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1 化化工工仪仪表表与与自自动动化化课课程程复复习习资资料料 课课程程测测试试试试题题一一 一、 填空题（36 分） 1、 过程控制系统是由_控控制制器器_、_执执行行器器_、_测测量量变变送送_和_被被控控对对象象_等环节组成。 2、 过程控制系统中按被控参数的名称来分有_压压力力_、_流流量量_、_温温度度_、_液液位位_等控制系统。 3、 目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通过_物物料料_和_能能量量_物料 平衡关系，用_机机理理建建模模_的方法求取过程的数学模型。 4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响_ 越越小小_;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量_越越差差_;干扰通道的纯滞后对调节质量_有有影影响响，纯纯滞滞后后 越越大大，质质量量越越差差_。 5、 选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大大于于_干扰通道的放大倍数（增益）。 6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，再加入积分作用的后，应_ 减减小小调调节节器器的的放放大大倍倍数数_,才能使稳定性不变。 7描述控制系统的品质指标的参数有最最大大偏偏差差、 衰衰减减比比和余余差差 等。 8串级调节系统,一般情况下主回路选择_P PI ID D_或_P PI I_调节规律调节器,副回路选用_P P_调 节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开开放放器器_补偿。 9仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0 0. .0 02 2 0 0. .1 1MMP Pa a；电型标准信号范围是4 4 2 20 0mmA A ；电型标准信号范围是0 0 1 10 0mmA A。 二、综合题（54 分） 1、（10 分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？ 举例说明。 答答： 在在控控制制系系统统中中，执执行行器器是是按按安安全全原原则则选选择择类类型型的的，也也就就是是当当控控制制信信号号中中断断时时，要要保保证证设设备备和和操操作作人人员员 的的安安全全。如如：加加热热炉炉温温度度控控制制，当当燃燃料料量量为为操操纵纵变变量量时时，其其执执行行器器应应选选择择气气开开类类型型，当当信信号号中中断断时时， 切切断断燃燃料料，保保证证安安全全。 2、（14 分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？ 2 答答：因因为为各各种种显显示示仪仪表表和和热热电电偶偶分分度度表表都都是是在在热热电电偶偶冷冷端端温温度度为为零零的的时时候候做做出出的的。但但实实际际中中热热电电偶偶冷冷端端 温温度度不不等等于于零零，且且经经常常波波动动，这这必必然然造造成成输输出出减减少少，所所以以要要进进行行热热电电偶偶的的冷冷端端温温度度补补偿偿。 热热电电偶偶常常用用的的冷冷端端温温度度补补偿偿方方法法有有：冰冰浴浴法法、公公式式计计算算法法、仪仪表表机机械械零零点点调调整整法法、电电桥桥补补偿偿法法和和补补 偿偿热热电电偶偶 冰冰浴浴法法：用用冰冰槽槽使使 t t0 0保保持持零零度度。 计计算算法法：E EA AB B（t t，0 0） E EA AB B（t t，t t0 0） E EA AB B（t t0 0，0 0） 仪仪表表零零点点调调整整法法：将将仪仪表表的的机机械械零零点点调调到到 t t0 0 补补偿偿电电桥桥法法：用用电电桥桥产产生生 E EA AB B（t t0 0， 0 0）与与 E EA AB B（t t，t t0 0）叠叠加加，即即可可消消除除 t t0 0变变化化对对测测量量的的影影响响。 