其大小为U0
＝U2
～
－U1。
所以，差动变压器的输出Uo的大小将与位移x相关，其相位取决于x的方向。
在电动履行器中，死心的地点是与履行机构的输出轴相对应的。
利用差动变压器将履行
机构输出轴的位移变换为0～l0mADC（或4～20mADC）的反应信号‘（即地点发送器的
输
出信号），而后与电动履行器的输入信号对比较，经放大后去控制伺服电动机的转动，以实
现电动履行器输出位移与输入信号之间的比率关系。
14.试述电一气变换器及电一气阀门定位器在控制系统中的作用。
答电一气变换器是将电信号变换为相应的气信号的一种装置。
在控制系统中，假如所
使用的控制器是电动控制器，其输出信号为0～10mADC或4～20mADC，但所选择的执
行器为气动履行器，其输入信号一般为20～100kPa。
这时就需要采纳电一气变换器，先将
**
控制器的输出电信号变换为相应的气信号，才能为气动履行器所接受。
电一气阀门定位器除了能将电信号变换为气信号外，还可以够使阀杆位移与送来的信号大
小保持线性关系，即实现控制器来的输入信号与阀门地点之间关系的正确立位，故取名为定
位器。
定位器能够使用在阀的不均衡力较大或阀杆挪动摩擦力较大等场合，同时还可以够利用
定位器来改变阀的流量特征，改变履行器的正、反作用。
在分程控制中，利用定位器能够使
阀在不一样的信号段范围内作全行程挪动。
例题分析
1.已知阀的最大流量Qmax=l00m3/h，可调范围R=30。
试分别计算在理想状况下阀
l
的相对行程为=0.1,0.2、0.8、0.9时的流量值Q,并比较不一样理想流量特征的摔制阀在小
L
开度与大开度时的流量变化状况。
（1）直线流量特征。
（2）等百分比流量特征。
解
（1）依据直线流量特征的相对流量与相对行程之间的关系：
Q
1
1
R1l
Qmax
R
L
分别在公式中代入数据
Qmax=100m3/h,R=30
，
l
等数据，可计算出
=0.1、
L
在相对行程为
0.1、0.
2,0.8,0.9时的流量值。
Q
=13m
3/h
Q=22.67m
3/h
Q
=80.67m3/h
Q0。
9
3/h
（2）依据等百分比流量特征的相对流量与相对行程之间的关系：
QRLl1
Qmax
分别代入上述数据，可得：
**
Q=4.68m3/h
Q=6.58m3/h
Q＝50.65m3/h
Q0。
9＝71.17m3/h
由上述数据能够算得，对于直线流量特征的控制阀，相对行程由
10％变化到20％时，
流量变化的相对值为：
22.6713×100％=74.4
％；相对行程由
80％变化到90％时，流
13
量变化的相对值为
×100％＝12％。
因而可知，对于直线流量特征的控制阀，
在小开度时，行程变化了
10％，流量就在原有基础上增添了
74.4％，控制作用很强，简单
使系统产生振荡；在大开度时（80％处），行程相同变化了10％，流量只在原有基础上增添
了12％，控制作用很弱，控制不够实时、有力，这是直线流量特征控制阀的一个缺点。
对于等百分比流量特征的控制阀，相对行程由10％变成20％时，流量变化的相对值为
×100%=40％；相对行程由80％变到90％时，流量变化的相对值为
50.65×100％=40％。
故对于等百分特征控制阀，不论是小开度或大开度时，行
程相同变化了10％，流量在本来基础上变化的相对百分数是相等的，故取名为等百分比流
量特征。
拥有这类特征的控制阀，在相同的行程变化值下，小开度时，流量变化小，控制比
较安稳和缓；大开度时，流量变化大，．控制敏捷有效，这是它的一个长处。
2.对于一台可调范围R=30的控制阀，已知其最大流量系数为Cmax＝100,流体密度为
lg/cm3。
阀由全关到全开时，因为串连管道的影响，使阀两头的压差由l00kPa降为60kPa,
假如不考虑阀的泄露量的影响，试计算系统的阻力比，，并说明串连管道对可调范围的影响
（假定被控流体为非堵塞的液体）。
解因为阻力比s等于控制阀全开时阀上压差与系统总压差之比，
在不考虑阀的泄露量
的影响时，阀全关时阀两头的压差便可视为系统总压差，故本系统总压差为
100kPa，阀全
开时两头压差为60kPa，所以阻力比s＝
60
0.6。
100
因为该阀的Cmax=100,R=30,在理想状况下，阀两头压差保持为100kPa,流体密度为
**
lg/cm3，则最大流量
Qmax
100
3
/h
Qmax＝100m3/h，最小流量Qmin＝
R
30
对于非堵塞流的液体，Cmax＝l0Qmax。
12
串连管道时，因为压差由100kPa降为60kPa,故这时经过阀的最大流量将不再是
100m3/h，而是Qmax’=100?
