《过程控制与集散系统》课件-项目一：单水箱恒压力控制系统

过程控制系统概述项目一：单水箱恒压力控制系统OverviewOfProcessControlSystems.课程名称：《过程控制与集散系统》主讲老师：引言过程控制(ProcessControl)运动控制(MotionControl)二者针对的控制对象、核心目标、技术特点及应用场景上存在显著差异，共同支撑现代工业的精准化、高效化生产。在工业自动化与控制系统领域，“控制”通常可划分：数控机床汽车装配线电动窗帘扫地机器人属于运动控制的范畴，它主要针对机械运动部件的位移、速度、加速度等参数进行精确控制，其控制对象通常是各种运动机构和执行部件，重点在于实现机械运动的精确性、快速性和协调性。目

录01过程控制的“过程”是什么？02生产过程自动化03过程控制的对象04生产过程自动化环节05过程装备控制的要求06过程装备控制的任务一、过程控制的“过程”是什么？什么是工业生产过程？生产过程物料生产过程物理变化化学变化物质能量的传递产品一、过程控制的“过程”是什么？合成氨生产过程原料：氢气、氮气过程：发生化学反应产物：氨气火力发电生产过程原料：水过程：加热汽化产生过热蒸汽作用：推动汽轮机做功发电二、生产过程自动化自动化系统的构成在过程设备上，配上一些自动化装置以及适合的自动控制系统来代替操作人员的部分或全部直接劳动。自动化的实施范围在设计、制造、装配、安装等环节，实现不同程度的自动化运行。生产过程自动化利用自动化装置管理生产过程的方法，即生产过程自动化。三、过程控制的对象过程控制主要应用于工业生产中连续的或批处理的过程，其控制对象通常是生产过程中的各种物理量和化学量，这些量往往具有连续性、滞后性等特点，且多与物质的状态变化、能量转换相关。温度如反应釜、热处理炉、锅炉蒸汽等，需维持在特定范围以保证反应效率、产品质量与设备安全。压力如管道、反应容器、储气罐内的压力，稳定是保障生产运行与设备安全的基本条件。液位如反应釜、沉淀池、汽包、发酵罐的液位，稳定直接影响生产流程与产品质量。流量涉及流体或粉体的流动速度与流量（如进料、冷却介质等），是维持物料平衡与反应条件稳定的关键。成分如溶液pH值、气体组分等化学成分与浓度，关乎产品质量与工艺精度。物性包括物料粘度、熔融指数等物理化学性质，是影响过程稳定性、效率及产品质量的核心参数基础。四、生产过程自动化的环节生产过程自动检测系统为了确保安全生产，常对这些关键性变量设置信号报警或连锁保护装置。作为一种安全装置，其作用是在事故发生前，自动地发出声光报警信号。信号连锁系统利用自动控制仪表及装置，对某些重要的工艺变量进行自动控制，保证其始终按照生产所需的参数运行。自动控制系统采用各种检测仪表（如热电偶、压力传感器等）自动连续地对各种工艺变量（如温度、压力、流量、液位等）进行测量并记录。自动操纵系统根据预先规定的程序，自动对生产设备进行某种周期性操作，极大地减轻操作人员的繁重或重复性体力劳动的装置。五、过程装备控制的要求过程装备控制是工业生产过程自动化的重要组成部分，它主要针对温度、压力、流量、液位（或物位）、成分（含氧量等）和物性（粘度、熔融指数等）等工艺参数进行控制。安全性定义：整个生产过程中，确保人身和设备的安全，是最重要最基本的要求。方法：越限报警、事故报警、安全连锁保护、在线故障预测和诊断、容错控制。稳定性定义：系统应具有抵抗外部干扰，保持生产过程长期稳定运行的能力。原因：原料变化、设备老化等造成系统不稳定。经济性定义：生产同样质量和数量产品所消耗的能量和原材料最少，即生产成本低而效率高。六、过程装备控制的任务过程装备控制的任务基础前提了解并掌握工艺流程与生产过程的静态、动态特性。控制目标安全性稳定性经济性实现路径应用控制理论对系统进行分析与综合，采用合适技术手段实现自动控制。学科性质：是一门综合性应用科学，融合以下多领域知识控制理论过程装备与工艺计算机技术仪器仪表技术课程小结战略背景工业4.0浪潮推动全球制造业变革，我国提出

