化工儀表和自動(dòng)化總復(fù)習(xí)試題目和答案解析

1、WORD完美格式編輯10131313鐘曉帆化工儀表及自動(dòng)化總復(fù)習(xí)習(xí)題及答案第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)基本概念一、基本要求1. 掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成，了解各組成部分的作用以及相互影響和聯(lián)系；2. 掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用術(shù)語，了解方塊圖的意義及畫法；3. 掌握管道及控制流程圖上常用符號(hào)的意義；4. 了解控制系統(tǒng)的分類形式，掌握系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性的意義；5. 掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下，過渡過程的形式和過渡過程的品質(zhì)指 標(biāo)。二、常用概念1. 化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容：化工生產(chǎn)過程自動(dòng)化，一般包括自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)操縱、 自動(dòng)保護(hù)和自動(dòng)控制等方面的內(nèi)容。2. 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成：被控對(duì)象和自動(dòng)化裝置

2、（測(cè)量元件與變送器、控制 器、執(zhí)行器）。3. 被控對(duì)象：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器叫做 被控對(duì)象，簡(jiǎn)稱對(duì)象。4. 被控變量：過程內(nèi)要求保持設(shè)定數(shù)值的物理量。5. 操縱變量：受控制器操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持設(shè)定值的 物料量或能量。6. 干擾作用：指除操縱變量以外的各種因素引起被控變量偏離給定值的作用。7. 設(shè)定值：被控變量的設(shè)定值。8. 偏差：個(gè)別測(cè)定值與測(cè)定的平均值之差。9. 閉環(huán)系統(tǒng)：指控制器與被控對(duì)象之間既有順向控制又有反向聯(lián)系的自動(dòng)控 制。10. 開環(huán)系統(tǒng)：指控制器與被控對(duì)象之間只有順向控制而沒有反向聯(lián)系的自動(dòng)控制。11. 控制系統(tǒng)的過渡過程

3、：一個(gè)控制系統(tǒng)在處界干擾或給定干擾作用下，從原有 的穩(wěn)定狀態(tài)過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)的過程稱為過渡過程。12. 反饋：把系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）的輸出信號(hào)直接或經(jīng)過一些環(huán)節(jié)重新引回到輸人端的 做法叫做反饋。13. 負(fù)反饋：反饋信號(hào)的作用方向與設(shè)定信號(hào)相反，即偏差信號(hào)為兩者之差，這 種反饋叫做負(fù)反饋。14. 正反饋：反饋信號(hào)的作用方向與設(shè)定信號(hào)相同， 反饋信號(hào)使原來的信號(hào)增強(qiáng)， 這種反饋叫做正反饋。三、問答題1. 控制系統(tǒng)按被調(diào)參數(shù)的變化規(guī)律可分為哪幾類？簡(jiǎn)述每種形式的基本含義。答：開環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)：操縱變量可以改變被控變量，但被控變量對(duì)操縱變量沒有影 響。閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)：操縱變量可以改變被控變量，被控變量又

4、對(duì)操縱變量產(chǎn)生影 響。定值控制系統(tǒng)：給定值為常數(shù)；隨動(dòng)控制系統(tǒng)：給定值為變數(shù)，要求跟隨變化；程序控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)：按預(yù)定時(shí)間順序控制參數(shù)。2. 在階躍擾動(dòng)作用下，控制系統(tǒng)的過渡過程有哪幾種形式？其中哪些形式能基本滿足控制要求？答：發(fā)散振蕩過程非振蕩發(fā)散過程等幅振蕩過程衰減振蕩過程非振蕩衰減過程。在上述五種過渡過程形式中，非振蕩衰減過程和衰減振蕩過程是穩(wěn)定過程， 能基 本滿足控制要求。但由于非振蕩衰減過程中被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值的進(jìn)程過于 緩慢，致使被控變量長(zhǎng)時(shí)間偏離設(shè)定值， 所以一般不采用。只有當(dāng)生產(chǎn)工藝不允 許被控變量振蕩時(shí)才考慮采用這種形式的過渡過程。3. 試述控制系統(tǒng)衰減振蕩過程的品質(zhì)指標(biāo)及

5、其含義。答：最大偏差（超調(diào)量）：在過渡過程中，被控變量偏離給定值的最大數(shù)值。 衰減比：表示衰減程度的指標(biāo)。余差：當(dāng)過渡過程終了時(shí)，被控變量所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的偏差。過渡時(shí)間：從干擾作用發(fā)生的時(shí)刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時(shí)止，過渡過 程所經(jīng)歷的時(shí)間。振蕩周期（振蕩頻率）：過渡過程同向兩波峰之間的間隔時(shí)間。4. 什么是控制系統(tǒng)的方塊圖？它與工藝管道及控制流程圖有何區(qū)別？答：自動(dòng)控制系統(tǒng)的方塊圖是由傳遞方塊、信號(hào)線（帶有箭頭的線段）、綜合點(diǎn)、 分支點(diǎn)構(gòu)成的表示控制系統(tǒng)組成和作用的圖形。其中：每一個(gè)方塊代表系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分， 方塊內(nèi)填入表示其自身特征的 數(shù)學(xué)表達(dá)式；方塊間用帶有箭頭

6、的線段表示相互間的關(guān)系及信號(hào)的流向。采用方塊圖可直觀的顯示出系統(tǒng)中各組分部分以及它們之間的相互影響和信號(hào)的聯(lián)系， 以便對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行分析和研究。而工藝管道及控制流程圖則是在控制方案確定以后， 根據(jù)工藝設(shè)計(jì)給出的流程 圖，按其流程順序標(biāo)注有相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)、控制點(diǎn)、控制系統(tǒng)及自動(dòng)信號(hào)、連鎖保 護(hù)系統(tǒng)的圖。在工藝管道及控制流程圖上設(shè)備間的連線是工藝管線，表示物料流動(dòng)的方向，與方塊圖中線段的含義截然不同。5. 在自動(dòng)化系統(tǒng)中，儀表符號(hào)由哪幾部分組成，各表示什么意義？ 答：儀表位號(hào)由字母組合和回路編號(hào)組成：修飾詞。字母組合：首字母 被側(cè)變量，尾字母 儀表功能，中字母 回路編號(hào)：首位數(shù)一一工序號(hào)，后續(xù)數(shù)一一

7、順序號(hào)。四、選擇題：1反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)（ C ）閉環(huán)系統(tǒng)。A. 不一定是B.肯定不是C.肯定是 D無法判斷2 定值控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)是按什么來劃分的（C）。A.按自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) B.按自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特性C.按給定值變化的規(guī)律 D.調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)3. 在研究動(dòng)態(tài)特性時(shí)可以將（C ）看作系統(tǒng)對(duì)象環(huán)節(jié)的輸入量。A.干擾作用；B.控制作用；C干擾作用和控制作用；D.測(cè)量?jī)x表的信號(hào)4. 在下列儀表號(hào)位中表示有報(bào)警作用的字母為（C ）A、“ C”B、“ HC、“ A DT5. 控制系統(tǒng)在階躍干擾作用下的幾種過渡過程中，那種震蕩過程是最希望出現(xiàn)的震蕩過程（B ）A、非周期衰減過程B、衰減震