p1p21060177.46m3/h。
这时的可调
Qmax'
范围R’=
23.26。
Qmin
由上可见，串连管道时，会使控制阀的流量特征发生畸变，其可调范围会有所降低。
如
果：
值很低，会使可调范围大大降低，以致影响控制阀的特征，使之不可以发挥应有的控制作
用。
自然，从节能的看法来看，s值大，说明耗在阀上的压降大，能量损失大，这是不利的
一面。
3.某台控制阀的流量系数
Cmax＝200
。
当阀前后压差为
1.2MPa,
流体密度为0.
81g/cm
3流动状态为非堵塞流时，问所能经过的最大流量为多少？
假如压差变成
0.2MPa
时，所能通
过的最大流量为多少？
解
由公式C＝l0Q
max
p1
p2
得
max
Qmax
Cmax
?
p1
p2
200
1200
3
/h
10
10
当压差变成0.2MPa时，所能经过的最大流量为：
'
Cmax
?
p1p2200
200
3
/h
Qmax
10
10
上述结果表示，提升控制阀两头的压差时，对于同一尺寸的控制阀，会使所能经过的最
**
大流量增添。
换句话说，在工艺上要求的最大流量已经确立的状况下，增添阀两头的压差，
能够减小所选择控制阀的尺寸（口径），以节俭投资。
这在控制方案选择时，有时是需要加
以考虑的。
比如离心泵的流量控制，其控制阀一般安装在出口管线上，而不安装在吸入管线
上，这是因为离心泵的吸入高度（压头）是有限的，压差较小，将会影响控制阀的正常工作。
同时，因为离心泵的吸入压头损失在控制阀上，致使会影响离心泵的正常工作。
4.图6-2表示一受压容器，采纳改变气体排出量以保持容器内压力恒定，试问控制阀应
选择气开式仍是气关式？
为何？
解在一般状况下，应选择气关式。
因为在这类状况下，控制阀处于全关时比较危险，
容器内的压力会不断上涨，严重时会超出受压容器的耐压范围，致使破坏设施，造成不该有
的事故。
选择气关式，能够保证在气源压力中止时，控制阀自动翻开，以使容器丙压力不至
于过高而失事故。
5.图6-3表示一精馏塔的塔顶温度控制系统，试选择控制阀的气并、气关型式。
解该系统的目的是经过改变回流量来保持塔顶温度恒定，其最后目标是为了保证塔顶
产品的成分（纯度）恒定。
采纳这类控制方案，说明该精馏过程的操作中，对塔顶产品成分
**
的要求是较高的，假如塔顶产品的纯度不可以达到必定要求，
则说明没有达到精馏过程的预约
目标。
回流量的大小将直接影响塔顶温度，也即影响塔顶产品的纯度。
假如回流量等于零，
就会有大批不合格的产品从塔顶采出，
这是不一样意的。
从这一点考虑，回流量的控制阀处于
全关状态比较危险，所以应选择气关阀。
当气源压力中止时，
控制阀处于开启状态，回流量
很大，以防止大批不合格产品从塔顶采出。
因为这时回流量超出规定数值，
使塔顶产品的纯
度（轻组分）比要求的还要高，所以会造成必定的能量浪费，降低生产效率，但这是为了在
事故状态下还可以保证产质量量所付的代价，是不行防止的。
自然，
以上对于控制阀开、关型
式的选择不过从一般的状况来考虑的，
不是绝对的，有时还要从工艺状况的综合考虑才能最
终确立控制阀的气开、气关型式。
6.对于一台现有的气动薄膜式履行器，
能够经过哪些方法来改变它的气开、
气关型式？
解一般能够经过以下三种方法来较方便地改变气动薄膜式履行器的气开、气关型式。
图6-4是直通双座控制阀与履行机构的组合方式表示图。
气动薄膜式履行器的气关、
气开型式是由履行机构的正、反作用和控制阀的正装、反装组合而定的。
此中图（a）、（d）都
