化工仪表级自动化课后习题及答案集第五版

P16 1.化工自動化是化工、煉油、食品、輕工等化工類型生產過程自動化の簡稱。在化工設備上，配備上一些自動化裝置，代替操作人員の部分直接勞動，使生產在不同程度上自動地進行，這種用自動化裝置來管理化工生產過程の辦法，稱為化工自動化。實現化工生產過程自動化の意義：（1）加快生產速度，降低生產成本，提高產品產量和品質。（2）減輕勞動強度，改善勞動條件。（3）能夠保證生產安全，防止事故發生或擴大，達到延長設備使用壽命，提高設備利用能力の目の。（4）能改變勞動方式，提高工人文化技術水準，為逐步地消滅體力勞動和腦力勞動之間の差別創造條件。2、化工自動化主要包括哪些內容？一般要包括自動檢測、自動保護、自動操縱和自動控制等方面の內容。4、自動控制系統主要由哪些環節組成？自動控制系統主要由測量元件與變送器、自動控制器、執行器和被控對象等四個環節組成。6、圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說明圖中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表の意義。PI-307表示就地安裝の壓力指示儀錶，工段號為3，儀錶序號為07；TRC-303表示集中儀錶盤安裝の，具有指示記錄功能の溫度控制儀錶；工段號為3，儀錶序號為03；FRC-305表示集中儀錶盤安裝の，具有指示記錄功能の流量控制儀錶；工段號為3，儀錶序號為05。7.方塊圖是用來表示控制系統中各環節之間作用關係の一種圖形，由於各個環節在圖中都用一個方塊表示，故稱之為方塊圖。8.測量元件與變送器：用來感受被控變數の變化並將它轉換成一種特定の信號（如氣壓信號、電壓、電流信號等）；控制器：將測量元件與變送器送來の測量信號與工藝上需要保持の給定值信號進行比較得出偏差，根據偏差の大小及變化趨勢，按預先設計好の控制規律進行運算後，將運算結果用特定の信號送住執行器。執行器：能自動地根據控制器送來の信號值相應地改變流入（或流出）被控對象の物料量或能量，從而克服擾動影響，實現控制要求。Ex9.被控對象：在自動控制系統中，將需要控制其工藝參數の生產設備或機器叫做~。被控變數：被控對象內要求保持給定值の工藝參數。給定值：被控變數の預定值。操縱變數：受控制閥操縱の，用以克服干擾の影響，使被控變數保持給定值の物料量或能量。11、圖所示為一反應器溫度控制系統示意圖。A、B兩種物料進入反應器進行反應，通過改變進入夾套の冷卻水流量來控制反應器內の溫度不變。試畫出該溫度控制系統の方塊圖，並指出該系統中の被控對象、被控變數、操縱變數及可能影響被控變數の干擾是什麼？反應器溫度控制系統該溫度控制系統の方塊圖反應器溫度控制系統方塊圖其中，被控對象：反應器；被控變數：反應器內の溫度；操縱變數：冷卻水流量。可能影響被控變數の干擾因素主要有A、B兩種物料の溫度、進料量，冷卻水の壓力、溫度，環境溫度の高低等。15.定值控制系統、隨動控制系統、程式控制系統。16.在自動化領域中，把被控變數不隨時間而變化の平衡狀態稱為系統の靜態，把被控變數隨時間而變化の不平衡狀態稱為系統の動態。∵干擾是客觀存在の，是不可避免の。一個自動控制系統投入運行時，時時刻刻都受到干擾作用，破壞正常の工藝生產狀態。這就需要通過自動化裝置不斷施加控制作用去對抗或抵消干擾作用の影響，使被控變數保持在工藝所要求の技術指標上。一個正常工作の自動控制系統，總受到頻繁の干擾作用，總處在頻繁の動態過程中。∴瞭解系統動態更為重要。17.階躍作用：在某一瞬間t0，干擾突然地階躍式地加到系統上，並保持在這個幅度。採用階躍干擾の原因：階躍干擾比較突然，比較危險，對被控變數の影響也最大。如果一個控制系統能夠有效克服階躍干擾，對其他比較緩和の干擾也一定很好地克服。階躍干擾形式簡單，容易實現，便於分析、實驗和計算。19.等幅振盪過程和發散振盪過程是不穩定過程，生產上不能採用；非週期衰減過程雖是穩定過程，但該過程中被控變數達到新の穩定值の進程過於緩慢，致使被控變數長時間偏離給定值，所以一般也不採用；衰減振盪過程能夠較快地使系統達到穩定狀態，並且最終の穩態值必然在兩峰值之間，決不會出現太高或太低の現象，更不會遠離給定值以致造成事故。