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第三章 思考题与习题1．指出在下列情况下，各会引起哪种误差？如果是系统误差，应该采用什么方法减免？ （1） 砝码被腐蚀；（2） 天平的两臂不等长； （3） 容量瓶和移液管不配套；（4） 试剂中含有微量的被测组分； （5） 天平的零点有微小变动；（6） 读取滴定体积时最后一位数字估计不准； （7） 滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液；（8） 标定HCl 溶液用的NaOH 标准溶液中吸收了CO 2。
答:（1）系统误差中的仪器误差。
减免的方法：校准仪器或更换仪器。
（2）系统误差中的仪器误差。
减免的方法：校准仪器或更换仪器。
（3）系统误差中的仪器误差。
减免的方法：校准仪器或更换仪器。
（4）系统误差中的试剂误差。
减免的方法：做空白实验。
（5）随机误差。
（6）随机误差。
（7）过失误差。
（8）系统误差中的试剂误差。
减免的方法：做空白实验。
2．如果分析天平的称量误差为±0.2mg ，拟分别称取试样0.1g 和1g 左右，称量的相对误差各为多少？这些结果说明了什么问题？解：因分析天平的称量误差为mg 2.0±。
故读数的绝对误差g a 0002.0±=E根据%100⨯TE =E ar 可得 %2.0%1001000.00002.01.0±=⨯±=E ggg r%02.0%1000000.10002.01±=⨯±=E ggg r这说明，两物体称量的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。
也就是说，当被测定的量较大时，相对误差就比较小，测定的准确程度也就比较高。
3．滴定管的读数误差为±0.02mL 。
如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL 和20mL 左右，读数的相对误差各是多少？从相对误差的大小说明了什么问题？解：因滴定管的读数误差为mL 02.0±，故读数的绝对误差mL a 02.0±=E 根据%100⨯T E =E ar 可得 %1%100202.02±=⨯±=E mLmLmL r%1.0%1002002.020±=⨯±=E mLmLmL r这说明，量取两溶液的绝对误差相等，但他们的相对误差并不相同。
第3章习题(xítí)与思考题3-1 什么(shén me)是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？解答(jiědá)：1）控制(kòngzhì)规律：是指控制器的输出(shūchū)信号与输入偏差信号之间的关系。
2）基本控制规律：位式控制、比例控制、比例积分控制、比例微分控制和比例积分微分控制。
3-2 双位控制规律是怎样的？有何优缺点？解答：1）双位控制的输出规律是根据输入偏差的正负，控制器的输出为最大或最小。
2）缺点：在位式控制模式下，被控变量持续地在设定值上下作等幅振荡，无法稳定在设定值上。
这是由于双位控制器只有两个特定的输出值，相应的控制阀也只有两个极限位置，总是过量调节所致。
3）优点：偏差在中间区内时，控制机构不动作，可以降低控制机构开关的频繁程度，延长控制器中运动部件的使用寿命。
3-3 比例控制为什么会产生余差？解答：产生余差的原因：比例控制器的输出信号y与输入偏差e之间成比例关系：为了克服扰动的影响，控制器必须要有控制作用，即其输出要有变化量，而对于比例控制来讲，只有在偏差不为零时，控制器的输出变化量才不为零，这说明比例控制会永远存在余差。
3-4 试写出积分控制规律的数学表达式。
为什么积分控制能消除余差？解答：1）积分控制作用的输出变化量y 是输入偏差e 的积分：2）当有偏差存在(c únz ài)时，输出信号将随时间增大（或减小）。
当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。
因而积分控制器组成控制系统可以到达无余差。
3-5 什么是积分(j īf ēn)时间？试述积分时间对控制过程的影响。
解答(ji ěd á)：1）⎰=edt T y 11 积分时间是控制器消除偏差的调整时间，只要有偏差存在，输出信号将随时间增大（或减小）。
只有(zh ǐy ǒu)当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。
