化工仪表及自动化考试题汇总及答案

1、化工仪表与自动化澡程剧试试1一、填空题（36分）1、il程腔制系貌是由一控制器_、执打器_、变送fILS控对象等坏节组 成。2、过程控制系筑中按被控参数的名称来分有_圧力_、_潼量_、_溟度_、 _權位_等控斟系统。3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根扬 过程的内在机理，通il_料一和一能量一物料平IS关系，用机理建模的方法 求取过程的数学模塑。4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影睛是:干扰通通的时间常数愈 大,对被控变量的影响越丿J汗扰通道容量滞后愈节质量越差 汗扰通道的纯滞后对调节质量一有影喑，纯滞后趟大，质量18差_。5、选择腔制方案时，总是力图使调节通道的笊大倍

2、数（增益）大于干扰通 道的朋大倍数（增益）。6. 某调节系统呆用比例枳分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输岀，再m入枳分作用的后,应减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。7. 描述腔制系藐的晶质指标的参数有最大怕差、聂城比和余差等。&串级调节系紀一般悄况下主回路选择PID或_PI_ifi节观律调节器，副回路选用_P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应果用什么 装置开放器补偿。9仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.020.1MPa；电II型标准信号 范围是420mA；电III型标准信号范围是0伽仏二、综合题（54分）1、 （10分）画岀气关式类塑执行器的两种简单结构

3、示恵简图；在控制系貌 中如何选择执行器类型？举例说明。答：要保证披备和探作人员曲安全。如：热炉富度控制，当處料量为標纵变量时, 其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断處料，保证安全。2、(14分)热电偶为什么要偿？有哪些冷常温度补偿方法？原理是什么?答：因为各种显示仪表利热电例分度表都是在热电度为零的时候做 出的。但实际中热电例枚常富度不等于零，且经常豉动，这必然18成输出城少, 所以要进行热电例的袴常富度补偿。热电例常用的汝端富度补偿方法有：张浴法、公衣廿算法、仅表机植零贞调整袪、电桥补偿法和补偿热电例冰浴法：用冰槽使b保持零度。 廿算法：E/t, 0) = Eab (t, to) +

4、E/to, 0)仪表零点调整法：將仪表的机檢零点调到b补偿电桥法：用电桥产生Eab (to, 0)与EAB(t, to) SIH，即可消除to 变化对SI量的补偿热电債：用与測量热电例同型号的热电備进II补偿，用于多支热电3、（10分）腔制器输入偏差是阶趺信号（见下图），请根据已知参数，g 岀P、PI的输出响应曲线。（1）P 输岀，已知：比 M IS 5 =50% （2）PI 输岀，已知：比 151）08=100%枳分时间T3分的 X.仆対：；1L1137Z TZ 1 耳Z2.11-4-f I 1: 1311aA11Z2.3Z 4、（20分）下图为加热炉装置，工艺要求利用燃料量来控胃炉出口介简

5、 单控*1系铳）; 指岀构成腔制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？ 在下图中画岀腔制流程图； 选择执行器的气开、气关类里以及控制器的作用方向； 画岀简单腔制系统方III图； 简单说明该系貌克服干扰的过程（可设iaat ft高，分析调节动作过程）。-专业资料-答： 构成控胃系竦时的祯控变量是岀口介质富度；操纵变量是煽料量，干 扰量是：进料液量和富BU處料的压力.炉膛富度和压力以及坏境富度。 执行器应选择气开类型，控匍器为反作用方向。 简单控制系嫌方罷图见下图。 该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，側量大于给定，控制器 HAfi差増大，其输出控胃信号换少.气开阴关小.竣料量城少，

6、塔liflST 勒錐持给定。三.廿算题：（10分）it算下图各热电偶回路所产生的热电势（10分）。8： ABK里热电偶;ABK型热电偶补偿导线CDS型热电偶；C，DS塑热电偶补偿导线;600 VC600 C50 C c5?C50 C-o-LT5?C25CC-OO259259 O笞：仁 E1 =Eab(300,50)+Ecd(50f25)=(1 2.207-2.002)+(0.299-0.142) =10.342 (mV)E2=Ecd(30050)-Ecd(50,25) =(2.323-0.299)-(0.299-0.142) =1.867 (mV)化工仪表与自动化堞程鴻试试JI二、境空题(28

