总复习测量仪表与自动化

1、仪表测量仪表压力物位变送器控制器控制系统控制仪表流量温度执行器简单控制系统复杂控制系统串级控制系统前馈控制系统均匀控制系统比值控制系统分程控制系统 显示仪表第一篇第一篇 过程测量仪表过程测量仪表 压力(差压）物位流量温度 显示仪表第一章 概述一、误差的概念1、什么是测量误差？2、测量方法分类？二、误差的表示方法1、绝对误差？2、相对误差？3、引用误差（最大引用误差）？最大引用误差是仪表的基本误差，仪表的精度取决于最大引用误差的大小。三、误差的分类1、系统误差：在相同条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的绝对值和符号或者保持不变，或按一定的规律变化，这类误差称为系统误差。处理方法：加修正值2、

2、随机误差：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。处理方法：增加测量次数取平均值3、粗大误差：处理方法：剔除四、误差产生的原因1、装置误差2、人员误差3、方法误差4、环境误差n一台精度等级为1.6级的测压仪表，量程为040MPa,在正常情况下进行校验，其最大绝对误差为0.7MPa，求该仪表的最大引用误差、允许误差、仪表的精度是否合格。第二章 压力（差压）测量及变送1 压力的定义、单位2 表示方法真空度表压绝压关系第二章 压力（差压）测量及变送3 分类就地指示：弹簧管压力表工作原理选择类型测量范围（3种情况）精度校验标准表的选择?合格数据 确定精度或 报警：电

3、接点压力表远传：压力（差压）变送器输入输出关系，要求会计算电容式差压变送器工作原理结构第三章 物位测量及变送 分类直读式物位仪表浮力式变浮力：浮筒恒浮力：磁翻板、自动跟踪、浮球、钢带静压式物位仪表：差压变送器的测量范围、迁移、迁移量其它物位计电容（射频导纳）超声波雷达核辐射第四章 流量测量及变送1 流量的定义、单位瞬时流量累计流量体积流量质量流量2 分类速度式流量计容积式流量计 质量式流量计第四章 流量测量及变送速度式差压式三阀组和差压计：三阀组的作用及操作顺序节流装置引压管路非标准标准节流元件（3种）取压方式（3种）组成工作原理：公式，会计算浮子式（转子）：原理，计算公式，刻度修正（原因）会

4、计算靶式：原理，计算公式电磁涡轮式漩涡：涡街、旋进漩涡超声波：传播速度差法、多普勒法速度式流量计多有安装直线管段的要求，其长短取决于管径第四章 流量测量及变送容积式椭圆齿轮：影响误差的因素是什么？腰轮刮板质量式流量计直接式：直接式：科里奥利，原理 间接式：间接式：温度压力补偿式质量流量计对比：工作原理、流量方程、测量精度、量程比、压力损失、适用介质第五章 温度测量及变送1 温度的定义摄氏温标2 温标的定义及相互关系华氏温标热力学温标宏观微观第五章 温度测量及变送分类玻璃管式就地指示：膨胀式热电偶双金属式压力式远传热电势温差电势接触电势原理：热电效应热电偶的基本定律补偿导线作用及使用要求冷端补偿

5、作用及方法分类，分度号，分度表会计算热电阻金属导体半导体Pt：Pt100含义Cu第六章 显示仪表显示仪表一、显示仪表的分类n按照能源分，有电动显示仪表与气动显示仪表；n按照显示的方式分，有模拟式、数字式和图像显示三种。自动平衡式显示仪表:电子电位差计和电子自动平衡电桥。特点:测量精度高,工作可靠。可测量显示温度、压力、流量、物位等参数。二、模拟式显示仪表二、模拟式显示仪表n5n（二）、电子自动平衡电桥n12n利用平衡电桥来测量热电阻变化。n 当被测温度为下限时，Rt有最小值Rt0，滑动触点应在RP的左端，此时电桥的平衡条件是4230RRRRRPtn（6-3）两个系统比较两个系统比较项目热电偶系

6、统热电阻系统输入信号电动势电阻电桥输出E（不平衡）0 （平衡）冷端温度补偿有无接线方式双补偿线，桥中三线，桥臂电源直流直流或交流1、起始点为0的自动电位差计，当输入端短路时，仪表指针应指示在何处？为什么？答：对于下限为零的仪表，指针应指室温。为什么要指室温呢?这是因为短接后输入信号为零，而表内测量桥路中具有热电偶冷端温度补偿电阻，在室温下产生一个补偿电压，该电压经放大器放大，将使可逆电机转动，使仪表达到新的平衡，于是指针指出与补偿电压相应的温度，即室温。2、热电阻短路或断路时，电子自动平衡电桥指针分别指在何处？n解热电阻短路，相当于Rt =0，指针会直指向始端，直到受到限位为止，相当于温度非常

