化工儀表及自動(dòng)化第五版復(fù)習(xí)整理(超詳細(xì))只是分享

1、資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除化工儀表及自動(dòng)化習(xí)題（2014）（含答案）此版為終極版，嚴(yán)格按照化工儀表及自動(dòng)化習(xí)題（2014）題序給出答案，包括計(jì)算題！畫圖題！此答案和在 3 份答案（網(wǎng)傳電子版答案 +復(fù)印手寫版答案 +王建奇整理版本答案） + 課本 +百度下進(jìn)行了校對(duì)，精簡(jiǎn)了部分答案繁瑣無用的答題點(diǎn)，精益求精，只方便同學(xué)們更 好的理解記憶。時(shí)間匆忙，整理難免有疏漏，如有疏漏，不服SOLO。一、填空題1. 自動(dòng)控制系統(tǒng)是由 被控對(duì)象、測(cè)量變送裝置、控制器和執(zhí)行器 組成。2. 自動(dòng)控制在階越干擾作用下的過渡過程有：非周期衰減過程、衰減振蕩過程、等幅振蕩過程、發(fā)散振蕩過程 幾種基本形式。3

2、描述對(duì)象特性的參數(shù)有：放大系數(shù)K時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間t。4. 自動(dòng)控制系統(tǒng)與自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)操縱等系統(tǒng)相比較最本質(zhì)的區(qū)別為自動(dòng)控制系統(tǒng)有負(fù)反饋。5. 控制閥的理想流量特性主要有 直線流量特性、等百分比流量特性、拋物線流量特性、快開 特性 等幾種。6. 研究對(duì)象的特性就是 用數(shù)學(xué)的方法來描述出對(duì)象輸入量與輸出量之間的關(guān)系 ，這種對(duì)象特 性的數(shù)學(xué)模型主要有 靜態(tài)數(shù)學(xué)模型 和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 兩大類。7. 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是指 物理量的形式和數(shù)值范圍都符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào) 。例如，直流電流 420mA 空氣壓力 0.020.1MPa 都是當(dāng)前通用的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。8. 彈性式壓力計(jì)是 將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進(jìn)

3、行測(cè)量的 。例如 彈簧管壓力計(jì)、 波紋管壓力計(jì) 和膜式壓力計(jì) 。9熱電阻溫度計(jì)主要是測(cè)量500 C以下的中、低溫，目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻是鉑電阻和銅電阻 。10. 節(jié)流件應(yīng)用最廣泛的是 孔板 ，其次是 噴嘴、文丘里管 。11. 化工自動(dòng)化是一門綜合性的技術(shù)學(xué)科，它應(yīng)用自動(dòng)控制學(xué)科、儀器儀表學(xué)科 及計(jì)算機(jī)學(xué)科的理論和技術(shù)服務(wù)于化學(xué)工程學(xué)科。12. 了實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動(dòng)化，一般要包括自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操縱 和自動(dòng)控制等方面的內(nèi)容。13. 差壓式流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流 原理，采用流體流經(jīng) 節(jié)流裝置 時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的，差壓式流量計(jì)也稱為 節(jié)流式 流量計(jì)。14. 氣動(dòng)差壓變送器

4、中，當(dāng)液位高度H為0時(shí)，變送器輸出信號(hào)為 0.02MPa的氣壓信號(hào)，當(dāng)液位高度 H 為最高時(shí)，變送器輸出信號(hào)為 0.1MPa。15. 電氣式壓力計(jì)的種類有 霍爾片式壓力傳感器、應(yīng)變式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、 電容式壓力變送器 ，霍爾片式彈簧管壓力表的核心是： 霍爾元件 ，它是利用 霍爾元件將由 壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì) ，從而實(shí)現(xiàn)壓力的間接測(cè)量。其實(shí)質(zhì)是 將壓 力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行傳輸及顯示的儀表 。16. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)是以 壓降 不變，利用 節(jié)流面積 的變化來反映流量大小，從而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的 儀表。它又稱 恒壓式流量計(jì)、變面積式流量計(jì) ，適用于 測(cè)量管徑 50mm 以下管道