是气关阀，因为跟着气压信号的增添，这两种状况下，阀芯与阀座之间的流通面积都是减小
的，故是气关型控制阀。
图（b）,（c）都是气开阀，因为跟着气压信号的增添，这两种状况下，
阀
芯与阀座之间的流通面积都是增添的，故是气开型控制阀。
改变阀芯的正装、反装方式，能够改变控制阀的气开、气关型式。
比如图（a）的阀芯是
**
正装的，为气关阀，假如将阀芯反装，便成了图（b），成了气开阀。
相同假如将图（。
）中的阀芯由正装改为反装，便成了图（d），图（。
）为气开阀，图（d）为气关阀。
一般控制阀的阀芯与阀杆是采纳螺纹连结的，并用圆柱销固定，依据需要能够改变其连结方式，这样就能够改变阀芯的正装、反装方式了。
在条件同意时，经过改变履行机杨的正、反作用也能够改变控制阀的气开、气关型式。
当气体压力从膜片上方引进时，为正作用履行机构，假如将气体压力改为从膜片下方引进，
就能够将履行机构由正作用改为反作用，相应就能够改变控制阀的气开、气关型式。
此外，经过改变阀门定位器中的凸轮安装方式，
能够改变引人膜头的气压信号的变化方
向与控制器来的气压信号的变化方向之间的关系。
比如控制器来的信号增添时，凸轮正装，
膜头上的气压信号假如是增添的，
若将凸轮反装，膜头上的气压信号就会减小。
这样亦能够
相应地改变控制阀的气开、气关型式。
7.在实质生产中，假如因为负荷的改动，使原设计的控制阀尺寸不可以相适应，会有什么
结果，为何？
解控制阀的尺寸是按负荷的大小、系统供给的压差、配管状况、流体性质等设计的。
假如因为生产负荷的增添，使原设计的控制阀尺寸显得太小时，
会使控制阀常常工作在大开
度，控制成效不好，当出现控制阀全开仍知足不了生产负荷的要求时，就会失掉控制作用。
此时若妄图开启旁路阀，来知足对负荷的要求，就会使控制阀特征发生畸变，
可调范围大大
降低；当生产中因为负荷减少，
使原设计的控制阀尺寸显得太大时，
会使控制阀常常工作在
小开度，控制显得过于敏捷（对于直线流量特征的控制阀，尤其严重）
，控制阀有时会振动，
产生噪声，严重时发出尖喊声。
此时为了增添管路阻力，有时会适合关小与控制阀串连的工
艺阀门，但这样做会使控制阀的特征发生严重畸变，
甚至会凑近快开特征，控制阀的实质可
调范围降低，严重时会使阀失掉控制作用。
所以当生产中负荷有较大改变时，
在可能的条件
**
下，应相应地改换控制阀，或采纳其余控制方案，比如采纳分程控制系统，由大、小两个控
制阀并联，就能够在较大范围内适应负荷改动的要求。
8.角行程电动履行机构中的地点发送器起什么作用？
假如没有地点发送器，电动履行器
接受控制仪表的信号此后，会怎样动作？
解图6-5是角行程履行机构的原理表示图oio是来自控制器的信号，if是来自地点
发送器的反应信号。
i0与if经比较后，进入伺服放大器，放大后的信号u驱动伺服电动机转
动，并经过减速器它输出电动履行机构的转角a，一方面推进控制阀动作，另一方面经地点
发送器，变换为相应的反应信号if。
由原理图能够看出，地点发送器在电动履行机构中是起负反应的作用，以实现电动机执
行机构的输出a与输入io的比率关系。
地点发送器是一种将位移（转角）变换为电流的装置，它的主要部分是差动变压器。
假
设地点发送器的输入a与输出if有以下关系：
if＝Ka
式中K为比率系数。
当i0增添时，伺服放大器的输出u增添，于是驱动伺服电动机向一个方向转动，经减
速
器后产生转角a，由地点发送器变换
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