热工测量与自动控制
热工测量和自动控制复习资料
热工测量和自动控制复习资料一、名词解释1．基本误差：仪表测量值中的最大示值绝对误差与仪表量程之比值。
2．超声波流量计：超声波流量计是通过检测流体流动对超声束（或超声脉冲）的作用以测量流量的仪表。
3. 辐射温度若物体在温度为T时的总辐射出射度与全辐射体在温度为T’时的总辐射出射度相等，则把T’称为实际物体的辐射温度。
4．补偿电桥法（冷端温度补偿器）是采用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值，从而等效地使冷端温度恒定的一种自动补偿法。
5．测量方法：实现被测量与标准量比较的方法。
6．相对误差：相对误差指的是测量所造成的绝对误差与被测量（约定）真值之比乘以100%所得的数值，以百分数表示。
7．热电效应：将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如果两端接点的温度不同，回路中将产生电势，称为热电势。
这个物理现象称为热电效应或塞贝克效应.8．涡街流量计：涡街流量计是根据卡门（Karman）涡街原理研究生产的测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。
9．电阻式温度计：利用物质在温度变化时其本身的电阻也随着变化的特性来测量温度的仪器。
10．绝对误差：测量值与真实值之差的绝对值二、问答题1. 写出热电偶的基本定律及其应用。
答：基本定律应用均质导体定律同名极法检定热电偶参考电极定律为制造和使用不同材料的热电偶奠定了理论基础中间导体定律为在热电偶闭合回路中接入各种仪表、连接导线等提供理论依据；可采用开路热电偶，对液态金属进行温度测量。
中间温度定律为在热电偶回路中应用补偿导线提供了理论依据；为制定和使用热电偶分度表奠定了基础。
2. 试述测量系统有哪4个基本环节,及其各自的作用。
组成测量系统的基本环节有：传感器、变换器、传输通道（或传送元件）和显示装置。
各自作用：传感器是感受指定被测参量的变化并按照一定规律将其转换成一个相应的便于传递的输出信号，以完成对被测对象的信息提取。
热工测量与自动控制复习题解答
热工测量与自动控制 复习题 第一章1. 测量方法：实现被测量与标准量比较的方法。
测量一般分为：直接测量、间接测量和组合测量。
另外还包括：2. 随机误差分布的性质：有界性；对称性；抵偿性；单峰性。
3. 测量系统的组成：a. 传感器：被测量按一定规律转换成便于处理和传输的另一物理量的元件。
如，电量。
传感器的要求：i.选择性：不受被测对象的非被测量的影响(否则补偿)；ii. 复现性：传感器的输出信号与输入信号间应有稳定的单值函数关系，最好是线性关系。
iii. 稳定性：在规定的工作条件下(如时间)，保持其计量性能恒定的能力。
iv. 超然性：测量过程中，传感器或多或少都要消耗被测对象的能量，或在接触对象时改变对象的原状态。
仪器不影响被测量的能力叫超然性。
b. 变换器：将传感器输出的信号变换成显示器易于接受的信号的部件。
c. 显示装置(包括模拟式、数字式、屏幕式)。
d. 信号传输通道(形式分为电线、电缆、光缆、管道、电磁耦合或无线电通讯等)。
4. 测量误差：测量误差是不可避免的，只要有测量就有误差。
5. 测量误差的分类：a. 系统误差：相同测量的条件下，对统一被测量量进行多次测量，误差的绝对值和符号保持不变，或按一定规律变化。
这类误差称为系统误差。
消除：通过实验的方法消除，也可通过引入修正值的方法修正。
b. 随机误差：在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量 ，由于受到大量的、微小的随机因素影响，测量误差的绝对值的大小和符号没有一定的规律且无法简单估计，这类误差称为随机误差。
消除：一般用统计理论进行估价。
c. 粗大误差：明显的歪曲了测量结果的误差称为粗大误差。
6. 测量精度：a. 准确度(反映系统误差影响程度)：对同一被测量进行多次测量，测量值偏离真值的程度。
b. 精密度(反映随机误差影响程度)：对同一被测量进行多次测量，测量值重复一致的程度，或者说测量值分布密集的程度(测点离散度)。
c. 精确度(反映系统误差和随机误差综合影响程度)。
热工测量与自动控制复习资料
热工测量与自动控制复习资料一、填空题各种DCS系统其核心结构可归纳为“三点一线”结构，其中一线指计算机网络，三点分别指、、KMM调节器在异常工况有、两种工作方式。
实际应用中，调节器的参数整定方法有、、、等4种。
在锅炉跟随的控制方式中，功率指令送到调节器，以改变调节阀门开度，使机组尽快适应电网的负荷要求。
动态偏差是指调节过程中与之间的最大偏差调节对象在动态特性测试中，应用最多的一种典型输入信号是。
锅炉主蒸汽压力调节系统的作用是通过调节燃料量，使锅炉蒸汽量与相适应，以维持汽压的恒定。
在燃煤锅炉中，由于进入炉膛的燃烧量很难准确测量，所以一般选用信号间接表示进炉膛的燃料量。
就地式水位计测量出的水位比汽包实际水位要DEH调节系统与自动同期装置连接可实现。
对于DCS软件闭环控制的气动调节执行机构，下列哪些方法不改变其行程特性。
单元机组在启动过程中或机组承担变动负荷时，可采用的负荷调节方式。
判断控制算法是否完善中，要看电源故障消除和系统恢复后，控制器的输出值有无、等措施。
