2022年控制仪表复习总结 .docx

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1、精品_精品资料_绪论1. 掌握系统的组成：调剂器、执行器、变送器2. 联络信号和传输方式：掌握外表及装置采纳统一信号传输可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_气动单元组合外表：20 100kPa气压信号可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电动单元组合外表： DDZ-II 型DDZ-III 型010mA直流电流420mA直流电流或者 15V 直流电压可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_注：国际标准信号：电流420mA,电压 15V3. 电流信号传输和电压信号传输电流信号：外表之间相互串接,一台外表发生故障影响其它外

2、表的使用,适合远距离传送 .电压信号：外表之间相互并联,增加或取消某个外表不影响其他外表的工作,简洁引入误差, 不适合远距离传送4. 变送器的信号传输：四线制传输：供电电源和输出信号各用两根线.电源与信号分别传送,对电流信号零点及元器件功耗无严格要求两线制传输：两根传输导线既是电源线,又是信号线.节约电缆线和安装费用,有 利于安全防爆. 采纳这种方式,电流信号下限不能为零,DDZ-II 外表只能用四线制5. 本质安全防爆两个必要条件：自身不产生非安全火花.安全场所的非安全火花不能窜入危急场所实现方法：在现场使用本质安全型防爆外表,在掌握室和危急场所外表之间设置安全栅留意：除了上述之外,仍需留意

3、系统的安全和布线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1.调剂器的正作用和反作用偏差：x ixs调剂器（ xi变送器输出,xs 给定值）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_正偏差正作用调剂器：假如偏差0反偏差0 ,调剂器输出变化量0y0反作用调剂器：假如偏差0 ,调剂器输出变化量y02.调剂器的运算规律可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_调剂器的输出信号通常是指其变化量y ,其实际输出为 y比例运算（ P）yy 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_数学表达式：传递函数：yW s KpY s （ Kp

4、为比例增益）K可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_PE s 特点：响应特别准时,没有丝毫滞后,系统有余差可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_比例度：1K100%P可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_比例积分运算（PI）抱负的数学表达式：y1TKPIdt （ TI 积分时间）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传递函数：W s K 11 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_PTI s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_实际数学表达

5、式：yKP 11 KI11 1te Ki TI 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传递函数：W sKTI s,积分增益 Ky可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_P1I1y 0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_KI TI s实际 PI 调剂特性接近于抱负PI 调剂器的特性积分时间：当偏差为阶跃信号时,调剂器的积分输出增大到与比例输出相等所需的时间积分时间越短,积分速度越快,积分作用越强特点：能排除余差,积分作用掌握动作缓慢,与比例作用组合使用调剂精度：掌握点最大偏差的相对变化量,表征调剂器排除余差的才能1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_KP

6、 KI1 0 %0（值越低,调剂精度越高,排除余差才能越强）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_比例微分运算规律（PD）抱负数学表达式：yKPTdD dt （ KP 微分时间）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传递函数：实际数学表达式：W syKP 1K 1TDs K1) eKDt TD（ K 微分增益 ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传递函数：W sPKP 1DTDs1D1TD s KD可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_抱负与实际偏差较大,

7、一般以实际为准微分时间：衡量微分作用的强弱微分时间越长,微分输入衰减越慢,微分作用越强特点：依据偏差变化速度调剂,超前调剂,微分作用在偏差输出恒定不变时输出为零,与比例作用组合使用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_比例积分微分运算规律抱负数学表达式：y1TKPIddtTD dt 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_传递函数：W s1KP 1T sTDs可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I11TD s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_实际传递函数：W sFTI s11KI TI sFTD s K

8、D（ F相互干扰系数）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_各输出波形请自行参考课本可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 基型掌握器：对来自变送器的15V直流电压信号与给定值相比较,所产生的偏差信可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_号进行 PID 运算,输出 420mA的掌握信号组成：输入电路、PD 电路、 PI 电路、输出电路、软手操电路和硬手操电路4. 输入电路：采纳偏差差动电平移动电路（特点）输入电路的作用： 将偏差信号放大两倍后输出电平移动,将以 0V 为基准的信可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_号转换成以电平VB （ 10v）为基准

