最新自动化仪表考试试题精编

自动化仪表考试试题精编(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）

Chapterone自动化仪表考试试题精编(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）有差控制过程（有差调节）例1、某化学反应器，工艺规定操作温度为200±10℃，考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15℃。现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图所示,试求:该系统的过渡过程品质指标（最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间)，并问该调节系统是否满足工艺要求。设定值不等于稳态值（有差控制）参考答案：最大动态偏差A=230-200=30℃被控参数偏离设定值的最大值；余差C=205—200=5℃稳态值与设定值之间的偏差；衰减比n=y1:y3=25:5=5:1衰减率:1–1/n=4/5两个相邻的同向波峰值之比n〉1衰减震荡；振荡周期T=20–5=15（min)振荡频率f=1/T超调量：第一波峰与稳态值之比的百分比，25/205=12.2%调节时间：Ts=22min设被控变量进入稳态值的土2％，就认为过渡过程结束，则误差区域=205×（±2％）＝±4.1℃，在新稳态值（205℃）两侧以宽度为±4.1℃画一区域（阴影线).工艺规定操作温度为200±10℃,考虑安全因素，调节过程中温度规定值最大不得超过15℃，而该调节系统A=30℃，不满足工艺要求峰值时间：5min例2过渡过程的品质指标有哪些？请结合下图解释各种品质指标的含义。Chaptertwo2。1用分度号为K的镍铬—镍硅热电偶测量温度,在没有采取冷端温度补偿的情况下,显示仪表指示值为500℃,而这时冷端温度为60℃。试问:实际温度应为多少？如果热端温度不变，设法使冷端温度保持在20℃,此时显示仪表的指示值应为多少？解：显示仪表指示值为500时，查表可得此时显示仪表的实际输入电势为20.64mV，由于这个电势是由热电偶产生的，即同样,查表可得：由23。076mV查表可得：t=557℃.即实际温度为557℃。当热端为557℃，冷端为20℃时，由于E（20，0）=0。798mV,故有：由此电势，查表可得显示仪表指示值应为538。4℃.2。2、利用镍洛镍硅热电偶测温，工作时冷端温度to=30℃，测得的热电势E(t，to）=40.096mv，求被测介质的实际温度。（已知E（30,0）=1。203mv，E（1000，0）=41.269mv,E(900,0）=38。893mv,）E（t,0）=E(t，30）+E（30,0)=41.299mv查表E(1000,0)=41。269mv，被测温度为1000℃2。3简述热电偶测温原理,类型，为什么需要用补偿导线？答1）热电偶的测温原理:将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，若两个连接点温度不同，回路中会产生电势。此电势称为热电势.2）类型:镍铬－镍硅（K）,线性度最好；镍铬－康铜(E），灵敏度最高；铜－康铜(T），价格最便宜。3）热电偶的热电势大小不仅与热端温度有关,还与冷端温度有关.所以使用时,需保持热电偶冷端温度恒定.但热电偶的冷端和热端离得很近，使用时冷端温度较高且变化较大。为此应将热电偶冷端延至温度稳定处。为了节约，工业上选用在低温区与所用热电偶的热电特性相近的廉价金属，作为热偶丝在低温区的替代品来延长热电偶，称为补偿导线。2。4热电阻测温特点，以及为什么用三线接法？1）特点：对于500℃以下的中、低温，热电偶输出的热电势很小，容易受到干扰而测不准.一般使用热电阻温度计来进行中低温度的测量。热电阻有金属热电阻（正温度系数）和半导体热敏电阻（负温度系数）两类。2）电阻测温信号通过电桥转换成电压时，热电阻的接线如用两线接法,接线电阻随温度变化会给电桥输出带来较大误差，必须用三线接法,以抵消接线电阻随温度变化对电桥的影响。2。5:有一台DDZ—III型温度变送器，精度1级,出厂时量程调为:0~1300℃①用这台变送器测量一加热炉的温度（温度范围800~900℃），问:产生的最大绝对误差是多少？变送器的灵敏度为多少?②将变送器的零点迁至700℃,量程调为700~1000℃，问：这时变送器的最大绝对误差是多少？灵敏度为多少？Chapterthree3.1例子某比例控制器,温度控制范围为400～800℃,输出信号范围是4～20mA。当指示指针从600℃变到700℃时,控制器相应的输出从8mA变为16mA。求设定的比例度。温度的偏差在输入量程的50％区间内（即200℃）时，e和y是2倍的关系。Y=1/pe=2e1）比例度(P）越大,放大倍数K越小系统稳态误差（余差）就大。比例度越小，放大倍数越大，系统动态性能的稳定性越低。2）输出信号的变化与输入偏差的大小和积分时间TI成反比，TI越小,积分速度越快，积分作用越强。积分作用具有保持功能,故积分控制可以消除余差。积分输出信号随着时间逐渐增强，控制动作缓慢，故积分作用不单独使用。TI趋于无穷,无积分作用;TI过大，积分作用很弱，消除静差慢，TI过小，积分作用过强，控制器的输出变化太快，使过渡过程振荡太剧烈，系统的稳定性大大下降.3）微分作用能超前控制.在偏差出现或变化的瞬间，微分立即产生强烈的调节作用，使偏差尽快地消除于萌芽状态之中。由于微分作用总是力图抑制被控变量的变化,所以它有提高控制系统动态稳定性的作用.微分对静态偏差毫无控制能力。当偏差存在，但不变化时，微分输出为零，因此不能单独使用。必须和P或PI结合，组成PD控制或PID控制。【适合于】对象滞后大，负荷变化不大，被控量变化不频繁且允许余差存在场合.4)PID控制器若将微分时间调至零，就成一台比例积分控制器；若将积分时间调至最大，就成一台比例微分控制器;若将微分时间至零,积分时间至无穷大，就是一台比例控制器.3.2DDZ-Ⅲ基型调节器的主要功能电路有？以及各模块功能输入电路、给定电路、PID运算电路、自动与手动(硬手动和软手动）切换电路、输出电路及指示电路。无扰动切换：电路切换前一瞬间的输出值与电路切换后一瞬间的输出值相同，电路状态切换是无扰的.(控制器输出不突变）1)输入电路：偏差差动电平移动电路，偏差检测与放大,消除传输线压降,对偏差信号实现电平移动。温度补偿+零点调整2）给定电路：设定调节器的给定值。3）PID运算电路：对偏差进行PID运算。反馈电路：量程调整+非线性校正4)输出电路:将PID运算电路的结果(电压值）转换为4~20mA的直流电流输出。5）切换电路:实现手动和自动操作状态间的平滑无扰动切换。6）显示电路：供用户查询各变量。3.3实用PID数字算法,以及改进的PID算法1）实用PID算法∆注：P比例度TI积分时间常数Td微分时间常数Kd微分增益2)微分先行算法PI-D算法微分作用只对测量值(反馈值)Vp进行3）比例微分先行算法比例和微分作用都只对测量值进行Chapterfour4。1什么叫调节阀的理想流量特性和工作流量特性?常用的调节阀理想流量特性有哪些？解答：1）理想流量特性：在调节阀前后压差固定的情况下得出的流量特性称为固有流量特性，也叫理想流量特性。工作流量特性：在实际的工艺装置上,调节阀由于和其他阀门、设备、管道等串连使用，阀门两端的压差随流量变化而变化，这时的流量特性会发生畸变，称为工作流量特性。2）常用理想流量特性：快开特性、直线流量特性、抛物线特性、等百分比(对数)流量特性直线（放大系数相同，控制力不同）；对数（放大系数不同,控制力相同）3)等百分比特性的相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。所以它的优点是流量小时，流量变化小，流量大时，则流量变化大，也就是在不同开度上，具有相同的调节精度。4。2什么是阀阻比S？以及其为什么会使理想流量特性发生畸变？1）阀阻比S=△PTmin/Po表示存在管道阻力的情况下，调节阀全开时，阀前后最小压差△PTmin与总压力Po之比。