p=p1 p2= gH (h2 h1 ) g
g。
H=0 时， p= (h2 h1) 这种液位测量时，具有
迁移量为 ( h2 h1) g
“负迁移 ”现象，为了使 H=0 时， p=0，该差压变送器测液位时需要零点迁移，
3-54 什么是热电偶的热电特性？ 热电偶的热电势由哪两部分组成？
解：（ 1）将两种不同的导体（金属或合金） A 和 B 组成一个闭合回路（称为热电偶） ，若两接触点温
度 (T、 T0)不同，则回路中有一定大小电流，表明回路中有电势产生，该现象称为热电动势效应或塞贝克 （ Seebeck）效应。回路中的电势称为热动势，用
EAB (T， T0) 或 EAB (t， t0).
（ 2）热电偶的热电势由接触电势和温差电势两部分组成。
解：（ 1）热电偶的热电势只有当 T0（或 t0）恒定是才是被测温度
度表是以 T0＝ 0℃为参考温度条件下测试制定的，只有保持 T0≠ 0℃，则应进行冷端补偿和处理。
3-56 用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？
T（或 t）的单值函数。热电偶标准分
T0＝ 0℃，才能直接应用分度表或分度曲线。若
（ 2）冷端温度补偿的方法有：延长导线法， 解：热电偶温度计由热电偶（感温元件）
电势。
热电阻温度计由热电阻（感温元件）
0℃恒温法，冷端温度修正法，冷端温度自动补偿法等。
、显示仪表和连接导线组成；输入信号是温度，输出信号是热
3-57 试述热电偶温度计、热电阻温度计各包括哪些元件和仪表？输入、输出信号各是什么？
、显示仪表和连接导线组成；输入信号是温度，输出信号是电阻。
3-58 用 K 型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为
如果改用 E 型热电偶来测温，在相同的条件下，
解 用 K 型热电偶测温时，设设备的温度为
0)=1.000mV 。根据中间温度定律，
20mV ，冷端（室温）为 25C，求设备的温度？
E 热电偶测得的热电势为多少？
t，则 E(t， 25)=20mV ，查 K 型热电偶分度表， E(25，
E(t， 0)= E(t， 25)+ E(25 ， 0)=20+1.0=21.000
mV 反查 K 型热电偶分度表，得 t=508.4℃
若改用 E 型热电偶来测次设备温度，同样，根据中间温度定律，测得热电势为
EE(508.4， 25)= EK (508.4，0) EK(25， 0)=37678.6 1496.5=36182.1 V 36.18mV 。
59、常用的热电偶有哪几种？所配用的补偿导线是什么？为什么要使用补偿导线？并说明使用补偿导线时要注意哪几点？
解：（ 1）常用的热电偶有如下几种：
（ 2）所配用的补偿导线如下：
（ 3）用廉价的补偿导线代替热电偶使冷端远离热端不受其温度场变化的影响并与测量电路相连接。
使
用补偿导线时要注意：在一定的温度范围内，补偿导线与配对的热电偶具有相同或相近的热电特性；保持
延伸电极与热电偶两个接点温度相等。
3-59 现用一支镍铬 -铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为 这时指示值为 400℃，则认为换热器内的温度为
解 认为换热器内的温度为 设换热器内的温度为
0)，由中间温度定律并查镍铬
430℃不对。
400℃， 则有 E(t ，30)= E(400，
30℃，显示仪表的机械零位在
0℃时，
430℃对不对？为什么？正确值为多少度？
t，实测热电势为 E(t，30)，根据显示仪表指示值为
-铜镍（ E 型）热电偶分度表，有
t=422.5℃
E(t， 0)= E(t， 30)+ E(30， 0)= E(400， 0)+ E(30， 0)=28943+1801=30744 V
反查镍铬 -铜镍热电偶分度表，得换热器内的温度 多少？
解：（ 1）热电阻测温原理 ：电阻－温度效应，即大多数金属导体的电阻值随温度而变化的现象。 （ 2）常用测温热电阻有：铂热电阻和铜热电阻。 （ 3）铂热电阻的分度号主要有：
Pt100，（ R0=100 ）； Pt50，（ R0=50 ）；
