化工仪表及自动化课堂例题
化工仪表及自动化课后习题答案解析
专业资料精心整理第1章自动控制系统基本概念 P161. 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，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，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。
实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。
（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。
（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。
（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
2、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、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
4、自动控制系统主要由哪些环节组成？自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。
化工自动化及仪表习题和答案解析华理
化⼯⾃动化及仪表习题和答案解析华理《化⼯⾃动化及仪表》补充习题与答案1. 某物料加热后与添加料混合，⼯艺要求混合时物料温度θo 稳定，⼯艺采⽤改变换热器蒸汽流量Qs 来稳定罐内温度θo 。
影响θo 的因素有：阀前蒸汽压⼒Ps ，冷物料流量Qi 和温度θi ，环境温度θc 等。
1）画出温度控制系统的⽅块图；2）指出该控制系统的被控变量、操纵变量、被控对象及扰动； 3）若蒸汽阀前压⼒Ps 突然变⼤时，简述该系统的控制过程。
解：添加剂1）略2）罐内温度θo ；蒸汽流量Qs ；混合罐；阀前蒸汽压⼒Ps ，冷物料流量Qi 和温度θi ，环境温度θc3）Ps ↑→Qs ↑→θo ↑→ e ↑→ Qs ↓2. 图a 为流量控制系统，主要克服阀前压⼒P1波动来稳定流量Q1 。
图b 是储槽液位控制系统，主要克服Q2流量变化的扰动，保持液位稳定。
1）指出两图中的各控制系统的被控变量、操纵变量、被控过程及主要扰动； 2）若采⽤图a 系统来控制液位，试⽐较与图b 系统的不同点。
图a 图b解：1)图a ：Q1；Q1；管道；P1图b ：h ；Q1；储液槽；Q1、Q22)前馈a ：开环控制，控制及时 b ：闭环控制，控制不及时 3．某换热器的温度控制系统（设定值是30℃）在阶跃扰动作⽤下的过渡过程曲线如图所⽰。
试分别求出衰减⽐、最⼤偏差、余差、回复时间。
30354575T/解：1）n='B B =35453575--=4 2）|e max |=|B+C |=B-r=75-30=453）e （∞）=r-y （∞）=30-35=-5 4）估测：32min4. 已知某换热器被控变量是出⼝温度θ，操纵变量是蒸汽流量Q 。
在蒸汽流量作阶跃变化时，出⼝温度响应曲线如图所⽰。
该过程通常可以近似作为⼀阶滞后环节来处理。
试估算该控制通道的特性参数K 、T 、τ。
4043解：1）放⼤系数=100-11040-43=0.32）时间常数的θ所对应的时间）3）纯滞后τ=1min5. 如果⽤K 热电偶测量温度，其仪表指⽰值是600℃，⽽冷端温度是65℃，则实际温度是665℃，对不对？若不对，正确值应为多少，为什么？解答：不对。
化工仪表与自动化课程测试试题5份完整版的答案
《化工仪表与自动化》课程测试试题一一、????填空题（36分）1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。
2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。
3、目前求取过程数学模型的方法有两种。
其中一种是根据过程的内在机理，通过__物料_和_能量_物料平衡关系，用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。
4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后越大，质量越差__。
5、?选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于__干扰通道的放大倍数（增益）。
6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。
7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。
8．串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开放器___补偿。
9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号范围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号范围是0~10mA。
二、综合题（54分）1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？举例说明。
答：在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员的安全。
如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。
?2、（14分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？答：①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。
化工仪表及自动化课堂例题优选稿
化工仪表及自动化课堂例题集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）教材外课堂例题（注：部分例题不需要掌握，所以未列出）1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。
