測試技術與自動化儀表總復習測試技術與自動化儀表總復習測試技術與自動化儀表總復習三變送器1、變送器的作用將被測參數〔P、L、T、F···〕轉換成標準統一信號〔4～20mA、20～100kPa、0～10mA等〕遠傳，供顯示、記錄、控制、運算、報警等。返回12021/2/23三變送器

1、變送器的作用

將被測參數〔P、L、T、F···〕轉換成標準統一信號〔4～20mA、20～100kPa、0～10mA等〕遠傳，供顯示、記錄、控制、運算、報警等。差壓溫度液位流量電流含水率…….壓力變送器顯示記錄控制現場控制室返回22021/2/232、變送器的輸入輸出關系

輸入：Xmin～Xmax變送器測量范圍

L=Xmax―Xmin

變送器量程

輸出：Ymin～Ymax

輸出信號范圍

不同類型的變送器，其能源及輸出的標準信號范圍不同。

輸出信號能源氣動變送器：20～100kPa140kPa70年代-80年代中電動變送器:電Ⅱ型0～10mA；220VAC80年代中-90年代初

電Ⅲ型4～20mA24VDC90年代初---

其他類型沒有特殊說明，變送器的輸入X和輸出Y一般為線性關系。

返回32021/2/23例2-1：一電Ⅲ型壓力變送器，測量范圍2～10MPa，在控制室測得信號為12mA時，所測壓力是多少MPa當所測壓力為7.6MPa時，輸出為多少mA變送器輸出與測量值的換算：測量值與變送器輸出的換算：

各種輸出與被測參數滿足線性關系的變送器均可適用。返回只要知道測量范圍，就可對輸入、輸出進展換算。42021/2/233、變送器的連線方式〔3〕四線制〔1〕二線制：電Ⅲ型現場控制室二線制變送器返回〔2〕三線制現場控制室四線制變送器三線制變送器52021/2/23

物位測量及變送

總結：原理〔少于10字〕、特點〔優點、缺點〕、測量范圍大小〔定性〕、精度上下〔定性〕、遠傳/就地、適用場合。浮力式變浮力：浮筒恒浮力：磁翻板、自動跟蹤、浮球、鋼帶靜壓式儀表：應用液柱高度產生的靜壓。其它物位計電容〔射頻導納〕超聲波雷達核輻射62021/2/23一、浮力式液位計恒浮力式：翻轉式:就地指示、防爆、無電源、價格廉價

變浮力式：返回浮筒(理解〕浮球式液位計：遠傳、高粘度、量程小、精度低鋼帶式液位計:就地/遠傳指示、防爆、量程大、精度高自動跟蹤式液位計:就地/遠傳指示、量程大、精度高72021/2/23二、差壓式液位計靜壓原理：應用液柱高度產生的靜壓。確定差壓變送器的：正負壓力表示、正負遷移判斷、遷移量、測量范圍、量程。還可用于界位測量。返回(1)分別計算正負壓室兩側靜壓P1、P2,求ΔP=P1-P2

(2)令被測液位H=Hmin時:即:ΔPmin=遷移量D，其代數和為正則正遷移；為零則無遷移；為負則負遷移。(3)差壓變送器量程:L=ΔHmaxρg(4)遷移后差壓變送器的測量范圍：D～L+D

82021/2/23由于差壓變送器出廠時的測量范圍下限通常為0。返回遷移量為:

差壓變送器的量程：

測量范圍：負遷移

正遷移

零點遷移僅改變測量范圍上、下限，量程大小不變。即：H=Hmin,I=4mA;H=Hmax,I=20mA。會計算H、I、三者之間的關系。92021/2/23三、其它物位計1.電容式物位計圓筒電容器：固定R和r，改變ε或L

。測量非導電介質液位測量導電介質液位

用高頻無線電波測量系統導納，將單純測量電極電容變化變為測量復數阻抗變化，排除掛料影響。導電掛料足夠長2.射頻導納物位計返回H→△C共同特點：精度低、量程小，用于小液位測量不同介質吸收射線的才能不同。3.核輻射物位計102021/2/23三、其它物位計計算超高頻電磁波往返液面的時間，確定空高h。

