电气测试技术第三版_课后习题答案(林德杰)
- 格式:doc
- 大小:989.00 KB
- 文档页数:18
《电路与电子技术》课后习题参考答案《电路与电子技术》课后习题参考答案填空1.电压 2.都(发生)变化 3.iA=53sin(314t+30°)A 4.220V 5.增大 6.单向导电性单选题11.C 12.A 13.D 14.B 15.B 16.C 17.D 18.D 19.C 20.D21. 变压器绕组在流过电流的时候,由于其自身存在电阻的原因,将消耗一部分电能,并转换成热量。
因为大部分变压器绕组都采用铜线绕制而成,所以将绕组的损耗成为变压器铜损,也叫空载损耗。
铁损包括磁性材料的磁滞损耗和涡流损耗以及剩余损耗. 当变压器的初级绕组通电后,线圈所产生的磁通在铁心流动,因为铁心本身也是导体(由硅钢片制成),在垂直于磁力线的平面上就会感应电势,这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流,好象一个旋涡所以称为“涡流”。
这个“涡流”使变压器的损耗增加,并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。
由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。
22. 集成运算放大器(简称运放)实际上是一个具有高增益、低漂移,带有深度负反馈并直接耦合的直流放大器,因为它最初主要用作模拟计算机的运算放大器,故称为集成运算放大器。
其性能优良,广泛地应用于运算、测量、控制以及信号的产生、处理和变换等领域。
运算放大器本身不具备计算功能,只有在外部网络配合下才能实现各种运算。
23. 反馈又称回馈,指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入,进而影响系统功能的过程。
反馈可分为负反馈和正反馈。
负反馈使输出起到与输入相反的作用,使系统输出与系统目标的误差减小,系统趋于稳定;24.射极输出器的输入阻抗高,输出阻抗低,常用来当做多级放大器输入级和低电压、高电流的输出级,或者叫做隔离级。
由于射极输出器的电压动态范围较小,且电压放大倍数略小于1,这是其固有的缺点,但因其有较高的输入阻抗,可有效减轻信号源的负担。
在大电流输出电路中,比如功率放大器中,由于它的高的电流放大倍数,所以其功率放大倍数还是较高的,通常被直接用来推动负载。
电器与plc控制技术第三版课后答案【篇一:电气控制与plc技术习题参考答案】>1.什么是低压电器?低压电器是怎样分类的?答:(1)低压电器通常是指工作在交流50hz(60hz)、额定电压小于1200v和直流额定电压小于1500v的电路中,起通断、保护、控制或调节作用的电器。
(2)低压电器的分类方法很多,按照不同的分类方式有不同的类型,主要有按照用途分类、按照工作条件分类、按照操作方法分类和按照工作原理分类等分类方法。
2.什么是额定电流?什么是约定发热电流?两者有什么区别?答:(1)额定工作电流:在规定的条件下,保证电器正常工作的电流。
(2)约定发热电流:在规定的条件下实验,电器在8小时工作制下,各部件的温升不超过极限数值时所承载的最大电流。
额定电流通常是持续工作的条件下,而约定发热电流是在8小时工作制下,后者大于前者。
3.我国的低压电器经历了哪几代?答:我国的低压电器产品大致可分为如下四代。
第一代产品:20世纪60年代至70年代初;第二代产品:20世纪70年代末至80年代;第三代产品:20世纪90年代;第四代产品:20世纪90年代末至今。
4.低压电器的发展趋势是什么?答:(1)智能化(2)电子化(3)产品的模块化和组合化(4)产品的质量和可靠性明显提高5.防止触电有哪些措施?答:(1) 防止接触带电部件常见的安全措施有绝缘、屏护和安全间距。
(2) 防止电气设备漏电伤人(3) 采用安全电压(4) 使用漏电保护装置(5) 合理使用防护用具(6) 加强安全用电管理6.接地有哪些种类?保护接地有哪些形式?答:按照接地的目的可将接地分为如下几类:①工作接地。
②保护接地,也称安全接地。
③过电压保护接地。
④防静电接地。
7.保护接地要注意哪些问题?工作接地要注意哪些问题?答:保护接地要注意的问题:①电气设备都应有专门的保护导线接线端子(保护接线端子),并用‘记,也可用黄绿色标记。
不允许用螺丝在外壳、底盘等代替保护接地端子。