工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。
解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为 根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa 。
由于 ，故被测压力的最小值不低于满量程的 1/3，这是允许的。
另外，根据测量误差的要求，可算得允许误差为所以，精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求。
至此，可以确定，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa ，精度等级为1.5级。
2. 如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。
现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。
解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的最大绝对误差为1.6×1.5% = 0.024(MPa)因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。
对于测量范围为0～1.0MPa ，准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为 316025>%67.1%100601=⨯1.0×1.5% = 0.015(MPa)因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。
1.某差压式流量计的流量刻度上限为320m 3/h ,差压上限2500Pa 。
当仪表指针指在160m 3/h 时,求相应的差压是多少 (流量计不带开方器)解：由流量基本方程式可知流量是与差压的平方根成正比的。
化工仪表与自动化题型示例
题型示例
一、选择题
1、测量蒸汽压力时，应加装（）．
2、一般工业部门的压力测量采用（）级压力表．
3、热电偶与补偿导线连接端所处的温度不应超过（）．
4、在热电阻使用过程中，如出现显示仪表指示无穷大，则可能的原因是（）．
二、填空题
1、显示仪表按其显示方式分为（）、（）和（）三大类．
2、垂直均匀地作用在单位面积上的力叫压力，它的法定单位是（）。
3、热电偶的热电势与温度之间的关系是（）的．
4、压力表安装时所选的测压点必须能反映（）的真实大小。
三、简答题
1、什么是液位测量时的零点迁移？其实质是什么？
2、什么是控制阀的流量特性？什么是控制阀的理想流量特性和工作流量特性？理想流量特性有哪几种？
3、被控对象、执行器、控制器的正、反作用方向各是怎样规定的？
4、试画出单闭环比值控制系统和双闭环比值控制系统的原理图，并说明二者与串级控制系统的异同？
5、有一蒸汽加热设备利用蒸汽将物料加热，并用搅拌器不停地搅拌物料，到物料达到所需温度后排出。
试问：
（1）影响物料出口温度的主要因素有哪些？
（2）如果设计一温度控制系统，被控变量、操纵变量应选什么？为什么？
（3）如果物料在温度过低时会凝结，据此情况应如何选择控制阀的开关型式及控制器的正、反作用？
四、计算
1、转子流量计的相关校正计算
2、仪表精度等级的确定或选择
3、热电偶热电势或温度的相关计算。
《化工仪表及自动化》练习题及参考答案
《化工仪表及自动化》练习题及参考答案一、填空题1.阀门直线理想流量特性的方程为（）2.某微分控制器控制规律为t D e p 39-=∆，已知阶跃干扰值为3，其微分时间为（）3. 如图所示过渡过程，其超调量为（）4.差压式流量计的流量方程为（）5. 如图所示过渡过程，其衰减比为（）6.某一阶对象其方程为ady/dt +by=cx ，其放大系数为（）7.转子式流量计的流量方程为（）8.热电偶温度计工作时，热端温度为t ，冷端温度为t0，该热电偶回路的热电势为（）9.某一阶对象其方程为ady/dt +by=cx ，其时间常数为（）10.热电阻温度计测温热电阻变化值与温度变化值的关系方程式为（）二、简答及论述题1.试写出下图梯形图相对应的助记符号语言.2.用单法兰电动差压变送器来测量敞口罐中硫酸的密度，利用溢流来保持罐内液位H 恒为1m 。
如下图。
已知差压变送器的输出信号为0～10mA ，硫酸的最小和最大密度分别为1.32g/cm3和1.82g/cm3。
（1）计算差压变送器的测量范围；（2）如加迁移装置，请计算迁移量；（3）如不加迁移装置，可在负压侧加装水恒压器（图中虚线），以抵消正压室附加压力的影响，计算出水恒压器所需高度h 。
3.如图：用差压变送器测量密闭容器的液位，已知，ρ1=850kg/m3ρ2=1000kg/m3 h1=0.5m h2=2m h3=1.4m 求液位变送器的测量范围，判断迁移方向，计算迁移值。
4.试写出下图梯形图相对应的助记符号语言.参考答案一、填空题1.Q/Qmax=1/R+(1-1/R)l/L2. 1.53. 304. ΔP5. 3:1或者5:16. a/c7. ΔP8. E=e(t)-e(to)9. a/b 10. ΔR t =αR 0Δt二、简答及论述题1.(1)LD 00000OR 00003LD NOT 00001OR NOT 00004AND LDAND 00002OUT 01000(2)LD 00000LD 00002OR 00005LD 00003OR NOT 00006AND LDOR LDAND 00001OUT 010002. 1）若不考虑零点迁移,那么就要以ρmax 来计算差压变送器的测量范围。
化工仪表与自动化考试试题汇总及答案
《化工仪表与自动化》课程测试试题一一、填空题（36分）1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。
2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。
3、目前求取过程数学模型的方法有两种。
其中一种是根据过程的内在机理，通过__物料_和_能量_物料平衡关系，用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。
