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。