控制仪表期末复习资料.pdf

1、DDZ-型仪表采用（0-10mA 直流电流）作为统一联络信号2、DDZ-型仪表采用（4-20mA 直流电流和1-5v 直流电压）作为统一联络信号3、DDZ-型仪表采用（电压和电流）信号传输方式4、变送器与控制仪表之间信号传输方式？四线制传输两线制传输5、齐纳式安全栅特点? 齐纳式安全栅是基于齐纳二极管反向击穿性能而工作的齐纳式安全栅结构简单、经济、可靠、通用性强、使用方便6、隔离式安全栅特点？隔离式安全栅是通过隔离，限压和限流等措施来保证安全防爆性能的变压器隔离式安全栅的线路复杂，其性能稳定，抗干扰能力强，可靠性高使用较方便7、填表1、输入阶跃信号 =1 ，Kp=10，F=2，试求 :Ti，TD，y（0） ， y（） ，yp TiF=4 F=2 Ti=2s KpKD =10 KD=1TD/KD=0.2 TD=0.2s y（0） =KpKD =10 y（） KpKi 11 ypKpF 20 2、基型控制器输入电路作用？将测量信号Ui 和给定信号Us相减，得到偏差信号，再将偏差信号放大两倍后输出；电平移动，将以0V 为基准的Ui 和 Us转换成以电平UB（10V）为基准的输出信号Uo1 3、将 22 页图 1-13 推导 U01 和 Us、Ui 关系？（UiUcm1-UF） /R+（Ucm2-UF）/R=UF-（UB+?Uo1）/R UF=1 /3（Ui+Ucm1+Ucm2+? Uo1+UB） UT=1 /3（Us+Ucm1+Ucm2+UB ）UF=UT Uo1= -2（Ui-Us）环节传函阶 跃 下 输出响应y （ 0 ）y（）参数特点P W(s)=Kp Kp Kp Kp 迅速，不能消差I KI/TIs 0 KIA TIKI 缓慢，消差D KDTDs KD 0TDKD 超前，不能消差4 、定性分析书图1-14 工作原理？当输入 Uo1 为一阶跃信号时，在t=0+,即加入阶跃信号瞬间，由于电容CD 上的电压不能突变，输入信号Uo1 全部加到IC2同相端 T点，所以有 UT(0+)=Uo1。

随着电容CD充电过程的进行， CD两端电压从0V 起按指数规律不断上升，UT按指数规律不断下降充电过程结束时，电容CD上的电压将等于电阻9.1K上的电压，此时UT（）=1/n Uo1，并保持该值不变1、书 24 页图 1-17 推导 U03 和U02 的关系？2、变送器的工作原理？它是怎样保持线性关系的？变送器是基于负反馈原理工作的当满足深度负反馈的条件，y=1/F (Cx+z0) 表明，在KF 1 的条件下，变送器输出与输入之间的关系取决于测量部分和反馈部分的特性，而与放大器的特性无关如果转换系数C和反馈系数F 是常数， 则变送器的输出与输入将保持良好的线性关系1、书 22 页图 1-14PD 电路中如何保持开关s 从断位置切换置通位置时输出信号不变？当开关 S处于断位置时，微分作用切除，电路只具有比例作用这时IC2同相端的电压UT=1/n Uo1,而电容 CD通过电阻 R1 也接至 1/n Uo1 电平上， CD被充电到UCD=n-1 /n Uo1,因此，稳态时电容CD上的电压与9.1K电阻上的压降相等，即 CD右端的电平与UT 相等，这样就保证了开关S由断切换到通的瞬间，输出不发生突变。

2、结合书24 页图 1-17 说明基型调节器的比例积分饱和电路中何为积分饱和？怎样解决此现象？在饱和工作状态时，输出电压已被限制住，而输入信号Uo2 依然存在， Uo2 将通过 RI 向 CM 继续充电或放电，所以UCM 将继续增加或减小，这时它已不等于Uo3 了，其结果是使IC3的 UF UT,这一现象就称“ 积分饱和 ” 解决积分饱和的关键是，在PI 电路的输出一旦被限制，即Uo3 不能再增加或减小时，应设法停止对电容CM 继续按原来方向充电或放电，使其不产生过积分现象3、书 52 图 2-21 说明差压变送器的测量部件原理及结论？当被测差压 pi 通过正、负压侧导压口引入正、负压室，作用于正、负压侧隔离膜片上时，迫使硅油向右移动，将压力传递到中心感压膜片的两侧，使膜片向右产生微小位移s,如图输出差压pi 与感压膜片位移 s 关系为 s=K1pi s1=s0+s s2=s0-s Ci1= A s1, Ci2= A s2 C=Ci2-Ci1= A1/(s0-s)-1/(s0+s) 可见两电容的差值与感压膜片的位移s 成非线性关系Ci2-Ci1 /Ci2+Ci1=ss0=K2s K2=1 /s0 差动电容的相对变化值Ci2-Ci1 /Ci2+Ci1 与s 成线性关系Ci2-Ci1 /Ci2+Ci1 与介电常数 无关Ci2-Ci1 /Ci2+Ci1 的大小与s0 有关4、热电偶温度变送器与直流毫伏变送器设计区別？ 在热电偶温度变送器的输入回路中增加了由铜电阻Rcu1、Rcu2 等元件组成的热电偶冷端温度补偿电路，同时把调零电位器 Rp1 移到了反馈回路的支路上 在反馈回路中增加了由运算放大器IC2等构成的线性化电路。

