过程装备控制技术习题及参考答案new(5)

答：∵在基型调节器的PI电路中，接有运算放大器，对于理想的比例积分电路，只要输入信号Usc2存在，积分作用就不会终止，直到输出电压被限制在运算放大器的最大或最小允许输出为止，即产生积分饱和现象，一般称输出电压未被限制为正常工作状态，输出电压被限制后称为饱和工作状态。

14．试分析DTZ－2100型气刻度指示调节器的工作原理。它试由哪些部分组成的？各部分的主要功能试什么？

答：DT8－2100型气刻度指示调节器的工作原理是：输入信号经测量指示回路进行连续指示，并输入输入回路与经给定指示电路指示的给定值进行比较得出偏差信号，偏差信号经比例微分，比例积分回路运算后，送入输出回路将1－5V DC电压信号转换成4～20mA DC信号，作为调节器的输出信号。

组成：由指示单元和控制单元两部分组成，其中指示单元由测量指示电路和给定指示，分别实现对测量信号和给定信号进行连锁指示。控制单元由输入电路——作用是将输入信号与给定信号进行比较，取出偏差信号，并进行电平移位；比例微分回路——功能为：∵回路的输出值大小不仅与输入信号的大小、极性有关，而且与输入信号变化的速度有关，因此对输入信号进行PD运算，对于容量大、惯性大，具有滞后的调节对象有益。比例积分回路——作用是为调节器引入积分功能，从而使调节器的输出值与偏差对时间的积分成正比例。输出回路——作用使将PI回路输出的1－5V DC电压信号转换成以电流负端为基准的4～20mA DC信号，作为调节器的输出信号。手动操作回路——在控制回路中实现手动操作。 15．DDZ－III型调节器的输入电路为什么要进行电平移动？

答：DDZ－III型调节器采用标准信号制，接受来自变送器的或转换器输出的1～5V DC测量信号，输出4～20mA DC信号。其输入电路将丙丁以0伏为基准的输入信号转换成以电平10伏为基准的偏差输出，由于电气受点不是从0开始的，故容易识别断电、断线故障，传输信号标准化。

16．有一电动比例调节器，器输入电流范围为4～20mA，输出电压范围是1－5V。 试计算当比例度规定在40％时，输入电流变化4mA所引起的输出电压变化量为多少?

解：∵??xmaxpmaxe?xmin?0.4

p?pmin即

420?4?0.4 ?u5?1?u?2.5V

即：输出电压变化量为2.5V

17．全刻度指示调节器与偏差指示调节器有哪些主要区别？

答：全刻度指示调节器与偏差指示调节器基本电路相同，只是指示电路有差异，全刻度指示调节器能对被调整参数（即调节器输入信号）做0～100％全刻度范围显示，显示值与给定值之差即为偏差值。偏差指示调节器则没有输入信号的全刻度指示，而是直接指示偏差大小。

18．在DDZ－III型调节器中，什么是软手操状态？什么是硬手操状态？如何实现调节器无扰动切换？ 答：软手操状态——软手操回路直接改变调节器的输出信号实现手动操作。在进行软手时，输出电流以某种速度进行变化。一停止手操，输出就停止变化。硬手操状态——硬手操回路也可以直接改变调节器的输出信号实现手动操作。在进行硬手操回路时输出值大小与硬手操作杆的位置有对应关系。由于在“自动”与“手动”之间增加了一种过渡状态——保持状态，从而实现无扰动切换。

19.气动执行器主要由哪些部分组成的？各部分的作用是什么？

答：气动执行器由气动执行机构和调节机构两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它按调节器输出气压信号（20～100KPa）的大小产生相应的推力，使执行机构推杆产生位移，推动调节机构动作。调节机构是执行器的调节部分，其内腔直接与被调介质接触，调节流体的流量。 20．试分析说明调节阀的流量特性理想流量特性及工作流量特性。