其值越大表示管道压降越小，其值越小，表示管道压降越大.2）S=1时，说明管道压降为零，阀门前后的压差始终等于总压力，故工作流量特性即为固有流量特性，当S<1时，由于串联管道阻力的影响,是阀门开大时流量达不到预期,也就是阀门的可调范围变小。随着S值得减小，直线流量特性渐渐趋近于快开特性，等百分比特性渐渐趋近于直线流量特性.S越小，畸变越大，一般希望S〉=0.34.3调节阀气开气关式选择题1题1选择蒸汽锅炉的控制阀门时，为保证失控状态下锅炉的安全：给水阀应选气关式燃气阀应选气开式4。3。2如图所示的压力容器，采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定：1)调节阀应选择气开式还是气关式？请说明原因。2)压力控制器(PC)应为正作用还是反作用?请说明原因。答:1)应选择气关式。因为在气源压力中断时,调节阀可以自动打开，以使容器内压力不至于过高而出事故。2)调节阀选择气关式，则压力控制器（PC）应为反作用。当检测到压力增加时，控制器应减小输出，则调节阀开大,使容器内压力稳定。或：当检测到压力减小时，控制器应增大输出，则调节阀开小，使容器内压力稳定.（执行器反作用；变送器正作用；对象反作用(阀开大,压力下降）；所以控制器反作用）4。3.3冷物料加热系统，为保证加热器不被烧坏，蒸汽管道上调节阀应选择气开式(调节阀输入为零时，应保证为关闭状态，所以当调节阀有输入时，阀门慢慢打开，所以为气开阀）4.4电动仪表怎样才能用于易燃易爆场所?安全火花是什么意思?解答:1）必须是采取安全防爆措施的仪表,就是限制和隔离仪表电路产生火花的能量.使其不会给现场带来危险.2）安全火花：电路在短路、开路及误操作等各种状态下可能发生的火花都限制在爆炸性气体的点火能量之下.4.5气动调节阀由执行机构和控制机构（阀）两部分组成.执行机构是推动装置，它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构是阀门，它将阀杆的位移转换为流通面积的大小.4.6安全栅的作用1）信号的传输2）能量的传输3）限流、限压Chapterfive机理法建模：单位时间内物质/能量流入量—单位时间内物质/能量流出量=被控过程内部物质/能量存储量的变化率。响应曲线法建模：阶跃响应曲线确定一阶惯性加滞后模型WS阶跃输入时K=y(∞）/1（单位阶跃）/y(∞)/a输入为模拟量时:K=Chaptersix6.1简单控制系统由几个环节组成？解答:测量变送器、调节器、调节阀、被控过程四个环节组成。6.2过程控制系统设计包括哪些步骤？1）熟悉和理解生产对控制系统的技术要求与性能指标2）建立被控过程的数学模型3）控制方案的确定4)控制设备选型5）实验（或仿真）验证6.3选择被控参数应遵循哪些基本原则？什么是直接参数？什么是间接参数？两者有何关系？解答：1）原则：必须根据工艺要求，深入分析、生产过程，找出对产品的产量和质量、生产安全、经济运行、环境保护、节能降耗等具有决定性作用，能较好反映生产工艺状态及变化的参数作为被控参数。2）直接参数:能直接反映生产过程中产品产量和质量，又易于测量的参数3)间接参数：与质量指标有单值对应关系、易于测量的变量,间接反映产品质量、生产过程的实际情况。4）两者关系：间接参数是直接参数的单值函数。6。4选择控制变量时，为什么要分析被控过程的特性?为什么希望控制通道放大系数要大、时间常数小、纯滞后时间越小越好?而干扰通道的放大系数尽可能小、时间常数尽可能大?解答：1)控制变量和干扰变量对被控参数的影响都于过程的特性密切相关.2）控制通道的静态放大系数K0越大，系统的静态偏差越小，表明控制作用越灵敏，克服扰动的能力越强,控制效果越好。时间常数T0小，被控参数对控制变量的反应灵敏、控制及时，从而获得良好的控制品质。纯滞后0的存在会使系统的稳定性降低。0值越大，对系统的影响越大。3)扰动通道的静态放大系数Kf越小，表明外部扰动对被控参数的影响越小.时间常数Tf越大，外部干扰f（t）对被控参数y（t）的影响越小，系统的控制品质越好。干扰点位置对系统的影响：干扰作用点向远离测量点（输出）方向移动,干扰通道的容量滞后增加，系统的动态偏差减小，控制品质变好；相反扰动进入系统的位置离测量点越近，干扰对被控参数的影响越大，控制品质越差.干扰通道的纯滞后并不影响系统的控制品质，仅仅使被控参数对干扰的响应在时间上推迟了。6.5当被控过程存在多个时间常数时，为什么应尽量使时间常数错开？答:由自控理论知识可知，开环传递函数中几个时间常数值错开，可提高系统的工作频率，减小过渡过程时间和最大偏差等，改善控制质量。6.6P、I、D各参数对控制系统品质的影响:P越小（K越大），控制作用越强、系统调节越快、系统稳定性下降，控制余差越小。P越小，控制过程曲线越振荡，周期缩短.出现等幅振荡，这时的比例度称为临界比例度Pmin，振荡频率称为临界振荡频率ωMP越大（K越小）,控制过程曲线越平稳,但控制过程时间越长，余差也越大。TI越大，积分作用越弱，TI=∞,积分作用为零.TI减小，积分作用增强，系统振荡加剧，稳定性下降.因此，加积分后，比例带要适当加大。如果T1适当，系统能很快消除余差。Td较小控制速度稍有加快(调节时间稍微减少）；Td合适控制速度明显加快（调节时间明显减少）;Td过大系统稳定性降低，出现等幅振荡。6。7控制器参数整定1）稳定边界法（临界比例度法)属于闭环整定方法，根据纯比例控制系统临界振荡试验所得数据(临界比例度Pm和振荡周期Tm），按经验公式求出调节器的整定参数.就以表中PI调节器整定数值为例，可以看出PI调节器的比例度较纯比例调节时增大,这是因为积分作用产生一滞后相位,降低了系统的稳定度的缘故.2）衰减曲线法也属于闭环整定方法，但不需要寻找等幅振荡状态，只需寻找最佳衰减振荡状态即可。衰减比为4:1时，整定参数计算表衰减比为10：1时，整定参数计算表3)响应曲线法：属于开环整定方法.以被控对象控制通道的阶跃响应为依据，通过经验公式求取调节器的最佳参数整定值。方法:不加控制作用,作控制通道特性曲线.此方法在不加控制作用的状态下进行，对于不允许工艺失控的生产过程，不能使用。例子1某控制系统用稳定边界法分别整定控制器参数,已知临界比例度，,试分别确定用PI和PID作用时的控制器参数。稳定边界法计算表如下。解：对于PI控制器查表得：对于PID控制器查表得：例子2某控制系统用4：1衰减曲线法分别整定控制器参数。将积分时间调至最大，微分时间调至最小，对系统施加阶跃信号，经过调节后系统的衰减比为4：1，此时记录下来的比例度和时间参数。试分别确定用PI和PID作用时的控制器参数。4：1衰减曲线整定经验参数表如下。解：对于PI控制器查表得：对于PID控制器查表得：例子3在某一蒸汽加热器的控制系统中，用响应曲线法进行参数调整.当电动单元组合控制器的输出从6mA改变到7mA时，温度记录仪的指针从85℃升到87.8℃,从原来的稳定状态达到新的稳定状态。仪表的刻度为50~100℃,并测出纯滞后时间t0=1。2min，时间常数T0=2。5min。如采用PI和PID控制规律,试确定出整定参数（响应曲线法控制器参数整定经验公式见附表)。解:输入增量为：mA输出增量为：℃输入量程差为：mA输出量程差为：℃所以,由查表得:在选用PI控制器时，min在选择PID控制器时，minminChapterseven7。1串级例子冷物料加热系统的串级控制温度控制器控制阀温度控制器控制阀流量/压力对象流量/压力测量变送主设定值扰动1出口温度操纵变量流量/压力控制器温度对象蒸汽流量温度测量变送副设定值主测量值副测量值扰动21）调节阀为气开式（安全因素）2)副调节器：反作用；主调节器：反作用.3)当蒸汽压力突然增加时,该控制系统的控制过程如下：蒸汽压力增加，则蒸汽流量增加,由于FC为反作用，故其输出降低，因而气开型的控制阀关小，蒸汽流量减少以及时克服蒸汽压力变化对蒸汽流量的影响，因而减少以致消除蒸汽压力波动对加热炉出口物料温度的影响,提高了控制质量.4)当冷物料流量突然加大时，该控制系统的控制过程如下：冷物料流量加大,加热炉出口物料温度降低，反作用的TC输出增加，因而使FC的给定值增加,FC为反作用,故其输出也增加，于是气开型的控制阀开大，蒸汽流量增加以使加热炉出口物料温度增加，起到负反馈的控制作用7.2前馈前馈控制的原理是：当系统出现扰动时,立即将其测量出来，通过前馈控制器，根据扰动量的大小改变控制变量，以抵消扰动对被控参数的影响.