在很多情况下，可以利用调节系统的中原地区的仪器设备。方法简单，测试工作量小，应用广泛。缺点是测试精度不高，对生产有一定的影响。频域法：在对象的输入部分使用正弦波或近似正弦波测量输入和输出之间的振幅比和相位差，以获得对象的频率特性。原则上，数据处理也比较简单。输入信号只是稳态值的上下波动，对生产的影响较小，测试精度比时域方法高。需要测试工作量大的特殊次声测试设备。14、传递延迟和容量延迟的基本概念？1.转发延迟传输延迟也称为纯滞后，通常用0表示。纯滞后的发生通常是因为介质的搬运、能量传递和信号传输需要时间。传送带将固体溶质从料斗送到溶解罐所需的时间是纯延迟时间。延迟期间没有变化新参数的结果尚未传递到输出点。测试组件的安装位置不合理，是导致纯滞后的重要因素。如果检测点离得很远，信号传输会导致传输延迟增大，控制系统控制可能不能及时进行。2.容量延迟某些对象在应用“步长输入x”后开始慢慢变化控制变量y，随后逐渐加快速度，最后减慢速度，直到接近某个值。这种情况称为容量延迟或转换延迟。容量延迟通常是因为材料或能量的传递必须通过一定的阻力。容量延迟：在延迟期间逐渐产生微小变化的新参数的结果由卷的数量缓冲。压力是怎样表达的？绝对压力单位面积的所有压力相对压力(表压力)绝对压力和大气压力之间的差异p表格压力=p绝对-p大气真空度(负压)大气压力和绝对压力的差异p真空=p大气-p绝对16、测量压力的仪器是什么？1.液体柱压力计压力计通过将根据静态原理测量的压力转换为流体柱高度来测量压力。这些计量器包括u型管压力计、单管压力计、倾斜管压力计等。2.弹性压力计弹性压力计通过将根据弹性元件的力变形原理测量的压力转换为元件的位移来测量压力。弹簧管压力表、波纹管压力表、隔膜(或薄膜盒)压力表是常见的。活塞压力计活塞压力计利用流体静力学中的液压传动原理，将测试的压力转换为添加到活塞的搪瓷弦的重量，进行压力测量。这些压力表的测量精度很高，误差可能小于0.05%到0.2%，因此通常使用标准压力发生器或标准仪表来校准其他压力表或压力传感器的校验和。4.压力传感器和压力变送器(电压表)压力传感器和压力变送器将通过多个转换因素测量的压力转换为各种电信号，并利用对象的物理特性根据该信号的变化间接测量压力。根据转换因素，压力传感器和压力变送器可以分为电阻、电容、应变、电感、压电、霍尔芯片等多种形式。17、弹性压力计的工作原理是什么？有什么特征吗？工作原理：使用弹性元件在测量的压力下产生弹性变形的原理测量测量的压力。弹性元件受到压力时，会变形以输出位移或力。通过特定组件将位移或力转换为电信号。弹性元件的特点：结构简单、价格低廉、压力测量范围大、压力测量压力小、压力测量压力大、测量精度高，广泛应用于当前压力计。添加记录装置、电气转换装置、控制元件等其他装置，可以进行压力记录、远程传输、信号报警、自动控制等。18、电压力计的基本构成方块图是什么？19、电动压力计常用的表头是什么？每个都有什么特性？典型压力转换器(压力探针)包括：应变计压力转换器；压阻压力转换器；感应压力转换器；电容式压力转换器；霍尔芯片压力转换器。20、智能压力变送器的基本框图是什么？有什么特征吗？智能压力或差压发射器是基于普通压力或差压传感器添加微处理器电路而创建的智能传感器。3051C特性：具有远程通信功能根据手动通讯器，用户可以在现场或控制室设置变送器的各种参数易于维护长期稳定的工作需要5年矫正一次3051C配置：传感器薄膜头，电子电路板21、确定压力计类型时应考虑哪些因素？(1)选择仪表类型类型的选择，通常需要考虑以下因素：测试介质的物理化学性质，例如温度水平、粘度大小、污染水平、腐蚀性、易燃、爆炸性、结晶等。生产过程对压力测量的要求，例如测试的压力范围、准确度和距离、记录或是否需要最小-最大警告。现场环境条件，如高温、腐蚀、潮汐温度、振动、电磁场等。22、压力计的测量范围如何确定？为仪表盘测量范围确定的仪表盘测量范围是以指定精度测量该仪表盘的范围，由操作中必须测量的参数的大小确定。测量压力时，为了延长仪表寿命，防止过度力造成弹性元件损坏，压力计上限应高于工艺生产中可能的最大压力值。23、差压液位计基本原理。24、电容式液位传感器的优点和缺点是什么？优点：电容器液位计的传感部分结构简单，使用方便。缺点：需要更复杂的电子线路。介质浓度，温度变化时，介电系数也要改变。25，质量流和体积流分别意味着什么？质量流量：有效剖面的流体质量，以m表示，其中单位时间流体通过封闭管或开启槽。体积流量：通过单位时间过流横截面的流体体积，称为流速，以q表示。26、节流现象是什么？流体在管道中流动时，有时会通过阀门、孔口等设备流动，这被称为节流现象，因为部分阻力降低了流体压力。27、涡轮流量计的优点和缺点是什么？优点：(1)所有流量计中，属于最精确流量计的高精度；(2)重复性好。(3)元零漂，抗干扰能力好；(4)范围广。(5)结构紧凑。缺点：(1)不能长期保持矫正特性。(2)流体特性对流动特性影响很大。28、电磁流量计的使用有什么限制？电磁流量计仅用于测量导电液体的流动，电导率要求不低于水的电导率。煤气、蒸汽、石油产品等的流量无法测量。液体中检测出的电位数值很小，因此需要引入高倍率放大器。因此，测量系统复杂、成本高，容易受到外部电磁场的干扰，在使用不当的情况下，会对仪表的精度产生很大影响。使用中要注意维护，防止电极和管道绝缘的损坏。安装时，请确保远离所有磁性源。应该没有震动。29、压力温度计的原理是什么？根据温度变化应用压力进行温度测量的仪器称为压力温度计。它是按照密封系统中液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽加热后体积膨胀或压力变化的原则制造的，用压力计测量这些变化来测量温度。30，热电偶和热电阻的区别是什么？热电偶温度计是基于热电效应的温度测量仪。温度测量原理：热电偶温度测量的基本原理是由两个不同组件的材料导体构成闭合回路，如果两端有温度梯度，电路中的电流通过，此时两端之间存在电动势3354热电动势，因此称为塞贝克效应。热阻温度计由热阻(温度传感器)、显示仪表(不平衡桥或平衡桥)和连接导线组成。温度测量原理：利用金属导体随温度变化的电阻值的特性(电阻温度效应)进行温度测量。31、热电偶的选择应注意哪些问题？温度每增加1 ，可能发生的热电势就大，热电势应与温度成为可能的线性关系。高物理稳定性；化学稳定性要高。材料组织必须均匀，有韧性，可以用丝绸轻松处理。重现性好，批量生产方便，应用时也能保证良好的互换性。32、热阻是什么类型？(1)铂电阻在0 650 的温度范围内，铂电阻与温度的关系如下业界常用的铂电阻有两种：r0=1