9、的输出信号可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_采纳偏差差动输入的作用：使导线上压降陈伟共模信号,排除导线上压降引起的误差进行电平移动的作用：使运算放大器工作在答应的共模电压输入范畴以内5. PD 电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_特点：同向端输入,输入阻抗高可通过开关心换为分作用在微分网络中可调剂微分时间,在比例电路中可调整比例增益Vo1R1CD9.1kK-IC2+Vo 2Rp1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_R11kDnRRp0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6. PI 电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_CI 与

10、CM 组成比例运算电路24VCM可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_CM 与 RI组成积分运算电路Vo2CIK19.1kRI-IC3+BG3.9kD可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_K21kK3X10X12.4kDWVo 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_简化电路：积分饱和问题：只要Vo2 存在,就不V o 2C IVF-MCIC3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_断对电容T +VVo 2CM 充放电,是电容电压不断增加mR IV o 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_或减小,而输出电压是被限幅的,一旦被限幅, 输出电压就

11、与电容电压不相等,产生“积分饱和”积分饱和的后果：当输入电压极性相反,输出电压不能准时跟上输入电压的变化,从而使掌握品质变坏.积分饱和解决方法 ：借助于特种掌握器,在输出被限制时,停止对电容连续按原先的方向充放电,使其不产生积分饱和现象7. 输出电路：电压电流转换电路负载电压以零伏为基准8. 手动操作电路软手操：按肯定速率积分输出硬手操：快速调剂输出无平稳无扰动切换无扰动切换：自动手动切换瞬时调剂其输出不发生变化无平稳切换：自动手动切换时无需实现调平稳DDZ-III 型调剂器中,无平稳无扰动切换：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_自动软手操.硬手操软手操. 软手操自动.硬手操自动

12、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_必需进行平稳操作切换：自动硬手操.软手操硬手操无平稳无扰动切换的实现可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_自动软手操：有自动切换到软手操, 假如不扳动软手操开关,运算放大器的反可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_向端是浮空的,由于电路具有保持性,使输出不变可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_软手操 硬手操）自动 ：手动操作时,电容CI 右端右端接在VB ,电容CM 左端可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_与运放的反向端连接,电位也为VB ,因此切换瞬时电

13、容无充放电现象.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_9. 抗积分饱和调剂器积分反馈限幅调剂器：采纳反馈电路限制积分电容两端电压,不让其超出正常工作范畴PI-P调剂器：在调剂器输出超过正常工作范畴时,切除积分作用,使其在纯比例调节规律下工作变送器1. 基本概念与原理作用：将各种工艺参数转换成统一标准信号构成：测量部分,放大部分,反馈部分原理：负反馈原理可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入输出关系：要求输出信号与输入信号之间保持线性关系K可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入输出关系y1KFCxzo 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_KF1

14、,采纳深度负反馈,实现输入输出线性化2. 量程调整、零点迁移和零点调整量程调整：使变送器输出信号的上限值与输入信号（测量范畴）上限值相对应零点调整和零点迁移：使变送器的输出信号的下限制与测量信号下限值相对应可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当 x min0 ,零点调整.当x min0 ,零点迁移可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_零点迁移后,仅转变了测量的上下限,未转变变送器的量程（测量范畴大小不变）调整缘由：变送器输出信号范畴不变（1-5V 或 4-20mA）,而输入信号随使用场合不同而变化03. 力平稳式差压变送器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_I

15、K Pl 0F l 0F,输入与输出线性,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_lAoP01KPl 1l 3Atg l 2l fKfl fKf可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_量程调整：转变矢量角和电磁结构常数Kf ,其中变化范畴 415,可调整量程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_比tg 15tg 43. 83 .电磁结构常数可转变量程比3 ： 1 ,故可调整最大量程比为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 83 : 111. 4 : 1可编辑

16、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_留意：量程调整时,调整量程范畴会影响外表的零点,而调整零点时会影响外表的满度值,故在进行外表的调校时,应反复调整差动变送器：将位移信号转换成电压信号4. 电容式差压变送器特点：采纳差动电容作为检测元件,没有杠杠机构,无机械传递及调整装置,测量部分采纳全封闭焊接固体化结构.结构简洁,性能稳固、牢靠,具有较高的精度构成：测量部分和转换放大部分.输入压差作用于感压膜片,产生位移,使差动电容的电容量发生变化.电容电流转换电路转换成电流信号,与调零信号相加后同反馈信号比较,差值放大后得倒整机输出电流.注：电容差值与位移关系非线性,两电容的差与两电容的和之比与位移