为了改变事后调节的状况,提出前馈控制的思路:根据冷物料流量Q的大小,调节阀门开度。针对换热器入口流量干扰的前馈控制系统Y（S)=F（S)Gf(s）+F（S）Gm（s)Gb(s)Gv（s)Go（s）=07。3、前馈—反馈复合控制系统：为了克服前馈控制的局限性,将前馈控制和反馈控制结合起来，组成前馈—反馈复合控制系统。如换热器出口温度前馈—反馈复合控制系统：蒸汽压力比较稳定，而物料流量F波动较大.可设计出口温度为被控变量,物料流量为前馈量的前馈－反馈控制系统。复合控制系统具有以下优点：①在反馈控制的基础上,针对主要干扰进行前馈补偿.既提高了控制速度,又保证了控制精度。②反馈控制回路的存在，降低了对前馈控制器的精度要求，有利于简化前馈控制器的设计和实现。③在单纯的反馈控制系统中，提高控制精度与系统稳定性是一对矛盾.往往为保证系统的稳定性而无法实现高精度的控制。而前馈——反馈控制系统既可实现高精度控制，又能保证系统稳定运行。7.4、前馈-串级复合控制系统：对于慢过程的控制，如果生产过程中的主要干扰频繁而又剧烈，而工艺对被控参量的控制精度要求又很高,可以考虑采用前馈-—串级复合控制方案。前馈—串级复合控制系统特点：1、串级控制回路的传函和单纯的串级控制系统一样2、前馈控制器的传函主要由扰动通道和主对象特性决定当物料流量F比较稳定，而物料入口温度及蒸汽压力（蒸汽流量）波动都较大。可设计物料入口温度为前馈量、出口温度为主变量,蒸汽压力(流量）为副变量的前馈－串级控制系统。前馈—串级控制系统过程框图：7.5单回路水位控制系统,如果蒸汽用量经常发生变化，为了改善控制质量，将单回路控制系统改为前馈-反馈复合控制回路。7。6某前馈-串级控制系统如图所示。已知:要求：（1）绘出该系统方框图。（2）计算前馈控制器的数学模型。3）假定控制阀为气开式，试确定各控制器的正/反作用。（2)=0求的,Gff(s）=（3）主为正作用，副为反作用。7.7画出串级控制系统的框图，并在图中标明主变量、副变量、控制变量和被控变量。分别说明主副对象的输入和输出是什么？串级控制系统有哪些主要特点？在串级控制系统整定方法中，何谓两步整定法和逐步逼近法?串级系统特点总结：①对进入副回路的干扰有很强的克服能力；②改善了被控过程的动态特性，提高了系统的工作频率；对进入主回路的干扰控制效果也有改善；③对负荷或操作条件的变化有一定自适应能力.1．逐步逼近法：依次整定副回路、主回路.并循环进行，逐步接近主、副回路最佳控制状态。2．两步整定法:系统处于串级工作状态，第一步按单回路方法整定副调节器参数；第二步把已经整定好的副回路视为一个环节,仍按单回路对主调节器进行参数整定。7。8如图所示的压力容器，采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定:1）调节阀应选择气开式还是气关式？请说明原因。2)压力控制器（PC)应为正作用还是反作用？请说明原因3）如果气体流入量波动很大，需如何改进控制系统,在图中画出控制方案图,并画出改进后的方框图.答：1)应选择气关式。因为在气源压力中断时，调节阀可以自动打开，以使容器内压力不至于过高而出事故。2）调节阀应选择气关式，则压力控制器（PC）应为反作用。当检测到压力增加时,控制器应减小输出，则调节阀开大,使容器内压力稳定。或:当检测到压力减小时,控制器应增大输出，则调节阀开小,使容器内压力稳定。3）前馈-反馈控制系统7.9比值控制要求参与反应的物料Q1和Q2保持恒定比例，正常操作时，流量Q1=7m3/h，Q2=1。75m3/h;流量范围分别为0-10m3/h和0-2m3/h。根据要求设计Q2/Q1恒定的比值控制系统。在采用DDZ—3型仪表组成控制系统情况下，分别计算流量和测量信号呈线性关系（配开方器)和非线性关系（无开方器）时的比值系数K'.1）引入开方器时,比值系数为：2）不引入开方器时：7。93分程控制在某化学反应器内进行气相反应，调节阀A、B分别控制进料流量和出料流量,为了控制反应器内压力，设计分程控制系统。A气开阀、B气关阀调节器反作用7。95选择控制Chaptereight8。1自适应自校正控制系统模型参考8。2模糊控制被控过程数学模型随生产的进行不断变化时需要用模糊控制器组成：模糊化接口、规则库、推理算法、去模糊化接口测量仪表的概念在工业生产过程中，为了有效地进行生产操作和自动控制，需要对工艺生产中的一些主要参数进行自动测量。用来测量这些参数的仪表称为测量仪表。参数检测的基本过程被测显示装置变送器传感器被测对象被测显示装置变送器传感器被测对象变量变量传感器与变送器传感器又称为检测元件或敏感元件,它直接响应被测变量，经能量转换并转化成一个与被测变量成对应关系的便于靠着的输出信号，如mV、V、mA、Ω、Hz、位移、力等等。由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往很微弱，一般都需要经过变送环节的进一步处理，把传感器的输出转换成如0～10mA、4～20mA等标准统一的模拟量信号或者满足特定标准的数字量信号,这种检测仪表称为变送器。测量误差由于真值在理论上是无法真正被获取的，因此，测量误差就是指检测仪表（精度较低)和标准表(精度较高)在同一时刻对同一被测变量进行测量所得到的2个读数之差。即:Δ＝xi－x0也即绝对误差。测量仪表的精确度在自动化仪表中，通常是以最大相对百分误差来衡量仪表的精确度,定义仪表的精度等级。由于仪表的绝对误差在测量范围内的上是不相同的，因此在工业上通常将绝对误差中的最大值,即把最大绝对误差折合成测量范围的百分数表示，称为最大相对百分误差:δ＝最大绝对误差/量程＝Δmax/(Xmax—Xmin)＊100%仪表的精度等级（精确度等级)是指仪表在规定的工作条件下允许的最大相对百分误差.把仪表允许的最大相对百分误差去掉“±”号和“％”号,便可以用来确定仪表的精度等级。目前，按照国家统一规定所划分的仪表精度等级有：0.005，0.02,0。05，0.1，0。2,0.4，0.5，1。0，1.5,2.5,4。0等。所谓的0.5级仪表，表示该仪表允许的最大相对百分误差为±0。5%,以此类推.精度等级一般用一定的符号形式表示在仪表面板上.仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一.精度等级数值越小，表示仪表的精确度越高。精度等级数值小于等于0.05的仪表通常用来作为标准表，而工业用表的精度等级数值一般大于等于0。5。误差分类按照测量误差的基本性质不同,可以将误差分为系统误差、随机误差和粗大误差。系统误差：相同条件下多次重复测量同一被测量时,如果每次测量值的误差恒定不变（绝对值和符号均保持不变)或按某种确定的规律变化，这种误差称为系统误差。随机误差：是指在相同条件下多次测量同一被测量是产生的绝对值和符号不可预知的随机变化着的误差。有称偶然误差.粗大误差：是指由于操作人员的操作错误、粗心大意及仪表的误动作等原因而造成的误差。也称为疏失误差。灵敏度灵敏度是表征检测仪表对被测量变化的灵敏程度，它是指仪表输出变化量和输入变化是之比，即：灵敏度=△y∕△x测量系统中信号的传递形式从传递信号的连续性的观点来分，在检测系统中传递信号的形式可以分为模拟信号、数字信号和开关信号：模拟信号：在时间上是连续变化的，在任何瞬时都可以确定其数值的信号。可以变换为电信号，即是平滑地、连续地变化的电压或电流信号。例如：连续变化的湿度信号可以利用热电偶转换为与之成比例的连续变化的电势信号。数字信号：是一种以离散形式出现的不连续信号,通常用二进制数“0"和“1"组合的代码序列来表示。数字信号变换成电信号就是一连串的窄脉冲和高低电平交替变化的电压信号。连续变化的工艺参数（模拟信号)可以通过数字式传感器直接转换成数字信号。然而,大多数情况是首先把这些参数变换成电形式的模拟信号，然后再利用模拟—数字（A∕D)转换技术把电模拟量转换成数字量。将一个模拟信号转换为数字信号时，必须用一定的计量单位使连续参数整量化，即用最接近的离散值(数字量)来近似表示连续量的大小。由于数字量只能增大或减小一个单位，所以，计量单位越小，整量化所造成的误差也就越小。开关信号:用状态或用两个数值范围表示的不连续信号。