Pt1000，（ R0=1000 ）；等 铜热电阻的分度号主要有：
）；
3-60．试述热电阻测温原理？常用测温热电阻有哪几种？热电阻的分度号主要有几种？相应的 R0 各为
Cu100，（ R0=100
Cu50，（R0=50 ）；等
60、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？ 解：（ 1）热电偶的热电势只有当 T0（或 t0）恒定是才是被测温度 是以 T0＝ 0℃为参考温度条件下测试制定的，只有保持 T0≠0℃，则应进行冷端补偿和处理。
（ 2）冷端温度补偿的方法有：延长导线法， 温度为多少？
解 查 Cul00 的分度表， 140℃对应电阻为 反查 Ptl00 的分度表，得实际温度为
157℃
T（或 t）的单值函数。热电偶标准分度表
T0＝ 0℃，才能直接应用分度表或分度曲线。若
0℃恒温法，冷端温度修正法，冷端温度自动补偿法等。
3-62 用分度号为 Ptl00 铂电阻测温，在计算时错用了 Cul00 的分度表，查得的温度为 140℃，问实际
159.96 ，而该电阻值实际为 Ptl00 铂电阻测温时的电阻值，
63、现用一支镍铬 -铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为 这时指示值为 400℃，则认为换热器内的温度为 解 认为换热器内的温度为 0)，由中间温度定律并查镍铬
430℃不对。
30℃，显示仪表的机械零位在
0℃时，
430℃对不对？为什么？正确值为多少度？
设换热器内的温度为 t，实测热电势为 E(t，30)，根据显示仪表指示值为
400℃， 则有 E(t，30)= E(400，
-铜镍（ E 型）热电偶分度表，有
E(t， 0)= E(t， 30)+ E(30， 0)= E(400， 0)+ E(30， 0)=28943+1801=30744 V
反查镍铬 -铜镍热电偶分度表，得换热器内的温度 t=422.5℃
3-63 用分度号为 Cu50、百度电阻比 W(100)= R100/R0=1.42 的铜热电阻测某一反应器内温度，当被测温度为 50℃时，该热电阻的阻值 R50 为多少？ 解 分度号为 Cu50 、百度电阻比 热电阻测温的灵敏度 k 为
若测某一环境温度时热电阻的阻值为
92 ，该环境温度为多少？
W(100)=1.42 的铜热电阻，其 R0=50 ， R100=50 1.42=71 。则该铜
k
71
50 0
0.21( /℃)
100
Rt =92 t=(92
被测温度为 50℃时，电阻值 R50=50 +0.21 /℃ 50℃ =60.5 。
当测某一环境温度时，若热电阻的阻值
，则对应的环境温度为
50)/0.21=200 ℃。
64、测温系统如图 3-17 所示。请说出这是工业上用的哪种温度计？已知热电偶的分度号为 K ，但错用与 E
配套的显示仪表，当仪表指示为
160℃时，请计算实际温度 tx 为多少度？ (室温为 25℃ )
图 3-17 测温系统图
解 这是工业上用的热电偶温度计。查分度号 热电偶产生的，即
E，可得 160℃时的电势为
10501μV，这电势实际上是由
K
E(t x ,25)
查分度号
10501 V
K ，可得 E(20,0) 1000 V ，由此可见，
E(25,0)
E(t x ,0) E(t x ,25)
由这个数值查分度号
10501 1000 11501 V
K ，可得实际温度 tx=283℃。
65. 热电阻温度计的原理： 是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性测温的。 的阻值变化，便可得知被测温度大小。常用热电阻的种类： 100 Ω 、50 Ω 、100 Ω 。 为多少？
只要测出感温热电阻
Pt10 、Pt100 、 Cu50、Cu100。R0分别为： 10Ω 、
67、用分度号为 Ptl00 铂电阻测温，在计算时错用了
Cul00 的分度表，查得的温度为
140℃，问实际温度
解 查 Cul00 的分度表， 140℃对应电阻为 159.96 查 Ptl00 的分度表，得实际温度为
157℃
