2020年一級造價師考試要慢慢來，現(xiàn)在離考試時間還多，大家不妨放松心態(tài)，一點一點的復習，多多積累知識，今天為大家?guī)砹?020一級造價師考試安裝計量：自動控制系統(tǒng)組成和設備。希望對各位有所幫助。

　　自動控制系統(tǒng)組成和設備

　　第二節(jié)　自動控制系統(tǒng)

　　17-18年5題，自動控制系統(tǒng)組成1題，自動控制系統(tǒng)設備1題，常用的控制系統(tǒng)1題，檢測儀表2題，自動控制系統(tǒng)的安裝0題，工程量計算0題。

　　19年5題，自動控制系統(tǒng)組成1題，自動控制系統(tǒng)設備1題，常用的控制系統(tǒng)0題，檢測儀表2題，自動控制系統(tǒng)的安裝1題，工程量計算0題。

　　一、自動控制系統(tǒng)的組成

　　(一)自動控制系統(tǒng)的組成

　　(1)被控對象。是控制系統(tǒng)所控制和操縱的對象，它接受控制量并輸出被控量。

　　(2)控制器。接收變換和放大后的偏差信號，轉換為被控對象進行操作的控制信號。

　　(3)放大變換環(huán)節(jié)。將偏差信號變換為適合控制器執(zhí)行的信號。它根據(jù)控制的形式、幅值及功率來放大變換。

　　(4)校正裝置。為改善系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)特性而附加的裝置。如果校正裝置串聯(lián)在系統(tǒng)的前向通道中，稱為串聯(lián)校正裝置;如果校正裝置接成反饋形式，稱為并聯(lián)校正裝置，又稱局部反饋校正。

　　(5)反饋環(huán)節(jié)。用來測量被控量的實際值，并經過信號處理，轉換為與被控量有一定函數(shù)關系，且與輸入信號同一物理量的信號。反饋環(huán)節(jié)一般也稱為測量變送環(huán)節(jié)。

　　(6)給定環(huán)節(jié)。產生輸入控制信號的裝置。

　　(二)自動控制系統(tǒng)的常用術語

　　(1)輸入信號。泛指對系統(tǒng)的輸出量有直接影響的外界輸入信號，既包括控制信號又包括擾動信號，其中控制信號又稱控制量、參考輸入或給定值。

　　(2)輸出信號(輸出量)。是指反饋控制系統(tǒng)中被控制的物理量，它與輸入信號之間有一定的函數(shù)關系。

　　(3)反饋信號。將系統(tǒng)(環(huán)節(jié))的輸出信號經過變換、處理送到系統(tǒng)(環(huán)節(jié))的輸入端的信號稱為反饋信號。若此信號是從系統(tǒng)輸出端取出送入系統(tǒng)輸入端，這種反饋信號稱主反饋信號，而其他稱為局部反饋信號。

　　(4)偏差信號。控制輸入信號與主反饋信號之差。

　　(5)誤差信號。是指系統(tǒng)輸出量的實際值與希望值之差。系統(tǒng)希望值是理想化系統(tǒng)的輸出，實際上并不存在，它只能用與控制輸入信號具有一定比例關系的信號來表示。

　　在單位反饋情況下，希望值就是系統(tǒng)的輸入信號，誤差信號等于偏差信號。

　　(6)擾動信號。除控制信號之外，對系統(tǒng)的輸出有影響的信號。

　　(三)自動控制系統(tǒng)的類型

　　根據(jù)反饋的方法有單回路系統(tǒng)，多回路系統(tǒng)，比值系統(tǒng)，復合系統(tǒng)。

　　1.單回路系統(tǒng)。只有一個控制變量組成的單環(huán)反饋系統(tǒng)稱單回路系統(tǒng)。

　　2.多回路系統(tǒng)。被控制變量變化較為復雜，即動態(tài)特性較為復雜，滯性很大，采用單回路控制不能滿足要求。通常對變量進行分析后，尋找另外控制其變化的輔助變量，作為輔助控制信號，回送到調節(jié)器，共同完成對變量的調整與控制，這就組成了多回路系統(tǒng)。

　　3.比值系統(tǒng)。有些控制變量無法測量，只能用另一種可以測量的中間變量，測量計算后，轉換計算出這控制量，或直接對控制變量進行調整，達不到生產或工藝要求，需有一個能自動跟隨的控制系統(tǒng)輔助調節(jié)，以達到對控制變量的進一步調節(jié)，這種控制系統(tǒng)稱比值系統(tǒng)。

　　4.復合系統(tǒng)。

　　二、自動控制系統(tǒng)設備

　　(一)傳感器

　　測量某一非電的物理量，如溫度、濕度、壓力等常用的物理量時，首先要把該非電量的參數(shù)轉變?yōu)橐浑娏繀?shù)，這種將非電量參數(shù)轉變成電量參數(shù)的裝置叫做傳感器。

