《自动化仪表及过程控制习题及思考题》.doc

《自动化仪表与过程控制》习题及思考题 习题一 设有一温度测量仪表，量程为0oc~1100 oc，精度为0.5级，试求该仪表允许的最大绝对误差、分格值的下限值和灵敏限的上限值？ ，故 分格值的下限值为： ; 灵敏度的上限值为： 为什么热电偶测温时要进行冷端温度补偿？如何进行补偿？ （1）使用热电偶时需要进行冷端温度补偿的原因是：保证热电势E仅为工作端温度T的单值函数； （2）常用的方法是：查表修正法、冰浴法和自动补偿法。 用热电偶测温时，为什么要用补偿导线？补偿导线能起冷端温度补偿的作用吗？ （1）补偿导线起迁移冷端的作用，即把冷端移动到便于进行冷端温度补偿的地方；同时由于电极材料太贵，应用补偿导线可以降低成本； （2）补偿导线不能起冷端温度补偿的作用。 用镍铬-镍硅（分度号：K）热电偶工作时，冷端温度T0=30 oc，测得热电偶的电势：E（T，T0）=39.29mv，求被测介质的实际温度？ 故查镍铬-镍硅分度表，知实际温度为： 热电偶冷端温度补偿桥路如下图所示。已知，热电偶为镍铬-铜镍热电偶。试求补偿电阻在基准温度时的阻值。 习题二 已知铂铑-铂、铜-康铜热电偶具有下图所示温度特性，其中，试设计一个非线性反馈电路，并简述其工作原理。 DDZ-Ⅲ型热电阻温度变送器的线性化器原理图及热电阻非线性特性如下两图所示。求与的关系表达式，并简述其线性化原理. 解： 解之，有 ，考查曲线的走向，有 ，即 单调升； ，故是单调升，且为向上凹。 非线性补偿原理如下图所示： 有两只DDZ-Ⅲ型温度变送器，一只变送范围为，另一只变送范围为，这两只表的精度等级均为0.5级，若用这两只表去测量的温度，试问用哪只表测量时误差小些？（配合热电偶使用） 由于两只仪表都能满足测量要求，但使用量程较小的这只仪表，在精度相同时，其绝对误差小些。 习题三 什么是绝对压力、表压力和真空度？其关系如何？ 绝对压力（p1）：指作用于单位面积上的全部压力 表压力（p）：指高于大气压力的绝对压力与大气压力（p0）之差，即 真空度（p2）：指大气压力与低于大气压力的绝对压力之差，即 为什么一般工业上的压力计都做成测表压或真空度，而不做成测绝对压力的形式？ 因为任何测量元件都要感受大气压力。 某压力表的测量范围为0~1Pa，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？若采用标准压力计来校验该压力表，在校验点为0.5Pa时，标准压力计的读数为0.508Pa，试问被校压力表在这一点是否符合1级精度？为什么？ 而该仪表在此点的绝对误差为： 故在此点仪表符合1级精度。 若测量某容器压力，工艺要求压力为：,现可供选择的弹簧管压力表的精度有：1.0、1.5、2.5、及4.0，可供选择的量程有：0~1.6，0~2.5，及0~4.0（MPa），试选择弹簧管压力表的量程及精度等级？ 解：（1）选择仪表上限值： ，故量程可选0~2.5MPa的压力表； （2）验算选择的量程能否满足对仪表下限值的要求： 1.45MPa 显然测量下限在选定的量程范围内，可以满足要求； （3）确定精度等级： 故选择仪表的量程范围为：0~2.5MPa,精度等级为1.5的弹簧管压力表。 现有一只测量范围在0~1.6MPa，精度为1.5级的普通弹簧压力表，校验后，其结果如下： 标准表 MPa 0 0.385 0.79 1.21 1.595 上行程 MPa 0 0.4 0.8 1.2 1.6 下行程 MPa 0 0.38 0.78 1.195 1.59 试问这只表是否合格？ 解： 故 即仪表变差符合要求，该仪表是合格的。 6、液位检测系统如图所示。已知差压变送器的量程为1000mm水柱，要求液体h从0到500mm变化，差压变送器的输出电流为4mA~20mA，问这只差压变送器是否需要零点迁移？正迁移还是负迁移？迁移量是多少？（假设） 解： 当 h=0 时，有 故此时需要正迁移，迁移量为：5KPa。 7、根据下图所示的曲线特性，说明各曲线所表示的迁移情况，并写出曲线的迁移量和仪表的量程。 解： A曲线：无零点迁移。仪表的实际量程为：0~20KPa； B曲线：零点正迁移。仪表的实际量程为：20~40KPa； C曲线：零点负迁移。仪表的实际量程为：-20~0KPa。 8、使用差压变送器测量锅炉液位（如下图所示），差压变送器的量程