化工仪表复习简答题

1、精品文档第一章检测仪表及传感器1、差压式液位计的作原理是什么？当测量有压容器的液位时，差压计的负压室为什么一定要与容器的气相相连接？答裁压式液位变送器是利用容器内的液位改变时，由液柱产生的隐压也相应变化的原理而工作的，如图36所示.图3-6基压液位变送器原理图，将差压变送器的一端接液相.另一端接气相，设容器上部空间为干燥气体.其压力为/>,则p严p+HpgP严P由此可得：&P=pLp2=Hpg式中H-液位高度，P介质密度，g重力加速度1P'，力分别为差压变送器正、负压室的压力当被测介质的密度是已知的，则差压变送器测得的差压与液位高度成正比。这样就把测量液位高度转换为测址差

2、压的问题了G当测量有压容器的液位时即容器是受压的，则需将控压变送器的负压室与容器的气相相连接.以平衡气相压力;>变化时对液位测量的影响©2、什么是液位测量时的零点迁移问题？怎么进行迁移？其实质是什么？图加7负迁移示意圉答在使用差压变送器测量液位时，一般压差户与液位高度H之间的关系为，;>-Hpg.这就是一般的“无迁移”的情况，当H=0时，作用在正、负压室的压力是相等的9实际应用中.有时为防止容器内液体和气体进入变送器而造成管线堵塞或腐蚀，并保持负压型的液柱高度恒定，在变送器正、负压室与取压点之间分别装有隔离罐，并充以隔离液，如图3-7所示。设被测介质密度为白，隔离液密度为

3、Pi（通常4>四），此时正、负压室的压力分别为，Py=A/2g+4Plg+Po。2=犯。送+。正、负压室间的压差为：二力】一力=h、pg+HPg+。q-Mpzg。0=Hp>g一（儿储）p2g当丹=0时，5,一儿）。羊H0.此为“有迁移”情况.精品文档.精品文档若采用的是DDZ-1型差压变送器，其输出范围为420mA的电流信号“无迁移”时，H=0,»=变送器输出A>=4mA$H=H丽，ApuApex人=20mA“有迁移”时H=0.p<0则八V4mA,H=H邛L<20mA.为了使液位的零值与满程能与变送器输出的上、下限值相对应，即在“有迁移”情况下，使得当H

4、=0时，L=4mA；H=k，A-20mA可调节仪表上的迁移弹簧,以抵消固定压差（儿一瓦）的作用此为“零点迁移”方法.这里迁移弹簧的作用其实质就是改变测量拖国的上、下限，相当于测量范围的平移,它不改变量程的大小。、试述双金属温度计原理，如何利用双金属温度计构成温度控制器？3答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修胀的性质而制成的。双金属温度计中的感温元件是用两片级膨张系数不同的金属片叠焊在一起而制成的.双金战片受热后.由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲.如田313所示，温度越高产生的线膨胀长度差就越大，因而引起弯曲的角度就越大“双金属温度计就是基于这一原理而制成的。图3-14

5、是由双金属片构成的温度控制器。当温度变化时.双金城片1产生弯曲.且与调节螺灯相接触，使电路接通,继电器4便带电.这样便可以利用继电器控瓶电源（如电热丝）而成为两位式温度控制券.温度的控制范圉可通过改变调节螺钉2与双金属片1之间的距离来调整.图3-13双金属片图311温度控制器I一双女9片，2谡节寡仃$3一绝嫁千，4-0电齐4、热电偶温度计为什么可以用来测量温度？它由哪几部分组成.各有什么作用？答热电偶温度计是根据热电效应这一原理来测fl温度的.如图3-15所示,A、B为两种不同材料的金导体，若把两根导体两端焊接在一起，形成闭合回路.由于A、B两种不同的金属，它们的自由电子密度不相同，则在两接点

6、处形成了两个方向相反的热电势(设这样,就可以用图3-15(b)作为(a)的等效电路。其中，R、兄为热偶丝的等效电阻.在此闭合回路中总的热电势EG,益)为：E(GZo)=eABQ)(to)当A、B材料确定后，热电势E(f,Q是接点温度f和3的函数之差。若一端温度以保持不变，即(G为常数,则热电势E0>tc)就成为另一端温度，的单值函数了.若2就是被测温度，那么只要测出热电势的大小，就能判断测温点温度的高低,这就是利用热电现象来测量温度的原理CfflS-15热电偶测温原理热电偶温度计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。如图精品文档.精品文档热电偶温度计为什么可以用来测量

