陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程过程设备管理工程
陕西科技大学 过程装备与控制工程 课件 1机械设计(王宁侠)第5章资料
第5章 带传动
第5章 带传动
5.3.3 带传动的弹性滑动和打滑 带传动工作时紧边和松边拉力不同，因而弹性变形量也不
同。带由紧边绕过主动轮进入松边的过程中，带所受的拉力由 F1逐渐减小到F2，弹性变形量也就随之减小，使带的速度滞后 于主动轮的圆周速度。带绕过从动轮时也发生类似的现象，带 由松边绕过从动轮进入紧边的过程中，带中的拉力由F2逐渐增 至F1，弹性变形量也逐渐增大，使带的速度超前于从动轮的圆 周速度。这种现象表明，带与带轮之间产生了相对滑动。这种 由于带的弹性和拉力差所引起的相对滑动称为弹性滑动，其大 小将随外载荷的大小而变化，这是带传动正常工作时的固有特 性，不可避免。
第5章 带传动
第5章 带传动 图 5-6 V带轮结构形式
第5章 带传动
轮槽基准直径D≤(2.5～3)d(d为轴的直径)时，可采用实心 结构；D≤300 mm时，可采用腹板结构；当D1-d1≥100 mm时， 可采用孔板结构； D>300 mm时，可采用轮辐结构。轮辐结构 各部分尺寸可参照以下经验公式计算:
第5章 带传动 图 5-7 带传动的受力分析
第5章 带传动
设带的总长度不变，则紧边拉力的增加量F1-F0应等于松 边拉力的减小量F0-F2
F0
1 2
F1
F2
(5-5)
带传动作用于从动轮上用以克服阻力矩的有效圆周力Fe， 就是紧边拉力与松边拉力的差值，所以，带传动的有效圆周力
Fe Fe=F1-F2
i n1 D2 n2 D1
陕西科技大学过程装备与控制工程过程装备双语过程装备基础-Chap.1
图例
§1.1 Key terms
3. 理解： • 抓住专业术语用法进行判断: substance ~物质 mechanism~机构（gearbox, P3 1st） ~物料 ~机理 • 注意关键处: 介词to，by，描述性语句 Fired heater（P2，last key term): a high-temperature furnace used to heat large volumes of raw materials;
Chapter 1 Introduction to Process Equipment
As your teacher, I think I have duty to direct everyone of you to find what you need, what you want, and to find your own interest. In that case, I need your supports to do this. I believe everyone of us will have a fresh and an enrich trip.
§1.1 Key terms
Heat exchanger (2nd, P3)：an energy-transfer device designed to transfer energy in the form of heat from a hotter fluid to a cooler fluid without physical contact between the two fluids. 4. 记忆：反复用而非反复背！ 5. 多总结：
§1.2 Basic Handtools
• 2nd sent.~ Process technicians inspect and maintain equipment, place and remove equipment from service, complete checklists, control documentation, respond to emergencies, and troubleshoot system problems. 1st para. Give us the responsibilities of process engineers.
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2017陕西科技大学专业排名_陕西科技大学专业有哪些2017陕西科技大学专业排名_陕西科技大学专业有哪些陕西科技大学优势专业排名1、机械设计制造及其自动化推荐指数: 4.6(189人推荐)2、动画推荐指数: 4.5(152人推荐)3、无机非金属材料工程推荐指数: 4.5(149人推荐)4、轻化工程推荐指数: 4.5(148人推荐)5、艺术设计推荐指数: 4.4(135人推荐)6、包装工程推荐指数: 4.6(112人推荐)7、工业设计推荐指数: 4.4(82人推荐)8、材料成型及控制工程推荐指数: 4.5(73人推荐)9、应用化学推荐指数: 4.5(70人推荐)10、电气工程及其自动化推荐指数: 4.7(64人推荐)11、材料化学推荐指数: 4.6(63人推荐)12、广播电视编导推荐指数: 4.3(62人推荐)13、材料物理推荐指数: 4.8(57人推荐)14、高分子材料与工程推荐指数: 4.6(56人推荐)15、播音与主持艺术推荐指数: 4.1(56人推荐)16、过程装备与控制工程推荐指数: 4.6(53人推荐)17、食品科学与工程推荐指数: 4.7(52人推荐)18、国际经济与贸易推荐指数: 4.0(52人推荐)19、印刷工程推荐指数: 4.3(51人推荐)陕西科技大学专业介绍工商管理专业材料成型及控制工程专业光信息与技术专业制药工程专业电子科学与技术专业测控技术与仪器专业电子信息科学与技术专业信息与计算科学专业信息管理与信息系统专业服装设计与工程专业化学工程与工艺专业应用化学专业动画专业包装工程专业工业工程专业机械设计制造及其自动化专业无机非金属材料工程专业市场营销专业物流工程专业工业设计专业陕西科技大学简介陕西科技大学(Shaanxi University of Science Technology)，位于西安市未央大学园区，是十二五期间陕西省重点建设的高水平大学，也是中国西部地区唯一一所以轻工为特色的多科性大学，入选国家中西部高校基础能力建设工程(即小211工程)和教育部卓越工程师教育培养计划，是陕西省人民政府与中国轻工业联合会、中国轻工集团公司共同建设的重点高校。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程期末考试考纲