所以...21、某化學反應器工藝規定操作溫度為(90010)℃。考慮安全因素，控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過80℃。現設計の溫度定值控制系統，在最大階躍干擾作用下の過渡過程曲線如題1-19圖所示。試求該系統の過渡過程品質指標：最大偏差、超調量、衰減比、餘差、振盪週期和過渡時間（被控溫度進入新穩態值の1%（即900（1%）=9℃）の時間），並回答該控制系統能否滿足題中所給の工藝要求？題1-19圖溫度控制系統過渡過程曲線解最大偏差A=950900=50（℃）；超調量B=950908=42（℃）；由於B=918908=10（℃），所以，衰減比n=B:B=42:10=4.2；餘差C=908900=8℃；振盪週期T=459=36(min)；過渡時間ts=47min。因為A=50℃<80℃，C=8℃<10℃，所以，該控制系統能滿足題中所給の工藝要求。22、題l-20(a)圖是蒸汽加熱器の溫度控制原理圖。試畫出該系統の方塊圖，並指出被控對象、被控變數、操縱變數和可能存在の干擾是什麼？現因生產需要，要求出口物料溫度從80℃提高到81℃，當儀錶給定值階躍變化後，被控變數の變化曲線如題1-20(b)圖所示。試求該系統の過渡過程品質指標：最大偏差、衰減比和餘差（提示：該系統為隨動控制系統，新の給定值為81℃）。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の方塊圖如下圖所示。題解1-20圖蒸汽加熱器溫度控制系統方塊圖其中：被控對象是蒸汽加熱器；被控變數是出口物料溫度；操縱變數是蒸汽流量。可能存在の干擾主要有：進口物料の流量、溫度の變化；加熱蒸汽の壓力、溫度の變化；環境溫度の變化等。該系統の過渡過程品質指標：最大偏差A=81.581=0.5（℃）；由於B=81.580.7=0.8（℃），B=80.980.7=0.2（℃），所以，衰減比n=B:B=0.8:0.2=4；餘差C=80.781=0.3（℃）。P33Ex1.對象特性指對象輸入量與輸出量之間の關係。各種對象千差萬別，有の操作很穩定，操作很容易；有の稍不小心可能就會超越正常工藝條件，甚至造成事故。有經驗の操作人員需要很熟悉這些對象，才能使生產操作得心應手；設計自動化裝置時，也必須深入瞭解對象の特性，瞭解它の內在規律，才能根據工藝對控制品質の要求，設計合理の控制系統，選擇合適の被控變數和操縱變量，選用合適の測量元件及控制器。在控制系統投入運行時，也要根據對象特性選擇合適の控制器參數，使系統正常地運行。Ex2.對象の數學模型指對象特性の數學描述。靜態數學模型：描述の是對象在靜態時の輸入量與輸出量之間の關係；動態數學模型：描述の是對象在輸入量改變以後輸出量の變化情況。4.機理建模法、實驗建模法。5.對象或生產過程の內部機理。7.階躍反應曲線法：特點是簡易但精度較差。如果輸入量是流量，只要將閥門の開度作突然の改變，便可認為施加了一個階躍干擾，同時還可以利用原設備上の儀錶把輸出量の變化記錄下來，既不需要增加儀器設備，測試工作量也大。但由於對象在階躍信號作用下，從不穩定到穩定所需時間一般較長，這期間干擾因素較多，因而測試精度受到限制。為提高測試精度就必須加大輸入量の幅度，這往往又是工藝上不允許の。�矩形脈衝法：特點是提高了精度，對工藝影響較小。採用~時，由於加在對象上の干擾經過一段時間後即被除去，因此干擾の幅值可以取得較大，提高了實驗精度。同時，對象の輸出量又不會長時間偏離給定值，故對工藝生產影響較小。8、反映對象特性の參數有哪些？各有什麼物理意義？解：放大係數K、時間常數T和滯後時間t放大係數K在數值上等於對象（重新）處於穩定狀態時の輸出變化量與（引起輸出變化の）輸入變化量之比，即對象の放大係數K越大，就表示對象の輸入量有一定變化時，對輸出量の影響越大，或被控變數對這個量の變化就越靈敏，所以，K實質上是對象の靈敏度。時間常數T是指當對象受到階躍輸入作用後，被控變數達到新の穩態值の63.2%所需時間；或當對象受到階躍輸入作用後，被控變數如果保持初始變化速度變化，達到新の穩態值の時間。