表进行测量，能否满足要求？若采用一台测量范围为0~1.0MPa、精度为1级的压力表进行测量，能否满足要求？
解：
测量范围为0~1.6MPa、精度为1级的压力表：
?max?a?SFS1.6?1??0.016?0.01；不能满足要求
100100测量范围为0~1.0MPa、精度为1级的压力表： 满度值等于被测量值，不能满足要求
2．检定一块1.5级、刻度为0~100MPa的压力表，发现在50MPa处的误差最大，为1.4MPa，这块压力表是否合格？ 解：该表的最大引用误差为
?FSm??max1.4?100%??100%?1.4%?1.5%
SFS100?0这块压力表合格
3．※测量稳定压力时，仪表最大量程应为测定值的1.5倍，测量波动压力时，仪表最大量程应为测定值的2倍。 2．4．流量检测及仪表
2．4-1．流量指单位时间内流过某一截面的流体数量。★可以是瞬时流量或者是平均流量。
1．流量计的种类繁多，若按测量原理分，流量计可分为：“节流式流量计”、速度式流量计、容积式流量计、质量式流量计、电磁式流量计、
2．流量的基本概念：瞬时流量（单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量）与累积流量（某段时间内流过工艺管道某截面的流体总量）；体积流量、重量流量与质量流量。
3．流量的检测方法
（1）体积流量检测方法：容积法（单位时间内排出流体的固定体积数）和速度法（管道内的平均流速乘以管道面积）；
（2）质量流量检测法：间接法（体积流量乘以密度）和直接法（仪表直接测得）。 2．4-2．“差压式流量计”
1．速度式流量计——节流式——（变差压式）——孔板、挡板、文丘里管→孔板流量计：
2．节流现象：流体在流过节流装置时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。 节流装置包括节流件和取压装置。 2．4-3．转子流量计
1．差压式流量计对管径小于50mm、低雷诺数的流体的测量精度是不高的。而转子流量计则特别适宜于测量管径50mm以下管道的流量，测量的流量可小到每小时几升。
2．转子流量计，是以压降不变、利用节流面积的变化来测量流量的大小，即：转子流量计采用的是恒压降、变节流面积的流量测量方法
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3．生产厂是在工业标准状态下（20℃，0.10133MPa），用水或空气进行标度。对液体测量，仪表示值代表20℃时水的流量值。对气体测量，则是代表20℃，0.10133MPa压力下空气的流量值。实际使用时，须对指示值进行修正
例题与参考题
1．用水刻度的转子流量计，转子由密度为7900kq/m的不锈钢制成，测量范围为0～10L/min，用它来测量密度为0.831kq/L的苯的流量，测量范围为多少？
解：
3
KJ?(?Z??S)?J(7290?1000)?831??0.9
(?Z??J)?S(7290?831)?100011?Q0??10?11.1 L/min。 KJ0.9QJ?2．5．物位检测及仪表 2．5-1．概述
1．物位的含义：包括—— 液位：容器中液体介质的高低 料位：容器中固体物质的堆积高度
界面：两种密度不同液体介质的分界面的高度 2．物位测量仪表可分为下列几种类型。
静压式物位测量：利用液体或物料对某定点产生的压力随液位高度而变化的原理而工作。 浮力式物位测量：利用浮子所受的浮力随液位高度而变化的原理工作。
电气式物位测量：利用敏感元件将物位的变化转换为电量参数的变化，而得知物位。
核辐射式物位测量：利用核辐射线穿透物料时，核辐射线的透射强度随物质层的厚度而变化的原理进行测量。 声学式物位测量：测量超声波在物质中传播时间的长短，据此可测出物位。
光学式物位测量：利用光波在传播中可被不同的物质界面遮断和反射的原理测量物位。 2．5-2．差压式液位变送器
1．用差压变送器测量某储罐的液体，差压变送器安装位置如图；导出变送器所测出的差压值?p与液位高度H之间的关系。变送器零点要不要迁移？如果迁移，迁移量？
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解： ⑴
p??p0??1gH??1gh1；p??p0??2gh2；
?p?p??p???1gH?g（?1h1??2h2）H?0时，?p?g（?1h1??2h2）?0！需要零点迁移 H?0时，?p?g（?1h1??2h2）?0！需要零点正迁移 H?0时，?p?g（?1h1??2h2）?0！需要零点负迁移
⑵本题?1??2；h1?h2；需要负迁移，迁移量 ?p??g（h2?h1）第三章 过程控制仪表
3．0．概述
1．控制仪表又称控制器或调节器。其作用是把被控变量的测量值和给定值进行比较，得出偏差后，按一定的调节规律进行运算，输出控制信号，以推动执行器动作，对生产过程进行自动调节。
2．控制仪表按工作能源分类有：电动仪表、气动仪表、自力式仪表 3．控制仪表的发展基本上分为三个阶段：
基地式仪表：将检测、控制、显示功能设计在一个整体内，安装在现场设备上或控制室内。
单元式组合仪表：单元组合式仪表是将仪表按其功能的不同分成若干单元（例变送单元、给定单元、控制单元、显示单元等），每个单元只完成其中的一种功能；其中的控制单元是接受测量与给定信号，然后根据它们的偏差进行控制运算，运算的结果作为控制信号输出；各个单元之间以统一的标准信号相互联系。