《过程流体机械》考试大纲第一章、绪论 l掌握的内容：① 熟练掌握过程流体机械的概念；② 掌握流体机械的分类及特点； l了解的内容① 流体机械的用途及地位；② 流体机械的发展趋势。
第二章、容积式压缩机 l掌握的内容：① 往复式压缩机的组成；② 熟练掌握压缩功和多级压缩，以及相关计算；③ 气阀，密封的基本结构和工作原理；④ 容积式压缩机的主要热力性能与各结构参数；⑤ 熟练掌握容积式压缩机的调节方式及其控制；⑥ 压缩机的分类。
l了解的内容① 辅助设备组成和特点；② 动力性能；③ 可靠性的基本概念；④ 螺杆压缩机，单螺杆压缩机与滑片压缩机的基本结构和工作原理。
⑤ 往复式压缩机的选型。
第三章、离心压缩机 l掌握的内容：① 离心压缩机的典型结构与特点；② 熟练掌握离心压缩机的基本工作原理，以及相关计算；③ 级内的各种能量损失；④ 多级压缩的必要性和原理；⑤ 功率与效率的概念，以及相关计算；2 ⑥ 离心压缩机的性能；⑦ 压缩机的各种调节方法及其特点；⑧轴向推力的产生和平衡措施；⑨ 抑振轴承，轴端密封的工作原理和典型结构；⑩ 压缩机的选型分类及选型的基本设计计算。
l了解的内容① 工质为实际气体时的计算方法；② 三元叶轮的应用；③ 相似理论在离心压缩机中的应用；④ 附属系统；压缩机的控制；⑤ 叶轮强度和转子临界转速；⑥ 离心压缩机机械故障诊断。
⑦ 选型的基本原则和选型方法。
第四章、泵 l掌握的内容：① 离心泵的典型结构、分类及命名方式；② 离心泵的工作原理及基本方程；③ 熟练掌握离心泵的汽蚀及预防措施；④ 离心泵的性能及调节；⑤ 泵的选用原则。
l了解的内容① 泵的分类与泵的用途；② 离心泵的启动与运行；③ 相似理论在泵中的应用；④ 泵的选型方法及计算步骤；⑤ 轴流泵，旋涡泵，杂质泵，往复活塞泵，螺杆泵，滑片泵，齿轮泵的结构、工作原理，以及各自的特点。
工业化学基础考试重点一，选择度，产率，收率，单程转化率，总转化率，限制反应物，过量反应物，接触时间，空速等简单概念的考查。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程工业化学基础工业用水处理
“三废”治理工艺及其综合利用环境是人类赖以生存与发展的终极物质来源，同时还承受着人类活动所产生的废弃物的种种作用。
造成环境污染的因素很多，其中化学污染物对环境的污染很大，不容忽视。
由于化学反应的复杂性和化工分离方法的多样性，化工生产过程中会产生废气、废水和废渣等化学污染物，即“三废”。
“三废”的形成和排放，不仅是资源的浪费，而且造成了环境污染。
化学工业产生的废气不经处理排入大气会造成大气污染。
在大气污染中，二氧化硫、；硫化氢、氮氧化合物、氨、一氧化碳、氯气、氯化氢和多环芳烃等物质的危害最大。
例如，硫酸生产的吸收过程中，其尾气中仍有二氧化硫和三氧化硫的酸雾排出；生产丙烯腈过程中产生的副产物乙腈、氢氰酸、乙醛是有毒的，虽经回收，仍有少量排出；催化剂的制造过程中汞、镉、锰、锌、镍等金属及其化合物会以粉尘形式排入大气。
大气污染使人体健康受到危害、农作物减产、甚至枯死，给人类的生存造成很大的威胁。
工业上处理有害废气的方法主要有吸收控制法、吸附控制法及化学控制法等。
例如，二氧化硫常采用石灰乳或是苛性钠与纯碱的混合物反应去除，氮氧化合物可采用碱溶液吸收除去，二氧化碳和氯化氢可用乙醇胺或用水吸收除去，效果都很好。
碳氢化合物的蒸汽、硫化氢等气体可以采用吸附控制法。
常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、硅胶以及分子筛等。
碳氢化合物也常用热燃烧、催化燃烧和火炬等化学控制法去除。
例如在铂催化剂存在下，通入空气燃烧，将含有丙烯腈和氢氰酸的尾气中的污染物除去，使排放气体达到标准。
水在化工生产中的应用非常普遍，其用量和排放量都比较大。
不同的生产过程废水的性质和排放量不同。
废水成分复杂多变，主要包括各种有机物和汞、镉、鉻等金属及化合物。
废水不经处理排放，不仅浪费水资源，而且污染环境。
有效的处理废水，提高水的利用率，对节约和保护淡水资源具有十分重要的意义。
废水的处理方法很多，一般根据废水的性质、数量以及要求的排放标准，采用多种方法综合处理。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程过程装备与控制技术复习资料汇总
的凑试法来整定调节器的参数。若比例带的数值已基本合适，
再加入积分作用的过程中，则（ ）
A. 应适当减少比例带
B. 适当增加比例带 C. 无
需改变比例带
D. 与比例带无关
7. 控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫作（ ）。
南京工业大学
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A. 负反馈 B．正反馈 C．前馈 D．回馈
,
,
三大类。
16．气动执行器由
和
两个部分组
成。
17．选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍
数
，干扰通道的放大倍数
。
19. 由于微分调节规律有超前作用，因此调节器加入微分作用主要
是用
。