电⽓控制与可编程控制器技术第三版史国⽣课后习题答案电⽓控制与可编程序控制器应⽤技术习题史国⽣第1章、习题与思考1-01、何谓电磁式电器的吸⼒特性与反⼒特性?吸⼒特性与反⼒特性之间应满⾜怎样的配合关系?1-02、单相交流电磁铁的短路环断裂或脱落后,在⼯作中会出现什么现象?为什么?1-03、常⽤的灭弧⽅法有哪些?1-04、熔断器的额定电流、熔体的额定电流和熔体的极限分断电流三者有何区别?1-05、什么是继电器的返回系数?将释放弹簧放松或拧紧⼀些,对电流(或电压)继电器的吸合电流(或电压)与释放电流(或电压)有何影响?1-06、电压和电流继电器在电路中各起什么作⽤?他们的线圈和触点各接于什么电路中?1-07、JS7-A型时间继电器触头有哪⼉种?画出它们的图形符号。
1-08、热继电器与熔断器的作⽤有何不同?1-09、热继电器在电路中的作⽤是什么?带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各⽤在什么1-10、时间继电器和中间继电器在电路中各起什么作⽤?1-11、感应式速度继电器怎样实现动作的?⽤于什么场合? 1-12什么是主令电器,常⽤的主令电器有哪些?1-13、接触器的作⽤是什么?根据结构特征如何区分交、直流接触器?1-14、交流接触器在衔铁吸合前的瞬间,为什么在线圈中产⽣很⼤的电流冲击?直流接触器会不会出现这种现象?为什么?交流接触器的线圈是⼀个电感,吸合前线圈内部没有铁⼼,电感很⼩,阻抗也就很⼩,所以电流⼤;吸合后铁⼼进⼊线圈内部,电感量增⼤,阻抗增⼤,所以电流就降下来了.直流接触器⼯作电流主要取决于其内部电阻,所以不会产⽣冲击电流.1-15、线圈电压为220V的交流接触器,误接⼊380V交流电源会发⽣什么问题?为什么?1-16、接触器是怎样选择的?主要考虑哪些因素?1-17、画出下列电器元件的图形符号,并标出其⽂字符号。
(1)⾃动空⽓开关; (2)熔断器; (3)热继电器的热元件和常闭触点; (的时间继电器的延时断开的常开触点和延时闭合的常闭触点; (5)时间继电器的延时闭合的常开触点和延时断开的常闭触点; (6)复合按钮; (7)接触器的线圈和主触头; (8)⾏程开关的常开和常闭触头; (9)速度继电器的常开触头和常闭触点。
习题与思考题解答(第7章)1.什么是金属导体的热电效应?热电势由哪几部分组成?热电偶产生热电势的必要条件是什么?解:将两种不同成分的导体组成一个闭合回路,当闭合回路的两个接点分别置于不同的温度场中时,回路中将产生一个电动势。
该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。
这种现象称为热电效应。
热电势由两部分电动势组成,一部分是两种导体的接触电动势,另一部分是单一导体的温差电动势。
热电偶产生热电势的必要条件是热电极为两种不同成分的导体,两结点分别置于不同的温度场中。
2.常用热电偶有哪几种?所配用的补偿导线是什么?选择补偿导线有什么要求?解:我国生产的符合IEC标准的热电偶有六种,分别是:铂铑30-铂铑6热电偶、铂铑10-铂热电偶、镍铬-镍硅热电偶、镍铬-康铜热电偶、铁-康铜热电偶以及铜-康铜热电偶。
非标准型热电偶包括铂铑系、铱铑系及钨铼系热电偶等。
上述热电偶所配用的补偿导线见下表:补偿导线实际上是一对化学成分不同的导线,要求在0~150°C温度范围内与配接的热电偶有一致的热电特性,但价格相对要便宜。
3.简述热电偶的几个重要定律,并分别说明它们的实用价值。
解:1)均质导体定律:如果热电偶回路中的两个热电极材料相同,无论两接点的温度如何,热电动势均为零。
根据这个定律,可以检验两个热电极材料成分是否相同(称为同名极检验法),也可以检查热电极材料的均匀性。
2)中间导体定律:在热电偶回路中接入第三种导体,只要第三种导体的两接点温度相同,则回路中总的热电动势不变。
中间导体定律在实际应用中有着重要的意义,它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器,也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。
3)标准电极定律:如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。
标准电极定律是一个极为实用的定律。
《供配电技术》第三版习题答案第 1章电⼒系统概论1-1 什么叫电⼒系统?为什么要建⽴电⼒系统?电⼒系统是由发电⼚、变电所、电⼒线路和电能⽤户组成的⼀个整体。
为了充分利⽤动⼒资源,降低发电成本,发电⼚往往远离城市和电能⽤户,因此,这就需要输送和分配电能,将发电⼚发出的电能经过升压、输送、降压和分配,送到⽤户。
