发布时间 : 星期三 文章最新复习题化工仪表及其自动化复习题更新完毕开始阅读5182b4240266f5335a8102d276a20029bd646334
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Δp＝p＋－p－＝Hρg＋p0－（hρ0 g＋p0）＝Hρg－hρ0 g Δpmax＝Hρmax g－hρ0g；Δpmin＝Hρmin g－hρ0 g
Δpmax－min＝Hρmax g－hρ0 g －（Hρmin g－hρ0 g）＝H（ρmax－ρmin）g 被测液体密度最小时的压差为：
Δpmin＝Hρmin g－hρ0 g，迁移量为Hρmin g－hρ0 g。
P92-50附加. 用单法兰电动差压变送器来测量敞口罐中硫酸的密度，利用溢液来保持罐内液位恒为1 m。如图所示（见上一题）。已知差压变送器的输出信号为0～10 mA，硫酸的最小和最大密度分别为ρmin＝1.32 g/cm3，ρmax＝1.82 g/cm3。试问： （1）差压变送器的测量范围；
（2）若要提高仪表的灵敏度，怎么办？
（3）如不加迁移装置，可在负压侧加装水恒压器（如图虚线所示），以抵消正压室附加压力的影响，请计算水恒压器所需高度h。 解：（1）若不考虑零点迁移，则要以ρmax来计算变送器的测量范围。当ρ＝ρmax时 Δpmax＝Hρmax g＝1×1820×9.81＝1.785×104 Pa
如果选择差压变送器的测量范围为0～2×104 Pa，则当ρ＝ρmax时对应的变送器的输出为： Imax＝（1.785×104/2×104）×10＝8.925 mA 当ρ＝ρmin时
Δpmin＝Hρmin g＝1×1320×9.81＝1.295×104 Pa 此时变送器的输出为：
Imin＝1.295×104/2×104）×10＝6.475 mA
由以上分析可知，当硫酸密度由ρmin变化到ρmax时，差压变送器的输出由6.475 mA变化到8.925 mA，变化了2.45 mA。 （2）为了提高仪表的灵敏度，可考虑进行量程压缩，提高测量的起始点。
当ρ＝ρmax时，Δpmax＝1.785×104 Pa不变，即测量上限不变；当ρ＝ρmin时，
Δpmin＝1.295×104 Pa，此时若选择测量范围为1×104～2×104 Pa的差压变送器时，则ρ＝ρmax时，变送器的输出为： Imax＝[（1.785－1）×104/（2－1）×104]×10＝7.85 mA 当ρ＝ρmin时，变送器的输出为：
Imin＝[（1.295－1）×104/（2－1）×104]×10＝2.95 mA
这时ρ从ρmin变化ρmax到时，输出电流由2.95 mA变化到7.85 mA，变化了4.9 mA，是原来的2倍，大大提高了仪表的灵敏度。
（3）若不加迁移装置，而在负压侧加装水恒压器，而迁移量为上述量程压缩量，即1×104 Pa。根据：hρg＝1×104 Pa可得（水的密度ρ＝1000 g/m3）： h＝1×104/1×103×9.81＝1.02 m 水恒压器所需高度为1.02 m。
P92-52. 什么是液位测量时的零点迁移问题？怎样进行迁移？其实质是什么？
答：在使用差压变送器测量液位时，一般压差Δp与液位高度H之间的关系为：Δp＝Hρg。这就是一般的“无迁移”的情况。当H＝0时，作用在正、负压室的压力是相等的。
实际应用中，由于安装有隔离罐、凝液罐，或由于差压变送器安装位置的影响等，使得在液位测量中，当被测液位H＝0时，差压变送器的正、负压室的压力并不相等，即Δp≠0，这就是液位测量时的零点迁移问题。
为了进行零点迁移，可调节变送器上的迁移弹簧，以使当液位H＝0时，尽管差压变送器的输入信号Δp不等于零，但变送器的输出为最小值（对于DDZ-Ⅲ型差压变送器来说即为4 mA）。所以零点迁移实际上是变送器零点的大范围调整，它改变了测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，而不改变量程的大小。（略）。
P92-64. 用K热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20 mA，冷端（室温）为25 ℃，求设备的温度？如果改用E热电偶来测温，在相同的条件下，E热电偶测得的热电势为多少？
解：（1）当热电势为20mV时，此时冷端温度为25 ℃，即 E（t，t0）＝20 mV 查表可得：
E（t0，0）＝E（25，0）＝1 mV
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因为 E（t，0）＝E（t，t0）＋E（t0，0）
＝20＋1＝21 mV
由此电势，查表可得t＝509 ℃，即设备温度为509 ℃。 （2）若改用E热电偶来测温时，此时冷端温度仍为25 ℃。 查表可得：
E（t0，0）＝E（25，0）＝1.50 mV
设备温度为509C，查表可得： E（t，0）＝E（509，0）＝37.7 mV 因为