20.选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）
干扰 28．某调节系统采用比例积分作用调节器，在加入微分
E（ mV） 1.192 1.801 66.859 67.245 67.630 68.015 68.399
39． 如图所示用差压变送器测量闭口 容器液位。已知 h2 =200cm，h3 =140cm，
被测介质密度 ρ = 850kg/m3 ，负压管
内不增加隔离液，则
h3
h2
h
最高液位 最低液位
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差总是变化的,此时上述关系为
特性。
12．控制系统引入积分作用是为了
,但积分的引入会使系
统
,引入微分作用是为了
。
13．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适
的调节输出，在加入积分作用的过程中，
应
。
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第 8 页（共 26页）
14．自动调节系统常用参数整定方
陕西科技大学过程装备与控制工程电工学电子技术综合复习资料汇总(内部总结)
陕西科技大学过程装备与控制工程电工学电子技术综合复习资料汇总(内部总结)半导体器件§21半导体的基本知识com半导体和绝缘体自然界中很容易导电的物质称为导体金属一般都是导体有的物质几乎不导电称为绝缘体如橡皮陶瓷塑料和石英另有一类物质的导电特性处于导体和绝缘体之间称为半导体如锗硅砷化镓和一些硫化物氧化物等半导体的导电机理不同于其它物质所以它具有不同于其它物质的特点比如1当受外界热和光的作用时它的导电能力明显变化制作特殊器件2往纯净的半导体中掺入某些杂质会使它的导电能力明显改变有可控性com 本征半导体一本征半导体的结构特点现代电子学中用的最多的半导体是硅和锗它们的最外层电子价电子都是四个完全纯净的结构完整的半导体晶体称为本征半导体在硅和锗晶体中原子按四角形系统组成晶体点阵每个原子都处在正四面体的中心而四个其它原子位于四面体的顶点每个原子与其相临的原子之间形成共价键共用一对价电子硅和锗的共价键平面结构图共价键相邻原子共有价电子所形成的束缚形成共价键后每个原子的最外层电子是八个构成稳定结构共价键有很强的结合力使原子规则排列形成晶体共价键中的两个电子被紧紧束缚在共价键中称为束缚电子常温下束缚电子很难脱离共价键成为自由电子二本征半导体的导电机理1载流子自由电子和空穴在绝对0度T 0K和没有外界激发时价电子完全被共价键束缚着本征半导体中没有可以运动的带电粒子它的导电能力为0相当于绝缘体载流子运动的带电粒子称为在常温下由于热激发使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚成为自由电子同时共价键上留下一个空位称为空穴本征半导体中存在数量相等的两种载流子即自由电子和空穴２本征半导体的导电机理描述本征半导体中电流由两部分组成自由电子移动产生的电流空穴移动产生的电流本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度常温下本征半导体中的自由电子很少所以本征半导体的导电能力很弱温度越高载流子的浓度越高因此本征半导体的导电能力越强温度是影响半导体性能的一个重要的外部因素这是半导体的一大特点温↑导电能力↑com导体在本征半导体中掺入某些微量的杂质就会使半导体的导电性能发生显著变化其原因是掺杂半导体的某种载流子浓度大大增加N 型半导体使自由电子浓度大大增加的杂质半导体也称为电子半导体P 型半导体空穴浓度大大增加的杂质半导体也称为空穴半导体N电P空一N型半导体掺入少量的五价元素磷或锑必定多出一个电子这个电子几乎不受束缚很容易被激发而成为自由电子这样磷原子就成了不能移动的带正电的离子N自由电子正离子N 型半导体中的载流子是自由电子浓度远大于空穴浓度自由电子称为多数载流子多子空穴称为少数载流子少子二P型半导体掺入少量的三价元素如硼或铟多产生一个空穴这个空穴可能吸引束缚电子来填补使得硼原子成为不能移动的带负电的离子P空穴负离子22PN结及半导体二极管com一PN结的形成在同一片半导体基片上分别制造P 型半导体和N 型半导体经过载流子的扩散在它们的交界面处就形成了PN结PN结处载流子的运动看书P401内电场越强就使漂移运动越强而漂移使空间电荷区变薄2扩散的结果是使空间电荷区逐渐加宽空间电荷区越宽3所以扩散和漂移这一对相反的运动最终达到平衡相当于两个区之间没有电荷运动空间电荷区的厚度固定不变PN结的形成多子扩散扩散运动-形成- 空间电荷区-产生- 内电场漂移运动-使- 扩散减弱漂移增加-扩散电流等于漂移电流- 动态平衡-形成- 稳定的PN结请注意1空间电荷区中没有载流子所以空间电荷区又称为耗尽层2空间电荷区中内电场阻碍P中的空穴N中的电子都是多子向对方运动扩散运动故空间电荷区又称为阻挡层3P中的电子和N中的空穴都是少子数量有限因此由它们形成的电流很小在定量计算时往往忽略二PN结的特性1PN结的单向导电性PN结加上正向电压正向偏置的意思都是P区加正N区加负电压PN结加上反向电压反向偏置的意思都是P区加负N区加正电压正向偏置是P接正电压PN结正向偏置内电场被削弱多子的扩散加强能够形成较大的扩散电流mA 认为PN结导通注意串电阻限流正极给P提供正电流促进扩散PN结反向偏置内电场被加强多子的扩散受抑制少子漂移加强但少子数量有限只能形成较小的反向电流认为PN结截止形成的微小电流称为反向饱和电流PN结的导电特性由上可知PN结加正向电压时导通有较大的电流多子形成而加反向电压时截止仅有反向饱和电流少子形成所以 PN结具有单向导点特性2PN结的伏安特性PN结伏安特性方程式中Is为反向饱和电流UT 为温度电压当量当T＝300K时绝对温度UT≈26mV记住加正向电压u＞0且u UT时伏安特性呈非线性指数规律加反向电压u＜0且｜u｜ UT时电流基本与u无关3PN结的反向击穿特性当PN结的反向电压增大到一定值时反向电流随电压数值的增加而急剧增大称为反向击穿PN结的反向击穿有两类齐纳击穿和雪崩击穿无论发生哪种击穿若对其电流不加以限制都可能造成PN结的永久性损坏4PN 结电容效应PN 结之间有电容此电容由两部分组成势垒电容CB和扩散电容CD５PN结温度特性当温度升高时PN结的反向电流增大正向导通电压减小这也是半导体器件热稳定性差的主要原因com二极管一基本结构1结构一个PN结加上管壳和引线就成为半导体二极管2类型点接触型一般是锗材料主要应用在小电流高频电路面接触型一般是硅材料主要应用在大电流低频电路3符号半导体二极管的型号补充国家标准对半导体器件型号的命名举例如下2AP922代表二极管3代表三极管A用字母代表器件的材料A代表P型GeB代表P型GeC代表N型SiD代表N 型SiP用字母代表器件的类型P代表普通管9用数字代表同类型器件的不同型号5二极管的伏安特性Uth死区电压Uth 05 V 硅管 01 V 锗管正向特性0 U UthiD 0U UthiD急剧上升UD 硅管取07V锗管取03 V反向特性｜U BR ｜｜U｜ 0iD IS｜U ｜｜U BR ｜反向电流急剧增大反向击穿6二极管常用等效模型理想模型A等效开关模型特性曲线正偏导通uD 0自相当于导线反偏截止iD 0U BR 自相当于开路B二极管恒压源等效模型常用uD UD on 07 V Si 03V Ge6主要参数1最大整流电流 IOM二极管长期使用时允许流过二极管的最大正向平均电流2反向击穿电压VBR二极管反向击穿时的电压值3反向电流 IR指二极管加反向峰值工作电压时的反向电流反向电流大说明管子的单向导电性差因此反向电流越小越好反向电流受温度的影响温度越高反向电流越大硅管的反向电流较小锗管的反向电流要大几十到几百倍23特殊二极管com极管符号工作条件反向击穿曲线越陡电压越稳定特点1工作于反向击穿状态2利用反向伏安特性上电流在一定范围内变化稳压管两端的电压基本不变的特点进行稳压稳压二极管的参数1稳定电压UZ流过规定电流时稳压管两端的反向电压值2稳定电流IZ越大稳压效果越好小于 Imin时不稳压3最大工作电流IZM最大耗散功率 PZMP ZM UZIZM4动态电阻rZ5稳定电压温度系数CT略com极管反向电流随光照强度的增加而上升符号工作条件反向偏置com极管LED Light Emitting Diode符号工作条件正向偏置一般工作电流几十mA导通电压 1 2 V24双级型晶体三极管com的结构及类型集电区面积较大作用是收集载流子厚基区较薄掺杂浓度低作用是控制和传递载流子薄浓低发射区掺杂浓度较高作用是发射载流子浓高集电结发射结NPN型三极管PNP型三极管二分类按材料分硅管锗管按结构分NPNPNP按使用频率分低频管高频管按功率分小功率管 500 mW中功率管 05 1W大功率管 1W com的电流放大作用共基极共集电极共发射极略P691 三极管放大的条件内部条件发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低集电结面积大外部条件发射结正偏集电结反偏发射极出电流集电极入电流2电流放大原理放大状态看书P48发射结正偏发射区电子不断向基区扩散形成发射极电流IE进入P区的电子少部分与基区的空穴复合形成电流IB多数扩散到集电结基区空穴向发射区的扩散可忽略从基区扩散来的电子作为集电结的少子漂移进入集电结而被收集形成IC 集电结反偏有少子形成的反向电流ICBO自这里可忽略IB IBE-ICBO IBEIC ICEICBO ICEIE IC＋IBICE 与 IBE 之比称为直流电流放大倍数com的特性曲线1 输入特性与二极管特性相似死区电压硅管05V锗管02V自出题可能会出现结果为零的情况工作压降硅管UBE 0607V锗管UBE 0203V自按电压降去处理2输出特性此区域满足IC IB称为线性区放大区当UCE大于一定的数值时IC只与IB 有关IC IB此区域中UCE UBE集电结正偏 IB ICUCE 03V称为饱和区自 IB IC常作为判定饱和状态的条件此区域中 IB 0IC ICEOUBE 死区电压称为截止区输出特性三个区域的特点1放大区发射结正偏集电结反偏即IC IB 且 IC IB放大发正集反2饱和区发射结正偏集电结正偏即UCE UBE IB IC饱和发正集正3截止区UBE 死区电压 IB 0 IC ICEO 0截止发反集反com的主要参数1电流放大倍数和共射直流电流放大倍数共射交流电流放大倍数2集-基极反向截止电流ICBO自集电极- 基极的电流ICBO是集电结反偏由少子的漂移形成的反向电流受温度的变化影响3 集-射极反向截止电流ICEOICEO IBEICBO自这里不是很重要4集电极最大电流ICM集电极电流IC 上升会导致三极管的值的下降当值下降到正常值的三分之二时的集电极电流即为ICM5集-射极反向击穿电压自这里不是很重要当集--射极之间的电压UCE超过一定的数值时三极管就会被击穿手册上给出的数值是25 C基极开路时的击穿电压U BR CEO6 集电极最大允许功耗PCM集电极电流IC流过三极管所发出的焦耳热为PC ICUCE必定导致结温上升所以PC有限制PC PCM安全工作区ICUCE PCM半导体三极管的型号补充国家标准对半导体三极管的命名如下3 D G 110 B3三极管D用字母表示材料A表示锗PNP管B表示锗NPN管C表示硅PNP管D表示硅NPN管G用字母表示器件的种类X表示低频小功率管D表示低频大功率管G表示高频小功率管A表示高频小功率管K表示开关管110用数字表示同种器件型号的序号B用字母表示同一型号中的不同规格重点1三极管的放大作用电流分配重点2三极管的三个工作状态特征放大状态反射结正偏集电结反偏放大发正集反饱和状态反射结正偏集电结正偏饱和发正集正截止状态反射结反偏集电结反偏截止发反集反四晶体管电路的基本问题和分析方法判断导通还是截止UBE U th 