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示仪表，从而实现对流量参数的显示、记录和自动控制。转子流量计组成：玻璃管转子流量计、金属管转子流量计。转子流量计工作原理：垂直流道中的金属转子在压差力和重力的共同作用下平衡，由转子高度可直接读取通过的流量，测量转子位置可进一步获得相应的电气信号。区别：差压式流量计是变压降式流量计，在流量变化时，节流装置两端的压降也是随之改变的，而转子流量计是定压降式流量计，在流量变化时，转子两端的压降是恒定的。注意事项：由于流量基本方程是在一定的条件下推导而得的，这些条件包括节流装置的形式、尺寸、取压方式以及流体的工艺条件(密度、温度、压力、雷诺数等)，当以上这些条件改变时都会影响流量的测量。
差压式物位仪表，分为压力式物位仪表和差压式物位仪表，利用液柱或物位堆积对某定点产生压力原理工作。 浮力式物位仪表，分为浮子带钢丝绳或钢带的、浮球带杠杆的和沉筒式，利用浮子高度随液位变化而改变或液体对浸沉于液体中的浮子的浮力随液位高度而变化的原理工作。
13、温度测量仪表有有哪几类？各基于什么原理？
答：膨胀式温度计、压力式温度计、辐射式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计
14、热电偶温度计工作原理和结构：
产生热电现象的原因：①不同金属具有不同的电子密度②两种金属接触面因电子扩散作用而产生电场——热电现象③电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡4.接触电势差仅与两金属的材料和接触点温度有关，温度越高，扩散作用越强，接触电势差越高。结构：热电极——工作部分；绝缘子——防止电极与电极、套管短路；保护套管——保护；接线盒。
15、冷端温度补偿方法：
a) 将冷端保持0℃：浸泡在恒温的冰水中；b) 采用电路差减法消除冷端热电势；c) 校正仪表零点；d) 补偿电桥法；e) 补偿热电偶法
16、热电阻温度计工作原理
利用金属电阻随温度变化的规律进行测量；测量金属在不同温度下电阻值的变化。 解：(1) 该仪表正、反行程各点标准表读数的差值为：
0-0=0（MPa），2.02-1.98=0.04（MPa），4.03-3.96=0.07（MPa），
6.06-5.94=0.12（MPa），8.03-7.97=0.06（MPa），10.01-9.99=0.02（MPa）。
故其正、反行程最大差值（即最大绝对差值）?f=0.12（MPa），所以该压力表的变差为：
?f??f10?0?100%?0.12?100%?1.2%
10?0(2) 由于该压力表的变差已超过1.0 级仪表的允许误差，故不符合1.0 级精度。 21．某压力表的测量范围为0~1MPa，精度等级为1 级，试问此压力表允许的最大绝对误差 是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为0.5MPa 时，标准压力计上读数为 0.508MPa，试问被校压力表在这一点是否符合1 级精度，为什么? 解：最大绝对误差Δmax =（1-0）×1% = 0.01（MPa） 在校验点为0.5MPa 处，校验得到的绝对误差为 Δ= 0.508-0.5 = 0.008（MPa）＜0.01（MPa）
故在该校验点符合1 级精度。
23．如果某反应器最大压力为0.8MPa，允许最大绝对误差为0.01MPa。现用一台测量范围 为0~1.6MPa，精度为1 级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一 台测量范围为0~1.0MPa ，精度为1 级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。 解：采用测量范围为0~1.6MPa，精度为1 级的压力表，其允许最大绝对误差 Δmax=（1.6-0）×1%= 0.016（MPa）＞ 0.01（MPa）
超出了工艺上允许的最大绝对误差，故不能符合工艺上的误差要求。 若采用测量范围为0~1.0MPa，精度为1 级的压力表，其允许最大绝对误差 Δmax=（1.0-0）×1%= 0.01（MPa）= 0.01（MPa）
等于工艺上允许的最大绝对误差，故能符合工艺上的误差要求 27．压力计安装要注意什么间题?
