化工仪表自动化复习题.doc

填空1、过程控制系统是由 测量元件 及 变送量 、 控制器 和 执行器 、 对象 等环节组成2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有 温度 、流量 、 压力 、液位 等控制系统3、某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再积分作用后，应 减小调节器放大倍数 ，才能使稳定性不变4、描述控制系统的品质指标的参数有 最大偏差 ， 衰减比 和 余差 等5、仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.020.1MPa；电型标准信号的范围是010mA；电型标准信号范围是420mA6、控制系统引入积分作用是为了 消除余差 ，但积分的引入会使系统 稳定性降低 ，引入微分作用是为了 克服对象滞后 ，某调节系统采用比例积分最用调节器，先用纯比例调节到适合的调节输出，在加入积分作用的过程中，应 减小调节器的放大倍数 7、简单调节系统的基本特征 闭合回路 和 负反馈 8、常用的标准节流件是 孔板 和 喷嘴 9、热电偶的热电特性与 热电偶材料 、 两接点温度 有关，与 热电偶几何尺寸 无关10、检测仪表的基本组成有 测量 ， 传动放大 和 显示 三个部分11、在控制系统中，增加比例度，控制作用 减弱 ；增加积分之间，控制作用 减弱 ；增加微分时间，控制作用 增强 12、按误差出现的规律，可将误差分为 系统 误差、 疏忽 误差和 偶然 误差13、描述对象特性的三个参数是 放大系数 、 时间常数 、 滞后时间 ，如果时间常数越大，系统的响应速度 越慢 ，系统的稳定性 越好 14、某温度表的精度为0.5级，其测量下限是50，上限是850。则此表的量程是800；测量范围是50850；允许基本误差是0.5；最大绝对误差是415、热电偶温度计中常用的冷端补偿方法有 0恒温法 、 冷端温度修正法 、 仪表机械零点调整法 、 补偿电桥法 等17、差压式流量计是利用 流体流动的节流 原理进行测量流量的18、电容式液位传感器测量液位时，如测量高粘度导电介质则测量精度受 虚假液位 的影响19、电容式差压变送器的测量部分是先将 差压 转变成 位移 然后再变成 电容变化量 作为转换部分的输入20、在阶跃扰动作用下，自动控制系统的过渡过程有 非周期衰减过程 、 衰减振荡过程 、等幅振荡过程 和 发散振荡过程 等基本形式21、自动控制系统按设定值的不同形式可分为 定值调节系统 、 随动调节系统 、 程序控制系统 等控制系统22、对象的数学模型是 利用数学表达式描述对象的特性 23、常用的热电阻材料是 铂、铜 ，分度号是 Pt10、Pt100、Cu50、Cu100 ，线性好的是铜热电阻，它适合测量 低温温度 24、差压式流量计由 节流装置 、 导压管 和 差压计 组成选择：1、 对于化工自动化的主要目的，不正确的是：替代人的全部劳动2、 不是检测系统的常见信号的是：转速信号3、 不是电信号的优点的是：抗电磁辐射强4、 应变片式压力计属于：电气式压力计5、 某台测温仪器的测温范围是200-700，仪表的最大绝对误差为4，该仪表的的精度为：1.06、 弹性元件测压最高的是：单圈弹簧管7、 将流量信号转换为转速信号的流量计的是：椭圆齿轮流量计8、 适合诸如树脂类的高粘度的流体流量的是：椭圆齿轮流量计9、 高压容器内有高温、剧毒物质：采用：核辐射物位计10、稳定的过度过程是：衰减振荡过程11、衰减比最好的是：6:1（接近4）12、超前控制的是：微分控制13、细调控制的是：积分控制14、无差控制的是：积分控制15、不属于接触法测温的温度计是：辐射高温计16、测量液液分界面最合适的是：电容式物位计17、不是描述对象特性的参数的是：偏差e18、描述对象静态特性的参数的是：放大系数K(时间常数T、滞后时间都是动态的)简答1、热电偶测温时，使用补偿导线的目的是什么？它能否进行冷端温度补偿？如果不能应如何处理？目的：实现冷端迁移；降低成本补偿导线不能进行冷端温度补偿，可采用方法：0温度法；冷端温度修正法；仪表机械零点调整法；补偿电桥法2、热电偶温度计为什么可以用来测量温度？