《检测与过程控制》复习提纲
检测与过程控制基础
2) 直接测量、间接测量与左和测量（按比较方式分） 直接测量是指用测量仪表直接读取被测量的方法；
间接测量是把被测量转换成其他与之相关的量进行测量，再通过测 得的量计算出被测量；
组合测量是指为了同时确定多个被测量，将各个未知的被测量组合 成不同函数形式，用直接或间接测量方法获得一组数据，通过方程组求 得被测量的方法
1、组成
一般检测仪表基本组成可分成三部分：感受，传递和显示部分。 1）感受部分 （检测元件，一次元件，传感器） 作用：感受被测参数的变化，并将感受到参数信号（或能量形式）转换 成显示部分所能接受的信号传递出去。
例如：热电偶、节流装置 2）传递部分（包括信号变换部分）
作用：将感受部分输出的信号或能量传递给显示部分 例如：补偿导线、连接线、变送器等 3）显示部分 作用：将传递部分送来的信号以适当的形式显示出来。 例如：以指针参数大小、用数字显示参数值、用记录装置记录被测参数。
是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对某参数值进行正反行程
测量时，仪表正反行程的两次示值之差的最大差值与仪表标尺范围之间
比的百分数。
变差= max 100% (M正 M负）100%
ab
ab
造成变差的原因很多，如：传动机构的间隙，运动件之间摩擦弹性元 件的滞后影响等因素。
[注]：仪表的变差不能超过其基本允许误差。
就是用一些技术工具——自动化仪表仪器和控制装备来代替人工操作或 人们的重复劳动。 从生产过程自动化的形成过程看：
1．首先应用检测（测量）仪表 监视生产——使生产正常进行；
2.其次应用控制仪及控制机构（装置） 代替部分人工操作——使生产正常进行；
3.应用计算机（控制系统） ——实现生产过程全部自动化控制。
过程控制考试提纲复习总结
第一章1.过程控制是指工业生产过程中连续的或按一定周期程序运行的生产过程自动化。
2.所谓过程，就是采用化学和物理方法将原料加工成产品的过程，她涉及到（过程操作）和（设备运行）两个方面。
根据过程特性，可以将其划分为（连续）、（间歇）两种形式。
3.过程变量可以划分为三类：（1）被控量：被控制的过程变量，被控制量的期望值称为设定值。
（2）操作量：用来保持被控量等于或接近设定值的过程变量。
（3）干扰量：能够影响被控量的过程变量。
4.过程控制的性能要求：稳定性、快速性、准确性是一个控制系统性能好坏的集中反映。
5.时域控制性能指标主要包括：衰减比、最大动态偏差与超调量、余差、振荡频率和调节时间、偏离度等。
（1）衰减比：相邻同方向两个波峰的幅值之比（控制系统的稳定性指标，用来衡量一个振荡过程的衰减程度）建议随动控制系统的衰减比为10:1，定制控制系统的衰减比为4:1.（n=y1/y2>1 系统稳定；<1，系统不稳定；=1，系统临界稳定（2）最大动态偏差与超调量：系统瞬时偏离给定值的最大程度（最大动态偏差）（3）余差：（静差）衡量控制系统稳态准确性。
余差：是指过渡过程结束后，被控量稳态值与设定值r之间的最终稳态偏差e（无穷）（4）振荡频率和调节时间（5）偏离度6.过程控制系统框图：7.按过程控制系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3)前馈—反馈复合控制系统按设定值信号的特点分类：（1）定制控制系统（2）随动控制系统（3）顺序控制系统第二章1.自衡特性过程：原平衡状态出现干扰时，无需外加任何控制作用，被控过程能够自发地趋于新的平衡状态的过程。
2.无自衡特性过程：原平衡状态出现干扰时，没有外加任何控制作用，被控过程就不能重新达到新的平衡状态的过程。
3.建立数学模型的目的：设计过程控制系统，整定控制器参数；指导生产工艺及其设备的设计；被控过程及新型控制策略的仿真分析和研究；工业过程的故障检测与诊断系统设计。
检测与控制知识点
检测第一部分（黄）1、材料成形检测与控制的关系2、检测定义、主要内容3、为什么要将非电量转换成电量进行测量4、材料成型过程的测试量有何特点？如何实现？5、传感器的定义、组成、工作原理6、传感器分类7、传感器说明书的三大主要信息8、数字式仪表的五大特点、模数转换分类9、热电偶按结构分类（5种），适用场合10、标准热电偶种类及测量温度范围11、传感器的信号处理步骤12、热电效应、应变效应、压阻效应、涡流效应、压电效应、霍尔效应定义13、光电式传感器特点，按光能转换分类14、各种传感器定义及测试量15、热电式公式推导16、电容式、电感式传感器分类17、应变式传感器分类检测第一部分（黄）1、材料成形检测与控制的关系检测技术是自动控制的基础，通常是在检测的基础上进行控制。
2、检测定义、主要内容检测定义：检测是人们认识客观事物的重要手段，通过检测可以揭露事物的内在联系和变换规律，从而帮助人们认识和利用它。