答案：（现场控制站、操作员站、工程师站）（连锁手动方式和后备方式）（临界比例带法、响应曲线法，经验法、衰减法）（汽轮机功率）12、（被调量与给定值）（阶跃函数）（汽机耗汽量）（热量）（低）（自动并网）。
（在允许范围内调节其供气压力）。
（锅炉跟随）（输出跟踪和抗积分饱和）二、判断题汽动给水泵在机组启动时即可投入运行（×）电力系统中的发电机或变压器的中性点直接接地，称为工作接地。
（√）热电势输出不稳定有可能是外界干扰引起的（√）锅炉热效率试验说明，为保持经济燃烧，负荷越大，最佳过剩空气系数越小（√）对于串级调节系统，试投运时，步骤是先内后外（√）。
热工仪表及自动控制系统的基本知识
一个实例： 要求水温控制为40℃， 调节手段为冷、热水 门。 调节对象、被调量、 给定值、内扰、外扰？
另一个实例：
用术语描述的自动调节过程： 自动调节系统受到外扰的作用， 使被调量偏离了给定值，测 量部件检测到两者的偏差， 通过调节器的调节作用，产 生一个相应的内扰，用来平 衡外扰，并使被调量恢复到 给定值，达到新的动态平衡， 调节过程结束。
二、传递函数 传递函数是在用拉氏变换求解常系数线性微分 方程的过程中引申出来的概念。 传递函数的定义：在零初始条件下，输出信号 的像函数y(S)与输入信号的像函数X(S)之比称 为该环节或系统的传递函数。即 对上述两个微分方程求解其 传递函数为：
三、阶跃响应曲线
阶跃响应曲线比微分方程和传递函数更能够对
根据各类仪表的设计、制造质量不同，国家 对每种仪表均规定了基本误差的最大允许值， 即允许误差。它可用绝对误差来表示，也可 以用引用误差来表示。
3、准确度等级： 仪表的准确度等级在数值上等于允许误差 去掉百分号后的绝对值。国家规定的准确 度等级系列有0.005，0.01，0.04，0.05， 0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0，5.0 等级别。数值越小，准确度越高。通常准
2、随机误差 随机误差是指在相同条件下多次测量同一 被测量时产生的绝对值和符号不可预知的 随机变化着的误差，又称偶然误差。 大多数随机误差服从正态分布规律，因此 可用求取算术平均值的方法予以消除随机 误差。
3、粗大误差 粗大误差是指由于操作人员的操作错误、 粗心大意及仪表的误动作等原因而造成的 误差，也称为疏失误差。即明显歪曲事实 的误差，称为粗大误差。 粗大误差通常表现为数值较大且无任何规 律，含粗大误差的测量值称为坏值，应当 剔除。为避免测量结果出现粗大误差，要 求操作人员在测量过程中避免失误。
2022最新热工测量与自动控制重点总结
（2022最新）热工测量与自动控制重点总结热工测量与自动控制重点总结第一章测量与测量仪表的基本知识1测量：是人们对客观事物取得数量观念的一种认识过程。
人们通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值。
2测量方法：是实现被测量与标准量比较的方法，分为直接测量、间接测量和组合测量。
3按被测量在测量过程中的状态不同，有分为静态和动态测量。
4测量系统的测量设备：由传感器、交换器或变送器、传送通道和显示装置组成。
5测量误差的分类：1）系统误差2）随机误差3）粗大误差6按测量误差产生来源：1）仪表误差或设备误差2）人为误差3）环境误差4）方法误差或理论误差5）装置误差6）校验误差.7测量精度：准确度、精密度、精确度。
8仪表的基本性能：一般有测量范围、精度、灵敏度及变差。
9精度：是所得测量值接近真实值的准确程度，以便估计到测量误差的大小。
10仪表的灵敏限是指能够引起测量仪表动作的被测量的最小变化量，故友称为分辨率或仪表死区。
第二章1产生误差的原因：1）测量方法不正确2）测量仪表引起误差3）环境条件引起误差4）测量的人员水平和观察能力引起的误差。
2函数误差的分配：1）按等作用原则分配误差2）按可能性调整误差3）验算调整后的总误差。
第三章温度测量1温标：是温度数值化的标尺。
他规定了温度的读数起点和测量温度的基本单位。
2热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。
3热电偶产生热电势的条件是：1）两热电极材料相异2）两接点温度相异.4热电偶的基本定律：1）均质导体定律2）中间导体定律3）中间温度定律。
4补偿电桥法：是采用不平衡电桥产生的电势来补偿电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值。
5电阻温度计的传感器是热电阻，热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。
6热电阻温度计测温度的特点：1）热电阻测温度精度高，测温范围宽，在工业温度测量中，的到了广泛的应用。
2）电阻温度系数大，电阻率大，化学、物理性能稳定，复现性好，电阻与温度的关系接近线性以及廉价。
热工仪表及自动控制
热电势为温差电势和接触电势的代数和。
§1-2 温度测量仪表
章目录 下一页
一、热工测量仪表
1、热电现象和热电偶的基本定律
均质导体定律：由一种均质导体或半导体组成的闭合回路， 不论其截面积如何以及各处的温度分布如何，都不能产生热电 势。