它由那几个部分组成？各部分有什么作用？热电偶是由两种不同的材料的导体A和B焊接而成，不同金属材料的电子密度不同，因为电子扩散，在接触处会产生电势，温度高，接触电势大，AB间存在接触电势差，故可用热电偶来测温组成：热电偶测温元件 导线连接热电偶与测量仪表 测量仪表检测热电势产生的热电势信号3、叙述双金属温度计的原理，如何使用双金属温度计自动控制电冰箱的温度？原理：温度元件是由两块膨胀系数不用的金属片迭焊而制成的。双金属片受热后，两者膨胀长度不同而产生弯曲，温度越高产生的线膨胀长度差就越大，弯曲角度越大。设计图温度升高，双金属片膨胀弯曲，与触点接触，电路接通，空气压缩机工作制冷，温度降低后，膨胀弯曲变小，与触点脱离，电路断开，空气压缩机停止工作。4、测压仪表有哪几类，各基于什么原理？液柱式压力计流体静力学原理弹性式压力计被测压力转化为弹性元件变形的位移电气式压力计通过机械和电气元件，被测压力转化为电量活塞式压力计水压机液体传压原理5、作为感测压力的弹性元件有哪几种，各有什么特点？ 弹簧管式弹性元件 测压范围较宽，可达1000MPa 薄膜式弹性元件 测量范围较弹簧管式低 波纹管式弹性元件 易于变形，位移大，常用于微压、低压测量6、喷嘴挡板机构由哪几部分组成，作用是什么？ 由一个恒气阻、气容和喷嘴挡板型变气阻串联成节流通室 作用：把输入的微水位移即挡板相对喷嘴的距离转换成相应的气压信号P背作为输出7、差压变送器由哪几部分组成，它是根据什么原理工作的，比较气动差压变送器与电动差压变送器的异同？ 组成：挡板，放大器，将差压信号P标准气压信号或者电流信号 相同点：都根据力矩平衡原理，都采用了“负反馈” 不同：前者用喷嘴-挡板机构和气动放大器；后者用位移检测片-平面检测线圈和高频振荡放大器8、简述椭圆齿轮流量计、涡轮流量计和电磁流量计的工作原理和使用特点。 椭圆 容积式测量原理 对被测流体粘度变化不敏感，适合测量高粘度流体，测量精度较高，压力损失较小，被测介质不能含有固体颗粒，入口端必须装有过滤器 涡轮 有规则的漩涡剥离现象 精度高，测量范围宽，没有运动部件，无机械磨损，维护方便，压力损失小，节能效果明显 电磁 流量信号感应电势信号直流信号 能测量酸碱盐溶液和含有固体颗粒或者纤维液体的流量9、差压式液位计的工作原理是什么，当测量有压容器的液位时，差压计的负压室为什么一定要与容器的气相相连。 原理：液体或者固体物料贮存于容器中时，对于容器的底部或者其侧壁产生有一定的静压力，静压力与物料的高度成正比 因为液面上有气压，差压计的负压室与容器的气相相连，以消除液面上压力波动的影响11、叙述电容式物位计和核辐射式物位计的工作原理和应用场合 电容式 平行电容间，充以不同的介质时，电容量大小也不同 导电介质，非导电介质液位测量；固体块状颗粒状和粉料的料位测量 核辐射式 放射性同位素的辐射线射入一定厚度介质时部分粒子因克服阻力与碰撞，动能消耗被吸收，另一部分则透过介质T=T01/eAH 适合高温高压容器、强腐蚀、剧毒，有爆炸性、粘滞性、易结晶，沸腾状态的介质测量和高温熔融金属液位测量12、自动控制系统主要由那些环节组成，各部分的作用 自动化装置：起控制作用的全套仪器，包括：测量元件和变送器，调节器和执行器等 被控对象：调节装置所控制的生产设备13、什么是自动控制系统的过渡过程，在阶跃扰动作用下，其过渡过程有那些基本形式，那些过渡过程能基本满足控制要求？ 系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，实质是调节作用不断克服干扰作用影响的过程 过渡过程基本形式：非周期衰减过程；衰减振荡过程；等幅振荡；发散振荡过程衰减满足要求，发散只在工艺许可范围采用14、什么是控制系统的静态和动态，为什么说研究控制系统的动态比其静态更有意义？ 静态：被控变量不随时间的变化而变化的平衡状态 动态：被控变量随时间的变化而变化的不平衡状态 因为在生产过程中，干扰是客观存在的，不可避免，一个自动控制系统在正常工作时总是处于动态过程中，过渡过程是衡量控制系统品质指标的依据，而过渡过程是一个动态过程15、在控制系统应用中，有哪些基本控制规律和组合控制规律，写出各自的表达式，它们各应用在什么场所？ 