化工仪表及自动化

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1、第一章自动控制系统基本概念9、试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做被控对象。被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。给定值：被控变量的预定值。操纵变量：受控制阀操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或能量。12、什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？答：（1）系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。

2、 （2）负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而升高时，只有负反馈才能使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。 16、什么是控制系统的静态与动态？为什么说研究控制系统的动态比研究其静态更为重要？答：（1）在自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。（2）因为干扰是客观存在的，

3、是不可避免的。一个自动控制系统投入运行时，时时刻刻都受到干扰作用，破坏正常的工艺生产状态。这就需要通过自动化装置不断施加控制作用去对抗或抵消干扰作用的影响，使被控变量保持在工艺所要求的技术指标上。一个正常工作的自动控制系统，总受到频繁的干扰作用，总处在频繁的动态过程中。所以了解系统动态更为重要。第二章过程特性及其数学模型9、为什么说放大系数K是对象的静态特性？而时间常数T和滞后时间τ是对象的动态特征？答：在稳定状态时，对象一定的输入就对应着一定的输出。这种特性称为对象的静态特征，而K在数值上等于

4、对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比，所以放大系数是对象静态特性。时间常数T和滞后时间τ都描述的是达到稳态值前的过程，故是对象的动态特性。第三章检测仪表与传感器11、弹簧管压力计的测压原理是什么？试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程。答：（1）弹簧管压力计的测压原理是弹簧管受压力而产生变形，使其自由端产生相应的位移，只要测出了弹簧管自由端的位移大小，就能反映被测压力p的大小。（2）弹簧管式压力计的主要组成：弹簧管（测量元件），放大机构，游丝，指针，表盘。（3）弹簧管压力计测压过程为：用弹簧

5、管压力计测量压力时，压力使弹簧管产生很小的位移量，放大机构将这个很小的位移量放大从而带动指针在表盘上指示出当前的压力值。29、什么叫节流现象？流体经节流装置时为什么会产生静压差？答：流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的（1）流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。（2）节流装置时，由于流速发生变化，使流体的动能发生变化。根据能量守恒定律，动能的变化必然引起静压能的变化，所以在流体流经节流装置时必然会产生静压差。33、为什么说转子流量计是定压降式流量计？而差压式流量计是变压降式流量计？

6、答：（1）虽然转子流量计也是根据节流原理测量流量的，但它是利用节流元件改变流体的流通面积来保持转子上下的压差恒定。所以是定压式。（2）是基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置是产生的压差来实现流量测量的，所以是变压降式46、按工作原理不同，物位测量仪表有哪些主要类型？它们的工作原理各是什么？答：（1）直读式物位仪表：利用连通器的原理工作。（2）差压式物位仪表：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理而工作。（3）浮力式物位仪表：利用浮子的高度随液位变化而改变，或液体对浸沉于液体中的浮子或沉

7、筒）的浮力随液位高度而变化的原理来工作的。（4）电磁式物位仪表：把物位的变化转换为一些电量的变化，通过测出电量的变化测出物位。（5）核辐射式物位仪表：利用核辐射透过物体时，其强度随物质层的厚度而变化的原理来工作。目前γ射线应用最多。（6）声波式物位仪表：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化即可测出物位。（7）光学式物位仪表：利用物位对光波的遮断和反射原理工作。50、什么是液位测量时的零点迁移问题？怎样进行迁移？其实质是什么？答：（1）使用差压变送器位时，一

8、般差压Δp与液位高度H之间的关系为：Δp=Hρg。这就是“无迁移”的情况。当H=0时，作用在正、负压室的压力是相等的。实际应用中，由于安装有隔离罐、凝液罐、或由于差压变送器安装位置的影响等，使得在液位测量中，当H=0时，正、负压室的压力并不相等，即Δp≠0，这就是液位测量时的零点迁移问题。（2）差压变送器上的迁移弹簧，以使当H=0时，尽管差压变送器的输入信号Δp≠0，但变送器的输出为标准最小值。（3）移实质上是变送器零点的大范围调整，它改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，而不改变量程