《化工仪表及自动化》期末习题

《化工仪表及自动化》期末复习题

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题号—•二二四总分

得分

试题：

一.填空（每空1分）

1.工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时,

一般用负压或真空度表示，即之差。

2.差压式液位计在使用中会出现、和三种零点迁移问题。

3.差压式流量计通常由、以及组成。

4.温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而

温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。

5.用来评价控制系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分别是最大偏差（或超调

量）、、、和振荡周期（或频率）等。

6.描述简单对象特性的参数分别有、和。

7.对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，参加可以消除余差，而参

加可以起到“超前控制”的效果。

8.前馈控制的主要形式有和两种。

9.衰减振荡过程的品质指标主要有、、、、振荡周期等。

10.对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越大则积分作用越：微分时间越大，则微分作用

越O

11.根据滞后性质的不同，滞后可以分为和两类。

12.测量仪表的量程是指与之差。

13.按照使用能源的不同，工业仪表可以分为、两类。

14.对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，参加可以消除余差，而参

加可以起到“超前控制”的效果。

15.按照测量原理的不同，压力检测仪表可以分为、、、

______________等。

16.用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称

为，而输送气体并提高其压头的机械称为o

17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定

的统一标准信号制是o

18.化工自动化的主要内容有、、自动操纵和开停车系

统、o

19.选择性控制系统可分为、和混合型选择性控制系统，对于选

择性控制系统要注意防止现象的发生。

20、常见的传热设备有、、等（：

21.两种常用的均匀控制方案包括、。

22.速度式流量计中，应用原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，根据“卡曼涡街”现

象测量流体流量的仪表为，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的

（平方/平方根）成比例关系。

23.比例度对过渡过程的影响规律是比例度越,过渡过程曲线越平稳，但余差也越大，比例度越,余

差减小，但过渡过程曲线越振荡

24、工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，

一般用或真空度表示。

25.某换热器温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示，温度给定值为2Q0℃,该控制系

统的最大偏差为,余差为,衰减比为o

图1

26.用银铭-铜银热电偶测温，设备的温度为900℃（对应的分度表热电势为68783uV）,自由端的温度为30C

（对应的分度表热电势为1801nV）,测得的热电势应为:

27.在精储塔控制系统中，可以改变的变量有进料流量、塔顶冷回流流量、塔底再沸器加热蒸汽流量，要控制塔

顶锚出物的组分应选择作为操纵变量，要控制塔底储出物的组分应选择

作为操纵变量。

28.控制器参数工程整定的常用方法有、和经验凑试法。

29.某台DDZ-HI型比例积分控制器,控制器为正作用,比例度为100%,积分时间为2min。稳态时,输出为5mA。

某瞬时，输入突然增加了0.2mA,此时刻输出瞬间变化到；经过5min后，输出又将变化

到。

30.比值控制系统中，要求不仅可以实现比较精确的流量比值，而且确保两物料总量根本不变，应采

用0

31.离心泵的流量控制方案有以下三种：控制泵的出口阀门开度、以

及;

