化工儀表與自動化復習試卷

1、化工儀表與自動化課程測試試題一一、     填空題（36分）1、 過程控制系統(tǒng)是由_控_、_測量變送器_、_執(zhí)行器_和_被控對象_等環(huán)節(jié)組成。2、 過程控制系統(tǒng)中按被控參數的名稱來分有_丫流問一位_、_、_、_等控制系統(tǒng)。3、 目前求取過程數學模型的方法有兩種。其中一種是根據過程的內在機理，通過_物料_和_能量_物料平衡關系，用_機建_的方法求取過程的數學模型。4、控制對象的干擾通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是:干擾通道的時間常數愈大,對被控變量的影響 愈慢愈低振蕩變差_;干擾通道容量滯后愈多,則調節(jié)質量_;干擾通道的純滯后對調節(jié)質量_。5、 

2、 選擇控制方案時，總是力圖使調節(jié)通道的放大倍數（增益）大于_干擾通道的放大倍數（增益）。6某調節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調節(jié)器，先用純比例調整到合適的調節(jié)輸出，再加入積分作用的后，應_減小調節(jié)器的放大倍數_,才能使穩(wěn)定性不變。7描述控制系統(tǒng)的品質指標的參數有 、 和 等。減小調節(jié)器的放大倍數8串級調節(jié)系統(tǒng),一般情況下主回路選擇_或_調節(jié)規(guī)律調節(jié)器,副回路選用_調節(jié)規(guī)律調節(jié)器；如果副回路采用差壓法測流量，應采用什么裝置_補償。PIDPI P 開方器9儀表自動化標準中，氣動儀表標準信號范圍是 ；電型標準信號范圍是 ；電型標準信號范圍是 。0.020.1Mpa420mA二、綜合題（54分）1、（10分）

3、畫出氣關式類型執(zhí)行器的兩種簡單結構示意簡圖；在控制系統(tǒng)中如何選擇執(zhí)行器類型？舉例說明。 。 在控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是按安全原則選擇類型的，也就是當控制信號中斷時，要保證設備和操作人員的安全。如：加熱爐溫度控制，當燃料量為操縱變量時，其執(zhí)行器應選擇氣開類型，當信號中斷時，切斷燃料，保證安全。  2、（14分）熱電偶為什么要進行冷端溫度補償？有哪些冷端溫度補償方法？原理是什么？ 因為各種顯示儀表和熱電偶分度表都是在熱電偶冷端溫度為零的時候做出的。但實際中熱電偶冷端溫度不等于零，且經常波動，這必然造成輸出減少，所以要進行熱電偶的冷端溫度補償。熱電偶常用的冷端溫度補償方法有：冰浴法、公式計算法

4、、儀表機械零點調整法、電橋補償法和補償熱電偶冰浴法：用冰槽使t0保持零度。Ø       計算法：EAB（t，0） EAB（t，t0） EAB（t0，0）Ø       儀表零點調整法：將儀表的機械零點調到t0  3、（10分）控制器輸入偏差是階躍信號（見下圖），請根據已知參數，畫出P、PI的輸出響應曲線。 （1）P輸出，已知：比例度=50%  （2）PI輸出，已知：比例度=100% 積分時間Ti=1分&#

5、160;     4、(20分)下圖為加熱爐裝置，工藝要求利用燃料量來控制爐出口介質溫度t(簡單控制系統(tǒng))；   指出構成控制系統(tǒng)時的被控變量、控制變量、干擾量是什么？   在下圖中畫出控制流程圖；   選擇執(zhí)行器的氣開、氣關類型以及控制器的作用方向；   畫出簡單控制系統(tǒng)方框圖； 簡單說明該系統(tǒng)克服干擾的過程（可設溫度t升高，分析調節(jié)動作過程）。 答；        構成控制系統(tǒng)時的被控變量是出口介質溫度；操縱變量是燃料量，干擾量是：進料流量和

6、溫度、燃料的壓力、爐膛溫度和壓力以及環(huán)境溫度。       控制流程圖見下圖1。       執(zhí)行器應選擇氣開類型，控制器為反作用方向。       簡單控制系統(tǒng)方框圖見下圖2。       介質燃料TC該系統(tǒng)克服干擾的過程：當干擾作用使溫度t升高，測量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號減少，氣開閥關小，燃料量減少，塔頂溫度下降，維持給定 

7、0;介質燃料三、計算題：（10分） 計算下圖各熱電偶回路所產生的熱電勢（10分）。注：A B-K型熱電偶；AB-K型熱電偶補償導線C D- S型熱電偶； CD-S型熱電偶補償導線； 、E1=EAB(300,50)+ECD(50,25)=(12.207-2.002)+(0.299-0.142) =10.342 (mV) E2=ECD(300,50)-ECD(50,25) =(2.323-0.299)-(0.299-0.142) =1.867 (mV)化工儀表與自動化課程測試試題二 一、     填空題（28分）1控制系統(tǒng)引入積分作用是為了_,但積