主要内容：（1）温度的监测与控制、（2）位移、速度及加速度的检测与控制、（3）应力与应变的检测与控制、（4）力学性能、（5）电流、电压等工艺参数的检测与控制、（6）位置检测与运动控制3、为什么要将非电量转换成电量进行测量测量电路或电测装置只能测量、显示和记录电信号，所以测量时需要将非电信号转变成电信号。
4、材料成型过程的测试量有何特点？如何实现？特点：被测试量特性：物理特性、量值特性、时变特性测试装置特性：动态特性：常用频率域的描述方法，一般用传递函数k（s）来描述（拉氏变换）静态特性：灵敏度、线性度、迟滞、重复性如何实现：在非电量的测量中必须通过传感器将其转换成电量，然后再用电测量装置进行信号处理，最终获得被测量。
5、传感器的定义、组成、工作原理定义：将被测非电量信号转换成与之有确定对应关系电量输出的器件或装置。
组成：（1）敏感元件、（2）传感元件、（3）信号转换和调节电路、（4）（其他辅助元件组成的）辅助电路工作原理：传感器一般利用某种材料所具有的物理、化学和生物效应或原理制备。
过程控制原理复习提纲
调节器进行状态转换后，输出值不发生跳动，即状态转换无冲 击。
-15 什么是调节器的正作用、反作用？在电路中是如何实现的？ 正作用： 偏差=测量值-给定值 反作用 偏差=给定值-测量值，
2）运放输入端的切换开关实现的。
3-18 给出实用的PID数字表达式，数字仪表中常有哪些改进型PID算 法？ PID运算算式：
调节阀的工作流量特性 在实际的工艺装置上，调节阀由于和其他阀门、设备、管
道等串联使用，阀门两端的压差随流量变化而变化，这时的流量特性称 为~。
4-8 什么叫气动调节阀的气开式与气关式？其选择原则是什么？
气开式：无压力信号时阀全闭，随压力信号增大，阀门逐渐开大的气 动调节阀。
气关式：无压力信号时阀全开，随压力信号增大，阀门逐渐关 小的气动调节阀。
六、系统阶跃响应的单项性能指标：
（1） 衰减比n、衰减率
（2）最大动态偏差A和超调量
（3）残余偏差C（4）调节时间Ts和振荡频率w
系统阶跃响应的综合性能指标：
（1） 偏差积分IE (2)绝对偏差积分IAE （3）
平方偏差积分ISE （4）时间与绝对偏差乘
积积分ITAE
第一章课后题； 1-1 过程控制哪些特点？ 见第1页二题。
比例度P的物理意义：使控制器的输出变化满量程时（就是控制阀从全 关到全开或相反），相应的输入测量值变化占仪表输入量程的百分比。 P=1/Kp ,P越小，Kp越大，控制能力越强。 比例控制的优点;控制及时、反应灵敏、偏差越大、控制力度越大、但 控制结果存在余差。
DDZ-Ⅲ型仪表的特点 （1） 现场传输信号为DC 4~20mA,控制室联络信号为DC 1~5 V， 信号电流与电压的转换电阻为250欧。信号优点是电气零 点不是从零开始，而是从4mA开始，容易识别断电、断线 等故障。同样，因为最小电流不为零，为现场变送器实现 两线制创造了条件。现场变送器与控制室仪表仅用两根线 联系，DC 4~20mA既反映了信号又为现场总线提供了能 源，避免强电进入现场，有利于安全防爆。 （2） 广泛采用集成电路，仪表的电路简化、精度高、可靠性提 高、维修工作量较小。
过程控制复习重点
过控复习重点第一章1.过控的定义：过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。
2.过程控制的特点：①连续生产过程的自动化②过程控制系统由过程检测、控制仪表组成③被控过程是多种多样的、非电量的④过程控制的控制工程多属慢过程、而且多半为参量控制⑤过程控制方案十分丰富⑥定值控制是过程控制的一种常用形式3.过程控制系统的组成：测量元件、变送器、调节器、调节阀（过程检测控制仪表）和被控对象4.过程控制的分类：按过程控制系统的结构特点分①反馈控制系统②前馈控制系统③前馈—反馈控制系统 按给定值信号的特点分①定值控制系统②程序控制系统③随动控制系统5.过程控制的任务在了解、熟悉、掌握生产工艺流程与生产过程静态和动态特性的基础上，根据工艺要求，应用控制理论、现代控制技术，分析、设计、整定过程控制系统。
第二章1.过程的数学建模:是设计过程控制系统，确定方控制案、分析质量指标、整定调节器参数等等的重要依据。
2.建模的目的：①设计过程控制系统和整定调节器参数②指导设计生产工艺设备③进行仿真实验研究④培训运行操作人员3.被控过程输入量与输出量之间的信号联系称为过程通道4.控制作用与被控量之间的信号联系称为控制通道5.建模的方法：①机理分析法建模②实验法建模③最小二乘法建模6.自衡建模（1）单容过程：单容过程是指只有一个贮蓄容量的又具有自平衡能力的过程。
传递函数：1)(000+=s T K s W（2）多容过程：在工业生产过程中，被控过程往往由多个容积和阻力构成的过程称为多容过程传递函数：)1)(1()(2100++=s T s T K s W 7.非自衡过程建模（1）单容过程：传递函数：s T s W a 1)(0=(2) 多容过程：传递函数：)1(1)(0+=Ts S T S W a8.最小二乘法的基本原理：出发点是在获得过程或系统的输入、输出数据后，希望求得最佳的参数值，以使系统方程在最小方差意义上与输入、输出数据相拟合，采用实际观察值替代模型的输出从上式所示的一类模型中找出过程参数向量的估计值，能使模型误差尽可能小的模型。
