化工儀表與自動(dòng)化復(fù)習(xí)試卷

1、化工儀表與自動(dòng)化課程測(cè)試試題一一、     填空題（36分）1、 過(guò)程控制系統(tǒng)是由_控_、_測(cè)量變送器_、_執(zhí)行器_和_被控對(duì)象_等環(huán)節(jié)組成。2、 過(guò)程控制系統(tǒng)中按被控參數(shù)的名稱(chēng)來(lái)分有_丫流問(wèn)一位_、_、_、_等控制系統(tǒng)。3、 目前求取過(guò)程數(shù)學(xué)模型的方法有兩種。其中一種是根據(jù)過(guò)程的內(nèi)在機(jī)理，通過(guò)_物料_和_能量_物料平衡關(guān)系，用_機(jī)建_的方法求取過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。4、控制對(duì)象的干擾通道的動(dòng)態(tài)特性對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響是:干擾通道的時(shí)間常數(shù)愈大,對(duì)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(diào)節(jié)質(zhì)量_;干擾通道的純滯后對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量_。5、 

2、 選擇控制方案時(shí)，總是力圖使調(diào)節(jié)通道的放大倍數(shù)（增益）大于_干擾通道的放大倍數(shù)（增益）。6某調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)節(jié)器，先用純比例調(diào)整到合適的調(diào)節(jié)輸出，再加入積分作用的后，應(yīng)_減小調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)_,才能使穩(wěn)定性不變。7描述控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)的參數(shù)有 、 和 等。減小調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)8串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng),一般情況下主回路選擇_或_調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)器,副回路選用_調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)器；如果副回路采用差壓法測(cè)流量，應(yīng)采用什么裝置_補(bǔ)償。PIDPI P 開(kāi)方器9儀表自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)中，氣動(dòng)儀表標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是 ；電型標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是 ；電型標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是 。0.020.1Mpa420mA二、綜合題（54分）1、（10分）

3、畫(huà)出氣關(guān)式類(lèi)型執(zhí)行器的兩種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；在控制系統(tǒng)中如何選擇執(zhí)行器類(lèi)型？舉例說(shuō)明。 。 在控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是按安全原則選擇類(lèi)型的，也就是當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，要保證設(shè)備和操作人員的安全。如：加熱爐溫度控制，當(dāng)燃料量為操縱變量時(shí)，其執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開(kāi)類(lèi)型，當(dāng)信號(hào)中斷時(shí)，切斷燃料，保證安全。  2、（14分）熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？有哪些冷端溫度補(bǔ)償方法？原理是什么？ 因?yàn)楦鞣N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(shí)候做出的。但實(shí)際中熱電偶冷端溫度不等于零，且經(jīng)常波動(dòng)，這必然造成輸出減少，所以要進(jìn)行熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。熱電偶常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有：冰浴法、公式計(jì)算法

4、、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法、電橋補(bǔ)償法和補(bǔ)償熱電偶冰浴法：用冰槽使t0保持零度。Ø       計(jì)算法：EAB（t，0） EAB（t，t0） EAB（t0，0）Ø       儀表零點(diǎn)調(diào)整法：將儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)到t0  3、（10分）控制器輸入偏差是階躍信號(hào)（見(jiàn)下圖），請(qǐng)根據(jù)已知參數(shù)，畫(huà)出P、PI的輸出響應(yīng)曲線(xiàn)。 （1）P輸出，已知：比例度=50%  （2）PI輸出，已知：比例度=100% 積分時(shí)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(lái)控制爐出口介質(zhì)溫度t(簡(jiǎn)單控制系統(tǒng))；   指出構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量、控制變量、干擾量是什么？   在下圖中畫(huà)出控制流程圖；   選擇執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)類(lèi)型以及控制器的作用方向；   畫(huà)出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖； 簡(jiǎn)單說(shuō)明該系統(tǒng)克服干擾的過(guò)程（可設(shè)溫度t升高，分析調(diào)節(jié)動(dòng)作過(guò)程）。 答；        構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量是出口介質(zhì)溫度；操縱變量是燃料量，干擾量是：進(jìn)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(jiàn)下圖1。       執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開(kāi)類(lèi)型，控制器為反作用方向。       簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖2。       介質(zhì)燃料TC該系統(tǒng)克服干擾的過(guò)程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測(cè)量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號(hào)減少，氣開(kāi)閥關(guān)小，燃料量減少，塔頂溫度下降，維持給定 

