《化工仪表及自动化》复习提纲

第一章

1、化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备

上，配置一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动的进行，这种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。

2、为了实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制

等方面的内容。

3、自动控制系统分类：

按被控变量：温度、压力、流量、液位等。

按控制器具有的控制规律：比例、比例积分、比例微分、比例积分微分

按工艺过程的被控变量给定值的变化：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。

4、系统静态：被控变量不随时间而变化的平衡状态

系统动态：被控变量随时间而变化的不平衡状态

5、过渡过程：系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。

6、控制系统的品质指标：控制系统的过渡过程是衡量控制系统品质的依据。

常常采用的几个品质指标：

（1）最大偏差或超调量：最大偏差A是指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值。超调量B：第一个峰值A与新稳定值C之差。B=A-C。如

果新稳定值C等于给定值，则最大偏差A与超调量B相等。

（2）衰减比：前后相邻两个峰值（超调量）的比

（3）余差C：当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差（4）过渡时间：从干扰作用发生的时刻起，知道系统重新建立新的平衡（新稳态值的±5%）时止，过渡过程所经历的时间

（5）振荡周期或频率：过渡过程同向两波峰（或波谷）之间的间隔时间叫震荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率。振荡周期短些好。

第二章

1、化工研究对象的特性，就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系。这

种对象的特性的数学描述就称为对象的数学模型。被控变量看做对象的输出量，有时也叫输出变量，而将干扰作用和控制作用看做对象的输入量，有时也叫输入变量。

2、放大系数K：对象重新稳定后的输出（液位h）变化量与输入（流入量Q）变化量之比。

对象的放大系数K越大，就表示对象的饿输入量有一定变化时，对输出量的影响越大。

3、时间常数T：输入变化后，输出从0开始变化起，到它的新稳定值的63.2%所经历的时

间。时间常数越大，表示对象收到干扰作用后，被控变量变化的越慢。

4、滞后时间：在受到输入作用后，被控变量却不能立即而迅速的变化，称为滞后现象。滞

后现象分为传递滞后和容量滞后。

（1）传递滞后又称纯滞后t0 .产生原因是由于介质的输送需要一段时间而引起的。

（2）容量滞后是指，有些对象在收到节约输入作用x后，被控变量y开始变化很慢，后来才逐渐加快，最后又变慢直至逐渐接近稳定值。容量滞后一般是由于物料或能量

的传递需要通过一定阻力而引起的。

第三章检测仪表与传感器

1.检测仪表的组成：传感器，变送放大机构，显示器。1.传感器直接与被测量对象相联系，

感受被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。2.变放大机构将感受元件输出的信号直接传输给显示器或进行放大和转换，使之成为适应显示器的信号。

2.测量误差：被测值与被测量真值之间存在一定的差距。分为绝对误差和相对误差。

3.衡量仪表性能优劣的指标：a.精确度;b.变差，指在外界条件不变的情况下，用同一仪表

对被测量在仪表全部测量范围内进行行程（即被测参数逐渐由小到大和逐渐由大到小）测量时，被测量值正行和反行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差。C.灵敏度与灵敏限，仪表指针的线位移或角位移，与引起这个位移的被测参数变化量之比值称为仪表的灵敏度;灵敏限是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。d.分辨力，指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量。e.线性度，是表征线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度。f.反应时间，是用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化的品质指标。

4.工业仪表的分类：1。按使用的能源分：气动仪表，电动仪表和液动仪表。2。按信息的

获得，传递，反映和处理的过程分类：检测仪表，显示仪表，集中控制装置，控制仪表和执行器。3.按仪表的组成形式分类：基地式仪表和单元组合仪表。

5.压力，指有气体或液体均匀垂直的作用于单位面积上的力。有表压，绝对压力，负压或

真空度之分。

6.测量压力或真空度的仪表，按转换原理的不同分为四大类：1.液柱式压力计，根据流体

静力学原理，将被测压力转换成液柱高度进行测量。2.弹性式压力计，将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量。3.电气式压力计，通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来进行测量。4.活塞式压力计，根据水压机液体传送压力的原理将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的质量来进行测量。

7.压力计的选用：1.仪表类型的选用2.仪表测量范围的确定3.仪表精度级的选取。

8.压力计的安装：（1）.测压点的选择（2）.导压管铺设（3）.压力计的安装，a.压力计应

安装在易观察和检修的地方。b.安装地点应力求避免震动和高温影响。C.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；对于有腐蚀性介质的压力测量，应加装有中性介质的隔离罐。d.压力计的连接处，应根据被测压力的高低和介质性质，选择适当的材料，作为密封垫片，以防泄漏。e,当被测压力较小，而压力计取压口又不在同一高度时，对由此高度而引起的测量误差应按公式进行修正。f.为安全起见，测量高压的压力计除选用有通气孔的外，安装时表壳应向墙或无人通过之处，以防发生意外。

9.流量大小是指单位时间内流过管道某一截面的流体数量的大小，即瞬时流量。测量流量

的方法，按原理分：1.速度式流量计，以测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表。2.容积式流量计，以单位时间内所排出的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流量的仪表。3.质量流量计，仪测量流体流过的质量M为依据的流量计。10.压差式流量计是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置时产生的压力差而实

现流量测量的。节流现象，是流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象。

11.列举一些造成测量误差的原因：1.被测流体工作状态的变动。2.节流装置安装不正确.3.

孔板入口边缘的磨损。4.导压管安装不正确，或有堵塞，渗漏现象。5.差压计安装或使用不正确。