过程控制复习提纲
一．1过程控制定义：生产过程自动化的简称，工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制2过程控制的特点:1系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成。
2 被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计3 控制方案丰富多彩，控制要求越来越高4 控制过程多属于慢变过程与参量控制5 定值控制是过程控制的主要形式。
3过程控制的要求与任务：安全性、经济性和稳定性4过程控制系统的组成：过程控制系统主要由被控过程和自动化仪表（包括计算机）两部分组成5过程控制系统的分类：1 结构不同的控制系统（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈－反馈复合控制系统 2 设定值不同的控制系统（1）定值控制系统 （2）随动控制系统（3）顺序控制系统自动化仪表的分类与发展1按照安装场地分现场类仪表与控制室类仪表2．按照能源形式分可分为液动、气动和电动安全火花型防爆则是把仪表的电路在短路、断路及误操作等各种状态下可能产生的火花限制在爆炸性气体的点火能量之下，因而与气动仪表、液动仪表一样，具有本质安全防爆性能。
安全火花型防爆系统必须具备两个条件： 一是现场仪表必须设计成安全火花型；二是现场仪表与非危险场所(包括控制室)之间必须经过安全栅，以便对送往现场的电压电流进行严格的限制，从而保证进入现场的电功率在安全范围之内。
二．调节器的作用：将变送器送来的1～5V ·DC 的测量信号，与1～5V ·DC 的给定信号进行比较得到偏差信号，然后再将其偏差信号进行PID 运算，输出4～20mA ·DC 信号，最后通过执行器，实现对过程参数的自动控制。
2．执行器的作用：接受来自调节器的控制信号，改变其阀门开度，从而达到控制介质流量的目的。
3.安全栅：1：保证信号的正常传输，2控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保过程控制系统的安全火花性能。
传递函数形式比例度δ：调节器输入偏差的相对变化量与相应输出的相对变化量之比，用百分数表示为软手动操作电路：指调节器的输出电流与手动输入电压信号成积分 关系。
《检测与过程控制》复习提纲
《检测与过程控制》复习大钢一、掌握下列各题内容1、一般检测系统是由检测环节、变换环节以及显示或输出环节三部分组成的，检测环节的主要设备有敏感元件、传感器和变送器。
2、检测系统的基本特性是指检测系统的输出与输入的关系，其基本特性包括静态特性和动态特性。
3、检测系统的静态特性是指系统的输入量不随时间变化的状态时，输出与输入之间的关系。
工程上常用以下几个指标来衡量仪表或系统的静态特性的品质，它们是：灵敏度、变差、线性度、和准确度。
4、检测环节的主要设备有敏感元件、传感器、变送器。
5、间接测量是测量一个或 几 个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测数值。
在无法采用直接测量方式、直接测量不方便或直接测量误差大等情况下可采用间接测量方式。
6、根据误差的性质和特点，测量误差可分为三类：系统误差、随机误差和粗大误差。
7、传感器的种类很多，从能量的角度出发，可将传感器划分为两种类型：一类是能量 控制型传感器（也称有源传感器）；一类是能量转换型传感器（也称无源传感器）。
8、电阻式传感器的基本原理是将被测物理量转换成电阻值的变化，然后利用测量电路测出电阻的变化值。
9、导体或半导体在外力作用下，产生机械变形，其电阻值将发生变化，这种现象称为“应变效应”。
对于大多数的金属应变片，由于材料的电阻率ρ受应变ε的影响很小，其阻值的变化主要是由于几何尺寸的变化所引起；而半导体材料电阻值的变化主要是由于电阻率ρ 的变化所引起。
10、某些材料沿一定方向受外力（压力或拉力）作用时，在其两个相对表面上产生一定的符号相反、数值相等的电荷，当外力去掉后，它们又恢复到不带电状态。
这种现象称“正压电效应”。
所受的作用力越大，所产生的电荷越多。
11、变送器是从传感器发展起来的它是用统一的动力源，其输出为统一的标准信号。
目前通用的标准信号有：4～20 mA 直流电流信号；0～10 mA 。
直流电流信号；20～100kPa 空气压力信号。
它们与被测参数的性质和测量范围无关。
检测与过程控制基础
03
过程控制基础
过程控制系统的组成与分类
总结词
过程控制系统由传感器、控制器和执行器等组成，根 据控制策略和系统结构的不同，可以分为开环控制系 统和闭环控制系统。
详细描述