5、的 測(cè)量。 據(jù)指示形式與傳送信號(hào)不同分 指示式、電遠(yuǎn)傳式、氣遠(yuǎn)傳式轉(zhuǎn)子流量計(jì) 三種。通過轉(zhuǎn)子流 量計(jì)介質(zhì)的流量與 轉(zhuǎn)子在錐形管中平衡時(shí)的高度 成正比。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的標(biāo)定： 在工業(yè)基準(zhǔn) 狀態(tài)（20C, 0.10133MPa）下用水或空氣標(biāo)定 。、名詞解釋1. 霍爾效應(yīng) ：電子在霍爾片中運(yùn)動(dòng)（電子逆Y 軸方向運(yùn)動(dòng)）時(shí)，由于受電磁力的作用，而使電子的運(yùn)動(dòng)軌道發(fā)生偏移， 造成霍爾片的一個(gè)端面上有電子積累， 另一個(gè)端面上正電荷過剩， 于是在霍爾片的 X 軸方向上出現(xiàn)電位差， 這一點(diǎn)位差稱為霍爾電勢(shì)， 這一種物理現(xiàn)象就稱為 “霍爾效應(yīng)” 。2. 顯示儀表 ：在生產(chǎn)過程中對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行指示、記錄或累積的儀表。

6、3. 卡曼渦街 ：把一個(gè)漩渦發(fā)生體（非流線型對(duì)稱物體）垂直插在管道中，當(dāng)流體繞過漩渦發(fā)生體時(shí)會(huì)在其左右兩側(cè)后方交替產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向相反的漩渦，稱為卡曼渦街。4. 工藝管道及控制流程圖 ：在控制方案確定后，根據(jù)工藝設(shè)計(jì)給出的流程圖，按其流程順序 標(biāo)注出相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)、 控制點(diǎn)、 控制系統(tǒng)及自動(dòng)信號(hào)與聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等， 便成了工藝管道及 控制流程圖（ PID 圖）。5. 過渡過程 ：系統(tǒng)由一個(gè)平衡狀態(tài)過渡到另一個(gè)平衡狀態(tài)的過程。6. 節(jié)流效應(yīng) ：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力 產(chǎn)生差異的現(xiàn)象。7. 測(cè)量過程 ：將被測(cè)參數(shù)與其相應(yīng)的測(cè)量單位進(jìn)行比較的過程。一般利用專門的

7、技術(shù)工具 （即測(cè)量?jī)x表），將被測(cè)參數(shù)經(jīng)過一次或多次的信號(hào)能量形式的轉(zhuǎn)換，最后獲得一種便于測(cè)量的 信號(hào)能量形式，并由指針位移或數(shù)字形式顯示出來。8. 熱電勢(shì) ：熱電偶是由兩種不同材料的導(dǎo)體A 和 B 焊接而成， 當(dāng)組合成閉合回路， 若導(dǎo)體A和B的連接處溫度不同，則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動(dòng)勢(shì)存在，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)叫熱電勢(shì)。9. 控制對(duì)象 ：自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、設(shè)備或機(jī)器等。10. 被控變量 ：生產(chǎn)過程中希望借助自動(dòng)控制保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的變量。11. 操縱變量 ：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用來克服干擾對(duì)被控變量的影響，實(shí)現(xiàn)控制作用的變量。12. 過渡時(shí)

8、間 ：從干擾作用發(fā)生的時(shí)刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時(shí)止，過渡過程所經(jīng) 歷的時(shí)間。13. 滯后時(shí)間 ：在容量滯后與純滯后同時(shí)存在時(shí)，常常把兩者合起來統(tǒng)稱滯后時(shí)間。14. 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 ：系統(tǒng)輸入輸出隨時(shí)間變動(dòng)的關(guān)系稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。15. 儀表的準(zhǔn)確度 ：儀表的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值得接近程度。16. 精密度 ：儀表檢測(cè)微小參數(shù)變化的能力。17. 精確度 ：儀表的精確度簡(jiǎn)稱精度，是用來表示儀表測(cè)量結(jié)果的可靠程度。反應(yīng)誤差大小 的術(shù)語，精確度越高，誤差越小。18. 靈敏度 ：儀表在穩(wěn)定狀態(tài)下輸出的變化量與最小輸入的變化量之比值。19. 靈敏限 ：儀表能響應(yīng)的輸入信號(hào)的最小變量。20. 指示變差

