1、化工仪表复习资料修订版本文由惊蛰一贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。 实现化工自动化的目的： （1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量（2）减 轻劳动强度，改善劳动强度（3）能够保证生产安全，防止事故的产生和扩大，达到延长设 备使用设备，提高设备利用能力的目的（4）能够根本改变劳动方式，为逐步地消灭体力劳 动和脑力劳动之间的差别创造条件。 化工自动化的主要内容：自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 把系统（或环节）的输出信号直接或经过一些环节重新返回到
2、输入端的做法叫做反馈。 反馈信号的作用方向与设定方向相反、即偏差信号为两者之差，这种反馈叫负反馈，反之为 正反馈。 自动控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。 在自动化领域中， 把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态， 而把被控变量随 时间变化的不平衡状态称为系统的动态。 过渡过程的几种典型情况 非周期衰减过程：衰减振荡过程：等幅振荡过程：发散振荡过程 过渡过程的品质主要由：最大偏差、衰减比、余差、过渡时间等一个自动控制系统可以概括 成两大部分，即工艺部分和自动化装置部分。 自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成。 对象特性的数学描述就称为对
3、象的数学模型。 建立对象的数学模型两大类主要方法：机理建模、实验建模。控过程的特性 放大系数；时间常数；滞后时间（传递滞后和容器滞后） 。 由仪表读得的被测值与被测量真值之间，总是存在一定的差距，这一差距就称为测量误差。 仪表的性能指标：精确度；变差；灵敏度和灵敏限；分辨力；线性度；反应时间。 仪表的精度不仅与绝对误差有关，还与仪表的测量范围有关。 压力是指垂直均匀地作用在单位面积上的力，压力的单位为帕斯卡，简称帕。 表压是绝对压力和大气压之差；真空度是大气压与绝对压力之差。 压力表的选择必须选择合适的量程和精度。 弹性式压力计是利用各种形式的弹性元件， 在测量介质压力的作用下， 使弹性元件受
4、压后产 生弹性变形的原理而制成的测压仪表。 一般所讲的流量大小是指单位时间内流过管道某一界面的流体数量的大小， 即瞬时流量。 而 在某一段时间内流过管道的流体流量的总和， 即瞬时流量在某一段时间内的累计值， 称为总 量。 测量流体流量的仪表一般叫流量计；测量流体总量的仪表一般称为计量计表。 压差式流量计的工作原理，其就是基于流体流动的节流原理， 利用流经节流装置时产生的压 力差而实现流量的测定。 在管道上安装孔板时， 如果将方向装反了会造成压差指示计变小如果把孔板流向装反， 则 入口处的阻力减小，因而流量系数增大。 ，仪表指示变小。 节流现象：流体在节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁
5、处，流体的静压力产生 差异的现象称为节流现象。 转子流量计的工作原理，其是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小，即转子 流量计采用的是恒压降、变节流面积的测量方法。 测量液位的仪表称为液位计， 测量料位的仪表称为料位计， 而测量两种密度不同液体介质的 分界面的仪表称为界面计。上述三种仪表统称为物位计。 物位计的种类：直读式物位计、压差式物位计、浮力式物位计、电磁式物位计、核辐射式物位计、声波式物位计、光学式物位计。 试述双金属温度计的原理 双金属温度计是一种膨胀式温度计。 它是根据物体受热时体积膨胀的性质而制成的。 双金属 温度计的感温元件是用两片线性膨胀系数不同的金属， 焊接在一起
6、而制成的， 双金属片受热 后，由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高产生的线膨胀长度差就越大，因而 引起的弯曲的角度就越大，双金属温度计就是基于这一原理而制成的。 热电偶温度计是由三部分组成：热电偶、测量仪表、连接热电偶和测量仪表的导线。 热电偶温度计是以热电偶效应为基础的测温仪表。 取两根不同材料的金属导线，将其两端焊在一起，这样就组成了一个封闭回路。如将其一端 加热，那么在此闭合回路就有热电势产生，这种现象就称为热电现象。 这时的接触电势差，尽和两金属的材料及接触点的温度有关。 热电阻温度计是由热电阻，显示仪表以及连接导线所组成的。 热电阻的测温原理：热电阻是利用导体或半导体阻值随