补补偿偿热热电电偶偶：用用与与测测量量热热电电偶偶同同型型号号的的热热电电偶偶进进行行补补偿偿，用用于于多多支支热热电电偶偶。 3、（10 分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画出 P、PI 的输出响应曲线。 （1）P 输出，已知：比例度=50% （2）PI 输出，已知：比例度=100% 积分时间 Ti=1 分 答答： 4、(20 分)下图为加热炉装置，工艺要求利用燃料量来控制炉出口介质温度 t(简单控制系统)； 指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？ 在下图中画出控制流程图； 选择执行器的气开、气关类型以及控制器的作用方向； 画出简单控制系统方框图； 简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度 t 升高，分析调节动作过程）。 3 答答： 构构成成控控制制系系统统时时的的被被控控变变量量是是出出口口介介质质温温度度；操操纵纵变变量量是是燃燃料料量量，干干扰扰量量是是：进进料料流流量量和和温温 度度、燃燃料料的的压压力力、炉炉膛膛温温度度和和压压力力以以及及环环境境温温度度。 控控制制流流程程图图见见下下图图。 执执行行器器应应选选择择气气开开类类型型，控控制制器器为为反反作作用用方方向向。 简简单单控控制制系系统统方方框框图图见见下下图图。 该该系系统统克克服服干干扰扰的的过过程程：当当干干扰扰作作用用使使温温度度 t t 升升高高，测测量量大大于于给给定定，控控制制器器输输入入偏偏差差增增大大，其其输输出出 控控制制信信号号减减少少，气气开开阀阀关关小小，燃燃料料量量减减少少，塔塔顶顶温温度度下下降降，维维持持给给定定。 三、计算题：（10 分） 计算下图各热电偶回路所产生的热电势（10 分）。 注：A B-K 型热电偶；AB-K 型热电偶补偿导线 C D- S 型热电偶； CD-S 型热电偶补偿导线； 4 答答：1 1、E E1 1= =E EA AB B( (3 30 00 0, ,5 50 0) )+ +E EC CD D( (5 50 0, ,2 25 5) )= =( (1 12 2. .2 20 07 7- -2 2. .0 00 02 2) )+ +( (0 0. .2 29 99 9- -0 0. .1 14 42 2) ) = =1 10 0. .3 34 42 2 ( (mmV V) ) E E2 2= =E EC CD D( (3 30 00 0, ,5 50 0) )- -E EC CD D( (5 50 0, ,2 25 5) ) = =( (2 2. .3 32 23 3- -0 0. .2 29 99 9) )- -( (0 0. .2 29 99 9- -0 0. .1 14 42 2) ) = =1 1. .8 86 67 7 ( (mmV V) ) 化化工工仪仪表表与与自自动动化化课课程程测测试试试试题题二二 一、 填空题（28 分） 1控制系统引入积分作用是为了_消消除除余余差差_,但积分的引入会使系统_不不稳稳定定,引入微分作用是为了_克克 服服容容量量滞滞后后_。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，在加入积分 作用的过程中，应_减减小小放放到到倍倍数数_。 2.被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(l/L)之间的关系,称为调节阀的流流量量_ 特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为_理理想想_ 特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此 时上述关系为_工工作作_ 特性。调节阀的流量特性有_直直线线_、_等等百百分分比比_、_抛抛物物线线_和_快快开开_， 流量特性的选择主要是与_广广义义对对象象_相匹配。 3. 