自动化仪表要点、习题.doc

自动化仪表经历了从气动液动仪表、电动仪表、电子式模拟仪表、数字智能仪表，到计算机集散控制系统(DCS 20世纪70年代初开始生产的以晶体管作为主要放大元件的DDZ—Ⅱ型仪表； 以及20世纪80年代初开始生产的以线性集成电路为主要放大元件、具有安全火花防爆性能的DDZ—Ⅲ型仪表。 在DDZ—I和DDZ—Ⅱ型仪表中采用0mA～10mA直流电流作为标准信号，而在DDZ—Ⅲ型仪表中，采用目前国际上统一的4mA～20mA直流电流作为标准信号 4. 使用两线制变送器不仅节省电缆，布线方便，且大大有利于安全防爆，因为减少一根通往危险现场的导线，就减少了一个窜进危险火花的门户。由于“活零点”的表示法具有上述优点，受到普遍的欢迎和广泛的应用。 6. 检测和仪表中常用的基本性能指标，包括测量范围及量程、基本温差、精度等级、灵敏度、分辨率、迁移、可靠性以及抗干扰性能指标等。 7.习题 1-2 DDZ—Ⅱ型与 DDZ—Ⅲ型仪表的电压、电流信号传输标准是什么? 在现场与控制 室之间采用直流电流传输信号有什么好处? 1-4 什么是仪表的精度? 试问一台量程为-100～+100℃、精度为 0.5 级的测量仪表， 在量程范围内的最大误差为多少? 自动化仪表在控制系统中起什么作用? 什么是仪表的灵敏度和分辨率? 两者间存在什么关系? 8. 过程控制对检测仪表有以下几个基本要求： (1) 测量值要能正确地反映被测变量的大小，误差不超过规定的范围； (2) 测量值必须迅速反映被测变量的变化，即动态响应比较迅速； (3) 检测仪表在工作环境条件下，应能长期工作，以保证测量值的可靠性。 9. 目前国际上用得较多的温标是经验温标和热力学温标。 10. 测量温度的方法很多，按照测量体是否与被测介质接触，可分为接触式测温法和非接 触式测温法两大类。 11. 膨胀式温度计的测温是基于物体受热时产生膨胀的原理，可分为液体膨胀式和固体膨 胀式两种。 12. 热电偶温度计具有结构简单、价格便宜、准确度高、测温范围广等特点。 13. 热电偶的测温原理是基于热电效应 14. 热电动势是由两种导体的接触电势(珀尔贴电势)和单一导体的温差电势(汤姆逊电势) 所组成。热电动势的大小与两种导体材料的性质及接点温度有关。 15 均质导体定律表明：热电偶必须采用两种不同材质的导体构成，且热电偶两接点温度不同；由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如果产生热电势，则说明该材料不均匀，这也是检查热电极材料均匀性的一种方法。如果热电偶是由两种均质导体组成，则热电偶的热电势仅与两接点的温度有关，而与沿电极的温度分布无关。如果热电偶的热电极是非均质导体，在不均匀的温度场中测温时将成测量误差，所以热电极材质的均匀性是衡量热电偶质量的重要技术指标之一。 16. 2) 中间导体定律 如果在热电偶回路中接入第三导体，只要与第三种导体相连接的两接点温度相同时，则接入第三种导体后，对热电偶回路中的总电势没有影响。将 A、B 构成的热电偶的 T0端断开，接入第三种导体 C，只要保持第三导体两端温度相同，接入导体 C后对回路总电动势无影响。根据这一性质，可以在热电偶回路中引入各种仪表和连接导线。 18. 热电偶冷端温度补偿的方法一般可采用以下几种方法：1) 恒温法2) 参比端温度修正法3) 电桥补偿法4) 补偿导线法 19. 1) 恒温法 保持冷端恒温的方法很多，常见的有以下两种： (1) 冰点槽法。将热电偶冷端放在盛有绝缘油的试管中，然后再将其放入装满冰水混 合物的冰点槽中。这种方法是一种理想的方法，只适用于实验室和精密测量中，工业中使 用极为不便。 (2) 恒温箱法。将热电偶的冷端补偿导线引至电加热的恒温箱中，维持冷端为某一恒 定的温度，通常恒温箱可供许多支热电偶同时使用，工业中常常采用这种方法。 20. 所谓补偿导线就是用热电性质与热电偶相近的材料制成导线,用它将热电偶的冷端延 长到需要的地方，而且不会对热电偶回路引入超出允许的附加测温误差。补偿导线与热电 偶连接，使热电偶的冷端远离现场，从而使冷端端温度稳定。 21. 为了适应不同的测温要求和使用条件，热电偶具有多种结构形式，如普通型、铠装型、 薄膜型、表面型热电偶和浸入型热电偶等。其中最常见的是普通型和铠装型热电偶。 22. 热电偶可以测量单点温度、两点之间的温差、平均温度和几点温度之和。 23. 利用导体和半导体的电阻随温度变化这一性质做成的温度计称为热电阻温度计。 24. 热电阻温度计最大的特点是测量精度高，在测量 500℃以下高温时，其输出信号壁热 电偶大得多，性能稳定，灵敏度高，可在－272.3～1100℃范围内测温。热电阻温度计输出 为电信号，便于远传、多点测量和自动控制，不需要冷端温度补偿。缺点是需