4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后越大，质量越差__。
5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于__干扰通道的放大倍数（增益）。
6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。
7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。
8．串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开放器___补偿。
9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号范围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号范围是0~10mA。
二、综合题（54分）1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？举例说明。
答：在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员的安全。
如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。
2、（14分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？答：①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。
化工自动化控制仪表知识100题及答案
化工自动化控制仪表知识IOO题及答案1、【单选题】()指冗余系统中用多数原则将每个支路的数据进行比较和修正,从而最后确定结论的一种机理。
(B)A、冗余B、表决C、容错2、【单选题】1度电可供〃220V40W〃灯泡正常发光的时间是()。
(B)A、20小时Bs25小时C、40小时3、【单选题】AWG为美国线规代号,18AWG的电缆相当于我国线规线径为()mm的电缆。
(A)A、1B、1.25C、0.634、【单选题】CENTUMCS3000R3系统中,现场控制站KFCS中节点单元的电源模件上的指示灯()亮时表示该模件的+24V输出正常。
(B)A、SYSB、F1DC、RDY5、【单选题】CENTUMCS3000系统中,()可以木各多个CENTUMCS3000系统相联,也可以把以前的CENTUM系统无缝联接到CENTUMCS3000 系统上。
(A)A、总线转换器BCVB、通讯门路单元ACGC、现场控制站FCS6、【单选题】CENTUMCS3000系统中的回路调整画面中,I是()。
(B)A、比例度B、积分时间C、微分时间7、【单选题】MF8型手提式干粉灭火器的喷射距离大于等于()m0(A)A、5B、3C、68、【单选题】MFT70型推车式干粉灭火器的灭火射程在()m。
(B)A、8-10B、10-13C、17-209、【单选题】ProfibUS数据链路层识别两种设备类型是()。
(A)A、主设备、从设备B、基本设备,从设备C、主设备、网桥10、【单选题】SCADA系统是基于计算机、通讯和()技术发展起来的一种数据采集与控制系统,是数字化应用的基础。
(B)A、可视化B、控制C、检测11、【单选题】"?/h;1/h〃这些符号都是表示流量的单位,它们表示的是() 流量的单位。
(B)A、质量B、体积C、速度12、【单选题】一台差压变送器的测量范围为0~30KPa,现零点正迁移50%,则表的量程为()KPa。
(C)A、15B、30C、4513、【单选题】三相鼠笼式异步电动机在结构上主要是由定子和转子组成的,转子是电动机的旋转部分,它的作用是()。
化工仪表例题
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解：该控制系统的方块图如图15－12所示。 该控制系统的方块图如图15－12所示。 15 所示 当调节阀上的气源中断时， 当调节阀上的气源中断时，为了防止炉温过 烧坏炉子，应关闭阀门， 高，烧坏炉子，应关闭阀门，不再通入燃料 因此采用气开阀。 气，因此采用气开阀。
在该控制系统中， 在该控制系统中 ， 当燃料气流量增 加时，加热炉出口温度升高，因此， 加时 ，加热炉出口温度升高， 因此， 加 热炉为“正作用”对象； 热炉为“ 正作用 ” 对象 ； 测量变送元件 的作用方向也为“正方向”； 调节阀为 的作用方向也为“ 正方向” 气开阀，也属于“正作用”方向； 气开阀， 也属于 “ 正作用 ”方向 ；为了 保证系统具有负反馈，调节器应为“ 保证系统具有负反馈， 调节器应为“ 反 作用”方向。 作用”方向。
热电偶的分度表可知， 400， 解 ： 由 K 热电偶的分度表可知 ， E （ 400 ， O ） ＝ 16．395mV mV， 20， 798mV 16．395mV， E（20，O）＝ 0．798mV 设实际温度为T 若没有进行冷端温度补偿， ① 设实际温度为T℃。若没有进行冷端温度补偿， 则输入显示仪表的电势为热电偶所产生的热电势， 则输入显示仪表的电势为热电偶所产生的热电势， 即：E入＝ E（T，20）＝ E（ T，0）－ E（20，0） 20） 20， 400℃ 可知， 400， 由显示仪表读数为 400℃ 可知 ， E 入 ＝ E （ 400 ， 20， 400， 0），于是 E（ T，0）－ E（20，0）＝ E（400， 0） 即 E（ T，O） ＝ E（400，0）＋ E（20，0） 400， 20， 16.395＋ 798＝ 17.193mV ＝ 16.395＋ 0.798＝ 17.193mV 热电偶的分度表可知， 对应的实际温度T 查 K 热电偶的分度表可知 ， 对应的实际温度 T ＝ 418． 418．9℃。
(杨丽明)化工自动化及仪表习题答案幻灯片
令 T1 R1c1 T2 R2c2 K R2
得 T 1 T 2d d 2h 22t(T 1T 2R 2C 1)d d2h th2K1q
拉氏变换得