32.离心式压缩机产生喘振现象的主要原因是压缩机的吸气量（大于、小于或等于）极

限排气量引起的，防喘振控制方案有固定极限流量法和。

二.简答

1.试分别写出QDZ型气动单元组合仪表和DDZ-II型、DDZ-III型电动单元组合仪表的信号范围。（6分）

2.列举一种容积式流量计，三种速度式流量计，一种直接式质量流量计。（10分）

3.简述化工自动化的主要内容。（8分）

4.什么是串级控制系统的主控制器和副控制器？请画出串级控制系统的方块图。（10分）

5.简述离心泵的流量控制方案有哪几种？（6分）

6.什么是反应？什么是负反应？（6分）

有什么影响？（10分）

图4法兰式差压变送器测量液位

6.现用一支银铭一银硅热电偶来测量某换热器内的温度，其冷端温度为30℃,显示仪表为动圈仪表，此仪

表的机械零位为0℃,这时指示值为400C,若认为换热器内的温度为430C,对不对？为什么？正确值为多少？

（10分）

条件:(1)£(400,0)=28.943nV

(2)£(30,0)=1.801mV

(3)£(422,0)=30.744mV

7.（15分）如果有一台压力表，其测量范围为0~10MPa,经校验得到以下数据

标准表读数/MPa0246810

被校表正行程读数/MPa01.983.965.947.979.99

被校表反行程读数/MPa02.024.036.068.0310.01

（0分别求出该压力表正反行程的最大绝对误差值：（5分）

（2）根据正反行程的最大绝对误差值，该压力表的精度等级应为多少；（5分）

（3）求出该压力表的变差；（3分）

（4）根据变差的大小，问该压力表是否还能符合（2）中确定的精度等级。（2分）

（我国规定的仪表等级有0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5等）

8.（10分）一台精度等级为0.5级，测量范围为600〜1200C的电子电位差计，问：

（1）它的最大允许绝对误差是多少？（5分）

（2）校验时，如其中的某一点最大绝对误差是4℃,问此表是否合格？（5分）

9.测量高温液体（指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况）时.在负压管上装有冷凝罐（图5）,被测液位H变化范

围为0~2m,被测介质密度p=1000kg/m3,变送器安装尺寸为h1=3m,h2=5m,大气压

p°=0.1013MPa,问这时用差压变送器来测量液位时，要不要迁移？如要迁移，迁移量应为多少？（8分）

图5

10.某合成氨厂合成塔的压力变化范围为ll」4MPa,较为平稳.，要求测量误差不得大于0.MPa,工艺上要求就

地指示，并能上下限报警。试选用一台压力表，指出其类型、量程用精度。可供选用的压力表量程规格为0〜10、

0-16、0〜25M、0'40、0~60MPa,精度等级为1.0,1.5,2.5。（9分）

11.某被测压力变化范围为L0~L6Mpa,较为平稳，要求测量误差不得大于0.05MPa,就地指示压力表示值，试

选用一台压力表，指出其类型、量程和精度。可供选用的压力表量程规格为0~1.6、0~2.5、0〜4.0MPa,精度

等级为1.0,1.5,2.5。（10分）

12.某台测温仪表的测量范围是0〜1000C,出厂时经校验，其刻度标尺上的各点测量结果为

标准表读数/℃02004006007008009001000

被校表读数/℃02014026047068059031001

（1）求出该测温仪表的最大绝对误差值；（2）确定该测温仪表的精度等级；（3）如果工艺上允许的最大绝对

误差为±8℃,问该测温仪表是否符合要求？（我国规定的仪表等级有0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5等）

（10分）

13.测量高温液体（指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况）时，在负压管上装有冷凝罐（见图6）,问这时用差压

变送耨来测量液位时，有无迁移？何种迁移？迁移量多少？（10分）

图6

四.分析

1.某贮槽，其进口流量来自上一工序，不可控，控制目标是保证贮槽的液位恒定，为此设计一箱单液位控制系

统，如图7所示，试问：

（1）画出简单控制系统的方块图。（6分）

（2）指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和主要扰动变量。（4分）

图7

2、乙块发生器是利用电石和水来产生乙块气的装置。为了降低电石消耗量，提高乙块气的收率，确保平安生产,

设计了图8所示的温度控制系统。工艺要求乙快发生器的反应温度控制在（80±1）°C。试画出该温度控制系统

的方块图，并指出图中的被控对象、被控变量、操纵变量以及可能存在的扰动。（10分）

图8

3、（10分）图9为一精储塔的塔釜液位于塔底产品流量的串级均匀控制系统。

（1）画出该控制系统的方框图（5分）

（2）简述该系统与一般串级控制系统的异同点（5分）

图9

4、（15分）某聚合反应釜内进行放热反应，釜内温度过高会发生事故，为此采用夹套水冷却。由于釜温控制要

求较高，故设置控制系统如图10所示

（1）这是什么类型的控制系统？（5分）

（2）其主变量和副变量是什么？（5分）

（3）选择控制阀的气开、气关型式和主、