过程控制答案1

1-1试述热电偶的测温原理，工业上常用的测温热电偶有哪几种？什么热电偶的分度号？在什么情况下要使用补偿导线？

答：a、当两种不同的导体或半导体连接成闭合回路时，若两个接点温度不痛，回路中就会出现热电动势，并产生电流。

b、铂极其合金，镍铬-镍硅，镍铬-康铜，铜-康铜。

c、分度号是用来反应温度传感器在测量温度范围内温度变化为传感器电压或电阻值变化的标准数列。

d、在电路中引入一个随冷端温度变化的附加电动势时，自动补偿冷端温度变化，以保证测量精度，为了节约，作为热偶丝在低温区的替代品。

1-2热电阻测温有什么特点？为什么热电阻要用三线接法？

答：a、在-200到+500摄氏度范围内精度高，性能稳定可靠，不需要冷端温度补偿,测温范围比热电偶低，存在非线性。

b、连接导线为铜线，环境温度变化，则阻值变，若采用平衡电桥三线连接，连线R使桥路电阻变化相同，则桥路的输出不变，即确保检流计的输出为被测温度的输出。

1-3说明热电偶温度变送器的基本结构，工作原理以及实现冷端温度补偿的方法。在什么情况下要做零点迁移？

答：a、结构：其核心是一个直流低电平电压-电流变换器，大体上都可分为输入电路、放大电路及反馈电路三部分。

b、工作原理：应用温度传感器进行温度检测其温度传感器通常为热电阻，热敏电阻集成温度传感器、半导体温度传感器等，然后通过转换电路将温度传感器的信号转换为变准电流信号或标准电压信号。

c、由铜丝绕制的电阻Rcu安装在热电偶的冷端接线处，当冷端温度变化时，利用铜丝电阻随温度变化的特性，向热电偶补充一个有冷端温度决定的电动势作为补偿。桥路左臂由稳压电压电源Vz（约5v）和高电阻R1（约10K欧）建立的恒值电流I2流过铜电阻Rcu，在Rcu 上产生一个电压，此电压与热电动势Et串联相接。当温度补偿升高时，热电动势Et下降，但由于Rcu增值，在Rcu两端的电压增加，只要铜电阻的大小选择适当，便可得到满意的补偿。

d、当变送器输出信号Ymin下限值（即标准统一信号下限值）与测量范围的下限值不相对应时要进行零点迁移。

1-5力平衡式压力变换器是怎样工作的？为什么它能不受弹性元件刚度变化的影响？

答：a、被测压力P经波纹管转化为力Fi作用于杠杆左端A点，使杠杆绕支点O做逆时针旋转，稍一偏转，位于杠杆右端的位移检测元件便有感觉，使电子放大器产生一定的输出电流I。此电流通过反馈线圈和变送器的负载，并与永久磁铁作用产生一定的电磁力，使杠杆B 点受到反馈力Ff，形成一个使杠杆做顺时针转动的反力矩。由于位移检测放大器极其灵敏，杠杆实际上只要产生极微小的位移，放大器便有足够的输出电流，形成反力矩与作用力矩平衡。b、因为这里的平衡状态不是靠弹性元件的弹性反力来建立的，当位移检测放大器非常灵敏时，杠杆的位移量非常小，若整个弹性系统的刚度设计的很小，那么弹性反力在平衡状态的建立中无足轻重，可以忽略不计。

1-7试述节流式、容积式、涡流式、电磁式、漩涡式流量测量仪表的工作原理，精度范围及使用特点。

答：a、节流式

工作原理：根据流体对节流元件的推力或在节流元件前后形成的压差等可以测定流量的大小。

差压流量计：根据节流元件前后的压差测流量。

精度：正负0.5%到1%

使用特点：保证节流元件前后有足够长直管段

靶式流量计：使用悬在管道中央的靶作为节流元件

精度：2%到3%

使用特点：可用于测量悬浮物，沉淀物的流体流量

转子流量计：以一个可以转动的转子作为节流元件

使用特点：可从转子的平衡位置高低，直接读出流量数值

b、容积式

工作原理：直接安装固定的容积来计量流体。

精度：可达2%较差时亦可保证0.5%~1%

使用特点：适用于高黏度流体的测量

c、涡轮式

工作原理：利用导流器保证流体沿轴向推动涡轮，并且根据磁阻变化产生脉冲的输出。

精度：0.25%~1%

使用特点：只能在一定的雷诺数范围内保证测量精度。由于有转子，易被流体中的颗粒及污物堵住，只能用于清洁流体的流量测量。

d、电磁式

工作原理：以电磁感应定律为基础，在管道两侧安放磁铁，以流动的液体当作切割磁力线的导体，由产生的感应电动势测管内液体的流量。

精度：0.5%~1%

使用特点：只能测导电液体的流量

e、漩涡式

工作原理：根据漩涡产生的频率与流量的关系测定流量

精度：正负0.2%~正负1%

使用特点：量程比达到30:1，可测液体和气体。

2-3 PID调节器中，比例度p，积分时间常数Ti,微分时间常数Td,积分增益Ki,微分增益Kd 分别有什么含义？在调节器动作过程中分别产生什么影响？若令Ti取∞，Td取0，分别代表调节器处于什么状态？

答：1在比例积分运算电路中，RI,CI组成输入电路，CM为反馈元件

1）比例度P=Cm/CiX100%表示在只有比例作用的情况下，能使输出量做满量程变化的输入量变化的百分数。

2）积分时间Ti=RICI Ti愈小，由积分作用产生一个比例调节效果的时间愈短，积分作用愈强。Ti越大，积分作用越弱。

3）积分增益Ki=CM/CIXA A 为放大器增益，Ki越大，调节静差越小。

比例微分运算电路中，由Rd Cd及分压器构成无源比例微分电路

4）kd为比例微分调节器输出地最大跳变值与单纯由比例作用产生的输出变化值之比。5）微分时间Td=KdRdCd

2,Ti取无穷时，调节器处于PD状态。Td取零时调节器处于PI状态。

2-4 什么是PID调节器的干扰系数

答：用PI，PD串联运算获得PID调节规律时，在整定参数上存在相互干扰的现象，常用干扰系数F=1+Td/Ti表示