T 1 T 2 s 2 H ( s ) ( T 1 T 2 R 2 c 1 ) s H ( s ) H ( s ) K Q ( s )
H (s)
Cidti cdu0
u0
dt
代入上式得
RC du0 dt
u0
ui
T
du0 dt
u0
Kui
K1
T sU 0(s) U 0(s)K U i(s) G(s) K Ts 1
8、试分析下图所示压力对象的动态特性，写出以pi的变化量为输入、p0 的变化量为输出的微分方程及传递函数表达式。图中气体以一定的压力pi经 连接管路和阀门向容器内充气，R为气阻，其定义为
故其微分方程为
5dyy10x(t2) dx
拉氏变换得 5 sY (s) Y (s) 1 0 X (s)e 2 s
传递函数为
G(s) Y(s) 10e2s X(s) 5s1
12、下图所示水槽截面积为0.5m2，水槽中的水由泵抽出， 其流量为恒定值q0，在稳定的情况下，输入流量qi突然有一 增量0.1m3h-1,试列出以液位h的变化量为输出、流入量qi的 变化量为输入的表征其特性的微分方程及传递函数表达式， 并画出h随时间t的变化曲线。
Kf越大，干扰作用对被控变量的影响越大，所以Kf越小越好。
（2）T：反应对象输出对其输入响应的快慢程度，为动特性 （为对象从受到阶跃干扰到其输出达到最终稳态值的63.2%所 需时间，或对象输出保持初速度达最终稳态值所需时间）。
T 0 : T 0 越大，控制作用越不及时，一般要求 T适0 当小，但
化工仪表及自动化试题精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版1.按误差数值表示的方法，误差可以分为（A、B、C）A.绝对误差B.相对误差C.引用误差D.系统误差2.用一只标准压力表来标定A、B两块压力表，标准压力表的读数为1MPa，A、B两块压力表的读数为1.01MPa、0.98MPa，求这两块就地压力表的修正值分别为（A、D ）A.－0.1B.0.1C.－0.2D.0.23.1.5级仪表的精度可写为（A、C、D ）A.1.5级B.＋1.5级C.1.5D. 1.54.仪表的精度级别是指仪表的（E ）A.误差B.基本误差C.最大误差D.允许误差E.基本误差和最大允许值5.评定仪表品质的几个主要质量指标（A、B、C、D）A.精度B.非线性误差C.变差D.灵敏度和灵敏限E.动态误差6.我们无法控制的误差是（C）A.疏忽误差B.缓变误差C.随机误差D.系统误差7.伴热蒸气压一般不超过（ B ）MPa。
A.0.5 MPaB.1.0 MPaC.1.5 MPaD.2.0MPa8.抗干扰有许多方式，其中双绞线是（B ）方式。
A.物理隔离B.减小磁干扰C.屏蔽D.消磁9.差压测量管路冲洗时，应先打开（C ）。
A. 二次阀门B.排污阀门C.平衡阀门D.一次阀门10.测量范围在1000℃左右时，最适宜选用的温度计是（ B ）。
A.光学高温计B.铂铑10－铂热电偶C.镍铬－镍硅热电偶D.铂锗30－铂热电偶11.在蒸气流量阶跃增大扰动下，汽包水位（ A ）。
A.出现“虚假水位”B.立即上升C.立即下降D.不变12.精确度为1/20的游标卡尺，其主尺与副尺每格刻度相差（ C ）。
A.0.5mmB.0.1mmC.0.05mmD.0.01mm13.热电偶测量时，当导线断路时，温度指示在（ B ）A.0℃B.机械零点C.最大值D.原测量值不变14.热电偶输出电压与（ C ）有关。
A．热电偶两端温度B.热电偶热端温度C.热电偶两端温度和电极材料D.热电偶两端温度、电极材料及长度15.热电偶测温原理基于( C )。
《仪表及自动化》思考题解答及课堂练习.2008年3月修改
答：热电偶温度计主要由三部分组成，即热电偶（感温元件）、 显示仪表和连接导线所组成。 其输入信号为被测介质的冷热程度，输出信号为热电势。
连接导线
显示仪表
热电偶
热电偶温度计测温原理图
答：热电阻温度计主要由三部分组成，即热电阻（感温元件）、 显示仪表和连接导线所组成。 其输入信号为被测介质的冷热程度，输出信号为电阻值。
24. 某台空压机的缓冲罐，其工作压力范围为1.1～1.6MPa，工 艺要求就地观察罐内压力，并要求测量结果的误差不得大于罐 内压力的±5%。试选择一台合适的压力计（包括类型、测量范 围及精度等级），并说明理由。 解：测量结果的误差△< ± 1.6×5%MPa= ± 0.08 MPa 稳定系统Pmax≤2/3量程 被测压力的Pmax 脉动系统Pmax≤1/2量程 高压系统Pmax≤3/5量程 根据题意，该系统系脉动系统，因此仪表的量程A≥3.2 MPa，即该压力表的量程范围为0～4 MPa，又所选择的压力表 系就地观察型，查教材附录一，可选用Y-150。 然后根据δ允=±（仪表允许的最大绝对误差 仪表的量程） ×100%来确定精度等级。这里应选择1.5级。
喷嘴安装反之后，将导致测量值变小。其原因如下： 如左图所示，喷嘴安装反之后，流体在喷
+
-
嘴之前的静压力P1保持不变，但由于此时 喷嘴的出口是逐渐扩大，流体经过后其流 速相对正装而言将减小，也就是动能减少。
根据流体力学中动能与静压能相互转换的原理，动能减少， 静压能就增加，即P2较正确安装时要大，△P= P1 － P2 减小。 根据差压式流量计测量流量的基本原理可知，Q∝△P ∴喷嘴装反后其测量值将变小。
2.在测量系统中，常见的信号传递形式有哪几种? 答：模拟信号、数字信号及开关信号。 注意：该题不要与常见的信号类型（位移信号、 注意：该题不要与常见的信号类型（位移信号、压力信 电信号及光信号）相混淆。 号、电信号及光信号）相混淆 3.根据被测参数获得方式的不同，测量方法有哪几种方 法? 答：有直接测量和间接测量两种方法。 4. 精度等级的数值越大是否说明仪表的精度就越高？ 答：精度等级的数值越大，则说明该仪表的精度越低； 精度等级的数值越小，则说明该仪表的精度越高。
化工仪表及自动化课堂例题
