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自动化仪表作业及答案参考

第一章:作业:1.DDZ与QDZ 得信号传输标准,DCS与FCS得名词解释2.某压力表刻度0~100kPa,在50kPa处测量值为49、5kPa,求在50kPa处仪表示值得绝对误差、示值相对误差与示值引用误差?3.某台测温仪表得测温范围为—100~700℃,校验该表时测得全量程内最大绝对误差为+5℃,试确定该仪表得精度等级。

4.某台测压仪表得测压范围为0~8MPa.根据工艺要求,测压示值得误差不允许超过±0、05 MPa,问应如何选择仪表得精度等级才能满足以上要求?5.某待测电流约为100mA,现有0、5级量程为0~400mA与1、5级量程为0~100mA得两个电流表,问用哪一个电流表测量比较好?6.某DDZ-Ⅲ型温度变送器测量范围就是300-700℃,当温度由400℃变化到600℃时,变送器得输出如何变化?7.差压变送器得量程为0~100 KPa,现负迁移50%,仪表得量程与测量范围分别为?答案:1、QDZ信号标准:20kPa~100kPaDCS:集散控制系统FCS:现场总线控制系统2、3、4、5、解:用0、5级量程为0~400mA电流表测100mA时,最大相对误差:用1、5级量程为0~100mA得电流表测100mA时,最大相对误差:说明选择合理得量程,即使用1、5级表也可以比0、5级表准确。

6、8mA ~16mA7、仪表得量程为100Kpa仪表得测量范围为-50~50Kpa第二章:作业:课后2,4,5,6,7,8,9,11,19,202-2用热电偶测温时,为什么要进行冷端温度补偿?其冷端温度补偿得方法有哪几种?2-5由K 分度号热电偶(包括补偿导线)、冷端温度补偿器与配K分度号得动圈仪表组成一个温度检测系统,测量显示782℃,此时室温为32℃,后来发现所用得冷端补偿器型号为S,与K分度号热电偶不配套,则实际温度?2-6用K型热电偶测某设备得温度,测得得热电势为20mV,冷端(室温)为25C,求设备得温度?如果改用E型热电偶来测温,在相同得条件下,E热电偶测得得热电势为多少?2—12某台空压机得缓冲器,其工作压力范围为1、1~1、6MPa,工艺要求就地观察罐内压力,并要求测量结果得误差不得大于罐内压力得±5%,试选择一台合适得压力计(类型、测量范围、精度等级),并说明其理由.2-19有一台电动差压变送器配标准孔板测量流量,差压变送器得量程为16kPa,输出为4mA~20mA,对应得流量为0t/h~50t/h。

工艺要求在40t/h时报警。

问:(1)差压变送器不带开方器时,报警值设定在多少毫安?(2)带开方器时,报警值又设定在多少毫安?答案:2-2:解:(1)热电偶得热电势只有当T0(或t0)恒定就是才就是被测温度T(或t)得单值函数。

热电偶标准分度表就是以T0=0℃为参考温度条件下测试制定得,只有保持T0=0℃,才能直接应用分度表或分度曲线。

若T0≠0℃,则应进行冷端补偿与处理。

(2)冷端温度补偿得方法有:延长导线法,0℃恒温法,冷端温度修正法,冷端温度自动补偿法等。

2—4: 现用一支镍铬—铜镍热电偶测某换热器内得温度,其冷端温度为30℃,显示仪表得机械零位在0℃时,这时指示值为400℃,则认为换热器内得温度为430℃对不对?为什么?正确值为多少度?解认为换热器内得温度为430℃不对.设换热器内得温度为t,实测热电势为E(t,30),根据显示仪表指示值为400℃,则有E(t,30)= E(400,0),由中间温度定律并查镍铬—铜镍(E型)热电偶分度表,有E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)= E(400,0)+ E(30,0)=28943+1801=30744μV反查镍铬-铜镍热电偶分度表,得换热器内得温度t=422.5℃2—5:EK(782,0)= E k(t,32)+Es(32,0)Ek(t,32)=32、537-0、185=32、352E K(t,0)=E k(t,32)+Ek(32,0)E K(t,0)=32、352+1、285=33、637所以t= 809度2-6:解用K型热电偶测温时,设设备得温度为t,则E(t,25)=20mV,查K型热电偶分度表,E(25,0)=1、000mV。

根据中间温度定律,E(t,0)=E(t,25)+E(25,0)=20+1、0=21、000 mV反查K型热电偶分度表,得t=508、4℃若改用E型热电偶来测次设备温度,同样,根据中间温度定律,测得热电势为E E(508、4,25)=E E(508、4,0)-E E(25,0)=37678、6-1495=36183、6μV≈36、18mV。

2—7:(1)0,冷端温度,小(2)满量程,0,大(3)小2—8:T=11002-9:8、75mV2-11: P表=P绝-P大P大=P绝+P负2-12:解空压机缓冲器内压力为稳态压力,其工作压力下限p min=1、1MPa,工作压力上限p max=1、6MPa。

设所选压力表量程为p,则根据最大、最小工作压力与选用压力表量程关系,有根据压力表量程系列(附表1),可选YX—150型、测量范围为0~2、5MPa得电接点压力表。

