昆明理工大学装控专业自动检测技术及仪表控制系统复习资料

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1 基本知识引论1、测量范围、测量上、下限及量程 测量范围：仪器按照规定的精度进行测量的被测变量的范围 测量下限：测量范围的最小值 测量上限：测量范围的最大值 量程：量程=测量上限值-测量下限值 1.2.3 灵敏度：被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定 状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比 灵敏度 1.2.4 误差 绝对误差： max 绝对误差 = 示值－约定真值 相对误差： 相对误差（%）= 绝对误差/约定真值 引用误差： max 引用误差（%）= 绝对误差/量程 最大引用误差： 最大引用误差（%） = 最大绝对误差/量程 允许误差： 最大引用误差≤允许误差 1.2.5 精确度1 Y U

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仪表的精确度通常是用允许的最大引用误差去掉百分号后的数 字来衡量。精确度划分为若干等级，简称精度等级，精度等级的数字 越小，精度越高 1.2.8 可靠度： 衡量仪表能够正常工作并发挥其同能的程度平均无故障工作时间 有效度 平均无故障工作时间 平均故障修复时间课后习题 1.1 检测及仪表在控制系统中起什么作用，两者关系如何？ 检测单元完成对各种参数过程的测量，并实现必要的数据处理；仪表 单元则是实现各种控制作用的手段和条件， 它将检测得到的数据进行 运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。 关系：二者紧密相关，相辅相成，是控制系统的重要基础1.2 典型检测仪表控制系统的结构是怎样的，各单元主要起什么作 用？ 被控——检测单元——变送单元——显示单元——操作人员 对象——执行单元——调节单元— 作用：被控对象：是控制系统的核心 检测单元：是控制系统实现控制调节作用的及基础，它完成对所有被2

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控变量的直接测量，也可实现某些参数的间接测量。 变送单元：完成对被测变量信号的转换和传输，其转换结果须符合国 际标准的信号制式。 变： 将各种参数转变成相应的统一标准信号； 送： 以供显示或下一步调整控制用。 显示单元： 将控制过程中的参数变化被控对象的过渡过程显示和记录 下来，供操作人员及时了解控制系统的变化情况。分为模拟式，数字 式，图形式。 调节单元：将来自变送器的测量信号与给定信号相比较，并对由此产 生的偏差进行比例积分微分处理后，输出调节信号控制执行器的动 作，以实现对不同被测或被控参数的自动调节。 执行单元：是控制系统实施控制策略的执行机构，它负责将调节器的 控制输出信号按执行结构的需要产生相应的信号， 以驱动执行机构实 现被控变量的调节作用。1.4 什么是仪表的测量范围，上下限和量程？彼此有什么关系？ 测量范围：是该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。 上下限：测量范围的最小值和最大值。 量程：用来表示仪表测量范围的大小。 关系：量程=测量上限值-测量下限值1.6 什么是仪表的灵敏度和分辨率？两者存在什么关系？ 灵敏度是仪表对被测参数变化的灵敏程度。3

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分辨率是仪表输出能响应和分辨的最小输入量，又称仪表灵敏限。 关系：分辨率是灵敏度的一种反应，一般说仪器的灵敏度高，则分辨 率同样也高。4 温度检测4.1 测温方法及温标 4.1.1 测温原理及方法 原理：通过温度敏感元件与被测对象的热交换，测量相关的物 理量，即可确定被测对象的温度。 方法：接触式测温： 传热和对流 需要较好的热接触 由于测量环境特点，对温度敏感元件的结构和性能要求高 非接触式测温：热辐射 特点：测温响应快，对被测对象干扰小，可测量高温、运动的被测对象。 4.1.2 温标tF=32+ 9 5 tC表 4-1t(℃)=Tk -273.15国际温标由定义固定点、内插标准仪器和内插公式三部分组成。 4.2 接触式测温 4.2.1 热电偶测温 1．特点：测温范围宽，性能稳定，有足够的的测量精度，结 构简单，动态效应好，输出为电信号，可远传，便于集中监测和自动4

