化工自动化及仪表-总复习题（兼答案版）

变化情况如右图所示：自身有能力达到新的平衡状态

随q增大， h增高，随h增高的增高，Q也随之变大，最终达到新的平衡 6．当输入流量qi作阶跃变化，试绘图说明被控变量h1、h2的变化情况。

解：变化图线如下：

随着h1的增高，q1会随之而增大，则h2也会随之而升高，但是h2开始变化比较缓慢，因为这时⊿h1增加不多；⊿h1增加越高，q1也增加越高，h2的速度会逐渐加快；而h2的升高，也必然导致q0的加大，即最后阶段h2的变化呈现平缓趋势

7．热电偶冷端温度为什么必须要进行补偿？试简要说明补偿步骤和原理。

解：原因：一是冷端和热端很靠近，所以热端温度必然影响到冷端温度；二是热电偶在使用过程中，冷端总是暴露在空气中，冷端温度必然受到周围环境的影响。所以要进行补偿。 第一：补偿导线的使用（解决冷端温度恒定）；第二：冷端温度修正法，原理：热电偶产生的热电势为： E?t,t0??E?t,0??E?t0,0?

第三：校正仪表零点法

即：E?t,0??E?t,t0??E?t0,0?

8．试简要说明补偿电桥法的工作原理。

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解：假设在某一时刻，冷端温度为t0=0℃，显示仪表指针指向800℃，这是实际温度。此时电桥平衡，a点的电位Ua=Ub（b点电位）。如果另外一个时刻，冷端温度上升，t0’> t0（0℃）。 电桥中的电阻R1、R2、R3是由锰铜丝绕制而成的，电阻值稳定。Rt由铜丝绕制成的，电阻值随温度的变化而变化。通常将Rt和热电偶的冷端连在一起。介质温度升高，电阻值升高；温度下降，电阻值也下降。

现在冷端温度t0升高，Rt也升高。电桥恒压电源电压为E，R1和Rt组成的桥臂电流I?ER1?Rt，则a点的电位（假设恒aU压电源负极电位为0伏特），则：?E?R1ER1?Rt?RtR1?Rt?E，U通常R1>>Rt，即：a?RtR1?E，Rt升高，Ua也升高。因为开始时：Ua=Ub，现在Ua>Ub。这实际上相当于在热电偶的负极串联了一个电源。 9．什么是“三线制”？引入“三线制”的作用是什么？

解：“三线制”：从热电阻引出三根导线，其中与热电阻相连的两根导线分别接入桥路的两个相邻桥臂上，第三根导线与稳压电源的负极相连。作用：当环境温度变化时，两根导线电阻同时变化，便可抵消对仪表读数的影响。

10.结合下图，简要说明电子电位差计的工作过程。

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说明：R是由锰铜丝绕制而成的滑线电阻，线性度非常好，由稳压电源供电，电流I是恒定的，G是检流计，灵敏度很高，Et是被测的未知电势。测量过程：移动触点C，BC上的电压差U当移动C时，UBC也跟着改变，当EtBCtBCBC?IRBC?ER?RBCt?UBC时，检流计指针不会指向零，只有当E?U时，流过检流计的电流I检=0。这时E?U。根据触点位置，便可以直接读出Et值的大小。又U?IR，所以根据电阻RBC直接读出UBC。BCBC 11.结合下图简要阐述双位控制的过渡过程的特征。

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初始状态假设：开始h=h0，电磁阀关闭，K打开。?当h（t）h0时，超过给定值，浮子推开K，断电，由于中间区的存在，K未立即关上，液位继续上升；直到h（t）=hH时，K全关，Q1=0，液位下降。下降到最低点，开始循环。

12.为什么说比例控制作用一定产生余差？说明理由。

13.基本控制规律有哪些？简要说明δ、TI、TD对过渡过程的影响。

解：基本控制规律通常包括1）位式控制（主要指双位控制） ，2）比例控制（P）， 3）积分控制（I） ，4）微分控制（D） ；

δ：比例控制最大优点：反映非常迅速，能很快地克服扰动，使系统稳定下 TI短，积分作用增强，系统振荡加剧，稳定性下降，导致系统的不稳定。

Td太大，微分作用强，导致系统振荡；而Td太小或为零，表示微分作用弱或没有，对系统无影响。

14.为什么说等百分比特性又叫对数特性？与线性特性相比它具有什么优点？

15.控制通道、干扰通道存在纯滞后时，试分别分析它对被控变量的影响。

解：如果τ0=0，操作变量对y(t)的影响如图中A所示；当纯滞后为τ0时，曲线A平移到B位置，曲线A和C之间的合成就是曲线D，曲线B和C之间的合成为曲线E。很显然，E和D相比恶化多了。控制通道的纯滞后应尽量减少。

当干扰通道存在纯滞后时，结论是没有影响。如下图，曲线C表示没有滞后存在，干

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