“中国制造2025”

等战略，推动制造业转型升级，自动化装备是实现战略目标的关键支撑。航空航天领域的高端控制系统新能源产业中的智能装备提供保障经济发展国防安全社会进步课后练习什么是生产过程自动化？主要包含了哪些内容？01工业生产对过程装备控制的要求有哪些？02过程装备控制的任务是什么？03压力对象ObjectsOfPressure.项目一：单水箱恒压力控制系统课程名称：《过程控制与集散系统》主讲老师：引言思考一下如果一条输送天然气的高压管道压力骤然飙升，可能会引发什么后果？一个生物发酵罐内的压力莫名下降，又会对产品质量造成什么影响？压力失控影响效率影响质量泄漏爆炸危及生命这些潜在的风险，让精准的压力控制成为了工业自动化领域一条看不见的“安全生命线”目录01压力对象02压力对象典型应用场景一、压力对象压力对象过程控制中以“压力”为核心被控变量的动态系统，指在生产或操作过程中，需要监测、调节并维持特定压力范围的设备、容器或管路单元（如反应釜、储罐、蒸汽管道等）。​保障生产安全避免因压力过高导致设备爆炸（如锅炉）、过低导致系统负压进气（如真空精馏塔）​。确保产品质量压力直接影响反应效率（如化工合成）、物料纯度（如气体分离）​​。维持系统稳定连续生产流程的“基础参数”，压力异常会连锁影响温度、流量等其他变量。二、压力对象典型应用场景在过程控制领域，压力控制是保证工业生产安全、稳定和高效运行的关键环节，涉及多种需要精确控制压力的典型对象。化工行业石油行业电力行业制药行业食品行业控制重点：抑制流量变化、阀门开度波动等扰动对管道压力的影响，确保压力在安全阈值内稳定二、压力对象典型应用场景管道与流体输送系统管道是流体（液体、气体、蒸汽等）输送核心，内部压力直接影响输送效率、能耗和系统安全性。油气输送管道需控制管内压力稳定，避免因压力过高导致管道破裂，或压力过低影响输送量。工业水/蒸汽管道如电厂的蒸汽管道，压力波动会影响汽轮机效率，需维持恒定压力。化工原料输送管道不同原料的管道压力需匹配后续设备的入口要求。二、压力对象典型应用场景反应容器（反应釜、反应器）化学反应多在密闭容器中进行，压力是关键工艺参数（如高压合成、负压蒸馏），直接影响反应速率、转化率和产物纯度。化工合成釜如氨合成反应需在高压（10-30MPa）下进行，压力不稳定会导致反应失衡。聚合反应器如聚乙烯生产中，压力控制精度影响聚合物分子量分布。生物发酵罐需维持微正压（防止杂菌污染），同时避免压力过高导致罐体损坏。结合温度、液位等参数协同控制，应对反应放热/吸热引起的压力突变。控制重点二、压力对象典型应用场景锅炉与蒸汽系统锅炉是产生蒸汽的核心设备，蒸汽压力是衡量锅炉运行状态的核心指标，压力过高可能引发爆炸，过低则无法满足用汽需求。工业锅炉如燃煤/燃气锅炉，需控制汽包压力稳定（通常0.5-10MPa），通过调节燃料量、给水量实现。余热锅炉利用工业废气余热产汽，压力受废气流量、温度波动影响较大，需快速响应扰动。控制重点平衡蒸汽产量与用汽负荷的匹配，防止“超压”或“失压”事故。控制重点：结合液位、温度控制，设置多级安全保护（如压力联锁、紧急泄压阀）二、压力对象典型应用场景储罐与压力容器储罐用于储存液体或气体，其内部压力需控制在设计范围内，避免因超压导致泄漏或罐体变形，负压则可能引发罐体塌陷。液化石油气储罐需维持一定压力使LPG保持液态，压力过高时通过安全阀或放空阀泄压。溶剂储罐如有机溶剂（易挥发）储罐，需控制微压防止挥发物泄漏，同时避免外界空气进入。高压气瓶如氧气、氮气瓶，充装和使用过程中需严格控制压力，防止超压爆炸。二、压力对象典型应用场景压缩机与泵系统压缩机（气体增压）和泵（液体增压）是提升流体压力的动力设备，其出口压力或入口压力需稳定以保障下游设备正常运行。空气压缩机为气动设备提供稳定气源，出口压力（如0.6-0.8MPa）需避免波动影响气缸、阀门动作精度。离心泵/柱塞泵泵出口压力受流量、管路阻力影响，需控制压力稳定以防止下游设备（如过滤器、换热器）过载。制冷压缩机制冷系统中，压缩机排气压力和吸气压力直接影响制冷效率，需匹配冷凝器、蒸发器工况。控制重点通过调节压缩机/泵的转速、回流阀开度，稳定出口压力，避免“喘振”（压缩机）或“汽蚀”（泵）现象。二、压力对象典型应用场景真空系统部分工艺需在负压（真空）环境下进行，压力控制精度直接影响产品质量（如纯度、干燥度）。真空干燥箱：热敏物料干燥，真空度（如-0.08~-0.1MPa）影响水分蒸发速率，需稳定控制。真空蒸馏塔：分离高沸点混合物时，通过控制塔内真空度降低物料沸点，压力波动会导致分离效果下降。半导体真空腔体：芯片制造中，腔体真空度（如10-4~10-8Pa）需极高精度，防止杂质污染。控制重点抑制真空泵抽速波动、腔体泄漏等扰动，实现高精度负压调节。二、压力对象典型应用场景冶金与窑炉设备冶金、陶瓷等行业的窑炉（如高炉、退火炉）需要控制炉内压力，以保证燃烧效率、防止烟气泄漏或空气侵入。高炉退火炉二、压力对象典型应用场景场景虽然行业不同，但这些典型压力对象具备共同特点强耦合性压力与流量、温度、液位等参数紧密关联。易受扰动易受外部工况变化与干扰影响。高精度要求对控制精度与系统安全性要求高。常用控制策略