则导通UBE U th 则截止状态电流关系条件放大IC IB 发射结正偏集电结反偏饱和临界IC IBICS IBS 两个结正偏集电结零偏截止IB 0 IC 0 两个结反偏判断饱和还是放大1 电位判别法NPN管放大UC UB UE饱和UE UC UBNPNCBE可以思考出PNP管放大UC UB UE饱和UE UC UBPNPEBC与NPN相反2 电流判别法第三章介绍comBJT特性曲线的影响1温度对和的影响→少子浓度↑→↑→↑↘在基区复合机会减少→↑↗2温度对输入特性的影响自曲线向左平移与PN结同理T↑→↑→↑↘↓↗３温度对输出特性的影响输出特性曲线上升com的电路模型→关于晶体管输入电阻自尽量记26集成电路集成电路将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上优点工作稳定使用方便体积小重量轻功耗小分类模拟集成电路数字集成电路小中大超大规模集成电路集成电路内部结构的特点1电路元件制作在一个芯片上元件参数偏差方向一致温度均一性好2电阻元件由硅半导体构成范围在几十到20千欧精度低高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接3几十PF以下的小电容用PN结的结电容构成大电容要外接4二极管一般用三极管的发射结构成com算放大器组成框图幻灯P1041 差分输入级组合电路2 中间级提供高增益差分CE3 输出级互补输出4 附加电路直流偏置相位补偿调零电路等等效电路uid差模输入电压uid u –uAud开环差模电压放大倍数uo Aud u–u集成运放的基本结构略不要求同相端与uo同相反相端与uo反相输入级的要求尽量减小零点漂移尽量提高KCMRR输入阻抗ri尽可能大中间级的要求足够大的电压放大倍数输出级的要求主要提高带负载能力给出足够的输出电流io输出阻抗ro小国标GB-3430-82对集成电路的规定幻灯P1121运放的特点和符号运放的特点ri高几十k 几百k KCMRR很大ro小几十几百 Ao很大104以上107理想运放ri KCMMRR ro 0Ao运放符号uoAod u-u- Aod开环差模增益-Aod u--u Aod 0运放工作在线性区时的特点第三章基本放大电路31概论com概念电子学中放大的目的是将微弱的变化信号放大成较大的信号这里所讲的主要是电压放大电路com路的性能指标1 放大倍数Ax表征放大器的放大能力根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求放大器可分为四种类型所以有四种放大倍数的定义电压放大倍数定义为电流放大倍数定义为互阻增益定义为互导增益定义为2输入电阻输入电阻定义断开信号源保留负载从输入端看进去的等效电阻称为放大电路的输入电阻a输入电阻较小将从信号源取用较大的电流从而增加信号源的负担b输入电阻较小信号源内阻和的分压使实际加到放大电路的输入电压减小从而减小输出电压放大电路的输入电阻大即ri 越大ii 就越小ui 就越接近 uS信号在传输过程中损失就越小３输出电阻定义断开负载去掉信号源保留信号源内阻从输出端看进去的等效电阻称为放大电路的输出电阻放大电路对其负载而言相当于信号源我们可以将它等效为戴维南等效电路这个戴维南等效电路的内阻就是输出电阻如何确定电路的输出电阻略后面会再讲的４通频带fL下限截止频率fH上限截止频率通频带fbw fH–fL4最大不失真输出有效值电压5最大输出功率及效率com定UA大写字母大写下标表示直流量uA小写字母大写下标表示全量ua小写字母小写下标表示交流分量32基本放大电路的组成和工作原理各元件作用T是放大电路中的放大元件利用它的电流放大作用在集电极电路获得放大了的电流这电流受输人信号的控制集电极电源为输出信号提供能量外保证集电结处于反向偏置集电极负载电阻简称集电极电阻主要是将集电极电流的变化变换为电压的变化以实现电压放大基极电源和基极电阻一起作用使发射结处于正向偏置并提供大小适当的基极电流以使放大电路获得合适的工作点耦合电容隔直通交单电源供电图略24IBQUBEQ 和 ICQUCEQ 分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点uCE的变化沿一条直线uce与ui反相信号流向实现放大的条件1晶体管必须偏置在放大区发射结正偏集电结反偏2正确设置静态工作点使整个波形处于放大区3输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流4输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压经电容滤波只输出交流信号如何判断一个电路是否能实现放大1信号能否输入到放大电路中2信号能否输出3晶体管必须偏置在放大区发射结正偏集电结反偏4正确设置静态工作点使整个波形处于放大区33放大电路的分析方法com道和交流通道放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号但是电容对交直流的作用不同如果电容容量足够大可以认为它对交流不起作用即对交流短路而对直流可以看成开路这样交直流所走的通道是不同的交流通道只考虑交流信号的分电路直流通道只考虑直流信号的分电路不同的信号可以分别在不同的通道分析直流通道交流通道自相当于把RBRC往下翻com载线图解法要用1输出特性2UCE EC–ICRC画输出直线方程3分别令UCE和IC为零可得M和N点MN4直流负载线与输出特性的交点就是Q点5直线方程的斜率为com载线输出交流方程iC和uCE是全量与交流量ic和uce有如下关系所以交流信号的变化沿着斜率为这条直线通过Q点称为交流负载线交流负载线的作法略44最大的不失真输出有效值电压自P47例题要反复看com析1估算法1根据直流通道估算IB自UBE一般取06VRB 称为偏置电阻IB 