8、蕩過程C、等幅震蕩過程D、發(fā)散震蕩過程6. 下列哪些參數(shù)不是表示過渡過程品質(zhì)好壞的指標(biāo)（A ）A、變差B、余差C、最大偏差 D衰減比7. 關(guān)于調(diào)節(jié)系統(tǒng)方塊圖的說法，不正確的是（B ）0A. 一個(gè)方塊代表一個(gè)設(shè)備；B.方塊間的連線代表的是方塊間物料關(guān)系；C. 方塊圖上的線條及箭頭方向不一定與流體流向一致D. 方塊間連線只代表信號(hào)關(guān)系8. 控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)使得原來信號(hào)增強(qiáng)的叫做（B ）oA.負(fù)反饋 B.正反饋 C.前饋D.回饋9. 某換熱器的溫度控制系統(tǒng)（設(shè)定值是40 C ）在階躍擾動(dòng)作用下的過渡過程 曲線如圖6所示。則該系統(tǒng)的余差、衰減比、最大偏差是（ B ）oA、1、4: 1、4B、1、4:

9、1、5C、1、5:2、5D1、5:1、4填空題:1. 自動(dòng)化裝置是由測(cè)量元件與變送器、自動(dòng)控制器、執(zhí)行器、等環(huán)節(jié)組成。2描述控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)的參數(shù)有最大偏差或超調(diào)量、衰減比、余差、過渡 時(shí)間、震蕩周期或頻率等。六、綜合題：1. 某發(fā)酵過程工藝操作溫度為（40 2） C?？紤]到發(fā)酵效果，控制過程中溫度 偏離設(shè)定值最大不能超過6 C。先設(shè)計(jì)一定值控制系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)系統(tǒng)的最大 偏差、衰減比、余差、過渡時(shí)間（按被控變量進(jìn)入 -2%穩(wěn)態(tài)值即達(dá)到穩(wěn)定來確 定）和振蕩周期等過渡過程指標(biāo)，并回答該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？T/T .垸叵/MIN圖5解：由反應(yīng)曲線可知：最大偏差： A =45-40=50余差：C

10、=41-4O=1C衰減比：第一個(gè)波峰值 B = 45 - 41 = 4C第二個(gè)波峰值 B=42-41=1C過渡時(shí)間：由題要求，被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的_2%就可以認(rèn)為過渡過程已經(jīng)結(jié)束，那么限制范圍應(yīng)是41 20.82C由圖可看出，過渡時(shí)間 Ts =23min振蕩周期：T =18 -5 =13min作業(yè)21 某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為（900 士 10） C?？紤]安全因素，控制 過程中溫度偏離給定值最大不得超過 80 C?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1-19所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、超調(diào)量、衰減比和振蕩周期，并回答該控制系統(tǒng)能否滿足 題中

11、所給的工藝要求？解：最大偏差：A = 950-900 =50C超調(diào)量：B = 950 - 908 = 42C由于 B = 918-908 =10C所以，衰減比n =巴 42 =4.2B 10余差 C =908-900 =8C振蕩周期T =45-9 =36min所以，該控制系統(tǒng)能滿足題中所給的工藝要求第二章過程特性及數(shù)學(xué)模型一、基本要求1. 了解建立被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型的意義及數(shù)學(xué)模型的建立方法；2. 掌握用機(jī)理建模的方法，建立簡(jiǎn)單對(duì)象的數(shù)學(xué)模型；3. 掌握表征被控對(duì)象特性的三個(gè)參數(shù)一一放大倍數(shù) K、時(shí)間常數(shù)T、滯后時(shí)間t 的物理意義及其對(duì)控制質(zhì)量的影響；4. 了解被控對(duì)象特性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法。二、常

12、用概念1. 被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型：被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即被控對(duì)象的輸出 （被控量）在輸入量（控制量和擾動(dòng)量）作用下變化的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系式。2. 通道：由對(duì)象的輸入變量至輸出變量的信號(hào)聯(lián)系。3. 被控對(duì)象的放大倍數(shù)：如果有一定的輸入變化量Qi,通過對(duì)象就被放大了 K倍變?yōu)檩敵鲎兓?，則K稱被控對(duì)象的放大倍數(shù)。4. 被控對(duì)象的時(shí)間常數(shù)：對(duì)象受到干擾后，被控變量達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值所需要的時(shí) 間。5. 被控對(duì)象的滯后時(shí)間：純滯后（輸出變化落后于輸入變化的時(shí)間） 與容積滯后 （因物料或能量傳遞需要一定時(shí)間而引起的輸出變化遲緩）之和。三、選擇題1. 一般認(rèn)為，經(jīng)過（A ）時(shí)間后，動(dòng)態(tài)過程便結(jié)束了。A.

13、 3T;B. T ; C. 5T; D. 10T2. 在描述對(duì)象特性參數(shù)的滯后時(shí)間時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是（ C ）。A. 傳遞滯后又稱為純滯后；B. 容量滯后一般是由于物料和能量傳遞需要通過一定的阻力引起的；C. 容量滯后是有些對(duì)象在受到階躍輸入后，再經(jīng)過一段時(shí)間時(shí)間后被控變量才 開始變化；D. 滯后時(shí)間包括可分為容量滯后和純滯后時(shí)間。四、填空題1. 目前求取過程數(shù)學(xué)模型的方法有兩種。其中一種是根據(jù)過程的內(nèi)在機(jī)理，通過物料和能量平衡關(guān)系，用機(jī)理建模的方法求取過程的數(shù)學(xué)模型。2. 描述對(duì)象特性的三個(gè)參數(shù)是放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間，如果時(shí)間常 數(shù)越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越慢亠系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好。3.

14、過程特性是指被控過程的被控對(duì)象的輸入變量發(fā)牛變化時(shí),其輸出變量隨時(shí)間變化的規(guī)律。4. 由于物料或能量的傳遞需要通過一定的阻力導(dǎo)致的滯后稱為容量滯后。五、綜合題：1. 為了測(cè)量某物料干燥筒的對(duì)象特性，在T= 0時(shí)刻突然將加熱蒸汽量從25mVh 增加到28mVh，物料出口溫度記錄儀得到的階躍響應(yīng)曲線如圖所示。 試求出該對(duì)專業(yè)資料整理象的特性。已知流量?jī)x表量程為 040mVh，溫度儀表為0200C圖干燥筒的階躍響應(yīng)曲線解：由階躍應(yīng)曲線可看出該回想具有一階純滯后特性：150-120放大倍數(shù)K200228-2540時(shí)間常數(shù)T =4min滯后時(shí)間.=2min作業(yè)11.已知一個(gè)對(duì)象特性是具有純滯后的一階特性