PID控制

前馈-反馈控制

常结合压力传感器、调节阀、安全阀等设备协同工作控制关键要点：控制时需结合对象特性选适配仪表与策略，精准调压。课程小结压力对象的定义过程控制中以

“压力”

为核心被控变量的动态系统流程工业化工合成氨反应：20-30MPa化工合成氨反应：20-30MPa制造与民生领域数控机床液压系统城市供水管道特殊应用场景航天燃料管路深海潜水器压力控制课程小结反应釜内工艺压力锅炉蒸汽系统压力设备安全产品质量人身安全

掌握PID调节、仪表选型等技术细节

树立“压力无小事、调节见真章”的职业意识在化工、电力等流程工业中，始终以严谨、负责的态度对待每一个压力参数，用精准控制护航生产安全。工程师职业精神控制系统的组成和方框图项目一：单水箱恒压力控制系统CompositionandBlockDiagramofControlSystem.课程名称：《过程控制与集散系统》主讲老师：引言瓶装汽水，为什么每一瓶的气泡感都差不多？化工厂输送丙烯的管道，如何保证管内压力始终稳定？这些看似“稳定”的背后，其实都离不开过程控制的支撑。工人需时刻紧盯压力表、温度计，不能有丝毫松懈人工反应速度有限，参数刚调节又发生偏移，误差大面对高温高压设备，手动操作存在极大安全风险现代过程控制01单水箱恒压力控制系统的组成目