7、温度变化的特性来测量的 现代传感器技术发展的显著特征是：研究新材料，开发利用新的功能，使传感器多功能化、 微型化、集成化、数字化、智能化。 凡能将生产过程中各种参数经行指示、记录或累积的仪表统称为显示仪表、 显示仪表按显示方法分类：模拟式显示仪表、数字式显示仪表、屏幕显示式仪表。 数字式显示仪表的组成：信号变换电路、前置放大电路、非线性校正或开方运算电路、模数 转换电路、标度变换电路、数字显示电路、电压/电流（V/I）转换及各种控制电路。 无笔、无纸记录仪主要由 CPU 工业微处理器、A/D 转换器、只读存储器（ROM） 、随机存 储器（RAM） 、显示控制器、液晶显示屏、键盘控制器、报警输出
8、电路、时钟电路、打印控 制器、通讯控制器。 自动控制仪表在自动控制系统中的作用是将被控变量的测量值与给定值相比较， 产生一定的 偏差， 控制仪表根据该偏差经行一定的数学运算， 并将运算结果以一定的信号形式送往执行 器，以实现对被控变量的自动控制。 自动调节仪表按仪表的组合方式的分类，基地式控制仪表、单元组合式仪表、以微处理器为 基元的控制装置。什么是位式控制，有什么特点？ 位式控制器的输出只有数个特定的数值， 或它的执行机构只有数个特定的位置， 最常见的是 双位控制，它的输出只有两个数值（最大或最小） ，其执行机构只有两个特定的位置（关或 开） 位式控制器结构简单、成本较低、易于实现，因而应用
9、很普遍。 什么是比例控制规律？它有什么特点？ 比例控制规律是指输出信号 p 与输入信号 e 之间成比例关系，即 p=Kpe 比例控制的优点是反应快，控制及时。有偏差信号输入时，输出立刻与它成比例地变化，偏 差越大，输出地控制作用越强。 什么是积分控制规律？什么是比例积分控制规律？它有什么特点？ 积分控制规律是指控制器的输出变量 p 与输入偏差 e 的积分成正比，即 p=K1edt 式中 kt比例积分系数。 在比例控制的基础上，再加上积分控制作用，便构成比例积分控制规律，其输出 p 和输入 e 的关系 p=Kp(e+K1edt) 积分控制规律的特点是控制缓慢， 但能消除余差。 比例积分控制规律的
10、特点是控制既及时又 能消除余差。 什么是微分控制和比例微分控制？它有什么特点？微分控制规律是指控制器的输出变化量 p 与输入偏差信号 e 的变化速度成正比， p=TDde/dt 即 式中，Td微分时间 在比例控制的规律基础上，再加上微分控制作用，便构成比例微分控制规律，其输出 p 和输 入 e 的关系是 p=Kp(e+TDde/dt) 微分控制规律的特点是有一定的超前控制作用，能抑制系统振荡，增加稳定性。在控制系统 中一般不单独使用微分作用，而是与比例作用同时作用。如果要消除余差，就得加上积分控 制作用，构成比例积分微分控制规律。 试述自动化控制系统中常用的控制规律及其特点和应用场合。比例控制
11、规律是是控制器的输出信号与输入信号成正比。 他的特点是控制及时， 克服干扰能 力强， 但在系统负荷变化后， 控制结果又余差。 这种控制规律适用于对象控制通道滞后较小， 负荷变化不大，对控制要求不高的场合。 比例积分控制规律是控制器的输出信号不仅与输入信号成正比而且与输入信号对时间的积 分成比例。它的特点是能够消除余差，但是积分控制作用比较缓慢，控制不及时。这种控制 规律适用于对象滞后较小、负荷变化不大、控制结果不允许有余差存在的系统。 比例积分微分控制规律是自爱比例积分控制规律的基础上再加上微分作用。 微分的作用是控 制器的输出与输入速度成正比，他对克服容量滞后有明显的的作用。 模拟式控制器采
12、用模拟技术， 以运算放大器等模拟电子器件为基本元件；而数字式控制器采 用数字技术，以微处理机为核心部件。 可编程程序控制器的主体由三部分组成，主要包括中央处理器 CPU、储存系统和输入输出 接口。 执行器按其能源形式可分为气动、电动、液动三大类。 气动执行器：以气压为动力；电动执行器：以电动机作为动力；液动执行器：以高压液为动 力源。 气动执行器由执行机构和控制机构两部分构成。 气动执行器有气开式与气关式两种形式。有压力信号时阀关、无信号压力时阀开为气开式。 反之为气开式。 控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度间的关系。 所谓简单控制系统，通常是指由一个测量元件、变送器、一个控制器、一个控制阀和一个对 象所构成的单闭环控制系统，因此也称为单回路控制系统。 在自动控制系统中，将需要控制其参数的生产设备或机器叫做被控对象。 生产过程中希望借组自动控制保持恒定值的变量叫做被控变量。 在自动控制系统中， 把用来克服干扰对被控变量的影响， 实现控制作用的变量称为操纵变量。 所谓控制器参数的整定，就是按照已定的控制方案，求取使控制量最好的控制器参数值。 控制器的参数整定的方法很多，主要有两大类，一类是理论计算的方法、另一类是工程整定 法。 常用的几种工程整定法：零界比例度法、衰减曲线法、经验凑试法。1