与单回路控制系统相比，串级调节系统具有以下三个特点： (对对于于进进入入副副回回路路的的干干扰扰有有很很强强的的克克服服能能力力 );( 提提高高了了工工作作频频率率 );(具有)。 4.控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响越越小小 ;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量 越越差差;干扰通道的纯滞后对调节质量 有有影影响响，纯纯滞滞后后越越大大，质质量量 越越差差。 5简单调节系统的基本特征是 闭闭合合回回路路和负负反反馈馈。 6常用的标准节流件有 孔孔板板和喷喷嘴嘴。 7. 热电偶的热电特性与热热电电偶偶材材料料、两两节节点点温温度度_有关，与 热热电电偶偶几几何何尺尺寸寸无关。 二、综合题(分) 1、（10 分）画出气开式类型执行器的两种简单结构示意简图；控制系统在什么情况下选择气开类型执行 器？举例说明。 答答： 如如：加加热热炉炉温温度度控控制制，当当燃燃料料量量为为操操纵纵变变量量时时，其其执执行行器器应应选选择择气气开开类类型型，当当信信号号中中断断时时，切切断断燃燃料料， 保保证证安安全全。 5 2、（20 分）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？ 答答：在在控控制制系系统统应应用用中中，基基本本调调节节规规律律有有：P P、I I、D D，基基本本组组合合调调节节规规律律有有 P PI I、P PD D、P PI ID D。 P P：自自衡衡能能力力强强，滞滞后后小小的的对对象象且且控控制制质质量量要要求求不不高高 P PI I：对对象象滞滞后后小小，负负荷荷变变化化幅幅度度大大，要要求求无无差差 P PD D：一一阶阶滞滞后后较较大大允允许许有有余余差差的的对对象象 P PI ID D：负负荷荷变变化化大大，容容量量滞滞后后大大，被被控控变变量量变变化化缓缓慢慢，质质量量要要求求高高。 3、 （12 分）下图为电子电位差计结构原理图，请补充完整连接线（包括电源和电流及输入信号的方向）， 并回答：电子电位差计是根据什么原理工作的？在温度检测中与何种检测元件配套使用？指出调整零点、 量程的电阻。 答答：电电子子电电位位差差计计是是使使用用电电压压平平衡衡原原理理工工作作。 在在温温度度检检测测中中热热电电偶偶配配套套。下下图图是是其其线线路路图图。 起起到到零零点点调调整整的的电电阻阻是是 R RG G，起起到到量量程程调调整整的的电电阻阻是是 R RMM。 6 4、（10 分）写出差压式流量计的基本方程式；说明公式中各个符号所代表的含义。 答答： 流流量量系系数数；Q Q被被测测流流体体流流量量 体体膨膨胀胀校校正正系系数数F F0 0节节流流件件的的开开口口面面积积 1 1被被测测流流体体的的密密度度P P节节流流件件前前后后差差压压 三、计算题(20 分) 1、（10 分）计算下图液位差压变送器的量程、测量范围及迁移量。 已知：H=010mh=1.2m=35kg/m 3 g 10m/s 2 答答： P P= =P P+ +- -P P- -= =H H g g+ +h h g g= =3 35 50 00 0H H+ +4 42 20 00 0P Pa a 差差压压变变送送器器：量量程程= =3 35 50 00 00 0 ( (P Pa a) )测测量量范范围围= =4 42 20 00 03 39 92 20 00 0 ( (P Pa a) ) 迁迁移移量量= =4 42 20 00 0 ( (P Pa a) ) 2、（10 分）某压力仪表的测量范围是 1001100Pa，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？ 答答：1 10 00 00 0P Pa a0 0. .5 5% 5 5P Pa a0 0. .5 5% 化化工工仪仪表表与与自自动动化化课课程程测测试试试试题题三 一、 填空题（28 分） 7 1、 检测仪表的基本组成有 测测量量、 传传动动放放大大 和显显示示 三个部分。 2、 在控制系统中，增加比例度，控制作用 减减少少 ；增加积分时间；控制作用 减减少少；增加微分时间， 控制作用增增加加。 