过程控制系统通常由传感器、控制器和执行器等组成。 传感器用于检测被控变量的当前值，并将检测到的信号 传输到控制器。控制器根据设定值与实际值的偏差，按 照一定的控制规律计算出控制量，再传输给执行器执行 。根据控制策略和系统结构的不同，过程控制系统可以 分为开环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统是指 系统中没有反馈环节的控制系统，而闭环控制系统则是 指系统中具有反馈环节的控制系统。
详细描述
压力传感器用于检测压力，如压 阻式传感器和压差传感器。控制 压力的方法包括调节阀、安全阀 和减压阀等。
流量检测与控制
要点一
总结词
流量是工业过程中重要的动态参数，对生产效率和能源消 耗有直接影响。
要点二
详细描述
流量检测通常通过差压传感器、涡轮流量计和超声波流量 计等实现。流量控制的方法包括调节阀和节流阀等。
范围内，提高生产效率和产品质量。
案例二
总结词
安全生产、稳定运行、预防事故
详细描述
在石油化工生产中，压力是一个关键的安全因素。压力 检测与控制系统可以对压力进行实时监测和自动控制， 确保压力在安全范围内，预防因超压或压力不足导致的 事故，保障生产安全和稳定运行。
案例三：流量检测与控制在水利工程中的应用
光学检测原理
总结词
基于光与物质相互作用的原理，通过测量光的吸收、反射、散射等特性来分析物 质的性质和浓度。
详细描述
光学检测技术利用了光与物质之间的相互作用，如光的吸收、反射、散射等特性 ，通过测量光的强度、波长、相位等参数，可以推算出物质的浓度、组成和光学 特性等信息。
自动检测和过程控制复习资料
1.在化工生产过程中，常用的工程量检测量有哪些？2.检测仪表的组成有哪些？3.检测误差有哪些？4.在阶跃响应作用下的过渡过程曲线，能基本满足控制要求的是什么形式？5.某仪表，其最大引用误差等于或大于0.5%，应归于什么级精度等级中？6.用弹簧管压力表进行氨气压力检测时，严禁采用铜质材料弹簧管压力表，为什么?7.弹簧管压力表因工作介质是密闭在弹簧管内，并不受大气压力的作用，所以仪表值是绝对压力，对不对？8.变送器接收的是什么信号？转换成什么信号?9.红外线气体分析器一般有哪些组成？10.在使用热导法进行气体成份分析时要具备条件是什么11.说明气相谱仪的工作过程和主要特性。
12.微动质量流量计的特点。
13.转子流量计出厂时，流量计刻度一般是用什么标定的？14.对于差压式蒸汽流量计和带负向迁移的差压式液位计来说，三阀组的起动顺序、停运顺序如何？15.用节流装置测量时对节流装置前后的直管道有没有什么特殊的要求?16.在相同的温度变化范围内，S热电偶的热电势比K热电偶的热电势大，对否？17.补偿导线的应用特点是什么？18.在热电阻测量中，通常采用什么方法避免测量误差，请说明原因。
19.差压变送器测量液位时，为什么要进行零点迁移，如何实现迁移，其实质是什么？20.说明椭圆齿轮流量计的特点。
21.非接触式液位测量仪表有哪些特点？22.数字显示仪表用于工程量测量显示时，其结构组成环节中一定有什么部分？23.执行装置的选择至少要从哪些方面来考虑？24.气动薄膜调节阀接受的是什么信号？25.一台DDZ-Ⅲ型调节器在“自动”时无输出，“软手操”时有输出，这时故障可能在哪里？26.气动执行器的气开气关是什么含义？27.一台气动薄膜调节阀，若阀杆在全行程的50%位置，则流过阀的流量是否也在最大流量的50%？并说明理由。
28.在用色谱分析气体各组分含量时，假设有A和B两种组分，A组分的分配系数大于B组分的分配系数，试描述气体通过色谱柱的过程，画出组分在色谱柱中的分离过程示意图。
过程控制考试复习资料(1)知识讲解
过程控制工程复习资料一、填空题1．过程控制系统一般由控制器、执行器、被控过程或被控对象、测量变送器等环节组成。
2、调节阀按能源不同分为三类：气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀。
3、自动控制系统按工作原理可分为三类：反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈控制系统。
按给定值特点分类可分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
4、过程控制系统方案设计的基本要求是：安全、稳定、经济。
5、过程数学模型的求取方法有三种，分别是：机理法建模、系统辨别法建模、混合法（机理分析+系统辨别）建模。
6、理想流量特性有四类，分别是直线、对数、抛物线、快开。
7、定比值控制系统包括：开环比值控制系统、单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统。
8、控制器参数整定法有：经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。
9、根据实践经验的总结发现，除少数无自平衡的对象以外，大多数对象均可用一阶、二阶、一阶加纯滞后、二阶加纯滞后这四种典型的动态特性来加以近似描述。
