化工仪表与自动化复习试卷

1、化工仪表与自动化课程测试试题一一、     填空题（36分）1、 过程控制系统是由_控_、_测量变送器_、_执行器_和_被控对象_等环节组成。2、 过程控制系统中按被控参数的名称来分有_丫流问一位_、_、_、_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_物料_和_能量_物料平衡关系，用_机建_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 愈慢愈低振荡变差_;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量_;干扰通道的纯滞后对调节质量_。5、 

2、 选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于_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_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。7描述控制系统的品质指标的参数有 、 和 等。减小调节器的放大倍数8串级调节系统,一般情况下主回路选择_或_调节规律调节器,副回路选用_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_补偿。PIDPI P 开方器9仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是 ；电型标准信号范围是 ；电型标准信号范围是 。0.020.1Mpa420mA二、综合题（54分）1、（10分）

3、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。 。 在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员的安全。如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。  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？ 因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零，且经常波动，这必然造成输出减少，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。热电偶常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法、公式计算法

4、、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶冰浴法：用冰槽使t0保持零度。Ø       计算法：EAB（t，0） EAB（t，t0） EAB（t0，0）Ø       仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到t0  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&#

5、160;     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）。 答；        构成控制系统时的被控变量是出口介质温度；操纵变量是燃料量，干扰量是：进料流量和

6、温度、燃料的压力、炉膛温度和压力以及环境温度。       控制流程图见下图1。       执行器应选择气开类型，控制器为反作用方向。       简单控制系统方框图见下图2。       介质燃料TC该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给定，控制器输入偏差增大，其输出控制信号减少，气开阀关小，燃料量减少，塔顶温度下降，维持给定 

7、0;介质燃料三、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； 、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)化工仪表与自动化课程测试试题二 一、     填空题（28分）1控制系统引入积分作用是为了_,但积

8、分的引入会使系统_,引入微分作用是为了_。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_。消除余差 不稳定 克服容量滞后减小放大倍数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 _特性;若阀前后的压差保持不变时,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_ 特性。调节阀的流量特性有_、_、_和_，流量特性的选择主要是与_相匹配。流量特性 理想特性工作特性 线性、等百分比、快开；广义对象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

9、于进入副回路的干扰有很强的克服能力；提高了工作频率；具有鲁棒性。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 ;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量 ;干扰通道的纯滞后对调节质量 。影响小 变好 无影响5简单调节系统的基本特征是 和 。闭合回路负反馈6常用的标准节流件有 和 。孔板 喷嘴7. 热电偶的热电特性与 _有关，与 _ 无关。热电偶材料、两接点温度 热电偶的几何尺寸二、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。  2、（20分）在控制系统应用中，有哪些基本

10、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？在控制系统应用中，基本调节规律有：P、I、D，基本组合调节规律有PI、PD、PID。 P：自衡能力强，滞后小的对象且控制质量要求不高 PI：对象滞后小，负荷变化幅度大，要求无差PD：一阶滞后较大允许有余差的对象PID：负荷变化大，容量滞后大，被控变量变化缓慢，质量要求高。 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。  流量系数； Q被测流体流量体膨胀校正系数 F0节流件的开口面积1被测流体的密度 P节流件前后差压 三、计算题(20分) 1、（10分）计算下图

11、液位差压变送器的量程、测量范围及迁移量。已知：H=010m h=1.2m =35kg/m3 g 10m/s2 P=P+-P-=Hg+hg=3500H+4200 Pa差压变送器：量程=35000 (Pa)测量范围=420039200 (Pa)迁移量=4200 (Pa) 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？1000Pa0.5%±5Pa0.5%化工仪表与自动化课程测试试题三一、     填空题（28分）1、  

12、 检测仪表的基本组成有 、 和 三个部分。1：测量 、传动放大、显示2、   在控制系统中，增加比例度，控制作用 ；增加积分时间；控制作用 ；增加微分时间，控制作用 。减少、减少、增加3、   按误差出现的规律，可将误差分为 误差、 误差及 误差。系统、疏忽、偶然4、   描述对象特性的三个参数是 、 和 。放大系数、时间常数、滞后时间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 ；测量范围是 ；允许基本误差是 ；最大绝对误差是 。800、50850、0.5%、4。6、

13、0;  热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有 、 、 、 、 五种。公式计算法、冰浴法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法、补偿热电偶7、自动平衡电桥配热电阻测温时，采用 连接，其连接导线的电阻规定为 _。三线制、2×2.5二、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。 原理的相同点：都是利用滑动触点位置的变化来反映被测温度的大小。 结构的相同点： 放大器、可逆电机、同步电机、传动机构结构的不相同点：检测元件、测量桥路。 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？ 

14、; 使用补偿导线的目的是将热电偶的冷端从温度较高、波动较大的地方移到温度较低、且相对稳定的地方。如果只使用补偿导线还不能达到冷端温度补偿的目的，必须与其它方法配合起来使用。具体方法如下：热电偶常用的冷端温度补偿方法有：公式计算法、冰浴法、仪表机械零点调整法和电桥补偿法。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。 副回路是克服作用于副对象的干扰，使副被控变量基本稳定，减少对主变量的影响；而主回路主要克服作用于主对象的干扰，保证主被控变量稳定。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。  

15、60; 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）        构成控制系统时的被控变量是塔顶温度；操纵变量是塔顶回流量，主要干扰量是：进料的流量和温度，回流的温度和流量，加热蒸汽量等。   

16、    控制图见下图1，执行器为气关式。       控制器为反作用方向。       简单控制系统方框图见下图2。       该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给定，控制器输入偏差增大，其输出控制信号增加，气开阀开大，回流量加大，塔顶温度下降，回复给定。图1   化工仪表与自动化课程测试试题四一、    

17、 填空题（32分）1、表征控制规律的参数是 、 及 。 比例度 积分时间 微分时间2、串级调节系统结构上有两个回路，分别称为 回路和 回路；有两个被调参数，分别称为 参数和 参数；有 个调节参数。 主或第一 副或第二主参数 副参数 一个3、弹簧管压力表是利用 产生_与被测压力相平衡来测量的。 弹簧管 位移4、不受被测介质物理性质影响的流量计是：_、_、_（说出三种即可）。电磁流量计 旋涡流量计椭圆齿轮流量计5、  差压式流量计是利用_ _原理进行测量流量的。节流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_的影响。虚假液位7、分度号为S型的热电偶，如果错接了K型热

18、电偶的补偿导线则产生的热电势会 。如果补偿导线的型号正确但正负接反，则产生的热电势会 。增加减少8、电容式差压变送器的测量部分是先将 转变成 ，然后再变成_作为转换部分的输入差压位移 电容变化量。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？ 均匀控制系统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，其目的是为了解决前后工序的供求矛盾，使两个变量间能互相兼顾和协调操作，特点是使两个互相联系的变量都在允许的范围内缓慢地变化。均匀控制的实现可以从以下2方面来做：1）调节规律上采用P或PI，而不采用D调节，2）参数整定上比例度从小到大整定，

19、且比例度（和积分时间）都较大。 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？ 控制阀的设计应考虑：阀口径的选择、气开气关形式的选择和流量特性选择。理想流量特性有4种形式：1）  直线特性2）  等百分比特性3）  快开特性4）  抛物线特性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  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（90±1）。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）