过程控制工程的基础知识（过程控制工程基础知识及常考考点总结）

过程控制工程简称过程控制，是自动化专业的专业必修课程之一，过控通常是指包括石油，化工，电力，冶金，轻工，纺织，建材，原子能等工业部门生产过程的自动化。今天就为大家带来过程控制的基础知识总结以及常考考点标注，助你轻松拿下过程控制的期末考试以及考研复试中的面试问答环节。

课程名称：过程控制与自动化仪表 课程性质：必修课 总学时数：28（讲课） 4（实验课） 先修课程：电子技术基础，检测与信号处理技术 ，自动控制理论

一、过程控制发展概况

Notes:

何谓过程:

将原料(物质)接收过来,利用能源进行诸如加热、冷却等处理,使其发生化学的或物理的变化,最终生产出所需要的物质或能源的系统。

过程控制：

为了按所希望的效率，质量和产量生产出产品，将过程内各部分的变量控制在所希望的值．即完成对诸如温度，压力，流量，液位（物位）等参数量的生产过程的自动调节。

过程控制的任务：

在了解、掌握工艺流程和生产过程的静态和动态特性基础上，根据生产工艺的要求，应用控制理论对系统进行分析和综合，最后采用适宜的技术手段加以实现。值得指出的是，为适应当前生产对控制的要求愈来愈高的趋势，必须充分注意现代控制技术在过程控制中的应用，因此可以说，过程控制是控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表等知识相结合而构成的一门应用科学。

【考点1】过程控制的发展概况

过程控制的发展历程，就是过程控制装置（自动化仪表）与系统的发展历程。

过程控制装置与系统的发展过程

（1）仪表化与局部自动化阶段 （20世纪 50～60年代） 1.自动化仪表安装在现场生产设备上，称为基地式仪表，只具备简单的测控功能。 2.单输入-单输出。 3.适用于小规模、局部过程控制。 （2）模拟单元仪表控制阶段（20世纪60～70年代） 1.自动化仪表划分成各种标准功能单元，按需要可以组合成各种控制系统。 2.控制仪表集中在控制室，生产现场各处的参数通过统一的模拟信号，送往控制室。操作人员可以在控制室监控生产流程各处的状况。 3.适用于生产规模较大的多回路控制系统。 （3）计算机时代（20世纪70年代中期至今） 1.实现了生产过程的全盘自动化或管控一体化， 2.各类基于微处理器的智能单元组合仪表，电动单元仪表陆续被开发并投入使用。

80年代初，随着计算机性能提高、体积缩小，出现了内装CPU的数字控制仪表。基于 “集中管理，分散控制” 的理念，在数字控制仪表和计算机与网络技术基础上，开发了集中、分散相结合的集散型控制系统（ DCS， Distributed Control System） 。DCS系统实行分层结构，将控制故障风险分散、管理功能集中。得到广泛应用。

【例1】试简述过程控制的发展概况及各个阶段的主要特点。

答： （1）第一个阶段是50年代前后：实现了仪表化和局部自动化。 这个阶段的主要特点为： ①过程检测控制仪表采用基地式仪表和部分单元组合仪表； ②过程控制系统结构大多数是单输入、单输出系统； ③被控参数主要是温度，压力，流量和液位四种参数； ④控制的目的是保持这些过程参数的稳定，消除或减少主要扰动对生产过程的影响； ⑤过程控制理论是以频率法和根轨迹法为主体的经典控制理论，主要解决单输入，单输出的定值控制系统的分析和综合问题。 （2）第二个阶段是60年代以来，开始大量采用气动和电动单元组合仪表。 这个阶段的主要特点为： ①过程控制仪表开始将各个单元划分为更小的功能块，以适应比较复杂的模拟和逻辑规律相结合的控制系统的需要； ②计算机系统开始用于运动控制； ③过程控制系统方面为了提高控制质量和实现一些特殊的工艺要求，相继开发和应用了各种复杂的过程控制系统，如串级控制，比值控制，均匀控制，前馈控制和选择性控制等； ④在过程控制理论方面，现代控制理论得到了应用。 （3）第三个阶段是70年代以来，过程控制发展到现代过程控制的新阶段——计算机时代。 这个阶段的主要特点为： ①对全工厂或整个工艺流程的集中控制，应用计算机系统进行多参数综合控制或者由多台计算机对生产过程进行控制和经营管理； ②在自动化技术工具方面有了新的发展，以微处理器为核心的智能单元组合仪表得到了开发和广泛应用； ③在线成分检测与数据处理的测量变送器的应用； ④集散控制系统的广泛应用 （4）第四个阶段是80年代以后，工业过程控制得到了一个飞跃的发展。 这个阶段的主要特点为： ①现代控制理论大大促进了过程控制的发展； ②过程控制的结构已从包括许多手动控制的分散局部控制站改变为具有高度自动化的集中、运动控制中心。 ③过程控制的概念有了很大的发展，它不仅包括数据采集与管理，基本过程控制，而且包括先进的管理系统、调度和优化等。