9、：在外界條件不變的情況下，用同一儀器對(duì)被測(cè)量在儀表全部測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行 正反行程測(cè)量時(shí)，被測(cè)量值正行和反行得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。21. 允許相對(duì)誤差：某一臺(tái)儀器在規(guī)定正常情況下，允許的相對(duì)百分誤差的最大值。3允=儀表允許的最大絕對(duì)誤差 / （上限-下限）x 100%。22. 控制規(guī)律 ：是指控制器的輸出信號(hào)與輸入偏差信號(hào)之間的關(guān)系。工業(yè)上常用的有控制器 主要有三種控制規(guī)律：比例控制規(guī)律、比例積分控制規(guī)律和比例積分微分控制規(guī)律。三、簡(jiǎn)答題1.圖 1-1所示為某化工廠超細(xì)碳酸鈣生產(chǎn)中碳化部分簡(jiǎn)化的工藝管道及控制流程圖，試指圖中中所示符號(hào)的含義 。答：儀表位號(hào) FICQ-101表示第一工序

10、第 01個(gè)流量控制回路（帶累積指示），累積指示儀 及控制器安裝在儀表室儀表盤正面上。word 可編輯資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 儀表位號(hào) 儀表位號(hào) 儀表位號(hào) 儀表位號(hào) 儀表位號(hào) 儀表位號(hào) 儀表盤上。TI-101表示第一工序第PI-101表示第一工序第TI-102表示第一工序第PI-102表示第一工序第LIC-101表示第一工序第HIC01個(gè)溫度顯示儀表。01個(gè)壓力顯示儀表。02個(gè)溫度顯示儀表。02個(gè)壓力顯示儀表。儀表安裝在現(xiàn)場(chǎng)。 儀表安裝在現(xiàn)場(chǎng)。儀表安裝在現(xiàn)場(chǎng)。 儀表安裝在現(xiàn)場(chǎng)。安裝在集中儀表盤上。01個(gè)具有指示功能的物位控制器。-101表示第一工序第01個(gè)具有指示功能的高限報(bào)警控

11、制器。安裝在集中2何謂控制系統(tǒng)的過渡過程；根據(jù)過渡過程自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作品質(zhì)用什么指標(biāo)來衡量？答：系統(tǒng)從一個(gè)平衡狀態(tài)進(jìn)入另一個(gè)平衡狀態(tài)之間的過程稱為系統(tǒng)的過渡過程。品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差或超調(diào)量、衰減比、余差、過渡時(shí)間、振蕩周期或頻率。3什么是漩渦流量計(jì)？簡(jiǎn)述其工作原理。答：是利用流體自然振蕩的原理制成的一種漩渦分離型流量計(jì)。原理：當(dāng)流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的漩渦發(fā)生體時(shí)，若該物體幾何尺寸適當(dāng)，則在阻擋體后面，沿兩條平行直線上會(huì)產(chǎn)生整齊排列、轉(zhuǎn)向相反的漩渦列。漩渦產(chǎn)生的頻率和流體的流速成正比。 通 過測(cè)出漩渦產(chǎn)生的頻率可知流體的流量。4請(qǐng)簡(jiǎn)述控制器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用。答：控制器將檢

12、測(cè)元件及變送器送來的測(cè)量信號(hào)與工藝上需要保持的設(shè)定值信號(hào)進(jìn)行比較得出偏差，根據(jù)偏差的大小及變化趨勢(shì)，按預(yù)先設(shè)計(jì)好的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果用特定的信號(hào)（如氣壓信號(hào)或電流信號(hào)）發(fā)送給執(zhí)行器。5熱電阻溫度計(jì)為什么可以用來測(cè)量溫度？它由哪幾部分組成？各部分有何作用？答：因?yàn)闊犭娮铚囟扔?jì)的金屬導(dǎo)體電阻值隨溫度變化而變化，通過測(cè)量金屬導(dǎo)體的電阻就可以測(cè)量出溫度。它由熱電阻、顯示儀表、連接導(dǎo)線組成。熱電阻：感溫元件，由于溫度變化導(dǎo)致電阻變化顯示儀表：顯示測(cè)量的電阻連接導(dǎo)線：形成閉合回路6熱電偶溫度計(jì)為什么可以用來測(cè)量溫度？它由哪幾部分組成？各部分有何作用？答：因?yàn)闊犭娕紲囟扔?jì)是由兩種不同材料A、B焊