8、分的引入會使系統(tǒng)_,引入微分作用是為了_。某調節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調節(jié)器，先用純比例調整到合適的調節(jié)輸出，在加入積分作用的過程中，應_。消除余差 不穩(wěn)定 克服容量滯后減小放大倍數2.被調介質流過閥門的相對流量(Q/Qmax)與閥門相對行程(l/L)之間的關系,稱為調節(jié)閥的 _特性;若閥前后的壓差保持不變時,上述關系稱為_ 特性;實際使用中,閥前后的壓差總是變化的,此時上述關系為_ 特性。調節(jié)閥的流量特性有_、_、_和_，流量特性的選擇主要是與_相匹配。流量特性 理想特性工作特性 線性、等百分比、快開；廣義對象3. 與單回路控制系統(tǒng)相比，串級調節(jié)系統(tǒng)具有以下三個特點：( );( );( )。對

9、于進入副回路的干擾有很強的克服能力；提高了工作頻率；具有魯棒性。4.控制對象的干擾通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是:干擾通道的時間常數愈大,對被控變量的影響 ;干擾通道容量滯后愈多,則調節(jié)質量 ;干擾通道的純滯后對調節(jié)質量 。影響小 變好 無影響5簡單調節(jié)系統(tǒng)的基本特征是 和 。閉合回路負反饋6常用的標準節(jié)流件有 和 ?？装?噴嘴7. 熱電偶的熱電特性與 _有關，與 _ 無關。熱電偶材料、兩接點溫度 熱電偶的幾何尺寸二、綜合題(分)1、（10分）畫出氣開式類型執(zhí)行器的兩種簡單結構示意簡圖；控制系統(tǒng)在什么情況下選擇氣開類型執(zhí)行器？舉例說明。  2、（20分）在控制系統(tǒng)應用中，有哪些基本

10、控制規(guī)律和組合控制規(guī)律？寫出各自的表達式？它們各應用在什么場所？在控制系統(tǒng)應用中，基本調節(jié)規(guī)律有：P、I、D，基本組合調節(jié)規(guī)律有PI、PD、PID。 P：自衡能力強，滯后小的對象且控制質量要求不高 PI：對象滯后小，負荷變化幅度大，要求無差PD：一階滯后較大允許有余差的對象PID：負荷變化大，容量滯后大，被控變量變化緩慢，質量要求高。 4、（10分）寫出差壓式流量計的基本方程式；說明公式中各個符號所代表的含義。  流量系數； Q被測流體流量體膨脹校正系數 F0節(jié)流件的開口面積1被測流體的密度 P節(jié)流件前后差壓 三、計算題(20分) 1、（10分）計算下圖

11、液位差壓變送器的量程、測量范圍及遷移量。已知：H=010m h=1.2m =35kg/m3 g 10m/s2 P=P+-P-=Hg+hg=3500H+4200 Pa差壓變送器：量程=35000 (Pa)測量范圍=420039200 (Pa)遷移量=4200 (Pa) 2、（10分）某壓力儀表的測量范圍是1001100Pa，其精度為0.5級，則這臺表的量程是多少？基本誤差是多少？最大絕對誤差是多少？允許誤差是多少？1000Pa0.5%±5Pa0.5%化工儀表與自動化課程測試試題三一、     填空題（28分）1、  

12、 檢測儀表的基本組成有 、 和 三個部分。1：測量 、傳動放大、顯示2、   在控制系統(tǒng)中，增加比例度，控制作用 ；增加積分時間；控制作用 ；增加微分時間，控制作用 。減少、減少、增加3、   按誤差出現的規(guī)律，可將誤差分為 誤差、 誤差及 誤差。系統(tǒng)、疏忽、偶然4、   描述對象特性的三個參數是 、 和 。放大系數、時間常數、滯后時間5、   某溫度表的精度為0.5級，其測量下限是50，上限是850。則此表的量程是 ；測量范圍是 ；允許基本誤差是 ；最大絕對誤差是 。800、50850、0.5%、4。6、

13、0;  熱電偶溫度計中常用的冷端溫度補償方法有 、 、 、 、 五種。公式計算法、冰浴法、儀表機械零點調整法、電橋補償法、補償熱電偶7、自動平衡電橋配熱電阻測溫時，采用 連接，其連接導線的電阻規(guī)定為 _。三線制、2×2.5二、綜合題（62分）1、（15分）比較電子電位差計與電子平衡電橋在測量原理和結構上有哪些異同點。 原理的相同點：都是利用滑動觸點位置的變化來反映被測溫度的大小。 結構的相同點： 放大器、可逆電機、同步電機、傳動機構結構的不相同點：檢測元件、測量橋路。 2、（15分）熱電偶測溫時，使用補償導線的目的是什么？它能否進行冷端溫度補償？如不能應如何處理？ 