教材外课堂例题注：部分例题不需要掌握;所以未列出1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa;测量误差不得大于1MPa..工艺上要求就地观察;并能高低限报警;试正确选用一台压力表;指出型号、精度与测量范围..解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大;所以选择仪表的上限值为 根据就地观察及能进行高低限报警的要求;由本章附录;可查得选用YX-150型电接点压力表;测量范围为0～60MPa..由于 ;故被测压力的最小值不低于满量程的 1/3;这是允许的..另外;根据测量误差的要求;可算得允许误差为所以;精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求..至此;可以确定;选择的压力表为YX-150型电接点压力表;测量范围为0～60MPa;精度等级为1.5级..2. 如果某反应器最大压力为0.6MPa;允许最大绝对误差为±0.02MPa..现用一台测量范围为0～1.6MPa;准确度为1.5级的压力表来进行测量;问能否符合工艺上的误差要求 若采用一台测量范围为0～1.0MPa;准确度为1.5级的压力表;问能符合误差要求吗 试说明其理由..解：对于测量范围为0～1.6MPa;准确度为1.5级的压力表;允许的最大绝对误差为1.6×1.5% = 0.024MPa因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值;所以是不合格的..对于测量范围为0～1.0MPa;准确度亦为1.5级的压力表;允许的最大绝对误差为 316025>%67.1%100601=⨯1.0×1.5% = 0.015MPa因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差;故符合对测量准确度的要求;可以采用..1.某差压式流量计的流量刻度上限为320m 3/h ;差压上限2500Pa..当仪表指针指在160m 3/h 时;求相应的差压是多少 流量计不带开方器解：由流量基本方程式可知流量是与差压的平方根成正比的..当测量的所有条件都不变时;可以认为式中的α、ε、F 0、ρ1均为不变的数..如果假定上题中的 Q 1 = 320m 3/h ;Δp 1 = 2500Pa ; Q 2 = 160m 3/h ;所求的差压为Δp 2 ;则存在下述关系2.通常认为差压式流量计是属于定节流面积变压降式流量计;而转子流量计是属于变节流面积定压降式流量计;为什么解：差压式流量计在工作过程中;只要节流元件结构已定;则其尺寸是不变的;因此它是属于定节流面积的..当流量变化时;在节流元件两侧的压降也随之而改变;差压式流量计就是根据这个压降的变化来测量流量的;因此是属于变压降式的..转子流量计在工作过程中转子是随着流量变化而上下移动的;由于锥形管上部的直径较下部的大;所以转子在锥形管内上下移动时;转子与锥形管间的环隙是变化的;即流体流通面积是变化的;因此它是属于变节流)(6252500320160222Pa p =⨯=∆代入上述数据,得 2121p p Q Q ∆∆=121222p Q Q p ∆=∆由此得面积的..由于转子在工作过程中截面积不变;重力也不变;而转子两端的静压差作用于转子上的力恒等于转子的重力;转子才能平衡在一定的高度上;所以在工作过程中;尽管转子随着流量的变化上下移动;但作用在转子两侧的静压差却是恒定不变的;所以它是属于定压降式流量计..1.用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位;如图所示..已知被测液位的变化范围为0~3m;被测介质密度ρ=900kg/m 3 ;毛细管内工作介质密度ρ0=950kg/m 3..变送器的安装尺寸为 h 1=1m; h 2=4m..求变送器的测量范围;并判断零点迁移方向;计算迁移量;当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时;问对测量有何影响解：当不考虑迁移量时;变送器的测量范围应根据液位的最大变化范围来计算..液位为3m 时;其压差为所以液柱压力用H ρg 计算时;只要H 用m;ρ用kg/m 3;g 用m/s 2为单位时;相乘结果的单位就是Pa..上述计算结果Δp max 为26.487kPa;经过圆整后;测量范围可选0～30kPa..根据图示;当液位高度为H 时;差压变送器正压室所受的压力p 1为 负压室所受的压力p 2为图 法兰式差压变送器测液位因此;差压变送器所受的压差为由上式可知;该差压变送器应进行负迁移;其迁移量为h2ρ0g..当差压变送器安装的高度改变时;只要两个取压法兰间的尺寸h2不变;其迁移量不变..3.如果用两支铂铑10-铂热电偶串联来测量炉温;连接方式分别如图a、b、c所示..已知炉内温度均匀;最高温度为1000℃;试分别计算测量仪表的测量范围以最大毫伏数表示..解: a由于这时热电偶的冷端均为0℃;每支热电偶对应于1000℃时的热电势可以查得E1000 ;0℃ = 9. 585 mV两支热电偶串联;测量仪表所测信号的最大值为Emax = 2×9.585 = 19.17 mV根据这个数值可以确定仪表的测量范围..b由于这时不仅要考虑补偿导线引出来以后的冷端温度30℃;而且要考虑炉旁边补偿导线与热电偶的接线盒内的温度100℃对热电势的影响..假定补偿导线 C、D与热电偶 A、B本身在100℃以下的热电特性是相同的;所以在冷端处形成的热电势为E30 ;0℃ = 0.173 mV在补偿导线C、D与热电偶的连接处1、4两点可以认为不产生热电势;但在接线盒内2、3两点形成的热电偶相当于热电偶在100℃时形成的热电势;即E100 ;0℃ = 0.645 mV由于该电势的方向与两支热电偶在热端产生的电势方向是相反的;所以这时总的热电势为E max = 2E1000 ;0℃ - E100 ;0℃ - E30 ;0℃= 2×9.585 - 0.645 - 0.173 = 18.352 mV根据这个数值可以确定仪表的测量范围..c由于这时两支热电偶冷端都用补偿导线引至远离炉子处;冷端温度为30℃;故总的热电势为E max = 2E1000 ;0℃ - 2E30 ;0℃= 2×9.585 - 2×0.173 = 18.824 mV4.在上题所述三种情况时;如果由测量仪表得到的信号都是15mV;试分别计算这时炉子的实际温度..解：在a情况时;由于2Et;0 =15mV;即Et;0 = 7.5mV;查表可得实际温度约为814.3℃..在b情况时;由于2Et;0 = 15 + E30 ;0 + E100 ;0=15 + 0.173 + 0.645 = 15. 818 mVEt;0 = 7. 909 mV查表可得实际温度约为851.2℃..