结论： （1）热电偶必须由两种不同性质的材料构成； （2）由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热 电势，则说明该材料是不均匀的。
§1-2 温度测量仪表
章目录 下一页
一、热工测量仪表
3、热电偶的结构 热电极直径由材料价格、强度、导电率及用途、测温范围
等决定： 贵金属d=0.3～0.65mm，廉金属d=0.5～3.2mm。 其长度根据工作端在介质中的插入深度来决定，工业热电
偶一般为350～2000mm。 其焊接形式有三种：见下图；对焊接点的要求为：焊点直
中检测和控制；
3.性能稳定，结构简单，经济耐用，维护方便； 4.可做得很小很薄、热容和热惯性都很小，能测量点的温度或表
面温度，也能用于快速测温。
§1-2 温度测量仪表
章目录 下一页
一、热工测量仪表
1、热电现象和热电偶的基本定律
热电现象（热电效应或帕尔贴效 应））：由两种不同的导体或半导体 A、B组成的闭合回路中，如果使两 个接点1、2处于不同的温度，回路就 会出现电动势，这一现象即为热电现 象。该电势即为热电势。
3、灵敏度
灵敏度：单位被测参数的变化引起仪表指示机构的角位移
或线位移。
即：
S
x
仪表的灵敏度反映了仪表对被 测参数变化的灵敏程度， 灵敏度越高，就越能观测微小的被测参数变化。要提高仪表 的灵敏度，可以采取增加放大系统的放大倍数的方法来实现。
第2章热工过程自动控制的基本概念
发散振荡的品质指标
2.0
过渡时间？？？ 峰值时间？？？
1.5
1.0
0.5
0.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t
偏差性能指标min
平方误差积分准则 J e2 tdt
0
时间乘误差平方积分准则J te2 t dt
0
误差绝对值积分准则 J e2 t dt
0
时间乘误差绝对值积分准则 J t e2 tdt
衰减振荡(2)的MATLAB模拟
单调过程的MATLAB模拟
汽车ABS刹车时的车速和轮速
三、品质指标
余差（e） ：系统过渡过程终了时给定值与被控参 数稳定值之差 最大偏差（A）：被控参数第一个波的峰值与给 定值的差 衰减比（n）：振荡过程的第一个波的振幅与第二 个波的振幅之比
衰减率（f）：经过一个周期后，波动幅度衰减的 百分比 过稳渡定过值程 的5时%间或（2t%s）范：围系内统所过需渡的过时程间曲线进入新的 峰值时间（tp）：系统过渡过程曲线到达第一个峰 值所需的时间，反映系统响应的灵敏程度
反应快，按设定的程序控制，必须有模型
人工控制
人在完成一项有目的的任务所经历的过程 眼睛观察 大脑分析决策、预期目标 油门执行 汽车受控对象
预期 分析决策
目标
观察 执行 观察
干 扰
工作对象被控量
预期 目标
设定 速度
汽车定速巡航
干
观察
扰
分析决策 执行 受控对象
调节器
观察 测量 执行
干 扰
受控对象
测量
最 大 偏 差
h(t)
0.8
0.6
0.4
29693 热工测量与自动控制课程考试说明
29693 热工测量与自动控制课程考试说明一、课程使用教材、大纲热工测量与自动控制课程使用的教材为《热工测量与自动控制》，张子慧编著，中国建筑工业出版社，1996年版。
二、本课程的试卷题型结构及试题难易度1.试卷题型结构表2．试卷按识记、领会、简单应用、综合应用四个认知层次命制试题，四个认知层次在试卷中所占的比例大致分别为：识记占20％、领会占25%、简单应用占35％、综合应用占20％。
3．试卷难易程度大致可分为“容易、中等偏易、中等偏难、难”。
根据课程的特点，每份试卷中，不同难易程度试题所占的分数比例大致依次为易占30分、中等偏易30分、中等偏难20分、难占20分。
三、各章内容分数的大致分布四、各章内容的重、难点五、各题型试题范例及解题要求1.单项选择题（每小题1分，共14分）要求：在下列每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将其字母标号填入题干的括号内。
范例：反映随机误差影响程度的是（）A．准确度 B．精密度 C．精确度 D．精度解答：（ B ）2.填空题（每空2分，共10分）要求：直接将答案填在横线上，不需要写出过程。
范例：镍铬-铜镍热电偶的IEC分度号为。
解答：E3.辨析题（每小题2分，共10分）要求：判断对错，并做出简略解释。
范例：若被测压力波动较大，为了保护压力表，其最高被测压力值应低于仪表量程的2/3。
（）解答：错误。
若被测压力波动较大，为了保护压力表，其最高被测压力值应低于仪表量程的1/2。
4.名词解释（每小题3分，共15分）要求：直接写出相关词语的涵义，不要展开说明。
范例：流速测量中的中间矩形法解答：中间矩形法是一种测点选择方法。
它将管道截面分成若干个面积相等的小截面，测点选择在小截面某一点上，以该点流速作为小截面平均流速，再以各小截面平均流速的平均值作为管道内流体的平均速度。
5.简答题（每小题6分，共30分）要求：直接写出相关问题的要点，不要展开议论。
范例：简述热电阻分度校验过程。
热工测量仪表及自动控制
热工测量仪表及自动控制摘要：热工自动控制系统一般都是作为各种发电供热企业的控制中枢而存在，它又包括机炉协调控制系统、锅炉控制系统以及送风控制系统等不同的调节系统。
本文通过简要阐述热工自动控制系统在相关发电供热企业中的实际应用现状，重点分析了几点提升热工自动控制系统运行质量和效率的策略。