7、分)1控制系统引人枳分作用是为了=消除余差_，但枳分的引人会使系统不稳定, 引人攒分作用是为了 一克服容量浦后。某调节系统采用比例枳分作用调节器， 先用纯比例调整到合适的调节输岀，在加人枳分作用的11程中，应一减小放到倍 数。2.被调介质渣过阴11的相对浦量(Q/Qmax)与阀门相对行程(I/L)之同的关系,称为调节IO皿量特性;若阀前后的圧差保持不变时，上述关系称为特性;实际使用中，阀前后的压差总是变化的，此时上述关系为工作特性。调节物线和快开一流量特性的阀的流量特性有=0=、等百分比选择壬要是弓广义对象相3. 与单回路控制系貌相比，串级凋节系统具有以下三f特点: （对于进入M回路的干折有很

8、强的克股能力）;（2（提高了工作履率匸（具有）。4. 控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影喑是:干扰ii道的时同常数愈大,对被控变量的影哨魂爪;干扰通道容量滞后愈欽则调节质量竝汗折通谊的 纯滞后对调节质量有影崛，缆浦后越大，质量越差。5.简单调节系统的基本特征是沏合回爵和负反镇。6.常用的标准节流件有竝和虽矍。7.热电IS的热电特性与热电債林料、两节点iL:有关,与专业资料热电僧几何尺寸无关。二、综合题（分）1s （10分）画岀气开式类里执行器的两种简单结构示总简图；控制系统在什么 悄况下选择气开类型执行器？举例说明。 如：m热炉溟度控制，当竣料量为襟级变量时，其执斤器应选择气开类塑,

9、当宿号中断时，切断建料，保证安全。2、（20分）在控制系统应用中，有哪些基本控制现律和组合控制现律？写出各自的表达式？它们各应用在什么场所？答：在控胃系鋭应用中.基本坍节規律有：P、k D,基本组合関节規律有PI.RD. PIDoP： AJ = Kpe1Pl： Av = A： (e + edt)Ti dePD： y = Kp(eD-)PID：Kp(e +edt+TD )P：自飯能力5S,浦后小的对象且控制质量要求不高PI：对象浦后小，负商变大，娶求无差PD： 一阶浦后较大允幷有余差的对象PID：负荷变化大，容量蒲后大，放控变量变化缓慢，质量要求高。3、（12分）下图为电子电位差廿结构原理图，请

10、补充完整连接S （ SIS电源和 电流及输人信号的方向），并EI答：电子电位差计是根据什么原理工作的？在泪 度检测中与何种检测元件配套使用？指岀调整零点、量程的电阻。 在富度检雷中热电債配套。下图是其线路图。 起對零点调整的电阻是氐，起到量程调整的电IB是Rm。4、（10分）写岀差压武渣量it的基本方程式；说明公武中各个符号所代表 的含义。答：O = asF. 2 （只一尸2）流量系数；Q被需液体浦量体働胀校正杲敛R节济件的开口面积p、体的密度ap节潼件甫后差压三、廿算题（20分）1、（10分）廿算下图液位差压变送器的量程、测量范围员if杨量。差压变送器：18 =35000 (Pa)澳量荊围=

11、4200 39200 (Pa)迁移量=4200 (Pa)2、（10分）某压力仪表的測量范围是10O-HOOPa,其精IB为0.5级,WJ 这台表的量程是名少？基本炭差是名少？最大绝对误差是多少？允许炭差是多 少？答：1000Pa0.5%5Pa0.5%化工仪表与自动化陳程剧试试题三填空S （28分）K检测仪表的基本组成有濃量、传动放大和显示三个部分。2、在控射系统中，塔加比8,控制作用减少;增加枳分时间;控制作用扯 2;増加微分时间，腔制作用竝。3、按误差岀现的规律，可将误差分为垂缆戻差、Oil差及Oil差。4、描述湘象特II的三f参数是域大系数、时间常数和浦后时同。5、某温度表的時度为0.5级

12、，其测量下限是50T,上限是850T。则此表的量 程是型；測量范围是50850;允弁基本误差是0.5%;最大绝对炭差是4。6、热电偶温度廿中常用的於常温度补偿方法有衿竭富度保持0度法.Q1:修正法、校正仪表零点法.补偿电桥法、补偿热电创法五种。7、自动平廊电桥配热电皿测温时，采用二连接，其连接导线的电皿现定为 2x25Qo二、综合题（62分）1、（15分）比较电子电位差廿与电子平術电桥在测量原理和结构上有哪些异 同点。答：原理的相同点：罚是利用渭动触点位置的变化来反映被測富度的大小。结构的相同点：放大Sk可逆电机.同步电机、传动桃构 结构的不相同胃：检濃元件.剧量桥路。原理的不相同点:专业资料