1-2 供配电系统由那些部分组成?在什么情况下应设总降压变电所或⾼压配电所?供配电系统由总降变电所、⾼压配电所、配电线路、车间变电所和⽤电设备组成。
总降压变电所是企业电能供应的枢纽。
它将 35kV ~ 110kV 的外部供电电源电压降为 6~ 10kV ⾼压配电电压,供给⾼压配电所、车间变电所和⾼压⽤电设备。
⾼压配电所集中接受 6~10kV 电压,再分配到附近各车间变电所和⾼压⽤电设备。
⼀般负荷分散、⼚区⼤的⼤型企业设置⾼压配电所。
1-3 发电机的额定电压、⽤电设备的额定电压和变压器额定电压是如何规定的?为什么?⽤电设备的额定电压等于电⼒线路的额定电压;发电机的额定电压较电⼒线路的额定电压要⾼5% ;变压器的⼀次绕组的额定电压等于发电机的额定电压(升压变压器)或电⼒线路的额定电压(降压变压器);⼆次绕组的额定电压较电⼒线路的额定电压要⾼ 10%或 5%(视线路的电压等级或线路长度⽽定)。
额定电压是能使电⽓设备长期运⾏在经济效果最好的电压,它是国家根据经济发展的需要及电⼒的⽔平和发展的趋势经过全⾯技术经济分析后确定的。
1-4 电能的质量指标包括哪些?电能的质量指标是指电压质量、频率质量、供电可靠性。
1-5 什么叫电压偏移,电压波动和闪变?如何计算电压偏移和电压波动?电压偏差是电压偏离额定电压的幅度。
电压波动是指电压的急剧变化。
周期性电压急剧变化引起光源光通量急剧波动⽽造成⼈眼视觉不舒适的现象,成为闪变。
电压偏差⼀般以百分数表⽰,即U%U UN100 ,式中 U %为电压偏差百分数; U 为实际电压; U N 为额定电压。
第2章习题及解答1.判断正误(1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。
( × )准周期信号(2)任何周期信号都由频率不同,但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。
( × )(3)周期信号的频谱是离散的,非周期信号的频谱也是离散的。
( × )(4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。
( √ )(5)非周期变化的信号就是随机信号。
( × )准周期信号(6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。
( × )(7)信号在时域上波形有所变化,必然引起频谱的相应变化。
( × )(8)各态历经随机过程是平稳随机过程。
( √ )(9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。
( √ )(10)非周期信号的频谱都是连续的。
( × ) 准周期信号(11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱(√)(12)直流信号的频谱是冲击谱(√)2.选择正确答案填空(1)描述周期信号的数学工具是(B )。
A.相关函数B. 傅里叶级数C. 拉普拉斯变换D. 傅里叶变换(2)描述非周期信号的数学工具是( C )。
A.三角函数B. 拉普拉斯变换C. 傅里叶变换D. 傅里叶级数(3)将时域信号进行时移,则频域信号将会( D )A.扩展B. 压缩C. 不变D. 仅有相移(4)瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C )A.信号的一个频率分量的能量B. 在f处的微笑频宽内,频率分量的能量与频宽之比C. 在f处单位频宽中所具有的功率(5)概率密度函数是在(C)域,相关函数是在(A)域,功率谱密度函数是在(D)域描述随机信号。
A.时间B. 空间C. 幅值D. 频率 (6) 白噪声信号的自相关函数是(C )A.相关函数B. 奇函数C. 偶函数D. 不存在3.已知方波信号傅里叶级数,请描述式中各常数相的物理意义,并绘出频谱图。
见书中例题4.已知锯齿波信号傅里叶级数,请描述式中各常数相的物理意义,并绘出频谱图。
课后习题
目前本课程教材选用北京理工大学出版社出版的《电子测量技术与仪器》主编王川2010年7月第一版,教学过程中在教材里选择合适的习题作为课后习题,参考答案如下:
第一章
1-1见教材P4
1-2见教材P5
1-3 Δx1=1v,Δx2 =1v ,γA1=10% , γA2=1%
1-4 (1)Δx=0.03v ,c=-0.03v
(2) γA=0.86%
(3)1.0级
第二章
2-1见教材P13-14
2-3见教材P23
2-4见教材P26
第三章
3-2
正弦波三角波方波
