热工测量与自动控制重点总结

热工测量与自动控制重点总结

第一章测量与测量仪表的基本知识

1 测量：是人们对客观事物取得数量观念的一种认识过程。人们通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值。

2 测量方法：是实现被测量与标准量比较的方法，分为直接测量、间接测量和组合测量。

3 按被测量在测量过程中的状态不同，有分为静态和动态测量。

4 测量系统的测量设备：由传感器、交换器或变送器、传送通道和显示装置组成。

5 测量误差的分类：1）系统误差

2）随机误差

3）粗大误差

6 按测量误差产生来源：1）仪表误差或设备误差

2）人为误差

3）环境误差

4）方法误差或理论误差

5）装置误差

6）校验误差.

7 测量精度：准确度、精密度、精确度。

8 仪表的基本性能：一般有测量范围、精度、灵敏度及变差。

9 精度：是所得测量值接近真实值的准确程度，以便估计到测量误差的大小。

10 仪表的灵敏限是指能够引起测量仪表动作的被测量的最小变化量，故友称为分辨率或仪表死区。

第二章

1 产生误差的原因：1）测量方法不正确

2）测量仪表引起误差

3）环境条件引起误差

4）测量的人员水平和观察能力引起的误差。

2 函数误差的分配：1）按等作用原则分配误差

2）按可能性调整误差

3）验算调整后的总误差。

第三章温度测量

1 温标：是温度数值化的标尺。他规定了温度的读数起点和测量温度的基本单位。

2 热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。

3 热电偶产生热电势的条件是：1）两热电极材料相异

2）两接点温度相异.

4 热电偶的基本定律：1）均质导体定律

2）中间导体定律

3）中间温度定律。

5 补偿电桥法：是采用不平衡电桥产生的电势来补偿电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值。

6电阻温度计的传感器是热电阻，热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。

7热电阻温度计测温度的特点：1）热电阻测温度精度高，测温

范围宽，在工业温度测量中，

得到了广泛的应用。

2）电阻温度系数大，电阻率大，

化学、物理性能稳定，复现

性好，电阻与温度的关系接

近线性以及廉价。

3）当热电阻材料的电阻率大时，

热电阻体积可做的小一些，

热容量和热惯性就小，响应

快。

8 热电偶的校验：通常采用比较法和定点法。

热电偶的检定：是对热电偶的热电势与温度的已知关系进行检

验。

9 薄膜热电偶：用真空蒸等方法使两种热电极材料（金属）蒸镀到绝缘基板上，二者牢固的结合在一起，形成薄膜状接点。

10冷端温度补偿的方法：1）冷端温度校正法

2)补偿导线法

3）仪表机械零点调整法

4）冰浴法

5）补偿电桥法

第四章湿度测量

1 湿度计的标定与校正装置的方法：重量法、双压法和双温法。

2 试述弹性压力计的误差及改善途径：

误差 1）相同压力下同一弹性元件正反行程的变形量会不一样，因而存在迟带误差。

2）弹性元件变形落后于被测压力的变化，会引起弹性后效误差仪表的各种活动部件只见到间隙，示值与弹性

元件的变形不完全对应，会引起摩擦误差。

3）仪表的活动部件运动时，相互间有摩擦误差，会引起摩擦误差。

4）环境温度变化会引起金属材料弹性模量的变化，会造成温度误差。

改善途径：1）采用无迟带误差或迟带误差极小的全弹性材料和温度误差很小的恒弹性材料制造弹性元件。

2）采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以减少间隙误差和摩擦误差。

3）限制弹性元件的位移量，采用无干摩擦的弹性支承或磁悬浮支承等。

4）采用合适的制造工艺，使材料的优良性能得到成分的发挥。

第五章压力测量

1 测量压力的仪表按原理不同分为：液柱式压力计、弹性式压力计、电气式压力计和活塞式压力计。

2 液柱式压力计：是以液体静力学原理为基础的。

3 用弹性传感器组成的压力测量仪表为弹性压力计。

4 弹性元件及其特性：弹性元件有弹簧管、波纹膜片、波纹膜盒和波纹管。弹性元件的测压原理是当弹性元件在轴向受到的外力作用时，就会产生拉伸或压缩位移。

5 霍尔效应：把半导体单晶体薄片置于磁场 B 中，当在晶片的Y 轴方向上通以一定大小的电流 I 时，在晶片的 X 轴方向的两个端面上将出现电势，这种现象称为霍尔效应，所产生的电势称霍尔电势，这个半导体称为霍尔片。

6 压力表的选择：根据被测压力的种类、被测介质的物理化学性质和用途以及生产过程所提的技术要求，同时应本着既满足测量准确度、有经济的原则，合理的选择压力表的型号、量程和等级。