5.雷達液位計3.核輻射物位計返回4.超聲液位計：氣介、〔液介〕共同特點：非接觸測量112021/2/23

第四章流量測量及變送1流量的定義、單位瞬時流量累計流量體積流量質量流量122021/2/23

第四章流量測量及變送速度式差壓式電磁渦輪式漩渦：渦街、旋進漩渦容積式橢圓齒輪腰輪刮板質量式直接式：科里奧利間接式：溫度壓力補償式質量流量計比照：工作原理、流量方程、精度上下(定性)、量程比上下(定性)、壓力損失大小(定性)、直管段要求、適用介質。共同特點：精度低、需要直管段共同特點：精度高、不需要直管段

體積流量：溫度、壓力影響特點：精度高，不受溫度、壓力、粘度等變化的影響。132021/2/23一、差壓式流量計1.節流原理：動壓能與靜壓能轉換，恒截面、變壓差。返回節流裝置引壓管路非標準標準節流元件〔3種〕取壓方式〔3種〕組成三閥組和差壓計：三閥組的作用及操作順序142021/2/23二、容積式流量計容積分界法：以固定容積對流體進展連續計量并累積。返回三、電磁流量計v→Ex電磁感應四、渦輪式流量計v→f動量矩守恒直接式

科氏力質量流量計六、質量流量計v→fc→θ

或△t

可同時測量密度：五、旋渦流量計渦街流量計流體自然振動旋進旋渦流量計流體強迫振動v→

旋渦頻率f流體振動152021/2/231溫度的定義攝氏溫標2溫標的定義及互相關系華氏溫標熱力學溫標宏觀微觀

第五章溫度測量及變送162021/2/23玻璃管式就地指示：膨脹式熱電偶雙金屬式壓力式遠傳分類，分度號，分度表熱電阻金屬導體半導體PtCu分度號，分度表比照：原理、就地/遠傳、精度上下、測量范圍大小、線性度、優缺點、適用場合中低溫高溫172021/2/23一、膨脹式溫度計物體受熱體積膨脹。分為氣體、液體、固體膨脹式。

返回玻璃管式：氣、液體膨脹就地指示：膨脹式雙金屬式：固體膨脹壓力式：氣、液體膨脹共同特點：就地指示、防爆、精度低182021/2/23二、熱電偶溫度計熱電效應：包括溫差電勢和接觸電勢。2.冷端溫度補償的作用和補償方法返回1.補償導線的作用，與相應的熱電偶的連接方式〔型號匹配與正負極性連接正確〕。E(t,0)＝E(t,t0)+E(t0,0)

分度表的使用條件。查表計算E(t,0)192021/2/23返回分度表的使用條件。查表計算E(t,0)3.計算的常用公式：①EAA(t,t0)=0；EAB(t,t)=0；理解參考電勢方向的概念②第三種導體定律：接入第三種導體，只要與第三種導體相接的兩接點溫度一樣，則對回路中電勢無影響。202021/2/23三、熱電組溫度計返回物質自身電阻隨溫度發生變化。熱電阻金屬導體半導體PtCu分度號，分度表測量范圍、精度、線性度等常用熱電阻分度號、連接導線要求〔三線制〕。212021/2/23

控制規律與控制器

執行器第二篇過程控制儀表返回222021/2/23一、控制器的作用二、控制規律三、控制器當Pv≠Sv時，控制器按照選定的控制規律，使輸出變化量△Mv對執行器產生控制作用，消除或抑制偏向。控制規律研究的是△Mv與Dv之間隨時間變化的關系。根本控制規律:P、PI、PD、PID，統稱PID控制規律。掌握各控制規律的特點，適用對象范圍。理解控制器的根本功能。掌握正、反作用的定義。返回第八、九章控制規律與控制器232021/2/23

二控制規律PPIPDPID公式，特點、適用場合控制規律的實現：通過改變控制參數〔PB、TI、TD〕到極限值，來獲得不同的控制規律242021/2/23返回1.根據被控對象的特性、各控制規律的特點選擇控制規律適用：滯后較小、負荷變化不大，無余差要求的被控對象，如中間儲罐的液位、精餾塔塔釜液位、不重要的蒸汽壓力控制系統。

