P381 第六章 自动控制系统设备

2020年造价工程师安装计量教材思维导图

自动控制系统设备

• （一）传感器
  • 将非电量参数转变成电量参数的装置
    • 1.温度传感器。
      • (1)热电阻特性传感器（温度）。
        • 感温材料
          • 铜
            • 铜金属制成热电阻，缺点是电阻率低。 铜易氧化，只能在低温及没有浸蚀性介质中工作。 档次低，只有一般要求时，可选用铜电阻传感器。
          • 铂
            • 铂金属精度高，稳定性好，性能可靠，但铂属于贵金属，价格高。 在高精度、高稳定性的测量回路中通常用铂热电阻材料的传感器。
          • 镍
            • 用镍制成的热电阻，正好能弥补铜电阻缺陷，价格又比铂低。 要求一般、具有较稳定性能的测量回路可用镍电阻传感器。
        • 测量方式
          • 导线电阻必须符合规定值，一般为50Ω。
          • 三线热电阻电桥测量法
          • 半导体温度传感器
            • 铜电阻当温度每变化1℃，阻值变化0.4%~0.6%。
            • 铂本身不是半导体，但可以变成半导体。镍本身就是半导体。 半导体体电阻温度每变化1℃，则阻值变化可达2%～6%。 目前半导体热敏电阻的使用温度为-50～300℃ 。
      • (2)热电势传感器。
        • 1)以热电偶为材料的热电势传感器。
          • 热电动势、热电偶。
          • 表6.2.2 常用热电偶 P383
          • 补偿导线的作用是将热电偶的自由端延长到距热源较远、温度比较稳定的地方。
        • 2)以半导体PN结为材料的热电势传感器。
          • 集成温度传感器，输出阻抗高，适用于远距离传输 。
        • 3)AD509双端温度传感器 。
    • 2.压力传感器。
      • (1)利用金属弹性制成的压力传感器（位移）。
        • 1)电阻式压差传感器。
        • 2)电容式压差传感器。
        • 3)霍尔压力传感器。
          • 霍尔元件是一块半导体元件。 压力式传感都只能用在测量动态压力和快速脉动的压力上 。
      • (2)压电传感器。
        • 压电效应原理，压电材料上电荷量的大小与外力的大小成正比。
        • 1)压电陶瓷传感器。
          • 钛酸钡BaTiO3
          • 锆钛酸铅
        • 2)有机压电材料传感器。
          • 聚氯乙烯PVC
          • 聚二氟乙烯 FVF2
    • 3.流量传感器
      • (1)节流式
        • 1)压差式流量计（常用）。
        • 2)靶式流量计。靶式流量计经常用于高黏度的流体，如重油、沥青等流量的测量，也适用于有浮黑物，沉淀物的流体。
        • 3)转子流量计。
      • (2)速度式
        • 涡流流量计
          • 1.为了提高测量精度，在涡轮前后均装有导流器和一段直管，入口直段的长度应为管径10 倍，出口长度应为管径的5倍。 2.涡轮流量计线性好，反应灵敏，但只能在清洁流体中使用。
        • 光纤式涡轮传感器
          • 光纤涡轮传感器具有重现性和稳定性能好，不受环境、电磁、温度等因素的干扰的优点，显示迅速，测量范围大的优点，缺点是只能用来测量透明的气体和液体。
      • (3)容积式
        • 经常用于高黏度的流体测量 。
      • (4)电磁式
        • 电磁流量感受的优点是在管道中不设任何节流元件，因此可以测量各种黏度的导电液体，特别适合测量含有各种纤维和固体污物的腐体，此外对腐蚀性液体也适用。除了测量管中一对电极与流体接触，没有其他零件接触，工作可靠，精度高，线性好，测量范围大，反应速度又快。
    • 4.液位检测传感器
      • (1)电阻式液位传感器（浮筒和弹簧）。
        • 只能用于无腐蚀液体中。 适用于200cm以内密度为0.1~0.5g/cm3液体界面的连续测量。
      • (2)电容式液位传感器。
        • 用于测量油类非导电性的液体液位。
• （二）调节装置
  • 1.位置调节
    • 1)双位调节（空调系统中的风机盘管温控器）
      • 开
      • 关
    • 2)三位调节（定压供水系统）
      • 全开
      • 中间
      • 全闭
  • 2.比例调节(P)
    • 锅炉水位控制 高容量贮罐中压力、流量的调节。
      • 优缺点 P387
  • 3.积分调节(I)
    • 调节速度要求较低，干扰的作用不能变化太快，因此积分调节器单独使用的场合不多，只能用在一些小型的调节上。 积分调节多用于压力、流量和液位的调节上，而不能用在温度上。
  • 4.比例积分调节(PI)
  • 5.比例微分调节(PD)
    • 调节器的输出信号不仅与输入偏差保持比例关系，同时还与偏差的变化速度有关。
  • 6.比例积分一一微分调节(PID)
    • 比例积分微分调节的特点是当被调参数与给定值发生偏差时，调节器输出信号不仅与输入偏差信号大小有关，与偏差存在时间长短有关，还与偏差变化的速度有关。
    • PID 调节用在惯性滞后大的场合，如温度测量等。
• （三）终端设备
  • 1.执行机构
    • 按照执行机构的运动方式划分
      • 角行程执行机构
      • 直行程执行机构
    • 按照执行机构所用的辅助能源划分
      • 气动
      • 电动
        • 风阀执行器
        • 水阀执行器
      • 液动
  • 2.调节机构
    • (1)电磁阀
      • 1)直动式电磁阀
      • 2)先导式电磁阀
        • 具有重量轻．外形小和便于系列化的优点
    • (2)电动调节阀
      • 电动调节阀按其结构分二通阀和三通阀两种。
      • 电动调节阀由电动机、减速器、终揣开关和阀体组成。
    • (3)风门（阀）
      • 在建筑物中一般采用电动式风门。