在c情况时;由于2Et;0 = 15 + 2E30 ;0 = 15 + 2×0. 173 = 15.346 mV即Et;0 = 7. 673 mV查表可得实际温度约为830℃..2. 图4-7是自动平衡电桥的工作原理图..请问在下列情况时;仪表的指针 即滑动触点的位置、起点温度、仪表量程会如何变化简述其原因 1温度升高；2仪表停电; 3加大R 6； 4减小R 5；5电阻体被烧断..解：1当温度升高时;滑动触点将向右移动;这是因为当温度升高后;R t 增加;只有滑动触点向右移;使与R t 串联的这个桥臂的电阻值减小;才能使电桥达到新的平衡..2仪表停电时;指针随拨随停;因为此时放大器的输入与输出均没有信号;可逆电机不可能自行转动..3加大R 6;滑动触点将向右移动;这是因为R 6增加;会使与R t 串联的这个桥臂的电阻值增加;只有滑动触点右移;才能使这个桥臂的电阻值恢复到原来的数值;电桥恢复平衡..若其他电阻值都不变;增加R 6会使起点温度降低;这是因为滑动触点移至最左端时;代表的是起始温度;这时要使电桥平衡;R t 必然要小一些;以抵消增加R 6对整个桥臂电阻值的影响..R t 小;就表示这时的起点温度降低..4减小R 5;量程会降低;这是因为R 5减小;滑线电阻组件的等效电阻值减小;使滑动触点由最左端移到最右端的电位差变小;故量程减小..5电阻体被烧断;滑动触点将移向最右端;这是因为电阻体烧断后;R t 趋于无穷大;放大器始终有一个正的电位输入;可逆电机转动;直至滑向最右端指针被挡住为止..1. 一只比例作用的电动温度控制器;它的量程是 100～200℃;电动控制器的输出是0～10mA ;假如当指示值从140℃变化到160℃时;相应的控()()()()%40%100010/38100200/140160=⨯----=δ制器输出从3mA 变化到8mA ;这时的比例度为2. 对一台比例积分控制器作开环试验..已知K C =2;T I = 0.5min..若输入偏差如图所示;试画出该控制器的输出信号变化曲线..图1 输入偏差信号变化曲线解：对于PI 控制器;其输入输出的关系式为 将输出分为比例和积分两部分;分别画出后再叠加就得到PI 控制器的输出波形..比例部分的输出为当K C = 2时;输出波形如图2a 所示..积分部分的输出为 当K C = 2 ; T I = 0. 5min 时在t =0～1min 期间;由于e =0 ;故输出为0..在t =1～3min 期间;由于e =1;所以t =3min 时;其输出在t =3～4min 期间;由于e =-2;故t =4min 时;其积分总输出 故Δp I 输出波形如图2 b 所示..将图2a 、b 曲线叠加;便可得到PI 控制器的输出;如图2 c 所示..图2 输出曲线图1. 在生产实际中;由于生产负荷的变动;使原设计的控制阀尺寸不能相适应;会有什么后果为什么解：当生产中由于负荷增加;使原设计的控制阀尺寸显得太小时;会使控制阀经常工作在大开度;调节效果不好..此时若开启旁路阀;会使控制阀特性发生畸变;可调范围大大降低;当生产中由于负荷减少;使原设计的控制阀尺寸显得太大时;会使控⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆⎰edt T e K p I C 1e K p C p =∆⎰=∆edt T K p IC I ⎰⎰=-=∆31430244dt dt p I制阀经常工作在小开度;调节显得过于灵敏特别是对于直线流量特性的控制阀 ;控制阀有时会振动;产生噪声;严重时发出尖叫声.. 此时;为了增加管路阻力;有时会适当关小与控制阀串联的工艺阀门;但这样做的结果会使控制阀的特性发生严重畸变;严重时会使控制阀失去调节作用..所以当生产中负荷有较大改动时;在可能的条件下;应相应地更换控制阀;或采用其他控制方案 ..1.如图所示为一水箱的液位控制系统..试画出其方块图;指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量各是什么简要叙述其工作过程;说明带有浮球及塞子的杠杆装置在系统中的功能..图水箱液位控制系统解：系统中水箱里水的液位为被控变量;进水流量为操纵变量;水箱为被控对象..带有浮球及塞子的杠杆装置在系统中起着测量与调节的功能..其工作过程如下：当水箱中的液位受到扰动变化后;使浮球上下移动;通过杠杆装置带动塞子移动;使进水量发生变化;从而克服扰动对液位的影响..例如由于扰动使液位上升时;浮球上升;带动塞子上移;减少了进水量;从而使液位下降..2.某一电压表在稳定时能够准确显示被测电压值..在被测电压突然变化时;指针来回摆动;最后能够稳定在被测数值上..假定指示系统的衰减比为4:1..当电压突然由0上升到220V后;指针最高能摆到252V..问经三次摆动;指针能到多少伏即第三个波峰值..解：由于第一个波峰离开稳态值为252 - 220 = 32 V第二个波峰值为第一个波峰值的1/4;故为32×1/4 = 8 V第三个波峰值为第二个波峰值的1/4 ;故为8×1/4 = 2 V所以指针第三次摆动的最高峰值为222V..1.某温度计是一静态放大系数为1的一阶环节..当温度计由温度为 0℃的地方突然插入温度为100℃的沸水中;经1min 后;温度指示值达到98.5℃..试确定该温度计的时间常数T;并写出其相应的微分方程式..解：参照式 2-33 ;已知 K = 1;输入阶跃幅值为100℃; t = 60s 时;其温度值 y = 98. 5℃;则有 由上式可以解得T = 14. 3 s由此可写出描述该温度计的微分方程为式中; y 表示输出量 温度值 ； x 表示输入变化量;式中的时间量纲为s.. ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-T e 6011005.98。
化工自动化及仪表习题和答案解析华理
《化工自动化及仪表》补充习题与答案1.某物料加热后与添加料混合，工艺要求混合时物料温度θo稳定，工艺采用改变换热器蒸汽流量Qs来稳定罐内温度θo 。
影响θo的因素有：阀前蒸汽压力Ps，冷物料流量Qi 和温度θi ，环境温度θc等。
1）画出温度控制系统的方块图；2）指出该控制系统的被控变量、操纵变量、被控对象及扰动；3）若蒸汽阀前压力Ps突然变大时，简述该系统的控制过程。