7、温度？它由哪几部分组成？各部分有何作用？2.答:热电偶湿度计是通过热电效应实现温度的测量的，即两根不I可材料的金属林线焊接在一起后.当闭合回路两端温度不一致时，由于电子效应从而使闭合回路中产生热电势，而热电偶冷端温度保持不变时，热电势是被测温度的单值函数，因此可以用来测量温度。热电偶温度计是由三部分组成的：1)热电偶：直接测量温度的感温元件；2）测量仪表：即定伏计或电位差计，将测量的温度通过表观髭示出来：3）连接热电偶和测量仪表的导线：将热电偶的冷端延伸出来，即补偿导线.I可时传输测量信号。5、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？答采用补偿导线后g把热电偶的

8、冷端从温度较高和不稳定的地方，延伸到温度较低和比较稳定的操作室内，但冷端温度还不是0C，而工业上常用的各种热电偶的温度-熟电势关系曲线是在冷端温度保持为0C的情况下得到的，与它配套使用的仪表也是根据这一关系曲统进行刻度的，由于操作室的温度往往高于而且是不恒定的，这时，热电偶所产生的热电势必然偏小，且测量值也随冷端温度变化而变化，这样测量结果就会产生谡差，因此，在应用热电偈测温时,又有将冷端温度保持为0C，或者进行一定的修正才能得到准确的测量结果，这样做,就称为热电偶的冷端温度补偿。冷端温度补偿的方法有以下几种：（D冷端温度保持为0C的方法；（2）冷端温度修正方Jfct栉HU邦%:占/m（4）补

9、偿由桥法,（5）补修执电偎法.各为多少？、试述热电阳测温原理？常用热电阻的种类？R06w#MBMi"，”，J一答热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的.其电阻值与温度关系如下：R尸】+。（/12）可见，由于温度的变化,导致了金属导体电阻的变化.只要设法测出电阻值的变化，就可达到温度测量的目的。目前工业上使用的珀电阻有两种：一种是反=10。（R“是指温度为OC时的电阻值八另一种是兄=100。°工业上使用的铜电阻也有两种，一种是Ro=50O：另一种是R°=100O,7、简述温度检测仪衣在安装过程中应注意的问题§）在测吊管道温

10、度时，应保证测温元件和潦体充分接触，以减少测量误差，因此，要求安装时测温元件应迎者答：（1被测介质流向插入.至少须与被测介质正交，切勿与被测介质形成顺潦。.测温元件的感温点应处于管道中潦速最大处.一般）（2（3）测温元件应有足够的插入深度，以减小测量误差，精品文档.精品文档（4）若1：艺管道过小,安装测温元件时应接扩大管。5）接线盒面盖应向上。6）应插在有保温层的管道或设饴处，)元件安装在负压管道中时,必须保证其密封性.以防外界冷空气进入.使读数降低,(7第二章显示仪表1、动图仪表为什么进行动圈的温度补偿？是如何来实现的？答：动圈本身是由铜线绕制而成的，当环境温度升高时，电阻就增大，在相同的富

11、伏信号输入的情况下，回路内电潦就会此少,仪表的指示值就会偏低。所以需要温度补偿。，它的阳值会触着温度升高而降低,且呈指数规律变化。因此若动圈仪表的补偿一般是在线路中小接热敏电阻RtQ50'C只采用热敏电阻补偿就过头了。为广获得较理想的补偿效果，全国采用一只在20时68Q的热敏电阻R和一只t并联.并联后的特性接近于线性变化,当温度升高时，并联后的总电阻下降，而动圈的电阻增加，这样，像铜电阻Rb一个增加,一个降低，如果配合得好,就能得到较好的补偿效果，多整外接调电阻为少？接线用么为用套衣圈种与电2、热阻那动仪配使？什采三制法型的动圈仪表是用如上图所示的不平衡测量桥路来测量热电阻的阻值隙10

