自控仪表考试题目与答案

自控仪表考试题目与答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共30分）1.下列哪种仪表属于接受元件？（）A.执行器B.变送器C.传感器D.调节器2.某温度变送器输出4-20mA信号，量程为0-500℃，当输出为12mA时，对应的实际温度为？（）A.200℃B.250℃C.300℃D.350℃3.在自控系统中，被控变量是指？（）A.输入变量B.输出变量C.输入与输出之间的偏差D.被控对象的某个物理量4.比例控制作用的主要缺点是？（）A.系统超调量大B.系统响应慢C.存在稳态误差D.抗干扰能力强5.在串级控制系统中，副回路的主要作用是？（）A.提高系统的型次B.快速克服进入副回路的干扰C.改善系统的相角裕度D.增大系统的开环增益6.某调节阀的流量特性为线性特性，当阀门开度增加一倍时，其通过流量将？（）A.不变B.增加一倍C.大于增加一倍D.小于增加一倍7.气动调节阀常用的执行机构是？（）A.电动执行机构B.液动执行机构C.气动薄膜执行机构D.阀门定位器8.在自控系统中，安全仪表系统的设计通常遵循的原则是？（）A.最小化风险B.最大化输出C.最简化设计D.最小化成本9.下列哪种传感器属于接触式传感器？（）A.热辐射传感器B.霍尔传感器C.光纤传感器D.接触温度计10.某调节系统的传递函数为G(s)=10/(s+2)(s+5)，其类型为？（）A.0型系统B.I型系统C.II型系统D.III型系统11.在进行自控仪表安装时，以下哪项操作是不正确的？（）A.仪表应水平安装B.管道应尽量缩短，避免弯曲C.仪表应安装在振动剧烈的位置D.仪表应远离热源和强电磁场12.某压力变送器的量程为0-1MPa，精度等级为0.5级，其最大允许误差为？（）A.±0.5kPaB.±5kPaC.±0.5MPaD.±5MPa13.在自控系统中，下列哪种元件属于执行器？（）A.传感器B.变送器C.调节器D.阀门14.某调节阀的阀阻系数Cv为100，当阀前压力为1MPa，阀后压力为0.3MPa时，其流通能力约为？（）A.100B.200C.300D.40015.在进行自控仪表调校时，以下哪项操作是不必要的？（）A.清洁仪表和连接线路B.检查仪表的供电和信号源C.使用标准信号发生器进行校准D.记录校准过程中的所有环境参数二、填空题（每空1分，共20分）1.测量仪表的精度通常用_______和_______来表示。2.在自控系统中，调节器的正反作用取决于_______的正反作用和_______的正反作用。3.气动信号的标准压力范围通常是_______kPa。4.电动信号的标准电压范围通常是_______V。5.传感器是将_______转换成_______的装置。6.执行器按能源形式可分为_______执行器和_______执行器。7.比例积分微分（PID）控制中，P代表_______控制作用，I代表_______控制作用，D代表_______控制作用。8.安全仪表系统的完整性等级分为_______、_______、_______、_______四个等级。9.安装仪表时，应确保仪表的安装方向符合其_______的要求。10.仪表的量程是指仪表能够测量的_______范围。11.仪表的分辨率是指仪表能够检测到的_______最小变化量。12.在进行仪表回路测试时，常用的工具是_______和_______。13.调节阀的流量特性是指阀门前后的压差变化时，通过阀门的_______与_______之间的变化关系。14.串级控制系统中的内环称为_______，外环称为_______。15.仪表的校准是指用标准仪表对被校仪表的_______和_______进行检查和调整的过程。三、判断题（每题1分，共10分，对的打√，错的打×）1.测量仪表的精度越高，其测量结果就越可靠。（）2.在串级控制系统中，副回路的时间常数通常比主回路的时间常数大。（）3.气动执行机构比电动执行机构响应速度更快。（）4.安全仪表系统的设计应该遵循“最小化风险”的原则。（）5.传感器是将非电量转换成电量的装置。（）6.执行器是自控系统的核心环节。（）7.比例控制作用能够消除系统的稳态误差。（）8.仪表的量程越小，其测量精度越高。（）9.在进行仪表安装时，可以忽略仪表的安装方向。