称为偏置电流2根据直流通道估算2图解法先估算IB然后在输出特性曲线上作出直流负载线与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点自P47例题要反复看com析一三极管的微变等效电路当信号很小时将输入特性在小范围内近似线性对输入的小交流信号而言三极管相当于电阻rbe二放大电路的微变等效电路将交流通道中的三极管用微变等效电路代替三电压放大倍数的计算1式中的负号表示输出电压与输入电压的相位相反2随负载变化而变化愈小则电压放大倍数愈低3与和有关四输入电阻的计算对于为它提供信号的信号源来说电路是负载这个负载的大小可以用输入电阻来表示电路的输入电阻越大从信号源取得的电流越小因此一般总是希望得到较大的的输入电阻五输出电阻的计算对于负载而言放大电路相当于信号源可以将它进行戴维南等效戴维南等效电路的内阻就是输出电阻计算输出电阻的方法1所有电源置零然后计算电阻对有受控源的电路不适用2所有独立电源置零保留受控源加压求流法com析在放大电路中输出信号应该成比例地放大输入信号即线性放大如果两者不成比例则输出信号不能反映输入信号的情况放大电路产生非线性失真为了得到尽量大的输出信号要把Q设置在交流负载线的中间部分如果Q设置不合适信号进入截止区或饱和区则造成非线性失真截止失真Q点过低信号进入截止区自输出波形正半周被截去饱和失真Q点过高信号进入饱和区自输出波形负半周被截去晶体三极管交流分析等效电路分析法步骤①分析直流电路求出Q计算 rbe②画电路的交流通路③在交流通路上把三极管画成微变模型④分析计算叠加在Q点上的各极交流量35静态工作点的稳定对于前面的电路固定偏置电路而言静态工作点由UBE 和ICEO决定这三个参数随温度而变化温度对静态工作点的影响主要体现在这一方面T→UBE ICEO→Q温度对UBE的影响T↑→UBE↓→IB↑→IC↑自输入曲线左移温度对值及ICEO的影响T↑→ ICEO↑→IC↑总的效果是温度上升时输出特性曲线上移造成Q点上移T↑→IC↑固定偏置电路的Q点是不稳定的为此需要改进偏置电路当温度升高IC增加时能够自动减少IB从而抑制Q点的变化保持Q点基本稳定定值自RB1和RB2串联定值自RC和RE串联UB和IC就与晶体管的参数几乎无关不受温度变化的影响从而静态工作点得以稳定Q点稳定过程T↑→IC↑→UE REIE↑→UB-UE UBE↓→IB↓→IC↓Q点稳定实质是通过发射极电阻RE上电压降ＵE REIE的变化反映出来而后引回就是反馈到输入电路和UB比较使UBE发生变化来牵制IC的变化即引入了负反馈关于RE1对于稳定效果RE愈大稳定性能愈好2RE愈大在其损耗的交流信号就大3在RE上并联一个电容交流信号无损失即傍路电容36共集电极电路射极输出器静态分析动态分析1电压放大倍数讨论a所以但是输出电流Ie增加了b输入输出同相输出电压跟随输入电压故称电压跟随器2输入电阻3输出电阻用加压求流法求略讨论a将射极输出器放在电路的首级可以提高输入电阻b将射极输出器放在电路的末级可以降低输出电阻提高带负载能c将射极输出器放在电路的两级之间可以起到电路的匹配作用P99是个总结37共基极电路静态分析1列输入回路电压方程可求得2根据放大区三极管电流方程可求得3列输出回路电压方程可求得动态分析共射放大电路既有电压放大作用又有电流放大作用输入电阻居三种电路之中输出电阻较大适用于一般放大共集放大电路只有电流放大作用而没有电压放大作用因其输入电阻高而常做为多级放大电路的输入级因其输出电阻低而常做为多级放大电路的输出级因其放大倍数接近于1而用于信号的跟随共基放大电路只有电压放大作用而没有电流放大作用输入电阻小高频特性好适用于宽频带放大电路38多级阻容耦合放大电路耦合即信号的传送耦合方式直接耦合阻容耦合变压器耦合光电耦合1阻容耦合阻容耦合是通过电容器将后级电路与前级相连接优点1阻容耦合多级放大电路前后级的静态工作点是相互独立互不影响的因为变压器不能传送直流信号2阻容耦合多级放大电路基本上没有温漂现象3电容器在传送交流信号的同时可以实现电流电压以及阻抗变换缺点1高频和低频性能都很差2体积大成本高无法集成2直接耦合存在两个问题1第一级的静态工作点已接近饱和区2由于采用同种类型的管子级数不能太多为了解决第一个问题a在T2的发射极加入电阻RE2略P111b在T2的发射极加入稳压管为了解决第二个问题可以在电路中采用不同类型的管子即NPN和PNP管配合使用优点1由于级间是直接耦合所以电路可以放大缓慢变化的信号和直流信号2便于集成由于电路中只有晶体管和电阻没有电容器和电感器因此便于集成缺点1各级的静态工作点不独立相互影响会给设计计算和调试带来不便2引入了零点漂移问题零点漂移对直接耦合放大电路的影响比较严重第五章介绍零点漂移com路多级电路电压放大倍数与各级电压放大倍数之间的关系考虑级与级之间的相互影响计算各级电压放大倍数时应把后级的输入电阻作为前级的负载处理静态分析自书上比这里更细这里略动态分析ri R1 [ rbe1 1 RL1 ]其中RL1 RE1 ri2 RE1 R2 R3 rbe2。
陕西科技大学机电工程学院过程装备与控制工程控制技术
第一章控制系统的基本概念1, 生产过程自动化系统包含如下四个部分的内容：自动检测系统（2）信号连锁系统（3）自动操纵系统（4）自动控制系统2,过程装备控制的任务和要求过程装备控制是工艺生产过程自动化的重要组成部分，它主要是针对过程装备的主要参数，即温度、压力、流量、液位（或物位）、成分和物性等参数进行控制。
工艺生产过程装备控制的要求是多方面的，最终可以归纳为三项要求：即安全性、经济性和稳定性。
3,控制系统的组成被控对象，测量元件和变送器，调节器：又称控制器，执行器4，控制系统的方框图 : 被控变量y ，给定值（或设定值）Ys ，测量值Ym，操纵变量（或控制变量）m ，干扰（或外界干扰）f ，偏差信号e ，控制信号u5，控制系统系统的分类按给定值的特点划分：定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统按系统输出信号对操纵变量影响划分：闭环控制，开环控制按系统的复杂程度划分：简单控制系统，复杂控制系统按系统克服干扰的方法划分：反馈控制系统，前馈控制系统，前馈－反馈控制系统6，控制系统的过渡过程从被控对象受到干扰作用使被控变量偏离给定值时起，调节器开始发挥作用，使被控变量回复到给定值附近范围内。