12、2答：热电阻与102型动圈仪表配套使用温度的的变化而变化的。但使用过程中感温元件热电阻是安装在测温的I：艺现场.显示仪表在操作室内，如果采用如上的测量桥路来测量.那么从测温现场到操作室来回的连接导线就加数热电阻所在的这一个桥皆上，且连接导线为铜导线.容易受到环境温度的影晌.这样就会带来测量误差。所以采用三线制的接法,就是从热电阻引出三根导线,其中与热电因两端相连的两根导线分别接入桥路的两个相邻桥再上，第三根导线与稔压电源的负极相连，这样由于环境温度的变化而引起连接导线阻值的变化.也可以抵消一部分.从而减少对仪表读数的影响。.即每根连5Q3为了克服因连接导线长短不同而引起的测量误差，一般规定10

13、2型动圈仪表的连接S线的电阻值为X使外接电阻凑足5。在实际使用时，?；每根连接导线电阻不足Q时，则须用外接调整电阻来补足，。接导线的阻值为5。5Q为5,所以外接调整电阻的阻值为Q精品文档.%压电场3与热电偶配套的自动电子电位差计是如何进行冷端温度补偿？与热电偶冷端处于I可一温度,因为铜电阻的阳值陵R答：如下图所示.在下支路用铜电阻进行冷端温度补偿，让处2上的电位差也增加.而热电偶的热电势却随著冷端温度的升高而降低，如配置得当,就可着温度的升高而增加.则R:以达到温度补偿的目的。习题答案略第三章自动控制系统基本概念第四章自动控制仪表1、双位控制规律是怎样的？有何优缺点？,而当测量:值小于给定值时

14、.则输出答：双位控制系统的规律是当测量值大于给定值时，控制器输出为最大（或最小），即控制器只有两个输出值，其执行器只有两个极限位置开或关。为最小（或最大）位式控制器结构简单,成本较低,易干实现.应用较普遍，但它的控制作用不是连续变化的，由它所构成的位式控制系统其被捽变量的变化将是一个等幅优荡过程，不可能使被控变量稳定在某一个数值上。3、比例控制规律是怎样的？什么是比例控制的余差？为什么比例控制规律会产生余差？P=KpE输出变化量Pe之间成比例关系与输入偏差控制过程结束时.液位的新稔态值将低于给定值，它们之间的差就叫做余差。要使进水量增加,控制阀必须开大.陶杆必须上移.而网杆上移时浮球必然下移。

15、也就是液位稳定在一个比原来卷态值要低的位置上。执行器第五章、气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？1（气动执行器是由执行机构和控制机构两部分组成,）执行机构是执行器的推动装置，它按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换成阀杆位移的装置,控制机构是执行器的捽制部分，它直接与被控介痂接触，捽制潦体的流量。所以它是将杆的位移转换为流精品文档.精品文档过阀的流量的装置2、成何控制网的结构有哪些主要类型？各使用在什么场合？略简单捽制系统第六堂、被控变量的选择原则是什么？1）被控变量应能代表一定的1：艺操作指标或能反映1：艺操作状态，一般都是I：艺过程中比较

16、重要的变量。答：（1）被控变量在I:艺操作过程中经常受到一些干扰影响而变化;为维护被控变量的恒定.需要较频繁的调节，（2可以选择与宜当无法获得直接指标信号,（3）尽量采用直接指标作为被控变量，或其测量和变送信号滞后比较大时，接指标有单值对应关系的间接指标作为被控变量4（）被控变量应能被测量出来，并具有足修大的灵敏度.）选择被捽变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现状，（5）被控变量应是独立可控的。（62.操纵变易的选择原则是什么？1答：。操纵变量应是可控的，即1：艺上允许调节的变量。（2操纵变量一般应比其它干扰对被控变易的影晌更加灵敏，<3）在选择操纵变量时.除J'从自动化角