7、低。n热电阻断路，相当于Rt，指针会直指向终端，直到受限位为止，相当于温度非常高。 第二篇 控制仪表 变送器控制器执行器 第八章 控制器 一 控制规律PPIPDPIDtDVfMV,控制作用、DIBPTTPK过渡过程品质指标、DIBPTTPK公式、特点、适用场合PI:已知DV变化曲线，计算MV变化曲线DvdtTDvKMvIP1P167 2 第八章 控制器 二 控制器（功能）1 控制运算（控制规律的实现）)1(dtdDVTDVdtTDvKMVDIP 第八章 控制器 2 正反作用正作用： )1(dtdDvTDvdtTDvKMvDIP反作用： )1(dtdDvTDvdtTDvKMvDIP3 手/自切换

8、与手动操作 4 内外给定的选择 第十章 执行器 一 执行器的作用二 按能源分类 气动执行器 电动执行器 液动执行器 第十章 执行器 二 气动执行器执行机构薄膜执行机构活塞式执行机构长行程执行机构原理：输入输出关系作用正反作用不平衡力，阀门定位器调节机构分类直行程：直通单座阀、直通单双座阀特点直通单座阀、直通单双座阀特点角行程：蝶阀的特点性能指标节流原理流量系数:决定阀的口径Dg、dg可调比:理想、实际流量特性:理想（四种），实际正装、反装n三、控制阀的性能指标n1、流量系数n2、可调比n3、流量特性n（1）定义n（2）几种流量特性 第十章 执行器 四、 执行器选择（一） 结构形式的选择选执行机

9、构：从能源，工艺介质要求、安全、调节精度，经济效 益及现场情况等多种因素，综合考虑选用气、电、 液哪一种执行机构。选调节机构工艺条件：应考虑温度、压差、流量、泄漏量的要求介质物性：应考虑粘度、密度、结晶、结焦的情况 第十章 执行器 三 执行器选择（二） 气开气关的选择（风开风关）执行机构：正反作用调节机构：正装反装1 气开气关的定义2 气开气关的组合方法执行器气开气关（四种）3 选择原则：故障状态下工艺安全性 第十章 执行器 （三） 流量特性的选择：直接影响自动调节系统的调节质量和稳定性。1 选择原则：对象特性 2 工艺配管影响阀的工作流量特性（四）计算额定流量系数及口径的选择（Dg,dg)n

10、阻塞流：)(12VFLPFPFP临PQC10)(12VFLPFPFP临第十三章 自动控制系统的基本概念一 自动控制系统的组成自动控制系统被控对象 ：自动化仪表 控制器: 执行器: 变送器: 第十三章 自动控制系统的基本概念简单控制系统一个被控对象 一个控制器一个执行器 一个变送器 复杂控制系统其中一种控制仪表多于一个第十三章 自动控制系统的基本概念二 自动控制系统的分类定值控制系统随动控制系统（一）从给定值角度程序控制系统（二）信号传送角度看 闭环控制系统开环控制系统反馈： 把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。第十三章 自动控制系统的基本概念三 自动控制

11、系统的过渡过程及品质指标 1. 过渡过程的形式(对比），哪些过渡过程能基本满足控制要求？2.控制系统的优劣评价标准：稳、快、准3.控制系统过渡过程品质指标,各指标的含义4.控制器PID参数如何影响控制系统过渡过程品质指标y(t)trtpBTs0t)(yryBAy(t)tpB0BAtsT)(y(a) 给定值阶跃变化下的过渡过程(b) 干扰阶跃变化下的过渡过程 过渡过程品质指标示意图CCn某化学反应器工艺规定操作温度为(80010)。为确保生产安全，控制中温度最高不得超过850。现运行的温度控制系统，在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如图所示。n(1)分别求出最大偏差、余差、衰减比、过渡时间(温度进入

12、按2新稳态值即视为系统已稳定来确定)和振荡周期。n(2)说明此温度控制系统是否满足工艺要求。n解：最大偏差：A=45。n余差：C=5。n衰减比：n=4:1。n过渡时间：Ts=25min。n振荡周期：T=13min。n该系统满足正艺要求。第十四章第十四章 简单控制系统简单控制系统一 简单控制系统的组成二 工艺控制流程图三 方框图四 熟悉一些基本概念测量值控制器调节阀被控对象偏差给定值操纵值操纵变量干扰D测量变送器-SvPvDvMvq被控变量y+e第十四章第十四章 简单控制系统简单控制系统五 操纵变量四 被控变量六 执行器选择：类型、气开气关、口径、流量特性七 控制器设计（一) 控制规律选择（二)

13、 控制器正反作用选择（三) 控制器参数整定（控制器参数对过渡过程的影响）八 投运步骤n下图为液位控制系统原理图。生产工艺要求汽包水位一定必须稳定。画出控制系n统框图，指出被控对象、被控变量和操纵变量。确定调节阀的流量特性、气开、气关形式和n调节器的控制规律及其正反作用方式。n解：控制系统框图如下图所示。n被控对象为汽包；被控变量是汽包的液位；操纵变量为给水的流量。n汽包的过程特性为一阶带时延特性，即过程为非线性特性。因此，调节阀流量特性选择对数特性调节阀。n根据生产安全原则，当系统出现故障时应该停止输送燃料，调节阀应选用气关式。即无气时调节阀打开。保证在控制出现故障时，汽包不会干烧。调节阀：选择气关式调