2025年高职应用化工技术（化工仪表及自动化）试题及答案

2025年高职应用化工技术（化工仪表及自动化）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分)1.化工仪表及自动化中，能够将压力信号转换为电信号的仪表是（）A.热电阻温度计B.电容式压力变送器C.电磁流量计D.热电偶温度计2.在自动控制系统中，被控变量的设定值随时间任意变化的控制系统是（）A.定值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.均匀控制系统3.以下哪种控制器的控制作用是根据偏差的大小和方向进行控制的（）A.P控制器B.PI控制器C.PD控制器D.PID控制器4.化工生产中，用于测量流量的仪表，其输出信号通常为（）A.电流信号B.电压信号C.频率信号D.以上都有可能5.热电偶温度计利用的是（）A.热电效应B.热阻效应C.光电效应D.压电效应6.自动控制系统中，执行器的作用是（）A.检测被控变量B.比较设定值与测量值C.接受控制器输出信号，改变操纵变量D.实现控制规律7.以下哪种仪表属于物位测量仪表（）A.差压式液位计B.电磁流量计C.热电阻温度计D.压力变送器8.在控制系统中，比例度越大，系统的（）A.稳定性越好B.控制作用越强C.响应速度越快D.余差越小9.化工生产中，需要对温度进行精确控制时，常采用的控制规律是（）A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制10.流量测量中，转子流量计属于（）A.容积式流量计B.速度式流量计C.质量流量计D.差压式流量计11.自动控制系统的性能指标中，反映系统快速性的是（）A.稳定性B.准确性C.响应速度D.最大偏差12.热电偶的冷端温度补偿方法中，常用的是（）A.补偿导线法B.计算修正法C.仪表机械零点调整法D.以上都是13.化工仪表的精度等级是根据仪表的（）来划分的。A.最大绝对误差B.相对百分误差C.引用误差D.基本误差14.在PID控制器中，积分作用主要用于消除（）A.系统的稳态误差B.系统的动态误差C.系统的干扰D.系统的振荡15.以下哪种传感器可用于检测气体浓度（）A.温度传感器B.压力传感器C.气体传感器D.流量传感器16.自动控制系统中，被控对象是指（）A.控制器B.执行器C.生产过程中需要控制的工艺设备或生产过程D.测量变送装置17.化工生产中，对压力测量要求较高时，常采用的压力计是（）A.弹簧管压力计B.活塞式压力计C.电接点压力表D.压力传感器18.控制系统中，反馈信号是指（）A.从被控对象输出端取出并送回到输入端的信号B.控制器的输出信号C.给定值D.干扰信号19.热电阻温度计的测量原理是基于（）A.电阻随温度变化B.电压随温度变化C.电流随温度变化D.电容随温度变化20.在化工仪表及自动化中，智能仪表的特点不包括（）A.具有自动补偿功能B.可以实现远程监控C.精度较低D.具备自诊断功能第II卷（非选择题，共60分）21.填空题（每题2分，共10分）（1）化工仪表按其功能可分为检测仪表、______、执行器等。（2）自动控制系统的基本组成包括被控对象、测量变送装置、______、执行器。（3）热电偶的热电势大小与______和______有关。（4）流量测量的方法主要有容积法、速度法、______等。（5）在控制系统中，比例控制作用的表达式为______。22.简答题（每题5分，共20分）（w1）简述自动控制系统的工作原理。（w2）说明PID控制器中比例、积分、微分控制作用的特点及作用。（w3）化工生产中常用的温度测量仪表有哪些？各有什么特点？（w4）简述流量测量仪表的选型原则。23.计算题（每题10分，共20分）（w1）某温度控制系统，采用热电偶测量温度，已知热电偶的热电势E（t,t0）=38.5mV，参考端温度t0=25℃，查热电偶分度表得E（25,0）=1.0mV，求被测温度t。（w2）某压力控制系统中，压力变送器的量程为0-10MPa，输出信号为4-20mA，当压力为5MPa时，求变送器的输出电流。24.分析题（10分）以下是某化工生产过程的简单控制系统示意图，请分析该系统的工作原理，并指出被控对象、被控变量、操纵变量、测量变送装置、控制器和执行器分别是什么。材料：在一个化工反应釜中，需要对反应温度进行控制。通过热电偶测量反应釜内的温度，并将温度信号转换为电信号传送给控制器。控制器根据设定的温度值与测量值进行比较，然后输出控制信号给执行器。执行器通过调节加热蒸汽的流量来改变反应釜内的温度。25.设计题（10分）材料：某化工生产过程中，需要对一个储液罐的液位进行自动控制。要求当液位低于下限值时，启动进料泵进料；当液位高于上限值时，停止进料泵进料。请设计一个简单的液位控制系统，画出控制系统原理图，并说明各组成部分的作用。答案：1.B2.B3.A4.D5.A6.C7.A8.A9.D10.B11.C12.D13.C14.A15.C16.C17.B18.A19.A20.C21.（1）控制仪表（2）控制器（3）热电偶材料、两端温度（4）质量法（5）u=Kpe22.（w1）自动控制系统工作原理：通过测量变送装置检测被控变量，将其反馈到输入端与给定值比较，产生偏差信号。控制器根据偏差信号按控制规律输出控制信号，驱动执行器改变操纵变量，从而使被控变量趋近给定值，实现对生产过程的自动控制。（w2）比例控制作用特点：反应快，能迅速克服干扰影响，使系统输出快速跟随输入变化，但存在余差。作用是按比例减小偏差。积分控制作用特点：能消除余差，但控制作用缓慢。作用是消除稳态误差。微分控制作用特点：能反映偏差变化趋势，提前控制，改善系统动态性能。作用是加快系统响应速度，减小超调量。（w3）常用温度测量仪表有热电偶温度计，特点是测量范围广、精度较高、响应速度快；热电阻温度计，测量精度高、稳定性好；双金属温度计，结构简单、价格低廉、读数方便；压力式温度计，适用于远距离测量。（w4）选型原则：根据工艺要求确定流量测量范围；考虑流体性质，如腐蚀性、粘性等选择合适的测量仪表类型；保证测量精度满足生产要求；考虑仪表的可靠性、维护性和经济性；根据安装环境选择合适的安装方式和结构形式。23.（w1）E（t,0）=E（t,t0）+E（t0,0）=38.5+1.0=39.5mV，查热电偶分度表得t=950℃。（w2）根据公式I=4+(20-4)×(P/Pmax)，P=5MPa，Pmax=10MPa，I=4+(20-4)×(5/10)=12mA。24.被控对象：化工反应釜；被控变量：反应釜内温度；操纵变量：加热蒸汽流量；测量变送装置：热电偶及信号转换装置；控制器：实现控制规律的装置；执行器：调节加热蒸汽流量的阀门。工作原理：热电偶测量反应釜温度并转换为电信号传至控制器，控制器比较设定值与测量值产生偏差信号，输出控制信号使执行器调节加热蒸汽流量，从而控制