关键词：热工；自动控制系统一、精准描述热工自动控制系统中热工对象的动态特性对于热工自动控制系统而言，系统中的热工对象也是非常重要的部分。
因此，要想使得热工自动控制系统合理化程度进一步提升，就要对热工对象的特征有着清晰了解。
与此同时，这也对确定最佳参数有着重要影响。
无论从哪个方面讲，热工对象的动态特征都是必须掌握的。
什么是热工对象的动态特征，实际上指的是热工对象的某一个输入量发生变化的时候，其被控参数在这些变动过程中出现的变化规律，这主要是与热工自动控制系统的结构层次、运行条件等因素有关。
因此，要想充分发挥出热工自动控制系统的最大价值和作用，相关部门应该从热工对象入手。
比如，为了能够更加精准地描述热工自动控制系统对象的动态特性，相关技术人员需要在试验中关注以下要素。
在整个过程中，技术人员首先应该确定热工自动控制系统的扰动量，因为如果扰动量过大的话，会直接影响其他干扰信号测试结果的精准度，因此，技术人员需要在确保扰动量数值在15%以下的状态下再进行其他要素的描述与试验。
此外，技术人员在正式进行试验的前后都需要将实际的热工对象直接调整到系统工作状态之下，并保持稳定运行一段时间之后再进行正式的试验，从而确保实验结果的真实性与精准度。
与此同时，对于热工自动控制系统中，阶跃响应曲线的开始部分，工作人员要对其进行重点关注，并且做出详细的记录，因为这部分数据的意义对热工对象的动态特性是非常关键的，技术人员可以通过两点法以及切线法等方式来求出热工对象的传递函数。
二、调节以及在线监测热工自动控制系统的品质热工自动控制系统调节品质的良莠将直接决定其克服外界干扰能力的大小。
热工测量习题集
热工测量仪表及自动控制习题集⑴．现有2.5级、2.0级、1.5级三块测量仪表。
所对应的测量温度范围分别为-100~500℃；-50~550℃；0~1000℃。
如果希望测量值为500℃，而测量的相对误差不超过2.5%。
问选哪块表较合适？⑵．请指出下列误差属于哪类误差？a用一块万用表重复测量同一电压值所得结果的误差。
b读数时由于看错了数字造成的误差。
c在用热电偶测温时，由于冷端温度没有补偿引起的测温误差。
⑶．相同量程的仪表，其精度等级数字越小，说明该表的测量准确度越高，这样说对吗？为什么？(4).工艺上要求隧道窑烧成带某段温度的测量误差小于10℃.现采用S型热电偶配XMZ-101测温显示。
XMZ-101量程选为0-1600℃，问该表的精度等级应选多少级？(5)仪表面板上标出的精度等级数字，在实际使用中来说有何意义？请举例说明。
(6)指针式温度显示仪表，量程范围为0-1400℃，精度等级为0.5级。
那么该表的最小刻度分格应为多少？(7)现对某台温度仪表进行校验后得出以下一组数据，问该表应确定为多少等级？(8)热电偶的电极丝直径越粗、长度越长则产生的电势是否就越就大？（8a）热电偶两根电极如果粗细不同，是否会对其产生的热电势有影响(9)常用的热电偶有哪些类型，请说出其分度号，长期使用最高温度分别为多少℃？(10)为什么要对热电偶冷端温度进行处理？常用处理方法有几种？(11)补偿导线有两种类型，它们在使用中有何区别？（11a）什么是补偿导线？补偿导线的作用是什么？在使用补偿导线时应注意哪些问题？(12)在购买热电偶时应向供应商提供哪些必要的数据？(13)哪些热电偶称为特殊热电偶？请例举三种以上特殊热电偶。
(14什么是铠装热电偶？其主要特点有哪些？(15) 热电偶测温时产生的误差有哪些因素引起的？(16) 用普通的热电偶测量一般燃气梭式窑炉内的温度，测出的温度与窑内的实际温度相比是偏高还是偏低？（使用方法正确）(17) 热电偶与补偿导线连接时，要求两个接点处的温度必须相等吗？为什么？(18)热电阻测温时为什么要采用三线制连接方法？（19）热电偶补偿电桥的平衡温度为什么要设计为二种，0℃和20℃？在使用时有何区别？(21) 目前热电阻温度计一般情况下测温上限为多少？(22) 热电阻与热电偶相比，哪个测温精度高？为什么？(23) 校验工业用热电偶时需要哪些设备？怎样进行校验？(24) 目前我国标准化热电阻有哪几种？写出它们的分度号和对应的初始值。
热工测量-第1章_绪论
4
接触测量和非接触测量
接触测量：传感器和被测对象直接接触而 进行的测量。 非接触测量：传感器和被测对象不直接接 触而进行的测量。
5 等精度测量和非等精度测量
等精度测量：在测量过程中影响误差大小的全部 测量条件不变。 非等精度测量：不同的测量条件下，对同一被测 量进行多次重复测量。
1.3 检测系统
偏差测量法：被测量作用在测量工具上， 其偏离测量工具的初始状态（零点），偏 离量得到被测量值。也就是说仪表指针的 位移决定被测量大小的测量方法。例如： 水银温度计；指针式万用表，弹簧秤。
零差测量法：使已知量和被测量的差值为零， 这时偏差测量仅起检零作用，已知量即为测量 值。 隐含： (1)已知量是连续可调的，随时可通过 调节 得到被测量。 (2)已知量可容易的准确测量 （天平，用电位差计测量热电偶产生的热电势。）
4 通讯总线与接口（管理两个不同系统之间的数据、 状态和控制信息的传输和交换）
总线：从任意一个源点到任意一个终点的 一组传送数字信号的公共通道，是各种信 号的集合。（一种规范，一种结构形式。） 接口：完成通信的硬件系统
流量检测系统的一个例子（流量跟节流件两侧压差的平发 根成正比）
管道 被测 对象
3 灵敏度 ( sensitivity )