有效值表 1.77V 1.44V 2.5V
均值表 1.77V 1.39V 2.76V
峰值表 1.77V 1.77V 1.77V
3-3选均值表较为合适,均值表的波形误差相对较小
3-6见教材P57-59
3-10(1)甲为4位乙为4位半
(2)当乙的基本量程为2V时,乙具有超量程能力,甲没有超量程能力
(3)0.01mV
第四章
4-1见教材P98-99
4-4(1)先让所用通道的垂直耦合接地,确定电压为零的位置,然后换到直流耦合,测量高低电平的电压大小。
(2)分别读取方波波形上升沿10%—90%的时间长度与下降沿90%—10%的时间长度,即为前沿时间和后沿时间。
4-11见教材P117
第五章
5-2见教材P134
5-9见教材P146
第六章
6-2见教材P168-169
6-3见教材P165-166
6-5测频量化误差分别为±0.00001%,±0.0001%,±0.001%。
绪论》0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。
答:我国的法定计量单位是以国际单位制(SI) 为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。
1.基本单位根据国际单位制(SI) ,七个基本量的单位分别是:长度——米(Metre) 、质量——千克(Kilogram) 、时间——秒(Second) 、温度——开尔文(Kelvn) 、电流——安培(Ampere) 、发光强度——坎德拉(Candela) 、物质的量——摩尔(Mol> 。
它们的单位代号分别为:米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。
国际单位制(SI) 的基本单位的定义为:米(m)是光在真空中,在1 /299792458s的时间间隔内所经路程的长度。
千克(kg) 是质量单位,等于国际千克原器的质量。
秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。
安培(A)是电流单位。
在真空中,两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为2X 10-7N,则每根导线中的电流为1A。
开尔文(K) 是热力学温度单位,等于水的三相点热力学温度的1/273.16。
摩尔(mol)是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0. 012kg碳-12的原子数目相等。
使用摩尔时,基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子,或是这些粒子的特定组合。
坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出频率为540X 1012H Z的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为1/683W/sr 。
2.辅助单位在国际单位制中,平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位,而称之为辅助单位。
辅助单位既可以作为基本单位使用,又可以作为导出单位使用。
它们的定义如下:弧度(rad) 是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时,它们所夹的平面角的大小。
第一章习题答案1.1写出题1.1图中有源支路的电压,电流关系式。
l,U1,U3,U4,U ac,(2)比较a,b,c,d,e 各点电位的高低。
U1+ —U2—+U3 +—U4+ -a 1 _ I b2 Q1_ 1c2Q1_ 1d2Q1 __1e2Q题1.2图1.5多量程直流电流表如题 1.5图所示,计算0-1,0-2及0-3各端点的等效电阻,表内阻,已知表头等效电阻R A=15k Q,各分流电阻R1=100 Q,R2=400Q, R3=500 Q。
1.2在题1.2图中已知U2=2V , (1)求2Q2Q即各挡的电流(b) (c) (d)题1.1图1.3在题1.3图所示电路中U ab1.4求题1.4图所示电路电压U ab1 2 3题1.5图1.6两个额定值是110V,40W 的灯泡能否串联后接到 220V 的电源上使用?如果两个灯泡的额 定电压相同,都是110V ,而额定功率一个是 40W ,另一个是100W,问能否把这两个灯泡串 联后接在200V 电源上使用,为什么?1.7电路如题1.7图所示 試问ab 支路是否有电压和电流?1.8题1.8图中若(1)U=10V, l=2A, (2)U=10V,l=-2A 。