，而该电阻值实际为
Ptl00 铂电阻测温时的电阻值，
反
69、说明热电偶温度变送器、热电阻温度变送器的组成及主要异同点。
热电偶温度变送器的结构大体上可分为三大部分：输入桥路、放大电路及反馈电路。 热电阻温度变送器的结构大体上也可分为三大部分：输入桥路、放大电路及反馈电路。
热电阻温度变送器和热电偶温度变送器比较，放大电路是通用的，只是输入电路和反馈电路不同。 67、用分度号为 Ptl00 铂电阻测温，在计算时错用了 多少？
Cul00 的分度表，查得的温度为
140℃，问实际温度为
解 查 Cul00 的分度表， 140℃对应电阻为 159.96
，而该电阻值实际为
Ptl00 铂电阻测温时的电阻值，反
查 Ptl00 的分度表，得实际温度为 157℃
69、说明热电偶温度变送器、热电阻温度变送器的组成及主要异同点。
热电偶温度变送器的结构大体上可分为三大部分：输入桥路、放大电路及反馈电路。 热电阻温度变送器的结构大体上也可分为三大部分：输入桥路、放大电路及反馈电路。
热电阻温度变送器和热电偶温度变送器比较，放大电路是通用的，只是输入电路和反馈电路不同。
第4章显示仪表
P151
1、气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？
气动执行器由 执行机构 和控制机构 （阀）两部分组成。 执行机构 是执行器的推动装置， 它根据控制信号 （由控制器来）压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移 的装置。 控制机构 是指控制阀，它是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。
2、控制阀的结构形式主要有哪些？各使用在什么场合？ 直通单座控制阀 应用于小口径、低压差的场合。 直通双座控制阀 角型控制阀
适用于现场管道要求直角连接，
介质为高黏度、 高压差和含有少量悬浮物和固体颗粒的
场合。 三通控制阀 隔膜控制阀 制。 蝶阀 球阀
凸轮挠曲阀 笼式阀
大口径、大流量、低压差，含少量纤维或悬浮颗粒状介质 适用于高黏度和污秽介质的控制
用于高黏度灬带有悬浮物的介质流量控制
压差大，要求噪声小的场合。对高温、高黏度及含固体颗粒的介质不适用
p与其输入信号 e成正比。当比例控制系统的控制
配比控制或旁路控制
适用于强酸、 强碱、强腐蚀性介质的控制，
也能用于含少量纤维或悬浮颗粒状介质的控
3. 比例控制是按偏差大小进行控制的，控制器的输出信号
过程结束之后，其被控变量新的稳定值与给定值之间仍存在一定的偏差，即比例控制的余差。余差的产生是由比例控制本身的特性所决定的。因为比例控制作用是与偏差成比例的，只有偏差存在，才能产生控制作用。当系统受到一定的扰动后，为了克服扰动，必定要有一定的控制作用，才能使系统达到新的平衡，
所以必定存在与该控制作用相对应的偏差，即余差。 书 P141
4、试分别说明什么叫控制阀的流量特性和理想流量特性？
常用的控制阀理想流量特性有哪些？
解 控制阀的流量特性是指操纵介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间的关系：
Q l
f
Qm ax L 式中，相对流量 Q/Q max 是控制阀某一开度时流量
度行程 l 与全开行程 L 之比。
Q 与全开时流量 Qmax 之比；相对开度 l/L 是控制阀某一开
在不考虑控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。主要有：
直线流量特性
Q Qmax
1 1 ( R R
l
1) ；
L
L
l
等百分比（对数）流量特性
Q Q
R
1 ；
1 2
max
抛物线流量特性
d Q Qmax
d l L
K
max
； l L
2
快开流量特性
Q Qmax
1 R
1 ( R
1)
等四种。
6. 比例度对控制过程的影响：比例度越大，比例控制越弱，过渡过程曲线越平稳，但余差也越大；比例度越小，比例控制越强，过渡过程曲线越振荡，系统的稳定性和动态性能变差，但余差也越小，提高了系统的静态准确度；比例度过小，可能会出现发散振荡。