灵敏度表征检测仪表对被测参数变化的灵敏程度。
定义： 测量系统在稳态下输出量的增量与输 入量的增量之比 斜率：
y K x K ( x x f ) Kx K y y K 1 1 K 1 1 x 1 K k
当K》1时，则
1 y x
对于闭环仪表，若正向通道总传递函数系统 K足够大，则闭环仪表的特性取决于反馈通 道的倒特性，而主通道各环节性能的改变不 会影响仪表的输出y。
《热工仪表及自动控制》课程教学大纲 姜长洪
《热工仪表及自动控制》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：课程名称：热工仪表及控制学时：48学时实验学时：0学时课程类别：专业课课程性质：必修先行课程：电工电子学、工程热力学、微机原理及应用、自动控制原理、锅炉原理适用专业：热能与动力工程责任单位：机械工程系二、课程性质、目的与任务本课程是热能工程专业的一门专业课程。
自控技术在热力生产过程中起着极为重要的作用，作为热力设备运行技术管理人员，必须对热力设备及系统的运行、试验、调整和技术改造有良好的基础，具备热力过程自动控制方面的基本知识。
本课程全面介绍热力过程自动控制的基本知识，主要讲述自动控制基本概念和基本理论、控制仪表的使用操作、热力过程自控系统的组成、热力设备本身结构和运行特点与自动化之间的关系，特别是微机以及DCS在热工过程自动化中的应用。
三、课程教学内容第一章概论基本内容和要求：1 实现热力过程自动控制的必要性自动控制的概念、实现自动控制的意义2 热力过程自动控制发展概况常规控制、计算机控制教学重点：1 了解自动控制系统的概念、明确实现自动控制的意义2 了解自动控制的发展概况和发展趋势3 了解锅炉、汽机、辅机控制系统第二章热工自动控制基本概念基本内容和要求：1 热工自动控制系统组成及常用术语人工控制和自动控制、自控系统的组成、常用术语2 热工自动控制系统的方框图方框图的画法、自控系统的分类3 过渡过程及其品质指标系统的静态和动态、过渡过程基本形式、品质指标教学重点：1 理解自控系统组成、明确其工作过程、掌握常用术语2 掌握系统方框图的画法、了解自控系统的分类3 理解系统的静态和动态的概念、掌握过渡过程基本形式及品质指标第三章被控对象动态特性基本内容和要求：1 热工对象动态特性理论分析2 热工对象动态特性实验测定3 热工对象动态特性的特征参数教学重点：1 了解对象特性理论分析方法2 明确实验测定手段3 掌握特征参数的概念及其物理意义第四章热工测量和仪表基本内容和要求：1 测量与误差2 温度测量和仪表3 压力测量和仪表4 流量测量和仪表5 汽包水位测量和仪表6 烟气分析和仪表教学重点：1 掌握测量与误差的概念、计算方法2 掌握常用温度、压力、流量、汽包水位测量和仪表原理、使用与维护3 掌握常用炉烟分析和仪表原理、使用与维护第五章热工控制仪表基本内容和要求：1 基本控制规律2 调节器模拟调节器、数字调节器控制规律、先进控制算法，DDZ-Ⅲ型调节器、数字调节器、组装式控制装置3 执行器气动执行器、电动执行器教学重点：1 理解各控制规律的定义、掌握各控制规律的特点及应用场合2 理解调节器工作原理、掌握其选型原则及其使用操作方法3 理解气动、电动执行器工作原理、掌握其选型原则及其使用操作方法第六章常用自动控制系统分析基本内容和要求：1 单回路自控系统分析及整定被控变量、操纵变量、控制规律的选择教学重点：1 理解单回路自控系统组成、掌握其工作过程及特点、分析及整定方法2 理解串级控制系统组成及特点、掌握其分析及整定方法3 理解前馈-反馈控制系统分析的组成、掌握其工作过程及特点4 理解其它控制系统分析方法第七章热力过程自动控制系统分析基本内容和要求：1 汽包锅炉给水自动控制系统分析动态特性分析、给水自控系统、全流程控制2 过热汽温控制系统分析动态特性分析、过热汽温自控系统、再热汽温控制系统3 燃烧过程自动控制系统分析动态特性分析、燃烧过程自动控制系统4 直流锅炉、单元机组自动控制系统教学重点：1 掌握汽包锅炉给水自动控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的给水自控系统2 掌握过热汽温控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的过热汽温自控系统、再热汽温控制系统3 掌握燃烧过程自动控制系统的组成及分析方法、熟悉由各种仪表构成的燃烧过程自动控制系统4 了解直流锅炉、单元机组自动控制系统的组成及分析方法第八章计算机集散控制系统基本内容和要求：1 计算机控制基础2 DCS系统概述概述、DCS系统构成、DCS特点3操作站概要、硬件结构、功能、技术规范4 控制站、硬件结构、功能、教学重点：1 掌握计算机集散控制系统的组成、明确其意义2 掌握操作员站、工程师站、控制站的硬件结构、明确其技术规范三、课程教学的基本要求该课程涉及学科较多，内容繁杂，要求做到面授与自学相结合，课内与课外相结合，平时与考试相结合。
热工测量及控制
热工测量及控制1、 测量3要素：测量单位、测量方法、测量工具。
2、 按误差本身的形式分类：绝对误差、相对误差。
3、 按误差出现的规律即产生的原因和性质的不同分为：系统误差、随机误差、粗大误差。
4、 热工仪表的组成：感受部件、传输变换部件、显示部件。