试问哪个元件是吸收功率?哪个元件是输nC r+ — U©题1.8图1. 1.9计算题1.9图所示各电路的等效电阻出功率?为什么? (b) (a)D 厂 +U (d)题1.7图(c)u 2ASU -(d)U题1.12图1.13求题1.13图中所示电路化成等值电流源电路。
r3 Q U2Q二 6V —6V20Q30V+ U(c) +1A 匕 d b )30V 20 Q10Q 20I Q J-vj LI 30Q 20 Q L(d)1.11在指定的电压u 和电流i 参考方向下,写出1.11图所示各元件 u 和i 的约束方程.10K Q j ——20mH| * ................... 1.12求题 1.12图所示电路中的 U 1和U 2.1A1A(b)(e)+5V(b)题1.13图1.14求题1.14图中所示电路化成等值电压源电路。
第2章习题及解答1.判断正误(1)凡频谱是离散的信号必然是周期信号。
( × )准周期信号(2)任何周期信号都由频率不同,但成整倍数比的离散的谐波叠加而成。
( × )(3)周期信号的频谱是离散的,非周期信号的频谱也是离散的。
( × )(4)周期单位脉冲序列的频谱仍为周期单位脉冲序列。
( √ )(5)非周期变化的信号就是随机信号。
( × )准周期信号(6)非周期信号的幅值谱表示的是其幅值谱密度与时间的函数关系。
( × )(7)信号在时域上波形有所变化,必然引起频谱的相应变化。
( × )(8)各态历经随机过程是平稳随机过程。
( √ )(9)平稳随机过程的时间平均统计特征等于该过程的集合平均统计特征。
( √ )(10)非周期信号的频谱都是连续的。
( × ) 准周期信号(11)单位脉冲信号的频谱是无限带宽谱(√)(12)直流信号的频谱是冲击谱(√)2.选择正确答案填空(1)描述周期信号的数学工具是(B )。
A.相关函数B. 傅里叶级数C. 拉普拉斯变换D. 傅里叶变换(2)描述非周期信号的数学工具是( C )。
A.三角函数B. 拉普拉斯变换C. 傅里叶变换D. 傅里叶级数(3)将时域信号进行时移,则频域信号将会( D )A.扩展B. 压缩C. 不变D. 仅有相移(4) 瞬变信号的傅里叶变换的模的平方的意义为( C )A.信号的一个频率分量的能量B. 在f 处的微笑频宽内,频率分量的能量与频宽之比C. 在f 处单位频宽中所具有的功率(5) 概率密度函数是在(C )域,相关函数是在(A )域,功率谱密度函数是在( D )域描述随机信号。
A.时间B. 空间C. 幅值D. 频率(6) 白噪声信号的自相关函数是(C )A.相关函数B. 奇函数C. 偶函数D. 不存在3.已知方波信号傅里叶级数,请描述式中各常数相的物理意义,并绘出频谱图。
见书中例题4.已知锯齿波信号傅里叶级数,请描述式中各常数相的物理意义,并绘出频谱图。
第1章1-1 答:应具有变换、选择、比较和选择4种功能。
1-2 答:精密度表示指示值的分散程度,用δ表示。
δ越小,精密度越高;反之,δ越大,精密度越低。
准确度是指仪表指示值偏离真值得程度,用ε表示。
ε越小,准确度越高;反之,ε越大,准确度越低。
精确度是精密度和准确度的综合反映,用τ表示。
再简单场合,精密度、准确度和精确度三者的关系可表示为:τ=δ+ε。
1-5 答:零位测量是一种用被测量与标准量进行比较的测量方法。
其中典型的零位测量是用电位差及测量电源电动势。
其简化电路如右下图所示。
图中,E 为工作电源,E N 为标准电源,R N 为标准电阻,E x 为被测电源。
测量时,先将S 置于N 位置,调节R P1,使电流计P 读书为零,则N N 1R E I =。
然后将S 置于x 位置,调节R P2,使电流计P 读书为零,则x x R E I =2。
由于两次测量均使电流计P 读书为零,因此有N NN N 21E R R E R E xR x EI I xx =⇒=⇒= 零位测量有以下特点:1)被测电源电动势用标准量元件来表示,若采用高精度的标准元件,可有效提高测量精度。
2) 读数时,流经E N 、E x 的电流等于零,不会因为仪表的输入电阻不高而引起误差。
3)只适用于测量缓慢变化的信号。
因为在测量过程中要进行平衡操作。
1-6答:将被测量x 与已知的标准量N 进行比较,获得微差△x ,然后用高灵敏度的直读史仪表测量△x ,从而求得被测量x =△x +N 称为微差式测量。