选择比例度要注意： 若对象的滞后较小， 时间常数较大以及放大系数较小， 可选择小比例度来提高系统的灵敏度，使过渡过程曲线形状较好；反之，为保证系统的稳定性，应选择大的比例度。 7. 积分控制能消除余差的原因：
因为积分控制作用的输出与输入偏差的积分成正比，
TI 越小，积分控制作用越强；
只要有偏差存在， 积
分控制作用将随时间不断变化，直至偏差完全消除，系统才能稳定下来，所以?? 8. TI 就用来表示积分控制强弱的一个参数。 余差消除越慢； TI →∞时，成为纯比例控制。
10. 因为微分控制作用的输出与输入偏差的变化速度成正比，一旦偏差不变化，即使偏差非常大，微分控制也无能为力了，所以微分控制规律不能单独使用。
4-10 对于标尺始端为
0℃的电子电位差计，当热电偶的热端为
0℃，冷端为 25℃时，问这时应指示多
少度？输入信号为多少？若热端为
信号为 E(0， 25)= E(25， 0)。
若热端为 0℃，冷端也为 0℃时，这时应指示 0℃；输入信号为 E(0， 0)=0 。
0℃，冷端也为 0℃时，这时应指示多少度？输入信号为多少？
TI 越大，积分控制作用越弱。
TI 越小，余差消除越快，可提高系统的静态准确度，但会使系统稳定性下降，动态性能变差； TI 越大，
解 当热电偶的热端为 0℃，冷端为 25℃时，应指示 0℃；输入
11、什么叫气动执行器的气开式与气关式？其选择原则是什么？
答 随着送往执行器的气压信号的增加，阀逐渐打开的称为气开式，反之称为气关式。气开、气关式的选择主要是由工艺生产上安全条件决定的。一般来讲，阀全开时，生产过程或设备比较危险的选气开式；阀全关时，生产过程或设备比较危险的应选择气关式。 12.
P 控制：抗干扰能力强、反应快、控制及时，但有余差； I 控制：控制缓慢，但能消除余差，不单独使用； D 控制：超前控制，不能消除余差，不单独使用。 4-12 如题 4-12 图所示热电偶测温系统，热电偶的型号为
(1)这是工业上用的哪种温度计？
K ，请回答：
(2)显示仪表应采用哪种仪表？该仪表的输入信号是多少？应指示多少温度？
题 4-12 图 热电偶测温系统图
解 （ 1）这是工业上用的热电偶温度计。
（ 2）显示仪表应采用 XCZ-101 型动圈式显示仪表或电子电位差计显示仪表；仪表的输入信号是热电偶的热电势 E(600， 25)，
E(600， 25)= E(600， 0)
K 型
E(25，0)=24902
1000=23902（
V ）；
。
指示温度应为 600℃（显示仪表内具有冷端温度自动补偿，能直接显示被测温度） 4-13 测温系统如题 4-13 图所示。请说出这是工业上用的哪种温度计？已知热电偶为 套的显示仪表，当仪表指示为
160℃时，请计算实际温度
K，但错用与 E 配
t x 为多少度？（室温为 25℃）
题 4-13 图 测温系统图
解 这是工业上用的热电偶温度计。 当与 E 型热电偶配套的显示仪表指示为
在热端为 160℃、冷端为 25℃时的热电势 25)= EE(160， 25)。
160℃、室温为 25℃时，显示仪表的输入信号应为E 型热电偶 EE(160， 25)。而显示仪表外实际配用的是
K 型热电偶，其输入 EK(t x，25) ，即 EK (tx，
的热电势 EE(160， 25)，实际应为 K 型热电偶在热端为 tx℃、冷端为 25℃时的热电势
EE(160，25)= EE(160， 0) EE(25， 0)
查 E 型热电偶分度表 EE(160 ， 0) = 10501 V ， EE(25， 0)=1496.5 V ，则
EE (160， 25)=10501 1496.5=9004.5 V
EK (tx， 0) =EK (t x， 25)+ EK (25， 0)
=9004.5+1000( 查 K 型热电偶分度表 ) =10004.5 （ V ）
反查 K 型热电偶分度表，得 tx=246.4 ℃
4-14 试述电子自动平衡电桥的工作原理？当热电阻短路、
为什么？
解
电子自动平衡电桥的原理电路如下图所示。
断路或电源停电时， 指针应指在什么地方？
化工仪表及自动化-课后-答案-第5版-厉玉鸣-（史上最全版本）