5、 仪表的质量指标：①准确度等级②灵敏度③不灵敏区④线性度⑤变差⑥温度特性6、 被测参数值应出现在量程的2/3处。
7、 ①真值实测值绝对误差-=②%100⨯=该仪表量程绝对误差相对误差 ③%100⨯=该仪表量程绝对误差基本误差④允许误差基本误差≤8、 热电偶温度计一般由热电偶、冷端温度补偿与处理装置、连接导线及显示仪表组成。
9、 热电偶的测温原理：热电偶温度计是根据热电效应实现温度测量的。
热点效应就是将两种不同的导体和半导体组成一个闭合回路，如果它们的两个接点的温度不同，则在该闭合回路就会产生热电动势，这种现象就是热电现象，由这两种不同的导体或半导体组成的闭合回路就称之为热电偶。
10、 热电偶回路产生的热电势由温差电势及接触电势两部分组成。
11、 热电偶的基本定律：①均质导体定律 由同一种均质导体或半导体组成的闭合回路中，不论其截面、长度及各段温度分布如何，热电偶回路中都不会产生热电势。
②中间导体定律 在热电偶回路中接入中间导体C 后，只要中间导体两端温度相同，中间导体C 的引入对热电偶回路的总电势没有影响。
③中间温度定律 热电偶的热端温度为t 、冷端温度为t0时的热电势等于该热电偶热端温度为t 、冷端温度为tn 的热电势与热端温度为tn 、冷端温度为t0的热电势的代数和，即()()()0,,0,t tn AB tn t AB t t AB E E E +=④标准电极定律 如果两种导体（A 和B ）分别与第三种导体（C ）组成热电偶产生的热电势已知，则由这两种导体（A 和B ）组成的热电偶产生的热电势可由下式计算()()()0,,,t t CB to t AC to t AB E E E +=12、 补偿导线 是一对在某一温度范围（一般为0~100℃）内热电特性与某种热电偶相同或十分相近的导线，通过它可以把热电偶冷端延伸到温度比较稳定之处，其效果与热电偶本身延长相同。
热工自动控制系统1
热工自动控制理论与技术牛玉广北方联合电力公司华北电力大学2006年7月目录第一章热工自动控制基础1.1 自动控制的基本概念1.1.1过程控制、程序控制与运动控制●过程控制：对流程工业生产过程的控制，广泛应用于电力、冶金、石化、轻工等行业。
●程序控制（顺序控制或开关控制）：根据预先规定的顺序和条件，使生产工艺过程中的设备自动地依次进行操作。
非流程工业控制（制造业等）。
●运动控制：机器人控制等。
1.1.2 过程控制系统的组成在无人直接参与下可使生产过程或其它过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。
给定值图1-1典型的输出反馈控制系统典型的控制系统结构如图1-1所示。
它是由控制对象、测量环节、调节器和执行器构成输出反馈控制系统。
当图中控制器由模拟仪表实现时，称为模拟（连续）控制系统；当控制器由计算机实现时，则称为计算机控制系统。
由于计算机内部使用数字量进行数据的存储、运算与处理，而生产过程输入输出多为连续模拟信号，因此，计算机控制系统中首先要解决计算机与生产过程间的信号转换问题。
实现这一功能的器件是多路开关、采样保持器、模数转换器、数模转换器和保持器，控制器则由计算机实现。
典型的输出反馈计算机控制系统结构如图1-2所示。
图1-2输出反馈计算机控制系统目前普遍采用DCS实现过程控制，其本质也是一个计算机控制系统。
生产过程执行器传感/变送器输出反馈控制是状态反馈控制的特例。
计算机的使用使实现状态反馈控制成为可能，从而为现代控制理论应用于生产过程控制创造了条件。
状态反馈计算机控制系统的典型结构如图1-3所示。
图1-3状态反馈计算机控制系统控制系统的主要组成部分说明如下：一、控制对象控制对象是指所要控制的装置或设备，如风机、水泵、阀门及锅炉、汽轮机、发电机等。
在控制系统分析与设计中，控制对象以数学模型形式来描述，其一般形式为微分方程。
当然，对于复杂控制对象，其完整准确的数学模型是难以获得的，工程上往往使用经过简化的、能满足控制要求的近似模型。
(完整版)热工自动控制基础知识
2．中间件 中间件是用来接受感受件的输出信号并将 其送到显示件的部件。 中间件的主要作用有： (1)单纯起传输作用。 (2)起信号放大作用。 (3)起变送作用。
3．显示件
显示件接受中间件送来的信号，并将其转 变为测量人员可以识别的信号，它是与测 量人员直接联系的部件。可分为三种：
(1)模拟显示：由指针、光标、色带等反映 被测参数的连续变化。
2、随机误差 随机误差是指在相同条件下多次测量同一 被测量时产生的绝对值和符号不可预知的 随机变化着的误差，又称偶然误差。 大多数随机误差服从正态分布规律，因此 可用求取算术平均值的方法予以消除随机 误差。
3、粗大误差 粗大误差是指由于操作人员的操作错误、 粗心大意及仪表的误动作等原因而造成的 误差，也称为疏失误差。即明显歪曲事实 的误差，称为粗大误差。
(2)数字显示：直接用数字显示被测参数的 大小或高低。
(3)屏幕显示：用计算机和电视屏幕等显示 测量结果。还可以给出要求的图形、数据 表格、曲线等。
二、仪表的分类
(1)按被测参数不同，可分为温度、压力、 流量、物位、成分分析仪表等。
(2)按用途不同，可分为标准用、实验室用、 工程用仪表。
(3)按显示特点不同，可分为指示式、积算 式、记录式、数字式、屏幕式。
γ＝δ/ (Xmax－Xmin) ×100％