由于△x <N ,△x <<x ,故测量微差△x 的精度可能不高,但被测量x 的测量精度仍然很高。
第2章2-1答:服从正态分布规律的随机误差具有下列特点:(1)单峰性 绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的概率大,在误差 处,出现的概率最大。
(2)有界性 绝对值大于某一数值的误差几乎不出现,故可认为随机误差有一定的界限。
(3)对称性 大小相等符号相反的误差出现的概率大致相同。
模拟电⼦技术(模电课后习题含标准答案)(第三版)第1章常⽤半导体器件1.1选择合适答案填⼊空内。
(l)在本征半导体中加⼊( A )元素可形成N 型半导体,加⼊( C )元素可形成P 型半导体。
A.五价 B. 四价 C. 三价 (2)当温度升⾼时,⼆极管的反向饱和电流将(A) 。
A.增⼤ B.不变 C.减⼩(3)⼯作在放⼤区的某三极管,如果当I B 从12 uA 增⼤到22 uA 时,I C 从l mA 变为2mA ,那么它的β约为( C ) 。
A.83B.91C.100(4)当场效应管的漏极直流电流I D 从2mA 变为4mA 时,它的低频跨导g m 将( A ) 。
A.增⼤;B.不变;C.减⼩ 1.3电路如图P1.2 所⽰,已知10sin i u t ω=(V ),试画出i u 与o u 的波形。
设⼆极管导通电压可忽略不计。
图P1.2 解图P1.2解:i u 与o u 的波形如解图Pl.2所⽰。
1.4电路如图P1.3所⽰,已知t u i ωsin 5=(V ),⼆极管导通电压U D =0.7V 。
试画出i u 与o u 的波形图,并标出幅值。
1.6电路如图P1.4所⽰, ⼆极管导通电压U D =0.7V ,常温下mV U T 26≈,电容C 对交流信号可视为短路;i u 为正弦波,有效值为10mV 。
试问⼆极管中流过的交流电流的有效值为多少?解:⼆极管的直流电流()/ 2.6D D I V U R mA =-=其动态电阻:/10D T D r U I ≈=Ω故动态电流的有效值:/1di D I U r mA =≈1.7现有两只稳压管,稳压值分别是6V 和8V ,正向导通电压为0.7V 。
试问: (1)若将它们串联相接,则可得到⼏种稳压值?各为多少? (2)若将它们并联相接,则⼜可得到⼏种稳压值?各为多少?解:(1)串联相接可得4种:1.4V ;14V ;6.7V ;8.7V 。
1、两个管⼦都正接。
l第一章思考题与习题1-2 图1.6为温度控制系统,试画出系统的框图,简述其工作原理;指出被控过程、被控参数和控制参数。
解:乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体并释放出热量。
当电石加入时,部温度上升,温度检测器检测温度变化与给定值比较,偏差信号送到控制器对偏差信号进行运算,将控制作用于调节阀,调节冷水的流量,使乙炔发生器中的温度到达给定值。
系统框图如下:被控过程:乙炔发生器被控参数:乙炔发生器温度控制参数:冷水流量1-3 常用过程控制系统可分为哪几类?答:过程控制系统主要分为三类:1. 反馈控制系统:反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的,最终达到或消除或减小偏差的目的,偏差值是控制的依据。
它是最常用、最基本的过程控制系统。
2.前馈控制系统:前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的,扰动是控制的依据。
由于没有被控量的反馈,所以是一种开环控制系统。
由于是开环系统,无法检查控制效果,故不能单独应用。
3. 前馈-反馈控制系统:前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响,而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动,能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上,提高控制系统的控制质量。
3-4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些容?它们的定义是什么?哪些是静态指标?哪些是动态质量指标?答:1. 余差(静态偏差)e:余差是指系统过渡过程结束以后,被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c 之差。
它是一个静态指标,对定值控制系统。
希望余差越小越好。