二、过程控制的特点

Notes：

1. 连续生产过程的自动控制

注解：被控量需定量控制且连续可调

过程控制一般是指连续生产过程的自动控制，其被控量需定量地控制，而且应是连续可调的。若控制动作在时间上是离散的（如采样控制系统等），但是其被控量需定量控制，也归入过程控制。

2. 系统由检测与控制仪表组成

过程控制是通过各种检测仪表、控制仪表（包括电动仪表和气动仪表，模拟仪表和智能仪表）和电子计算机（看作一台仪表）等自动化技术工具，对整个生产过程进行自动监测、自动监督、自动控制。一个过程控制系统是由被控过程和过程检测控制仪表两部分组成的。过程检测控制仪表包括检测元件、变送器、调节器（包括计算机）、调节阀等。过程控制系统的设计是根据工业过程的特性和工艺要求，通过选用过程检测控制仪表构成系统，再通过PID参数的整定，实现对生产过程的最佳控制。

3. 被控过程（对象）是非电量的

在现代工业生产过程中，工业过程很复杂。因此过程控制中的被控过程是多种多样的。诸如石油化工过程中的精馏塔、化学反应器、流体传输设备；热工过程中的锅炉、热交换器；冶金过程中的转炉、平炉；机械工业中的热处理炉等。涉及石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、制药等行业。在这些生产过程中，往往采用一些物理量和化学量（如温度、压力、流量、液位、成分、pH值等等）来表征其生产过程是否正常，因此需要对上述过程参数进行自动检测和自动控制，故过程控制多为非电量控制。

4. 控制过程多为慢过程的参量控制

由于被控过程具有大惯性、大滞后（大时延）等特性，因此决定了过程控制的控制过程多数为慢过程。它们的动态特性多数具有大惯性、大滞后、非线性特性。有些机理复杂（如发酵、生化过程等）的过程至今尚未被人们所认识，所以很难用目前过程辨识方法建立起精确的数学模型，因此设计能适应各种过程的控制系统并非易事。

5. 控制方案丰富

过程控制系统的设计是以被控过程的特性为依据的。由于工业过程的复杂、多变，因此其特性多半属多变量、分布参数、大惯性、大滞后和非线性等等。为了满足上述特点与工艺要求，过程控制中的控制方案是十分丰富的。通常有单变量控制系统，也有多变量控制系统；有仪表过程控制系统，也有计算机集散控制系统；有复杂控制系统，也有满足特定要求的控制系统。

6. 多为定值控制

在现有的诸如石油、化工等现代工业生产过程中，过程控制的主要目的在于消除或减小外界扰动对被控参数的影响，是被控量能稳定控制在给定值附近，确保生产稳定和产品的产量与质量，因此定值控制是现有过程控制中十分常见的一种形式。

【例2】与其他自动控制相比，过程控制有哪些主要特点？

答：与其他自动控制相比，过程控制的主要特点有以下6点： 1.连续生产过程的自动控制 2.过程控制系统由过程检测，控制仪表组成 3.被控过程是多种多样的，非电量的 4.过程控制的过程多属慢过程，而且多半为参量控制 5.过程控制方案十分丰富 6.定值控制是过程控制的一种常用形式

【例3】为什么说过程控制的控制过程多属慢过程？

答：由于被控过程具有大惯性、大滞后（大时延）等特性，因此决定了过程控制的控制过程多数为慢过程。们的动态特性多数具有大惯性、大滞后、非线性特性。

三、过程控制系统的组成及分类

Notes：

过程控制系统：通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度和pH值(酸碱度或氢离子浓度)等这样一些过程变量的系统。

连续生产过程的特征是：生产过程中的各种流体，在连续（或间歇）的流动过程中进行着物理化学反应、物质能量的转换或传递。例如：发电厂锅炉过热蒸汽温度控制系统；转炉供氧量控制系统；集散控制系统(DCS)。