13、桥路1 11V，测温元件 连接方式考虑冷端温度补偿 热电偶用补偿导线接在对角线上热电阻用三线制接在桥 皆中电源直流直流或交流2、（15分）热电偶測富时，使用补偿导线的目的是什么？它能否进行冷端 滔度补偿？如不能应如何处理?S：使用补偿导线的目的是将热电假的冷端从富度较高、波动较大的地方场 到富度较低、且相对席定的地方。 如果只使用补偿导线还不能达到袴端視度补偿的目的，必狈与其它方法8!合 起来便用。 具体方址如下：热电例常用的很端富度补偿方法有：公式廿算袪、冰浴法、仪表机械零肖调整 法和电桥补偿法。3、（12分）画岀串级控翎系统的方框图；分别说出副回路及主回路所起到的作 用。答：卞图为审圾控制

14、系竦的方權图；刚回路是克JR作用于剧对象的干扰，便刚 枚控变量基本科定，城少对主变量的影喑；而主回路主要克服作用于主对象的 干扰，保证主被控变量履定。4、（20分）工艺要求利用回说量来控制塔IOHt（简单控制系氛）,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祓控变量、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里；（5分） 选择控制器的作用方向；（3分） 画出简单控制系筑方HI图；（4分） 简单说明孩系统克服干扰的il程（可设温t ft高，分析腔制和作il程）。答： 构成控倒系竦时的被控变量是塔贝富度；猱纵变量是塔顶目潼量，主要 干扰量是：进料的澹

15、量和富度，回澹的富度和潦量.加热蒸汽量等。 控制器为反作用方向。 简单控匍系统方柩图见下图给定住尹制fe年掾纵=矩制器 a|执行辭二控丽热测、变送 该系缆克服干ttfiii程：当干扰作用使富度t升高，樹量大于给定，控匍器 输入怕差増大，其输出控匍信号JSM,气开稠开大，回湾量大，塔JI8HT 降，回复给定。三、廿算題（10分）it算下图液位差压变送器量程、測量范IB及if杨量（10分）。已知：H=0- 10m； p=35kg/m3；g10m/s2o1-1、 ;Y 答:A P=P+-P-=H p g=3500H Pa差压变送器量程：35000(Pa)fl 1%B： 0-35000(Pa)旺移 1

16、： 0(Pa)化工仪表与自动化澡程雷试试JS El一、填空题(32分)1、表征腔制规律的参数是JL度、稅分时间及傲分时同。2、串级调节系统结构上有西f回路，分别称为iUKHlJLIliK；有两个被iBI参tL 分别称为王参裁和蛊参数；有二个调节参数。3、弹簧管压力表是利用虹产生位场弓被测圧力相平廊来测量的。4、不受被测介质物理性质影响的流量廿是：电蛊浦量廿、贾遏液量it、橢圓齿轮JI量廿(说出三种即可)。5、差压式流量廿是利用节渝-原理进行测量流量的。6、电容武液位传感器測量液位时，如測量高粘度导电介HM1量精證受_a 浪位_的呗7、分度号为S型的热电偶，如果錯接了 K里热电偶的补偿导线则产生

17、的热电齋会豐加。如果补偿导线的型号正确但正负接反，则产生的热电势会績少。8、电容式差压变送器的测量部分是先将差压转变成位移,风后再变成电容变化量一作为转换部分的输人。二、综合题（58分）1、（10分）均匀控制系筑和一般控制系筑的异同点有哪些?怎样实现均匀控制? 笞：均匀控制系竦和一般控制系统的相同点：结构相同；不同点：目的和特 点不同，其目的是为了解决甫后工序的供求矛盾，便两个变量间能互相兼原和 协调操作，特点是使两个互相联系的变量樹在允幷的范围内缓復地变化。 均匀控胃的实規可以从以下2方面来做：1）节規律上采用P或PI,而不采 用DiS节，2）参数整定上比例度从小到大整定，且比M （和稅分时

18、同）罚般 大。2、（8分）从保ii腔制质量的角度，腔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：控胃IH的投廿应考虏：牌口径的选择、气开气关形戒的览择和浦量特性 陆择。理想浦量特性有4种形1）直线特性2）等百分比特性3）快开特性 4）施物线特性3、（10分）控制器输入偏差是阶跌信号（见下图），i青根据已知参数，I 岀p、PI的输出响应曲线。已知：比博度8 =200%已知：比M度6=100%枳分讯同Ti=2分23-4523-5 23-45答:4、(20分)某列管式蒸汽加热器，工艺要求岀口物料温度稳定在(901) 丫。 已知主要干扰为蒸汽压力的波动。(1 )确定被腔变量，并选择