特點：輸出與偏向成比例，KP↑〔PB↓〕→控制作用↑。調節作用快，抑制干擾才能強。但存在余差，且KP↓〔PB↑〕→余差↑。①P控制質量主要取決于控制器的控制規律〔P、PI、PD、PID〕選擇和控制參數(KP或PB、TD、TI)設置。TD→0，TI→∞，P252021/2/23返回適用：滯后小、負荷變化不大，不允許有余差的被控對象，如大多數壓力、流量控制系統，不允許有余差的液位控制等。②PI:特點：輸出與偏向的積分成比例，可消除余差。但TI↓→控制作用↑，滯后大，會降低系統穩定性，可適當加大PB〔KP↓〕保持穩定性，但A相應增大，Ts加長。TD→0，PI262021/2/23返回③PD:特點：根據Dv變化趨勢，進展超前控制，具有預測作用。TD↑→控制作用↑。適用：溫度、成分等容量滯后的對象，且工藝無余差要求的被控對象。不適用于：純滯后對象。適用：溫度、成分等容量滯后且不允許有余差的被控對象。④PID:特點：微分輸出與偏向變化速度成正比，積分可消除余差。適當調整PB、TI和TD，可獲得較高控制質量。TI→∞，PD272021/2/23返回2控制參數(KP或PB、TD、TI)確實定被控對象PB（%）TI（分）TD（分）液位20~80

流量40~1000.1~1

壓力30~700.4~3

溫度20~603~100.5~3根據控制參數對過渡過程品質(穩、快、準〕的影響282021/2/23

二控制器1控制運算〔控制規律的實現〕理解控制器的根本功能。控制規律的實現：通過改變控制參數〔PB、TI、TD〕到極限值，來獲得不同的控制規律292021/2/23

3正反作用：構成負反響正作用：

反作用：

5.內、外給定選擇與提供內給定信號：

內給定：由控制器內部設置，用于定值控制系統；外給定：來自外部輸入，用于隨動控制系統。4.手/自切換與手動操作

自動：控制器輸出Mv根據控制規律隨Dv變化而變；

手動：控制器輸出Mv與Dv無關，此時控制規律無效。直接由手動操縱Mv，類似直接手調閥門開度。

在自動控制系統剛投入運行時，先進展手動操作來改變控制器輸出信號，等到系統根本穩定后再切換為自動運行。302021/2/23

第十章執行器

一執行器的作用二按能源分類

氣動執行器

電動執行器

液動執行器作用：承受控制信號，改變操縱變量，使測量值保持在給定值或一定范圍內。312021/2/23二氣動執行器執行機構薄膜執行機構活塞式執行機構長行程執行機構原理：輸入輸出關系作用正反作用不平衡力，閥門定位器調節機構分類直行程：角行程：性能指標節流原理流量系數:決定閥的口徑Dg、dg可調比:理想、實際流量特性:理想〔四種〕，實際正裝、反裝特點物理意義322021/2/23三、性能指標1.流量系數C表示調節閥的最大流通才能的參數。返回流量系數C的大小取決于閥門公稱通徑Dg和全開時阻力系數ξ〔dg)。閥過大,工作在小開度,調節質量不好;閥過小,即使全開也不能適應最大流量,造成工藝不能正常工作調節閥的固有特性332021/2/232可調比R

定義：指調節閥所能控制的最大流量Q100(開度100%)

與最小流量Q0(開度0%)之比值

調節閥的可調節才能理想可調比：閥前后壓差不變時的可調比稱理想可調比。一般國內調節閥R=30，國外調節閥R=30~50。

調節閥的固有特性342021/2/23快開直線拋物線等百分比〔對數〕返回理想特性是調節閥的固有特性，是由閥芯的形狀決定的。

調節閥相對行程與流過的相對流量之間的關系:

理想流量特性：3.流量特性

352021/2/23四執行器選擇〔一〕構造形式的選擇選執行機構：從能源，工藝介質要求、平安、調節精度，經濟效益及現場情況等多種因素，綜合考慮選用氣、電、液哪一種執行機構。選調節機構工藝條件：應考慮溫度、壓差、流量、泄漏量的要求介質物性：應考慮粘度、密度、結晶、結焦的情況執行機構的分類、特點調節機構的分類、特點362021/2/23〔二〕氣開、氣關(風開風關)的選擇1定義氣開〔風開〕：有氣則開，無氣則關，信號↑，開度↑。氣關〔風關〕：有氣則關，無氣則開，信號↑，開度↓。372021/2/23即：正正或反反組合為氣關式；正反組合為氣開式。

正作用執行機構與正裝調節機構組成氣關式調節閥；正作用執行