例如:用水银触点湿度计来检测温度的变化时，可利用水银触点的“断开”与“闭合"来判断温度是否达到给定定值。在自动检测技术中，利用开关式稳压器(如干簧管、电触点式传感器）可以将模拟信号变换成开关信号。测量仪表的分类根据所测参数的不同,分成压力(差压、负压)测量仪表、流量测量仪表、物位（液位)测量仪表、温度测量仪表、物质成分分析仪表及物性检测仪表等。按表达示数的方式不同，分成指示型、记录型、迅号型、远传指示型、累积型等。按精度等级用场合的不同，分成实用仪表、范型仪表和标准仪表，分别使用在现场、实验室、标定室。IP等级术语IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示防尘、防止外物侵入的等级,第2个数字表示防潮气、防水侵入的密闭程度,数字越大表示防护等级越高。IP65中的“6”表示完全防止侵入，且可完全防止灰尘进入；“5”表示防止来自各方向由喷嘴喷射出的水进入仪表造成损坏.IP67表示在常温常压下，当仪表外壳暂时浸泡在一次仪表和二次仪表一次仪表：是指安装在现场且直接与工艺介质相接触的仪表。如弹簧管压力表、双金属温度计、双波纹管差压计、热电偶与热电阻不称作仪表，而作为感温元件,所以又称一次元件.二次仪表：是仪表示值信号不直接来自工艺介质的各类仪表的冲锋。二次仪表的仪表示值信号通常由变送器变换成标准信号。二次仪表接受的标准信号一般有三种：①气动信号，0。02～0。10kpa②Ⅱ型电动单元仪表信号0～10Madc。③Ⅲ型电动单元仪表信号受的标准信4～20mADC.也有个别的不用标准信号,一次仪表发出电信呈,二次仪表直接指示，如远传压力表等。二次仪表通常安装在仪表盘上。按安装位置又可分为盘装仪表和架装仪表.几道填空题管道内的流体速度,一般情况下，在（管道中心线)处的流速最大,在(管壁)处的流速等于零压力表。自动调节系统主要由（调节器）、（调节阀)、（调节对象）和（变送器）四大部分组成。压力的定义这里的压力概念，实际上指的是物理学上的压强，即单位面积上所承受压力的大小。绝对压力：以绝对压力零位为基准,高于绝对压力零位的压力。正压：以大气压力为基准，高于大气压力的压力.负压(真空):以大气压力为基准，低于大气压力的压力。差压：两个压力之间的差值。表压：以大气压力为基准，大于或小于大气压力的压力.除特殊说明之外，所提及的压力均指表压。压力表的分类按其测量精确度：分成精密压力表、一般压力表。精密压力表的测量精确度等级分别为0.1、0。16、0.25、0.4级；一般压力表的测量精确度等级分别为1.0，1。6,2。5,4。0级.按指示压力的基准不同：分为一般压力表、绝对压力表、差压表.一般压力表以大气压力为基准;绝压表以绝对压力零位为基准;差压表测量两个被测压力之差。按测量范围:分为真空表、压力真空表、微压表、低压表、中压表及高压表。真空表用于测量小于大气压力的压力值;压力真空表用于测量小于和大于大气压力的压力值;微压表用于测量小于60000pa的压力值；低压表用于测量0~6Mpa压力值；中压表用于测量10~60Mpa压力值；高压表用于测量100Mpa以上压力值.耐震压力表:壳体制成全密封结构，且在壳体内填充阻尼油,由于其阻尼作用可以使用在工作环境振动或介质压力(载荷）脉动的测量场所.带有电接点控制开关的压力表可以实现发讯报警或控制功能。带有远传机构的压力表可以提供工业工程中所需要的电信号（比如电阻信号或标准直流电流信号）。隔膜表所使用的隔离器(化学密封)能通过隔离膜片，将被测介质与仪表隔离，以便测量强腐蚀、高温、易结晶介质的压力。压力表按检测原理分类目前工业上常用的压力检测方法和压力检测仪表很多，根据敏感元件和转换原理的不同,一般分为四类：液柱式压力检测:一般采用充有水或水银等液体的玻璃∪形管进行测量。弹性式压力检测：它是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移进行测量的。常用的弹性元件有弹簧管、膜片和波纹管等。电气式压力检测：它是利用敏感元件将被测压力直接转换成各种电量进行测量的仪表,如电阻、电荷量等。活塞式压力检测：它是根据液压机液体传送压力的原理，将被测压力转换成活塞面积上所加平衡砝码的质量来进行测量。活塞式压力计的测量精度较高，允许误差可以小到0.05％～0。02%，它普遍被用作标准仪器对压力检测仪表进行检定.弹性式压力表膜片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。但是膜片的位移较小，灵敏度低，指示精度不高,一般为2.5级。膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片和转换元件把压力转换成电信号；波纹管的位移相对较大，一般可在其顶端安装传动机构,带动指针直接读数。其特点是灵敏高（特别是在低压区)，常用于检测较低的压力(1。0~106pa），但波纹管迟滞误差较大，精度一般只能达到1。5级；弹簧管结构简单、使用方便、价格低廉，它使用范围广,测量范围宽,可以测量负压、微压、低压、中压和高压，因此应用十分广泛.根据制造的要求，仪表精度最高可达0。15级。弹簧管压力表弹簧管是横截面呈非圆形（椭圆形或扁圆形)，弯成圆弧状（中心角常为270°）的空心管子.管子的一端为封闭，另一端为开口.闭口端作为自由端，开口端作为固定端.被测压力介质从开口端进入并充满弹簧管的整个内腔，由于弹簧管的非圆横截面,使它有变成圆形并伴有伸直的趋势而产生力矩，其结果使弹簧管的自由端产生位移,同时改变其中心角。弹簧管自由端的位移量一般很小，需要通过放大机构才能指示出来，为了加大弹簧管自由端的位移量，也可采用多圈弹簧管,其原理与单圈弹簧相似。单圈弹簧管压力表是工业现场使用最普遍的就地指示式压力检测仪表(也有电接点输出的弹簧管压力表）一般的工业用弹簧管压力表的精度等级为1。5级或2.5级，但根据制造的要求，其精度等级最高可达0.15级。膜盒式差压变送器膜盒式差压变送器构成：IoΔMFiΔP放大器杠杆系统测量部分IoΔMFiΔP放大器杠杆系统测量部分FfFf反馈部分反馈部分工作原理：力矩平衡；检测元件——--膜盒或膜片;杠杆系统则有单杠杆、双杠杆和矢量机构.电气式压力计电容式差压变送器调零、零迁电路电容式差压变送器采用差动电容作为检测元件，主要包括测量部件和转换放大电路两部分：调零、零迁电路IzIzIo+IiΔCΔP电容－电流转换电路差压电容膜盒电流放大器Io+IiΔCΔP电容－电流转换电路差压电容膜盒电流放大器-+反馈电路If。-+反馈电路If转换放大部分测量部分转换放大部分测量部分电容式压力变送器是先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量的。由图可见传感器有左右固极板，在两个固定极板之间是弹性材料制成的测量膜片，作为电容的中央动极板，在测量膜片两侧的空腔中充满硅油。电容式差压变送器的结构可以有效地测量膜片，当差压过大并超过允许测量范围时，测量膜片将平滑地贴靠在玻璃凹球面上,因此不易损坏，与力矩平衡式相比,电容式没有杠杆传动机构,因而尺寸紧凑，密封性与抗振性好，测量精度相应提高，可达0。2级。压阻式(扩散硅)压力∕差压变送器因电阻率变化引起阻值变化称为压阻效应。半导体材料的压阻效应比较明显。用作压阻式传感器的基片材料主要为硅片和锗片,由于单晶硅材料纯、功耗小、滞后和蠕变极小、机械稳定性好，而且传感器的制造工艺和硅集成电路工艺有很好的兼容性，以扩散硅压阻传感器作为检测元件的压力检测仪表得到了广泛的使用。测量部分IoU01调零电路UsΔPV-I转换前置放大器扩散硅压阻传感器构成框图：测量部分IoU01调零电路UsΔPV-I转换前置放大器扩散硅压阻传感器UUz电磁放大部分电磁放大部分压阻式压力稳压器的主要优点是体积小,结构简单，其核心部分就是一个既是弹性元件又是压敏元件的单晶硅膜片。压力计的选用三个方面——--—选用时应根据生产工艺对压力检测的要求、被测介质的特性、现场使用的环境等条件本着节约的原则合理地考虑仪表的量程、精度、类型(材质)等。仪表的量程是指该仪表可按规定的精确度对被测量进行测量的范围。关键：根据操作中需要测量的参数的大小来确定。同进必须考虑到被测对象可能发生的异常超压情况,对仪表的量程选择必须留有足够的余地。测量稳定压力：最大工作压力pimax不超过上限值pmax3∕4，正常操作压力值应在测量范围上限值的1∕3~2∕3.