14、; 使用補償導線的目的是將熱電偶的冷端從溫度較高、波動較大的地方移到溫度較低、且相對穩(wěn)定的地方。如果只使用補償導線還不能達到冷端溫度補償的目的，必須與其它方法配合起來使用。具體方法如下：熱電偶常用的冷端溫度補償方法有：公式計算法、冰浴法、儀表機械零點調整法和電橋補償法。3、（12分）畫出串級控制系統(tǒng)的方框圖；分別說出副回路及主回路所起到的作用。 副回路是克服作用于副對象的干擾，使副被控變量基本穩(wěn)定，減少對主變量的影響；而主回路主要克服作用于主對象的干擾，保證主被控變量穩(wěn)定。4、（20分）工藝要求利用回流量來控制塔頂溫度t(簡單控制系統(tǒng))，為保證塔正常操作，回流量不允許中斷。  

15、60; 指出構成控制系統(tǒng)時的被控變量、操縱變量、主要干擾是什么？ （4分）   在圖上畫出控制流程圖并確定執(zhí)行器類型； （5分）   選擇控制器的作用方向； （3分）   畫出簡單控制系統(tǒng)方框圖； （4分）   簡單說明該系統(tǒng)克服干擾的過程（可設溫度t升高，分析控制動作過程）。（4分）        構成控制系統(tǒng)時的被控變量是塔頂溫度；操縱變量是塔頂回流量，主要干擾量是：進料的流量和溫度，回流的溫度和流量，加熱蒸汽量等。   

16、    控制圖見下圖1，執(zhí)行器為氣關式。       控制器為反作用方向。       簡單控制系統(tǒng)方框圖見下圖2。       該系統(tǒng)克服干擾的過程：當干擾作用使溫度t升高，測量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號增加，氣開閥開大，回流量加大，塔頂溫度下降，回復給定。圖1   化工儀表與自動化課程測試試題四一、    

17、 填空題（32分）1、表征控制規(guī)律的參數是 、 及 。 比例度 積分時間 微分時間2、串級調節(jié)系統(tǒng)結構上有兩個回路，分別稱為 回路和 回路；有兩個被調參數，分別稱為 參數和 參數；有 個調節(jié)參數。 主或第一 副或第二主參數 副參數 一個3、彈簧管壓力表是利用 產生_與被測壓力相平衡來測量的。 彈簧管 位移4、不受被測介質物理性質影響的流量計是：_、_、_（說出三種即可）。電磁流量計 旋渦流量計橢圓齒輪流量計5、  差壓式流量計是利用_ _原理進行測量流量的。節(jié)流6、電容式液位傳感器測量液位時，如測量高粘度導電介質則測量精度受_的影響。虛假液位7、分度號為S型的熱電偶，如果錯接了K型熱

18、電偶的補償導線則產生的熱電勢會 。如果補償導線的型號正確但正負接反，則產生的熱電勢會 。增加減少8、電容式差壓變送器的測量部分是先將 轉變成 ，然后再變成_作為轉換部分的輸入差壓位移 電容變化量。二、綜合題（58分）1、（10分）均勻控制系統(tǒng)和一般控制系統(tǒng)的異同點有哪些？怎樣實現均勻控制？ 均勻控制系統(tǒng)和一般控制系統(tǒng)的相同點：結構相同；不同點：目的和特點不同，其目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個變量間能互相兼顧和協(xié)調操作，特點是使兩個互相聯系的變量都在允許的范圍內緩慢地變化。均勻控制的實現可以從以下2方面來做：1）調節(jié)規(guī)律上采用P或PI，而不采用D調節(jié)，2）參數整定上比例度從小到大整定，

19、且比例度（和積分時間）都較大。 2、（8分）從保證控制質量的角度，控制閥設計中應考慮哪幾個方面？閥的理想流量特性有哪幾種形式？ 控制閥的設計應考慮：閥口徑的選擇、氣開氣關形式的選擇和流量特性選擇。理想流量特性有4種形式：1）  直線特性2）  等百分比特性3）  快開特性4）  拋物線特性3、（10分）控制器輸入偏差是階躍信號（見下圖），請根據已知參數，畫出P、PI的輸出響應曲線。已知：比例度=200%已知：比例度=100%積分時間Ti=2分  4、(20分) 某列管式蒸汽加熱器，工藝要求出口物料溫度穩(wěn)定在（90±1）。已知主要干擾為蒸汽壓力的波動。（1）       確定被控變量，并選擇相應的測量元件。 （2）       制定合理的控制方案。 （3）