13、接而成，由于 A、B金屬自由電子密度不同，于是會(huì)在 AB接觸面上產(chǎn)生熱電勢(shì)，由于溫度不同產(chǎn)生熱電勢(shì)不同，根據(jù)兩端捅的熱電 勢(shì)可得出閉合回路總熱電勢(shì)，然后查表，查出對(duì)應(yīng)溫度。它由熱電偶、測(cè)量?jī)x表、連接導(dǎo)線組成。熱電偶：測(cè)量熱端熱電勢(shì)顯示儀表：將總熱電勢(shì)轉(zhuǎn)換成溫度顯示出來連接導(dǎo)線：形成閉合回路7. 霍爾效應(yīng)及霍爾片式壓力計(jì)工作原理。答：霍爾效應(yīng)見名詞解釋。霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)壓力的測(cè)量。8. 簡(jiǎn)述壓力計(jì)的選用和安裝時(shí)需要注意的要點(diǎn)。答：壓力計(jì)的選用：（1 ）儀表類型的選用（2）儀表測(cè)量范圍的確定（3）儀表精度級(jí)

14、的選取壓力計(jì)的安裝：（1）壓力計(jì)應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方；（2）安裝地點(diǎn)應(yīng)力求避免振動(dòng)和高溫影響；（3）針對(duì)被測(cè)介質(zhì)的不同性質(zhì)，要采取相應(yīng)的防熱、防腐、防凍、防堵等措施；（4）壓力計(jì)的連接處，應(yīng)根據(jù)被測(cè)壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏；（5 ）當(dāng)被測(cè)壓力較小，而壓力計(jì)與取壓口又不在同一高度時(shí)，對(duì)由此高度而引起的測(cè)量誤 差應(yīng)按 p = H p g進(jìn)行修正（式中p為導(dǎo)壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度，H為高度差）；（6）為安全起見，測(cè)量高壓的壓力計(jì)除選用有通氣孔的外，安裝時(shí)表殼應(yīng)向墻 壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。9什么是液位測(cè)量時(shí)的零點(diǎn)遷移問題？怎樣進(jìn)行遷移？其實(shí)

15、質(zhì)是什么？答：在使用差壓變送器測(cè)量液位時(shí)，一般壓差p與液位高度H之間的關(guān)系為 p= gHo這就是一般的“無遷移”的情況。當(dāng)H=0時(shí)，作用在正、負(fù)壓室的壓力是相等的。實(shí)際應(yīng)用中，由于安裝有隔離罐、 凝液罐，或由于差壓變送器安裝位置的影響等，使得在液位測(cè)量中，當(dāng) 被測(cè)液位H=0時(shí)，差壓變送器正、負(fù)壓室的壓力并不相等，即p 0,這就是液位測(cè)量時(shí)的零點(diǎn)遷移問題。為了進(jìn)行零點(diǎn)遷移，可調(diào)節(jié)儀表上的遷移彈簧，以使液位H=0時(shí)，盡管差壓變送器的輸入信 號(hào)p不等于0,但變送器的輸出為最小值，抵消固定壓差的作用，此為“零點(diǎn)遷移”方法。零點(diǎn)遷移實(shí)質(zhì)就是變送器零點(diǎn)的大范圍調(diào)整，改變測(cè)量范圍的上、 下限，相當(dāng)于測(cè)量范圍

16、的平移，而不改變量程的大小。10.被控對(duì)象、執(zhí)行器、控制器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？答：被控對(duì)象的正、反作用方向規(guī)定為：當(dāng)操縱變量增加時(shí)，被控變量也增加的對(duì)象屬于“正 作用”的；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對(duì)象屬于“反作用”的。執(zhí)行器的作用方向由它的氣開、氣關(guān)型式來確定。氣開閥為“正”方向；氣關(guān)閥為“反”方 向。如果將控制器的輸入偏差信號(hào)定義為測(cè)量值減去給定值，那么當(dāng)偏差增加時(shí)，其輸出也增加的控制器稱為“正作用”控制器；反之，控制器的輸出信號(hào)隨偏差的增加而減小的稱為“反作用”控制器。11什么是積分時(shí)間？它對(duì)系統(tǒng)過渡過程有什么影響？答：對(duì)控制器輸入一個(gè)幅值為A的階躍變化，立即記下

