西工大2020年4月《化工仪表及自动化》作业机考参考答案

西工大2020年4月《化工仪表及自动化》作业机考参考答案

姓名：__________考号：__________题号一二三四五总分评分一、单选题(共10题)1.仪表的测量精度分为几个等级？()A.4个B.5个C.6个D.7个2.在自动化控制系统中，PID控制器中的“P”代表什么？()A.预设值B.偏差C.积分D.比例3.热电阻传感器的工作原理是什么？()A.电磁感应原理B.热电偶原理C.电阻随温度变化的原理D.光电转换原理4.压力变送器的输出信号通常是什么类型？()A.电流信号B.电压信号C.振动信号D.红外信号5.流量计按测量原理可以分为哪几类？()A.2类B.3类C.4类D.5类6.在自动化控制系统中，什么是反馈控制？()A.通过输入信号进行控制B.通过输出信号进行控制C.通过预设值进行控制D.通过控制器进行控制7.热电偶的测量范围可以达到多少摄氏度？()A.-200℃至+800℃B.-200℃至+1600℃C.-200℃至+1200℃D.-200℃至+1000℃8.什么是模拟量？()A.电压信号B.电流信号C.数字信号D.光信号9.在自动化控制系统中，什么是闭环控制？()A.只依靠预设值进行控制的系统B.只依靠控制器进行控制的系统C.只依靠输出信号进行控制的系统D.依靠输出信号与预设值比较进行控制的系统10.什么是工业以太网？()A.一种无线通信技术B.一种光纤通信技术C.一种基于以太网的工业现场总线D.一种基于USB的工业现场总线二、多选题(共5题)11.以下哪些属于化工自动化仪表中的传感器？()A.压力变送器B.温度控制器C.流量计D.磁力流量计E.显示仪表F.执行器12.在化工过程中，下列哪些因素会影响控制系统的稳定性和精度？()A.设备的磨损B.流体流动的不稳定性C.温度的波动D.仪表的故障E.信号的传输延迟13.以下哪些是常见的自动化控制系统中的控制器类型？()A.比例控制器B.积分控制器C.比例-积分-微分（PID）控制器D.模糊控制器E.专家控制器14.以下哪些因素会影响热电阻传感器的测量精度？()A.环境温度的变化B.热电阻丝的材料特性C.接触不良D.电缆长度E.传感器安装位置15.以下哪些是工业自动化控制系统中的总线标准？()A.ProfibusB.CAN总线C.FoundationFieldbusD.ModbusE.HART三、填空题(共5题)16.热电偶的冷端温度补偿是通过对冷端进行温度测量，然后将其值从热电势中减去，从而得到热端温度的真实值。这种补偿方法称为______。17.在流量计中，用于测量流体流速并转换为电信号的部件称为______。18.PID控制器中的比例增益（Kp）决定了控制作用的强度，其值越大，控制作用的强度______。19.热电阻传感器的热阻随温度变化而变化，其变化率称为______。20.在自动化控制系统中，用于将控制信号转换为执行机构可以接受的物理动作的部件称为______。四、判断题(共5题)21.热电偶的测量范围仅限于-200℃至+800℃。()A.正确B.错误22.PID控制器中的积分作用可以消除稳态误差。()A.正确B.错误23.模拟量信号可以直接用于数字计算机处理。()A.正确B.错误24.在流量计中，差压式流量计的测量精度高于电磁流量计。()A.正确B.错误25.热电阻传感器适用于所有温度范围的温度测量。()A.正确B.错误五、简单题(共5题)26.简述热电偶的工作原理。27.什么是PID控制器，其三个组成部分分别起什么作用？28.什么是流量计，常见的流量计有哪些类型？29.简述热电阻传感器在化工过程中的应用。30.什么是工业以太网？其在工业自动化控制系统中的作用是什么？