测量脉动压力(如：泵、压缩机和风机等出口处压力)：最大工作压力pimax不超过上限值pmax的2/3，正常操作压力值应在测量范围上限值的1/3～1/2.测量高、中压力（大于4MPa）：最大工作压力pimax不超过上限值pmax的3/5，正常操作压力值不应超过仪表测量范围上限值的1/2.最小工作压力pimin不低于上限值pmax的1/3。仪表的量程等级：1、1.6、2。5、4。0、6.0kpa以及它们10n倍。在选用仪表量程时，应采用相应规程或者标准中的数值。仪表的精度根据生产允许的最大误差来确定,即要求实际被测压力允许的最大绝对误差应小于仪表的基本误差。在选择时应坚持节约的原则，只要测量精度能满足生产的要求,就不必追求用过高精度的仪表。仪表的类型正确选用仪表类型是保证仪表正常工作及安全生产的前提.主要应考虑以下几个方面：仪表的材料：压力检测（检测)仪表的特点是压力敏感元件往往要与被测介质直接接触,因此在选择仪表材料的时候要综合考虑仪表的工作条件。例如：对腐蚀性较强的介质应使用像不锈钢之类的弹性元件或敏感元件；氨用压力表则要求仪表的材料不允许采用铜或铜合金,因为氨气对铜的腐蚀性极强;又如氧用压力表在结构和材质上可以与普通压力表完全相同，但要禁油,因为油进入氧气系统极易引起爆炸。输出信号类型：只需观察压力变化的，可选如弹簧管压力表、液柱式压力计那样的直接指示型的仪表;如需将压力信号远传到控制室或其他电动仪表，则可选用电气式压力检测仪表或其他具有电信号输出的仪表；如果要检测快速变化的压力信号，则可选用电气式压力检测仪表，如压阻式压力传感器；如果控制系统要求能进行数字量通信，则可选用智能式压力检测仪表.使用环境：对爆炸性较强的环境，在使用电气压力仪表时，应选择防爆型压力仪表；对于温度特别高或特别低的环境，应选择温度系数小的敏感元件以及其他变换元件。上述选型原则也适用于差压、流量，液位等其它检测仪表的选型。压力表外型尺寸的选择在管道和设备上安装的压力表，表盘直径为Φ100mm或Φ150mm。在仪表气动管路及其辅助设备上安装的压力表，表盘直径为小60mm。安装在照度较低，位置较高或示值不易观测场合的压力表，表盘直径为Φ150mm或Φ200mm。一般压力测量仪表的安装无论选用何种压力仪表和采用何种安装方式，在安装过程中都应注意以下几点:压力仪表必须经检验合格后才能安装；压力仪表的连接处，应根据被测压力的高低和被测介质性质,选择适当的材料作为密封垫圈，以防泄漏.压力仪表尽可能安装在室温，相对湿度小于80%,振动小，灰尘少，没有腐蚀性物质的地方，对于电气式压力仪表应尽可能避免受到电磁干扰。压力仪表应垂直安装，一般情况下，安装调试应与人的视线齐平，对于高压压力仪表，其安装调试应高于一般人的头部.测量液体或蒸汽介质压力时，应避免液柱产生的误差，压力仪表应安装在与取压口同一水平的位置上，否则必须对压力仪表的示值进行修正。导压管的粗细合适，一般为6－10mm，长度尽短，否则会引起测量迟缓。压力仪表与取压口之间应安装切断阀，以便维修。测量特殊介质时的压力测量仪表安装测量高温（60℃本图阀门安装位置与有的自控安装图册不同，安装图册是把阀门安装在根部（黑点处）,阀门处于高温状态易泄漏和损坏。而按图1安装阀门，则阀门处于常温状态下,大大延长了阀门的使用寿命,这是多年实践证明了的。测量高压流体介质的压力时，安装时压力仪表表壳应朝向墙壁或者无人通过之处，以防发生意外。测量腐蚀性介质的压力时,除选择具有防腐能力的压力仪表之外，还应加装隔离装置，利用隔离罐中的隔离液将被测介质和弹性元件隔离开来，如图（C）、（D)：测量波动剧烈（如泵、压缩机的出口压力)的压力时，应在压力仪表之前针形阀和缓冲器，必要时还应加装阻尼器，如图（E)：测量粘性大或易结晶的介质压力时，应在取压装置上安装隔离罐,使罐内和导压管内充满隔离液，必要时可采取保温措施,如图(F)：测量含尘介质压力时，最好在取压装置后安装一个除尘器，如图（G）：总之，针对被测介质的不同性质，要采取相应的防热、防腐、防冻、防堵和防尘等措施。差压变送器的安装包括三个方面的内容：取压口的选择,引压管的安装和变送器本身的安装.差压变送器取压口的选择被测介质为液体时，取压口应位于管道下半部与管道水平线成0－45°角内，目的是保证引压管内没有气泡，两根引压管内液柱产生的附加压力可以相互抵消。被测介质为气体时，取压口应位于管道上半部与管道垂直中心线成0－45°角内，其目的是为了保证引压管中不积聚和滞留液体。被测介质为蒸汽时，取压口应位于管道上半部与管道水平线成0－45°角内，最常见的接法是从管道水平位置接出,并分别安装凝液罐，这样两根引压管内部都充满冷凝液，而且液位高度相同。差压变送器引压管的安装引压管应按最短距离敷设，引压管的弯曲处应该是均匀的圆角，曲率半径一般不小于引压管外径的10倍.引压管的小于管路应保持垂直,或者与水平线之间不小于1：10的倾斜度,必要时要加装气体、凝液、微粒收集器等设备，并定期排除收集物。在测量液体介质时，变送器只能安装在取样口之上时，在引压管的管路中应有排气装置，如图（A）所示，这样，即使有少量气泡，也不会对测量精度造成影响。在测量气体介质时，如果差压变送器只能安装在取样口之下时，必须加装如图（B)所致的贮液罐和排放阀,克服因滞留液对测量精度产生影响。测量蒸汽时的引压管管路则如图（C）所示.1117＋－221117＋－22766＋－33766＋－335544554455＋－55＋－711711（A)（B）（C）1－取压口2－放空阀3－贮气罐4－贮液罐5－排放阀6－凝液罐7－差压变送器差压变送器本身的安装差压变送器通常必须安装切断阀1、2和平衡阀3,构成三阀组。差压变送器是用来测量差压的，但如果正、负引压管上的两个切断阀不能同时打开或者关闭时，就会造成差压变送器单向受很大的静压力。有时会使仪表产生附加误差，严重时会使仪表损坏.为了防止差压计单向受很大的静压力，必须正确使用平衡阀。在启用差压变送器时，应先开平衡阀3,使正、负压室连通，受压相同，然后再打开切断阀1、2，最后再关闭平衡阀3，变送器即可投入运行。差压变送器需要停用检修时，应先打开平衡阀,然后再关闭切断阀1、2。当切断阀1、2关闭，平衡阀3打开时，即可以对仪表进行零点检验.什么是变送器的二线制和四线制信号传输方式?二线制传输方式中，供电电源，负载电阻、变送器是串联的，即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号，目前大多数变送器均为二线制变送器；四线制方式中，供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的，即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。温度检测方法和分类测温方式测温仪表测温范围℃主要特点接触式膨胀式玻璃液体—100－600结构简单，使用方便,测量准确,价格低廉,测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能远传双金属-80－600结构紧凑、可靠；测量精度低、量程和使用范围有限热电效应热电偶—200－1800测温范围广，测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛;需自由瑞温度补偿，在低温段测量精度较低热阻效应铂电阻—200－600测量精度高,便于远距离、多点，集中检测和自动控制，应用广泛；不能测高温铜电阻—50－150半导体热敏电阻-50－150灵敏度高，体积小，结构简单，使用方便；互换性较差，测量范围有一定限制非接触式非接触式辐射式0－3500不破坏温度场，测温范围大,响应快，可测运动物体的温度；易受外界环境的影响，标定较困难如何选择合适的双金属温度计？水平安装时，选择轴向或万向型双金属温度计；垂直安装时，选择径向或万向型双金属温度计；倾斜安装时,根据实际需要选择轴向、径向或万向型双金属温度计；如需对测量点设置上下限报警控制时，可选择电接点双金属温度计。热电偶工作原理两种不同成份的导体(称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应。