2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标,它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比,即:n <1系统是不稳定的,是发散振荡;n=1,系统也是不稳定的,是等幅振荡;n >1,系统是稳定的,若n=4,系统为4:1的衰减振荡,是比较理想的。
衡量系统稳定性也可以用衰减率φ4.最大偏差A :对定值系统,最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差,它衡量被控参数偏离给定值的程度。
5. 过程过渡时间ts :过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳态值的±5%或±3% (根据系统要求)围所需要的时间。
它是反映系统过渡过程快慢的质量指标,t s 越小,过渡过程进行得越快。
6.峰值时间tp : 从扰动开始到过渡过程曲线到达第一个峰值所需要的时间,(根据系统要求)围所需要的时间。
称为峰值时间tp 。
它反映了系统响应的灵敏程度。
静态指标是余差,动态时间为衰减比(衰减率)、最大偏差、过程过渡时间、峰值时间。
第二章 思考题与习题2-1 如图所示液位过程的输入量为Q1,流出量为Q2,Q3,液位h 为被控参数,C 为容量系数,并设R1、R2、R3均为线性液阻,要求:(1) 列出过程的微分方程组;(2) 求过程的传递函数W 0(S )=H (S )/Q 1(S ); (3) 画出过程的方框图。
解:(1)根据动态物料平衡关系,流入量=流出量:B B n '=BB B '-=ϕdtdh)Q Q (Q 321=+-h d ∆过程的微分方程的增量形式:中间变量:消除中间变量:同除 (R2+R3) 得到:令:上式可写为:(2)Laplace变换得到:传递函数:(3)过程的方框图:2-2.如图所示:Q1为过程的流入量,Q2为流出流量,h为液位高度,C为容量系数,若以Q1为过程的输入量,h为输出量(被控量),设R1、R2为线性液阻,求过程的传递函数W0(S)=H(S)/Q1(S)。
解:根据动态物料平衡关系,流入量=流出量:过程的微分方程的增量形式:中间变量:22RhQ∆∆=33RhQ∆∆=h)RR(dthdRCRQRR2332132∆∆∆++=hdthdRRRCRQRRRR323213232∆∆∆++=+3232RRRRR+=hdthdCRQR1∆∆∆+=)S(H)S(CRSH)S(RQ1+=1RCSR)s(Q)s(H)s(W10+==dthdCQQ21∆∆∆=-22RhQ∆∆=hdthdCRQR212∆∆∆+=传递函数:如果考虑管道长度l,即出现纯时延,由于管道流量恒定,所以lQ=τ其传递函数为:其中:lQ=τ2-3.设矩形脉冲响应幅值为2 t/h ,脉冲宽度为△t=10min,某温度过程的矩形脉冲响应记录数据如下:t(min) 1 3 4 5 8 10 15 16.5 Y(℃)0.46 1.7 3.7 9.0 19.0 26.4 36.0 37.5 t(min) 20 25 30 40 50 60 70 80 Y(℃)33.5 27.2 21.0 10.4 5.1 2.8 1.1 0.5 (1)将该脉冲矩形响应曲线转换成阶跃响应曲线;(2)用一阶惯性环节求该温度对象的传递函数。
解:将脉冲响应转换成阶跃响应曲线,数据如下:t(min) 1 3 4 5 8 10 15 16.5 Y(℃)0.46 1.7 3.7 9.0 19.0 26.4 36.0 37.5 Y1(t)0.46 1.7 3.7 9.0 19.0 26.4 --t(min) 20 25 30 40 50 60 70 80 Y(℃)33.5 27.2 21.0 10.4 5.1 2.8 1.1 0.5 Y1(t)59.9 -80.9 91.3 96.4 99.2 100.3 100.8 绘出阶跃响应曲线如下:)S(H)S(SHCR)S(QR212+=1SCRR)s(Q)s(H)s(W2210+==τS221e1SCRR)s(Q)s(H)s(W-+==5.502101x)0(y)(yK==-∞=由图y(t1)=0.4y(∞) ,y(t2)=0.8y(∞)处可得:t1=14min t2=30.5t1/t2≈0.46 故二阶系统数字模型为20)1TS(K)s(W+=根据经验公式有:3.1016.22tt)s(T21=⨯+=所有:220)1S3.10(5.50)1TS(K)s(W+=+=2-5 某过程在阶跃扰动量Δu=20%,其液位过程阶跃响应数据见下表:t/s 0 10 20 40 60 80 1014180 260 300 400 500 h/cm 0 0 0.2 0.8 2.0 3.6 5.4 8.8 11.8 14.4 16.6 18.4 19.2 (1)画出液位h的阶跃响应曲线(2)求液位过程的数学模型解:方法一:图解法由图可以看出:过程应该用一阶加延时系统。