然而这一回复并不是瞬间完成的，而是要经历一个过程，这个过程就是控制系统的过渡过程。
7，控制系统的过渡过程有发散振荡过程，等幅振荡过程，衰减振荡过程，非振荡的单调过程综上所述，一个自动控制系统的过渡过程，首先应是一个渐趋稳定的过程，这是满足输生产要求的基本保证；其次，在大多数场合下，应是一个衰减振荡的过程。
8，控制系统的性能指标一类是以系统受到单位阶跃输入作用后的响应曲线（又称为过渡过程曲线）的形式给出的，如最大偏差（或超调量）、衰减比、余差、回复时间等，称为过渡过程的质量指标；另一类是偏差积分性能指标，一般是希望输出与系统实际输出之间误差的某个函数的积分，常用的有平方误差积分指标（ISE）、时间乘平方误差的积分指标（ITSE）、绝对误差积分指标（IAE）以及时间乘绝对误差的积分指标（ITAE）等，这些值达到最小值的系统是某种意义下的最优系统。
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1,设备管理的演化过程BM事后维修 Break-down MaintenancePvM预防维修 Preventive maintenancePM生产维修 Productive Maintenance各种设备管理模式并行阶段：综合工程学TPM全员生产保养 Total Productive Maintenance设备综合管理2,TPM的核心是以设备综合效率和完全有效生产率为目标，以全系统的预防维修系统为载体，以员工的行为规范化为推进过程，以全体人员参与为基础的设备维护、保养、点检和维修体制。
所以核心之一：以全效率和完全有效生产率为目标；核心之二：以全系统的预防维修体制为载体；核心之三：以员工的行为全规范化为过程；核心之四：以全体人员参与为基础。
3，设备前期管理的工作程序(1)规划进行规划构思、初步选择、编制规划、评价与决策。
重点是进行规划项目的可行性研究，确定设备的规划方案。
(2)实施进行设备的设计制造，或者进行选型（招标）、订货和购置等工作，并对这些工作加以管理。
重点是尽可能的缩短设备的投资周期，及时发挥设备的投资效益。
(3)总结评价搜集各个阶段的数据和信息，并进行整理、分析和反馈，为以后企业设备的规划、设计或选型提供依据。
4.规划费用的估算设备规划阶段的费用估算，是为了对项目进行技术经济可行性研究，以决定该项目是否要进行。
通常采用0.6乘算法（成本曲线法）。
因一般情况下，尤其对于成套设备来说，设备的费用是依其容量比的0.6次方变化的6.01212)(x x Y Y x1——设备A 的生产能力x2——设备B 的生产能力（类型与A 相同）Y1——设备A 的研制费用Y2——设备B 的研制费用5, 设备选型的基本原则从多种可以满足相同需要的不同型号、规格的设备中，经过技术经济的分析评价，选择最佳方案以做出购买决策。
(1)生产上适用--与本企业扩大生产规模或开发新产品等要求相适应;(2)技术上先进--在满足生产需要的前提下，要求其性能指标保持先进水平，以利于提高产品质量和延长其技术寿命;(3)经济上合理--价格合理，在使用过程中能耗、维护费用低，且回收期较短。
6,设备的安装找平找平目的：保持稳定性，减轻振动（精密设备应有防振、隔振措施），避免设备变形，防止不合理磨损及保证加工精度等。
7，设备的调试A. 空运转试验目的：考察设备安装精度的保持性、稳固性以及传动、操纵、控制、润滑和液压等系统是否正常和灵敏可靠。
B. 设备的负荷试验目的：为了试验设备在一定负荷下的工作能力。
负荷试验可按设备设计公称功率的25％、50％、75％、100％的顺序分别进行。
C.设备的精度试验在负荷试验后，按随机技术文件或精度标准进行加工精度试验，应达到出厂精度或合同规定要求。
8，国外引进设备的注意事项一、配套性：指设备系统与其环境的协调性。
二、维修条件：维修体制不同。
三、运输和安装条件：严格按提供设备一方的条件进行。
9，点检是操作工按照编制的检查路线对设备进行定时(一般是1~2h)、定点(规定的检查点)、定项(规定的检查项目)的周期性检查。
10，摩擦:相互接触的物体沿着它们的接触面作相对运动时,会产生阻碍物体相对运动的阻力,这种现象称为摩擦；这种阻力叫摩擦力。
摩擦产生的原因：表面不平、运动阻力。
磨损:指两个相互接触的物体发生相对运动时,物体表面的物质不断地转移和损失；即，因摩擦使物体表面损伤形成磨损；磨损的结果使相对运动的物体表面不断的有微粒脱落,表面性质,几何尺寸均发生改变。
装备磨损及补偿理论是形成装备管理科学的基础。
磨损带来的危害：①影响零件的运动质量；②改变了零件的尺寸；③降低了零件的可靠性。
11，贯彻设备润滑工作的“五定”管理。
1) 定人（定人加油）确定添加润滑材料的人员，有专人负责设备添油换油工作，有专人负责设备日常维护（每周每班）加油工作，有专人负责润滑部位检查工作。
2) 定点（定点加油）定出设备各部润滑点及各润滑点的加油方法3) 定时（定时换油）确定加油的时间或周期，按设备使用及负荷情况，定时进行清洗换油，按消耗定额添油，按润滑部位定出每周或每日加油。
4) 定质（定质选油）定出设备各部位用油品种牌号，润滑油品必须经过检验合格，润滑装置和加油器具保持清洁。
5) 定量（定量用油）定出各润滑部位用油量及日常维护用油定额，油箱定期添油定额。
在确保设备润滑良好的基础上，尽量做到节约用油。
12，设备寿命周期：设备从规划、设计、制造、选型、购置、安装、调试、使用、维修直至改造、更新及报废全过程所经历的全部时间。
13.，所谓设备维修模式，就是在适当的时机对适当的维修对象（设备、设施、零部件）实施适宜的维修措施（维护、检查或修理）的模式。