3、 按误差出现的规律，可将误差分为系系统统误差、偶偶然然 误差及疏疏忽忽 误差。 4、 描述对象特性的三个参数是 放放大大系系数数、时时间间常常数数和滞滞后后时时间间。 5、 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8 80 00 0；测量 范围是5 50 0 8 85 50 0；允许基本误差是0 0. .5 5%；最大绝对误差是4 4。 6、 热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有 冷冷端端温温度度保保持持 0 0 度度法法、冷冷端端温温度度修修正正法法 、校校正正仪仪表表 零零点点法法、 补补偿偿电电桥桥法法、 补补偿偿热热电电偶偶法法五种。 7、自动平衡电桥配热电阻测温时，采用三线制 连接，其连接导线的电阻规定为 2 2x x2 2. .5 5_。 二、综合题（62 分） 1、（15 分）比较电子电位差计与电子平衡电桥在测量原理和结构上有哪些异同点。 答答：原原理理的的相相同同点点：都都是是利利用用滑滑动动触触点点位位置置的的变变化化来来反反映映被被测测温温度度的的大大小小。 结结构构的的相相同同点点： 放放大大器器、可可逆逆电电机机、同同步步电电机机、传传动动机机构构 结结构构的的不不相相同同点点：检检测测元元件件、测测量量桥桥路路。 原原理理的的不不相相同同点点： 2、（15 分）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？如不能应如何 处理？ 答答：使使用用补补偿偿导导线线的的目目的的是是将将热热电电偶偶的的冷冷端端从从温温度度较较高高、波波动动较较大大的的地地方方移移到到温温度度较较低低、且且相相对对稳稳定定 的的地地方方。 如如果果只只使使用用补补偿偿导导线线还还不不能能达达到到冷冷端端温温度度补补偿偿的的目目的的，必必须须与与其其它它方方法法配配合合起起来来使使用用。 具具体体方方法法如如下下： 热热电电偶偶常常用用的的冷冷端端温温度度补补偿偿方方法法有有：公公式式计计算算法法、冰冰浴浴法法、仪仪表表机机械械零零点点调调整整法法和和电电桥桥补补偿偿法法。 3、（12 分）画出串级控制系统的方框图；分别说出副回路及主回路所起到的作用。 答答：下下图图为为串串级级控控制制系系统统的的方方框框图图；副副回回路路是是克克服服作作用用于于副副对对象象的的干干扰扰，使使副副被被控控变变量量基基本本稳稳定定，减减少少对对 主主变变量量的的影影响响；而而主主回回路路主主要要克克服服作作用用于于主主对对象象的的干干扰扰，保保证证主主被被控控变变量量稳稳定定。 8 4、（20 分）工艺要求利用回流量来控制塔顶温度 t(简单控制系统)，为保证塔正常操作，回流量不允许 中断。 指出构成控制系统时的被控变量、操纵变量、主要干扰是什么？（4 分） 在图上画出控制流程图并确定执行器类型；（5 分） 选择控制器的作用方向；（3 分） 画出简单控制系统方框图；（4 分） 简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度 t 升高，分析控制动作过程）。（4 分） 答答： 构构成成控控制制系系统统时时的的被被控控变变量量是是塔塔顶顶温温度度；操操纵纵变变量量是是塔塔顶顶回回流流量量，主主要要干干扰扰量量是是：进进料料的的流流 量量和和温温度度，回回流流的的温温度度和和流流量量，加加热热蒸蒸汽汽量量等等。 控控制制图图见见下下图图，执执行行器器为为气气关关式式。 控控制制器器为为反反作作用用方方向向。 简简单单控控制制系系统统方方框框图图见见下下图图 该该系系统统克克服服干干扰扰的的过过程程：当当干干扰扰作作用用使使温温度度 t t 升升高高，测测量量大大于于给给定定，控控制制器器输输入入偏偏差差增增大大，其其输输出出 控控制制信信号号增增加加，气气开开阀阀开开大大，回回流流量量加加大大，塔塔顶顶温温度度下下降降，回回复复给给定定。 三、计算题（10 分） 计算下图液位差压变送器量程、测量范围及迁移量(10 分)。 9 已知：H=010m； =35kg/m 3； g10m/s 2 。 