1002.020x)0(y)(yK==-∞=从图中得到:τ=40s,T=260-40=220sS40Se1S220100e1TSK)s(W--+=+=τ方法二:计算法:在图中取y(t1)=0.33 y(∞) y(t2)=0.39y(∞) y(t3)=0.632 y(∞) y(t4)=0.7 y(∞)得t1=125s t2 =140s t3 =225s t4 =260ss150)tt(2T231=-≈s55tt2321=-≈τs1688.0ttT142=-≈s572tt3412=-≈τ可见数据很接近,于是:s1592TTT21=+=s56221=+=τττ过程数学模型:S56Se1S159100e1TSK)s(W--+=+=τ2-6 某过程在阶跃扰动ΔI=1.5mADC作用下,其输出响应数据见下表:t(min)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 …∞Y(℃)4.0 4.0 4.2 4.8 5.1 5.4 5.7 5.8 5.85 5.9 6.0 …6.0解:求出y(∞)-y(t)值如下表: 根据表格在半对数纸上描绘出曲线1,曲线1作直线部分的延长线2,2线减去1线得到直线3。
过程放大倍数 K 03.15.146x )0(y )(y K 00=-=-∞=根据直线2和直线3,与纵坐标、横坐标构成的两个三角形,可以求出时间参数T 1、T 2 : 由A 1=7,B 1=0.1 , t 1=10s35.2)1.0lg 7(lg 303.2s10)B lg A (lg 303.2t T 1111=-=-=由 A 2=5,B 2=0.1 t 2=6s该过程的数学模型为:t(min )1234567891011…∞Y(℃) 2.0 2.0 1.8 1.5 1.2 0.5 0.3 0.2 0.15 0.1…)1s 53.1)(1s 35.2(3.1)1s T )(1s T (K )s (W 2100++=++=53.1)1.0lg 5(lg 303.2s6)B lg A (lg 303.2t T 2222=-=-=第三章 思考题与习题3-2 有一压力控制系统选用DDZ -Ⅲ压力变送器,其量程为0~200kPa 。
生产工艺要求被控压力为150±2kPa,现将该变送器量程调整到100~200 kPa ,求零点迁移前后该压力变送器的灵敏度。
解: 零点迁移前灵敏度:零点迁移后灵敏度:3-4 某DDZ -Ⅲ直流毫伏变送器,其零点移到Vio =5mV ,零迁后的量程为DC10mV ,求该变送器输出I 0=10mADC 时的输入是多少毫伏? 解:分析:零点迁移后5~10mV 对应输出为 4~20mA ,如右图所示。
根据图的几何关系有:ab : ac =eb : dc88.11665dc eb ac ab ≈⨯=⋅=∴ I 0=10mA 时,输入电压为: V in =5+1.88=6.88(mVDC )3-7.说明DDZ -Ⅲ热电偶温度变送器的冷端温度补偿原理。
以A 和B 两种导体组成的热电偶产生的热电势与材料种类和接触点的温度有关。
热电偶产生的热电势与被测温度T 具有单值函数关系。
但是,其前提条件必须保持冷端温度T0 不变。
热电偶的热电势大小不仅与热端温度有关,而且还与冷端温度有关。
实际使用中冷端暴露在仪表之外,受环境影响较大,因此必须进行冷端补偿(温度校正)热电偶冷端温度的补偿方法(1)补偿导线法(延伸导线法):用与热电偶热电性质相同的臂长补偿导线(或称延伸导线)将热电偶的冷端延伸到温度保持恒定的地方。
kPa/mA 08.00200420K 1=--=kPa/mA 16.0100200420K 1=--=)t (e )t (e )t ,t (E 0AB AB 0-=(2)冷端恒温法:将热电偶的冷端置于恒定温度的容器或场合。
(3)冷端温度修正法(计算校正法):(4)补偿电桥法:利用不平衡电桥产生相应的不平衡电势补偿由于热电偶冷端温度变化引起的测量误差。
3-8.DDZ -Ⅲ温度变送器是如何使被测温读与输出信号I 。
成线性关系的?简述热电偶温度变送器与热电阻温度的线性化原理。
3-5 .DDZ -Ⅲ温度变送器测温围为800~1200°C。