答：调节阀的流量特性是指被调介质流过阀的相对流量与阀门的相对开度之间的关系，即：

qvqvmaxl?f()。调节阀的理想流量特性是指在调节阀前后压差一定情况下的流量特性，在实际使用调

L节阀时，由于调节阀串联在管路中或与旁路阀并联，因此，阀前后的压差总在变化，这时的流量特性称为调节阀的工作流量特性。 21.何为阻塞流？他有什么意义？

答：阻塞流是指当阀入口压力P1保持恒定，并逐步降低出口压力P2时，流过阀的流量会增加到一个最大值，此时若继续降低出口压力，流量不再增加，此极限流量称为阻塞流。

意义：在阻塞流条件下，流经阀的流量不随阀后压力的降低而增加，因此在计算流量系数时，首先要确定调节阀是否处于阻塞流状态。

22.流量叙述的定义是什么？试写出不可压缩流体系数计算的基本公式。

答：我国规定的流量系数定义为：在给定行程下，阀两端的压差为0.1Mpa，流体密度为1000kg/m时流经调节阀的流量数(m/h),以C表示，它表示流体通过调节阀的流通能力，不可压缩流体：

2???p?F(p1?FFpv),c?10qvl?L/(p1?p2)l????

22???p?Fl(p1?Ffpv),c?10qvl?L/FL(p1?FFpv)??3

3

c?10qvl?L/FL2(p1?FFpv)23．试分析电—气转换器的工作原理。 答：电—气转换器按力矩平衡原理工作，当0

10mA直流电流信号输入置于恒定磁场量的测量

线圈重视，所产生的磁通与磁钢在空气隙中的磁通相互作用而产生一个向上的 电磁力（即测量力）。由于线圈固定在杠杆上，使杠杆绕十字簧片偏转，于是装在杠杆另一端的挡拆靠近喷嘴，使其背压升高，经过放大器功率放大后，一方面输出，一方面反馈到正负两个波纹管，建立起与测量力矩相平衡的反馈力矩。因而输出气压信号（0.02

0.1MPa）就与线圈电流信号成一一对应关系。

24.试简述电—气阀门定位器的工作原理。

答：来自调节器的直流电流信号，经过力矩马达的线圈，使主杠杆磁化并绕其支点反时针方向转动，喷嘴靠近挡板，P背上升，经放大后送入薄膜调节阀，空气压力上升，推动阀杆下移，带动凸轮逆时针旋转。副杠杆左移，带动反馈弹簧，当从反馈=从力矩马达时。主杠杆停在新的平衡位置。因此，阀杆的位移与输入的电流之间有一一对应的关系，而阀杆位移量与开度之间的关系是确定的，所以电流信号就能使阀位确定下来 ，这就是电—气阀门定位器的工作原理。

25.试分析DKZ型直行程电动执行器的组成特点。它的基本组成有那些部分？各部分的功能是什么？ 答：ＤＫＺ型直行程电动执行器具有推力大，定位进度高，反应速度快，滞后时间少，能源消耗底，安装方便，供电简便，在电流突然断电时能自动保持调节阀原来的位置特点，由伺服放大电和执行机构两部分组成。伺服放大电主要由前置磁红大电，触发电和可控硅交流开关等构成，作用是综合输入信号和反馈信

号，然后将它们的差值信号加以放大，以控制伺服电动机的转动，执行伺服电动机，减速电和位置发送电三部分组成。它接受可控硅交流开关或电动操作里的信号，使伺服电机按正，反方向运转。 26．气动调节阀的执行机构的正，反作用形式是如何定义的？在结构上有何不同？

答：气动调节阀的执行机构的正作用是指：当阀芯向下位移时，阀芯与阀座之间的流通截面积减少，称为正作用，或正装；反之，则称为反作用。只要改变阀杆与阀芯的连接位置就可改作反装。

27．试为一个压力控制系统选择合适的调节阀口径，已知管内介质为丙烷与丁烷的混合物，最大流量条件下的计算数据为：g0=250m3/h,P1=0.2Mpa,P2=0.12Mpa,t1=50C,Fk=0.98,PH=2.4kg/m3,Z=1,调节阀为V型单座阀.

解:参考\化工仪表自动化\历玉鸣)第二版P196

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