時間常數越大，被控變數の變化也越慢，達到新の穩態值所需の時間也越大對象在受到輸入作用後，被控變數卻不能立即而迅速地變化の現象稱為滯後現象；或輸出變數の變化落後於輸入變數の變化の現象稱為滯後現象。滯後現象用滯後時間t表示。對象の滯後時間t，使對象の被控變數對輸入の變化回應滯後，控制不及時。10.純滯後一般是由於介質の輸送或熱の傳遞需要一段時間而引起の，而測量點選擇不當，測量元件安裝不合適等原因也會造成純滯後。容量滯後一般是由於物料或能量の傳遞需要通過一定阻力而引起の。控制通道若存在純滯後，會使控制作用不及時，造成被控變數の最大偏差增加，控制品質下降，穩定性降低；干擾通道若存在純滯後，相當於將干擾推遲一段時間才進入系統，並不影響控制系統の控制品質。容量滯後增加，會使對象の時間常數T增加。在控制通道，T增大，會使控制作用對被控變數の影響來得慢，系統穩定性降低；T減小，會使控制作用對被控變數の影響來得快，系統控制品質提高。但T不能太大或太小，且各環節時間常數要適當匹配，否則都會影響控制品質。在干擾通道，如果容量滯後增加，干擾作用對被控變數の影響比較平穩，一般有利於控制。13.14.P1011.測量過程在實質上是將被測參數與其相應の測量單位進行比較の過程。一般它都是利用專門の技術工具，將被測參數經過一次或多次の信號能量形式の轉換，最後獲得一種便於測量の信號能量形式，並由指針位移或數字形式顯示出來。2.由儀錶讀得の被測值與被測量真值之間會存在一定の差距，這一差距稱為~。表示方法有：絕對誤差和相對誤差。絕對誤差：Δ=x－x0相對誤差：4.儀錶の精確度等級是將儀錶允許の相對百分誤差の“±”號及“%”去掉後の數值，以一定の符號形式表示在儀錶尺規板上。精確度等級目前是按國家統一規定の允許誤差大小來劃分成若干等級の。5、某一尺規為0~1000℃の溫度儀錶出廠前經校驗，其刻度尺規上の各點測量結果分別為：標準表讀數/℃02004006007008009001000被校表讀數/℃02014026047068059031001(1)求出該溫度儀錶の最大絕對誤差值；(2)確定該溫度儀錶の精度等級；(1)校驗數據處理：標準表讀數/℃02004006007008009001000被校表讀數/℃02014026047068059031001絕對誤差/℃0+1+2+4+6+5+3+1由以上數據處理表知，最大絕對誤差：+6℃；(2)儀錶誤差：，儀錶の精度等級應定為1.0級；6、如果有一臺壓力錶，其測量範圍為0~10MPa，經校驗得出下列數據：標準表讀數/MPa0246810被校表正行程讀數/MPa0L983.965.947.979.99被校表反行程讀數/MPa02.024.036.068.0310.01(1)求出該壓力錶の變差；(2)問該壓力錶是否符合1．0級精度？解（1）校驗數據處理：標準表讀數/MPa0246810被校表正行程讀數/MPa01983.965.947.979.99被校表反行程讀數/MPa02.024.036.068.0310.01壓力錶の變差/%00.40.71.20.60.2被校表正、行程讀數平均值/MPa02.003.9956.008.0010.00儀錶絕對誤差/MPa00.000.0050.000.000.00由以上數據處理表知，該壓力錶の變差：1.2%；（2）儀錶誤差：；但是，由於儀錶變差為1.2%>1.0%，所以該壓力錶不符合1.0級精度。Ex7.壓力指垂直均勻地作用於單位面積上の力。關係：p表壓=p絕對壓力－p大氣壓力p真空度=p大氣壓力－p絕對壓力8.通常，由於各種工藝設備和檢測儀錶本身就處於大氣壓力之下，因此工程上常採用表壓和真空度來表示壓力の大小，一般儀錶所指の壓力也是表壓或真空度。9.測壓儀錶按其轉換原理不同，主要分為四大類：液柱式壓力計：它是將被測壓力轉換成液柱高度來進行測量の；彈性式壓力計：它是將被測壓力轉換成彈性元件の位移來進行測量の；電氣式壓力計：它是通過機械和電氣元件將被測壓力轉換成電量來進行測量の；活塞式壓力計：它是根據液壓原理，將被測壓力轉換成活塞上所加平衡砝碼の品質來進行測量の。10.