解：添加剂1）略2）罐内温度θo ；蒸汽流量Qs；混合罐；阀前蒸汽压力Ps，冷物料流量Qi和温度θi ，环境温度θc3）Ps↑→Qs↑→θo↑→ e↑→ Qs↓2. 图a为流量控制系统，主要克服阀前压力P1波动来稳定流量Q1 。
图b是储槽液位控制系统，主要克服Q2流量变化的扰动，保持液位稳定。
1）指出两图中的各控制系统的被控变量、操纵变量、被控过程及主要扰动；2）若采用图a系统来控制液位，试比较与图b系统的不同点。
图a 图b解：1)图a：Q1；Q1；管道；P1图b：h；Q1；储液槽；Q1、Q22)前馈a：开环控制，控制及时b：闭环控制，控制不及时3．某换热器的温度控制系统（设定值是30℃）在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。
试分别求出衰减比、最大偏差、余差、回复时间。
30354575T/解：1）n='B B =35453575--=4 2）|e max |=|B+C |=B-r=75-30=453）e （∞）=r-y （∞）=30-35=-5 4）估测：32min4. 已知某换热器被控变量是出口温度θ，操纵变量是蒸汽流量Q 。
在蒸汽流量作阶跃变化时，出口温度响应曲线如图所示。
该过程通常可以近似作为一阶滞后环节来处理。
试估算该控制通道的特性参数K 、T 、τ。
4043解：1）放大系数100-11040-43=0.32）时间常数的θ所对应的时间）3）纯滞后τ=1min5. 如果用K 热电偶测量温度，其仪表指示值是600℃，而冷端温度是65℃，则实际温度是665℃，对不对？若不对，正确值应为多少，为什么？ 解答：不对。
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教材外课堂例题（注：部分例题不需要掌握，所以未列出）1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。
工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。
解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa 。
由于 ，故被测压力的最小值不低于满量程的 1/3，这是允许的。
另外，根据测量误差的要求，可算得允许误差为所以，精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求。
至此，可以确定，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa ，精度等级为1.5级。
2. 如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。
现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。
解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的最大绝对误差为1.6×1.5% = 0.024(MPa)因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。
对于测量范围为0～1.0MPa ，准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为1.0×1.5% = 0.015(MPa)因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。
1.某差压式流量计的流量刻度上限为320m 3/h ,差压上限2500Pa 。
当仪表指针指在160m 3/h 时,求相应的差压是多少 (流量计不带开方器)?解：由流量基本方程式可知流量是与差压的平方根成正比的。
当测量的所有条件都不变时,可以认为式中的α、ε、F 0、ρ1均为不变的数。
如果假定上题中的 Q 1 = 320m 3/h ;Δp 1 = 2500Pa ; Q 2 = 160m 3/h ;所求的差压为Δp 2 ,则存在下述关系2.通常认为差压式流量计是属于定节流面积变压降式流量计,而转子流量计是属于变节流面积定压降式流量计,为什么?解：差压式流量计在工作过程中,只要节流元件结构已定,则其尺寸是不变的,因此它是属于定节流面积的。
当流量变化时,在节流元件两侧的压降也随之而改变,差压式流量计就是根据这2121p p Q Q ∆∆=121222p Q Q p ∆=∆)(6252500320160222Pa p =⨯=∆代入上述数据,得 MPa p p 562282max 1=⨯=⨯=316025>%67.1%100601=⨯p F Q ∆=102ραε由此得个压降的变化来测量流量的,因此是属于变压降式的。
转子流量计在工作过程中转子是随着流量变化而上下移动的,由于锥形管上部的直径较下部的大,所以转子在锥形管内上下移动时,转子与锥形管间的环隙是变化的,即流体流通面积是变化的,因此它是属于变节流面积的。
由于转子在工作过程中截面积不变,重力也不变,而转子两端的静压差作用于转子上的力恒等于转子的重力,转子才能平衡在一定的高度上,所以在工作过程中,尽管转子随着流量的变化上下移动,但作用在转子两侧的静压差却是恒定不变的,所以它是属于定压降式流量计。
1.用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位,如图所示。
已知被测液位的变化范围为0~3m,被测介质密度ρ=900kg/m 3 ,毛细管内工作介质密度ρ0=950kg/m 3。
变送器的安装尺寸为 h 1=1m, h 2=4m 。
求变送器的测量范围,并判断零点迁移方向,计算迁移量,当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时,问对测量有何影响?解：当不考虑迁移量时,变送器的测量范围应根据液位的最大变化范围来计算。
液位为3m 时,其压差为所以液柱压力用H ρg 计算时,只要H 用m,ρ用kg/m 3，g 用m/s 2为单位时,相乘结果的单位就是Pa 。
上述计算结果Δp max 为26.487kPa,经过圆整后,测量范围可选0～30kPa 。
根据图示,当液位高度为H 时,差压变送器正压室所受的压力p 1为负压室所受的压力p 2为因此，差压变送器所受的压差为由上式可知,该差压变送器应进行负迁移,其迁移量为 h 2ρ0g 。