过程控制系统的定义：为实现对某个工艺参数的自动控制，由相互联系、制约的一些仪表、装置及工艺对象、设备构成的一个整体。

在讨论控制系统工作原理时，为清楚地表示自动控制系统各组成部分的作用及相互关系，一般用原理框图来表示控制系统。

如图2的室温控制系统是由温度变送器、控制器、电动调节阀和加热器及房间组成。

用通用名称表示为：

控制系统均由测量元件、变送器、调节器、调节阀和被控过程等环节构成。如果把测量元件、变送器、调节器和调节阀统称为过程检测控制仪表，则一个简单的过程控制系统是由被控过程和过程检测控制仪表两部分组成的。 “过程”(又称对象)―被控制的装置或设备 y(t)―被控参数：过热蒸汽的温度 f(t)―扰动作用 q(t)―操作变量（控制参数） μ(t)―称为控制作用 测量变送器―将y(t)成比例地转换为测量信号z(t) x(t)―给定值 e(t)―误差信号， e(t)=x(t)-z(t)

过程控制系统的主要任务是：对生产过程中的重要参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化。

总的来说，过程控制系统主要包括：被控对象、检测元件与变送器，控制器（调节器），执行器（调节阀）四部分

1. 被控对象

def：需要实现控制的设备，机器或生产过程。如加热器，蒸馏塔，反应器或传输物料的管路，储存物料的槽、罐等。

被控量：对象内要求进行控制的参量。即y(t)，过热蒸汽的温度。是过程的输出信号。

操纵量（控制参数）：一般是由工艺决定的，如加热器的温度、燃油量、出口温度等．受执行器（调节阀）操纵，用以使被控制量获得有效控制的量（调节阀输出，过程的输入）。

干扰量：除操纵量之外，作用于对象并能引起被控量变化的各种因素。

2. 检测元件与变送器

检测元件：各类传感器

变送器：用于把被测参数（温度、压力，流量 等物理量）变换为标准信号的仪表。

标准信号： 电压　1~5V DC 电流 4~20mA DC

3. 控制器(调节器）

将测量值与事先设定的给定值比较，产生偏差信号。根据偏差信号自动地进行运算，并将结果输出到执行机构上，以达到自动调节的目的。

设定值： 采用标准信号。

测量值 ：要求与被控量具有对应关系的标准信号。

偏差量： 正偏差或负偏差

4. 执行器（调节阀）

注解：过程自动化中用的执行器均为调节阀

调节阀由执行机构和调节机构组成。

【例4】什么是过程控制系统？

答：过程控制系统通常是指工业生产过程中自动控制系统的被控量是温度，压力，流量，液位，成分，粘度，湿度和PH等这样一些过程变量的系统。

四、过程控制系统的分类

Notes：

过程控制系统有多种分类方法。按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按照控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统等。

但在讨论控制原理时，常用的分类方法是按设定值的形式或系统的结构特点分类。

1. 按被控量分类 ：

温度控制系统

压力控制系统

流量控制系统

位控制系统等

2. 按完成的功能分类：

比值控制系统（特殊的多变量控制）

分程控制系统（一个调节器带几个阀）

选择性控制系统（非线性切换控制）

3. 按调节器控制规律分类：

比例（P）控制系统

比例积分(PI)控制系统

比例积分微分（PID）控制系统

4. 按被控制量的多少分类：

单变量控制系统

多变量控制系统

5. 按系统的结构分类：

反馈控制系统

前馈控制系统

复合控制系统

单回路控制系统

串级控制系统

6. 按设定值的形式分类

1）定值控制系统—— 设定值恒定不变。

2）随动控制系统——设定值随时可能变化。

3）程序控制系统——设定值按预定的时间程序变化。

（1）反馈控制系统

它是过程控制系统中的一种最基本的控制结构形式。反馈控制系统是根据系统被控量的偏差进行工作的，偏差值是控制的依据，最后达到消除或减小偏差的目的。如过热蒸汽温度控制系统就是一个反馈控制系统。另外，反馈信号也可能有多个，从而可以构成多个闭合回路，称其为多回路控制系统。

反馈控制系统是过程控制最基本的结构形式。

（2）前馈控制系统

前馈控制系统直接根据扰动量的大小进行工作，扰动是控制的依据。由于它没有被控量的反馈，所以也称为开环控制系统。

扰动f(t) 是引起被控量y(t)变化的原因，前馈调节器FFC是根据扰动f(t)进行工作的，可以及时克服扰动对被控量y(t)的影响。但是，由于前馈控制是一种开环控制，最终不能检查控制的精度，因此，在实际工业生产过程自动化中是不能单独应用的。（3）前馈—反馈控制系统(复合控制系统)