　　1.溫度傳感器

　　(1)熱電阻特性傳感器。在測量低于150℃溫度時，常用　金屬導體的電阻隨溫度變化的特性進行測溫。感溫材料中首選　　銅、鉑和鎳。

　　鉑金屬精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠，但鉑屬于貴重金屬，價格高。

　　銅金屬制成熱電阻，缺點是電阻率低，所以做成一樣的熱電阻，銅電阻要更細更長，機械強度差，體積也大些。另外銅易氧化，只能在低溫及沒有浸蝕性介質中工作。

　　用鎳制成的熱電阻，正好能彌補銅電阻缺陷，價格又比鉑低。

　　在高精度、高穩(wěn)定性的測量回路中通常用鉑熱電阻材料的傳感器;要求一般、具有較穩(wěn)定性能的測量回路可用鎳電阻傳感器;檔次低，只有一般要求時，可選用銅電阻傳感器。

　　在使用熱電阻測溫時，要充分注意熱電阻與外部導線的連接，不管外接導線長短，必須使導線電阻符合規(guī)定值(一般為5Ω)，如果不足，用錳銅電阻絲補齊。為了提高測量精度，常用三線熱電阻電橋測量法。

　　半導體的體電阻對溫度的感受靈敏度特別高，在一些精度要求不高的測量和控制電路中得到充分應用。半導體體電阻靈敏度比其他金屬電阻高一個數(shù)量級，作為熱敏電阻時，測量和放大線路非常簡單。

　　(2)熱電勢傳感器

　　1)以熱電偶為材料的熱電勢傳感器

　　兩種不同的導體或半導體連接成閉合回路時，若兩個不同材料接點處溫度不同，回路中就會出現(xiàn)熱電動勢。接觸電動勢取決于兩種材料的種類和接觸點的溫度，這種裝置稱為熱電偶。

　　鉑及其合金屬于貴金屬，其組成的熱電偶價格最貴，優(yōu)點是熱電勢非常穩(wěn)定。

　　銅、康銅價格最便宜。

　　居中為鎳鉻-考銅，且它的靈敏度又最高。

　　表6.2.2　　　　　　常用熱電偶

　　2)以半導體PN結為材料的熱電勢傳感器。利用溫度變化造成半導體PN結結電壓變化的傳感器，稱為熱電勢傳感器。常用的集成溫度傳感器，就是這種熱電勢傳感器，該傳感器使用方便，工作可靠，價格便宜，且具有高精度的放大電路，輸出阻抗高，適用于遠距離傳輸。

　　2.壓力傳感器

　　壓力傳感器是將壓力轉換成電流或電壓的部件?？捎糜跍y量壓力和物體的位移。

　　(1)利用金屬彈性制成的壓力傳感器。最常用彈性測量元件有彈簧、彈簧管、波紋管和彈性膜片，這些測壓元件是先將壓力變化轉換成位移的變化，再將位移的變化通過磁電或其它電學的方法，轉成能方便檢測、處理、顯示的電學量。

　　1)電阻式壓差傳感器。將測壓彈性元件的輸出位移變換成電阻的滑動觸點的位移，因而被測壓力的變化就可轉換成電位器阻值的變化，電橋輸出一不平衡電壓，來測量壓力。

　　2)電容式壓差傳感器。最常見的一種壓力傳感器，用二塊彈性強度性能好的金屬平板，作為差動可變電容器的二個活動電極，被測壓力分別置于二塊金屬平板兩側，在壓力的作用下，能產生相應位移，當可動極板與另一電極的距離發(fā)生變化時，則相應的平板電容器的容量發(fā)生變化，最后由變送器將變化的電容轉換成相應的電壓或電流。

　　3)霍爾壓力傳感器。將彈性元件感受的壓力變化引起的位移通過霍爾元件轉換成電壓信號，霍爾元件是一塊半導體元件。壓力式傳感器只能用在測量動態(tài)壓力和快速脈動的壓力上。

　　(2)壓電傳感器。利用某些材料的壓電效應原理制成的，具有這種效應的材料如壓電陶瓷、壓電晶體稱為壓電材料。

　　3.流量傳感器

　　常用節(jié)流式、速度式、容積式和電磁式。

　　(1)節(jié)流式。在被測管道上安裝一節(jié)流器件，如孔板、噴嘴、靶、轉子等，使流體流過這些阻擋體時，根據(jù)流體對節(jié)流元件的推力和節(jié)流元件前后的壓力差，來測定流量的大小。

　　1)壓差式流量計。精度稍差，但結構簡單，制造方便，是一種常用的流量測量儀器。

　　2)靶式流量計。經常用于高粘度的流體，如重油、瀝青等流量的測量，也適用于有懸浮物，沉淀物的流體。

　　3)轉子流量計。轉子放在一圓錐型測量管道中，當被測流體自下而流入時，轉子前后產生一壓差，轉子平衡位置的高低反映流量的大小，用電路把轉子的位置轉換成電信號，反映了流量大小。