17、度考虑外，还要考虑工艺的合理性和生产的经济性。3、比例捽制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器的特点分别是什么？各使用在什么场合？）比例控制器（11=Z产之间的关系为：与输入偏差出比例控制器是具有比例控制规律的控制器,它的输出比例控制器的可调整参数是5。Kp或比例度比例控制器的特点：比例控制器克服干扰能力强、控制及时、过渡时间短。纯比例控制系统在过渡过程终门时存在余差，负荷变化越大.余差就越大。比例控制器的应用场合：比例控制器适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统。）比例积分控制器（2e的关系为：比例积分控制器是具有比例积分捽制规律的控制器。它的输出与输入偏差p1

18、?K（ep）edt?pTT<v>Kp（比例积分控制器的可调整参数是比例放大系数或比例度和积分时间0）1!比例积分控制器的特点：过渡过程结束时无余差，这是它的出著优点。加上积分作用，会使稳定性降低，虽然在加积分作用的同时,可以通过加大比例度，使稳定性基本保持不变,但超调量和振荡周期都相应增大，过渡过程的时间也精品文档.精品文档加长。比例积分控制器的应用场化：比例积分控制器是使用最普遍的控制器。它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统。（3）比例积分微分控制器与输入偏差e之间具有下列关系：比例积分微分捽制器是具有比例积分微分捽制规律的控制器.输出pdel?(e

19、?T)KpedtPDdtTo)、T积分微分控制器的可调整参数Kp（比例度M比例积分微分控制器的特点：微分作用使控制器的输出与输入偏差的变化速度成比例.它对克服对象的滞后有技著的三个、T效果。在比例的基础上加上微分作用能提高稳定性.再加上积分作用可以消除余差。所以，适当调整5、Tix参数、可以使控制系统获得较高的控制痂量。控制质量要求较高的系统,比例积分微分控制器适用于容量滞后较大、仇荷变化大、比例积分微分控制器的应用场合：应用最普遍的是温度控制系统与成分捽制系统，比例控制器比例积分控制器比例积分微分控制器控制规律比例比例积分比例积分微分1del，=K物?）pTedt（e?K9?edt）Kp（e

20、?公式DPPdtTTuT、T和可调整参数或6）和TKp（或6Kp或比例度8）Kp（Di无余差、稳定性低,加积分作可以通过加大比例用的同时,输出与输入偏差的变化速度成比度，使稳定性基本保持不变,克服干扰能力强、控制及时、过提高稳定性、克服对象的滞后、特点例、但超调量和振/周期都相应渡时间短、存在余差消除余差增大，过渡过程的时间也加长，容量滞后较大、负荷变化大、控制通道滞后较小、负荷变化不大、通道滞后较小、负荷变化不温度控制系工艺参数不允许有余差的大、适用场合工艺上没有提出无差要求的系质量要求较高的系统.统系统统与成分控制系统精品文档.精品文档分析题答案见课件复杂控制系统第七章1、事级控制系统有哪

21、些特点？主要使用在什么场合？特点：在系统结构上，中级控制系统有两个闭合回路：主回路和副回路：有两个控制器.主控制器和副控制器：有1（两个测量变送器，分别测量主变量和副变量;具有超前控制的作用C（2在系统特性上,出级控制系统由于副回路的引入.改善了对象特征.使控制过程加快，中级控制系统由于增加/副回路,具有有一定的自适应能力，（3）适用场合：对象的滞后和时间常数很大，干扰作用强而频繁，负荷变化大，对控制要求较高的场合。2、中级控制系统中主、制变量应如何选择？主变量的选择原则同简单控制系统被控变量的选择原则副变量的选择原则：（D主制变量间应有一定的内在联系）系统的主要干扰应包闱在副回路中（2（3）

22、在可能的情况下，应使副环包围更多的次要干扰4）副变量的选择应考虑主副对象时间常数的匹配,防止共振的发生5）当对象具有较大的纯滞后而影响控制质量时，在选择副变量时应使副环尽量少包含纯滞后或不包含纯滞后。（分析题答案见课件、填空题在弹性式压力计基础上，增加电气转换元件，将压力转换成电信号元件，便于集中控制，广L泛用于自动化控制系统的压力计为电气式压力计。电势转换装置。2.霍尔片式压力变送器实质上是一种压力-要改变弹簧管压力表的量程，可以通过改变调整螺钉的位置来实现。3.4.弹性式压力测量仪表常用的弹性元件有弹簧管式、薄膜式、波纹管式等，常见的弹簧管式压5.力表有单圈弹簧管压力表和多圈弹簧管压力表。