E（t，t0）＝E（t，0）－E（t0，0）＝37.7－1.5＝36.2 mV
即E热电偶测得的热电势为36.2mV。
P92-66. 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 ℃）（图略）
解：（1）这是工业上用的热电偶温度计。
（2）已知E配套的显示仪表指示为160 ℃时，冷端温度为25 ℃，查表可得此时热电势为： E（t，t0）＝E（160，25）＝10.501 mV
若改用K配套的显示仪表，此时冷端温度仍为25 ℃，查表可得冷端热电势为： E（t0，0）＝E（25，0）＝1 mV K配套的显示仪表指示温度应该为： E（t，0）＝E（t，t0）＋E（t0，0） ＝10.501＋1＝11.501 mV
由此电势，查表可得tx≈283 ℃，即实际温度约为283 ℃。
P92-69. 用分度号Pt100铂电阻测温，在计算时错用了Cu100的分度表，查得的温度为140 ℃，问实际温度为多少？ 解：用Cu100的分度表对应温度为140 ℃时的电阻值为：159.96 Ω。 查Pt100的分度表对应温度为157 ℃。实际温度为157 ℃。 第四章
P111-10. 数字式显示仪主要有哪几部分组成？各部分有何作用？
答：数字式显示仪表通常包括信号变换、前置放大、非线性校正或开方运算、模／数（A／D）转换；标度变换、数字显示、电压／电流（V／I）转换及各种控制电路等部分。
信号变换电路是为了将生产过程中的工艺变量经过检测变送后的信号，转换成相应的电压或电流值，前置放大电路是为了将输入的微小信号放大至伏级电压信号；非线性校正电路一般是为了校正检测元件的非线性特性；开方运算电路通常是为了将差压信号转换成相应的流量值，A／D转换是为了将模拟量转换成断续变化的数字量；标度变换电路实质上就是进行比例尺的变更，使数显仪表的显示值和被测原始参数统一起来；数字显示部分就是被测数据以数字形式显示出来，V／I转换电路是为了将电压信号转换成直流电流标准信号；控制电路可以根据PID控制规律或其他控制规律进行运算，输出控制信号。 第五章
P139-1. 什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？
答：所谓控制器的控制规律是指控制器的输出信号p与输入偏差信号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。
P139-5. 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
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????x?x?maxmin??e??I0??100%?Imax?Imin?
?10080%???1000?0代入有关数据，得
可解得输出变化量ΔI0＝2 （mA）。
?I0???100 ?4?
P139-9. 某台DDZ-Ⅲ型比例积分控制器，比例度为100%，积分时间为2 min。稳态时，输出为5 mA。某瞬间，输入突然增加了0.2 mA，试问经过5 min后，输出将由5 mA变化到多少？
KP?解：对于该台比例积分控制器来说，由于输入范围和输出范围相同，均为4～20 mA，比例放大系数输出变化量
1??1?1100%。现输入ΔIi＝0.2 mA，其
?I0?KP?Ii?代人所给数值，得
KP?IitTI
ΔI0＝0.2 + 1/2×0.2×5＝0.7 （mA）
I0＝5 mA±0.7 mA＝5.7（4.3） mA
P139-24. 使用OMRON PLC指令编写两组抢答梯形图。
Z00 I 01 Q02 Q01 Q01 I 02 Q01 Q02 Q02 解：如图。 第六章
P151-4. 试分别说明什么叫控制阀的流量特性，理想流量特性和工作流量特性？常用的控制阀理想流量特性有哪些？
Q?l??f??Qmax?L?
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（相对位移）间的关系，即：
阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性；
在实际使用过程中，阀前后的压差会随阀的开度变化而变化，此时的流量特性称为工作流量特性。 常用的控制阀理想流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开等几种。
P152-11. 什么叫气动执行器的气开式与气关式？其选择原则是什么？
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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。
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。
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