这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端)，另一端叫做冷端（也称为补偿端)；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。影响热电热的因素如果组成热电偶的两种电极材料相同，则无论热电偶冷，热两端的温度如何，闭合回路中的总热电热为零。如果热电偶冷、热两端的温度相同，则无论两电极材料如何,闭合回路中的总热电热也为零。热电偶产生的热电热除了冷、热两端的温度有关之外，还与电极材料有关，也就是说由不同电极材料制成的热电偶在相同的温度下产生的热电热是不同的。中间导体定律在热回路中接入中间导体（第三导体），只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电热没有影响。同理,在热电偶中接入第四种、第五种……导体以后，只要接入导体的两端温度相同，接入的导体对原热电偶回路中的热电势均没有影响。根据这一性质,可以在热电偶回路中接入各种仪表和连接导线,只要保证两个接点的温度相同就可以对热电势进行测量而不影响热电偶的输出。K型热电偶常用热电偶分度号有S、B、K、E、T、J等，这些都是标准化热电偶。其中K型也即镍铬－镍硅热电偶，它是一种能测量较高温度的廉价热偶。由于这种合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中.它可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。它不能用于还原性介质中,否则，很快腐蚀，在此情况下只能用于500度以下的测量。它比S型热偶要便宜很多，它的重复性很好，产生的热电势大，因而灵敏度很高,而且它的线性很好,虽然其测量精度略低，但完全能满足工业测温要求,所以它是工业上最常用的热电偶。热电偶的结构形式热电偶广泛应用于各种条件下的温度测量，尤其适用于500℃以上较高温度的测量，普通型热电偶和铠装型热电偶是实际应用最广泛的两种结构.普通型热电偶普通型热电偶主要由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等主要部分组成。贵重金属热电极的直径一般为0。3－0。65mm，普通金属热电极的直径一般为0。5－3。2mm，热电极的长度由安装条件和插入深入而定，一般为350－2000mm。绝缘管用于防止两根电极短路。保护套管用于保护热电极不受化学腐蚀和机械损伤.普通型热电偶主要有法兰式和螺纹式两种安装方式.铠装型热电偶铠装型热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管三者经过拉伸加工成型的。金属套管一般为铜、不锈钢、镍基高温合金等。保护套管和热电极之间填充绝缘材料粉末，常用的绝缘材料有氧化镁、氧化铝等.铠装型热电偶可以做得很细，一般为2－8mm，在使用中可以随测量需要任意弯曲。铠装热电偶具有动态响应快、机械强度高、抗震性好、可弯曲等优点。可安装在结构较复杂的装置上，应用十分广泛.热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时)，而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到仪表端子上,必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。标准热电偶和分度号（了解)铂铑10－铂热电偶（分度号为S，也称为单铂铑热电偶）该热电偶的正极成份为含铑10%的铂铑合金，负极为纯铂；它的特点是：热电性能稳定、抗氧化性强、宜在氧化性氧气中连续使用、长期使用温度可达1300℃，超达1400℃时,即使在空气中、纯铂丝也将会再结晶，使晶粒粗大而断裂；考试大质量工程师精度高,它是在所有热电偶中，准确度等级最高的,通常用作标准或测量较高的温度。使用范围较广，均匀性及互换性好。主要缺点有：微分热电势较小,因而灵敏度较低；价格较贵,机械强度低,不适宜在还原性氯气或有金属蒸汽的条件下使用.铂铑13－铂热电偶（分度号为R，也称为单铂铑热电偶)该热电偶的正极为含13%的铂铑合金,负极为纯铂，同S型相比,它的电势率大15％左右，其它性能几乎相同，该种热电偶在日本产业界,作为高温热电偶用得最多，而在中国，则用得较少。铂铑30－铂铑6热电偶(分度号为B，也称为双铂铑热电偶）该热电偶的正极是含铑30％的铂铑合金，负极为铑6%的铂铑合金，在室温下，其热电势很小,故在测量时一般不用补偿导线，可忽略冷端温度变化的影响.长期使用温度为1600℃,短期为1800℃，因热电势较小，故需配用灵敏度较高的显示仪表。B型热电偶适宜在氧化性或中性气氛中使用,也可以在真空气氛中的短期使用;即使在还原气氛下，其寿命也是R或S型的10-20倍，由于其电极均由铂铑合金制成,故不存在铂铑－铂热电偶负极上所有的缺点、在高温时很少有大结晶化的趋势，且具有较大的机械强度;同时由于它对于杂质的吸收或铑的迁移的影响较少，因此经过长期使用后其热电势变化并不严重、缺点价格昂贵（相对于单铂铑而言）。镍铬－镍硅(镍铝）热电偶（分度号为K）该热电偶的正极为含铬10%的镍铬合金，负极为含硅3％的镍硅合金(有些国家的产品负极为纯镍）。可测量0－1300℃的介质温度，适宜在氧化性及惰性气体中连续使用，短期使用温度为1200℃,长期使用温度为1000℃，其热电势与温度的关系近似线性，价格便宜，是目前用量最大的热电偶。K型热电偶的缺点:热电势的高温稳定性较N型热电偶及贵重金属热电偶差，在较高温度下(例如超过1000℃）往往因氧化而损坏.在250－500℃范围内短期热循环稳定性不好，即在同一温度点，在升温降温过程中，其热电势示值不一样,其差值可达2－3℃。其负极在150－200℃范围内要发生磁性转变,致使在室温至230℃范围内分度值往往偏离分度表，尤其是在磁场中使用时往往出现与时间无关的热电势干扰。长期处于高通量中系统辐照环境下,由于负极中的锰(Mn）、钴(Co）等元素发生蜕变，使其稳定性欠佳，致使热电势发生较大变化。镍铬硅－镍硅热电偶（分度号为LN）该热电偶的主要特点是:在1300℃以下调温抗氧化能力强，长期稳定性及短期热循环复现性好，耐核辐射及耐低温性能好，另外,在400－1300℃范围内，N型热电偶的热电特性的线性比K型偶要好；但在低温范围内（-200－400℃）的非线性误差较大，同时，材料较硬难于加工。铜－铜镍热电偶（分度号为T）T型热电电偶，该电偶的正极为纯铜，负极为铜镍合金(也称康铜），其主要特点是：在贱金属热电偶中，它的准确度最高、热电极的均匀性好；它的使用温度是－200～350℃，因铜热电极易氧化，并且氧化膜易脱落，故在氧化性气氛中使用时，一般不能超过300℃，在－200～铁－康铜热电偶(分度号为J)J型热电偶，该热电偶的正极为纯铁，负极为康铜（铜镍合金），具特点是价格便宜，适用于真空氧化的还原或惰性气氛中，温度范围从－200～800℃,但常用温度只是500℃以下，因为超过这个温度后，铁热电极的氧化速率加快，如采用粗线径的丝材,尚可在高温中使用且有较长的寿命;该热电偶能耐氢气（H2）及一氧化碳（CO）气体腐蚀,但不能在主温(例如镍铬－铜镍(康铜）热电偶（分度号为E）E型热电偶是一种较新的产品,它的正极是镍铬合金，负极是铜镍合金（康铜），其最大特点是在常用的热电偶中,其热电势最大,即灵敏度最高；它的应用范围虽不及K型偶广泛,但在要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下，常常被选用；使用中的限制条件与K型相同，但对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很敏感。除了以上8种常用的热电偶外，作为非标准化的热电偶还有钨铼热电偶,铂铑系热电偶，铱锗系热电偶，铂钼系热电偶和非金属材料热电偶等。热电阻及其测温原理在工业应用中，热电偶一般适用于测量500℃以上的较高温度。对于500℃以下的中、低温度,热电偶的输出的热电势很小,这对二次仪表的放大器、抗干扰措施等的要求就很高，否则难以实现精确测量；而且，在较低温度区域，冷端温度的变化所引起的相对误差也非常突出.所以测量中、低温度一般使用热电阻温度测量仪表较为合适.