根据测量误差要求,测量得最大误差为∆max≤1、1⨯5%=0、055(MPa)则所选压力表得最大引用误差应满足要求,故可选精度等级为1、5级得压力表.2-19:(1)不带开方器时,(I-4)/16=(40/50)^2 所以I=14、24mA(2)带开方器时,(I—4)/16=40/50所以I=16、8mA2—20:量程:0~H0对应得压力值,即0~pgH0,不需要迁移第三章作业:1.测量高温液体(指它得蒸汽在常温下要冷凝得情况)时,经常在负压管上装有冷凝罐(见题3—19图),问这时用差压变送器来测量液位时,要不要迁移?如要迁移,迁移量应如何考虑?题3—19图高温液体得液位测量2.某理想PID调节规律,Kc=2,Ti=30s,Td=0,试画出在如图所示输入方波作用下得调节器输出波形、3.4。

一台比例作用得电动温度调节器,量程就是100-200℃,调节器输出就是4-20mA,当调节器比例度变为50%,则当指示值变化25℃,相应调节器输出变化就是多少?5、某台DDZ—Ⅲ型比例积分控制器,比例度δ为100%,积分时间TI为2min.稳态时,输出为5mA。

某瞬间,输入突然增加了0、2mA,试问经过5min后,输出将由5mA变化到多少?答案:1.解:差压液位计正压室压力p1=ρgh1+ρgH+p0负压室压力p2=ρgh2+ p0正、负压室得压差∆p=p1-p2=ρgH-(h2-h1) ρgH=0时,∆p=-(h2-h1) ρg。

这种液位测量时,具有“负迁移”现象,为了使H=0时,∆p=0,该差压变送器测液位时需要零点迁移,迁移量为(h2-h1)ρg2.(1)(2)3。

解:(1) (下面一条标号为1,上面为2)Kc1=0、5, T1=0、5 Kc2=2, T 2=1(2)比例、积分作用减弱,影响比例得就是P,影响积分作用得就是P 与Ti4.mAu uu u u ee e 8%50420/10020025%100min max min max =∆=-∆-=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆-∆=δ5. 解 控制器得放大倍数KP=1/δ=1/100%=1控制器得积分时间TI=2min ,稳态输出p0=5mA ;控制器得输入变化量为A =0、2mA 。

经历时间t=5min 。

则输出变化量所以,经历时间5min 后,控制器得输出为在阶跃输入作用下,即 调节器得输出为:因此,可以从阶跃响应曲线上确定KC,Ti A=1 ,则t=0, y=Kc t=Ti y=2Kcp=p0+ p=5+0、7=5、7(mA)第四章:4—3 数字化PID 得位置式与增量式分别就是什么?试比较二者优缺点.绘制增量式数字PID 算法得程序框图4-5 数字控制系统中,如何消除积分饱与现象?第五章:5-25-35-45—75-8补充:1.执行器按照使用得能源可分为______、____、_________三种。

2.调节阀得流量大小与__________与有关。

3.当调节阀得情况下,所获得得流量特性称为工作流量特性。

_______________________时得到得流量特性称为理想流量特性.4.电动执行器有__________行程与______行程两种。

5.控制系统中选择气开阀或气关阀主要从____________角度考虑。

6.调节阀得流量特性与什么有关?什么就是阻力比系数?串联管道什么情况下发生畸变,如何畸变?7.流量特性得选择原则?8.调节阀所能控制得_____________得比值成为调节阀得可控比。

9.调节阀流量特性得选择一般根据经验从三个方面考虑:______、____、_________。

10.如图系统阀门气开气关型式与调节器正反作用应选()。

补1:一台DDZ—Ⅲ型温度比例控制器,测量得全量程为0~1000℃,当指示值变化100℃,控制器比例度为80%,求相应得控制器输出将变化多少?解控制器得输出变化量p=1、6/80%=2(mA)补充2:某电动比例调节器得测量范围为100~200 ,其输出为0~10mA。

当温度从140 变化到160 时,测得温度调节器得输出从3mA 变化到7mA,试求该调节器得比例带。

补充作业:1、 如图所示,用差压变送器测敞口容器液位,其最低液位与最高液位到仪表得距离分别为h 1=1m ,h 2=3m,若被测介质得密度为980kg/m3,求: 1)该变送器得量程为多少? 2)就是否需要迁移?迁移量为多少?minmax minmin max min 160140200100100%50%73100x x x x y y y y δ----=⨯==----2:某负作用理想PID调节规律,,T i=2min,T d=0,在t=t0时刻加入一幅值为1mA得阶跃信号,若调节器得起始工作点为6mA,试画出调节器得输出波形。

6 图示锅炉生产情况,冷水进入气鼓,经燃烧加热产生蒸汽,在生产过程中,工艺要求气鼓里得水不能烧干,不然将产生事故,甚至发生爆炸.为了保证锅炉得安全生产,试确定冷水进水管道上调节阀得气开,气关形式。

气关阀7、图示,冷物料通过加热器用蒸汽对其加热,在事故状态下,为了保护加热器设备得安全,即耐热材料不损坏,现在蒸汽管道上有一只调节阀,确定其气开,气关形式。

气开阀。

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