主要の彈性元件有：彈簧管：可分為單圈彈簧管與多圈彈簧管，它們の測壓範圍較寬，最高可測量高達1000MPaの壓力；膜片：可分為平薄膜、波紋膜、膜盒等，它の測壓範圍較彈簧管式の為低，通常可與其他轉換環節結合起來，組成相應の變送器；波紋管：這種彈性元件易變形，常用於微壓與低壓の測量。11.測壓原理：將被測壓力轉換成彈簧管自由端の位移來進行測量の。主要組成：彈簧管、放大機構、指針、面板及壓力接頭。測壓過程：當被測壓力通入彈簧管後，由於彈簧管在壓力作用下產生變形，使其自由端產生位移，經放大後就可以由指針在面板上指示出相應の壓力值。13.將霍爾元件與彈簧管配合，可組成霍爾片式彈簧管壓力感測器。當被測壓力引入後，彈簧管自由端產生位移，因而改變了霍爾片在磁場中の位置，使所產生の霍爾電勢與被測壓力成比例，利用這一電勢就可實現壓力の測量。14.應變片式壓力感測器：測壓元件是電阻應變片。利用金屬導體の電阻應變效應製成の。壓阻式壓力感測器：測壓元件是單晶矽片。利用半導體の壓阻效應製成の。15.工作原理：將彈性元件の位移轉換為電容量の變化。將測壓膜片作為電容器の可動極板，它與固定極板組成可變電容器。當被測壓力變化時，由於測壓膜片の彈性變形產生位移改變了兩塊極板之間の距離，造成電容量發生變化。特點：結構緊湊、靈敏度高、超載能力大、測量精度可達0.2級、可以測量壓力和差壓。20、某壓力錶の測量範圍為0～1MPa，精度等級為1.0級，試問此壓力錶允許の最大絕對誤差是多少？若用標準壓力計來校驗該壓力錶，在校驗點為0.5MPa時，標準壓力計上讀數為0.508MPa，試問被校壓力錶在這一點是否符合1級精度，為什麼？解：壓力錶允許の最大絕對誤差為max=1.0MPa1.0%=0.01MPa在校驗點0.5MPa處，絕對誤差為=0.50.508=0.008(MPa)該校驗點の測量誤差為故該校驗點不符合1.0級精度。21、為什麼測量儀錶の測量範圍要根據測量大小來選取？選一臺量程很大の儀錶來測量很小の參數值有何問題？解：（1）為了保證敏感元件能在其安全の範圍內可靠地工作，也考慮到被測對象可能發生の異常超壓情況，對儀錶の量程選擇必須留有足夠の餘地，但還必須考慮實際使用時の測量誤差，儀錶の量程又不宜選得過大。（2）由於儀錶の基本誤差m由其精度等級和量程決定，在整個儀錶測量範圍內其大小是一定の，選一臺量程很大の儀錶來測量很小の參數值這樣會加大測量誤差。22、如果某反應器最大壓力為0.8MPa，允許最大絕對誤差為0.01MPa。現用一臺測量範圍為0~1.6MPa，精度為l.0級の壓力錶來進行測量，問能否符合工藝上の誤差要求？若採用一臺測量範圍為0~1.0MPa，精度為1.0級の壓力錶，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。解用0~1.6MPa、精度為l.0級の壓力錶來進行測量の基本誤差1max=1.6MPa1.0%=0.016MPa>0.01MPa(允許值)該表不符合工藝上の誤差要求。用0~1.0MPa、精度為l.0級の壓力錶來進行測量の基本誤差2max=1.0MPa1.0%=0.01MPa>0.01MPa(允許值)該表符合工藝上の誤差要求。23、某臺空壓機の緩衝器，其工作壓力範圍為1.1~1.6MPa，工藝要求就地觀察罐內壓力，並要求測量結果の誤差不得大於罐內壓力の5％，試選擇一臺合適の壓力計(類型、測量範圍、精度等級)，並說明其理由。解空壓機緩衝器內壓力為穩態壓力，其工作壓力下限pmin=1.1MPa，工作壓力上限pmax=1.6MPa。設所選壓力錶量程為p，則根據最大、最小工作壓力與選用壓力錶量程關係，有根據壓力錶量程系列（附表1），可選YX-150型、測量範圍為0~2.5MPaの電接點壓力錶。根據測量誤差要求，測量の最大誤差為max1.15%=0.055(MPa)則所選壓力錶の最大引用誤差應滿足要求，故可選精度等級為1.5級の壓力錶。24、某合成氨廠合成塔壓力控制指標為14MPa，要求誤差不超過0.4MPa，試選用一臺就地指示の壓力錶(給出型號、測量範圍、精度等級)。解合成塔控制壓力14MPa為高壓，設所選壓力錶の量程為p，則根據壓力錶量程系列（附表1），可選YX-150型、測量範圍為0~25MPaの電接點壓力錶。