西工大2020年4月《化工仪表及自动化》作业机考参考答案一、单选题(共10题)1.【答案】B【解析】仪表的测量精度通常分为5个等级，分别是0.1级、0.2级、0.5级、1.0级和2.5级。2.【答案】D【解析】PID控制器中的“P”代表比例（Proportional），它是根据偏差的大小来调整控制输出的部分。3.【答案】C【解析】热电阻传感器的工作原理是利用金属导体的电阻值随温度变化的特性来进行温度测量。4.【答案】A【解析】压力变送器的输出信号通常为电流信号，如4-20mA，这是因为电流信号具有较好的抗干扰性能。5.【答案】B【解析】流量计按测量原理可以分为3类：差压式、速度式和质量式流量计。6.【答案】B【解析】在自动化控制系统中，反馈控制是指通过输出信号（即被控变量）与设定值的比较，来调整控制器的输出信号，以达到控制目标。7.【答案】B【解析】热电偶的测量范围非常广泛，可以达到-200℃至+1600℃，适用于各种高温测量。8.【答案】A【解析】模拟量是指连续变化的物理量，如电压、电流等，它们可以无限地取值。9.【答案】D【解析】在自动化控制系统中，闭环控制是指依靠输出信号与预设值比较进行控制的系统，通过反馈来调整控制器的输出。10.【答案】C【解析】工业以太网是一种基于以太网的工业现场总线，广泛应用于工业自动化控制系统中。二、多选题(共5题)11.【答案】ACDF【解析】传感器是检测和转换物理量的装置，压力变送器、流量计和磁力流量计都是传感器的一种，用于检测压力和流量。温度控制器和执行器不属于传感器，而显示仪表用于显示信息，也不属于传感器。12.【答案】ABCDE【解析】设备的磨损、流体流动的不稳定性、温度的波动、仪表的故障以及信号的传输延迟都会对控制系统的稳定性和精度产生影响。13.【答案】ABCD【解析】常见的自动化控制系统中的控制器类型包括比例控制器、积分控制器、比例-积分-微分（PID）控制器、模糊控制器和专家控制器等。14.【答案】ABCE【解析】影响热电阻传感器测量精度的因素包括环境温度的变化、热电阻丝的材料特性、接触不良和传感器安装位置。电缆长度虽然可能影响信号传输，但通常不会直接影响传感器的测量精度。15.【答案】ABCDE【解析】工业自动化控制系统中的总线标准包括Profibus、CAN总线、FoundationFieldbus、Modbus和HART等，这些标准用于设备间的通信和数据交换。三、填空题(共5题)16.【答案】冷端补偿【解析】冷端补偿是一种常用的补偿方法，通过测量冷端温度并将其从热电势中扣除，得到的热电势值更接近实际热端温度。17.【答案】传感器【解析】流量计中的传感器是用来检测流体流速并转换为电信号的装置，它可以将非电学量转换为电学量，便于后续处理和控制。18.【答案】越强【解析】比例增益（Kp）是PID控制器中一个重要的参数，它决定了控制器对偏差的响应强度。Kp值越大，控制器对偏差的响应越强烈。19.【答案】电阻温度系数【解析】电阻温度系数是描述热电阻随温度变化时电阻值变化程度的参数，通常用β表示，单位是Ω/℃。20.【答案】执行器【解析】执行器是自动化控制系统中的关键部件，它将控制信号转换为执行机构可以接受的物理动作，如打开或关闭阀门、调节电机转速等。四、判断题(共5题)21.【答案】错误【解析】热电偶的测量范围可以根据不同的热电偶类型有很大的差异，有些可以测量到高达2600℃的温度，因此并非所有热电偶的测量范围都限于-200℃至+800℃。22.【答案】正确【解析】PID控制器中的积分作用可以逐渐减小偏差，使得系统最终达到稳态，从而消除稳态误差。23.【答案】错误【解析】模拟量信号需要通过模数转换器（A/D转换器）转换为数字量后，才能被数字计算机处理。24.【答案】错误【解析】流量计的测量精度取决于多种因素，电磁流量计通常具有很高的测量精度，而差压式流量计的精度则取决于流体的性质和安装条件。因此，不能一概而论差压式流量计的测量精度一定高于电磁流量计。25.【答案】错误【解析】热电阻传感器的适用温度范围有限，不同类型的热电阻传感器有不同的工作温度范围，不能适用于所有温度范围的温度测量。五、简答题(共5题)26.【答案】热电偶的工作原理是基于塞贝克效应，即两种不同材料的导体在两端形成闭合回路时，当两端存在温差时，会产生电动势。热电偶由两种不同材料的导体组成，其一端连接在一起形成热端，另一端连接在一起形成冷端。当热端温度升高时，电动势增大，通过测量电动势的大小，可以确定热端的温度。【解析】热电偶是一种常见的温度测量仪表，其工作原理基于塞贝克效应，是物理化学中的一种现象，对于理解其工作原理非常重要。27.【答案】PID控制器是一种常见的工业控制算法，它由比例（P）、积分（I）和微分（D）三个部分组成。比例部分根据当前的偏差大小进行控制；积分部分累积过去的偏差，用于消除稳态误差；微分部分预测未来的偏差，用于提高系统的响应速度。【解析】PID控制器是自动化控制中非常重要的组成部分，理解其工作原理对于设计有效的控制系统至关重要。28.【答案】流量计是用于测量流体流量的仪表。常见的流量计类型包括差压式流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡街流量计和热式流量计等。差压式流量计利用流体流动时产生的差压来测量流量；电磁流量计利用流体在磁场中的导电性来测量流量；超声波流量计利用超声波在流体中的传播速度来测量流量；涡街流量计利用流体通过涡街时产生的频率来测量流量；热式流量计利用流体流动时加热元件的温度变化来测量流量。【解析】流量计是化工、能源、环保等行业中常用的仪表，了解不同类型流量计的原理和适用范围对于选择合适的仪表非常重要。29.【答案】热电阻传感器在化工过程中广泛应用于温度测量和控制。它可以直接测量各种液态、气态和固态介质的温度，如反应釜、管道、储罐等。热电阻传感器具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点，是化工过程控制中不可或缺的仪表。【解析】热电阻传