17、輸出的躍變值， 并開動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，當(dāng)輸出達(dá)到躍變值的兩倍時(shí)，此時(shí)間就是積分時(shí)間。影響：過大積分作用不明顯，余差消除慢；小易于消除余差，但系統(tǒng)振蕩加劇。12. 簡(jiǎn)述物位檢測(cè)的意義和按其工作原理列舉常見的物位檢測(cè)類型答：意義：安全生產(chǎn)，連續(xù)控制生產(chǎn)工藝，監(jiān)視和控制。分類：直讀式物位儀表、差壓式物位儀表、浮力式物位儀表、電磁式物位儀表、輻射式物位 儀表、聲波式物位儀表、光學(xué)式物位儀表。13. 用水刻度的流量計(jì)，測(cè)量范圍為015L/min，轉(zhuǎn)子用密度為 7920kg/m3的不銹鋼制成，若用來測(cè)量密度為 0.85kg/L的苯的流量，問測(cè)量范圍為多少？若這時(shí)轉(zhuǎn)子的材料改為密度 為2750kg/m3的鋁合金制

18、成，問這時(shí)用來測(cè)量水的流量及苯的流量，其測(cè)量范圍各為多少？e川M帔的訛lil：州WM；訓(xùn)壯0 lOUnwj.怙川h 7920kg/n?的卅訕制成 片這時(shí)轉(zhuǎn)r村料攻為由晦Mt% 27501曲的出制咸何這時(shí)川采測(cè)H幫的1K量， 為參少f術(shù)的橋度0S31k|/L 的覘Vh K fiilLMilMB水時(shí).* 0水嘰|細(xì)3玄 若將粕扌斛也換出井AB鶏抽U公崩nQmQ.f|2750-S3l)1000(7920-1000)831=0 578word可編輯0* =0.578、p=O 57S 10=5.78 Vnuii 曲測(cè) M Y j!|l 丹為 0-5.78 L/im”14. 請(qǐng)繪制出XW系列自動(dòng)電子電位差

19、計(jì)測(cè)量電橋原理圖，并分析橋路中的各電阻的作用答:橋路中各電阻的作用：(1) 滑線電阻RP與工藝電阻RB 改變滑動(dòng)觸點(diǎn)在 RP上的位置，可以產(chǎn)生不同的橋路輸出 電壓以平衡熱電偶的熱電勢(shì)。 始端(下限)電阻RG RG的大小取決于測(cè)量下限的高低。(3)量程電阻RM RM是決定儀表量程大小的電阻。 它的大小由儀表測(cè)量范圍與所采用的熱電 偶分度號(hào)來決定。上支路限流電阻 R4 把上支路的工作電流限定在 4mA 冷端溫度補(bǔ)償電阻 R2降低了測(cè)量誤差。 下支路限流電阻 R3它與R2配合，保證了下支路回路的工作電流為2mA15. 模擬式控制器主要由哪幾部分組成 ？畫出其框圖，說明各部分的作用 。 答：模擬式控制

20、器主要由比較環(huán)節(jié)、放大器和反饋環(huán)節(jié)構(gòu)成，其基本框圖見下圖。比較環(huán)節(jié)：將給定信號(hào)與測(cè)量相比較，產(chǎn)生一個(gè)與它們的偏差成比例的的偏差信號(hào) 放大器：將偏差信號(hào)放大。反饋環(huán)節(jié)：通過正、負(fù)反饋來實(shí)現(xiàn)比例、積分、微分等控制規(guī)律。給定信號(hào)偏差比較環(huán)節(jié)測(cè)量信號(hào)放大器反饋環(huán)節(jié)輸出信號(hào)16. 簡(jiǎn)述在工程實(shí)際中如何評(píng)判和衡量所選定的測(cè)量?jī)x表的優(yōu)劣？答：在工程上用精確度、變差、靈敏度與靈敏限、分辨力、線性度、反應(yīng)時(shí)間等指標(biāo)衡量一 臺(tái)儀表的優(yōu)劣。17. 圖1-1所示是一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。A、B兩種物料進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，通過改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出