1、热电偶温度变送器线性化原理及实现过程？输入放大器的信号 =Et+U z-Uf,其中 Uz 在热电偶冷端温度不变时为常数，而 Et 和 t 的关系是非线性的若 Uf 与 t 的关系也是非线性的，并且同热电偶Et-t 的非线性关系相对应，那么，Et 与和 Uf 的差值 与 t 的关系也就呈线性关系了， 经线性放大器放大后的输出信号Uo 也就与 t 呈线性关系要实现线性化，反馈回路的特性需与热电偶的特性相一致若要求后一段直线斜率大于前一段，可在R120 上并连一个电阻，此时负反馈减小，输出Ua 增加若要求后一段直线斜率大小于前一段，可在Ra 上并连一个电阻，此时输出Ua 减小2、结合图2-43 说明及推导热电阻线性化方法及过程？采用正反馈方法Ut=-ItRt UF=UzR17 /(R16+R17)-ItR16(R19+Rt)/(R16+R17) It=R17Uz/R16R19-R17Rt=gUz/1-gRt Ut=-gRtUz/1-gRt g=R17 /R16R19 3、结合图2-52 说明电气转换器的工作原理？4、乘法运算器的实现方法？可以利用霍尔元件的霍尔效应，也可用单向矩形脉冲或正、负矩形脉冲的调宽调高原理来构成乘法线路。

5、结合图3-3 推导 UP=X1X2 /X3 过程？x1-xf= S=Kk1 UD=Kk1k2x1x2 /1+Kk1k3x3UD=k2Sx2. 当 Kk1k3x31, UD=k2x1x2/k3x3 xf=k3Sx3. 设 k2=k3 UD=x1x2/x3 1、结合书84 页图 3-4 推导 U0 与 Ui1，Ui2，U23 的关系？2、结合图3-7（b）阐述自激振荡分割器工作原理？U22=tpU21/T, Uf=tpU31/T S=tp/T=U11/U31 U22=U11U21/U31 3、结合图3-3 推导开方器U0 和 Ui 关系？4、何谓小信号切除电路？切除点电压为多少？要求写过程当输入信号小于满量程的1时，要求开方器的输出切除，若大于，输出按输入信号的开方关系变化因此，当Ui 在 1.04-5V 范围内改变时，U23 在 0-6V 范围内变化，相应的开方器输出电压Uo 在 1.4-5V 范围内变化1、简述电气阀门定位器工作原理？阀门定位器是按力矩平衡原理工作的，来自控制器或输出式安全栅的4-20mA 直流电流信号输入到线圈中，由于极性相同，线圈磁场与永久磁钢的恒定磁场共同作用圈中间的杠杆上，使杠杆产生位移。

当输入信号增加时，杠杆向下运动，固定在杠杆上的挡板接近喷嘴，使放大器背压升高，经放大后输出气压也随之升高此输出作用在膜头上，使阀杆向下运动 阀杆的位移通过反馈拉杆转为反馈轴和反馈压板的角位移，并通过调量程支点作用于反馈弹簧上，弹簧拉伸，产生一个反馈力矩，使杠杆顺时针偏转，当反馈力矩和电磁力矩相平衡，阀杆就稳定在某一位置，从而实现了阀杆位移与输入信号电流成比例关系2、电气阀门应用场合？ 增加执行机构推力 加快执行机构动作速度 实现分程控制 改善控制阀的流量特性3、流体对阀的作用形式（流开）（流闭）阀芯安装方式（正装） （反装）阀作用形式（气开） （气关）执行机构作用形式（正作用）（反作用）4、乘除器中附加偏置电路是（提供偏置电压）5、在电容式差压变送器中只有维持（和电流恒定），就可以实现电容相对变化量和输出电流信号线性关系6、气动活塞执行机构的输出特性有（比例式）和（两位式）1、某系统中，需选用一台等百分比流量特性的直流双座调节阀，被调介质水密度为1g/cm2，r=100gf/cm3，工艺要求，最大流量Qmax=100m3 /h ，最小流量Qmin=30m3 /h，最小压差 Pmin=60kpa，s=0.5，试确定调节阀的口径？ Qmax=100m3 h Qmin=30m3h p=60kpa s=0.5 Kvmax=Qmax10e p=129 Kv 选 140129 Kmax=1/1.48 s/s (Kv2 Pv/Qi2 )-1+1100=95.58 90不合理2、直线Pmin=80KPa =112 选 140112 Kmax=67.48 90Kmin=14.7 Rr=10 s=7 Qmax/Qmin=3.3 10 k90Rr Qmax/Qmin Kv=140 合理3、等百分比P=80kPa 1、两线制热电偶温度变送器使用（铜电阻）实现温度补偿。

四线制热电偶温度变送器使用（两个铜电阻）实现温度补偿2、为了改善控制质量在实际使用中对pID 算式作了改进，比如（不完全微分型）（微分先行PID 控制）（积分分离PID算式） 3、kMM 调节器的主机电路有（CPU 、ROM、RAM、定时器电路、监视定时器电路和电池电路等）4、PID控制算式基本形式有三种（位置）（增量）（改进），其中工程上采用（改进）5、KMM 硬件电路（主机电路；模拟量输入、输出电路；数字量输入、输出电路；输入、输出接口）6、KMM 系统程序（基本程序；输入处理程序；运算式程序；输出处理程序）若是两个空，填（监控程序）（中断程序）7、变送器的零点迁移分为（零点壬移；正迁移；负迁移）8、模拟式调节器PID算法是通过（硬件）实现数字式调节器PID算法是通过（软件）实现80 92 100 80 92 100 78 90 98 100 140 160 。