15、，其時(shí)間常數(shù)為 為10,純滯后時(shí)間為2,試寫出描述該對(duì)象特性的一階微分方程。5,放大系數(shù)解：根據(jù)題意可知?jiǎng)t起一階微分方程為K =10 T =5=25于 yt it第二章檢測(cè)儀表與傳感器一、基本要求1掌握儀表精度的意義與測(cè)量誤差的關(guān)系。2了解儀表的性能指標(biāo)。3初步掌握各種壓力檢測(cè)儀表的基本原理及壓力表的選用方法。4了解各種流量計(jì)的測(cè)量原理。重點(diǎn)是差壓式流量計(jì)及轉(zhuǎn)子流量計(jì)。5. 了解各種液位測(cè)量方法。初步掌握液位測(cè)量中零點(diǎn)遷移的意義及計(jì)算方 法。6. 掌握熱電偶溫度計(jì)及熱電阻溫度計(jì)的測(cè)溫原理。熟悉熱電偶溫度測(cè)量中 的冷端溫度補(bǔ)償?shù)淖饔眉胺椒ā?. 了解DDZ-IH型顯示儀表的基本結(jié)構(gòu)及原理。二、常

16、用概念1. 精度：測(cè)量值與真值的接近程度。2. 絕對(duì)誤差：指儀表指示值 務(wù)與被測(cè)量的真值xt之間的差值，可表示為:=Xi -Xt。3. 相對(duì)誤差：某一點(diǎn)的絕對(duì)誤差 二與標(biāo)準(zhǔn)表在這一點(diǎn)的指示值之比Xo，可表 示為厶=x - x0。4. 相對(duì)百分誤差：絕對(duì)誤差折合成儀表測(cè)量范圍的百分?jǐn)?shù)，可表示為max 100% 。測(cè)量范圍上限值-測(cè)量范圍下限值5. 允許相對(duì)誤差：在正常情況下允許的最大誤差，可表示為 儀表允許的最大絕對(duì)誤差值100%。測(cè)量范圍上限值-測(cè)量范圍下限值6. 儀表精度等級(jí)：用來統(tǒng)一規(guī)定儀表的精確度等級(jí)。7. 靈敏度：儀表指針的線位移或角位移，與引起這個(gè)位移的被測(cè)參數(shù)變化量 的比值，可表示

17、為S = a。8. 靈敏限：指能引起儀表指針發(fā)生動(dòng)作的被測(cè)參數(shù)的最小變化量。9. 分辨力：指數(shù)字顯示器的最末位數(shù)字間隔所代表的被測(cè)參數(shù)變化量。10. 線性度：表征線性刻度儀表的輸出量與輸入量的實(shí)際校準(zhǔn)曲線與理論直 線的吻合程度。11. 反應(yīng)時(shí)間：用來衡量?jī)x表能不能盡快反映出參數(shù)變化的品質(zhì)指標(biāo)。三、問答題：1.工業(yè)壓力計(jì)按敏感元件通?？梢苑譃槟膸追N類型？試簡(jiǎn)述各種壓力計(jì)的 工作原理答：（1）液柱式壓力計(jì)：根據(jù)流體靜力學(xué)原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度進(jìn) 行測(cè)量的；（2）活塞式壓力計(jì)：根據(jù)液壓原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡祛 碼的質(zhì)量來進(jìn)行測(cè)量的；（3）彈性式壓力計(jì)：將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變

18、形的位移進(jìn)行測(cè)量的；（4）電氣式壓力計(jì)：通過機(jī)械和電氣元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成電量來進(jìn)行測(cè) 量的。2. 試述壓力計(jì)選型的主要內(nèi)容及安裝注意事項(xiàng)。答：（1）儀表類型選擇：類型選用必須滿足工藝生產(chǎn)要求。（2）量程與盤面選擇：根據(jù)操作中需測(cè)量的參數(shù)大小來確定。（3）精度選擇：根據(jù)工藝生產(chǎn)上所允許的最大測(cè)量誤差來確定。注意：取壓位置與隔離。3. 試述流量計(jì)的分類及其工作原理。答：（1）速度式流量計(jì)：以測(cè)量流體在管道內(nèi)的流速作為測(cè)量的依據(jù)來計(jì)算流 量。（2）壓差流量計(jì)：基于流體流動(dòng)的節(jié)流原理，在節(jié)流面積不變的情況下， 以壓差變化來反應(yīng)流量的大小。（3）轉(zhuǎn)子流量計(jì)：以壓降不變，利用節(jié)流面積的變化來測(cè)量流量的大

19、小。（4）電磁流量計(jì)：根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在非磁性管道中，利用測(cè)量導(dǎo)電流 體平均速度而顯示流量。（5）超聲波流量計(jì)：利用聲學(xué)原理來測(cè)定流過管道的流體的流速。（6）渦輪流量計(jì)：利用在一定流量范圍內(nèi)，對(duì)一定的流體介質(zhì)黏度，渦輪 旋轉(zhuǎn)的角速度與流體的流速成正比來反應(yīng)流量。（7）容積式流量計(jì)（齒輪流量計(jì)、活塞流量計(jì)）：利用機(jī)械測(cè)量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個(gè)已知的體積部分， 根據(jù)計(jì)量室逐次、重復(fù)地充滿和排放 該體積部分流體的次數(shù)來測(cè)量流量體積總量。（8）質(zhì)量流量計(jì)：以流體流過的質(zhì)量 M為依據(jù)計(jì)算流量。（9）間接質(zhì)量流量計(jì)：通過測(cè)量體積流量和流體密度經(jīng)計(jì)算得出質(zhì)量流量， 這種方式又稱為推導(dǎo)式。（10）直

20、接質(zhì)量流量計(jì)：由檢測(cè)元件直接檢測(cè)出流體的質(zhì)量流量。4. 試述物位計(jì)的分類及其工作原理。答:（1）直讀式物位計(jì)：主要有玻璃管液位計(jì)，玻璃板液位計(jì)。（2）浮力式物位計(jì)：利用浮子高度隨液位變化而改變或液體對(duì)浸沉于液體 中的浮子的浮力隨液位高度而變化的原理工作。（3）壓差式物位計(jì)：利用液柱或物料堆積對(duì)某定點(diǎn)產(chǎn)生壓力的原理工作。（4）電磁式物位計(jì)：使物位的變化轉(zhuǎn)換為一些電量的變化，通過測(cè)量這些 電量的變化來測(cè)知物位。（5）核輻射式物位計(jì)：利用輻射透過物料時(shí)，其強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度而變 化的原理工作。（6）超聲波物位計(jì)：由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲 波的反射距離的不同，測(cè)出這些變化就可測(cè)知

21、物位。（7）光電式物位計(jì)：利用物位對(duì)光波的遮斷和反射原理工作。5. 試述溫度測(cè)量?jī)x表的種類及其工作原理。答：（1）接觸式溫度計(jì)：測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)直接接觸，兩者進(jìn)行充分的熱交達(dá)測(cè) 溫目的。 膨脹式溫度計(jì)：根據(jù)物體受熱時(shí)體積膨脹的原理工作。 玻璃液體溫度計(jì)：當(dāng)溫度變化時(shí)，玻璃球中的液體體積會(huì)發(fā)生膨脹或收縮，使進(jìn)入毛細(xì)管中的液柱高度發(fā)生變化，從刻度上可指示出溫度的變化。 雙金屬溫度計(jì)：利用兩種不同金屬在溫度改變時(shí)膨脹程度不同的原理工作的。 壓力式溫度計(jì)：根據(jù)在封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體的飽和蒸汽受熱 后體積膨脹或壓力變化的原理工作。 熱電偶溫度計(jì)：根據(jù)熱電效應(yīng)原理工作。 熱電阻溫度計(jì)：根據(jù)