为进一步简化，也可以将所有的对象的动态特性都简化为一阶加纯滞后的形式，用传递函数可以表示为：（）。
其中K表示对象的静态放大系数，T表示对象的时间常数，表示纯滞后时间。
10、调节器的比例度δ越大，则放大倍数Kc越小，比例调节作用就越弱，过渡过程曲线就越平稳，但余差也越大。
积分时间T i越小，则积分速度越大，积分特性曲线的斜率越大，积分作用越强，消除余差越快，微分时间T d越大，微分作用越强。
11、定值控制系统是按测量与给定偏差大小进行调节的，而前馈调节是按扰动量大小进行调节的；前者是闭环调节，后者是开环调节。
采用前馈-反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性。
12、防止几分饱和有哪三种方法：限幅法、外反馈法、积分切除法。
13、测量变送器的要求：准确、快速、可靠。
14、在串级控制系统中，调节器参数的整定方法有：逐次逼近法、两步整定法、一步整定法。
二、选择题1、下列控制系统中，哪些是开环控制(C)，哪些是闭环控制（ABD）A、定值控制B、随动控制C、前馈控制D、程序控制2、对某PI控制系统，为了防止积分饱和，采取下列措施，问哪一条是不起作用的（D）C、采用高低阻幅器 B、采用调节器外部积分反馈法C、采用PI-P调节器D、采用PI-D调节器3、如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调节器，乙采用P作用调节器。
过程控制复习大纲
<过程控制>总复习0．绪论过程控制系统通常由过程检测、变送和控制仪表、执行装置等组成。
被控过程多属于慢过程,具有一定时间常数和时滞,控制并不需要在极短时间内完成获取过程对象特性模型的方法通常有：（白色系统、黑色系统、灰色系统的概念）1.机理建模方法：根据过程机理，由物理和化学等规律列写模型方程；2.系统建模方法：由过程输入输出数据确定模型结构和参数，3.混合建模方法：将过程机理和输入输出数据结合建模的方法，过程控制方案通常有：单回路、串级、前馈-反馈、比值、均匀、分程、选择性、时滞、数字和计算机过程控制系统等。
单元组合式仪表有气动组合仪表和电动单元组合仪表（QDZ和DDZ仪表）两类。
气动组合仪表采用140kPa压缩空气为能源，以20～100kPa (0.02MPa~0.1MPa,即0.2~1.0kg/cm2)为标准，统一信号输出电动单元组合仪表（DDZ）采用0-10mA (DDZ II型)或4-20mA (DDZ III型)标准统一信号过程控制系统按设定值形式分类有：定值控制系统，随动控制系统和程序控制系统；按系统的结构特点来分类，有：反馈控制系统，前馈控制系统和复合控制系统（前馈-反馈控制系统）。
串级控制属于反馈控制系统。
偏差值是反馈控制的依据，扰动是前馈控制的依据。
典型的复合控制系统结构方框图如图1所示。
图1 复合控制系统结构1．简单控制系统4.简单控制系统：指SISO, Linear systemsZ是控制系统的基本形式Z也称单回路系统,即指一个被调量、一个调节量、一个调节器和调节阀组成的系统,只有一个调节回路,这类系统在过程控制中占大部分(约80%以上)Z复杂控制系统在简单系统的基础上发展起来的简单控制系统特点Z结构简单，容易掌握，具有广泛的适应性，经济实用,可靠性高过程控制系统的组成及术语过程控制系统的性能指标决定过程控制系统品质的环节有：控制系统结构，被控过程特性和过程检测、控制仪表 过程控制系统的评价指标可概括为：Z系统必须是稳定的；（平稳）要求：闭环极点位于s左半平面评价指标：衰减比、衰减率Z系统应能提供尽可能好的稳态调节；（准确）要求：被调量与给定值之间的偏差小评价指标：超调量、最大动态偏差、静差(余差、残差、稳态偏差) Z系统应能提供尽可能快的过渡过程。
测试技术与控制工程
《测试技术与控制工程》复习提纲机械工程控制基础第一章绪论1.反馈的定义2.系统的几种分类3.开环与闭环系统的优缺点4.控制系统的基本要求第二章系统的数学模型1.微分方程的定义及列写2.非线性微分方程的线性化3.系统的传递函数定义4.典型环节传递函数标准式5.传递函数特点6.传递函数方框图及其化简第三章系统的时间响应1. 时间响应及其组成：按振动性质，时间响应可分为哪两类。
按振动来源，可分为哪两类。