答答： P P= =P P+ +- -P P- -= =H H g g= =3 35 50 00 0H HP Pa a 差差压压变变送送器器 量量程程：3 35 50 00 00 0 ( (P Pa a) )测测量量范范围围：0 03 35 50 00 00 0 ( (P Pa a) )迁迁移移量量：0 0 ( (P Pa a) ) 化化工工仪仪表表与与自自动动化化课课程程测测试试试试题题四四 一、 填空题（32 分） 1、表征控制规律的参数是 比比例例度度 、积积分分时时间间 及 微微分分时时间间 。 2、串级调节系统结构上有两个回路，分别称为 主主 回路和 副副 回路；有两个被调参数，分别称为 主主参数和 副副 参数；有 一一个调节参数。 3、弹簧管压力表是利用弹弹簧簧产生_位位移移_与被测压力相平衡来测量的。 4、不受被测介质物理性质影响的流量计是：_电电磁磁流流量量计计_、_漩漩涡涡流流量量计计_、椭椭圆圆齿齿轮轮 流流量量计计_（说出三种即可）。 5、 差压式流量计是利用_节节流流_原理进行测量流量的。 6、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_虚虚拟拟液液位位_的影响。 7、分度号为 S 型的热电偶，如果错接了 K 型热电偶的补偿导线则产生的热电势会增增加加。如果补偿导 线的型号正确但正负接反，则产生的热电势会 减减少少。 8、电容式差压变送器的测量部分是先将差差压压转变成位位移移，然后再变成 _电电容容变变化化量量_作为转换部分的输入。 二、综合题（58 分） 1、（10 分）均匀控制系统和一般控制系统的异同点有哪些？怎样实现均匀控制？ 答答：均均匀匀控控制制系系统统和和一一般般控控制制系系统统的的相相同同点点：结结构构相相同同；不不同同点点：目目的的和和特特点点不不同同，其其目目的的是是为为了了解解决决 前前后后工工序序的的供供求求矛矛盾盾，使使两两个个变变量量间间能能互互相相兼兼顾顾和和协协调调操操作作，特特点点是是使使两两个个互互相相联联系系的的变变量量都都在在允允许许的的范范 围围内内缓缓慢慢地地变变化化。 均均匀匀控控制制的的实实现现可可以以从从以以下下 2 2 方方面面来来做做：1 1）调调节节规规律律上上采采用用 P P 或或 P PI I，而而不不采采用用 D D 调调节节，2 2）参参数数整整定定 10 上上比比例例度度从从小小到到大大整整定定，且且比比例例度度（和和积积分分时时间间）都都较较大大。 2、（8 分）从保证控制质量的角度，控制阀设计中应考虑哪几个方面？阀的理想流量特性有哪几种形式？ 答答：控控制制阀阀的的设设计计应应考考虑虑：阀阀口口径径的的选选择择、气气开开气气关关形形式式的的选选择择和和流流量量特特性性选选择择。 理理想想流流量量特特性性有有 4 4 种种形形式式：1 1） 直直线线特特性性 2 2） 等等百百分分比比特特性性 3 3） 快快开开特特性性 4 4） 抛抛物物线线特特性性 3、（10 分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画出 P、PI 的输出响应曲线。 已知：比例度=200%已知：比例度=100%积分时间 Ti=2 分 答： 4、(20 分) 某列管式蒸汽加热器，工艺要求出口物料温度稳定在（901）。已知主要干扰为蒸汽压 力的波动。 （1） 确定被控变量，并选择相应的测量元件。 （2） 制定合理的控制方案。 （3） 如物料温度不允许过高，否则易裂解，试确定控制阀的气开、气关式。 （4） 画出控制流程图与方框图。 答答：被被控控变变量量为为列列管管式式蒸蒸汽汽加加热热器器物物料料出出口口温温度度，因因测测量量温温度度较较低低但但精精度度较较高高选选择择铂铂热热电电阻阻为为测测量量元元 件件。 11 干干扰扰为为蒸蒸汽汽压压力力，控控制制方方案案选选用用副副参参数数为为蒸蒸汽汽压压力力主主参参数数为为物物料料出出口口温温度度的的串串级级控控制制。 控控制制阀阀选选用用的的气气开开式式 控控制制流流程程图图与与方方框框图图如如图图 5、（10 分）某化学反应器工艺规定操作温度为 4002C，考虑安全因素，调节过程中温度偏离给定值 不得超过 6C。