开环的前馈控制的最主要的优点是能针对主要扰动及时迅速地克服其对被控参数的影响；对于其余次要扰动，则利用反馈控制予以克服，使控制系统在稳态时能准确地使被控量控制在给定值上。

前馈与反馈相结合，优势互补。如：

前馈-反馈复合控制系统原理框图

【例5】过程控制系统的基本分类方法有哪几种？

答：按过程控制系统的结构特点分为反馈控制系统，前馈控制系统，复合控制系统（前馈-反馈控制系统）；按给定值信号的特点分为定制控制系统，程序控制系统和随动控制系统。

【例6】何谓集散控制系统（DCS）？试述其基本组成与各部分的作用原理。

参考答案一：

集散控制系统（DCS）是把自动化技术，计算机技术，通信技术，故障诊断技术，冗余技术和图形显示技术融为一体的装置。

集散控制系统由过程输入-输出接口，过程控制单元，数据高速通路，CRT操作站，管理计算机等五部分组成。

过程输入-输出接口是带有微处理器的智能装置，主要用于采集过程信息。它能完成数据采集与预处理，对实时数据作进一步的加工，提供CRT操作站的显示与打印。同时，在有管理计算机的情况下，它可以用模拟量与开关量的方式向过程终端输出计算机的控制指令。

过程控制单元相当于若干台常规调节器，能完成常规调节器的全部运算与控制功能，通过软件组态能灵活地构成满足各种不同控制要求的复杂控制系统。

数据高速通路是一条同轴电缆或光导纤维，高速率传送基本控制单元，过程输入-输出接口单元与显示操作站之间的数据。

CRT操作站是集散控制系统的人机接口装置，主要用于操纵工艺生产过程，并监视工厂的运行状态及回路组态，调整回路参数，显示动态流程画面以及进行部分生产管理。

管理计算机（上位机）通过数据通信总线和系统中各智能单元，采集各种数据信息，并综合下达诸如设定值等各种高级命令。它可以进行集中管理与最优控制，实现信息-控制-管理一体化。

参考答案二：

集散控制系统是分布（分散）控制系统(Distributed Control System)的简称，国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。

集散控制系统经历了三代的发展，但从基本机构上来看，他们有相同的特性，其基本结构可分为三大部分：

现场控制装置：完成模拟量与数字量的相互转换，完成控制算法的各种运算，对输入量和输出量进行有关的软件滤波及其他的一些运算。

操作管理装置：操作员通过操作管理装置了解生产的运行状况，并发出操作指令给生产过程。生产过程的各种参数在操作管理装置上显示，以便于操作人员监视和操作。

通信系统：过程控制装置与操作管理之间需要有一个桥梁来完成数据之间的传递和交换，这就是通信系统。

【例7】试说明图1-2b供氧量控制系统框图中被控“过程”包含哪些管道设备以及图中各符号的含义。

答：“过程”（又称对象）包含测量温度的热电阻温度计到调节阀之间的管道设备，即包括过热器，减温器及到调节阀前一段的管道。

x（t）是给定值；

e（t）表示偏差信号；

调节器的输出u（t）表示控制作用信号；

q（t）称为操作变量，也叫控制参数，表示调节阀的流量信号；

f（t）表示扰动作用；

y（t）表示过过程的输出信号，即热蒸汽的温度；

z（t）表示测量信号

【例8】在过程控制中，为什么要由控制系统流程图画出其框图？

参考答案：为了更清楚地表示控制系统各环节的组成、特性和相互间的信号联系，这样也便于其他人的理解。

五、过程建模和过程检测控制仪表

Notes：

1.def

（1）被控过程：被控制的生产工艺设备（加热炉、贮罐）

（2）数学模型：被控过程在各输入量（控制量、扰动量）作用下，其相应输出量(被控量)变化函数关系的数学表达式。

非参数模型：曲线表示的。如阶跃响应曲线等。

参数模型：用数学方程式或函数表示的。

2.常用的参数数学模型：

连续：微分方程、传递函数、状态方程

离散：差分方程、离散化传函、离散化状态方程

3.建模的目的

（1）设计过程控制系统和整定调节器参数

在过程控制系统的分析、设计和整定时，是以被控过程的数学模型为依据的，它是极其重要的基础资料。例如前馈控制系统就是根据被控过程的数学模型进行设计的，所以建立过程的数学模型是实现前馈控制的前提。