基本：位式控制 p=pmax e0；pmin e0 对象容量大负荷变化小控制质量要求不高，允许等幅振荡比例控制 P=Kce 干扰较小，对象滞后较小而时间常数并不太大，精度要求不高，用于一些塔釜液位贮槽液位 积分控制 P=KIedt 不单独使用 微分控制 P=T Dde/dt 不单独使用 组合：比例积分控制 P=Kc（e+KIedt） 对象滞后较大，负荷变化较大但变化缓慢，要求控制结果无余差 比例微分控制 P=Kc（e+TDde/dt） 对象滞后大，负荷变化不大，被控变量变化不频繁，控制结果有余差存在 比例积分微分控制 P=Kc（e+TIedt+TDde/dt） 对象滞后大，负荷变化较大，但不甚频繁，对控制质量要求高16、什么是控制器的控制规律，什么是余差，控制器有哪些基本控制规律控制器接受输入的偏差信号后，控制器的输出随输入的变化规律余差：当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳定值与给定值之间的偏差基本控制规律：位式控制，比例控制，微分控制，积分控制17、比例控制规律是怎样的，为什么单纯的比例控制系统不能消除余差控制器输出的变化量（即阀门开度的变化量与被控变量的偏差信号成比例的控制规律要使控制器有输出，必须有偏差e不为0，比例控制系统中负荷改变时，使控制阀动作的信号P的获得以存在偏差为代价18、积分控制规律是怎样的，为什么积分控制能消除余差，为什么积分控制规律一般不能单独使用 规律见15题，只有偏差为零并不在变化时，P也不再变化，系统才能稳定下来，能够消除余差 与比例控制相比，积分控制过程缓慢，波动较大，不易稳定，一般不单独使用19、微分控制规律是怎样的，特点，为什么不能单独使用 被控变量变化的速度来确定控制作用的大小，公式见15题 特点：对一个固定不变的偏差，不管这个偏差有多大，微分作用的输出总为零 微分控制作用对恒定不变的偏差是没有克服能力的，所以不能单组使用20、比例积分微分三作用控制器的规律是怎样，特点 规律见15题，特点：控制质量高，无余差，参数整定较麻烦计算1、某压力仪表的测量范围是100-1100Pa，其精度为0.5级，则这台表的量程是多少，基本误差是多少，最大绝对误差是多少，允许误差是多少？ 解：仪表量程=1100-100=1000Pa允=仪表允许最大绝对误差值/仪表量程100即0.5=最大绝对误差/1000100可得最大绝对误差=5Pa 精度为0.5级，所以允许误差是0.52、某压力表的测量范围是01MPa，精度等级为1.0级，试问此压力表允许的最大绝对误差是多少，若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为0.5MPa时，标准压力计上读数为0.508Mpa，试问被校验压力表在这一点是否复合1级精度解：1.0=最大绝对误差/（1-0）100 最大绝对误差=0.01Mpa 允=（0.508-0.5）/1100 允=0.8 所以该点处符合1级精度3、如果某反应器最大压力为0.8MPa，允许最大绝对误差为0.01MPa。现在用一只测量范围为01.6MPa、精度等级为1级的压力表测量，问能否符合工艺上的误差要求，若采用一台测量范围为01.0MPa、精度为1级的压力表，问能否符合误差要求解：1.0=仪表允许最大绝对误差/（1.6-0）100 仪表允许最大绝对误差=0.016MPa0.01MPa所以该压力表符合工艺要求4、某台空气压缩机的缓冲器，其工作压力范围为1.11.6MPa，工艺要求就地观察罐内压力，并要求测量结果的误差不得大于罐内压力的5，试选择一台合适的压力计，并说明理由 解：因为就是观察所以选择弹簧管压力表 仪表上限值P1=Pmax1.5=1.6MPa1.5=2.4MPa 1.1/2.4大于1/35、如果用镍镉-镍硅热电偶测量炉温，测得热电势为24.90mV，其仪表指示值为600，此时冷端温度为65，则实际温度为665，对不对，为什么，正确值为多少 解：不对，因为热电偶产生的热电势与温度之间的关系不是线性的 E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0) 前者是测量所得热电势，后者为冷端热电势 E(t,0)=24.90+2.64=27.54mV 查表得t=66221、静压式液位计是根据流体（ ）平衡原理工作的。