22、導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻值隨溫度的變化關(guān)系的原理工作。（2）非接觸溫度計(jì)：測(cè)溫元件與被測(cè)介質(zhì)不接觸，通過輻射或?qū)α鲗?shí)現(xiàn)熱交換 來測(cè)溫。 輻射溫度計(jì)：根據(jù)物體輻射的能量來測(cè)量溫度。 紅外溫度計(jì)（光電溫度計(jì)、熱電溫度計(jì)）：一切溫度高于零度的物體都在不停 向周圍四周發(fā)出紅外輻射能量。四、選擇題：1. 1.5級(jí)儀表的精度等級(jí)可寫為：（ A ）A. 1.5 級(jí) B. 1.5 級(jí) C. +1.5 級(jí) D. 1.52. 下列不屬于節(jié)流裝置的是（D ）。A、孔板；B、噴嘴；C、長(zhǎng)徑噴嘴D阿紐巴管3. 溫度越高，鉑、鎳、銅等材料的電阻值越（A ）。A. 大 B.小 C.不變 D.不一定4. 雙金屬溫度計(jì)的感溫元件，測(cè)量

23、溫度時(shí)必須是（ B ）A浸液1/2 ； B全部浸液；C浸液2/3 ； D浸入任何長(zhǎng)度5. 關(guān)于壓力計(jì)安裝的描述錯(cuò)誤的是（A ）A. 要選擇測(cè)量介質(zhì)拐彎處安裝；B. 測(cè)量流動(dòng)介質(zhì)時(shí)，應(yīng)使取壓點(diǎn)與流動(dòng)方向垂直安裝；C. 測(cè)量液體壓力時(shí)，取壓點(diǎn)應(yīng)安裝在管道下部；D. 測(cè)量蒸汽壓力時(shí)應(yīng)安裝凝液管。6. 下列儀表中屬于恒壓降的儀表是（D ）。A.孔板流量計(jì)B.文丘里管式流量計(jì)C.電磁流量計(jì)D.轉(zhuǎn)子流量計(jì)7. 在下列物位檢測(cè)儀表中，能夠檢測(cè)出兩種不同液體界面的儀表是（A.壓差式物位儀表 B.壓力式物位儀表C.電容式物位儀表 D.稱重式液罐計(jì)量?jī)x8. 在下列物位檢測(cè)儀表中，不與被測(cè)物體發(fā)生實(shí)際接觸并可以檢測(cè)

24、物位的儀表是（B ）。A.稱重式液罐計(jì)量?jī)xB.核輻射物位儀表 C.壓差式物位儀表 D.電容式物位儀表9. 在下列工業(yè)用流量計(jì)中，屬于容積式流量計(jì)的是（C ）。A.轉(zhuǎn)子流量計(jì)B.電磁流量計(jì)C.橢圓齒輪流量計(jì)D.科里奧利力式流量計(jì)10. 測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，被測(cè)介質(zhì)的最大工作壓力不得超過儀表量程的（C ），A.1 / 2；B.1 / 3；C.2 / 3；D.3 / 511. 關(guān)于壓力測(cè)量?jī)x表的下列描述中，錯(cuò)誤的是（D ）。A. 液柱式壓力計(jì)是根據(jù)流體靜力學(xué)的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成為液柱高度進(jìn)行 測(cè)量的；B. 彈性式壓力計(jì)利用彈性元件變形的位移進(jìn)行測(cè)量的；C. 電氣式壓力計(jì)是將壓力轉(zhuǎn)換為電量來進(jìn)行測(cè)量的

25、；D. 活塞式壓力計(jì)是將壓力轉(zhuǎn)換為活塞位移來進(jìn)行測(cè)量的。12. 熱電偶信號(hào)，在采集過程中，實(shí)質(zhì)上是（ C ）。A電流信號(hào)；B熱電阻信號(hào)；C 電壓信號(hào)；D 數(shù)字信號(hào)。13. 關(guān)于溫度檢測(cè)儀表的下列描述中錯(cuò)誤的是（C ）。A. 玻璃管溫度計(jì)屬于膨脹式溫度計(jì)的一種；B. 測(cè)量的溫度大于600度的溫度計(jì)為高溫計(jì)；C. 熱電偶是由兩種不同的金屬材料構(gòu)成的，不同材料構(gòu)成的熱電偶在相同的觸 點(diǎn)溫度下所產(chǎn)生的電勢(shì)相同；D. 在熱電偶回路中引入第三種導(dǎo)線對(duì)熱電偶所產(chǎn)生的電勢(shì)無影響。14. 熱電偶輸出電壓與（B ）有關(guān)。A.熱電偶兩端溫度 B.熱電偶兩端溫度和電極材料C.熱電偶熱端溫度 D.熱電偶兩端溫度、電極材

26、料及長(zhǎng)度15. 鎳鉻鎳硅熱電偶的分度號(hào)是（ C ）。A、E B 、S C 、K D 、B16. 關(guān)于用熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線配接進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，以下說法不正確的是（C ）A、熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)該配接B、補(bǔ)償導(dǎo)線也有極性C、采用了補(bǔ)償導(dǎo)線后可以不進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償D在一定溫度范圍內(nèi)，熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線有近似相同的熱電特性17. 一臺(tái)安裝在設(shè)備內(nèi)最低液位下方的壓力式液位變送器，為了測(cè)量準(zhǔn)確，壓力 變送器必須采用（A ）。A、正遷移 B 、負(fù)遷移C 、無遷移D 、不確定18. 差壓式液位計(jì)進(jìn)行負(fù)向遷移后，其量程（C ）。A 變大 B 、變小 C 、不變 D 、視遷移大小而定19. 用電容式液位計(jì)測(cè)量導(dǎo)電液體的

27、液位時(shí)，介電常數(shù)是不變的，那么液位變化相當(dāng)于（C ）在改變。A、電極電容 B、電極電感C 、電極面積 D 、電極能量20. 一臺(tái)1151壓力變送器量程范圍為03OOkPa現(xiàn)零位正遷50%，貝U 儀表的量程為（B ） oA. 150kPa B. 300kPa C. 450kPa D . 250kPa五、填空題1. 某溫度表的精度為0.5級(jí)，其測(cè)量下限是50C,上限是850C。則此表的量程 是800 C；測(cè)量范圍是50850 C；允許相對(duì)百分誤差是 0.5%;最大絕對(duì)誤差 是4Co2. 熱電偶溫度計(jì)中常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有冷端溫度保持0C、冷端溫度修正法、校正儀器零點(diǎn)法、 補(bǔ)償電橋法、 補(bǔ)償熱電