现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示。问该过程 的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（按被控变量进入新稳态值的2%为准）和振荡周期。 答答： 由由反反应应曲曲线线可可知知：最最大大偏偏差差 A A= =4 45 5- -4 40 0= =5 5余余差差 C C= =4 41 1- -4 40 0= =1 1 衰衰 减减 比比 过过渡渡时时间间：T Ts s= =2 23 3mmi in n 三、计算题：（10 分） 计算下图各热电偶回路所产生的热电势（10 分）。 如图为 S 型热偶测温线路，由于疏忽将其中第二段补偿导线接反，求：输入到显示仪表的总电势为多 少？由于第二段补偿导线接反引入的误差是多少？ 12 答答：E E1 1= =E ES S( (8 80 00 0, ,5 50 0) )- -E ES S( (5 50 0, ,0 0) ) = =( (7 7. .3 34 45 5- -0 0. .2 29 99 9) )- -0 0. .2 29 99 9= =6 6. .7 74 47 7 ( (mmV V) ) E E2 2= =E EC CD D( (8 80 00 0, ,0 0) )- -6 6. .7 74 47 7= = 7 7. .3 34 45 5- -6 6. .7 74 47 7 = =0 0. .5 59 98 8( (mmV V) ) 化化工工仪仪表表与与自自动动化化课课程程测测试试试试题题五五 一、 填空题（36 分） 1、在阶跃扰动作用下，自动控制系统的过渡过程有_发发散散震震荡荡_、等等幅幅震震荡荡_、非非震震荡荡衰衰减减_ 和_衰衰 减减震震荡荡_等基本形式。 2、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为_定定值值控控制制系系统统_、_随随动动控控制制系系统统_ _、_程程序序控控制制 系系统统_等控制系统。 3、对象的数学模型就是_利利用用数数学学的的表表达达式式来来描描述述对对象象的的特特点点_。 4、液位变送器测量进行零点迁移时只改变_测测量量范范围围_，不改变_量量程程_。 5、 在常用的热电偶温度计中，精度较高的是_S S _热电偶，线性最好的是_K K_热电偶，灵敏度较 高的是_E_热电偶。 6常用的热电阻材料是_铜铜、铂铂_，分度号是_C Cu u5 50 0、C Cu u1 10 00 0_、P Pt t5 50 0、Pt100 _，线性好的 是_铜铜_ _热电阻，它适于测量_低低_温度。 7描述对象特性的三个参数是放放大大倍倍数数、时时间间常常数数、滞滞后后时时间间，如果时间常数越大，系统的响应速度 越越慢慢，系统的稳定性越越好好。 8差压式流量计由 节节流流件件、导导压压管管和显显示示仪仪器器组成。常用的标准取压方式有角角接接 取取压压和法法兰兰取取压压。 13 9指出你所知道的几种复杂控制系统串串级级控控制制系系统统、均均匀匀控控制制系系统统、分分程程控控制制系系统统、选选择择控控制制系系统统、前前馈馈 控控制制系系统统、比比值值控控制制系系统统等等。 二、综合题（54 分） 1、（10 分）在控制系统中如何得到执行器的类型？画出执行器类型的简单结构示意简图。 答： 在在控控制制系系统统中中，执执行行器器类类型型的的获获得得是是靠靠改改变变执执行行机机构构和和调调节节机机构构的的作作用用方方向向来来得得到到的的，一一般般情情况况下下，对对于于 大大口口径径的的执执行行器器，执执行行机机构构采采用用正正作作用用，靠靠改改变变调调节节机机构构的的正正反反装装来来得得到到执执行行器器的的气气开开气气关关类类型型，对对于于小小 口口径径的的执执行行器器，调调节节机机构构选选择择正正装装，故故只只能能靠靠改改变变执执行行机机构构的的正正反反作作用用来来得得到到执执行行器器的的气气开开气气关关类类型型 2、（14 分）比较差压式流量计与转子式流量计的异同点。 答答：相相同同点点：两两者者都都是是利利用用节节流流原原理理来来测测量量流流量量。 