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控制。 2．原理:基于热电效应,即将两种不同的导体或半导体练成闭 合回路,当两个接点处的温度不同时、回路中将产生热电势。 3.闭合回路的热电势： 温差电势 接触电势 接触电势的大小取决于两种不同导体的性质和接触点的温度 4. T 端称为测量端或热端，To 端称为参比端或冷端。 热电偶产生热电势的条件：两种不同的导体材料构成回路，两端接 点处的温度不同。 （必考） 热电势大小只与热电极材料及两端温度有关，与热偶丝的粗细和长 短无关。 （必考） 热电极材料确定以后，热电势的大小只与温度有关。 5.均质导体定则 中间温度定则 中间导体定则（中间导体两端温度要相同） EAB(T,To)=EAB(T,TC)+EAB(TC,To) 热电偶的分度表参比端温度为 0℃ 6.对热电极材料的要求：热电性能稳定，物理化学性能稳定，热电特 性呈线性或近似线性，价格便宜 掌握 S、K 型热电偶 7.普通型热电偶：热惯性大，对温度变化的响应慢（绝缘管为瓷管） 凯装型热电偶：热惯性小，对温度的变化响应快，挠性好，可弯曲， 可以安装在狭窄或结构复杂的测量场合。 （绝缘材料为氧化镁或氧化 铝粉末，套管材料多为不锈钢） 8.热电偶参比端温度的处理：5

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补偿导线法： 延长型： 化学成分与被补偿的热电偶相同； 补偿型： 化学成分与被补偿的热电偶不同； 参比温度测量计算方法；E（T，0）=E（T，To）+E（To，0） 等于 0 和 To 不等于 0（重点） 参比温度恒温法； 补偿电桥法 4.2.2 热电阻测温 1.原理：金属导体的热胀冷缩 2.优点：可远传、灵敏度高、无需参比温度。金属热电阻稳定性高、 互换性好、精确度高，可以用作基准仪表。 缺点：需要电源激励，有自热现象，影响测量精度。 3.铂热电阻 -250℃-650℃，分度号为 Pt10（精度高） 、Pt100（常用） 、Pt1000 （灵敏度高） 精度高，体积小，测温范围宽，稳定性好，再现性好，但价格贵。 4.铜热电阻 -40-150℃，线性好 5.热电阻引线方式 二线制 三线制 四线制 6.热敏电阻6分 To引线电阻带来的附加误差 消除引线电阻影响，提高测量精度 用于高精度的温度测量

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正温度系数的热敏电阻：电阻超过一定温度（居里温度）时随温 度升高呈阶跃性的增大； 负温度系数的热敏电阻：电阻随温度升高哦而减小。 4.3 非接触式测温 1.E=εσT4 （全辐射定律） 2.辐射测温仪表的组成：光学系统、检测元件、转换电路和信号处理 等 3.表观温度：亮度温度、辐射温度、比色温度 4．4 光纤温度传感器 1.特点：灵敏度高；电绝缘性好，可适用于强烈电磁干扰、强辐射的 恶劣环境；体积小、重量轻、可弯曲；可实现不带电的全光型探头。 2.液晶光纤温度传感器、荧光光纤温度传感器、半导体光纤温度传感 器、光纤辐射温度计。 课后习题 4.1 国际实用温标的作用是什么？它主要由哪几部分组成？ 答：作用：由其来统一各国之间的温度计量。 国际温标由定义固定点、内插标准仪器和内插公式 4.2 热电偶的测温原理和热电偶测温的基本条件是什么？ 答： 原理： 基于热点效应即将两种不同的导体或半导体练成闭合回路、 当两个接点处的温度不同时、回路中将产生热电势。 基本条件：两种不同的导体材料构成回路、 …… 此处隐藏：3370字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……