28、偶法五種。3. 彈簧管壓力表是利用輸入壓力產(chǎn)生位移量與被測(cè)壓力相平衡來測(cè)量的。4. 差壓式流量計(jì)是利用節(jié)流原理測(cè)量流量的。5. 電容式差壓變送器的測(cè)量部分是先將 壓差轉(zhuǎn)變成位移，然后再變成電容量變化作為轉(zhuǎn)換部分的輸入。6. 液位變送器測(cè)量進(jìn)行零點(diǎn)遷移時(shí)只改變 _測(cè)量范圍_，不改變量程。7. 在常用的熱電偶溫度計(jì)中，精度較高的是S熱電偶，線性最好的是K熱電偶， 靈敏度較高的是E熱電偶。8. 常用的熱電阻材料是金屬銅和鉑， 分度號(hào)是cu-50、cu-100，pt-10、pt-100， 線性好的是銅熱電阻，它適于測(cè)量較低溫度。9. 熱電偶是基于熱點(diǎn)效應(yīng)原理工作的。六、綜合題：1. 熱電偶測(cè)溫時(shí)，使用

29、補(bǔ)償導(dǎo)線的目的是什么？它能否進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？ 如不能應(yīng)如何處理？答：由熱電偶測(cè)溫原理知道，只有當(dāng)熱電偶冷端溫度保持不變時(shí)，熱電勢(shì)才是被測(cè)溫度的單值函數(shù)。但實(shí)際應(yīng)用中，由于熱電偶的工作端與冷端離得很近，而 且冷端又暴露在空間，易受到周圍環(huán)境溫度波動(dòng)的影響，因而冷端溫度難以保持恒定。當(dāng)然也可以把熱電偶做得很長(zhǎng)，使冷端遠(yuǎn)離工作端，但是這樣做會(huì)多 消耗許多貴重金屬材料。解決這一問題的方法是采用一種專用導(dǎo)線，將熱電偶 的冷端延伸出來，這種專用導(dǎo)線稱為“償導(dǎo)線”。補(bǔ)償導(dǎo)線不能進(jìn)行冷端補(bǔ)償，因?yàn)榘褵犭娕嫉睦涠藦臏囟容^高和不穩(wěn)定的地 方，延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的操作室內(nèi)，冷端溫度還不是0攝氏度。進(jìn)行冷端溫

30、度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ幸韵聨追N：（1）冷端溫度保持為0C的方法；（2）冷端溫度修正方法；（3）校正儀表零點(diǎn)法； 補(bǔ)償電橋法；（5）補(bǔ)償熱電偶法。2. 某壓力儀表的測(cè)量范圍是1001100Pa,其精度為0.5級(jí)，則這臺(tái)表的量程 是多少？允許相對(duì)百分誤差是多少？最大絕對(duì)誤差是多少？解：量程為 1100 -100 =1000Pa基本誤差有儀表的精度可知0.5%最大絕對(duì)誤差為：1000 _0.5%= 5Pa允許誤差為0.5%3. 一臺(tái)測(cè)溫儀表，其測(cè)溫范圍為0300 C,已知其最大絕對(duì)誤差為土 2C,則 其精度等級(jí)為多少？解：依題意得， 儀器的相對(duì)百分誤差為：2100% 77%300-0因此，其精度等級(jí)為1.0

31、級(jí)4. 有一臺(tái)測(cè)壓儀表，其標(biāo)尺范圍為 0400 KPa,要求測(cè)量時(shí)最大絕對(duì)誤差不超 過5 KPa，則應(yīng)該選擇精度等級(jí)為多少的儀表才能滿足要求。解：依題意得，儀器的相對(duì)百分誤差為：主 5100% 25%400 -0所以應(yīng)該選擇1.0級(jí)的儀表才能滿足要求。作業(yè)20某壓力表的測(cè)量范圍為01MPa精度等級(jí)為1級(jí)，試問此壓力表允許 的最大絕對(duì)誤差 是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來校驗(yàn)該壓力表，在校驗(yàn)點(diǎn)0.5MPa時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)上讀數(shù)為0.508MPa試問被校壓力表在這一點(diǎn)是否符合1級(jí)精 度，為什么？解：最大絕對(duì)誤差：max-01% =0.01MPa在校驗(yàn)點(diǎn)為0.5MPa處，校驗(yàn)得到的絕對(duì)誤差為：0.508-0.

32、5 = 0.008MPa在一 0.01MPa范圍之內(nèi)，所以被校驗(yàn)壓力表在這一點(diǎn)符合 1級(jí)精度。第四章自動(dòng)控制儀表一、基本要求1掌握各種基本控制規(guī)律及其特點(diǎn)。2熟悉比例度、積分時(shí)間、微分時(shí)間對(duì)控制系統(tǒng)的影響。3. 了解DDZ-H型和DDZ型控制器的特點(diǎn)和基本組成。二、常用概念1. 基地式控制儀表：由檢測(cè)器和顯示器組裝成的一個(gè)整體，同時(shí)具有檢測(cè)， 控制，顯示等功能的儀表。2. 單元組合式控制儀表：根據(jù)其功能不同分成若干單元，每個(gè)單元只完成其 中一種功能。3. 控制器的控制規(guī)律：控制器的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的關(guān)系。4. 雙位控制：控制器只有兩個(gè)輸出值，相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)只有開和關(guān)兩個(gè)極限 位置，又稱開

33、關(guān)控制。5. 放大倍數(shù)Kp：是一個(gè)可調(diào)的放大倍數(shù)，它決定了比例控制作用的強(qiáng)弱。6. 比例度指控制器輸入變化相對(duì)值和相應(yīng)的輸出變化相對(duì)值之比的百分 數(shù)。7. 無干擾切換：指在自動(dòng)-手動(dòng)切換時(shí)，控制器輸出不變，因此生產(chǎn)過程不 會(huì)有擾動(dòng)。三、問答題1.控制系統(tǒng)按控制規(guī)律可以分為哪幾類？各類控制規(guī)律的特點(diǎn)是什么？ 答：(1) 雙位控制系統(tǒng)：控制器只有兩個(gè)輸出值，相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)只有開和關(guān) 兩個(gè)極限位置。(2) 比例控制系統(tǒng)：即輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間成比例關(guān)系的控制系統(tǒng)， 一種最簡(jiǎn)單的控制方式，僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。(3) 積分控制系統(tǒng)：反應(yīng)慢，控制不及時(shí)，但能消除余差。(4) 微分控制系統(tǒng)

34、：動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn).其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后 (delay)組件,具 有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。(5) 比例積分控制系統(tǒng)：積分作用使控制器的輸出和偏差的積分成比例， 故過度過程結(jié)束時(shí)無余差，但是加上積分作用，穩(wěn)定性降低。積分作用時(shí)增大比 例度，可保持穩(wěn)定性，但超調(diào)量和振蕩周期增大，過度時(shí)間增長(zhǎng).此控制器是適 用最多的，它適用于調(diào)節(jié)通道滯后較小，負(fù)荷變化不大，工藝要求不能有余差的 系統(tǒng)。(6) 比例微分控制系統(tǒng)：它所產(chǎn)生的控制作用不僅反映了系統(tǒng)的靜態(tài)誤差， 同時(shí)還反映了誤差信號(hào)的變化率，因此微分使控制信號(hào)提前作用，使

