化工仪表自动化复习 Microsoft Word 文档(共8页)

1、放大系数是描述(mio sh)被控对象重新达到平衡时其 与 之比，是被控(bi kn)变量的 特性(txng)参数。仪表所能测量的被测量上下限的 称为仪表的量程，如测量范围为-200800的温度计，其量程为 。孔板流量计的特点是 ，转子流量计的优点为可测 （填大或小）流量，压力损失 （填大或小）。PID调节器硬件结构的主要组成部分有： ， ，和 。红外线气体分析仪是基于物质对光辐射的 吸收原理工作的；当氧化锆固体电解质两侧的氧浓度不同时，会形成 ；色谱分析仪是利用各组分的 不同进行物质成分分析的。填空题1 输出变化量 ， 输入变化量， 静态。2代数差 ， 1000。3 恒流通面积变压差， 小，

2、 小 。4输入电路 ， PID运算电路 ， 输出电路 。5选择性，氧浓差电池，分配系数 。6在阶跃干扰作用下，系统过渡过程有 ， ， 和 等。7线性度是描述仪表的 和 之间的吻合程度，量程越小，线性化带来的误差 （填越大或越小）。8孔板流量计的特点是 ，转子流量计的优点为可测 （填大或小）流量，压力损失 （填大或小）。9调节器按信号作用方式分为 调节器和 调节器，其中当测量信号增加，调节器的输出信号减小的是 调节器。10计算机控制系统与模拟控制系统基本结构是 的 （填相同或不同），前一控制系统中增加了 元件，信号的输出在时间上是 的。答：6 发散振荡过程，等幅振荡过程，衰减振荡过程，非振荡的单

3、调过程等。7 标定曲线，拟合直线 , 越小。8 变压差恒流通面积，小 ，小。9 正作用，反作用，反作用。10 相同， 模/数和数/模转换，连续。10按给定值的特点划分，控制系统可分为 ， ，和 控制系统。11在计算机控制系统中，用 代替了 ，并增加了 转换元件 。12对调节器参数进行工程整定的方法有 ， ，和 。13线性度是描述仪表的 和 之间的吻合程度，量程越小，线性化带来的误差 （填越大或越小）。14滞后时间按形成原因分为 和 。10 定值 ， 随动 ， 程序。11 数字(shz)控制器 ， 模拟控制器 ， 模数和数模。12 经验(jngyn)试凑法 ， 临界比例度法 ，衰减曲线法。13

4、标定曲线 ， 拟合(n h)直线 ， 越小 。14 传递滞后 ， 容量滞后。）简答：1.简述比例度的定义及其对系统稳定性的影响？答：比例度是描述比例作用的强弱，是指调节器的输入相对变化量与相应输出的相对变化量之比的百分数。比例度对系统稳定性的影响：比例度越大，则调节器的输出变化越小，被控变量变化越缓慢，过渡过程越平稳，随着比例度的减小，系统的稳定程度降低，其过渡过程逐渐从衰减振荡走向临界振荡直至发散振荡。2生产过程自动化系统所包含的内容？答：生产过程自动化包含四个方面的内容：（1）自动检测系统；（2）信号连锁系统；（3）自动操纵系统；（4）自动控制系统。3简述描述被控对象特性的参数滞后时间的种

5、类及其产生的原因，并分析其对控制通道的影响？答：滞后时间依产生的原因不同分为两类：传递滞后0由于信号的传输、介质的输送或能量的传递要经过一段时间；容量滞后c由于物料或能量的传递过程中受到一定的阻力引起的。对于控制通道而言，滞后的存在不利于控制，会使控制作用的效果不及时，影响控制质量。4 U型管压力计在使用中需要注意的问题有哪些？答：U型管压力计在使用中需要注意以下几个方面的问题：为了得到较高的准确性，U型管压力计要读2个读数；对液柱进行读数时，要注意毛细现象的影响；当工作液体的膨胀系数较大时，还要进行数值修正；在读数时要注意消除视差。5 热电偶冷端温度的处理方法有哪些？答：热电偶冷端温度的处理

6、方法有三种：恒温法：将热电偶冷端置于人造恒温装置中，使冷端温度保持为0；示值修正法采用机械零位调整法或计算修正法，对仪表示值进行修正；冷端温度补偿电桥法利用不平衡电桥产生的电压作为补偿电压，以抵消因冷端温度变化引起的热电势的变化。6 热电偶测温过程中为何要引入补偿导线？ 答：由热电偶测温原理知，只有当热电偶冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数。在实际应用中，由于热电偶的工作端与冷端离的很近，而且冷端又暴露在空间，易受到周围环境温度波动的影响，冷端温度难以保持恒定，因此引入补偿导线，将热电偶的冷端延伸出来以维持冷端温度恒定。比例积分调节规律中，积分时间TI对系统过渡过程的影响？答：积