21、該控制系統(tǒng)中的被控對(duì)象、被控變量、操縱變量及可能影響被控變量變化的 擾動(dòng)各是什么，圖中 TT、TC各表示什么？A B答：該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖To反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中被控對(duì)象為反應(yīng)器；被控變量為反應(yīng)器內(nèi)溫度；操作變量為冷卻水流 量；干擾為A、E物料的流量、溫度、濃度、冷卻水的溫度、壓力及攪拌器的轉(zhuǎn)速。TT表示溫度變送器，TC表示溫度控制器18. 根據(jù)過渡過程表征自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作品質(zhì)用什么指標(biāo)來衡量？影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的因素有哪些？答：品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差或超調(diào)量、衰減比、余差、過渡時(shí)間、振蕩周期或頻率。影響因素：對(duì)象的特性、測(cè)量?jī)x表特性、執(zhí)行器特性。19. 什么是差壓式流量計(jì)？簡(jiǎn)述其工作

22、原理。答：差壓式（也稱節(jié)流式）流量計(jì)是基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，利用流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的。工作原理：根據(jù)流體力學(xué)中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程，可以導(dǎo)出流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)的壓差與流量之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其定量關(guān)系符合流量基本方程式。根據(jù)這個(gè)方程式， 就可以由測(cè)量得到的壓差來計(jì)算出流過的流量值，這就是差壓式流量計(jì)測(cè)量流量的原理。20. 執(zhí)行器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中起什么作用？執(zhí)行器通常由哪些部分構(gòu)成？各起什么作用。答：接收控制器送來的控制信號(hào)，改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在所要求的數(shù) 值上或一定的范圍內(nèi)。執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)兩個(gè)部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝

23、置，它根據(jù)控制信號(hào)的大小，產(chǎn)生相應(yīng)的推力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作。控制機(jī)構(gòu)作用是直接與被控介質(zhì)接觸，直接調(diào)節(jié)流體的流量。21何為簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)？試畫出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的典型方塊圖，指出如何考慮組建這一系統(tǒng)。答：所謂簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)， 通常是指由一個(gè)被控對(duì)象、一個(gè)檢測(cè)元件及傳感器（或變送器）、一個(gè)控制器和一個(gè)執(zhí)行器所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此有時(shí)也稱為單回路控制系統(tǒng)。如何組建：（1）被控變量的選擇（2）操縱變量的選擇（3）測(cè)量元件特性影響（4）控制器 控制規(guī)律的選擇22. 執(zhí)行器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中起什么作用？執(zhí)行器由哪些部分構(gòu)成？各起什么作用？（重復(fù)題，見20題）23. 為什么要考慮控制器的正、反作用？如何選擇？

24、答：在控制系統(tǒng)中，要正確選擇控制器的作用方向，即“正”、“反”作用。選擇控制器的正、反作用的目的是使系統(tǒng)中控制器、執(zhí)行器、對(duì)象三個(gè)環(huán)節(jié)組合起來，能在系統(tǒng)中起負(fù)反饋的作用。選擇控制器正、反作用的一般步驟是首先由操縱變量對(duì)被控變量的影響方向來確定 對(duì)象的作用方向，然后由工藝安全條件來確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式，最后由對(duì)象、 執(zhí)行器、控制器；個(gè)環(huán)節(jié)作用方向組合后為“負(fù)”來選擇執(zhí)行器的正、反作用。24. 用單法蘭液位計(jì)測(cè)量開口容器內(nèi)的液位，其最高液位和最低液位到儀表的距離分別為h1=1m和h2=3m （見圖）。若被測(cè)介質(zhì)的密度 r=980kg/m3，求：（1 ）變送器的量程為多少？（2 ）是否需要遷移

25、？遷移量為多少？（3）如液面的高度h=2.5m，電液面計(jì)的輸出為多少？P為解：（1）儀表的量程是指當(dāng)液位由最低升到最高時(shí)，液位計(jì)上所增加的壓力。故量程 P = ( h2-hi) p g= (3-1 )X 980 X 9.807=19221.7Pa(2) 當(dāng)液位最低(即液位為WUG h為零)時(shí)，液位計(jì)正、負(fù)壓室的受力分別為P+ = h 1 p g =1 X 980 X 980. 7= 9610. 9 PaP- = 0 Pa于是液位計(jì)的遷移量 P為P = 9610.9-0 =9610. 9 Pa因P+ P-,故儀表為正遷移。(3) 液位的高度h=2. 5m，儀表的輸出為10=( h-h1) / (