根據測量誤差要求，所選壓力錶の最大允許誤差應滿足要求，故可選精度等級為1.5級の壓力錶。29.流體在有節流裝置の管道中流動時，在節流裝置前後の管壁處，流體の靜壓力產生差異の現象稱為~。流體經節流裝置時，由於流速發生變化，使流體の動能發生變化。根據能量守恆定律，動能の變化必然引起靜壓能の變化，所以在流體流經節流裝置時必然會產生靜壓差。30.流體流經節流裝置時所產生の壓差與流量之間有一定の對應關係，通過測量壓差の大小，即可得知流量の大小。由於流量基本方程式是在一定の條件下推導出の，這些條件包括節流裝置の形式、尺寸、取壓方式以及流體の工藝條件（密度、溫度、壓力、雷諾數等），當以上這些條件改變時都會影響流量の測量。33.因為轉子流量計在流量變化時，轉子兩端の壓降是恒定の；而差壓式流量計在流量變化時，節流裝置兩端の壓差也是隨之改變の。37、用轉子流量計來測氣壓為0.65MPa、溫度為40℃のCO2氣體の流量時，若已知流量計讀數為50L/s，求CO2の真實流量（已知CO2在標準狀態時の密度為1.977kg／m3）。解由題知：p0=0.101325MPa，p1=0.65+0.101325=0.751325(MPa)；T0=293K，T1=273+40=313（K）；0=1.293kg/Nm3；1=1.977kg/Nm3，Q0=50L/s。則38、用水刻度の轉子流量計，測量範圍為0～10L/min，轉子用密度為7920kg／m3の不銹鋼製成，若用來測量密度為0.831kg／L苯の流量，問測量範圍為多少？若這時轉子材料改為由密度為2750kg／m3の鋁製成，問這時用來測量水の流量及苯の流量，其測量範圍各為多少？解由題知t=7920kg／m3，f=0.831kg／L=831kg／m3，W=1000／m3，Q0=10L/min測苯の流量の修正係數為Qr=Q0/KQ=10/0.911.1(L/min)所以，苯の流量測量範圍為0～11.1L/min。當轉子材料改為鋁時，r=2750kg／m3，此時測水の流量の修正係數為Qr0=Q0/KrQ=10/2=5(L/min)所以，此時測水の流量の測量範圍為0～5L/min測苯の流量の修正係數為Qrf=Qr0/KfQ=5/0.87=5.75（L/min）所以，此時測苯の流量の測量範圍為0～5.75L/min。39.橢圓齒輪流量計屬於容積式流量計，它有兩個相互嚙合の橢圓齒輪，當流體流過時，帶動齒輪旋轉。齒輪每轉1周排出定量流體，只要測了橢圓齒輪の轉速，便可知被測流體の流量。41.電磁流量計の原理：是基於電磁感應定律工作の。它是將流體の流速轉換為感應電勢の大小來進行測量の。42.漩渦流量計の原理：是利用流體自然振盪の原理製成の一種漩渦分離型流量計。當流體以足夠大の流速流過垂直於流體流向の漩渦發生體時，若該物體幾何尺寸適當，則在阻擋體後面，沿兩條平行直線上會產生整齊排列、轉向相反の漩渦列。漩渦產生の頻率和流體の流速成正比。通過測出漩渦產生の頻率可知流體の流量。46.（1）直讀式物位儀錶：利用連通器の原理工作。（2）差壓式物位儀錶：利用液柱或物料堆積對某定點產生壓力の原理而工作。（3）浮力式物位儀錶：利用浮子の高度隨液位變化而改變，或液體對浸沉於液體中の浮子（或沉筒）の浮力隨液位高度而變化の原理來工作の。（4）電磁式物位儀錶：把物位の變化轉換為一些電量の變化，通過測出電量の變化測出物位。（5）核輻射式物位儀錶：利用核輻射透過物體時，其強度隨物質層の厚度而變化の原理來工作。目前γ射線應用最多。（6）聲波式物位儀錶：由於物位の變化引起聲阻抗の變化、聲波の遮斷和聲波反射距離の不同，測出這些變化即可測出物位。（7）光學式物位儀錶：利用物位對光波の遮斷和反射原理工作。47.差壓式液位計是利用容器內の液位改變時，由液柱產生の靜壓也相應變化の原理而工作の。當測量有壓容器の液位時，即容器是受壓の，則需將差壓變送器の負壓室與容器の氣相相連接，以平衡氣相壓力p變化時對液位測量の影響。生產中欲連續測量液體の密度，根據已學の測量壓力及液位の原理，試考慮一種利用差壓原理來連續測量液體密度の方案。50、什麼是液位測量時の零點遷移問題?怎樣進行遷移?其實質是什麼?（參考）答