35、系統(tǒng)的響應(yīng) 振蕩減 輕，過渡過程加快，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有利。(7) 比例積分微分控制系統(tǒng)：這種控制器既能快速進(jìn)行控制，又能消除余 差，具有較好的控制性能。2. 試述PID控制的數(shù)學(xué)模型及參數(shù)意義 答:比例積分微分控制規(guī)律為:1de抽Td后P為輸出變化量；Kp為放大倍數(shù)即比例增益；e為輸入信號(hào)的偏差；Ti為積分時(shí)間即控制器消除偏差的調(diào)整時(shí)間；Td為微分時(shí)間；3.試述DDZm儀表的特點(diǎn)。匸為偏差信號(hào)變化速度。答：(1) 采用國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)推薦的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)傳輸出信號(hào)為4-20mDC控制室聯(lián)絡(luò)信號(hào)為1-5VDC，信號(hào)電流與電壓的轉(zhuǎn)換電阻為 250歐姆， 這種信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)如下： 電氣零點(diǎn)不

36、是從零開始，且與機(jī)械零點(diǎn)重合，不但利用了晶體管的線性段，而 且容易識(shí)別斷電、斷線等故障。 只要改變轉(zhuǎn)換電阻阻值，控制室儀表便可接收其它1:5的電流信號(hào)。 因?yàn)樽钚⌒盘?hào)電流不為零，為現(xiàn)場(chǎng)變送器實(shí)現(xiàn)兩線制創(chuàng)造了條件。(2) 廣泛采集運(yùn)算放大器電路，可靠性提高，維修工作量減小，為儀表帶來了 如下優(yōu)點(diǎn)： 由于集成運(yùn)算放大器均為差分放大器， 且輸入對(duì)稱性好，漂移小，儀表的穩(wěn)定 性得到提高。 由于集成運(yùn)算放大器有高增益，因而開環(huán)放大倍數(shù)很高，這使儀表的精度得到 由于采用了集成電路，焊點(diǎn)少，強(qiáng)度高，大大提高了儀表的可靠性。(3) 川型儀表統(tǒng)一由電源供給24VDC電源，并有蓄電池作為備用電源，這種供 電方式優(yōu)

37、點(diǎn)而下： 各單元省掉了電源變壓器，沒有工頻電源進(jìn)入單元儀表，既解決了儀表發(fā)熱問 題，又為儀表的防爆提供了有利條件。 在工頻電源停電時(shí)備用電源投入， 整套儀表在一定時(shí)間內(nèi)仍可照常工作， 繼續(xù) 進(jìn)行監(jiān)視控制作用，有利于安全停車。(4) 結(jié)構(gòu)合理，與之U型有許多先進(jìn)之處，主要表現(xiàn)在： 基型控制器有全刻度指示控制器和偏差指示控制器，指示表頭為100mm刻度縱形大表頭，指示醒目，便于監(jiān)視操作。 自動(dòng)、手動(dòng)的切換以無平衡、無擾動(dòng)的方式進(jìn)行。結(jié)構(gòu)形式適于單獨(dú)安裝和 高密度安裝。 有內(nèi)給定和外給定兩種給定方式。 整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)。4. 在控制系統(tǒng)應(yīng)用中，有哪些基本控制規(guī)律和組合控制規(guī)律？寫出各

38、自的表 達(dá)式？它們各應(yīng)用在什么場(chǎng)所？答：(1) 在控制系統(tǒng)應(yīng)用中，基本調(diào)節(jié)規(guī)律有：P、I、D,基本組合調(diào)節(jié)規(guī)律有PI、PD PID。(2)P:二y 二 KpeKpe 丄 edtTPD:Ay = Kp e+TD 伴!del dt丿PID : y = Kp（3）P:自衡能力強(qiáng)，滯后小的對(duì)象且控制質(zhì)量要求不高；PI :對(duì)象滯后小，負(fù)荷變化幅度大，要求無差；PD 一階滯后較大允許有余差的對(duì)象；PID：負(fù)荷變化大，容量滯后大，被控變量變化緩慢，質(zhì)量要求高。四、選擇題：1 調(diào)節(jié)器加入微分作用是用來（C ）。A. 克服對(duì)象的純滯后 B.克服對(duì)象的慣性滯后C.克服對(duì)象的慣性滯后和容量滯后 D.克服對(duì)象的容量滯

39、后2. 調(diào)節(jié)器的比例度和積分時(shí)間正確說法是（ B ）。A.比例度越大，比例作用越強(qiáng) B.積分時(shí)間越小，積分作用越強(qiáng)C. 比例度越大，比例作用越弱，積分時(shí)間越大，積分作用越強(qiáng)D. 比例度越小，比例作用越弱，積分時(shí)間越小，積分作用越弱3在控制系統(tǒng)中，控制器的積分作用過強(qiáng)，會(huì)使系統(tǒng)的（C ）變壞。A、余差；B、最大偏差；C、穩(wěn)定性；D、超調(diào)量。4.根據(jù)對(duì)象特性來選擇控制規(guī)律時(shí)，對(duì)于控制通道滯后小，負(fù)荷變化不大， 工藝參數(shù)不允許有余差的系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)選用（B ）控制。A、比例；B、比例積分； C、比例微分；D比例積分微分。5 控制系統(tǒng)中控制器正反作用的確定是依據(jù)（B ）A.生產(chǎn)的安全性B.實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回路的負(fù)

40、反饋C.系統(tǒng)放大倍數(shù)恰到好處 D.調(diào)節(jié)器本身的特性6（ D ）存在純滯后，通常不影響控制質(zhì)量。A、調(diào)節(jié)通道B 、測(cè)量元件C、變送器D、干擾通道7、調(diào)節(jié)器的反作用是指（D ）。A.測(cè)量值大于給定值時(shí)，輸出增大；B.測(cè)量值大于給定值時(shí)，輸出減小;C測(cè)量值增大，輸出增大；D. 測(cè)量值增大，輸出減小。8、PID調(diào)節(jié)器變?yōu)榧儽壤饔?，貝U（ C ）。A、積分時(shí)間置、微分時(shí)間置；B、積分時(shí)間置0、微分時(shí)間置C、積分時(shí)間置,微分時(shí)間置0； D、積分時(shí)間置0,微分時(shí)間置09. 在PI控制規(guī)律中，過渡過程振蕩劇烈，可以適當(dāng)( C )A、減小比例度B、增大輸入信號(hào)C、增大積分時(shí)間D增大開環(huán)增益五、填空題：1 儀表