26、h2-h1)X( 20-4) +4=2.5/2 X 16+4=16 (mA)25. 怎么操作三閥組，須注意什么？答：操作儀表三閥組，需注意兩個(gè)原則：1)不能讓導(dǎo)壓管內(nèi)的凝結(jié)水或隔離液流失；2 )不可使測(cè)量元件受壓或受熱。三閥組的啟動(dòng)順序應(yīng)該是：a.打開正壓閥；b 關(guān)閉平衡閥；c打開負(fù)壓閥。停運(yùn)的順序與上述相反，即：a 關(guān)閉負(fù)壓閥；b 打開平衡閥；c 關(guān)閉正壓閥26. 如圖所示，用差壓變送器測(cè)量閉口容器的液位。已知h1=50cm, h2=200cm, h3=140cm,答：儀表的量程也F為iP=h 2P1 9 = 20 00 . 85-980. 7- 1 00/1 00 0= 1 6671. 9

27、P a當(dāng)瀕位最悔寸，變送器正、負(fù)壓室的受力為(不考慮容器內(nèi)的工柞壓力)P+=h 3P1 g= 1 40x0. 85x980. 71 0 D/1 00 0 = 1 1 6 70. 3P aP_= (h 1 + h2+P09 = (50 + 200 + 1 40) *1 *980, 7-1 00/1 00 0=38 24 7. 3P a (P0- ;k的密渡于是儀表的遷移量F為PF+F-=11670.3-38247.3=-26577Pa因P+P_,故為員遷移.儀表的調(diào)校范圍為-26577-(-26577 + 16671. 9) =-9905. 1 P a測(cè)量范囤：p剪12辻移量：p gh327.

28、差壓式流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作原理的區(qū)別？答：差壓式流量計(jì)是節(jié)流面積不變，壓差改變來測(cè)量流量的大小。轉(zhuǎn)子流量計(jì)是壓差不變，節(jié)流面積改變來測(cè)量流量的大小。28. 熱電偶溫度計(jì)與熱電阻溫度計(jì)的測(cè)溫原理？(見第5、6題)29. 一個(gè)以水標(biāo)定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)， 其轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，密度為7290kg/m3,用來測(cè)量苯的流 量，求流量計(jì)讀數(shù)為 3.6升/秒時(shí)，苯的實(shí)際流量是多少？(苯的密度 830kg/m3)（見課本P57例4）30. 控制器的控制規(guī)律是指什么？常用的控制規(guī)律有哪些 ？答：控制器的控制規(guī)律是指控制器的輸出信號(hào)戶與輸入偏差信號(hào)P之間的關(guān)系，即p二fe 二fz-x式中z 測(cè)量值信號(hào)；x 給定值信號(hào)

29、；f 是指某種函數(shù)關(guān)系。常用的控制規(guī)律有位式控制、比例控制（P）、積分控制（I）、微分控制（D）以及它們的組合控制規(guī)律，例 P1、PD PID等。31. 模擬式控制器主要由哪幾部分組成？畫出其框圖，說明各部分的作用。（重復(fù)題，見第15題）32. 被控變量的選擇原則是什么？答：被控變量的正確選擇是關(guān)系到系統(tǒng)能否達(dá)到預(yù)期控制效果的重要因素，它的選擇的一般原則是：（1）被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或是反映工藝操作狀態(tài)的重要變量；（2）被控變量應(yīng)是工藝生產(chǎn)過程中經(jīng)常變化，因而需要頻繁加以控制的變量；（3）被控變量應(yīng)盡可能選擇工藝生產(chǎn)過程的直接控制指標(biāo)，當(dāng)無法獲得直接控制指標(biāo)信號(hào)，或其測(cè)量或傳送滯