17、成线性关系5. 温度变送器 :品种：直流毫伏变送器热电偶温度变送器热电阻温度变送器组成：量程单元（不一样） ：对输入信号、零点调整迁移信号、反馈信号叠加运算、且有一些其他功能,如冷端温度补偿、非线性补偿、以及引线电阻补偿放大单元（相同） ：对信号进行电压放大和功率放大.对外表进行隔离供电直流沟通直流 （ DC/AC/DC）变化电路,既为功率放大电路供应方波电源,又为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_运放和量程单元供应直流电.热电偶温度计中 冷端温度补偿 ：在四线制温度计中用两个铜电阻对冷端温度补偿线性化原理 ：热电偶温度变送器：由于热电势与温度非线性,欲使输入信号与温度线性化,只

18、需负反馈电压与温度关系非线性,且与热电偶的特性相一样,就经过两者相减后,放大电路的输入线性化,而放大电路输入输出是线性的,即整个电路线性化.（折线法近似非线性曲线）热电偶温度变送器：采纳正反馈方法,把热电阻两端电压信号引至运放的同相端,使运放的输出电流随热电势增大而增大（即随上升而增大）,从而补偿热电阻随被测温度上升其变化量逐步减小的趋势,最终使得放大电路输入信号与温度线性关系.热电偶温度及的引线电阻补偿电路：三线制连接,只有量程上限完全补偿.6. 四线制温度变送器的隔离式输入输出电路目的：为了防止输入和输出之间有直接点的联系（隔离式供电将温度变送器与外部电源隔离,隔离输出电路将变送器和外部负

19、载隔离）实现方法：采纳直流沟通直流变化器读变送器进行隔离式供电,在功率放大器和输出回路之间设置隔离变送器（电流互感器）.运算器1. 乘除器矩形脉冲调高调宽式乘除器构成原理：应用调宽电路与调高电路构成基本的乘法运算,采纳深度负反馈原理,在 x 1和 S 之间加入反馈乘法电路, 使输出信号的大小仅与输入信号x 1、 x 2 和x 3有关,而不受变量漂移和非线性的影响.乘法器的乘法关系：占空系数S 和掌握矩形脉冲幅值的信号x 相乘乘除器的输入输出关系：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_VoNVi 11 ViVi 32K3 K21（乘除运算）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料

20、_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_其中： NN0N1N2, KVp21,KVp31可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_32N3N2N3采纳这种运算关系的缘由：可实现乘除运算、乘后开方运算、乘法运算、和除法运算等不同运算 K2 和 K3 的大小和正负均可转变, 以适应气体流量测量时的温度和压力的补偿可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当Vi 3Vo, K31时,有：VoNVi 11 Vi 2K2 1 （乘后开方）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当V5V, K1时,有：VN V1 VK 1 （乘

21、法运算）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_i 33o4i 1i 22可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_当Vi 25V, K21时,有：Vo4NVi 11VK1 （除法运算）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_i 332. 自激振荡时间分割器作用：实现乘除运算.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入输出关系V22k 2V11V21 k 3V31V11V21 V31可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_振荡器的起振条件：V31V11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_限幅条件： N22. 5 , N32. 5可编辑资料 -

22、 - - 欢迎下载精品_精品资料_量程条件：输入信号1 5V,输出信号1 5V 或 4 20mA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_工组原理较为复杂,见课本P883. 开方器主要用于流量的自动检测和自动掌握系统一般情形下,不用乘除器作为开方器使用,由于乘除器中没有小信号切除电路相比于乘除器,去除了不必要的输入电路2、3 及两套附加偏置电路,将比例放大器的输出接至乘法电路2 的输入端,增设了小信号切除电路.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入输出关系： VoK Vi 111 = 2Vi 111可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 小信号切除电路：输入信