它可以分为（ ）式和（ ）两大类。静压、压力、压差22、用浮筒液位计可分为（ ）浮力式液位计和（ ）浮力液位计两大类。恒、变23、安装外浮筒液位计的连接方式有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四种。侧侧、顶-侧、底侧、顶底24、雷达液位计的微波发射频率由雷达发生器决定，一般在（ ）Hz上下。510G25、应用最广泛的工业核仪表是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。料位计、密度计、厚度计、核子计26、玻璃液位计是根据（ ）原理工作的。连通器27、温标的种类很多，除摄氏温标外，还有（ ）、（ ）、（ ）等。华氏、热力学、国际实用温标28、气、液两相之间的平衡温度称（ ）。沸点29、热电偶产生热电势的条件是（ ）、（ ）。两热电极材料相异、两接点温度相异30、热电偶或补偿导线短路时，电位差计的示值约为（ ）的温度值。短路处31、采用热电偶K分度号的444系列温度变送器的最小量程为100，最大量程为300，测量范围下限为-50150，上限为450，则该表的量程比为（ ），最大零点正迁移量为（ ），最大零点负迁移量为（ ）。3、300%、-50%32、玻璃温度是利用（ ）原理工作的。感温液体受热膨胀33、为了提高水银温度计的测量上限，通常在毛细管内感温液体充以一定的压力的（ ）。惰性气体34、为分辩S型热电偶的正负极，可根据偶丝的软硬程度来判断，较硬者是（ ）丝，为（ ）极。铂铑、正35、铠装热电偶可以佬得很细，国产铠装热电偶最细的是（ ）。1mm36、热电偶或补偿导线短路时，电位差计的示值约为（ ）的温度值。短路处37、压力式温度计主要由（ ）、（ ）、（ ）3个基本部分组成。温包、毛细管、弹簧管压力表38、温度仪表最高使用值一般为满量程的（ ）。90%39、热电偶每支保护套管内的热电偶对数有（ ）式。单支式和双支式40、价格最便宜的是（ ）型热电偶，最贵的是（ ）型热电偶。E、S41、动圈仪表在使用过程中阻尼的大小主要用（ ）来衡量。阻尼时间42、电子电位差计的型号用XW系列来命名，这里X表示（ ），W表示（ ）。显示仪表、直流电位差计43、按输入信号形式分，数字显示仪表有（ ）型和（ ）型两大类。电压、频率44、智能记录仪的记录纸由（ ）电机驱动。同步45、仪表共有6个级别的报警，即H、HH、L、LL、RH、RL，其中表示被测信号变化速率的是（ ）级别。RH、RL46、关小与调节阀串联的切断阀，会使可调比变（ ），流量特性变（ ）。小、差47、双位式调节一般应选（ ）执行机构。无弹簧气动薄膜48、产生爆炸必须同时具备三个条件：（ ）、（ ）、（ ）。可燃气体、蒸汽、上述物质与空气混合且在爆炸极限内49、引燃温度是按标准试验方法，引燃爆炸性混合物的（ ）温度。最低50、压缩机入口调节阀应选（ ）式。一、 简答题1、生产过程中的数据记录仪，试验数据记录仪以及数据处理应当遵循什么原则。答；有效数字原则2、什以叫基本误差和附加误差？答：基本误差是仪表在规定的参比工作条件下，即该仪表有标准工作条件下的最大误差。附加误差是仪表在非规定的工作条件下使用进另外产生的误差。3、1151变送器中的测量膜片是金属平膜片，但为什么它的特性是线性的？答：1151变送器中的测量膜片都是金属平膜片，平膜片形状简单，加工方便，但压力和位移的特性是非线性的，只有在下列情况下对是线性的：膜片的位移远小于膜片的厚度时；膜片在安装时，把它绷的很紧，使其具的初始张力，则在一定范围内，压力和位移也是线性的。4、当变送器出现故障时，为了生产的安全起见，有时需要变送器的输出固定在某一值上，如果要故障时输出为20mA以上，则如何在手操终端上设定？答：将手操终端的通信线接入变送器回路，并打开电源，按“MENU”，再连续按“INC”直至显窗上出现“9”，BURNOUT，然后进行设定。5、什么远传输出及内藏显示计显示模式？如何设置？答：变送器一般有两个输出：一个是420mA远传输出，它通常远传至记录指示仪或计算机控制系统；另一