7、分时间对过渡过程的影响具有双重作用。在相同的扰动作用下，随着积分时间的减小，积分作用不断增强，调节器的输出增大，最大偏差减小，余差消除加快，但同时系统的振荡加剧，稳定性下降，积分时间过小，还可能导致系统的不稳定。DDZ-III型温度变送器的性能(xngnng)优点？答：采用(ciyng)低漂移、高增益的线性集成电路，提高了仪表的可靠性，稳定性及各项技术性能；在热电偶与热电阻的温度变送器中采用了线性化电路，使变送器输出信号(xnho)与被测温度信号保持了线性关系；线路中采取了安全火花防爆措施，兼有安全栅的功能，可用于危险场所中的温度或直流毫伏信号测量。分析计算题如图所示，为一贮槽液位控制系统，工

8、艺要求液位保持为某一数值。试画出该系统的方框图，并指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？ LTLCqv1qv2图1贮槽液位控制系统干扰 解：（1）如图所示为该控制系统的方框图。hhs液位控制器 贮槽执行器液位测量变送装置 （2）该系统的被控对象是贮槽，被控变量是贮槽液位，操纵变量是出水流量qv2。2 如图所示为一自力式贮槽水位控制系统，试画出该系统的方块图，并指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量143进水是什么？2出水图1贮槽水位控制系统1-贮槽；2-浮球；3-杠杆；4-针形阀 解：（1）该控制系统方框图如图所示h0h干扰杠杆系统针形阀贮槽浮球 （2）该控制系统中：贮槽为被控对象(

9、duxing)，贮槽水位为被控变量，进水流量为操纵变量。 3如图所示，一换热器出口温度控制系统(xtng)中，工艺要求热物料出口温度保持为某一定值。试画出该控制系统的方框图，并指出该系统的被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？TCTT冷物料蒸汽热物料解：（1）该控制系统(kn zh x tn)方框图如图所示：TsT 干扰温度控制器执行器换热器温度测量变送装置（2）该控制系统中：换热器为被控对象，热物料出口温度为被控变量，加热蒸汽流量为操纵变量。 4 试分析衰减比对过渡过程的影响，并画出衰减比分别为n1,n时的过渡过程曲线。 解：（1）衰减比n是过渡过程曲线上同方向的相邻两个波峰之比，衰减比越小

10、，系统的衰减程度越小，过渡过程越缓慢；衰减比越大，系统的衰减程度越大，过渡过程越接近非周期的单调过程。 （2）n1，发散振荡n1，衰减振荡n，单调过程n=1，等幅振荡5 某化学反应器工艺(gngy)规定操作温度为90010，考虑安全因素，调节过程中温度(wnd)偏离给定值最大不得超过80。现设计一定值控制系统，在阶跃扰动作用(zuyng)下的过渡过程曲线如图所示。其中y0=900，y1=908，y2=918，y3=950，t1=9min，t2=45min，t3=47min，试确定该系统的最大偏差，衰减比，余差，振荡周期和过渡时间（按被控变量进入1%新稳态来确定），并分析该系统能否满足工艺要求？

11、y2y3y1y0t1t2t3t/min图2系统过渡过程曲线解：由图可得：最大偏差A= y3 y0=950900=50 衰减比n=（y3 y1）/（y2 y1）=（950 908）/（918 908） =4.2:14:1 余差C= y1 y0=908900=8 振荡周期T= t2 t1=459=36min 过渡时间：t=47min 又由题意要求，最大偏差不得超过80，由计算数据知 A=5080，且过渡曲线的衰减比在（410）范围内，因此该控制系统可以满足工艺要求。 6现用一支镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30，显示仪表的机械零位在0，仪表指示值为400，若认为换热器内的温度为4

12、30，对不对？为什么？正确值为多少？ 已知热电偶的分度号如下表所示：304004204301.801mV28.943mV30.546mV31.350mV解：不对，因为此时(c sh)冷端温度为30 ，而仪表(ybio)的指示值（400）是在仪表(ybio)的机械零位在0时的值，所以换热器的实际温度不是仪表的指示值与冷端温度之和，也不是仪表的指示值。 查表可得：E(400，0)=28.943 mV ,即E(t，30)= 28.943 mV，E(30， 0)= 1.801 mV ,即 E(t0， 0)= 1.801 mV 由：E(t， 0)= E(t，t0)+ E(t0， 0)= 28.943 +