分类：主要有三种：计划（预防）维修模式（PM）、设备诊断技术与状态模式（CBM）、事后维修模式（BM）14，设备故障的分类按发生状态分渐发性故障：与材料的磨损、腐蚀、疲劳及蠕变有密切关系；突发性故障：与设备参数的极限、操作合理性等有关；按故障性质分间断性故障：无需更换零部件；永久性故障：零部件已损坏。
按影响程度分完全性故障：完全丧失功能；局部性故障：某些功能丧失。
按发生原因分磨损性故障：正常磨损；错用性故障：错用、维护不当；固有的薄弱性故障：设计问题。
按危险性分危险性故障：安保系统、制动系统失灵；安全性故障：安保系统不需动作时动作。
按发生、发展规律分随机故障：发生随机；有规则故障：有规律可循。
15，故障模式即故障的表现形式或特征；主要的故障模式有损坏型、退化型、松脱型、堵塞型、渗漏型、性能衰退型和丧失功能型等。
16，MTBF分析法（平均无故障时间，Mean Time Between Failure ）记录观测期内发生的全部故障（无论停机时间长短），包括突发故障（事后修复）和将要发生的故障（通过预防维修排除）的有关数据资料、故障部位（内容）、处理方法、发生日期、停机时间、修理的工时、修理人员等。
平均无故障时间MTBF∑==niint MTBF1/平均修理时间MTTR∑==niint MTTR1/17，统计分析法通过统计某一设备或同类设备的零部件因某方面技术问题所发生的故障，占该设备或该类设备各种故障的百分比，然后分析设备故障发生的主要问题所在，为修理和经营决策提供依据的一种故障分析法。
18，分步分析法对设备故障的分析范围从大到小，由粗到细逐步进行，最终找出故障频率最高的设备零部件或主要故障的形成原因，并采取对策。
19，故障树分析法故障树分析法（Fault Tree Analysis，简称FTA）也称为失效树分析法，它是一种可靠性、安全性分析和预测的方法，采用由上而下的方式，先假设系统发生故障，然后分析其可能的原因。
20，故障树分析法的一般步骤为：（1）选择和确定顶事件；（2）自上而下建造故障树；（3）建立故障树的数学模型；（4）根据故障树对系统进行可靠性的定性分析；（5）根据故障树对系统进行可靠性的定量计算。
21，应用设备故障诊断技术的目的：采用设备故障诊断技术，至少可以达到以下目的：⑴保证设备安全，防止突发事故；⑵保证设备精度，提高产品质量；⑶实施状态维修，节约维修费用；⑷避免设备事故造成的环境污染；⑸提高企业设备的现代化管理水平，给企业带来较大的经济效益和良好的社会效益。
22，设备故障诊断方法：（1）振动诊断（6）性能趋向诊断（2）声学诊断（7）强度诊断（3）温度诊断（8）压力诊断（4）污染物诊断（9）电参数诊断（5）光学诊断（10）表面形貌诊断23，零库存管理概念(Zero Inventory Management/Zero-stock Management)概念——物料(包括原材料、半成品和产成品等)在采购、生产、销售、配送等一个或几个经营环节中，不以仓库存储的形式存在，而均是处于周转的状态。
内涵——以仓库储存形式的某些种物品数量为“零”，即不保存经常性库存，它是在物资有充分社会储备保证的前提下，所采取的一种特殊供给方式。
特征——1）无库存；2）备货周期短；3）小批量多品种及时补货；4）产品质量零缺陷。
24，备件库存控制的目的是备件管理工作的重要组成部分；备件入库建账后要保证备件库存质量；通过对库存备件发放、使用动态信息的统计、分析，摸清备件使用消耗规律，逐步修正储备定额，合理储备备件。
能及时处理备件积压、加速资金周转。
25，库存ABC控制法一、ABC分类的原理、依据及库存策略（一）ABC分类的基本原理按照所控制对象的价值的不同或重要程度的不同将其分类，通常根据年耗用金额（存货价值或数量×成本）将物品分为三类。
26，备件“3A”库存控制方法1. 传统的备件ABC分类管理法弊端：ABC法对设备及备件在生产过程中的作用以及设备停机后对生产的影响、造成的停机后果等关注不够，势必会因为一些价值低但处于关键位置的备件短缺，而导致停机。
2. 3A库存模型的主旨思想：考虑备件的关键性（损坏后果：对生产影响，对设备、安全与环境影响等）；考虑备件的易损坏性（负荷、位置、作用等）。
3. 方法：据设备和备件对生产的影响、停机后果的严重程度，将设备、部件、零件先后进行ABC分类。
可由设备、部件和零件的ABC分类派生出从AAA到CCC共27种零件类别。
备件可分成四级。
27，备件ABCD库存控制方法1. 依据：以ABC 控制法和3A法为基础，ABCD 库存控制法不是从备件的所属设备、部件、零件这三个方面来划分等级，而是直接根据备件对生产状况的影响程度、故障和损耗规律、供应渠道的敏捷程度和资金占用等对它进行分类，各分类标准优先级别依次递减。
2. 特点：对备件特性进行充分地研究和分析，利用预修预检对备件消耗进行预测，并以满足客户和市场需求，保证生产不间断为指导思想。
28，十大重点节能工程 (国家发改委制定)低效燃煤工业锅炉（窑炉）改造。
采用循环流化床、粉煤燃烧等技术改造或替代现有中小燃煤锅炉（窑炉）。
区域热电联产。
发展采用热电联产和热电冷联产，将分散式供热小锅炉改造为集中供热。
余热余压利用。
在钢铁、建材等行业开展余热余压利用。
节约和替代石油。
在电力、交通运输等行业实施节油措施，发展煤炭液化、醇醚类燃料等石油替代产品。
电机系统节能。
在煤炭等行业进行电动机拖动风机、水泵系统优化改造。
能量系统优化。
在石化、钢铁等行业实施系统能量优化，使企业综合能耗达到或接近世界先进水平。
建筑节能。
严格执行建筑节能设计标准，推动既有建筑节能改造、推广新型墙体材料和节能产品等。
绿色照明。
在公用设施、宾馆、商厦、写字楼以及住宅中推广高效节电照明系统。
政府机构节能。
政府机构建筑按照建筑节能标准进行改造，在政府机构推广使用节能产品等。
能源监测和技术服务体系建设。
更新监测设备，加强人员培训等。