以微处理器为中心的控制仪表（装置）：内设微处理器，控制功能丰富，很容易构成各种复杂控制系统。在自动控制系统中广泛应用的有：工业控制计算机（DDS）；集散控制装置（DCS）；单回路数字控制器（SLPC）；可编程数字控制器（PLC）；现场总线控制装置（FCS）
3．1．基本控制规律及特点
1．所谓控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系。
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2．控制器的输入信号是变送器送来的测量信号和内部人工设定的或外部输入的设定信号。设定信号和测量信号经比较环节比较后得到偏差信号 e ，它是设定值信号 r 与测量信号 x 之差。
3．控制规律有断续控制和连续控制两类 3．1-1．双位控制
1．双位控制器只有两个输出值，相应的执行机构只有开和关两个极限位置，因此又称开关控制。如果控制温度，被控温度在t0 上下振荡，无法稳定。
2．三位控制：控制器有三个输出位值，可以控制两个继电器。温度三位控制效果：温度偏差大时，升温速度快；温度偏差小时，小幅调整。
3．1-2．比例控制（P）
1．控制器输出y（t）和偏差信号e（t）成比例关系；比例控制（P）的传递函数为： Gc（s）=Kc 。 2．比例控制的特点：控制及时、适当。只要有偏差，输出立刻成比例地变化，偏差越大，输出的控制作用越强；控制结果存在静差
3．在实际的比例控制器中，习惯上使用比例度P来表示比例控制作用的强弱。
4．所谓比例度就是指控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出相对变化值之比，用百分数表示。 3．1-3．比例积分控制（PI）
1．当要求控制结果无余差时，就需要在比例控制的基础上，加积分控制作用。 2．积分（I）控制：输出变化量y与输入偏差e的积分成正比 3．积分控制的特点
当有偏差存在时，积分输出将随时间增长（或减小）；当偏差消失时，输出能保持在某一值上。 积分作用具有保持功能，故积分控制可以消除余差。
输出信号随着时间逐渐增强，控制动作缓慢，故积分作用不单独使用 4．若将比例与积分组合起来，既能控制及时，又能消除余差 1TIs1tG(s)?K?u(t)?edtCC5．比例积分（PI）控制：时域方程 ，传递函数: 1TI?01?KITIs1?3．1-4．比例微分控制（PD）
1．对于惯性较大的对象，常常希望能加快控制速度，此时可增加微分作用。 2．理想微分
微分作用能超前控制。在偏差出现或变化的瞬间，微分立即产生强烈的调节作用，使偏差尽快地消除于萌芽状态之中。
微分对静态偏差毫无控制能力。当偏差存在，但不变化时，微分输出为零，因此不能单独使用。必须和P或PI结合，组成PD控制或PID控制。
3．理想的比例微分控制
4．理想微分作用持续时间太短，执行器来不及响应。一般使用实际的比例微分作用。
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??tdeTD5．理想微分：?y?TD；实际微分：在单位阶跃信号作用下?y?1?(KD?1)e
dtKD习题：
6．DDZ-Ⅲ控制器，比例度?=50%，积分时间TI=0.2min，微分时间TD=2min，微分放大倍数KD=10。假定输出初
?始值为4mA；在t?0时施加0.5mA的阶跃信号，试写出在该阶跃信号作用下比例、积分、微分输出的表达式；计算t?12s
时控制器的输出信号值。
解：
比例输出：?IP?积分输出：?II?微分输出：?ID?1???Ii??1?0.5?1mA 0.5111112???Ii?dt????0.5??1mA ?TI0.50.2601?[(KD?1)e?(KD/TD)t]??Ii??1?[(10?1)e?(10/2)(12/60)]?0.5?9e?1?3.3mA 0.5t?12s时控制器的输出信号值
IO?I0??IP??IT??ID?9.3mA
7．DDZ-Ⅲ控制器，比例度?=80%，积分时间TI=0.4min，微分时间TD=2.4min，微分放大倍数KD=10。假定输出初始值为6mA；在t?0时施加0.4mA的阶跃信号，试写出在该阶跃信号作用下比例、积分、微分输出的表达式；计算
?t?24s时控制器的输出信号值。
解：
比例输出：?IP?积分输出：?II?微分输出：?ID?1???Ii??1?0.4?0.5mA 0.8111124???Ii?dt????0.4??0.5mA ?TI0.80.4601?[(KD?1)e?(KD/TD)t]??Ii??1?[(10?1)e?(10/0.4)(24/60)]?0.4?4.5e?1?1.65mA 0.8t?12s时控制器的输出信号值
IO?I0??IP??IT??ID?7.85mA
9．某比例积分控制器输入、输出均为4~20mA，若将比例度设为100%，积分时间TI=2min，稳态时输出为5mA，某瞬间，输入突然增加了0.2mA，试问经过5min后，输出将由5mA变化到多少？
解：，对于比例输入：控制器输入、输出均为4~20mA，比例度??1 KP某瞬间，输入突然增加了0.2mA，输出增量?IO?KP??Ii? - 15 - 39
KP??Ii?t TI