2. 典型输入信号有哪些3. 一阶系统特征参数及选择依据4. 二阶系统响应的性能指标，与其特征参数有何关系5. 系统的稳态误差与偏差概念及计算第四章系统的频率特性分析1. 频率响应概念2. 频率特性定义及求取方法3. 典型环节NYQUIST图和BODE图4. BODE图优点5.频率特性性能指标截止带宽与响应快速性的关系第五章系统的稳定性1. 系统稳定的充要条件2. 求系统稳定的三种判据3. 三种稳定判据的求法4. 幅值裕度、相位裕度的概念及求法第六章系统性能指标与校正1. 系统性能指标分为哪三类2. 校正的目的及分类测试技术绪论1.误差分类第一章信号及其描述1.信号的分类2.信号的描述形式分为哪两类3.描述周期信号的数学工具及频谱特点4.描述非周期信号的数学工具及频谱特点5.付立叶变换主要性质6.几种典型信号的频谱第二章测试装置的基本特性1．线性系统及其主要性质2．测试装置的静态特性3．测试装置动态特性的数学描述4．一阶系统、二阶系统特性5．不失真测试条件第三章常用传感器与敏感元件1.传感器的分类2.电阻式传感器分为哪几类，各自特点3.电感式传感器分为哪几类，各自特点4.电容式传感器分为哪几类，各自特点5.磁电式传感器工作原理及分类各自特点6.压电式传感器工作原理及其等效电路、测量电路7.半导体传感器工作原理8.传感器的选用原则第四章信号的调理与记录1.电桥的作用及分类2.直流电桥的计算3.调制的定义及分类4.调幅信号的解调方法5.频率调制及解调6.滤波器按选频方式分为哪几类7.滤波器的特征参数第五章信号处理初步1．采样定理2．相关系数概念3．信号的自相关函数和互相关函数。
检测与监控 总复习重点
总复习一、检测技术基础知识1、测量误差的基本概念：真值、约定真值、相对真值、标称值、示值、绝对误差、相对误差、引用误差、最大引用误差。
2、系统误差产生的原因及确定方法（定值和变值），变值方法有马列科夫准则（累进性系统误差）和阿贝赫梅特准则（周期性系统误差），以及系统误差的消除方法。
3.粗大误差的处理方法（莱伊特准则和格拉布斯准则）。
4.有效数字的化整规则和误差的0.5原则。
5.传感器静态特性：线性度：实测的检测系统输入-输出特性曲线与拟合直线之间最大偏差与满量程输出的百分比，又称非线性误差。
灵敏度：传感器在稳态下输出增量与输入增量的比值。
对线性传感器灵敏度就是直线的斜率，对非线性传感器灵敏度为一变量。
重复度：传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致的程度。
滞后度：在等精度测量条件下，定义全量程范围内，当输入量由小增大和由大减小时，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之差的最大值与全量程之比称为滞后度。
迟滞现象：检测系统在正向和反向行程期间，输入-输出特性曲线不一致的程度。
分辩力与阈值：分辨率是指传感器能够检测到的最小输入增量；阈值指输入小到某种程度时输出不再变化的ΔX称为阈值，或称门槛灵敏度，指输入零点附近的分辨能力。
稳定性：表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力。
6.传感器的动态特性衡量阶跃响应指标:最大超调量σp,延迟时间td，上升时间tr，峰值时间tp，响应时间ts。
7.仪表防爆的基本原理：正压型防爆、隔爆型防爆、本质安全型防爆。
8.课后题2.电阻应变式传感器的测量电路。
3.差动变极距电容传感器的工作原理和灵敏度、运算放大器电路。
4.电感式传感器的输出特性。
5.压电效应及有关压电传感器的计算。
6.光电传感器：光电效应（外光电效应、光电导效应、光生伏特效应），光电器件的基本特性等7.霍尔传感器的工作原理。
8.传感器的选用指标。
9.课后题。
三、生产工艺参数检测仪表1.温标及温标的转换。
生化过程检测与控制复习大纲-2013
《生化过程的检测与控制》复习大纲（一）试题结构一、名词解释（每小题2分，共20分）二、填空题（每空0.5分，共10分）三、单项选择题（每小题 2 分，共20分）四、判断题（每小题1分，共10分）五、简答题（每小题5分，共20分）六、看图题（每小题3分，共12分）七、设计题（每小题8分，共8分）（二）复习大纲第一章绪论1. 基本概念生化过程、状态变量、操作变量、测量变量、非构造模型、构造模型、状态模型2. 简答题（1）简述生化过程的控制特点？（2）简述实现生化过程的优化与控制必须解决的问题？（3）简述生化过程控制理论存在的难点？第二章生化过程参数中物理参数检测技术1. 基本概念：准确度、精密度、灵敏度、线性度、无源传感器、有源传感器2.分类：温度测量元件：膨胀式、压力式、热电偶、热电阻、辐射式压力计：液柱式压力计、活塞式压力计、弹性式压力计、电气式压力计弹性式压力传感器：波登管式压力传感器、波纹管式压力传感器、薄膜式压力传感器电气式压力变换器（压力探头）：电阻应变式压力变换器、电感式压力变换器、电容式压力变换器、霍尔式压力变换器电气压力计前置放大器液位的测量：直读式液位计、压差式液位计、电容式液位计、电极式液位计速度式流量计：差压式流量计、转子流量计、超声波流量计、电磁流量计。
容积式流量计：齿轮流量计、活塞流量计质量流量计：直接型质量流量计(通过直接检测与质量流量成比例的参数实现质量流量的测定)和间接型质量流量计(通过体积流量计与密度计组合来实现)。