第3章思考题与习题1.基本练习题（1）在过程控制中，哪些仪表是属于过程控制仪表？在过程控制系统中，大多数调节器是电动的，而执行器多数是气动的，这是为什么？气动单元组合仪表与电动单元组合仪表各单元之间的标准统一信号又是如何规定的？答：1）在过程控制中，过程控制仪表有：调节器、电/气转换器、执行器、安全栅等。
2）调节器选电动的因为电源的问题容易解决，作用距离长，一般情况下不受限制；调节精度高，还可以实现微机化。
执行器多数是气动的,因为执行器直接与控制介质接触，常常在高温、高压、深冷、高粘度、易结晶、闪蒸、汽蚀、易爆等恶劣条件下工作，选气动的执行器就没有电压电流信号，不会产生火花，这样可以保证安全生产和避免严重事故的发生。
3）气动仪表的输入输出模拟信号统一使用0.02~0.1MPa的模拟气压信号。
电动仪表的输入输出模拟信号有直流电流、直流电压、交流电流和交流电压四种。
各国都以直流电流和直流电压作为统一标准信号。
过程控制系统的模拟直流电流信号为4~20mADC,负载250 Q ；模拟直流电压信号为1~5V DCo（2）某比例积分调节器的输入、输出范围均为4-20mADC,若设5 = 100%、7； = 2min , 稳态时其输出为6mA；若在某一时刻输入阶跃增加1mA,试求经过4min后调节器的输出。
答：由比例积分公式（3-1）所示：y = l e+lfedt• Tj 丿稳态时:yb=6mA,（3）简述DDZ-III型全刻度指示调节器的基本组成、工作状态以及开关S广丄的作用。
(3-1)依题意：p = —= 100%,Kj,即Ap =1, e=l；4min 后：=9mA答：1）调节器由控制单元和指示单元组成。
控制单元包括输入电路、PD与PI电路、输出电路、软手动与硬手动操作电路;指示单元包括输入信号指示电路和给定信号指示电路。
2）工作状态：自动、软手动、硬手动三种。
3） 6~亠为自动、软手动、硬手动联动切换开关。
习题与思考题3-8 按要求写出相应的指令。
（1）把寄存器R6的内容送到累加器A中。
（2）把外部RAM 1000H单元的内容传送到内部RAM 30H单元中。
（3）清除内部RAM 3FH 单元的高4位。
（4）使累加器A的最低位置1。
（5）清除进位位。
（6）使ACC.4和ACC.5置1。
（7）把外部ROM 2000H单元中的内容送到内部RAM的20H单元中。
（8）把外部ROM 2000H单元中的内容送到外部RAM的3000H单元中。
答案：（1）MOV A,R6（2）MOV DPTR,#1000HMOVX A,@DPTRMOV R0,#30HMOV @R0,A（3）ANL 3FH,#0FH（4）ORL A,#01H（5）CLR C（6）ORL A,#30H（7）CLR AMOV DPTR,#2000HMOVC A,@A+DPTRMOV 20H,A（8）CLR AMOV DPTR,#2000HMOVC A,@A+DPTRMOV DPTR,#3000HMOVX @DPTR,A3-10 编写程序段完成如下要求。
（1）将寄存器R0中的内容乘以10（积小于256）。
（2）将片内RAM 30H单元开始的15个字节的数据传送到片外RAM 3000H开始的单元中。
（3）将片外RAM 2000H开始的5个字节的数据传送到片内RAM 20H开始的单元中。
（4）有10个字节的二进制数存放在片内RAM以40H开始的单元内，编程找出其中的最大值并存于内部50H单元中。
（5）将片外RAM空间2000H~200AH中的数据的高4位变零，低4位不变，原址存放。
（6）将外部RAM 2040H单元的内容与3040H单元的内容互换。
答案：(1) MOV B,#0AHMOV A,R0MUL ABMOV R0,A(2) ORG 0000HMOV R0,#30HMOV DPTR,#3000HMOV R7,#0FHLOOP: MOV A,@R0MOVX @DPRT,AINC R0INC DPTRDJNZ R7,LOOPSJMP $END(3) MOV DPTR,#2000HMOV R0,#20HMOV R7,#05HLOOP: MOVX A,@DPTRMOV @R0,AINC R0INC DPTRDJNZ R7,LOOPEND(4) ORG 0000HMOV A,40H;A寄存器放最大值，且初始化最大值（默认第一个数）MOV R3,#09H；比较次数MOV R0,#41HSTART: CJNE A,@R0,LOOPLOOP: JNC LOOP1；如果比A小，则跳转到LOOP1MOV A,@R0；如果比A大，则更新A的值LOOP1: INC R0DJNZ R3 STARTMOV 