2025 年高职化学工艺（化工仪表及自动化）上学期期末测试卷

2025年高职化学工艺（化工仪表及自动化）上学期期末测试卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.化工仪表按其功能可分为（）。A.检测仪表、显示仪表、调节仪表B.温度仪表、压力仪表、流量仪表C.现场仪表、控制室仪表D.一次仪表、二次仪表2.以下哪种传感器不属于压力传感器（）。A.应变片式压力传感器B.压阻式压力传感器C.热电偶D.压电式压力传感器3.热电偶产生热电势的条件是（）。A.两热电极材料相同，两接点温度相同B.两热电极材料不同，两接点温度不同C.两热电极材料相同，两接点温度不同D.两热电极材料不同，两接点温度相同4.调节系统中调节器正反作用的确定是依据（）。A.实现闭环回路的正反馈B.实现闭环回路的负反馈C.系统放大倍数恰到好处D.生产的安全性5.比例调节规律的特点是（）。A.反应快，控制及时，有余差B.反应慢，控制不及时，无余差C.反应快，控制及时，无余差D.反应慢，控制不及时，有余差6.积分调节规律的特点是（）。A.消除余差B.调节作用及时C.调节作用快D.调节作用慢7.微分调节规律的特点是（）。A.超前调节B.滞后调节C.按偏差大小调节D.按偏差变化速度调节8.自动控制系统中，控制器的输出信号与输入信号之间的关系称为（）。A.控制规律B.调节规律C.反馈规律D.测量规律9.气动执行器主要由（）两部分组成。A.执行机构和控制机构B.执行机构和调节机构C.控制机构和调节机构D.控制机构和反馈机构10.电动执行器的输入信号一般为（）。A.0～10mA或4～20mAB.0～5V或1～5VC.0～20mA或0～10VD.0～10V或4～20V二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题有两个或两个以上正确答案，请将正确答案填在括号内）1.化工仪表的性能指标包括（）。A.精度B.变差C.灵敏度D.响应时间E.零点迁移2.温度测量仪表按测量方式可分为（）。A.接触式B.非接触式C.热电偶式D.热电阻式E.辐射式3.常用的流量测量仪表有（）。A.差压式流量计B.转子流量计C.电磁流量计D.超声波流量计E.涡轮流量计4.自动控制系统按给定值信号的特点可分为（）。A.定值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.开环控制系统E.闭环控制系统5.调节阀的流量特性有（）。A.直线流量特性B.等百分比流量特性C.抛物线流量特性D.快开流量特性E.对数流量特性三、判断题（总共10题，每题2分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.化工仪表只能测量化工生产过程中的各种参数，不能对生产过程进行控制。（）2.压力传感器的输出信号都是标准的电流信号。（）3.热电偶的热电势只与热电极材料和两接点温度有关，与热电偶的长度和直径无关。（）4.积分时间越长，积分作用越强，消除余差越快。（）5.微分时间越长，微分作用越强，系统的稳定性越好。（）6.自动控制系统中，被控变量是指需要控制的工艺参数。（）7.执行器的气开、气关形式的选择主要是从工艺生产的安全角度考虑的。（）8.调节阀的口径越大，其流通能力越大。（）9.仪表的精度等级越高，测量误差越小。（）10.控制系统的过渡过程中，衰减比越大，系统的稳定性越好。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述化工仪表及自动化在化工生产中的重要性。2.说明热电偶测温的基本原理。3.解释比例积分微分调节规律（PID调节规律）。五、综合分析题（总共1题，每题20分）某化工生产过程中，需要对反应釜内的温度进行精确控制。已知该反应釜的温度控制范围为100℃～200℃，要求控制精度为±1℃。现采用热电偶作为温度传感器，通过PID控制器控制加热装置。请分析：1.如何选择合适的热电偶型号？2.简述PID控制器的工作原理及参数调整方法。3.若反应釜温度出现较大波动，应如何分析和解决？答案：一、单项选择题1.A2.C3.B4.B5.A6.A7.D8.A9.B10.A二、多项选择题1.ABCD2.AB3.ABCDE4.ABC5.ABCD三、判断题1.×2.×3.√4.×5.×6.√7.√8.√9.√10.√四、简答题1.化工仪表及自动化在化工生产中至关重要。它能实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量等，为操作人员提供准确信息，以便及时调整生产状态。通过自动化控制，可实现生产过程的稳定运行，提高生产效率，保证产品质量，降低劳动强度，减少事故发生，确保化工生产的安全、高效、优质进行。2.热电偶测温的基本原理是基于热电效应。两种不同材料的导体或半导体A、B组成一个闭合回路，当两接点温度不同时，回路中就会产生热电势。热电势由接触电势和温差电势组成。接触电势是由于两种材料的自由电子密度不同，在接触处产生的电势差；温差电势是同一导体两端温度不同时，导体内部自由电子扩散速率不同而产生的电势差。通过测量热电势的大小，就可得出被测温度。3.比例积分微分调节规律（PID调节规律）：比例调节作用是依据偏差的大小来动作，偏差越大，调节作用越强，能快速克服干扰影响，使系统输出迅速接近给定值，但存在余差。积分调节作用是针对比例调节的余差，它能随时间积累偏差，不断调整输出，直到消除余差。微分调节作用是根据偏差变化速度动作，偏差变化越快，微分作用越强，能起到超前调节作用，改善系统动态性能，加快系统响应速度，减少调节时间。五、综合分析题1.根据反应釜温度控制范围100℃～200℃及精度要求，可选择合适分度号的热电偶，如K型热电偶，其测温范围较宽，能满足该温度区间测量，且精度能满足±1℃要求。2.PID控制器工作原理：根据给定值与测量值的偏差，按照比例、积分、微分调节规律计算控制量输出。参数调整方法：比例系数Kp越大，调节作用越强，但过大易引起振荡；积分时间Ti影响消除余差速度，Ti越小，积分作用越强；微分时间Td影响系统动态特性，Td越大，微分作用越强。需根据实际情况，通过试验逐步调整合适参数。3.若反应釜温度出现较大波动，首先检查热电偶是否正常工作，