2. 测定原理：电阻应变式压力计、电极式液位计、热电偶温度计、电磁流量计3.简答题：（1）生化过程参数检测的特点？（2）热电偶的材质要求？（2）热电偶的补偿？（3）压力计的选型及安装？（4）生化检测传感器的要求？第三章生化过程中化学及生物参数检测技术1. 基本概念；电位型电极、电流型电极、极谱型DO电极、原电池型DO电极、复膜DO 电极、流通式浊度计、酶键合标记法2. 分类;参比电极：甘汞电极、氯化银电极溶氧检测：化学法、导管法、质谱电极法、电化学检测法(极谱分析法)、复膜氧电极法尾气二氧化碳含量检测：热导式、气相色谱法（GC）、二氧化碳电极法、不分光红外线式二氧化碳测定仪（简称IR）和质谱仪（MS）。
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《检测与过程控制》复习大钢一、掌握下列各题内容1、一般检测系统是由检测环节、变换环节以及显示或输出环节三部分组成的，检测环节的主要设备有敏感元件、传感器和变送器。
2、检测系统的基本特性是指检测系统的输出与输入的关系，其基本特性包括静态特性和动态特性。
3、检测系统的静态特性是指系统的输入量不随时间变化的状态时，输出与输入之间的关系。
工程上常用以下几个指标来衡量仪表或系统的静态特性的品质，它们是：灵敏度、变差、线性度、和准确度。
4、检测环节的主要设备有敏感元件、传感器、变送器。
5、间接测量是测量一个或 几 个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测数值。
在无法采用直接测量方式、直接测量不方便或直接测量误差大等情况下可采用间接测量方式。
6、根据误差的性质和特点，测量误差可分为三类：系统误差、随机误差和粗大误差。
7、传感器的种类很多，从能量的角度出发，可将传感器划分为两种类型：一类是能量 控制型传感器（也称有源传感器）；一类是能量转换型传感器（也称无源传感器）。
8、电阻式传感器的基本原理是将被测物理量转换成电阻值的变化，然后利用测量电路测出电阻的变化值。
9、导体或半导体在外力作用下，产生机械变形，其电阻值将发生变化，这种现象称为“应变效应”。
对于大多数的金属应变片，由于材料的电阻率ρ受应变ε的影响很小，其阻值的变化主要是由于几何尺寸的变化所引起；而半导体材料电阻值的变化主要是由于电阻率ρ 的变化所引起。
10、某些材料沿一定方向受外力（压力或拉力）作用时，在其两个相对表面上产生一定的符号相反、数值相等的电荷，当外力去掉后，它们又恢复到不带电状态。
这种现象称“正压电效应”。
所受的作用力越大，所产生的电荷越多。
11、变送器是从传感器发展起来的它是用统一的动力源，其输出为统一的标准信号。
目前通用的标准信号有：4～20 mA 直流电流信号；0～10 mA 。
直流电流信号；20～100kPa 空气压力信号。
它们与被测参数的性质和测量范围无关。
12、实际上，不同的传感器结构是不同的，有些传感器结构很简单，只有一个敏感元件，如热电偶；有些则复杂些，如压电式传感器，它由敏感元件与转换元件组成；有些传感器则更复杂些，它由敏感元件 、转换元件和转换电路组成，如电阻应变片式传感器、电容式传感器等。
13、压电效应是可逆的，即在特定的面上施加电场后，则会在相应的面上产生形变和应力；去掉电场后，形变和应力消失。
这种现象称之为“逆压电效应””。
最常用的压电材料是石英晶体和压电陶瓷。
14、根据半导体原理，晶体管的PN 结的伏安特性与温度有关，利用这一特性可构成温度传感器。
将感温PN 结晶体管与有关电子线路集成化，可以构成集成 温度传感器。
集成温度传感器有电压 输出型和电流输出型两种类型。
15、电容式差压传感器是利用转换元件将差压或压力变化转换成电容的变化，再通过一定的测量线路，将电容的变化进一步转换为0～10mA 、4～20mA 电流信号，从而达到测量压力的目的。
16、为了客观地计量物体的温度，必须建立一个衡量温度的标尺，简称温标。
目前使用的温标主要有三种：华氏 温标、摄氏温标和热力学 温标。
17、将两种不同的导体A 、B 连接成闭合回路，将它们的两个接点分别置于温度为T 及T 0（设T ＞T 0）的热源中，则在该回路中就会产生热电动势 。
这种现象称为热电效应 或塞贝克效应。
18、变换环节主要由信号调理电路构成。
目前，常用的硬件信号调理方法有测量电桥、信号放大、信号隔离、硬件滤波、U/F转换、 F/U 转换和U/I转换等，一般被称为模拟信号调理技术。
19、简单控制系统，一般是指由测量变送单元、控制器、调节阀和被控对象构成的单回路反馈控制系统。
20、PID控制规律是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余差，而加入微分作用，又能提高系统的稳定性。
21、串级控制主要应用于存在激烈变化和幅值较大的干扰、有较大滞后环节、非线性环节，又对控制精度要求较高的工业对象系统的控制。
22、将模拟量转换成其对应的数字量的过程称为模/数（A/D）转换；将数字量转换成与其对应的模拟量的过程称为数/模（D/A）转换。
23、计算机进行A/D转换时，是否需要取样保持电路，取决于模拟信号的变化频率和A/D 转换时间，通常对直流或变化缓慢的低频信号进行处理时可以不使用取样保持电路。