50H,ASJMP $END(5) MOV DPTR,#20000HMOV R1,#0BHLOOP: MOVX A,@DPTRANL A,#0FHMOVX @DPTR,AINC DPTRDJNZ R1,LOOPSJMP $(6) MOV DPTR,#2040HMOVX A,@DPTRMOV R0,#20HMOV @R0,AMOV DPTR,#3040HMOVX A,@DPTRXCH @R0,AMOVX @DPTR AMOV A,@R0MOV DPTR,#2040HMOVX @DPTR,A3-15 设有一带符号的十六位数以补码形式存放在R2、R3寄存器中，试编制求其原码的程序。
习题与思考题解答（第3章）１．试分析变面积式电容传感器和变间隙式电容传感器的灵敏度。
为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题？变面积式电容传感器的灵敏度为：b Kdε=-增加 b 或减小 d 均可提高传感器的灵敏度。
2．为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的？采取什么措施可改善其非线性特性？变间隙式电容传感器的电容 C 与x 不是线性关系，只有当x 远小于 d 时，才可认为是近似线性，要提高灵敏度，应减小起始间隙。
在实际应用中，为了提高灵敏度，减小非线性，可采用差动式结构。
3．有一平面直线位移型差动电容传感器其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如图3-20所示。
电容传感器起始时b1=b2=b=20mm，a1-a2=a=10mm，极距d=2mm，极间介质为空气，测量电路中u i=3sinωt V，且u=u i。
试求动极板上输入一位移量△x=5mm时的电桥输出电压u o。
解：当动极板移动Δx 后，覆盖面积就发生了变化，电容也随之改变，其值为0()b a x bC C x ddεε-∆==-∆电容因位移而产生的变化量为00bx C C C x C daε∆∆=-=-∆=- 题图电路中接入了差动电容器，其空载输出电压可以用下式表示()()()()00000OC C C C C U U U C C C C C -∆-+∆∆==-+∆+-∆ 将0xC C a∆∆=-代入上式得到 Ox U U a∆= 51==102Ox U U U U a ∆= 013sin V=1.5sin V 22i t u u t ωω==4．变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图3-21所示。
传感器的起始电容量C x0=20pF ，定动极板距离d 0=1.5mm ，C 0=10pF ，运算放大器为理想放大器（即K →∞，Z i →∞），R f 极大，输入电压u i =5sinωt Ｖ。
求当电容传感器动极板上输入一位移量Δｘ=0.15mm 使d 0减小时，电路输出电压u o 为多少？解：根据图3-24所示的连接方法，可得()()01/1/x oii x j C C U U U j C C ωω=-=-初始时00020pF=20pFx AC d A d εε==⨯当极板移动时()312030020pF 1.510201022.2pF 1.50.1510x d AC d x d x ε---⨯⨯⨯⨯====-∆-∆-⨯所以010pF=0.4522.2pF0.455sin V= 2.25sin Voi i i x o C U U U U C u t t ωω=-=--=-⨯-5．如图3-22所示正方形平板电容器，极板长度a =4cm ，极板间距离δ=0.2mm 。
3.4 复习思考与习题一、思考题1．从动件的常用运动规律有哪几种? 它们各有什么特点？各适用于什么场合？2．从动件运动规律的选择原则是什么？3．不同运动规律曲线拼接时应满足什么条件？4．凸轮机构的类型有哪些？在选择凸轮机构类型时应考虑那些因素？5．移动从动件盘形凸轮机构和摆动从动件盘形凸轮机构的设计方法各有什么特点？6．何谓凸轮的理论轮廓曲线？何谓凸轮的实际轮廓曲线？二者有和区别与联系？理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心移动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律是否相同？7．在移动滚子从动件盘形凸轮机构中，若凸轮实际廓线保持不变，而增大或减小滚子半径，从动件运动规律是否发生变化？8．