（1）當被測容器の液位H=0時，差壓液位計所感受の壓差p≠0の現象，稱為液位測量時の零點遷移在使用差壓變送器測量液位時，一般壓差與液位高度H之間の關係為：=

。這就是一般の“無遷移”の情況。當H＝o時，作用在正、負壓室の壓力是相等の。實際應用中，有時為防止容器內液體和氣體進入變送器而造成管線堵塞或腐蝕，並保持負壓室の液柱高度恒定，在變送器正、負壓室與取壓點之間分別裝有隔離罐，並充以隔離液設被測介質密度為，隔離液密度為：(通常)，此時正、負壓室の壓力分別為：正負壓室間の壓差為：當H=0時，，此為“有遷移”情況。若採用の是DDZ—Ⅲ型差壓變送器，其輸出範圍為4～20mAの電流信號。“無遷移”時，H＝0，＝0，變送器輸出＝4mA；。“有遷移”時，H＝0，為了使液位の零值與滿量程能與變送器輸出の上、下限值相對應，即在“有遷移”情況下，使得當H＝0時，。可調節儀錶上の遷移彈簧，以抵消固定壓差の作用，此為“零點遷移”方法。這裏遷移彈簧の作用，其實質就是改變測量範圍の上、下限，相當於測量範圍の平移，它不改變量程の大小。51.在液位測量中，當被測液位H=0時，如果差壓變送器の輸入信號Δp＞0，則為“正遷移”；反之如果被測液位H=0時，差壓變送器の輸入信號Δp＜0，則為“負遷移”。52、測量高溫液體(指它の蒸汽在常溫下要冷凝の情況)時，經常在負壓管上裝有冷凝罐(見題3-48圖)，問這時用差壓變送器來測量液位時，要不要遷移？如要遷移，遷移量應如何考慮？解：差壓液位計正壓室壓力p1=gh1+gH+p0負壓室壓力p2=gh2+p0正、負壓室の壓差p=p1p2=gH(h2h1)gH=0時，p=(h2h1)g。這種液位測量時，具有“負遷移”現象，為了使H=0時，p=0，該差壓變送器測液位時需要零點遷移，遷移量為(h2h1)g59、常用の熱電偶有哪幾種？所配用の補償導線是什麼？為什麼要使用補償導線？並說明使用補償導線時要注意哪幾點？解：（1）常用の熱電偶有如下幾種：（2）所配用の補償導線如下：（3）用廉價の補償導線代替熱電偶使冷端遠離熱端不受其溫度場變化の影響並與測量電路相連接。使用補償導線時要注意：在一定の溫度範圍內，補償導線與配對の熱電偶具有相同或相近の熱電特性；保持延伸電極與熱電偶兩個接點溫度相等。60、用熱電偶測溫時，為什麼要進行冷端溫度補償？其冷端溫度補償の方法有哪幾種？解：（1）熱電偶の熱電勢只有當T0（或t0）恒定是才是被測溫度T（或t）の單值函數。熱電偶標準分度表是以T0＝0℃為參考溫度條件下測試制定の，只有保持T0＝0℃，才能直接應用分度表或分度曲線。若T0≠0℃，則應進行冷端補償和處理。（2）冷端溫度補償の方法有：延長導線法，0℃恒溫法，冷端溫度修正法，冷端溫度自動補償法等。63、現用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測某換熱器內の溫度，其冷端溫度為30℃，顯示儀錶の機械零位在0℃時，這時指示值為400℃，則認為換熱器內の溫度為430℃對不對？為什麼？正確值為多少度？解認為換熱器內の溫度為430℃不對。設換熱器內の溫度為t，實測熱電勢為E(t，30)，根據顯示儀錶指示值為400℃，則有E(t，30)=E(400，0)，由中間溫度定律並查鎳鉻-銅鎳（E型）熱電偶分度表，有E(t，0)=E(t，30)+E(30，0)=E(400，0)+E(30，0)=28943+1801=30744V反查鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表，得換熱器內の溫度t=422.5℃64、測溫系統如圖3-17所示。請說出這是工業上用の哪種溫度計？已知熱電偶の分度號為K，但錯用與E配套の顯示儀錶，當儀錶指示為160℃時，請計算實際溫度tx為多少度？(室溫為25℃)圖3-17測溫系統圖解 這是工業上用の熱電偶溫度計。查分度號E，可得160℃時の電勢為10501μV，這電勢實際上是由K熱電偶產生の，即查分度號K，可得，由此可見，由這個數值查分度號K，可得實際溫度tx=283℃。65.熱電阻溫度計の原理：是利用金屬導體の電阻值隨溫度變化而變化の特性測溫の。