24、计算机系统通常采用总线结构，即构成计算机系统的CPU、存储器和I/O接口等部件之间都通过总线互联。
总线实际是连接多个功能部件或系统的一组公用信号线。
根据总线上传输信息不同，计算机系统总线分为地址总线、数据总线以及控制总线。
25、计算机控制系统的类型很多，其中最为典型的四类系统分别是直接数字控制（DDC）、集散型控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）和可编程控制器系统（PCS）。
二、解释下列名词：1、粗大误差； 12、中间导体定理；2、随机误差； 13、表压力；3、绝对误差； 14、FCS2；4、压阻效应； 15、DCS控制；5、霍尔效应； 16、线性度；6、正压电效应； 17、灵敏度；7、逆压电效应； 18、摄氏温标；8、位式控制； 19、质量流量；9、随动控制系统； 20、体积流量；10、开环控制系统； 21、直接测量；11、闭环控制系统； 22、华氏温标；三、回答下列问题：1、一般的检测系统是由哪几个环节组成的？并用框图表示出来2、检测仪表按信号的输出（显示）形式可分为哪几类？3、何谓金属材料的应变效应？简述金属材料与半导体材料的电阻应变片的应变效应有何不同？4、试述热电阻测温原理,常用的热电阻有哪几种？5、简述热电偶的工作原理？热电偶为什么要进行冷端补偿？采用热电偶测温时，冷端温度补偿有哪几种方法？6、什么叫热电效应？热电势由哪几部分组成？热电偶产生热电势的必要条件是什么？7、变磁阻式传感器根据结构不同可分为哪几种？8、根据被测参数的不同，检测系统按被测参数可分为哪几类？9、电容传感器有哪几种结构形式？简述变面积型电容传感器的工作原理？10、根据误差的性质和特点，测量误差可分为哪几类？11、由于仪表放置的位置问题，使观测人员只能从一个非正常的角度对指针式仪表读数，由此产生的读数误差属于哪种类型的误差？12、要求垂直安装的仪表，没有能按照规定安装造成的测量误差属于哪种类型的误差？13、用万用表测量电阻时，由于零点未调整好，测得的阻值始终偏大。
这是何种误差？14、由于仪表刻度（数值）不清楚，使用人员读错数据造成的误差，试分析该误差属于何种误差？15、按控制方式分类，自动控制系统可分为哪些类型？16、按控制系统输入信号的特征来分类，自动控制系统通常可分为哪几类？17、一个8位和12位的0～5V的A/D转换器，它们的分辨率各为多少mV/字？它们的相对误差又各为多少？18、PID控制中P、I、D各代表什么含意？简述PID控制器中的比例、积分、微分控制规律各起什么作用？四、计算下列各题：1、已知型号为TMP36的电压输出型集成温度传感器的温度系数为20mV/℃，25℃时的输出电压为250 mV，试计算温度为100℃时的输出电压值？2、检定某台精度为1.5级的压力表，已知其量程为：0～100 Pa，检定过程中发现在50 Pa处的最大误差为1.6 Pa，试判断这台压力表是否合格？3、某热电偶的灵敏度为0.04 mV/℃把它放在温度为1200℃处，若以指示表处温度50℃为冷端，试求其热电势的大小？4、某温度测量仪表的测量范围是-50～50℃，求该仪表的测量上、下限值和量程各为多少？若该仪表的精度为0.5级，试问其允许的最大绝对误差是多少？5、某弹簧管压力表的测量范围为0—1.6Mpa，准确度等级为2.5级，，求这块仪表允许的最大绝对误差是多少？6、已知有一金属电阻应变片的电阻为100Ω，应变灵敏度系数为K＝2,当感受应变为0.005时，求该应变片的电阻量？7、现有一台压力检测仪表，其测量范围为0—100kPa，已知这台仪表的最大绝对误差均为0.9kPa，试确定它的准确度等级。
（国家规定的标准精度等级有：…、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.5…等）8、有一台温度计，它的测量范围为0～200℃，精度等级为0.5级，求该表可能出现的最大绝对误差？9、某弹簧管压力表的测量范围为0—1.6Mpa，准确度等级为2.5级，校验时在某点出现的最大绝对误差为0.05Mpa，问这块仪表是否合格？为什么？10、一个电阻值为200Ω的电阻应变片，当感受应变为1.5×10-时，其电阻变化为0.15 Ω，问该应变片的灵敏度系数是多少11、一个电阻值为250Ω的电阻应变片，当感受应变为1.5×10-4时，其电阻变化为0.15Ω，求该应变片的灵敏度系数？12、某台测温仪表的温度测量范围为100～600℃，经检验发现仪表的基本误差为±6℃，试确定该仪表的精度等级？（国家规定的标准精度等级有：…、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.5…等）13、某位移传感器，在输入位移变化0.5mm时，输出电压变化100mV,求其灵敏度？五、绘图题：1、绘出简单控制系统方框图，并说明系统中有哪些变量？2、分别绘出一级和二级串级控制系统方框图，并说明系统中有哪些变量？3、绘出前馈控制系统方框图，与简单控制系统比较有何特点？。