例：体温计和高温计，量程分别为32～ 42℃，0～1000℃，如果同时有1 ℃的绝 对误差，求引用相对误差。
结果表明，引用相对误差更能说明测量的 准确程度，因此是最常用的表示方法。
二、误差的分类 1、系统误差 在相同条件下多次重复测量同一被测量， 如果每次测量值的误差恒定不变（绝对值 和符号均保持不变）或按某种确定的规律 变化，这种误差称为系统误差。
电厂热工自动控制
电厂热工自动控制摘要：我国当前热工自动化已经取得了良好的发展，电力行业也得到了良好的进步。
随着信息化时代的到来，我国电力工业开始朝着大机组方向发展。
在机组中，自动化系统可以说是神经中枢，控制、监督着整个机组的运行，对整个系统运行的安全进行保护。
我国已经有了良好的发展，在未来需要进一步加强对自动化技术的应用。
关键词：电厂热工；自动控制；集散控制一电厂热工自动化控制系统的构成电厂热工自动化控制系统的构成：第一，DCS 系统。
电厂 DCS 控制系统是计算机技术、系统控制技术、多媒体技术和网络通信技术等高新技术的结合，可以有效完成电厂的过程控制和管理。
DCS 控制系统在电厂中的广泛应用，可实现电厂机组的自动检测、自动控制、自动报警和自动保护，实现机组运行的自动控制。
第二，烟气脱硫系统。
烟气脱硫系统主要采用PLC 和 FGD2DCS。
电厂烟气脱硫系统通过 fgd2dcs 和PLC，结合计算机的键盘来控制开启和关闭的烟气脱硫系统和设备的运行监控操作。
电厂烟气脱硫系统的控制点设置可以结合电厂实际情况，将其结合在除灰系统外的电气控制室中。
同时，连接到电厂 DCS 控制系统，保证电厂稳定运行。
第三，辅助系统集中监控网络。
为了满足电厂的安装、调试和初始运行过渡需要，在电厂集中监控系统中的辅助系统，采用的是控制器+ 交换机 +人机接口的方式集中监控网络，结合一些水、煤和灰点位置来安排调试终端。
二、电厂热工自动化控制技术问题分析电厂热工自动化控制技术虽然有诸多优点，但是在具体的生产应用过程中，仍然存在一些问题。
（一）电厂设备自动化水平电厂热工控制自动化水平主要是由以下几个方面决定：一是发电机组设备在电厂所有设备中的地位和配电网对发电厂机组的要求；二是电厂发电机组承受负荷的能力和机组的可控性；三是测量所用仪表与控制设备的质量和种类；四是电厂自身的设备自动控制设计水平。
除此之外，设备机组的安装、调试以及自动控制系统所能达到的最终效果还是要依赖于电厂的维护水平和管理机制。
电厂热工自动控制技术的应用
电厂热工自动控制技术的应用摘要：电力行业及相关企业对人们日常生活、生产以及学习具有重要影响,在社会不断发展的进程中,相关领域面对各种困难与挑战,尤其是电厂热工如何更好地应用智能控制技术成为备受关注的研究课题。
在实际发展中,应在人力、物力以及财力上增加投入,对行业存在的问题进行深入分析。
关键词：电厂;热工自动化;自动控制;技术;应用引言随着生活水平的日益提高，对电力的需求也不断增加。
为了满足现代化建设的需要，电厂的热工系统技术也需要逐步提高其自动化程度。
本文将对电厂热工自动控制技术的内容和技术要点进行全面分析，并对今后如何优化电厂热工系统提出建议。
1.电厂热工自动化的内容电厂热工自动化技术是一种通过运用理论控制、热能工程技术、智能仪器仪表、计算机技术和其他信息技术对热力相关参数进行检测、控制，从而对生产过程实现检测，控制，优化、调度、管理、决策，实现控制智能化、过程自动化的目的。
（一）热工测量技术方面1、温度测量，温度参数占有很大的比重,火电厂热工测量控制系统中的温度测量传感器（senser），常见测温的原件有热电偶热电阻等，一些电厂还使用其他热敏元件如金属膜（双金属膜）红外测温探头、水银温包等作为温度测量等。
2、压力（真空）测量，压力传感器主要是基于应变原理的膜片，传感器为应变原理的膜片，弹簧管，变送器为位移检测原理或电阻电容检测原理，（4-20ma），感受压力的电器元件一般为电阻应变片。
当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
二次仪表以数显为多；3、流量测量，以采用标准节流件依据差压和流量之间存在的一定关系原理，通过测量压来实现流量测定。
差压式流量计由一次装置和二次装置组成。
一次装置称流量测量元件，二次装置称显示仪表。
少数地方采用齿轮流量计或涡轮流量计，如燃油流量的测量。
大机组中的主蒸汽流量测量许多地方不用节流件，利用汽机调节级的压力通用公式计算得出4、液位（料位）测量，料位测量，按检测物料的种类不同可分为液位、颗粒料位等检测装置;按原理可分为电容式、重锤式、雷达式等、液位测量以差压原理经压力补偿测量为主流，电接点，工业电视并用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（一）课程的基本要求
初步掌握工程的测量方法以及误差分析与数据处
理，能够正确选择和使用安装测量仪表、仪器，合理
组建常用的测量系统，了解自动控制的基本原理，能
准确地提出本专业对自动控制的要求正确绘制自动控
制原理示意图，并能配合自控人员进行工程调试。
（二）本课程与其它课程的关系
两者的比值（测量值）
测量的基本方程式
X = a U (1-1)
测量单位（SI）
测量过程的三要素 测量方法
测量仪器与设备
标
毛
尺
细
管
玻璃感温包
2、测量过程及变换（转换）：
测量过程包括调零、对比、示差、调平衡、读数五个动作。