录02如何实现人工调压？03如何实现自动调压？04带控制点的流程图05自动控制系统的组成06简单控制系统的方框图一、单水箱恒压力控制系统的组成单水箱恒压力控制系统压力计测量水箱内的压力当水箱内压力过高时，打开安全阀排气以降低压力安全阀水箱被加热液体的载体给锅炉内液体加热加热棒放空阀排空水箱内液体补充水箱内液体进水泵二、如何实现人工调压？人工调压示意图工作步骤检测用眼睛观察高低，通过神经系统传递给大脑。运算大脑思考后得出偏差值，根据经验，决策发出动作命令。执行根据大脑发出的命令，用手改变阀门开度，调节进水量。三、如何实现自动调压？自动调压示意图自动化装置工作步骤检测器人眼控制器人眼执行器人手四、带控制点的流程图PTPC控制器检测/变送器执行机构PT表示：压力检测变送器PC表示：压力控制器P：压力T：变送C：控制F：流量L：液位T：温度I：指示R：记录A：报警五、自动控制系统的组成自动控制系统控制装置生产设备测量元件和变送器控制器执行器被控对象五、自动控制系统的组成

在自动控制系统中，工艺变量需要控制的生产设备或机器称为被控对象，简称对象。如反应塔、储罐、换热器、锅炉等。被控对象

测量需控制的工艺参数并将其转化为一种特定信号（电流信号或气压信号）的仪器。测量元件和变送器

又称调节器，将测量信号按照一定计算规律计算输出控制信号，按照控制要求调节执行器。控制器

又称执行机构，接受控制器送来的信号，自动地改变被控对象中的阀门开度，改变输送给被控对象的能量或物料量。执行器六、简单控制系统的方框图方框图是表示系统各单元、部件之间信号传递关系的一种数学图示模型方框图信号线分点合点单元方框图的特点六、简单控制系统的方框图根据信号流的关系将各环节排列各环节的相互作用明确被控对象被控变量操纵变量干扰设定值偏差需要实现的控制设备或者生产过程需要控制的工艺参数

用以使被控变量保持设定值的物理量除操纵变量外，能引起被控变量变化的因素被控变量的目标值

被控变量设定值与实际值的差值

六、简单控制系统的方框图被控对象执行器控制器测量元件及变送器被控变量c(t)给定值r(t)干扰变量d(t)—测量值b(t)控制信号u(t)操纵信号m(t)简化后的方框图案例分析单水箱恒压力控制系统如图所示为单水箱恒压力控制系统，其中PT表示压力检测变送器，PC表示压力控制器。试画出该液位控制系统的方框图，并指出该控制系统中的:被控对象被控变量操纵变量可能影响被控变量变化的扰动各是什么？案例分析水箱液位控制系统示意图01被控对象=水箱02被控变量=压力03操作变量=进水流量04干扰=进水水温，蒸汽流量等案例分析单水箱恒压力控制系统方框图水箱执行器压力控制器压力检测变送器水箱内压力压力设定值干扰变量—课程小结推动我国制造业从

“人工密集型”

向

“智能高效型”

转型推动我国制造业从

“人工密集型”

向

“智能高效型”

转型彰显一代代工程师对

“精益求精、自主创新”

工匠精神的坚守与践行作为新时代的学习者，我们也要学习这种工匠精神，努力掌握专业知识，为我国制造业的进一步发展贡献自己的力量。误差的概念项目一：单水箱恒压力控制系统Theconceptoferror:Todeterminehowaccurateameasurementis,firstaskwherethe"difference"comesfrom.课程名称：《过程控制与集散系统》买水果称重体温计测温工业管道压力监测01体温计量体温两次体温测量结果相差0.1℃。02工业上监测管道压力，压力显示值与实际值不完全一致。测量结果与实际值之间的偏差目录01测量的基础认知02测量仪器与设备解析03误差一、测量的基础认知自动控制的前提对生产过程关键参数进行可靠测量：压力温度流量物位成分掌握过程测试技术正确选择测试原理与方法合理选用测试工具构建有效测试系统完成精准测试任务一、测量的基础认知如图中所示的水箱水位全自动控制器，通过水位开关传感器和水泵，来给缺水的水箱自动补水。一、测量的基础认知测量人类对自然界的客观事物取得数量概念的一种认识过程。在这一过程中，借助于专门的设备，通过实验方法，求出被测未知量的数值，或者说测量就是为取得任一未知参数而做的全部工作。测量方法直接测量间接测量等精度测量不等精度测量接触测量非接触测量静态测量动态测量二、测量仪器与设备解析被测量对象传感器变送器显示器传感器传感器(一次仪表)：的作用是感受被测量的变化，直接从对象中提取被测量的信息，并转换成相应的输出信号。准确性输入输出关系必须是严格的单值函数关系，且最好是线性。稳定性传感器性能不随时间、温度变化。灵敏性要求有较小的输入量便可得到较大的输出信号。其他具有经济性、耐腐蚀、低能耗等。二、测量仪器与设备解析被测量对象传感器变送器显示器变送器