7、0;介質(zhì)燃料三、計(jì)算題：（10分） 計(jì)算下圖各熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢(shì)（10分）。注：A B-K型熱電偶；AB-K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)C D- S型熱電偶； CD-S型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)； 、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(dòng)化課程測(cè)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(huì)使系統(tǒng)_,引入微分作用是為了_。某調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)節(jié)器，先用純比例調(diào)整到合適的調(diào)節(jié)輸出，在加入積分作用的過(guò)程中，應(yīng)_。消除余差 不穩(wěn)定 克服容量滯后減小放大倍數(shù)2.被調(diào)介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的相對(duì)流量(Q/Qmax)與閥門(mén)相對(duì)行程(l/L)之間的關(guān)系,稱(chēng)為調(diào)節(jié)閥的 _特性;若閥前后的壓差保持不變時(shí),上述關(guān)系稱(chēng)為_(kāi) 特性;實(shí)際使用中,閥前后的壓差總是變化的,此時(shí)上述關(guān)系為_(kāi) 特性。調(diào)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(xiàn)性、等百分比、快開(kāi)；廣義對(duì)象3. 與單回路控制系統(tǒng)相比，串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下三個(gè)特點(diǎn)：( );( );( )。對(duì)

9、于進(jìn)入副回路的干擾有很強(qiáng)的克服能力；提高了工作頻率；具有魯棒性。4.控制對(duì)象的干擾通道的動(dòng)態(tài)特性對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響是:干擾通道的時(shí)間常數(shù)愈大,對(duì)被控變量的影響 ;干擾通道容量滯后愈多,則調(diào)節(jié)質(zhì)量 ;干擾通道的純滯后對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量 。影響小 變好 無(wú)影響5簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本特征是 和 。閉合回路負(fù)反饋6常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件有 和 ?？装?噴嘴7. 熱電偶的熱電特性與 _有關(guān)，與 _ 無(wú)關(guān)。熱電偶材料、兩接點(diǎn)溫度 熱電偶的幾何尺寸二、綜合題(分)1、（10分）畫(huà)出氣開(kāi)式類(lèi)型執(zhí)行器的兩種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；控制系統(tǒng)在什么情況下選擇氣開(kāi)類(lèi)型執(zhí)行器？舉例說(shuō)明。  2、（20分）在控制系統(tǒng)應(yīng)用中，有哪些基本

10、控制規(guī)律和組合控制規(guī)律？寫(xiě)出各自的表達(dá)式？它們各應(yīng)用在什么場(chǎng)所？在控制系統(tǒng)應(yīng)用中，基本調(diào)節(jié)規(guī)律有：P、I、D，基本組合調(diào)節(jié)規(guī)律有PI、PD、PID。 P：自衡能力強(qiáng)，滯后小的對(duì)象且控制質(zhì)量要求不高 PI：對(duì)象滯后小，負(fù)荷變化幅度大，要求無(wú)差PD：一階滯后較大允許有余差的對(duì)象PID：負(fù)荷變化大，容量滯后大，被控變量變化緩慢，質(zhì)量要求高。 4、（10分）寫(xiě)出差壓式流量計(jì)的基本方程式；說(shuō)明公式中各個(gè)符號(hào)所代表的含義。  流量系數(shù)； Q被測(cè)流體流量體膨脹校正系數(shù) F0節(jié)流件的開(kāi)口面積1被測(cè)流體的密度 P節(jié)流件前后差壓 三、計(jì)算題(20分) 1、（10分）計(jì)算下圖

11、液位差壓變送器的量程、測(cè)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(cè)量范圍=420039200 (Pa)遷移量=4200 (Pa) 2、（10分）某壓力儀表的測(cè)量范圍是1001100Pa，其精度為0.5級(jí)，則這臺(tái)表的量程是多少？基本誤差是多少？最大絕對(duì)誤差是多少？允許誤差是多少？1000Pa0.5%±5Pa0.5%化工儀表與自動(dòng)化課程測(cè)試試題三一、     填空題（28分）1、  

12、 檢測(cè)儀表的基本組成有 、 和 三個(gè)部分。1：測(cè)量 、傳動(dòng)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(shí)間；控制作用 ；增加微分時(shí)間，控制作用 。減少、減少、增加3、   按誤差出現(xiàn)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(duì)象特性的三個(gè)參數(shù)是 、 和 。放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)、滯后時(shí)間5、   某溫度表的精度為0.5級(jí)，其測(cè)量下限是50，上限是850。則此表的量程是 ；測(cè)量范圍是 ；允許基本誤差是 ；最大絕對(duì)誤差是 。800、50850、0.5%、4。6、

13、0;  熱電偶溫度計(jì)中常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有 、 、 、 、 五種。公式計(jì)算法、冰浴法、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法、電橋補(bǔ)償法、補(bǔ)償熱電偶7、自動(dòng)平衡電橋配熱電阻測(cè)溫時(shí)，采用 連接，其連接導(dǎo)線(xiàn)的電阻規(guī)定為 _。三線(xiàn)制、2×2.5二、綜合題（62分）1、（15分）比較電子電位差計(jì)與電子平衡電橋在測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)上有哪些異同點(diǎn)。 原理的相同點(diǎn)：都是利用滑動(dòng)觸點(diǎn)位置的變化來(lái)反映被測(cè)溫度的大小。 結(jié)構(gòu)的相同點(diǎn)： 放大器、可逆電機(jī)、同步電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的不相同點(diǎn)：檢測(cè)元件、測(cè)量橋路。 2、（15分）熱電偶測(cè)溫時(shí)，使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的目的是什么？它能否進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？如不能應(yīng)如何處理？ 