　　(2)速度式。常用的是渦流流量計。

　　為了提高測量精度，在渦輪前后均裝有導流器和一段直管，入口直段的長度應為管徑10倍，出口長度應為管徑的5倍。渦輪流量計線性好，反映靈敏，但只能在清潔流體中使用。

　　光纖式渦輪傳感器具有重現(xiàn)性和穩(wěn)定性能好，不受環(huán)境、電磁、溫度等因素的干擾的優(yōu)點，顯示迅速，測量范圍大的優(yōu)點，缺點是只能用來測量透明的氣體和液體。

　　(3)容積式。通常有橢圓齒輪流量計，只要橢圓齒輪加工精確，防止腐蝕的磨損，則可達到極高的測量精度，一般可達到0.2～0.55%，所以經常用作為精密測量用，該流量計經常用于高精度的流體測量。

　　(4)電磁式。常用在測量導電液體流量上。優(yōu)點是管道中不設任何節(jié)流元件，因此可以測量各種粘度的導電液體，特別適合測量含有各種纖維和固體污物的腐體，此外對腐蝕性液體也適用。除了測量管中一對電極與流體接觸，沒有其它零件接觸，工作可靠，精度高，線性好，測量范圍大，反應速度又快。

　　4.液位檢測傳感器

　　(1)電阻式液位傳感器。利用液體的電阻來作為監(jiān)控的對象。結構簡單，價格便宜，但只能用于無腐蝕液體中，否則液體的腐蝕會使彈簧的彈性系數(shù)發(fā)生變化，給測量帶來誤差。

　　電阻式液位計

　　(2)電容式液位傳感器。電容式液位計是利用電容變化測量液體液位變化的測量儀器。

　　(二)調節(jié)裝置

　　1.位置調節(jié)

　　位置調節(jié)分雙位調節(jié)和三位調節(jié)

　　(1)雙位調節(jié)。雙位調節(jié)機構簡單，動作可靠，在空調系統(tǒng)中有廣泛應用?？照{系統(tǒng)中的風機盤管溫控器就是典型的雙位調節(jié)。

　　(2)三位調節(jié)。在定壓供水系統(tǒng)中，經常采用三位調節(jié)。

　　三位調節(jié)系統(tǒng)有三個位置，全開，中間，全閉。

　　位置調節(jié)在調節(jié)精度要求不高的地方比較合適，一般用于溫度，液位的調節(jié)。

　　2.比例調節(jié)(P)

　　比例調節(jié)器的特點是調節(jié)速度快，穩(wěn)定性高，不容易產生過調節(jié)現(xiàn)象。

　　缺點是調節(jié)過程最終有殘余偏差，而且被調查參數(shù)不能回到給定值，特別是負載變化幅度較大時，殘余偏差更大。

　　比例調節(jié)通常是在調節(jié)精度要求不是太高，調節(jié)時允許有殘余偏差場合，如在工藝過程中流量變化，工藝要求變化快的地方，像鍋爐水位控制，高容量貯罐中壓力、流量的調節(jié)。

　　3.積分調節(jié)(I)

　　積分調節(jié)多用于壓力、流量和液位的調節(jié)上，而不能用在溫度計。因為溫度的調節(jié)滯后現(xiàn)象大，調節(jié)結果容易調成位置調節(jié)，而真正要做到無偏差調節(jié)，則更多地用比例積分調節(jié)。

　　4.比例積分調節(jié)(PI)

　　調節(jié)器的輸出信號不僅與輸入偏差保持比例關系，同時還與偏差存在的時間長短成比例。

　　5.比例微分調節(jié)(PD)

　　調節(jié)器的輸出信號不僅與輸入偏差保持比例關系，同時還與偏差的變化速度有關。

　　6.比例積分-微分調節(jié)(PID)

　　調節(jié)器輸出信號不僅與輸入偏差信號大小有關，與偏差存在時間長短有關，還與偏差變化的速度有關，引入微分環(huán)節(jié)可以大大改善慣性滯后較大系統(tǒng)的調節(jié)品質。

　　PID調節(jié)用在慣性滯后大的場合，如溫度測量等。

　　(三)終端設備

　　1.執(zhí)行機構

　　執(zhí)行機構按照運動方式，分角行程執(zhí)行機構和直行程執(zhí)行機構。

　　按照執(zhí)行機構所用的輔助能源，可分為氣動、電動和液動三種。

　　電動執(zhí)行機械接受標準直流信號(DC0～10V，4～20mA)。通用電動執(zhí)行器有風閥執(zhí)行器和水閥執(zhí)行器。

　　2.調節(jié)機構

　　(1)電磁閥。電磁閥能和雙位調節(jié)器組成簡單的控制系統(tǒng)，可分直動式和先導式二種。

　　1)直動式電磁閥。

　　2)先導式電磁閥的工作原理：由導閥和主閥組成，它的動作特點是通過導閥的先導作用，使主閥發(fā)生開閉動作。

　　(2)電動調節(jié)閥。以交流電源為動力，接受標準直流信號，將其轉變?yōu)橄鄳拈_度(0～100%)。以實現(xiàn)對流量、壓力、溫度、液位的調節(jié)。

　　(3)風門(閥)