变送器/变换器的要求准确稳传输、放大和转换信号抗干扰性强，受外界因素影响小变换误差小，保证信号保真度

变送器/变换器的作用对传感器输出信号进行变换处理：信号放大远距离传输线性化处理统一标准信号供给显示器、控制器等后续设备二、测量仪器与设备解析被测量对象传感器变送器显示器显示器显示器的作用向观察者显示被测量数值的大小瞬时量显示累积量显示越限报警记录数据显示显示仪表（二次仪表）的显示方式指示式（模拟式显示）数字式屏幕式（图像显示式）二、测量仪器与设备解析如果传感器的准确性不达标，会对整个测量系统产生什么影响？传感器是测量的源头输入输出关系一旦出现偏差，后续环节（变送器处理、显示器展示）将全部继承该误差，导致“源头出错，后续皆错”的系统性偏差。注重基础，层层把关选择和使用测量设备时必须从源头把控精度，体现严谨的工程思维和质量控制理念。三、误差测量结果与被测变量的真值之差称为误差，一般包括静态误差与动态误差。静态误差在固定负载条件下，传感器输出信号与实际数值之间的偏差，比如称水果重量，出现了测量误差。动态误差被测参数在输入输出过程中，存在一定的运动惯性和能量传递时间，引起输入与输出之间出现一定的差值。三、误差热电偶反映出来的温度从t0℃变化到t℃需要经历一段时间温度与介质温度的差值就称为动态误差。

三、误差误差分类系统误差

测量过程固有的误差，测量设备、处理方法导致。

随机误差误差不可预测，无法修正，误差服从统计规律。

粗大误差错误数据，由于粗心、错误操作、实验条件变化等导致。相互转换闪电引起的误差和指针零点漂移引起的误差分别是什么？三、误差ABC系统平均误差小正确度高结果分散性大随机误差大精密度低系统误差大正确度低结果重复性好随机误差小精密度高系统误差小正确度高结果重复性好随机误差小精密度高三、误差粗大误差的检验与剔除坏值的判断：确定一个置信区间，将误差超过此区间的测量值，都认为是属于不仅包含随机误差的坏值，而应予以剔除。标准差拉依达准则（3σ准则）此准则是建立在无限次测量的基础上。依据该准则剔除坏值

Xk

后，应重新计算剔除坏值后的标准误差

σ

，再按准则判断，直至余下的值无坏值存在。三、误差肖维奈（Chauvenet）准则nkc=ε0/σnkc=ε0/σnkc=ε0/σ31.38132.07232.3041.53142.10242.3151.65152.13252.3361.73162.15302.3971.80172.17402.4981.86182.20502.5891.92192.22752.71101.96202.241002.81112.00212.262003.02122.03222.285003.29课程小结误差核心测量设备传感器变送器显示器误差分类体系按变化特性按误差性质静态误差动态误差系统误差随机误差粗大误差测量基本概念获取数值的认识过程误差处理方法粗大误差采用拉依达准则等方法剔除传感器的特性TheConceptofErrorandtheCharacteristicsofSensors.项目一：单水箱恒压力控制系统课程名称：《过程控制与集散系统》传感器的重要性“没有测量就没有控制”传感器是测量系统的