14、; 使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的目的是將熱電偶的冷端從溫度較高、波動(dòng)較大的地方移到溫度較低、且相對(duì)穩(wěn)定的地方。如果只使用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)還不能達(dá)到冷端溫度補(bǔ)償?shù)哪康模仨毰c其它方法配合起來(lái)使用。具體方法如下：熱電偶常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有：公式計(jì)算法、冰浴法、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法和電橋補(bǔ)償法。3、（12分）畫(huà)出串級(jí)控制系統(tǒng)的方框圖；分別說(shuō)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(duì)象的干擾，使副被控變量基本穩(wěn)定，減少對(duì)主變量的影響；而主回路主要克服作用于主對(duì)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(lái)控制塔頂溫度t(簡(jiǎn)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(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量、操縱變量、主要干擾是什么？ （4分）   在圖上畫(huà)出控制流程圖并確定執(zhí)行器類(lèi)型； （5分）   選擇控制器的作用方向； （3分）   畫(huà)出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖； （4分）   簡(jiǎn)單說(shuō)明該系統(tǒng)克服干擾的過(guò)程（可設(shè)溫度t升高，分析控制動(dòng)作過(guò)程）。（4分）        構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)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(jìn)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(jiàn)下圖1，執(zhí)行器為氣關(guān)式。       控制器為反作用方向。       簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖2。       該系統(tǒng)克服干擾的過(guò)程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測(cè)量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號(hào)增加，氣開(kāi)閥開(kāi)大，回流量加大，塔頂溫度下降，回復(fù)給定。圖1   化工儀表與自動(dòng)化課程測(cè)試試題四一、    

17、 填空題（32分）1、表征控制規(guī)律的參數(shù)是 、 及 。 比例度 積分時(shí)間 微分時(shí)間2、串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)回路，分別稱(chēng)為 回路和 回路；有兩個(gè)被調(diào)參數(shù)，分別稱(chēng)為 參數(shù)和 參數(shù)；有 個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)。 主或第一 副或第二主參數(shù) 副參數(shù) 一個(gè)3、彈簧管壓力表是利用 產(chǎn)生_與被測(cè)壓力相平衡來(lái)測(cè)量的。 彈簧管 位移4、不受被測(cè)介質(zhì)物理性質(zhì)影響的流量計(jì)是：_、_、_（說(shuō)出三種即可）。電磁流量計(jì) 旋渦流量計(jì)橢圓齒輪流量計(jì)5、  差壓式流量計(jì)是利用_ _原理進(jìn)行測(cè)量流量的。節(jié)流6、電容式液位傳感器測(cè)量液位時(shí)，如測(cè)量高粘度導(dǎo)電介質(zhì)則測(cè)量精度受_的影響。虛假液位7、分度號(hào)為S型的熱電偶，如果錯(cuò)接了K型熱

18、電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)則產(chǎn)生的熱電勢(shì)會(huì) 。如果補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的型號(hào)正確但正負(fù)接反，則產(chǎn)生的熱電勢(shì)會(huì) 。增加減少8、電容式差壓變送器的測(cè)量部分是先將 轉(zhuǎn)變成 ，然后再變成_作為轉(zhuǎn)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(diǎn)有哪些？怎樣實(shí)現(xiàn)均勻控制？ 均勻控制系統(tǒng)和一般控制系統(tǒng)的相同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)相同；不同點(diǎn)：目的和特點(diǎn)不同，其目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個(gè)變量間能互相兼顧和協(xié)調(diào)操作，特點(diǎn)是使兩個(gè)互相聯(lián)系的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化。均勻控制的實(shí)現(xiàn)可以從以下2方面來(lái)做：1）調(diào)節(jié)規(guī)律上采用P或PI，而不采用D調(diào)節(jié)，2）參數(shù)整定上比例度從小到大整定，

19、且比例度（和積分時(shí)間）都較大。 2、（8分）從保證控制質(zhì)量的角度，控制閥設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪幾個(gè)方面？閥的理想流量特性有哪幾種形式？ 控制閥的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮：閥口徑的選擇、氣開(kāi)氣關(guān)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(xiàn)特性2）  等百分比特性3）  快開(kāi)特性4）  拋物線(xiàn)特性3、（10分）控制器輸入偏差是階躍信號(hào)（見(jiàn)下圖），請(qǐng)根據(jù)已知參數(shù)，畫(huà)出P、PI的輸出響應(yīng)曲線(xiàn)。已知：比例度=200%已知：比例度=100%積分時(shí)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(dòng)。（1）       確定被控變量，并選擇相應(yīng)的測(cè)量元件。 （2）       制定合理的控制方案。 （3）