热电阻的测量原理热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的,即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性.因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化、就可以测量出温度。目前有金属热电阻和半导体热敏电阻两类.金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示、即Rt=Rto[1+α（t-to)]式中,Rt为温度t时的阻值；Rto为温度to（通常to=0℃)时对应电阻值α为温度系数。半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。相比较而言，热敏电阻的温度系数更大，常温下的电阻值更高（通常在数千欧以上），但互换性较差，非线性严重，测量范围只有-50－300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于—200－500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠,在程控制中的应用极其广泛。36.工业上常用金属热电阻从电阻随温度的变化来看，大部分金属导体都有这个性质,但并不是都能用作测温热电阻，作为热电阻的金属材料一般要求：尽可能大而且稳定的温度系数、电阻率要大（在同样灵敏度下减小传感器的尺寸）、在使用的温度范围内具有稳定的化学物理性能、材料的复制性能、电阻值随温度的变化要有单值函数关系(最好呈线性关系）。目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜:铂电阻精度高，适用于中性和氧化性介质,稳定性好，具有一定的非线性，温度越高电阻变化率越小；铜电阻在测温范围内电阻值和温度呈线性关系，温度线数大,适用于无腐蚀介质,超过150易被氧化。我国最常用的有Ro=10Ω、Ro=100Ω和Ro=1000Ω等几种，它们的分度号分别为Pt10、Pt100、Pt1000；铜电阻有Ro=50Ω和Ro=100Ω两种，它们的分度号为Cu50和Cu100。其中Pt100和Cu50的应用最为广泛.37.热电阻的信号连接方式r热电阻是把温度变化转换为电阻值变化的一次元件，通常需要把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它一次仪表上。工业用热电阻安装在生产现场，与控制室之间存在一定的距离,因此热电阻的引线对测量结果会有较大的影响.rUiR2R1UiR2R1IsUi=Is*RtRtERtRtRirIsUi=Is*RtRtERtRtRirR3R3二线制：在热电阻的两端各连接一根导线引出电阻信号.这种引线方式最简单，但由于连接导线必然存在引线电阻r,r的大小与导线的材质和长度等因素有关.很明显，图中的R1=Rt+2r因此，这种引线方式只适用于测量精度要求较低的场合。三线制:在热电阻的根部的一端连接一根引线,另一端连接两根引线的方式称为三线制，这种方式通常与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，是工业过程控制中的最常用的引线电阻。四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I,把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至二次仪表.可见这种引线方式可完全消除引线的电阻影响,主要用于高精度的温度检测。38．热电阻的结构形式和热电偶温度传感器相类似，工业上常用的热电阻主要有普通装配式热电阻和铠装热电阻两种型式。普通装配式热电阻是由感温体、有锈钢外保护管、接线盒以及各种用途的固定装置级成,安装固定装置有固定外螺纹、活动法兰盘、固定法兰和带固定螺栓锥形保护管等形式.铠装热电阻外保护套管采用不锈钢，内充高密度氧化物绝缘体，具有很强的抗污染性能和优良的机械强度.与前者相比,铠装热电阻具有直径小、易弯曲、抗震性好、热响应时间快、使用寿命长的优点。对于一些特殊的测温场合，还可以选用一些专业型电阻，如，测量固体表面温度可以选用端面热电阻，在易燃易爆场合可以选用防爆型热电阻，测量震动设备上的温度可以选用带有防震结构的热电阻等。39。DDZ－III型温度变送器分为热电偶温度变送器和热电阻温度变送器两种。热电偶温度变送器：把mV信号转换为标准电流输出。热电阻温度变送器：把Ω信号转换为标准电流输出。最终要求：变送器输出电流Io应与被测温度t成线性对应关系。热电偶温度变送器应主要要解决:冷端温度补偿和线性化处理两个内容。热电偶温度变送器输出热电势毫伏信号，输入回路即是冷端温度自动补偿侨路，其产生的补偿电势与热电势相加后作为测量电势，因此补偿电侨上的参数与热电偶分度号有关,热电偶温度变送器使用时要注意分度号的匹配.热电阻温度变送器应主要要解决：克服引线电阻的影响和线性化处理两个内容.采用三线制输入方式。40.一体化温度变送器分为一体化热电偶温度变送器和一体化热电阻温度变送器两种。所谓一体化温度变送器，是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内变送器模块和测温元件形成一个整体，可直接安装在被测设备上，输出为统一标准信号。4－20MA。这种变送器具有体积小、重量轻、现场安装方便等优点、因而在工业生产中得到广泛应用.由于一体化温度变送器直接安装在现场,但由于变送器模块内部的集成电路一般情况下工作温度在-20－+80℃范围内，超过这一范围，电子器件的性能会发生变化，变送器将不能正常工作，因此在使用中应特别注意变送器模块所处的环境温度.一体化温度变送器品种较多，其变送器模块大多数以一片专用变送器芯片为主,外接少量元件构成,常用的变送器芯片有AD639、XTR101、IXR100等。41、温度检测仪表的选用工业上常见的温度检测仪表主要有：就地指示双金属温度计 精度不高 热电偶适用于测量500-1800℃范围的中高温度在线检测热电阻适用于测量500℃以下的中低温度 辐射式温度计等一般用于2000℃以上的高温测量选项使用热电阻，热电偶时还应该根据相应的要求确定合适的分度号。42.温度检测仪表的安装一般来说，温度检测仪表的安装需要遵循以下原则:检测元件的安装应确保测量的准确性,选择有代表性的安装位置。检测元件应该有足够的插入深度；不应该把检测元件插入介质的死角,以确保能进行充分的热交换;测量管道中的介质温度时,检测元件工作端应位于管道中心流速最大之处.检测元件应该迎着流体流动方向安装,非不得已时，切勿与被测介质顺流安装，否则容易产生测量误差。测量负压管道（或设备）上的温度时，必须保证有密封性,以免外界空气的吸入而降低精度。检测元件的安装应确保安全、可靠.为避免检测元件的损坏，接触式测量仪表的保护套管应该具有足够的机械强度；在使用时可以根据现场的工作压力，温度，腐蚀性等特性，合理地选择保护套管的材料、壁厚；当介质压力超过10Mpa时，必须安装保护外套，确保安全。为了减小测量的滞后,可在保护套管内部加装传热良好的填充物，如硅油，石英砂等等。接线盒出线孔应该朝下，以免因密封不良使水汽、灰尘等进入而降低测量精度。检测元件的安装应综合考虑仪表维修、校验的方便。43。温度检测仪表安装的布线要求按照规定的型号配用热电偶的补偿导线，注意热电偶的正、负极与补偿导线的正、负极相连接。热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。为了保护连接导线与安道尔导线不受外来机械损伤，连接导线或补偿导线应穿入钢管内或走汇线槽。导线应尽量避免有接头，应有良好的绝缘，禁止与交流输电线合用一根穿线管,以免引起感应.安道尔导线不应有中间接头，否则应加装接线盒,另外,最好与其他导线分开敷设。44.流量概述流量通常是指单位时间内流经管道某截面的流体的数量，也就是所谓的瞬时流量；在某一般时间内流过流体的总和，称为总量或累积流量。