“眼睛”和“耳朵”传感器性能直接决定测量结果的精准度关键问题如何判断传感器是否靠谱？如何选择仪器仪表的精度等级？传感器静态与动态特性是什么？目录01仪器仪表的主要性能指标02感器的基础认知03传感器的特性及标定一、仪器仪表的主要性能指标量程精度等级计量性能静态性能仪器仪表测量范围上限与下限的代数差最大引用误差（最大误差与量程的比值）该式分子是指整个量程中最大绝对误差，为定值，分母也是确定的。对于一台确定的检测仪表或系统，最大引用误差就是定值，可以用来衡量仪表精度。0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，（2），2.5，5.0对应最大引用误差：±0.1%，……，±5.0%一、仪器仪表的主要性能指标例：某台测温仪表的测温范围为0-1000℃。根据工艺要求、温度指示位的误差不允许越过±7℃，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求?若选择1.0等级：最大引用误差达到了±1%超过了许可范围，不能满足要求因此，选择仪表精度等级为0.5级一、仪器仪表的主要性能指标仪器仪表的静态性能指标灵敏度线性度迟滞误差漂移重复性

灵敏度

线性度

迟滞误差一、仪器仪表的主要性能指标

漂移输入量不变时，经过一定的时间后输出量产生的变化。仪表自身结构参数周围环境

重复性

温漂

零漂

重复性二、传感器的基础认知传感器概述传感器是将被测物理量转换为与之有确定对应关系的输出量的器件或装置。或者把从被测对象中感受到的有用信息进行变换、传送的器件称之为传感器。传感器的作用应用领域传感器主要应用在自动测试与自动控制领域中核心功能实现物理参量向电量的转换：将温度、压力、流量等参量转换为电量系统价值为自动控制系统提供精准可靠的原始数据二、传感器的基础认知传感器的分类输入物理量

工作原理

能量的关系

输出信号的性质

温度传感器压力传感器位移传感器压电式压阻式热阻式有源传感器无源传感器模拟式数字式传感器二、传感器的基础认知敏感元件转换元件测量电路被测非电量电量输出辅助电路敏感元件直接感受、获取被测量并能输出与被测量有确定函数关系的其他物理量的元件。转换元件将敏感元件感受到的非电量直接转换成电量的部分。测量电路将转换元件（或敏感元件）输出的电信号转换成便于测量、显示、记录、控制和处理的电信号后再输出。三、传感器的特性及标定传感器的静态特性测试条件：静态标准条件下标定测试方法：在标准工作状态下，利用校准设备对传感器进行循环测试，得到输出、输入数据结果呈现：数据表格或画成曲线

传感器的动态特性定义：传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。典型输入正弦信号阶跃信号描述方法传递函数频率特性三、传感器的特性及标定传感器的指标2个响应时间当输入产生阶跃信号时，输出从它的初始值进入最终值的规定范围（最终值的90%或95%）内所需要的时间。幅频特性曲线相对幅值变化在±3dB时所对应的频率范围。频率响应范围三、传感器的特性及标定传感器的标定利用某种规定的标准或标准器具对传感器进行刻度，用试验的方法确定传感器的性能参数。基本性能包括：灵敏度线性度重复性频率响应产品：在设备投入使用前需进行标定，确定其基本性能，检验产品是否达到设计指标。定期检验：设备性能指标随时间环境变化，需定期校验。互换性：更换设备不仅需要尺寸相当，性能也应一致（标定）。课程小结传感器的标定体现了“预防为主”的工程思维，与其等传感器出错影响生产，不如提前标定、及时修正，这是工业生产“降本增效”的关键。仪器仪表性能指标传感器的基础认知传感器的特性及标定计量性能静态性能敏感元件转换元件测量电路静态与动态特性响应时间与范围传感器的标定课后思考1检测仪表的性能指标，确定仪表的精度等级。2测量仪表的主要性能指标有哪些？3传感器的主要特性有哪些？压力的测量PressureMeasurement.项目一：单水箱恒压力控制系统课程名称：《过程控制与集散系统》自行车打气：胎压表医院测血压：血压计釜的压力控制自来水管道压力生活中离不开“压力测量”普通压力表高精度压力计背后不仅是测量需求的差异，更涉及压力计的原理与特性目录01压力的概述02压阻式压力计03压电式压力计一、压力的概述压力垂直而均匀作用在物体表面上的力，也就是物理学中压强。作用面积：作用力：作用面积作用面积常用单位国际单位制-Pa（N/m2）1工程大气压（at）=1kgf/cm2=98066.5N/m2≈98kPa1标准大气压（atm）=1.013×105Pa1毫米汞柱（mmHg）=133.322Pa1毫米水柱（mmH2O）=9.80665Pa一、压力的概述绝对压力物体所承受的实际压力表压力