13、1.801 =30.744 mV 根据30.744 mV查表并采用线性插值法，求得换热器的实际温度为422。7 用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度，在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指示值为500，而这时冷端温度为60。试问：实际温度应为多少？如果热端温度不变，设法使冷端温度保持在20，此时显示仪表的指示值应为多少？已知热电偶分度表如下表所示：20605005575385390.798mV2.436mV20.64mV23.07mV22.260 mV22.303 mV解：（1）由显示仪表指示值为500，查表可得此时显示仪表的实际输入电势为2064，即E(t，t0)= 2064又查表可得

14、：E(t0，0)= E(60，0)= 2436 则根据热电偶基本定律得：E(t，0)= E(t，t0)+ E(t0，0) = 2064+2436=23076 由23076查表可得：t=557，即实际温度为557。 （2）当热端温度不变，为557，冷端温度为20时，查表得：E(20，0)=0798 因此有E(t，t0)= E(t，0) E(t0，0)= 230760798=22278-3分利用表中数据，采用线性插值法，求得仪表显示温度为53848 用K热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mV，冷端（室温）为25，求设备的温度？如果改用E热电偶来测温时，在相同的条件下， E 热电偶测得的热电势

15、为多少？已知K,E热电偶的分度号如下表所示： K热电偶E 热电偶25509255091.0mV21.0mV1.50mV37.7mV SHAPE * MERGEFORMAT 解：（1）当热电势为20mV时，此时冷端温度为25，即E(t,t0)=20mV，又查表可得：E(t0,0)= E(25,0)=1.0mV 根据热电偶基本定律得，E(t,0)= E(t,t0)+ E(t0,0)=20+1=21mV 由此热电势，查表得：t=509，即设备温度为509。 （2）若改用E热电偶来测温时，此时冷端温度仍为25，查表得: E(t0,0)= E(25,0)=1.5mV 又求得设备温度为509，查表可得：

16、E(t,0)= E(509,0)=37.7 mV 故：E(t,t0) = E(t,0) E(t0,0)= 37.71.5=36.2mV 即E热电偶测得的热电势(dinsh)为36.2mV 9 试画图解释(jish)调节器的积分作用是通过负反馈微分电路形成的。 10 试画图解释调节器的微分(wi fn)作用是通过负反馈积分电路形成的。11 试分析如图所示电气转换器的工作原理 解：基本工作原理力矩平衡原理； 如图所示0-10mA电流信号磁场7，产生电磁力（测量力）杠杆偏转喷嘴挡板机构间距减小，P背增加 放大器功率放大后输出气信号，同时信号至反馈波纹管，直到与测量力矩相平衡。 12 试分析如图所示电

17、动差压变送器的作用、基本工作原理和工作过程。答：基本工作原理力矩平衡原理；杠杆形式矢量机构； 作用将压力信号P成比例地转换成420mA(DDZ-III)。 工作过程：PFi 主杠杆以轴封膜片为支点顺时针偏转F1 分解为F2和F3,F3使副杠杆14以支点M逆时针偏转衔铁靠近差动变压器 经低频位移检测放大器转换并放大为4-20mA直流电流信号0输出。 同时(tngsh)0经电磁反馈装置的反馈动圈使副杠杆(gnggn)顺时针偏转，当输入力和反馈力对杠杆系统产生的Mi和Mf相等时，变送器达到(d do)新的稳定状态。 13已知被测压力在范围0.71MPa内波动，要求测量的绝对误差不得超过0.02MPa

18、，试选定弹簧管压力计的量程和精度等级。可供选用的压力计量程系列为：00.6 MPa；01 MPa；01.6 MPa；02.5 MPa。 附：仪表精度等级系列 0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,(2),2.5,5.014检定一只量程为5A的电流表，当输入量为1A时，指示值为1.10A。试求该仪表的绝对误差、相对误差、引用误差，并确定该仪表的精度等级。（8分）解：由题给数据得：绝对误差=X-A0=1.10-1=0.1A 相对误差=（/ A0）100%=（0.1/1）100%=10% 引用误差q=（/ S）100%=(0.1/5) 100%=2% 根据仪表精度等级的规定，取引用误差去掉百分号的数值为仪表的精度等级，由计算数据知该仪表的精度等级为2级。 附：仪表精度等级系列0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、（2）、2.5、5.015 试分析比例度对余差、最大偏差和系