(2) 指导设计生产工艺设备

通过对生产工艺设备数学模型的分析和仿真，可以确定有关因素对整个被控过程动态特性的影响(例如锅炉受热面的布置、管径大小、介质参数的选择等对整个锅炉出口汽温、汽压等动态特性的影响)，从而提出对生产设备的结构设计的合理要求和建议

(3) 进行仿真试验研究

在实现生产过程自动化中，往往需要对一些复杂庞大的设备进行某些试验研究，例如某单元机组及其控制系统能承受多大的冲击电负荷，当冲击电负荷过大时会造成什么后果。对于这种破坏性的试验往往不允许在实际设备上进行，而只要根据过程的数学模型，通过计算机进行仿真试验研究，就不需要建立小型的物理模型，从而可以节省时间和经费。

(4) 培训运行操作人员

在现代生产过程自动化中，对于一些复杂的生产操作过程(例如大型电站机组的运行)都应该事先对操作人员进行实际操作培训。随着计算机仿真技术的发展，先建立这些复杂生产过程的数学模型(不需要建小型物理模型)，而后通过仿真使之成为活的模型，在这样的模型上，教练员可以安全、方便、多快好省地对运行操作人员进行培训。

4. 多输入单输出的单回路控制系统

输入量：u(t)、f1(t)······fn(t)

输出量：y(t)

内部扰动（基本扰动）：通常是一个可控性良好的输入量选作为控制作用，即调节器输出量u(t)作为控制作用。基本扰动作用于闭合回路内，对系统的性能起决定作用。

外部扰动-----其他的输入量则称为扰动作用（f1（t）～fn（t））。外部扰动对过程控制也有很大影响。

过程通道：被控过程输入量与输出量之间的信号联系 控制通道：控制作用与被控量之间的信号联系 扰动通道：扰动作用与被控量之间的信号联系

5. 自平衡的概念及其实质

所谓有自平衡能力的过程是指被控过程在干扰作用下，原有的平衡状态被打破后，在没有人或控制装置的干预下，自身可以恢复到新的平衡状态，这种过程称为有自平衡能力的过程，否则称为无自平衡能力的过程。

自衡过程（Self-Regulating Processes）

(1) 无振荡的自衡过程

(2) 有振荡的自衡过程

非自衡过程（Non-Self-Regulating Processes）

(1) 无振荡的非自衡过程

(2) 有振荡的非自衡过程

(3) 具有反向特性的非自衡过程

6.建模方法

机理分析法 试验法 最小二乘法

7.多容过程的数学模型（以双容为例）

Q1(s) －Q2(s) ＝ C1sH1(s)

Q2(s)＝ H1(s) / R2

Q2(s) －Q3(s) ＝ C2sH2(s)

Q3(s)＝ H2(s) / R3

双容过程的数学模型为

式中：

T1 ——第一只水箱的时间常数，T1=R2C1

T2——第二只水箱的时间常数， T2=R3C2

K0——过程的放大系数，K0=R3

C1、C2 ——分别为两只水箱的容量系数

8.非自衡多容过程的数学模型

①无自衡多容过程的数学模型为

Ta—双容过程积分时间常数；

Ta＝C2

T—第一只水箱的时间常数

②无自衡多容过程的数学模型为

③无自衡单容过程具有纯滞后时，则其传递函数为

④无自衡多容过程具有纯滞后时，则其数学模型为

【例8】机理法建模例题

拉氏变换： Q1(s) －Q2(s)－ Q3(s) ＝ CsH(s) ； [Q1(s) －Q2(s)－ Q3(s)] / Cs＝H(s) Q2(s)＝ H(s) / R2 Q3(s)＝ H(s) / R3

框图：

传递函数：

其中，1/R=1/R2 1/R3

Notes：几种常见误差的定义

过程变量(或称过程参数)检测:主要是指连续生产过程中的温度、压力、流量、液位和成分等参数的测量。

一次仪表： 在进行过程变量检测时，一般由一测量体与被测介质相接触，测量体将被测参数成比例地转换为另一便于计量的物理量，然后再用仪表加以显示。在工程上，通常把前一过程叫做一次测量，所用的仪表叫作一次仪表，后面的计量显示仪表叫做二次仪表。