何谓凸轮机构的压力角? 在凸轮机构设计中有何重要意义? 一般是怎样处理的?当凸轮廓线完成后,如何检查凸轮转角为ϕ时凸轮的压力角α? 若发现压力角超过需用值,可采取什么措施减少压力角? 9．设计直动推杆盘形凸轮机构时,再推杆运动规律不变的条件下,需减小推程压力角,采用哪两种措施？10．何谓运动失真? 应如何避免出现运动失真现象?11．在移动滚子从动件盘形凸轮机构的设计中,采用偏置从动件的主要目的是什么? 偏置方向如何选取?12．在移动平底从动件盘形凸轮机构的设计中,采用偏置从动件的主要目的是什么? 偏置方向如何选取?13．何谓凸轮机构的偏心距，它对凸轮机构几何尺寸和受力情况有何影响？14．比较尖顶、平底和滚子从动件凸轮机构的优缺点及它们适用的场合？二、习题题3-1 如题3-1图所示为一尖顶移动从动件盘形凸轮机构从动件的部分运动线图。
试在图上补全各段的位移、速度及加速度曲线，并指出在那些位置会出现刚性冲击？那些位置会出现柔性冲击？题3-1图题3-2 已知凸轮以等角速度顺时针转动，从动件行程h=32 mm,从动件位移线图ϕ-s 如题3-2图所示。
凸轮轴心偏于从动件轴线的右侧，偏距e=10mm,基圆半径a r =35mm,滚子半径r r =15mm 。
习题一: 选择题1.下列叙述中正确的是(B)§3.7A 溶液中的反应一定比气相中的反应速率大B 反应活化能越小，反应速率越大C 增大系统压力，反应速率一定增大D 加入催化剂，使正反应活化能与逆反应活化能减少相同倍数2.升高同样温度, 一般化学反应速率增大倍数较多的是(C ）§3.5 A 吸热反应 B 放热反应 C Ea 较大的反应 D Ea 较小的反应3.已知2NO(g)+Br 2=2NOBr 反应为基元反应，在一定的温度下，当总体积扩大一倍时，正反应为原来的（D ）§3.3A 4倍B 2倍C 8倍 D81倍 4.一级反应的半衰期与反应物初始浓度的关系是(A)§3.4 A 无关 B 成正比 C 成反比 D 平方根成正比5.已知2A+B=C 的速率方程为r=k[C(A)]2[C(B)], 该反应一定是（A ）§3.3 A 三级反应 B 复杂反应 C 基元反应 D 不能判断6.某基元反应A+B=C 的Ea(正)=600kJ/mol, Ea(逆)=150kJ/mol, 则该反应的热效应Δr H m θ为(A)§3.5A 450kJ/mol B-450kJ/mol C750kJ/mol D375kJ/mol7.对于所有的零级反应，下列叙述中正确的是（B)§3.4A 活化能很低B 反应速率与反应物浓度无关C 反应速率常数为零D 反应速率与时间无关8.一定条件下某一反应的转化率为38%，当有催化剂时，反应条件与前相同，达到平衡时反应的转化率为（C ）§3.7A 大于38%B 小于38%C 等于38%D 无法判断二计算题1.某反应A+2B →2P , 试分别用各种物质的浓度随时间的变化率表示反应速率§3.1 解: r=dtc dt c dtc B APd 21d 21d =-=-2.根据质量作用定律, 写出下列基元反应的速率方程§3.3(1) A+B −→−k 2P (2) 2A+B −→−k 2P (3)A+2B −→−k2P+2S解:（1） r=dt c dt c dt c B A Pd 21d d =-=-=k ·C A ·C B (2) r=dtc dt c dt c B A Pd 21d d 21=-=-=k ·C A 2·C B(3) r=dtc dt c dt c dt c sB A d 21d 21d 21d P ==-=-=k ·C A ·C B 23.根据实验, 在一定温度范围内NO 和Cl 2反应是基元反应, 反应式如下:2NO+Cl 2→2NOCl(1)写出质量作用定律的数学表达式，反应级数是多少？ (2)其他条件不变，将容积增加一倍, 反应速率变化多少?(3)容积体积不变, 将NO 浓度增加2倍, 反应速率变化多少?§3.3 解(1) r=dtc dt c dt c Cl O (NOCl))()N (d 21d d 212=-=-=k ·C(NO)2·C(Cl 2)反应对NO 是二级，对Cl 2是一级, 反应总级数是3. (2)将容积增加一倍: r ’=k ]2)C [N (O 2]2)C [2Cl (=81k C (NO)2C (Cl2)=81r (3)将NO 浓度增加2倍：r ’’=k [3C (NO)]2 C (Cl2)=9kC (NO)2C (Cl2)=9r4.某人工放射性元素放出α粒子，半衰期为15min ，试计算该试样蜕变（转化率）为80%时需要多少时间。