23、号小于满量程1%时,使开方器输出为零可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入电压 Vi1. 04V时,输出信号被切除, Vo1V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入电压 Vi1. 4v时, Vo1.4v可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_输入电压 Vi1. 04V时,外表有正常输出 ,Vo2Vi11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_缘由： 输入信号很小时, 放大系数特别大, 输入信号的小波动会引起输出信号很大的变化执行器1. 执行器基本概念组成：执行机构和调剂机构两部分类别：气动、电动、液动2

24、. 气动执行机构：两种：薄膜式和活塞式薄膜式：结构简洁、价格低廉、输出行程小活塞式：输出行程长、推动力大,价格昂贵,只在特别情形下使用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_lp输入输出关系：oTsAe1) CsK（一阶滞后环节）Ts1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_克服非线性：在执行机构上附加阀门定位器.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 阀门定位器：气动执行器的主要附件,与气动执行器配套使用作用：增大执行器的输出功率,提高阀门位置的线性度种类：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_气动阀门定位器：只接受气信号（将调剂器输出的电信号转换成气

25、信号20 100kPa）,需要先用电气转换器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电气阀门定位器： 具有电气转换和阀门定位双重功能,输入信号为电信号应用场合：增加执行机构的推力.加快执行机构的动作速度.实现分程掌握.改善调剂阀的流量特性.电气阀门定位器按力平稳原理工作.4 20mA 直流电流信号转入到转换组件的线圈中,当信号增加时,产生的电磁力矩让杠杠做逆时针偏转,使挡板靠近喷嘴,背压增大,放大后的气压信号也增大,该信号作用在调剂阀的膜头上,是阀杆下移,经反馈机构杠杠的另一侧产生反馈力矩,杠杠做顺时针偏转,当两力矩相平稳时,阀杆就稳固在某一位置.气动阀门定位器接受调剂器输出信号,成比

26、例输出信号掌握气动执行器,执行器阀杆的位移通过机械装置反馈到阀门定位器上,组成闭环,使输入输出线性.4. 调剂机构（调剂阀）Ap3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流量方程： Q5. 09（m /h）（开度增大,阻力系数减小,流量增加.）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_流量系数：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_国际单位制： 在掌握阀全开, 阀前阀后压差为100kPa,流体密度1g /cm3 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_每小时通过阀门的流量AKV5. 09可编辑资料 - - - 欢

27、迎下载精品_精品资料_工程单位制： 540的水,在 1kgf/的阀前后压差下每小时流过阀门的流量,用 C 表示注：不同单位制下流量系数不同,工程单位制,用C 表示.英制单位,用CV 表示可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在采纳国际单位制时,如p 的单位取为 kPa 时,就KV 值的运算公式如下：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可调比 R： RQmax Qmin10QKVp可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_反映调剂法调剂才能的大小KV max可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_抱负可调比： RKV min,统一设计时,R30可编辑资料 -

28、- - 欢迎下载精品_精品资料_实际可调比： 管路系统的阻力变化或旁路开启,调剂阀前后压差发生变化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_RS（ SpminpRr,调剂法全开时阀前压差与系统总压差之比）5. 流量特性：所谓流量特性,是指介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度之间的关系抱负流量特性：阀前后压差不随开度而变化时的流量特性,又叫固有流量特性有直线、等百分比、抛物线、快开几种工作流量特性：实际生产中,阀前后压差总是变的,从而使抱负流量特性发生畸变流量特性的畸变程度随S 值的减小而逐步增加,即直线特性趋近于快开特性,等百分比特性就趋近于直线特性.6. 气动执行器的选型： 、结构型式挑选调剂机构挑选：考虑被测介质的工艺条件和流体特性执行机构的挑选：通常薄膜式,特别活塞式作用方式的挑选（气开、气关）：从生产工艺上安全要求动身,考虑原就：信号压力中断时,应保证设备和操作人员的安全.气开：阀门开度随信号压力增大而增大气关：阀门开度随信号压力增大而减小调剂阀流量特性的挑选常用特性：直线.等百分比.快开（只用于两位式调剂和程序掌握系统） 考虑原就：考虑掌握系统的掌握品质考虑工艺的配管情形考虑负荷变化的影响可编辑资料 - - - 欢迎下载