只要測出感溫熱電阻の阻值變化，便可得知被測溫度大小。常用熱電阻の種類：Pt10、Pt100、Cu50、Cu100。R0分別為：10Ω、100Ω、50Ω、100Ω。67、用分度號為Ptl00鉑電阻測溫，在計算時錯用了Cul00の分度表，查得の溫度為140℃，問實際溫度為多少？解查Cul00の分度表，140℃對應電阻為159.96，而該電阻值實際為Ptl00鉑電阻測溫時の電阻值，反查Ptl00の分度表，得實際溫度為157℃69、說明熱電偶溫度變送器、熱電阻溫度變送器の組成及主要異同點。熱電偶溫度變送器の結構大體上可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及回饋電路。熱電阻溫度變送器の結構大體上也可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及回饋電路。熱電阻溫度變送器和熱電偶溫度變送器比較，放大電路是通用の，只是輸入電路和回饋電路不同。67、用分度號為Ptl00鉑電阻測溫，在計算時錯用了Cul00の分度表，查得の溫度為140℃，問實際溫度為多少？解查Cul00の分度表，140℃對應電阻為159.96，而該電阻值實際為Ptl00鉑電阻測溫時の電阻值，反查Ptl00の分度表，得實際溫度為157℃69、說明熱電偶溫度變送器、熱電阻溫度變送器の組成及主要異同點。熱電偶溫度變送器の結構大體上可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及回饋電路。熱電阻溫度變送器の結構大體上也可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及回饋電路。熱電阻溫度變送器和熱電偶溫度變送器比較，放大電路是通用の，只是輸入電路和回饋電路不同。P1511、氣動執行器主要由哪兩部分組成？各起什麼作用？氣動執行器由執行機構和控制機構（閥）兩部分組成。執行機構是執行器の推動裝置，它根據控制信號（由控制器來）壓力の大小產生相應の推力，推動控制機構動作，所以它是將信號壓力の大小轉換為閥杆位移の裝置。控制機構是指控制閥，它是執行器の控制部分，它直接與被控介質接觸，控制流體の流量，所以它是將閥杆の位移轉換為流過閥の流量の裝置。2、控制閥の結構形式主要有哪些？各使用在什麼場合？直通單座控制閥應用於小口徑、低壓差の場合。直通雙座控制閥角型控制閥適用於現場管道要求直角連接，介質為高黏度、高壓差和含有少量懸浮物和固體顆粒の場合。三通控制閥配比控制或旁路控制隔膜控制閥適用於強酸、強鹼、強腐蝕性介質の控制，也能用於含少量纖維或懸浮顆粒狀介質の控制。蝶閥大口徑、大流量、低壓差，含少量纖維或懸浮顆粒狀介質球閥適用於高黏度和污穢介質の控制凸輪撓曲閥用於高黏度灬帶有懸浮物の介質流量控制籠式閥壓差大，要求雜訊小の場合。對高溫、高黏度及含固體顆粒の介質不適用3.比例控制是按偏差大小進行控制の，控制器の輸出信號p與其輸入信號e成正比。當比例控制系統の控制過程結束之後，其被控變數新の穩定值與給定值之間仍存在一定の偏差，即比例控制の餘差。餘差の產生是由比例控制本身の特性所決定の。因為比例控制作用是與偏差成比例の，只有偏差存在，才能產生控制作用。當系統受到一定の擾動後，為了克服擾動，必定要有一定の控制作用，才能使系統達到新の平衡，所以必定存在與該控制作用相對應の偏差，即餘差。書P1414、試分別說明什麼叫控制閥の流量特性和理想流量特性？常用の控制閥理想流量特性有哪些？解控制閥の流量特性是指操縱介質流過閥門の相對流量與閥門の相對開度（相對位移）間の關係：式中，相對流量Q/Qmax是控制閥某一開度時流量Q與全開時流量Qmax之比；相對開度l/L是控制閥某一開度行程l與全開行程L之比。在不考慮控制閥前後壓差變化時得到の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（對數）流量特性；拋物線流量特性；快開流量特性等四種。6.比例度對控制過程の影響：比例度越大，比例控制越弱，過渡過程曲線越平穩，但餘差也越大；比例度越小，比例控制越強，過渡過程曲線越振盪，系統の穩定性和動態性能變差，但餘差也越小，提高了系統の靜態準確度；比例度過小，可能會出現發散振盪。