测量误差：测量误差是指测量结果与被测变量的真值(实际值)之差。测量误差反映了测量结果的可靠程度。

绝对误差：绝对误差是指仪表指示值与被测变量的真值之差。

相对误差：是指绝对误差与被测变量的真值之比的百分数。常见有如下三种表示方式：

A.实际相对误差：绝对误差与被测量的真值(实际值)之比的百分数

B.标称相对误差：绝对误差与仪表指示值之比的百分数。

C.引用相对误差：绝对误差与仪表的量程之比的百分数。

系统误差：是指测量仪表本身或其它原因(如零点未调整好等)引起的有规律的误差。

随机误差：是指在测量中所出现的没有一定规律的误差。

疏忽误差：是指观察人员误读或不正确使用仪器与测量方法等人为因素所起的误差。

基本误差: 基本误差是指仪表在规定的正常工作条件下所具有的误差。

附加误差: 附加误差是指仪表超出规定的正常工作条件时所增加的误差。如仪表超过规定的工作温度时所引起的附加误差。

允许误差: 允许误差是指在国家规定标准条件下使用时，仪表的示值或性能不允许超过某个误差范围。这是一个许可的误差界限。

Notes：自动化仪表的性能指标（考点）

(1) 精度等级

精度等级任何自动化仪表均有一定误差。使用仪表时首先必须知道仪表的精确程度，以便估计测量结果与真实值的差距。

【例9】一台仪表的测温范围为50-550℃，绝对误差的最大值为6℃，求这台仪表的相对误差。

解析：

（2）灵敏度与灵敏限

灵敏度 ：仪表指针的线位移或角位移与引起此位移的参数变化量之比。

灵敏限：灵敏限是指仪表能感受并发生动作的输入量的最小值。

(3) 变差

变差：在外界条件不变的情况下，用同一仪表对同一个量进行正、反行程(逐渐由小到大或由大到小)测量时，所得两示值之差。

变差的计算式：

其中：x1为行程测量的示值，x2为反行程测量的示值 ，a-b对应仪表的量程。

Notes： 自动化仪表的精度等级选用 ：

原则：根据工艺要求、产品质量指标、变量的重要程度等要求来合理选用。

仪表精度高（误差小）：使用维护要高，价格贵，一般应该在满足上述要求的前提下，同时考虑经济性原则来合理选取；

构成控制回路的各种仪表的精度要相配；

记录仪表的精度不应低于1.0级，指示仪表精度不应低于1.5级。

Notes：热电偶温度计

def：热电偶温度计在工业生产过程中使用极为广泛。它具有测温精度高，在小范围内热电动势与温度基本呈单值、线性关系，稳定性和复现性较好，测温范围宽，响应时间较快等特点。

测温原理：热电偶的测温原理是以热电效应为基础的。

接触电动势产生机理：

当两种不同材料导体A、B接触时，由于导体两边的自由电子密度不同，在交界面上便产生电子的互相扩散；

若导体A中自由电子密度大于导体B中自由电子密度，在开始接触的瞬间，导体A向导体B扩散的电子数将比导体B向导体A扩散的电子数多，因而使导体A失去较多的电子而带正电荷，导体B带负电荷，致使在导体A、B接触处产生电场，以阻碍电子在导体B 中的进一步积累，最后达到平衡。

平衡时，在A、B两个导体间的电位差称为接触电动势，其值决定于两种导体的材料种类和接触点的温度。

当接触点1,2的温度不同时，便产生两个不同的接触电动势，回路中的总电动势为

Notes：中间导体定律（考点）

在使用热电偶测温时，冷端温度应该使之相等。

Notes：热电阻温度计

def:热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度而变化的性质来测量温度的。

特点：最大特点是性能稳定、测量精度高、测温范围宽。

Notes：DDZ-III温度变送器主要特点

采用了线性集成电路，提高了仪表的可靠性、稳定性。

采用线性化电路，变送器的输出电流或电压信号和被测温度（输入信号）成线性关系。

采用了安全火花防暴措施。

Notes：流量检测

流量测量的方法及其常用仪表很多。按其工作原理可分为三类：

(1)容积式流量计

def：以单位时间内所排出流体的固定容积的数目来计算流体总量的。

举例： 椭圆齿轮流量计、括板式流量计、腰轮流量计、旋转活塞式流量计等。

特点：容积式流量计的特点是测量精度较高。

(2)速度式流量计：

应用流体力学测量流体在管道内的流速来计算流量的。这类仪表包括差压流量计、转子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、靶式流量计、超声波流量计等。在工业生产过程中差压流量计和转子流量计应用最广。

(3)质量流量计

质量流量计有两种：

一是通过直接检测与质量流量成比例的参数来实现质量流量测量的直接型质量流量计；

二是通过体积流量计与密度计的组合来实现质量流量测量的间接型质量流量计。

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