41、自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)中，氣動(dòng)儀表標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是0.02-0.1MPa ;電動(dòng)川型標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是4-20mA 。2 控制系統(tǒng)引入積分作用是為了消除余差 _但積分的引入會(huì)使系統(tǒng)_不穩(wěn)定,引 入微分作用是為了 克服慣性滯后和容量滯后 。3. 表征控制規(guī)律的參數(shù)是比例度 、積分時(shí)間 及 微分時(shí)間。4. 在PID調(diào)節(jié)中，比例作用是依據(jù) 余差大小來動(dòng)作的,在系統(tǒng)中起著 穩(wěn)定控制 變量的作用；積分作用是依據(jù) 余差是否存在來動(dòng)作的，在系統(tǒng)中起著 消除余 差的作用；微分作用是依據(jù) 余差變化速度來動(dòng)作的，在系統(tǒng)中起著 超前調(diào)節(jié) 的作用。5. 調(diào)節(jié)器的比例度越大，則放大倍數(shù)越小，比例作用就越 弱，過渡過程曲線越平穩(wěn)，但余差也

42、越大。6. 調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間越小，則積分速率越大，積分特性曲線的斜率越 大，積分作用就越 強(qiáng)，消除余差越 快。微分時(shí)間越大，微分作用越強(qiáng)。六、綜合題：1. 控制器輸入偏差是階躍信號(hào)(見下圖)，請(qǐng)根據(jù)下列已知參數(shù)，分別畫出P、PI的輸出響應(yīng)曲線。(1) P輸出，已知：比例度S =50% ;(2) PI輸出，已知：比例度S =100%積分時(shí)間T=1分。輸入1扁龍 457 （分） F輸出|2 -1 -I II I I I12345t分P輸出3 -2 -1 -II,III1十12345t（分）答:L -P諭出2341 15IL1 1P1輸出323J/52/1-1 11 1t如作業(yè)5.臺(tái)DDZ-rn型溫

43、度比例控制器，測(cè)量的全量程為 01000C，當(dāng)指示 值變化100C，控 制器比例度為80%求相應(yīng)的控制器輸出將變化多少？ 解：1000打 6=100-漢100% = 80%x20 - 4x = 2即相應(yīng)的控制器輸出將變化2mA.即級(jí)第五章執(zhí)行器一、基本要求1掌握控制閥的流量特性的意義，了解串聯(lián)管道中阻力比S和并聯(lián)管道中分流比x對(duì)流量特性的影響。2了解氣動(dòng)薄膜控制閥的基本結(jié)構(gòu)、主要類型及使用場(chǎng)合。3理解氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式及其選擇原則。二、常用概念1. 控制閥的理想流量特性：在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性。2. 控制閥的實(shí)際流量特性：在實(shí)際生產(chǎn)中，控制閥前后壓差總是變化的，這時(shí)

44、的 流量特性3. 串聯(lián)管道：阻力比s對(duì)流量特性的影響。4. 并聯(lián)管道：分流比x對(duì)可調(diào)范圍的影響。三、問答題1. 什么是氣開式控制閥和氣關(guān)式控制閥？如何選擇？答：有壓力信號(hào)時(shí)閥關(guān)、無信號(hào)壓力時(shí)閥開的為氣關(guān)式，反之，為氣開式?？紤]原則是：信號(hào)壓力中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和操作人員的安全。如果閥處于 打開位置危害性小，則應(yīng)選擇氣關(guān)式，以使氣源系統(tǒng)發(fā)生故障，氣源中斷時(shí)，閥 門能自動(dòng)打開，保證安全。反之閥處于關(guān)閉時(shí)危害性小，則應(yīng)選擇氣開閥。又如 控制進(jìn)入設(shè)備易燃?xì)怏w的控制閥， 應(yīng)選用氣開式，以防爆炸，若介質(zhì)為易結(jié)晶物 料，則選用氣關(guān)式，以防賭賽。2. 執(zhí)行器在控制系統(tǒng)中有何作用？答：接收控制器送來的控制信號(hào)，

45、改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在 所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。3. 執(zhí)行器有哪幾種？工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為什么大多數(shù)使用氣動(dòng)執(zhí)行器？答：氣動(dòng)，電動(dòng)，液動(dòng)。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠穩(wěn)定，輸出推力較大，維修 方便，防火防爆而且價(jià)格較低。4. 氣動(dòng)執(zhí)行器主要有哪兩部分組成？各起什么作用？答：(1) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，按控制信號(hào)壓力大小產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的推 力，推動(dòng)控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作。(2) 控制機(jī)構(gòu)：是執(zhí)行器的控制部分，直接與被控介質(zhì)接觸，控制流體的流 量。5. 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各有什么特點(diǎn)？答：(1)薄膜式：最為常用，用作一般控制閥的推動(dòng)裝置，組成氣動(dòng)薄膜式執(zhí) 行器，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、

46、價(jià)格便宜、維修方便，應(yīng)用廣泛。（2）活塞式：推力較大，主要適用于大口徑、高壓降控制閥或蝶閥的推動(dòng) 裝置。（3） 長(zhǎng)行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)：它的行程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)矩大，適于輸出轉(zhuǎn)角（0-90）和力 矩。6. 何謂正作用執(zhí)行器？何謂反作用執(zhí)行器？答：當(dāng)來自控制器或閥門定位器的信號(hào)壓力增大時(shí)，閥桿向下動(dòng)作的叫正作用， 反之叫反作用。7何謂控制閥的理想流量特性和工作流量特性？理想流量特性有哪幾種？答：（1）理想流量特性：在不考慮控制閥前后壓差變化時(shí)得到的流量特性。 理想流量特性種類： 直線流量特性： 等百分比特性：等百分比特性的相對(duì)行程和相對(duì)流量不成直線關(guān)系，在行程的每一點(diǎn)上單位行程變化所引起的流量的變化與此點(diǎn)的流量成

47、正比，流量變化的百分比是相等的。所以它的優(yōu)點(diǎn)是流量小時(shí)，流量變化小，流量大時(shí)，則流 量變化大，也就是在不同開度上，具有相同的調(diào)節(jié)精度。 線性特性：線性特性的相對(duì)行程和相對(duì)流量成直線關(guān)系。單位行程的變 化所引起的流量變化是不變的。流量大時(shí)，流量相對(duì)值變化小，流量小時(shí)，則流 量相對(duì)值變化大。 拋物線特性：流量按行程的二方成比例變化，大體具有線性和等百分比 特性的中間特性。（2）工作流量特性：在實(shí)際生產(chǎn)中，控制閥前后壓差總是變化的，這時(shí)的 流量特性稱為工作流量特性。8什么叫氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開式與氣關(guān)式？其選擇原則是什么？答：氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開式為，有壓力控制信號(hào)時(shí)閥開，無壓力控制信號(hào)時(shí)閥處于 全關(guān)；氣動(dòng)

48、執(zhí)行器的氣關(guān)式為，有壓力控制信號(hào)時(shí)閥關(guān)，無壓力控制信號(hào)時(shí)閥處于 全開。氣動(dòng)執(zhí)行器的氣開式與氣關(guān)式的選擇原則是考慮工藝生產(chǎn)的安全，即信號(hào)中斷時(shí)，應(yīng)保證設(shè)備和工作人員的安全。四、選擇題1. 控制閥的流量隨著閥門開度的增大迅速上升，很快地接近最大值的是（C）A、直線流量特性；B、等百分比流量特性；C、快開流量特性；D、拋物線流量特性。2. 工藝人員打開與調(diào)節(jié)閥并聯(lián)的截止閥，會(huì)使可調(diào)比變（D ），流量特性變（D ）。A.大，好B.大，差C. 小,好D.小，差3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)為（A ）作用，閥芯為（A ）裝，則該調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)閥A、正、正B、正、反C、反、正D、正或反、正4. 487.控制閥工作流量特性取決