答：（1）压力计应安装在易观察和检修的地方；（2）安装地点应力求避免振动和高温影响； （3）针对被测介质的不同性质，要采取相应的防热、防腐、防冻、防堵等措施；（4）压力 计的连接处，应根据被测压力的高低和介质性质，选择适当的材料，作为密封垫片，以防泄 漏；（5）当被测压力较小，而压力计与取压口又不在同一高度时，对由此高度而引起的测量 误差应按Δp = ±ρgH进行修正（式中ρ为导压管中介质的密度，g 为重力加速度，H 为 高度差）；（6）为安全起见，测量高压的压力计除选用有通气孔的外，安装时表壳应向墙壁 或无人通过之处，以防发生意外。
66．测温系统如图3-79 所示。请说出这是工业上用的哪种温度 计？已知热电偶为K，但错用与E 配套的显示仪表，当仪表指 示为160℃时，请计算实际温度tx为多少度?（室温为25℃） 解：这是工业上用的热电偶温度计。
查分度号为E 的热电偶分度表，可得160℃时的电势为 10501μV，这电势实际上是由K 热电偶产生的，即 E(tx,25) =10501μV
查分度号为K 的热电偶分度表，可得 E(25,0) =1000μV 由此可得E?tx,0??E?tx,25??E?25,0??10501?1000?11501?V
由此电势查分度号为K 的热电偶分度表，可得tx =283℃ 即实际温度tx为283℃。
69．用分度号Pt100 铂电阻测温，在计算时错用Cu100 的分度表，查得的温度为140℃，问 实际温度为多少？
解：由分度号Cu100 查得140℃的电阻值为R =159.96Ω 再由分度号Pt100 查得与R =159.96Ω对应的温度为t =157.1°C 即实际温度为157.1℃。 第五章
1、控制系统的基本控制规律、控制特点，控制方程：控制器的控制规律是指什么？常用的控制规律有哪些？
答：所谓控制器的控制规律是指控制器的输出信号p与输人偏差信号e之间的关系，即 p?f(e)?f(z?x)
式中，z为测量值信号；x为给定值信号；f为某种函数关系。
常用的控制规律有位式控制、比例控制(P)、积分控制(I)、微分控制(D)以及它们的组合控制规律，例PI, PD, PID等。
2、试写出比例积分微分(PID)三作用控制规律的数学表达式。 答：p?K(e?1edt?Tde)
PDTI?dt
2、什么是积分时间 TI？试述积分时间对控制过程的影响。
答：积分时间 TI是用来表示积分控制作用强弱的一个参数。积分时间越小，表示积分控制作用越强，数值上 ，式中 KI是积分速度（积分比例系数） 。 积分时间对控制过程的影响：积分时间 TI的减小，会使系统的稳定性下降，动态性能变差，但能加快消除余差的速度，提高系统的静态准确度。
9、某台 DDZ-Ⅲ型比例积分控制器，比例度为100%，积分时间为 2 分。稳态时，输出为 5 mA。某瞬间，输入突然增加了0.2mA，试问经过5rnin后，输出将由5rnA变化到多少？ 解：对该台 DDZ-Ⅲ型比例积分控制器，其控制规律符合下式比例放大系数
当变化值 e Δ =0.2mA时，5min 后输出为
= 5.7mA ，即输出将由 5rnA变化到 5.7 mA。
5、一台DDZ-III型温度比例控制器，测量的全量程为0~1000℃，当指示值变化100℃,控制器比例度为80%，求相应的控制器输出将变化多少？ 解 根据比例度的定义
??e?I0??????100%
?x?x??maxminImax?Imin?代人有关数据，得80%?100???1000?0?I0???100%
20?4?可解得输出变化量△I0=2(mA)
第六章
1、气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？
答：气动执行器由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号（由控制器来）压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构是指控制阀，它是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。
4．试分别说明什么叫控制阀的流量特性和理想流量特性？常用的控制阀理想流量特性有哪 些？
答：控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（ 或相对位移）之间的关系，即
Ql?f() QmaxLl L式中相对流量Q是控制阀某一开度时的流量Q与全开时的流量max Q 之比；相对开度
Qmax是控制阀某一开度时的阀杆行程l 与阀杆全行程L 之比。
阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性。常用的控制阀理想流量特性有直线、等百分比（对