绝对压力与大气压之差负压绝对压力低于大气压时的表压力二、压阻式压力计LA半导体的压阻效应在控制系统中电学式的压力计较为常用，如压阻式压力计，它是利用半导体的压阻效应进行测量。

电阻微分

由

得由

得

电阻的纵向应变，单位纵向应变引起的电阻变化率。

即纵向灵敏度为：导体的电阻率电阻的形状变化二、压阻式压力计单晶硅膜片考虑温度补偿的测量电路膜片上的变形分布三、压电式压力计压电效应晶体在承受压力（或拉力）时，表面产生电荷的特性。沿

x

轴方向切片，将两块电极板放在垂直于

x

轴的两个面上，施以压力，电极板表面就会产生大小相等、方向相反的电荷。q=dAp电荷大小为：石英晶体的压电特性与其切割方向有关，按

z

轴方向切割，不会表现出压电特性。三、压电式压力计石英（SiO2）一种具有良好压电特性的压电晶体。其介电常数和压电系数的温度稳定性相当好，在常温范围内这两个参数几乎不随温度变化。石英的d11系数相对于20℃的d11温度变化特性石英在高温下相对介电常数温度特性20～200℃范围内，温度每升高1℃，压电系数仅减少0.016％。当到573℃时，完全失去了压电特性，这就是它的居里点。

三、压电式压力计石英晶体的压电效应演示动态力的响应特性电荷极性：随力的方向改变而改变输出电压频率：与动态力的频率相同静态力的响应特性初始响应：产生与力成正比的电荷表面漏电，电荷会快速泄漏并消失三、压电式压力计膜片压电元件传感器座引线膜片型的压电式压力计膜片的作用被测压力作用在膜片上，膜片产生变形，传递压力，实现预压和密封。压电元件压电元件上表面与膜片接触并接地，下表面则通过引线将电荷引出。测量电路测量电路需有极大的阻抗，从而有效降低误差。优点尺寸小、重量轻、工作可靠、测量频率范围宽。缺点对于振动和电磁场很敏感。课程小结压力的定义压力的单位压力的术语压阻式压力计压电式压力计工业4.0与智能制造下，压力测量要求要求不断提高精益求精安全第一专业保障严谨守护课后思考1什么是压电效应？2比较压电式压力计的压阻式压力计的动态特性3如果测量管道内湍流的脉动压力，应该选用哪种压力计？电动执行器ElectricActuator.项目一：单水箱恒压力控制系统课程名称：《过程控制与集散系统》引言单水箱的恒压力维持复杂化工流程的参数调控设定的压力、流量等目标值，最终都需要依靠具体的设备来落地执行。电动执行器能将控制器发出的电信号，精准转化为机械动作，驱动阀门、挡板等部件完成调节，保障生产过程稳定、精准运行。01电动执行器的作用目

录02结构与基本要求03电动执行机构原理04伺服放大器结构与原理05执行单元组成与功能06控制机构（调节阀）一、电动执行器的作用接收指令执行器接收调节器发出指令信号，作为动作执行的依据。信号转换经执行机构将其转换为相应的角位移或直线位移，去操纵调节机构。实现控制改变被控对象进、出的能量或物