体积流量：以体积表示的瞬时流量用qv表示，单位为m3/s以体积表示的累积流量用Qv表示,单位为m3tQv=∫AvdA=vAQv=∫0qvdtt质量流量：以质量表示的瞬时流量用qm表示，单位为kg/s，qm=ρqv以质量表示的累积流量用Qm表示，单位为kg,Qm=ρQv标态下的体积流量:由于气体是可压缩的，流体的体积会受工况的影响，为了便于比较，工程上通常把工作状态下测得的体积流量换算成标准状态（温度为20℃,压力为一个标准大气压)下的体积流量。标准状态下的体积流量用qvn表示,单位为Nm3/s45。流量检测的主要方法和分类流量检测方法有很多,就测量原理而言,可以分为直接测量法和单位测量法两类。直接测量法可以直接测量出管道中的体积流量或质量流量。间接测量法则是通过测量出流体的（平均）流速，结合管道的截住面积，流体的密度及工作状态等参数计算得出.除了椭圆齿轮流量计直接测量体积流量，科里奥利力质量流量计之外，其它均基于间接法来流量测量。46.节流式流量计节流式流量计也称为差压式流量计，它是目前工业生产过程中流量测量最成熟，最常用的方法之一。如果在管道中安置一个固定的阻力件,它的中间开一个比管道截面小的孔,当流体流过该阻力件时，由于流体流束的收缩而使流速加快，静压力降低，其结果是在阻力件前后产生一个较大的压差。压差的大小与流体流速的大小有关，流速愈大，差压也愈大,因此只要测出差压就可以推算出流速，进而可以计算出流体的流量。把流体流过阻力件使流速收缩造成压力变化的过程称节流过程，其中的阻力件称为节流件。作为流量检测用的节流件有标准的和特殊的两种.标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管。对于标准化的节流件，在设计计算时都有统一标准的规定、要求和计算所需的有关数据及程序，可直接按照标准制造;安装和使用时不必进行标定.特殊节流件主要用于特殊介质或特殊工况条件的流量检测，它必须用实验方法单独标定。47.标准节流件节流装置包括节流件、取压装置和符合要求的前后直管段.标准节流装置是指节流件、取压装置都标准化，前后直管段符合规定要求，可以直接投入使用.48。标准取压方式国家规定标准的取压方式有角接取压,法兰取压和D－D/2取压。角接取压：两个取压口分别位于孔板上下端面与管壁的夹角处，取压口可以是环隙取压口和单独钻孔取压口。法兰取压装置是由一对带有取压口的法兰组成,取压口轴线距离孔板上、下端面均为25.4mm（1英寸）。D－D/2取压装置是设有取压口的管段，上、下游取压口轴线与孔板上游端面的距离分为D和D/2(D为管道的直径）。49.节流式流量计的原理总结流体在管道中正常流动(V、P)→节流件使流体收束、流速增大,压力降低→节流件前后出现“压差"→“压差”与流量有关→再采用差压变送器，将差压信号转换为统一的标准信号,便于显示及控制.IoΔpΔpqv显示仪表/控制器IoΔpΔpqv显示仪表/控制器差压变送器引压管节流装置50.节流式流量计的使用特点和要求标准孔板应用广泛,安具有结构简单,安装方便的特点，适用于大流量的测量。孔板测量的压损大，当不允许有较大的管道压损时,便不宜采用，在一般场合下,仍采用孔板为多。标准喷嘴和标准文丘里管的压力损失较孔板为小,但结构比较复杂，不易加工。标准节流装置仅适用于测量管道直径大于50mm，雷诺数在104-105以上的流体.流体应当清洁，充满全部管道，不发生相变.为保证流体在节流装置前后为稳定的流动状态，在节流装置的上、下游必须配置一定长度的直管段（与管径、节流件的开孔面积以及管路上的弯头数都有关系）。节流装置经过长时间的使用,会因物理磨损或者化学腐蚀，造成几何开关和尺寸的变化,从而引起测量误差，因此需要及时检查和维修，必要时更换新的节流装置。51.节流式流量计误差产生的原因虽然节流式流量计的应用广泛,但是如果使用不当往往会出现很大的测量误差，有时甚至高达10—20%，下面列举一些造成测量误差的原因，以便在安装使用过程中得到充分的注意，并予以适当的解决.实际工况与设计要求不符,如：温度、压力、湿度以及相应的流体重度、粘度、雷诺数等参数数值发生变化,则会造成较大的误差。为了消除这种误差,必须按新工艺重新设计计算，或加以必要的修正。节流装置安装不正确,在安装时,特别要注意节流装置的安装方向。在使用中，要保持节流装置的清洁，如沉淀、结焦、堵塞等现象。节流装置的磨损,应注意日常检查、维修,必要时应换用新的孔板。导压管安装不正确，或有堵塞、渗漏现象.52。转子流量计在工业生产中经常遇到小流量的测量,因其流体的流速低,这就要求测量仪表有较高的灵敏度,才能保证一定的精度。转子流量计特别适宜于测量管径50mm以下管道的流量，测量的流量可小到每小时几升。孔板流量计：节流面积不变→流量变化→压差发生变化转子流量计：压差不变→流量变化→节流面积发生变化转子流量计主要由两个部分组成:一是由下往上逐渐扩大的锥形管（通常用透明玻璃制成）；二是放在锥形管内可自由运动的转子.被测流体由锥形管下端进入，流经转子与锥形管之间的环隙，再从上端流出。当流体流过的时候，位于锥形管中的转子受到向上的一个力，使其浮起。当这个力正好等于转子重量减去流体对转子的浮力,此时转子就停浮在一定的高度上。若流体流量突然由小变大时,作用在转子上的向上的力就加大,转子上升,环隙增大，即流通面积增大.随着环隙的增大，使流体流速变慢，流体作用在转子上的向上力也就变小。这样，转子在一个新的高度上重新平衡。这样，转子在锥形管中平衡位置的高低h与被测介质的流量大小相对应。转子流量计的锥形管一般采用透明材料制成,在锥形管上刻有流量读数，用户只要根据转子高度来读取读数。转子流量计一般只适用于就地指示。对配有电远传装置的转子流量计，也可以把反应流量大小的转子高度h转换为电信号，传送到其它仪表进行显示、记录或。53、转子流量计的特点1)转子流量计主要适合于检测中小管径、较低雷诺数的中小流量；2）流量计结构简单，使用方便，工作可靠,仪表前直管段长度要求不高;3)流量计的基本误差约为计分表量程的±2％,量程比可达10：14）流量计的测量精度易受被测介质密度、粘度、温度、压力、纯净度、安装质量等的影响.54、电磁流量计基本工作原理：根据法拉第电磁感应定律，导电体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电动势，该电动势的大小与导体在磁场中做垂直于磁场运动的速度成正比，由此再根据管径，介质的不同，转换成流量.适用场合：可以检测具有一定电导率的酸、碱、盐溶液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒的流体测量,但不能检测气体。蒸汽和非导电流体的流量.应用概况：电磁流量计应用领域广泛，大口径仪表较多应用于给排水工程；中小口径常用于高要求或难测场合，如钢铁工业高炉风口冷却水控制，造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆；小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。55、电磁流量计的特点1)测量导管内无可动或突出于管道内部的部件，因而压力损失极小；2）只要是导电的，被测流体可以是含有颗粒悬浮物等，也是酸、碱、盐等腐蚀性物质；3)流量计的输出电流民体积流量成线性关系，并且不受流体的温度、压力、密度、粘度等参数的影响;4）电磁流量计的量程比一般为10：1，精度较高的量程比可达100：1；测量口径范围大,可以从1mm到2m以上,特别适用于1m以上口径的水流量测量;测量精度一般优于0.5级；5）电磁流量计反应迅速，可以测量脉动流量;6）主要缺点：被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率;不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量;由于衬里材料的限制，一般使用温度为0–200℃；因电极嵌装在测量导管上的,使工作压力限制（一般≤0.25Mpa）。56、电磁流量计的安装1）可以水平安装,也可以垂直安装，但要求流体充满管道；2）传感器两端应装阀门和旁路。3)为了避免干扰信号，传感器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输。不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内。信