（）10.仪表的校准是永久性的，不需要定期进行。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述自控系统的基本组成及其功能。2.简述比例控制作用的特点和缺点。3.简述选择自控仪表时应考虑的主要因素。4.简述安全仪表系统（SIS）与普通控制系统（DCS）的主要区别。五、计算题（每题10分，共20分）1.某温度变送器的量程为0-800℃，精度等级为1.0级，现对其进行校准，标准温度为500℃时，变送器输出为19.5mA，求该变送器在该点的实际输出误差是多少？该变送器是否合格？2.某调节阀的阀阻系数Cv为150，阀门前压力为0.6MPa，阀后压力为0.2MPa，求该调节阀的流通能力是多少？假设阀门前压力不变，阀后压力增加到0.4MPa，流通能力将如何变化？试卷答案一、选择题1.C解析：传感器是接受元件，将非电量转换成电信号。2.B解析：量程为0-500℃，对应输出4-20mA，即每100℃对应4mA，(12-4)/4=2，对应200℃。3.D解析：被控变量是控制系统中被控制的物理量，如温度、压力、流量等。4.C解析：比例控制只能减小误差，但不能完全消除，存在稳态误差。5.B解析：副回路的主要作用是快速克服进入副回路的干扰，提高系统的响应速度和稳定性。6.D解析：线性特性指阀门开度与通过流量成正比，开度增加一倍，流量大于增加一倍。7.C解析：气动调节阀常用的执行机构是气动薄膜执行机构。8.A解析：安全仪表系统的设计遵循最小化风险的原则，确保设备和人员安全。9.D解析：接触温度计需要接触被测物体，属于接触式传感器。10.B解析：传递函数中包含两个积分环节(s+2和s+5)，故为I型系统。11.C解析：仪表应避免安装在振动剧烈的位置，否则影响测量精度。12.B解析：最大允许误差=量程*精度等级=1MPa*0.5%=0.5kPa，转换为kPa为5kPa。13.D解析：阀门是执行机构，用于执行调节作用。14.B解析：流通能力Q=Cv*sqrt(ΔP)，假设流体密度为1，Q=Cv*sqrt(0.7MPa)=200。15.D解析：校准需要记录环境参数（温度、湿度等），以便进行修正，不是不必要的。二、填空题1.量程，精度等级解析：精度用量程和精度等级表示。2.调节器，对象解析：正反作用取决于两者，需匹配。3.0.14-0.2解析：气动信号标准压力范围。4.1-5解析：电动信号标准电压范围。5.非电量，电量解析：传感器的基本功能是信号转换。6.气动，电动解析：按能源形式分类。7.比例，积分，微分解析：PID控制的三个组成部分。8.SIS-1，SIS-2，SIS-3，SIS-4解析：SIS完整性等级。9.使用说明书解析：安装方向需遵循说明书。10.测量范围解析：量程定义。11.最小解析：分辨率是能检测的最小变化。12.万用表，校验仪解析：常用测试工具。13.流量，压差解析：流量特性描述流量与压差关系。14.内环，外环解析：串级控制结构。15.量程，精度解析：校准主要检查和调整这两项。三、判断题1.√解析：精度高意味着测量结果更接近真值，更可靠。2.√解析：副回路通常时间常数小，反应快，能更快抑制干扰。3.√解析：气动执行机构通常响应速度比电动快。4.√解析：SIS设计核心是降低风险。5.√解析：传感器定义。6.×解析：调节器是核心，执行器是执行调节作用的部分。7.×解析：比例只能减小误差，不能消除。8.×解析：量程小相对测量值小，但精度等级相同，绝对误差可能更大。9.×解析：安装方向很重要，需遵循要求。10.×解析：校准需要定期进行，保证精度。四、简答题1.答：自控系统通常由传感器、变送器、控制器、执行器和被控对象组成。传感器检测被控变量，变送器将其转换成标准信号，控制器进行比较、计算和调节，执行器执行调节作用，改变被控对象的输入，最终使被控变量稳定在设定值。2.答：比例控制作用的特点是：响应速度快，无稳态误差（理论上）。缺点是：存在余差，调节作用过强时易引起超调和振荡，系统稳定性差。3.答：选择自控仪表时应考虑：测量范围和量程、精度等级、响应速度、环境条件（温度、湿度、振动等）、安装方式、信号类型、成本、维护方便性、与系统兼容性等因素。4.答：主要区别在于：SIS是安全相关系统，用于保护人员、设备和环境，通常要求高完整性和容错能力，有独立