49、于（D）0A.閥芯形狀B .配管狀況C .閥前后壓差D.閥芯形狀及配管狀況5. 490.控制閥的氣開、氣關(guān)型式的選擇與（D ）有關(guān)。A.控制器B .管道的位置C .工藝要求D .生產(chǎn)安全6. 氣開式薄膜調(diào)節(jié)閥，當(dāng)壓縮空氣中斷時(shí)，其處于（A ）狀態(tài)。A全關(guān)B原位不動(dòng)C全開D不確定 五、填空題：1. 被控介質(zhì)流過閥門的相對(duì)流量（Q/Qmax）與閥門相對(duì)開度（I/L）之間的關(guān)系，稱 為調(diào)節(jié)閥的 流量 特性;若閥前后的壓差保持不變時(shí)，上述關(guān)系稱為_理想流量 特性；實(shí)際使用中，閥前后的壓差總是變化的，此時(shí)上述關(guān)系為工作流量特性。調(diào)節(jié)閥的流量特性有 直線、等百分比（對(duì)數(shù)）、_拋物線、和快開。六、綜合題：1

50、. 從保證控制質(zhì)量的角度，控制閥設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪幾個(gè)方面？答：控制閥設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮：閥口徑的選擇、氣開氣關(guān)形式的選擇和流量特性選擇。第六章簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)一、基本要求1了解簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成及作用。2掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中被控變量、操縱變量選擇的一般原則。3了解各種基本控制規(guī)律的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。4掌握控制器正、反作用確定的方法。5了解控制器參數(shù)工程整定的方法。二、常用概念1. 簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)：由一個(gè)測(cè)量元件，變送器，一個(gè)控制器，一個(gè)控制閥和 一個(gè)對(duì)象所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)2. 控制器的工程整定：確定最合適的控制器比例度，積分時(shí)間和微分時(shí)間 三、問答題1. 如何選擇被控變量？答：被控變量的正確選擇是關(guān)系

51、到系統(tǒng)能否達(dá)到預(yù)期控制效果的重要因素，它選擇的一般原則是：(1)被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標(biāo)或是反映工藝操作狀態(tài)重要變1量;(2)被控變量應(yīng)是工藝生產(chǎn)過程中經(jīng)常受到一些干擾影響而變化，因而需 要頻繁加以控制的變量；(3) 被控變量應(yīng)盡可能選擇工藝生產(chǎn)過程的直接控制指標(biāo)，當(dāng)無法獲得直 接控制指標(biāo)信號(hào)，或其測(cè)量或傳送滯后很大時(shí)，可選擇與直接控制指標(biāo)有單值對(duì) 應(yīng)關(guān)系的間接控制指標(biāo)；(4) 被控變量應(yīng)是能測(cè)量的，并具有較大靈敏度的變量；(5) 選擇被控變量時(shí)，必須考慮工藝合理性和國(guó)內(nèi)儀表產(chǎn)品現(xiàn)狀。(6) 被控變量應(yīng)是獨(dú)立可控的。2. 如何選擇操縱變量？答：(1) 操縱變量應(yīng)是工藝上允許加以控制的

52、可控變量；。(2) 操縱變量應(yīng)是對(duì)被控變量影響諸因素中比較靈敏的變量，即控制通道的 放大系數(shù)要大一些，時(shí)間常數(shù)要小一些，純滯后時(shí)間要盡量小。(3) 操縱變量的選擇還應(yīng)考慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。3. 造成控制系統(tǒng)滯后的原因有哪些？答：對(duì)象滯后、檢測(cè)滯后(由測(cè)量元件安裝位置引起的)、信號(hào)傳送滯后(包括 測(cè)量信號(hào)和控制信號(hào)傳送滯后)。4. 控制器整定的任務(wù)是什么？常用整定方法有哪幾種？答：(1)理論計(jì)算：根據(jù)已知的廣義對(duì)象特性及控制質(zhì)量的要求，通過理論計(jì)算出控制器的最佳參數(shù)。（2）工程整定：通過試驗(yàn)或探索來確定控制器的最佳參數(shù)。常用整定方法有： 臨界比例度法：先通過試驗(yàn)得到臨界比例度和臨界周期

53、， 然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總 結(jié)出來的關(guān)系求出控制器各參數(shù)值。 衰減曲線法：通過使系統(tǒng)產(chǎn)生衰減振蕩來整定控制器的參數(shù)。 經(jīng)驗(yàn)湊試法：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)先將控制器參數(shù)放在一個(gè)數(shù)值上， 直接在閉環(huán)的控 制系統(tǒng)中，通過改變給定值施加干擾，在記錄儀上觀察過渡過程曲線，運(yùn)用3、Ti、TD對(duì)過渡過程的影響為指導(dǎo)，按照規(guī)定的順序，對(duì)比例度3、積分時(shí)間、 微分時(shí)間逐個(gè)整定，直到獲得滿意的過渡過程為止。5. 為什么要考慮控制器的正、反作用？如何選擇？答：控制作用對(duì)被控變量的影響應(yīng)與干擾作用對(duì)被控變量的影響相反，才能使被控變量值回復(fù)到給定值?？刂破鞯恼醋饔檬顷P(guān)系到控制系統(tǒng)能否正常運(yùn)行與安全操作的重要問題。6. 被控對(duì)象、執(zhí)行器、控

54、制器的正、反作用方向是怎么規(guī)定的？答：被控對(duì)象的正、反作用方向規(guī)定為：當(dāng)操縱變量增加時(shí)，被控變量也增加的 對(duì)象屬于“正作用”的；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對(duì)象屬于 “反 作用”的。執(zhí)行器的作用方向由它的氣開、氣關(guān)型式來確定。氣開閥為“正”方向；氣 關(guān)閥為“反”方向。如果將控制器的輸入偏差信號(hào)定義為測(cè)量值減去給定值，那么當(dāng)偏差增加 時(shí)，其輸出也增加的控制器稱為“正作用”控制器；反之，控制器的輸出信號(hào)隨 偏差的增加而減小的稱為“反作用”控制器。7. 控制器參數(shù)整定的任務(wù)是什么？工程上常用的的控制器參數(shù)整定有哪幾 種方法？答：確定最合適的控制器比例度，積分時(shí)間和微分時(shí)間。有臨界比例度法，衰減 曲線法，經(jīng)驗(yàn)湊試法等。四、選擇題：1、在研究對(duì)象特性對(duì)選擇操縱變量影響中，下列哪個(gè)參數(shù)對(duì)控制質(zhì)量影響是可以 忽略的（D ）A、控制通道時(shí)間常數(shù)B、控制通道純滯后時(shí)間C、干擾通道的時(shí)間常數(shù)D干擾通道的純滯后時(shí)間2、（ D ）存在純滯后，但不會(huì)影響調(diào)節(jié)品質(zhì)。A