19、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，试确定控翎阴的气开、气关 贰。(4) 酉出控制流程图与方框图。-专业资料-原料蒸汽答：（D1S51为列管戏菱洱*热器物髀出口富度，因剧富度较低但莆度较高选择轴热电因为濾元 件。 干扰为蒸汽压力，控星方案览用M参数为蒸讯压力主参数为物料出口富度的 串级控胃。 控制IH选用的气开戏 控制浦程图与方柩图如图 主测呈、吏送 卜芒5、（10分）某化学反应器工艺观定操作温度为4002C,考虑安全因素，调节11程中泪度偏离给定值不得超116ec。现设it E ft的泡度定值调节系境,在最大阶趺干扰下的il渡il程曲线血图所

20、示。间该il程的最大偏差、余差、衰减比、il渡时间（按被腔变量进人新隐态値的2%为准）和振蒲周期。答：专业资料由反应曲线可知：量大怕差A=45-40=5t余差0=41-40=11衰SI比iiaHliJ： L=23min三、计算题：（10分）廿算下图各热电偶回路所产生的热电衿（10分）。如图为S里热偶測温线路，由于磴忽将其中第二段补偿导线接反，求：聯人到显示仪表的总电矜为名少？曲于第二段补偿导线接反引人的误差是名少？iooc5(yc冗800C显一不1OOC50C冗答:E1=Es(800,50)-Es(50f0) =(7.345-0.299)-0.299=6.747 (mV) E2=Ecd(800

21、,0)-6.747= 7.345-6.747 =0.598(mV)化工仪表与自动化课程渕试试題五、填空题（36分）1、在阶跌扰动作用下，自动腔制系貌的11渡il程有发散震葫、等幅震苗、 非震游衰械和_衰城震繭-等基本形式。2、自动腔制系貌按按设定值的不同形式可分为_定值控制系卫动控制系 竦_、_程序控制系竦一等控制系筑。3、对象的数学模里就是利用数学的表达氏来描述对象的特虑 o4、液位变送器测量进行零点if杨时只改变_谢量据围，不改变量程5、在常用的热电IS a IS it中，精度较高的是S_热电偶,线性最好的是_K_热电偶，灵敏度较高的是_E_热电偶。6. 常用的热电址林料是銅、轴分度号是_

22、Cu50. Cu100_. Pt50.Pt100_,线性好的是_S_热电阳，它适于测量_ffi_fifio7描述对象特性的三个参数是放大倍数、时同常数、曲后时同，如果时间常数 越大，系貌的响应速度鶴慢,系统的稳定WOo&差压式流量计由节流件、导压管和显示仪iS组成。常用的标准取压方式有想 接取压fn法兰取压。9荷出你所知道的几种夏杂控制系统串级控制系锐、均匀控制系锐、分程控制系 统、选择控胃系竦、前價控制系锐、比値控目系裁等。二、综合题（54分）1、（10分）在控翎系统中如何得到执行器的类塑？画出执行器类塑的简单 结构示意简图。答：在控制系竦中，执有器类璽的获猖是靠改变执行机构和调节机构的作用

23、方向来得到的，一般情况下，对于大口径的执打器，执行机构采用正作用，靠改变调节机构的正反装来得到执行器的气开气关类型，对于小口径曲执行器，调节m 构选择正装，故只能靠改变执行机构的正反作用来得到执打器曲气开气关类型2、（14分）比较差压武渣量计与转子式流量汀的异同点。答：相同点：两者部是利用节浦原理来剧量浦量。不同点:差压武流1廿转子式液量廿节JS件固定安装节浦件安装不国定节邃件前后差压变It节潼件前后差压固定翰入输出非线性输入输岀线113、（10分）腔制器输入偏差是阶趺信号（见下图），请根据已知参数，B 岀P、PI的输出响应曲线。入佑弟/ 分己知L匕列應S =508PIDLBCL 知：比伊1/

24、8 6=100%3仅分时|VijTi 1分2/（分）苔：4、（20分）如图为釜式反应器，釜内温度通过改变心却剂潼量的方式来控胃。 指岀沟成腔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ii岀腔制流程图； 选择执行器的气开、气关类里； 画岀腔制系统的方框图； 简单说明该系貌克服干扰的il程（可设ifi t ft高，分tfi调节动作ii程）。构成控胃系嫌时的被控变量是釜内富度。操纵变量是衿却剂漉量，干 扰量是：後却剂圧力和富度、携拌速度以及环境富度。 控制潼程图见下图1。 执行器应选择气关类型。 控胃系竦方柜图见下图2。 该系竦克服干扰曲过程：当干