测量变换的定义是指把被测量按一定的规律变换成另 一个物理量的过程。实现该过程的元件称为测量元件。
测量结果表达式： X 0 X max (1 5) (max )
按误差产生的原因 系统误差（系差） 及性质的不同分为 随机误差（偶然误差）
粗大误差（过失误差）
（一）系统误差:在多次等精度测量同一恒定值时， 误差的绝对值和符号保持不变，或当条件改变时也按 某种规律变化的误差，简称系差。
变换是测量的核心。
二、测量的方法(如何实现被测量与标准量比较的方法) 直接测量
（一）按照获取测量结果的程序分 间接测量 非零测量法 组合测量
（二）按照仪表特点分 零位法
接触测量法
微差法
非接触测量法
（三）按照被测对象在测量过程中的状态分 静态(稳态) 动态
（四）按照测量精度分
等精度测量 不等精度测量
用方法和各专业运行调试的方法。对于自动控制部分
的内容作为了解。
绪论
热工测量----测量与测量仪表的基本知识、误差的基本性 质与处理、各种热工参数测量仪表的结构、原理与使用
测量热工参数:温度、湿度、压力、流量、流速、液位、热量
自动控制----自动控制原理、自动控制仪表、自动控制系 统、自动控制在暖通工程上的应用
选择功能
毛
比较和运算功能
细 管
尺
显示和记录功能
传感器
二、测量系统的组成 中间变换器
玻璃感温包
显示装置
控制器
x 传感器 被测信号
中间变换器 电源
显示(记录) y=f(x)
在实际应用中，一般用干、湿球温度计来测量出湿球温 度，近似代替热力学湿球温度。并且得到相对湿度。
风扇
干
t-ts
球
湿
温
球
度
温
温度计 恒温室20 ± 1 ℃
温度传感器
TC 控制器
1
M
20℃
恒温室
第一章 测量的基本知识（授课4学时） §1-1 测量的意义及方法
一、测量的概念
测量就是用专门的技术工具依靠实验和计算找到测量值 1、测量的定义：以同性质的标准量与被 a X
测量比较，并确定被测量对标准量的倍数。 U
被测量： X = a U 标准量（测量单位）
度 纱布
水
v＞2.5m/s为常数
Pq Pq.b A(t ts )B
Pq.b
Pq.b
f (t,ts , v, B)
变换功能 选择功能 比较和运算功能 显示和记录功能
X g1 g2 gm
Y=f(X,g1,g2……gm)
变换元件
三、热工测量仪表的分类
（一）按被测参数分类----温度、湿度、压力、流量、 流速、液位、热量
点测量
场测量
等精度测量—测量条件完全相同的情况下进行测量，其精度相同。
测量过程包括调零、对比、示差、调平衡、读数五个动作
热水热量指示积算仪
Q m(hs hr ) mCP (ts tr )
c
c r
铂热电阻 0 ~ 850C
a
Rt R0 (1 At Bt 2 ) 求解联立方程，
（二）按显示记录形式分类 模拟式仪表 记录仪表
指针指示仪表 指示仪表 数字显示仪表
按显示功能分类
屏幕显示仪表
记录仪表
模拟式信号记录仪表 数字打印记录仪表
（三）工作原理分类:机械式/电子式/气动式/液动式
用途：标准/实验/工程用仪表 （四）其他分类 装置地点：就地安装仪表和盘用仪表
使用方法：固定式仪表和便携式仪表
产生原因：五条P.11
（二）随机误差:在多次等精度测量同一恒定值时，
其绝对值和符号无规则变化的误差，标测量次数足够多
时，服从统计规律，误差的平均值趋准近于零。又称偶
然误差。
温
产（地三生偏）原离粗因 实大： 际误三 值差条 所形P:在.成1一1的定误的差测，量简条称件粗度 计下差，，测又毛细管量称值过明标尺失显误
§1-3 测量误差与测量精度
被测量的真值：
.
X0 = a U
一、测量误差：测量结果与被测量的真值之间的差
按误差的 绝对误差 △=X-X0 (1-3)
表示方法分 相对误差 100%
X0
(1 4)
X0为一不确定值，在一区间范围内。只有当给出了测 量结果X、误差范围 ± △max 及其单位，测量才算完成。
R4 R3
R0
I1
Rt
b
I2 R2
Ga
R4 1 Rp
R3
Rt b
R2
Rt0 G
得出常数A、B
d
d
E
R
E
R
M
B 1 d0
4
4
d02
2(PA PB ) A0 2P
流量
D
P PA PB ,
室内温度
B, 1 d0 4
D
A0
4
d02
封液(水、酒 精、水银)ρ
PA 30 30 20 20 10 10 00 10 10 20 20 30 30
PB
H
h2 h
h1
U形管压力计φ6～10mm
0 室外温度
时间
1 AB2
3
D d0 d
0
时间
§1-2 测量系统
----为完成测量任务而被组合在一起的整体。
变换功能
标
一、测量系统的基本功能
本课程是本专业的一门专业课，与其它课程有横
向联系，在学生对于其它专业课的内容有所了解的基
础上，开设本课使学生对于该专业各参数是如何测量
的有所认识。
（三）教学要求、重点、深广度和教学方法建议
要求学生掌握教学大纲要求的内容、重点是各热
工参数的测量和自动测量的基本知识和术语，对于各
种仪表的制造原理有所了解，重点掌握各种的仪表使
差。
产生原因：
粗心失误
0
100
200
6
7
8
二、测量精度
随机误差小--精密度高 系统误差小--正确度高 粗大误
●●
● ●
●●
●● ●●
●●●●●●●●
精确度高
●
●●
●●●● ●
●
(a)
(b)
(c)
(d)
靶心---测量的真值 靶上的弹着点---测量的结果