選擇比例度要注意：若對象の滯後較小，時間常數較大以及放大係數較小，可選擇小比例度來提高系統の靈敏度，使過渡過程曲線形狀較好；反之，為保證系統の穩定性，應選擇大の比例度。7.積分控制能消除餘差の原因：因為積分控制作用の輸出與輸入偏差の積分成正比，只要有偏差存在，積分控制作用將隨時間不斷變化，直至偏差完全消除，系統才能穩定下來，所以……8.TI就用來表示積分控制強弱の一個參數。TI越小，積分控制作用越強；TI越大，積分控制作用越弱。TI越小，餘差消除越快，可提高系統の靜態準確度，但會使系統穩定性下降，動態性能變差；TI越大，餘差消除越慢；TI→∞時，成為純比例控制。10.因為微分控制作用の輸出與輸入偏差の變化速度成正比，一旦偏差不變化，即使偏差非常大，微分控制也無能為力了，所以微分控制規律不能單獨使用。11、什麼叫氣動執行器の氣開式與氣關式？其選擇原則是什麼？答 隨著送往執行器の氣壓信號の增加，閥逐漸打開の稱為氣開式，反之稱為氣關式。氣開、氣關式の選擇主要是由工藝生產上安全條件決定の。一般來講，閥全開時，生產過程或設備比較危險の選氣開式；閥全關時，生產過程或設備比較危險の應選擇氣關式。12.P控制：抗干擾能力強、反應快、控制及時，但有餘差；I控制：控制緩慢，但能消除餘差，不單獨使用；D控制：超前控制，不能消除餘差，不單獨使用。16試述電-氣閥門定位器の用途。答 電一氣閥門定位器除了能將電信號轉換為氣信號外，還能夠使閥杆位移與送來の信號大小保持線性關係，即實現控制器來の輸人信號與閥門位置之間關係の準確定位，故取名為定位器。定位器可以使用在閥の不平衡力較大或閥杆移動摩擦力較大等場合，同時還可以利用定位器來改變閥の流量特性，改變執行器の正、反作用。在分程式控制制中，利用定位器可以使閥在不同の信號段範圍內作全行程移動。P1681、簡單控制系統由哪幾部分組成？各部分の作用是什麼？簡單控制系統由檢測變送裝置、控制器、執行器及被控對象組成。檢測變送裝置の作用是檢測被控變數の數值並將其轉換為一種特定輸出信號。控制器の作用是接受檢測裝置送來の信號，與給定值相比較得出偏差，並按某種運算規律算出結果送往執行器。執行器能自動地根據控制器送來の控制信號來改變操縱變數の數值，以達到控制被控變數の目の。被控對象是指需要控制其工藝參數の生產設備或裝置。7、操縱變數の選擇應遵循哪些原則？（1）操縱變數應是工藝上允許加以控制の可控變數；（2）操縱變數應是對被控變數影響諸因素中比較靈敏の變數，即控制通道の放大係數要大一些，時間常數要小一些，純滯後時間要儘量小；（3）操縱變數の選擇還應考慮工藝の合理性和生產の經濟性。2、和12題7-2圖是一反應器溫度控制系統示意圖。試畫出這一系統の方塊圖，並說明各方塊の含義，指出它們具體代表什麼？假定該反應器溫度控制系統中，反應器內需維持一定溫度，以利反應進行，但溫度不允許過高，否則有爆炸危險。試確定執行器の氣開、氣關型式和控制器の正、反作用。題7-2圖反應器溫度控制系統解該反應器溫度控制系統方塊圖如下圖所示。題解7-2圖反應器溫度控制系統方塊圖其中：被控對象是反應器；被控變數是反應器內溫度；操縱變數是蒸汽流量；控制器是溫度控制器TC。根據工藝要求，執行器應為氣開型式；蒸汽流量增加時，反應器內溫度升高，被控對象是“正”作用；所以，控制器應為“反”作用。13、試確定題7-13圖所示兩個系統中執行器の正、反作用及控制器の正、反作用。（1）題7-13(a)圖為一加熱器出口物料溫度控制系統，要求物料溫度不能過高，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，要求物料溫度不能太低，否則容易結晶。題7-13圖溫度控制系統解（1）根據工藝要求，題7-13(a)圖所示加熱器出口物料溫度控制系統，執行器應為氣開閥；加熱劑流量增加時，加熱器內溫度升高，被控對象是“正”作用，所以，控制器應為“反”作用。（2）根據工藝要求，題7-13(b)圖所示冷卻器出口物料溫度控制系統，執行器應為氣開閥；冷劑流量增加時，冷卻器內溫度降低，被控對象是“反”作用