25、扰作用使富度t升高，剧量大于给定，控制弱 输入18差増大，其输出控胃信号複少，气关関开大，衿却剂漉量,釜内富 度卞降，锥持给定。01图2三、计算题：(10分)it算下图热电偶温度计所产生的热电矜以及温度计所显示的温度(10分)。a： c DS里热电偶；CDS型热电偶补偿导线；： E=Ecd(300,25) =(2.323-0.142) =2.181 (mV)因为电子电位差廿有自动衿端富度补偿装置，所以濃量不受坏境逞度影喑, 溟度廿所显示的溟度为300t。ItlW表強自动化试题一. 选择题(毎题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.

26、 热电偶的测富原理是A、电ia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poais变化C、电压平衙D、力拒平衡原理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屢并充以隔离液，这时需时变送器进行的辻務是A、正迁務B、负迁務C、无if務D、零点辻務5. 在单元组合仪表中常用的貌一标准信号为A、OJOmV 或 420mV B、010mV 或 020mVC、OJOmA 或 420mA D、010mA 或 020mA6强簧压力表中游丝的作用是：（）A.提高仪表的猜度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it所

27、配測温元件为（）A.热电偶 B.热电皿C.弹簧D.般片&节流式渣量廿工作原理为（）A. 把输入做小位務转换成相应的气压信号输岀B. 电iffiaiS变化C.电压平饬D. 浦体流经节流装置所产生的静压差与浦量之间的关系9. 自动控制系貌中,感受被控变量并转换为測量值的册分为（）A.检測元件及变送器B.调节器C.对象D.执行器10标注在化工仪表面极上的符号1.5是指该仪表的（）A变差为1.5级Bffi为1.5级C.基本误差为1.5级D.附加误差为1.5级11.某一温度廿，其測量范IS为0-400T,经校騎发现其最大绝对误差为5, 叽该表的精度等级是（）。A .0.5B. 0.8C. 1.0D. 1

28、.512节渣武流量il測量的是流体渣经节流装置时所产生的()A.速度变化B.面枳变化C.动压能变化D.静压差13. 自动腔制系貌，理想11渡过程的衰减比n:1是()A. 2一： 1 Bo 4一一10： 1Co 2： 1 Do 12： 114. il渡il程中被腔变量最大指示值与设定值之差的指标是：()A.余差 Bo衰减比 Co过渡时间Do最大偏差15. 热电址适用的测温范围是()A. 500七以上中高田B.500CU下中低泪C. 300T以下中高温D.300C以下中低温16. 气动差压变送器稱測量信号转换为标准气压信号的原理是()A.电压平(SB.力拒平衡C.节迪原理D.电桥平ftj17. 压

29、力表测压点应该选在被测介质流动的()A.直管处 B.接近阀门处C.任意处D.拐弯处1&热电偶袴端温度补偿解决的冋題是()A.冷端温度为零B.衿端温度为正C.冷端温度不为零D.衿端温B!为负19补偿导线的热电特性在()繭围内同热电偶本身几平完全一样。A. 0-一200T B.0-250 C C.0一-100 C D.20100Y20. 一台电子自动电位差压廿猜确度等级为0.5级，测量范围为0-5001,经校醴发现最大绝对误差为4(,冋该表应定为几级：A. 0.5 级 B. 0.8 级 C. 1.0 级 D.1.5 级21.动圈表与热电偶配套使用时,表外接线电B1为()A.15 QB. 10 QC

30、. 5 QD. 2.5022热电偶在配用动圈武显示仪表測量温度时,参比端温度补偿的方法采用：（）A.冰浴法B.查表法C.补偿电桥法D.校正仪表零点法23. 热电偶的测温原理是基干：A.热电偶的变形法B.热电偶的热电效应C.热电偶的热电皿特性 D.以上部不是24. 某工艺测量iS,要求测量范围在0300（,最大绝对误差不能大于6T,则仪表应选用的精度等级为：（）A. 2.0 级 B.1.5 级 C.2.5 级 D.4.0 级25. 单位时间内流It在某一截面上流iili枳是：（）A.质量流量B.体枳流量C.流速D.质量流速二. 填空題（每空1分）1、一个简单的自动控制系境至少必须具有检測元件及变送器、调节器、一执行器和对象raise分。2、差压变送器有数种，它们的主要区另在干除盒（或股片啲尺寸不同,变送器的腋盒最小，变送器的腋盒最大。3、弹簧管压力在測量稳定压力时，正常操作压力应该为量程的2/3-；在测量