7 压力表的校验:常用仪器为活塞式压力表，其是利用静力平衡原理工作的，它由压力发生系统和测量活塞组成。

第六章流量测量

1 流量测量分为质量流量、重量流量、体积流量。

2 流量测量仪表分为三类：容积法、速度法和质量流量法。

3 累计流量：是指在某一时间间隔内，流体通过的总量。

4 体积流量计分为：差压式流量计、转子流量计、容积式流量计和速度流量计。

5 差压流量计的组成：1)节流装置（包括节流件和取压件，其功

能是将流量信号变换成差压信号）

2导压管（其功能是将节流装置前后的

压力信号送至显示仪表）

3)显示仪表（显示压差信号或直接显示被

测流量）

6 标准取压装置：取压装置与取压方式有关。标准节流装置取压方式为标准孔板、角接取压、法兰取压、标准喷嘴和角接取压。

7 标准节流装置使用的流体条件和管道条件：

流体条件：1）流体充满圆管并连续的流动

2）管道内流体流动是稳定的，流量不随时间变化或变化缓慢。

3）流体必须是牛顿流体，在物理和热力学上是单项的、均匀的或者可以认为是单项的且流体经节流

时不发生相变。

4）流体流动在受到节流件影响前，已达到充分发展的紊流，流体与管道轴线平行，不得有旋转流。

8 转子与差压节流装置的差异在于：

1）任意稳定情况下，作用在转子上的压差是恒定不变的；

2）转子与锥形管之间的环形缝隙的面积 A 是随平衡位置的高低而变化，古是变截面。

9 椭圆齿轮流量计：可以就地显示被测流体瞬时流量及体积总量也可以将流量信号转换成标准的电信号远距离传递二次仪表。椭圆齿轮每转一周向出口排出四个半月形容积的液体，测量椭圆齿轮的转速便知道液体的体积流量，即 Q=4nV0。椭圆齿轮流量计的精度与流体的流动状态即雷诺数 Re 的大小。

第七章流速测量

1 比托管的形式：主要由感测头、管身及动压引出管组成。

2 用标准比托管、S 型比托管、直型比托管测风速，往往需要测出多点风速而得平均风速。

3 中间矩形法：是最广的一种测点选择方法。它将管道截面分成若干个面积相等的小截面，测点选择在小截面的某一点上，以该点的流速作为小截面的平均流速，再以各个截面的平均流速的平均值作为管道内流体的平均速度。

4 热电风速仪：

1）若通过带热体的电流恒定，则带热体所带的热量一定。带热体温度随其周围气流速度的提高而降低，根据带热体的温度测量气流速度，这是热球风速仪的工作原理。

2）若保持带电体温度恒定，通过带热体的电流势必随其周围气流速度的增大而增大，根据通过带热体的电流测风速，这是热敏电阻恒温风速仪的工作原理。

5 热球风速仪的工作原理：

主要由两个独立的电路组成：

1）供给带热体恒定电流的回路

2）2）测量带热体温度的回路。

1 浮力式液位计：分为浮子式液位计和浮筒式液位计。

2 用差压变送器测量汽包水位是常用的方法之一。

第九章

热阻式热流计侧头安装的三种方法：埋入式、表面粘贴式和空间辐射式。

第十一章

1 自动控制：是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使被控对象自动的按照预定的规律运行或变化的手段。

2 自动控制系统的组成：为了达到自动控制的目的，由相互制约的各个部分，按一定规律组成的具有一定功能的整体。其组成是由被控对象、传感器、控制器和执行器组成。

3 自动控制系统的分类：

按定值的形式分为：1）定值控制系统

2）程序控制系统

3）随动控制系统。

按系统结构分：1）闭环控制系统

2）开环控制系统

3）复合控制系统。

4 过度过程的基本形式：发散震荡、等幅震荡、衰减震荡和单调过程。

5 衰减比：是表示衰减程度的指标，它是反映系统稳定程度即相对稳定性。

6 环节特性：是指环节的输出和输入的关系。实际系统的构成环节有热工式、电气式和气动式等多种物理环节，其输入和输出量的性质各不相同。

7 热电阻温度传感器：是由金属丝、骨架和金属保护管组成，而温包温度传感器是由金属管、内装的气体或液体组成。

8 控制器特性：1）比例控制器的特性

2）比例积分控制器的特性

3）比例微分控制器的特性

4）比例积分微分控制器的特性第

十二章自动控制仪表

1 其按能源分类：电动仪表、气动仪表和直接作用式仪

2 电子式双位控制器是由测量、给定电路、电子放大电路和开关电路等部分组成。

3 调节阀的流量特性:是指流过调节阀介质相对流量与调节阀的相对开度之间的关系。调节阀流量特性是由调节阀芯形状决定。

4 流通能力的定义：当调节阀全开、阀两端压差为10的

5 次方千帕、流体密度为 1g|cm3 时、每小时流经调节阀的流量数定义为调节阀的流通能力，用 c 表示。

5 风量调节阀的流量特性指流过风阀的相对流量与风阀转角的关系。

第十四章自动控制系统的应用

1 空调装置由：空气的加热器、冷却器、加湿器、去湿气、空气混合器以及净化器等设备组成。

2 空调系统的控制对象的特点：1）多干扰性

2）多工况性

3）温、湿度相关性。

3 蒸发器的控制：一般通过热力膨胀阀、电磁阀、浮球阀等进行控制。

4 压力保护控制分为：高压保护、低压保护和油压保护。

5 高压保护：排气压力保护的目的是为了防止排气压力过高而产生事故。产生排气压力过高的原因可能是冷凝器断水或水量不足；或者启动时排气管路的阀门未打开；或者制冷剂灌注过多；或者因系统不凝性气体过多等原因。

6 压缩机能量控制:

进行压缩机能量控制的目的为:1）为了制冷系统经济合理运行 2）实现压缩机轻载或空载启

动。

7双闭环比值控制系统：是由一个定值控制的燃气流量回路和一个随动控制的空气流量回路所组成。双闭环比值控制系统中燃气控制器的设定值，如由炉温控制系统的输出给定，即构成串级并行控制系统。该系统的优点：是实现燃气流量的定值控制，可以

大大克服燃气流量扰动的影响，使燃气空气流量都比较平稳，总的热负荷也比较平稳。