第四-章测量变送环节和执行器课件

第四章测量变送环节和执行器吴建国南通大学电气工程学院2007.10第四章测量变送环节和执行器1内容回顾单回路控制系统的组成内容回顾单回路控制系统的组成2掌握测量变送环节的数学模型；了解影响测量误差的主要因素；掌握控制阀的流量特性；掌握执行器的数学模型；

重点：本章基本要求掌握测量变送环节的数学模型；重点：本章基本要求3测量变送环节测量变送环节4测量变送环节测量变送环节5测量变送环节的数学模型测量变送环节的数学模型6测量信号的处理测量信号的处理7执行器执行器8执行器的类型执行器的类型9执行器的组成与数学模型数学模型执行器的组成与数学模型数学模型10气动调节阀的结构u(t)：控制器输出(4~20mA或0~10mADC)；pc：调节阀气动控制信号；l：阀杆相对位置；f：相对流通面积；q：受调节阀影响的管路相对流量。气动调节阀的结构u(t)：控制器输出11阀门的“气开”与“气关”1.气开阀与气关阀*气开阀：pc↑→f↑(“有气则开”)*气关阀：pc↑→f↓(“有气则关”)无气源(pc=0)时，气开阀全关，气关阀全开。2.气开阀与气关阀的选择原则*若无气源时，希望阀全关，则应选择气开阀，如加热炉瓦斯气调节阀；若无气源时，希望阀全开，则应选择气关阀，如加热炉进风蝶阀。阀门的“气开”与“气关”1.气开阀与气关阀2.气开阀与气12阀门的“气开”与“气关”阀门的“气开”与“气关”13“气开”与“气关”的选择原则“气开”与“气关”的选择原则14调节阀的结构特性调节阀结构特性：阀芯与阀座间的节流面积和阀门开度之间的函数关系。f为相对节流面积；l为相对开度：

线性阀（线1）：等百分比阀或称对数阀（线2）：调节阀的结构特性调节阀结构特性：阀芯与f为相对节流面积；15调节阀的工作流量特性分析阀阻比S100：调节阀全开时的两端压降与系统总压降之比，即调节阀的工作流量特性分析阀阻比S100：调节阀全开时的两端16调节阀工作流量特性（续）线性阀的特性变异对数阀的特性变异调节阀工作流量特性（续）线性阀的特性变异对数阀的特性变异17调节阀流量特性总结线性阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv与阀门开度无关；而随着管路系统阀阻比的减少，当开度到达50~70%时，流量已接近其全开时的数值，即Kv随着开度的增大而显著下降。

对数阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv随着阀门开度的增大而增加；而随着管路系统阀阻比的减少，Kv渐近于常数。调节阀流量特性总结线性阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv18调节阀流量特性的选择原则选择原则：仅当对象特性近似线性而且阀阻比大于0.60

以上（即调节阀两端的压差基本不变），才选择线性阀，如液位控制系统；其他情况大都应选择对数阀。调节阀流量特性的选择原则选择原则：仅当对象特性近似线性而且阀19根据被控变量选择控制阀的理想特性根据被控变量选择控制阀的理想特性20选择控制法特性时的注意事项选择控制法特性时的注意事项21其它执行器其它执行器22

第四章测量变送环节和执行器吴建国南通大学电气工程学院2007.10第四章测量变送环节和执行器23内容回顾单回路控制系统的组成内容回顾单回路控制系统的组成24掌握测量变送环节的数学模型；了解影响测量误差的主要因素；掌握控制阀的流量特性；掌握执行器的数学模型；

重点：本章基本要求掌握测量变送环节的数学模型；重点：本章基本要求25测量变送环节测量变送环节26测量变送环节测量变送环节27测量变送环节的数学模型测量变送环节的数学模型28测量信号的处理测量信号的处理29执行器执行器30执行器的类型执行器的类型31执行器的组成与数学模型数学模型执行器的组成与数学模型数学模型32气动调节阀的结构u(t)：控制器输出(4~20mA或0~10mADC)；pc：调节阀气动控制信号；l：阀杆相对位置；f：相对流通面积；q：受调节阀影响的管路相对流量。气动调节阀的结构u(t)：控制器输出33阀门的“气开”与“气关”1.气开阀与气关阀*气开阀：pc↑→f↑(“有气则开”)*气关阀：pc↑→f↓(“有气则关”)无气源(pc=0)时，气开阀全关，气关阀全开。2.气开阀与气关阀的选择原则*若无气源时，希望阀全关，则应选择气开阀，如加热炉瓦斯气调节阀；若无气源时，希望阀全开，则应选择气关阀，如加热炉进风蝶阀。阀门的“气开”与“气关”1.气开阀与气关阀2.气开阀与气34阀门的“气开”与“气关”阀门的“气开”与“气关”35“气开”与“气关”的选择原则“气开”与“气关”的选择原则36调节阀的结构特性调节阀结构特性：阀芯与阀座间的节流面积和阀门开度之间的函数关系。f为相对节流面积；l为相对开度：

线性阀（线1）：等百分比阀或称对数阀（线2）：调节阀的结构特性调节阀结构特性：阀芯与f为相对节流面积；37调节阀的工作流量特性分析阀阻比S100：调节阀全开时的两端压降与系统总压降之比，即调节阀的工作流量特性分析阀阻比S100：调节阀全开时的两端38调节阀工作流量特性（续）线性阀的特性变异对数阀的特性变异调节阀工作流量特性（续）线性阀的特性变异对数阀的特性变异39调节阀流量特性总结线性阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv与阀门开度无关；而随着管路系统阀阻比的减少，当开度到达50~70%时，流量已接近其全开时的数值，即Kv随着开度的增大而显著下降。

对数阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv随着阀门开度的增大而增加；而随着管路系统阀阻比的减少，Kv渐近于常数。调节阀流量特性总结线性阀：在理想情况下，调节阀的放大增益Kv40调节阀流量特性的选择原则选择原则：仅当对象特性近似线性而且阀阻比大于0.60

以上（即调节阀两端的压差基