不不同同点点： 差差压压式式流流量量计计转转子子式式流流量量计计 节节流流件件固固定定安安装装节节流流件件安安装装不不固固定定 节节流流件件前前后后差差压压变变化化节节流流件件前前后后差差压压固固定定 输输入入输输出出非非线线性性输输入入输输出出线线性性 3、（10 分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画出 P、PI 的输出响应曲线。 14 答： 4、(20 分) 如图为釜式反应器，釜内温度通过改变冷却剂流量的方式来控制。 指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？ 如果冷却剂压力为主要干扰，选择控制方案，在下图中画出控制流程图； 选择执行器的气开、气关类型； 画出控制系统的方框图； 简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度 t 升高，分析调节动作过程）。 答答： 构构成成控控制制系系统统时时的的被被控控变变量量是是釜釜内内温温度度。操操纵纵变变量量是是冷冷却却剂剂流流量量，干干扰扰量量是是：冷冷却却剂剂压压力力和和 15 温温度度、搅搅拌拌速速度度以以及及环环境境温温度度。 控控制制流流程程图图见见下下图图 1 1。 执执行行器器应应选选择择气气关关类类型型。 控控制制系系统统方方框框图图见见下下图图 2 2。 该该系系统统克克服服干干扰扰的的过过程程：当当干干扰扰作作用用使使温温度度 t t 升升高高，测测量量大大于于给给定定，控控制制器器输输入入偏偏差差增增大大，其其输输出出 控控制制信信号号减减少少，气气关关阀阀开开大大，冷冷却却剂剂流流量量增增加加，釜釜内内温温度度下下降降，维维持持给给定定。 图图 1 1 图图 2 2 三、计算题：（10 分） 计算下图热电偶温度计所产生的热电势以及温度计所显示的温度（10 分）。 注：CD- S 型热电偶；CD-S 型热电偶补偿导线； 答答： E E= =E EC CD D( (3 30 00 0, ,2 25 5) ) = =( (2 2. .3 32 23 3- -0 0. .1 14 42 2) ) = =2 2. .1 18 81 1 ( (mmV V) ) 因因为为电电子子电电位位差差计计有有自自动动冷冷端端温温度度补补偿偿装装置置，所所以以测测量量不不受受环环境境温温度度影影响响，温温度度计计所所显显示示的的温温度度为为 16 3 30 00 0。 化工仪表及自动化试题 一选择题（每题 2 分，共 50 分） 1.生产过程中所保持定值的工艺变量称为 A、操作变量 B、被控变量 C、设定值 D、对象 2.热电偶的测温原理是 A、电阻随温变化 B、热电效应 C、霍尔效应 D、节流原理 3.气动差压变送器的工作原理是 A、热电效应 B、电阻随温度变化 C、电压平衡 D、力矩平衡原理 4。利用差压变送器测液位时，若正、负压室与取压点之间装有隔离 罐并充以隔离液，这时需时变送器 进行的迁移是 A、正迁移 B、负迁移 C、无迁移 D、零点迁移 5.在单元组合仪表中常用的统一标准信号为 A、010mV 或 420mV B、010mV 或 020mV C、010mA 或 420mA D、010mA 或 020mA 6弹簧压力表中游丝的作用是：（） A提高仪表的精度B改变仪表的量程 C克服仪表变差D提高仪表灵敏度 7自动电位差计所配测温元件为（） A热电偶B热电阻C弹簧D膜片 8节流式流量计工作原理为（） A把输入微小位移转换成相应的气压信号输出 B电阻随温度变化C.电压平衡 D流体流经节流装置所产生的静压差与流量之间的关系 9自动控制系统中，感受被控变量并转换为测量值的部分为（） A检测元件及变送器B调节器 C对象D执行器 10标注在化工仪表面板上的符号 1.5 是指该仪表的（） A 变差为 1.5 级B 精度为 1.5 级C基本误差为 1.5 级D附 加误差为 1.5 级 11某一温度计，其测量范围为 0-400，经校验发现其最大绝对误差为 5，则该表的精度等级是（ ）。 A .0.5B .0.8C .1.0D.1.5 12.节流式流量计测量的是流体流经节流装置时所产生的（