数）、抛物线及快开等几种。
3、什么叫气动执行器的气开式与气关式？其选择原则是什么？ 答：随着送往执行器的气压信号的增加，阀逐渐打开的称为气开式，反之称为气关式。选择原则：气开、气关式的选择主要是由工艺生产上安全条件决定的。一般来讲，阀全开时，生产过程或设备比较危险的选气开式；阀全关时，生产过程或设备比较危险的应选择气关式。
4、试述电-气转换器的用途与工作原理。
答：电-气转换器是将电信号转换为相应的气信号的一种装置。在控制系统中，如果所使用的控制器是电动控制器，其输出信号为0~10mA DC或4~20mA DC，但所选择的执行器为气动执行器，其输人信号一般为20~l00kPa。这时就需要采用电-气转换器，先将控制器的输出电信号转换为相应的气信号，才能为气动执行器所接受。
电-气转换器是接力矩平衡原理工作的。当由输入电流所产生的电磁力与由输出气压所产生的反馈力相平衡时，就建立了输出气压信号与输人电流信号的一一对应关系。
5、试述电-气阀门定位器的用途。
答：电一气阀门定位器除了能将电信号转换为气信号外，还能够使阀杆位移与送来的信号大小保持线性关系，即实现控制器来的输人信号与阀门位置之间关系的准确定位，故取名为定位器。定位器可以使用在阀的不平衡力较大或阀杆移动摩擦力较大等场合，同时还可以利用定位器来改变阀的流量特性，改变执行器的正、反作用。在分程控制中，利用定位器可以使阀在不同的信号段范围内作全行程移动。
A:分析（报警）C:电导率（控制）D:密度E:电压（检测元件）F:流量I:电流（指示）K：时间（自动-手动操作器）L：物位/液位M：水分/湿度Q：数量/件数（积分、累积）R：放射性（记录/打印）S：速度/频率（开关、联锁）T：温度（传达）V：粘度（阀、挡板）W：力（套管）Y：供选用（继动器/计算器）Z：位置（驱动、执行）
自动检测系统作用:检测参数，指示，远传，记录等。 自动控制系统（核心）作用:自动维持正常或最佳生产。
自动控制定义：在无人直接参与下，利用控制装置，使工作机械或生产过程（被控对象）的某一物理量（被控参数）按预定的规律（给定量）运行。
自动控制系统方块图：调节对象——测量元件变送器——控制器——执行器。 自动控制系统组成：自动化装置和受自动化装置控制的被控对象
自动控制系统（自动化装置）是由检测元件和变送器；自动控制器；执行器；显示记录仪表四个部分组成的
热电偶温度变送器与热电偶配合使用；热电阻温度变送器与热电阻配合使用。 描述对象特性的三个参数是指放大系数K，时间常数T，滞后时间τ；
过渡过程的品质指标有衰减比，振荡周期或频率，余差，最大偏差或超调量，过渡时间。 过渡过程的主要形式有非周期衰减过程，衰减振荡过程，等幅振荡过程，发散振荡过程； 常用检测仪表类型：压力测量仪表、流量测量仪表、物位测量仪表、温度测量仪表。 压力测量仪表有：液柱式压力计、弹性式压力计、电气式压力计、活塞式压力计。 弹性式压力计类型有：弹簧管压力计、波纹管压力计、膜式压力计等。 弹性元件有：弹簧管式弹性元件、薄膜式弹性元件、波纹管式弹性元件。
电气式压力计类型有：霍尔片式、应变片式、电阻式压力传感器和电容式压力变送器 霍尔片式压力传感器在高压强磁场场合不能使用。
常见工作压力范围：1/3-2/3倍量程；脉动压力（高压）时：1/3-1/2倍量程；高压：1/3-3/5倍量程。 自动化主要包括：自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等。
绝对误差△是指测量值与真实值之差；相对误差y是指某一点的绝对误差和标准表在该点的指示值之比工业生产上，感温元件通常有热电阻，热电偶
热电偶温度变送器结构通常分为输入电桥，放大电路，反馈电路三个部分； 热电偶的结构：热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等 热电偶测量关键：如何保证冷端温度不变或为00C
热电偶温度计由热电偶，测量仪表，连接热电偶和测量仪表的导线三部分组成 热电偶温度补偿方法通常包括校正仪表零点法，补偿电桥法
热电阻是由热电阻（感温元件），显示仪表（不平衡电桥或平衡电桥），连接导线三部分组成； 热电阻温度变送器结构通常分为输入电桥，放大电路，反馈电路三个部分；
在高温区通常采用热电偶作为测温元件，在中、低温区通常采用热电阻作为测温元件；
控制通道是指控制作用到被控变量的信号联系，干扰通道是指干扰作用到被控变量的信号联系； 描述对象的数学模型通常分为参量模型，非参量模型。 执行器的气开、气关选择的主要依据是安全状态
离心泵的控制方案一般包括改变调节阀的开启度、改变泵的转速、改变回流量； 1．干扰是指除操作变量以外，作用于对象并引起被控变量变化的一切因素；