当差压变送器安装的高度改变时,只要两个取压法兰间的尺寸h 2不变,其迁移量不变。
3.如果用两支铂铑10-铂热电偶串联来测量炉温,连接方式分别如图(a)、(b)、(c)所示。
已知炉内温度均匀,最高温度为1000℃,试分别计算测量仪表的测量范围 (以最大毫伏数表示)。
图 法兰式差压变送器测液位()Pa g H p 2648781.99003max =⨯⨯==∆ρg h g H p p 0101ρρ-+=()gh h p p 01202ρ-+=gh g H p p p 0221ρρ-=-=∆解: (a)由于这时热电偶的冷端均为0℃,每支热电偶对应于1000℃时的热电势可以查得E(1000 ,0℃) = 9. 585 (mV)两支热电偶串联,测量仪表所测信号的最大值为Emax = 2×9.585 = 19.17 (mV)根据这个数值可以确定仪表的测量范围。
(b)由于这时不仅要考虑补偿导线引出来以后的冷端温度(30℃),而且要考虑炉旁边补偿导线与热电偶的接线盒内的温度(100℃)对热电势的影响。
假定补偿导线C、D与热电偶A、B本身在100℃以下的热电特性是相同的,所以在冷端处形成的热电势为E(30 ,0℃) = 0.173 (mV)在补偿导线C、D与热电偶的连接处1、4两点可以认为不产生热电势,但在接线盒内2、3两点形成的热电偶相当于热电偶在100℃时形成的热电势,即E(100 ,0℃) = 0.645 (mV)由于该电势的方向与两支热电偶在热端产生的电势方向是相反的,所以这时总的热电势为E max = 2E(1000 ,0℃) - E(100 ,0℃) - E(30 ,0℃)= 2×9.585 - 0.645 - 0.173 = 18.352 (mV)根据这个数值可以确定仪表的测量范围。
(c)由于这时两支热电偶冷端都用补偿导线引至远离炉子处,冷端温度为30℃,故总的热电势为E max = 2E(1000 ,0℃) - 2E(30 ,0℃)= 2×9.585 - 2×0.173 = 18.824 (mV)4.在上题所述三种情况时,如果由测量仪表得到的信号都是15mV,试分别计算这时炉子的实际温度。
解：在(a)情况时,由于2E(t,0) =15mV,即E(t,0) = 7.5mV,查表可得实际温度约为814.3℃。
在(b)情况时,由于2E(t,0) = 15 + E(30 ,0) + E(100 ,0)=15 + 0.173 + 0.645 = 15. 818 (mV)E(t,0) = 7. 909 ( mV)查表可得实际温度约为851.2℃。
在(c)情况时,由于2E(t,0) = 15 + 2E(30 ,0) = 15 + 2×0. 173 = 15.346 (mV)即E(t,0) = 7. 673 (mV)查表可得实际温度约为830℃。
2.图4-7是自动平衡电桥的工作原理图。
请问在下列情况时,仪表的指针(即滑动触点的位置)、起点温度、仪表量程会如何变化?简述其原因? (1)温度升高；(2)仪表停电; (3)加大R6；(4)减小R5；(5)电阻体被烧断。
解：(1)当温度升高时,滑动触点将向右移动,这是因为当温度升高后,R t增加,只有滑动触点向右移,使与R t串联的这个桥臂的电阻值减小,才能使电桥达到新的平衡。
(2)仪表停电时,指针随拨随停,因为此时放大器的输入与输出均没有信号,可逆电机不可能自行转动。
(3)加大R 6,滑动触点将向右移动,这是因为R 6增加,会使与R t 串联的这个桥臂的电阻值增加,只有滑动触点右移,才能使这个桥臂的电阻值恢复到原来的数值,电桥恢复平衡。
若其他电阻值都不变,增加R 6会使起点温度降低,这是因为滑动触点移至最左端时,代表的是起始温度,这时要使电桥平衡,R t 必然要小一些,以抵消增加R 6对整个桥臂电阻值的影响。
R t 小,就表示这时的起点温度降低。
(4)减小R 5,量程会降低,这是因为R 5减小,滑线电阻组件的等效电阻值减小,使滑动触点由最左端移到最右端的电位差变小,故量程减小。
(5)电阻体被烧断,滑动触点将移向最右端,这是因为电阻体烧断后,R t 趋于无穷大,放大器始终有一个正的电位输入,可逆电机转动,直至滑向最右端指针被挡住为止。
1. 一只比例作用的电动温度控制器,它的量程是 100～200℃,电动控制器的输出是0～10mA ,假如当指示值从140℃变化到160℃时,相应的控制器输出从3mA 变化到8mA ,这时的比例度为？2. 对一台比例积分控制器作开环试验。
已知K C =2，T I = 0.5min 。
若输入偏差如图所示,试画出该控制器的输出信号变化曲线。
图1 输入偏差信号变化曲线解：对于PI 控制器,其输入输出的关系式为将输出分为比例和积分两部分,分别画出后再叠加就得到PI 控制器的输出波形。
比例部分的输出为当K C = 2时,输出波形如图2(a)所示。
积分部分的输出为当K C = 2 , T I = 0. 5min 时在t =0～1min 期间,由于e =0 ,故输出为0。
在t =1～3min 期间,由于e =1,所以t =3min 时,其输出在t =3～4min 期间,由于e =-2,故t =4min 时,其积分总输出()()()()%40%100010/38100200/140160=⨯----=δ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∆⎰edt T e K p I C 1e K p C p =∆⎰=∆edt T K p I C I ⎰=∆edtp I 4⎰==∆3184dt p I ⎰⎰=-=∆31430244dt dt p I故Δp I输出波形如图2 (b)所示。
将图2(a)、(b)曲线叠加,便可得到PI控制器的输出,如图2 (c)所示。
图2 输出曲线图1.在生产实际中,由于生产负荷的变动,使原设计的控制阀尺寸不能相适应,会有什么后果?为什么?解：当生产中由于负荷增加,使原设计的控制阀尺寸显得太小时,会使控制阀经常工作在大开度,调节效果不好。
此时若开启旁路阀,会使控制阀特性发生畸变,可调范围大大降低;当生产中由于负荷减少,使原设计的控制阀尺寸显得太大时,会使控制阀经常工作在小开度,调节显得过于灵敏(特别是对于直线流量特性的控制阀) ,控制阀有时会振动,产生噪声,严重时发出尖叫声。