30、后很大時(shí)，可選擇與直接控制指標(biāo)有單值對(duì)應(yīng)關(guān)系的間接控制指標(biāo)；（4）被控變量應(yīng)是能測(cè)量的，并具有較大靈敏度的變量；（5）被控變量應(yīng)是獨(dú)立可控的；（6）應(yīng)考慮工藝的合理性與經(jīng)濟(jì)性。33. 操縱變量的選擇原則是什么 ？答：（1）操縱變量應(yīng)是工藝上允許加以控制的可控變量；（2）操縱變量應(yīng)是對(duì)被控變量影響諸因素中比較靈敏的變量，即控制通道的放大系數(shù)要大一些，時(shí)間常數(shù)要小一些，純滯后時(shí)間要盡量小；（3）操縱變量的選擇還應(yīng)考慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。34. 試述自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律及其特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。答：控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律有比例（P）、比例積分（PI）、比例積分微分（PID）控制規(guī)律。比例

31、控制規(guī)律是控制器的輸出信號(hào)與它的輸入信號(hào)（給定值與測(cè)量值的偏差）成比例。它的特點(diǎn)是控制及時(shí)，克服干擾能力強(qiáng)，但在系統(tǒng)負(fù)荷變化后，控制結(jié)果有余差。這種控制規(guī)律適用于對(duì)象控制通道滯后較小、負(fù)荷變化不大、對(duì)控制要求不高的場(chǎng)合。比例積分控制規(guī)律是控制器的輸出信號(hào)不僅與輸入信號(hào)成比例，而且與輸入信號(hào)對(duì)時(shí)間的積分成比例。它的特點(diǎn)是能夠消除余差，但是積分控制作用比較緩慢、控制不及時(shí)。這種控制規(guī)律適用于對(duì)象滯后較小、負(fù)荷變化不大、控制結(jié)果不允許有余差存在的系統(tǒng)。比例積分微分控制規(guī)律是在比例積分的基礎(chǔ)上再加上微分作用，微分作用是控制器的輸出與輸入的變化速度成比例，它對(duì)克服對(duì)象的容量滯后有顯著的效果。這種控制規(guī)律

32、適用于對(duì)象容量滯后較大、負(fù)荷變化大、控制質(zhì)量要求較高的系統(tǒng)。35. 被控對(duì)象、執(zhí)行器、控制器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？（重復(fù)題，見第10題）36. 控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么 ？工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法？答：控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來確定控制器的最佳參數(shù)值，（包括比 例度S、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD），以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)量?？刂破鲄?shù)整定的方法有理論計(jì)算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。屬于控制器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗(yàn)湊試法等。37. 什么是液位測(cè)量時(shí)的零點(diǎn)遷移問題？怎樣進(jìn)行遷移？其實(shí)質(zhì)是什么？（重復(fù)題，見

33、第9題）39. 熱電偶溫度計(jì)為什么可以用來測(cè)量溫度？它由哪幾部分組成？各部分有何作用？（重復(fù)題，見第6題）40. 常用的熱電偶有哪幾種 ？所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線是什么 ？為什么要使用補(bǔ)償導(dǎo)線 ？并說明使用 補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意哪幾點(diǎn) ？答：（1 ）常用的熱電偶有:甫吃：化M電、-鉑；鎳鉻-鎳硅；鎳鉻-考銅（2）所配補(bǔ)償導(dǎo)線是銅、康銅。（3）因?yàn)闊犭娕脊ぷ鞯睦涠伺c熱端離得很近，而且冷端又暴露在空氣間，容易受到周圍環(huán)境溫度影響，使冷端溫度難以保持恒定，如果把熱電偶做很長(zhǎng)，使冷端遠(yuǎn)離熱端則需要消耗很多貴金屬，因此要使用補(bǔ)償導(dǎo)線。41. 圖示為電位差計(jì)線路圖。R2為冷端溫度補(bǔ)償電阻，在 25 C時(shí)的阻值R2=5Q。假定熱電偶的熱電勢(shì)每100C是4mV并設(shè)溫度與電勢(shì)是線性關(guān)系，求室溫25C時(shí)：（1）上支路電流， 下支路電流：（3）下限溫度：（4）上限溫， 儀表量程：（6）若把儀表量程改成 0600 C橋路電阻應(yīng)如何變化？（要點(diǎn)如下）解由于滑線電阻兩端都有一小段觸點(diǎn)滑不過 去的部分，因此兩端各有一小段電阻，一般為全電阻的3%5% ,用入表示。在此取入=0.03, 兩端剩下的電阻各為 入RnP=入Rp II Rm。RP Rm(1)1 上90 10 c91.1RP Rm90