23、6 .电气式压力计般由压力传感器、测量电路和信号处理装置组成。7 .霍尔片式压力传感器是根据霍尔效应制成的，即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力测量。8 .应变片式压力传感器是利用电阻应变原理构成的。被测压力引起弹性元件应变，通过粘贴在弹性元件上电阻应变片将应变转换为应变片阻值的变化，最后通过测量电路转变成电压或电流的变化。9. 块压力表在现场的安装般包括测压点的选择、导压管铺设和压力计的安装等内容。10.精品文档.精品文档测量液体压力时，取压点应在管道下部，测量气体压力时，取压点应在管道上部。11安装压力衣时，取压点引压管应和管道中心线垂直，取压管口应和管

24、道内壁保持齐平，并无12.毛刺。氧气压力计与普通压力普通弹簧管压力计多采用铜合金，而氨用压力计弹簧管却采用碳钢，13.计在结构和材质上完全相同，只是它必须禁油。采用流体流经装置时产生的压力差而实现流量测差压式流量计是基于流体流动的节流原理，14.量的。以上的流体，流体应1/4-10八5标准节流装置仅适合与测量管道直径大于50mm,雷诺数在15当清洁，为稳定管道的连续流动，不发生相变。测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防止高温蒸汽直接与测压元件接触，测量有腐蚀性介质16.时，应加装有中性介质的隔离罐。为易凝固等液体液位时，17.用差压式压力变送器测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、防止引压管线

25、易被腐蚀、堵塞等问题，可采用法兰式压差变送器。它由膜盒、毛细管和测量一室组成。18o测量脉动2/319.为了延长仪式寿命，在测稔定压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的。测量高压时，最大工作压力不应超过测1/2压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的一。量上限值的3/520.我国规定的标准节流装置取压方式有角接取压法和法兰取压法,标准喷嘴采用角接取压法。21.22.差压式流量计测量流量时，流量和压力差的平方和成正比，因此要使流量计的刻度均匀，就23.必须加开方器。24.为了使前后导压管内液位高度保持测量蒸汽或湿气体的流量时，在引压管内要积存凝结水，25.不变或相等，常采用冷凝器。26.当被测

26、介质为液体时，为防止液体中析出的气体进入差压计，引起测量误差，在导压管的最27.在导压管的最低点放高处放置集气器和排气阀。为了防止液体中析出的沉淀物堵塞导压管，置沉降器及排污阀。28在几个标准节流装置中，测量流量时，通过节流装置前后压力损失最大的是孔板。29的电压信号，当液位时，变送器输出信号为电动差压变送器中，当液位高度H为030.程量最简单的。这是液位测量中号时高度H为最高，变送器输出信为的情况。压力式温度计的感温元件是温包，它直接与被测介质相接触，因此它的膨胀系数应比较小，31导热率要高。32从而实现流量测量的仪式，转流量计是以压降不变，利用节流面积的变化来反映流量大小，33.适用于o3

27、4.它是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化工业上中、低温的测量常常用热电阻温度计，35.:和CulOO的特性来进行温度测量的。工业中常用的铜热电阻有两种，对应的分度号为Cu50o和伯热电阻也有两种，对应的分度号为PtlOPtlOO二、问答题1-单圈弹簧管压力表的结构有哪几部分组成？工作原理？、填空1、过程控制系统是由（控制器）、（执行器）、（测量变送）和（被控时象）等环节组成。精品文档.精品文档、位）、（流量）、（液控制系统中按被控参数的名称来分有（压力2、过程温度）等控制系统。（，输出例调整到合适的调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比3、某调节。，才能使稳定性不的变后，应（减小调节器的放大倍数）再加入积分作用差）等。差）、（衰减比）和（控余制系统的品质指标的参数有（最大4、描述偏标：电11型2O.IMpa）范准中，气动仪表标准信号围是（0.05、仪表自动化标）0是（420mAi0mA）；电川型标准信号范围准信号范围是（0，不稳定）引入会使系统（用是为了（消