化工儀表與自動(dòng)化考試試題匯總及答案

《化工儀表與自動(dòng)化》課程測(cè)試試題一一、填空題（36分）1、過(guò)程控制系統(tǒng)是由—控制器__、—執(zhí)行器__、—測(cè)量變送—和—被控對(duì)象_等環(huán)節(jié)組成。2、過(guò)程控制系統(tǒng)中按被控參數(shù)的名稱來(lái)分有—壓力__、_流量、_溫度、—液位—等控制系統(tǒng)。3、目前求取過(guò)程數(shù)學(xué)模型的方法有兩種。其中一種是根據(jù)過(guò)程的內(nèi)在機(jī)理，通過(guò)—物料_和_能量—物料平衡關(guān)系，用—機(jī)理建模—的方法求取過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。4、控制對(duì)象的干擾通道的動(dòng)態(tài)特性對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響是:干擾通道的時(shí)間常數(shù)愈大，對(duì)被控變量的影響一越小一；干擾通道容量滯后愈多，則調(diào)節(jié)質(zhì)量一越差一;干擾通道的純滯后對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量一有影響，純滯后越大，質(zhì)量越差__。5、選擇控制方案時(shí)，總是力圖使調(diào)節(jié)通道的放大倍數(shù)（增益）大于一干擾通道的放大倍數(shù)（增益）。某調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)節(jié)器，先用純比例調(diào)整到合適的調(diào)節(jié)輸出，再加入積分作用的后，應(yīng)—減小調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)—，才能使穩(wěn)定性不變。7.描述控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)的參數(shù)有最大偏差、衰減比和余差等。8.串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，一般情況下主回路選擇一PID或一PI—調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)器，副回路選用_P_調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)器；如果副回路采用差壓法測(cè)流量，應(yīng)采用什么裝置—開(kāi)放器—補(bǔ)償。9?儀表自動(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II型標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是420mA；電111型標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是010mA二、綜合題（54分）1、 (10分)畫出氣關(guān)式類型執(zhí)行器的兩種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；在控制系統(tǒng)中如何選擇執(zhí)行器類型？舉例說(shuō)明。答：在控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是按安全原則選擇類型的，也就是當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，要保證設(shè)備和操作人員的安全。如：加熱爐溫度控制，當(dāng)燃料量為操縱變量時(shí)，其執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開(kāi)類型，當(dāng)信號(hào)中斷時(shí)，切斷燃料，保證安全。2、 (14分)熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？有哪些冷端溫度補(bǔ)償方法？原理是什么？答：①因?yàn)楦鞣N顯示儀表和熱電偶分度表都是在熱電偶冷端溫度為零的時(shí)候做出的。但實(shí)際中熱電偶冷端溫度不等于零，且經(jīng)常波動(dòng)，這必然造成輸出減少，所以要進(jìn)行熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。熱電偶常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有：冰浴法、公式計(jì)算法、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法、電橋補(bǔ)償法和補(bǔ)償熱電偶③冰浴法：用冰槽使t0保持零度。計(jì)算法：EAB(t,0)=EAB(t,10)+EAB(t0,0)儀表零點(diǎn)調(diào)整法：將儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)到10補(bǔ)償電橋法：用電橋產(chǎn)生EAB(t0,0)與EAB(t,t0)疊加，即可消除t0變化對(duì)測(cè)量的影響。補(bǔ)償熱電偶：用與測(cè)量熱電偶同型號(hào)的熱電偶進(jìn)行補(bǔ)償,用于多支熱偶。3、 （10分）控制器輸入偏差是階躍信號(hào)（見(jiàn)下圖），請(qǐng)根據(jù)已知參數(shù)，畫出P、PI的輸出響應(yīng)曲線。（1）P輸出，已知：比例度6=50%（2）PI輸出，已知：比例度6=100%積分時(shí)間Ti=1分答：24、 （20分）下圖為加熱爐裝置，工藝要求利用燃料量來(lái)控制爐出口介質(zhì)溫度t（簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)）；指出構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量、控制變量、干擾量是什么？②在下圖中畫出控制流程圖；③選擇執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)類型以及控制器的作用方向；④畫出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖；⑤簡(jiǎn)單說(shuō)明該系統(tǒng)克服干擾的過(guò)程（可設(shè)溫度t升高，分析調(diào)節(jié)動(dòng)作過(guò)程）。答：①構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量是出口介質(zhì)溫度；操縱變量是燃料量，干擾量是：進(jìn)料流量和溫度、燃料的壓力、爐膛溫度和壓力以及環(huán)境溫度。②控制流程圖見(jiàn)下圖。執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開(kāi)類型，控制器為反作用方向。簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖。該系統(tǒng)克服干擾的過(guò)程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測(cè)量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號(hào)減少，氣開(kāi)閥關(guān)小，燃料量減少，塔頂溫度下降，維持給定。三、計(jì)算題：(10分)計(jì)算下圖各熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢(shì)(10分)。注：AB——K型熱電偶；A'B'――K型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線CD——S型熱電偶；C'D'——S型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線；答：1、E1二EAB(300,50)+ECD(50,25)=(12.207-2.002)+(0.299-0.142)=10.342(mV)E2二ECD(300,50)-ECD(50,25)=(2.323-0.299)-(0.299-0.142)=1.867(mV)《化工儀表與自動(dòng)化》課程測(cè)試試題二4一、填空題(28分)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—克服容量滯后。某調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)節(jié)器，先用純比例調(diào)整到合適的調(diào)節(jié)輸出，在加入積分作用的過(guò)程中，應(yīng)—減小放到倍數(shù)―。被調(diào)介質(zhì)流過(guò)閥門的相對(duì)流量(Q/Qma某)與閥門相對(duì)行程(l/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—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—工作特性。調(diào)節(jié)閥的流量特性有—直線__、—等百分比——拋物線—和—快開(kāi)_,流量特性的選擇主要是與—廣義對(duì)象__相匹配。與單回路控制系統(tǒng)相比，串級(jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下三個(gè)特點(diǎn)：①（對(duì)于進(jìn)入副回路的干擾有很強(qiáng)的克服能力）；②（提高了工作頻率）;③（具有）。控制對(duì)象的干擾通道的動(dòng)態(tài)特性對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響是:干擾通道的時(shí)間常數(shù)愈大，對(duì)被控變量的影響越小;干擾通道容量滯后愈多，則調(diào)節(jié)質(zhì)量越差;干擾通道的純滯后對(duì)調(diào)節(jié)質(zhì)量有影響，純滯后越大，質(zhì)量越差簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本特征是閉合回路和負(fù)反饋6.常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件有孔板和噴嘴熱電偶的熱電特性與熱電偶材料、兩節(jié)點(diǎn)溫度—有關(guān)，與熱電偶幾何尺寸無(wú)關(guān)。二、綜合題（分）1、（10分）畫出氣開(kāi)式類型執(zhí)行器的兩種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；控制系統(tǒng)在什么情況下選擇氣開(kāi)類型執(zhí)行器？舉例說(shuō)明。答：①5描述對(duì)象特性的三個(gè)參數(shù)是放大倍數(shù)、時(shí)間常數(shù)、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，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好差壓式流量計(jì)由節(jié)流件、導(dǎo)壓管和顯示儀器組成。常用的標(biāo)準(zhǔn)取壓方式有角接取壓和法蘭取壓指出你所知道的幾種復(fù)雜控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、分程控制系統(tǒng)、選擇控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)等。二、綜合題（54分）1、（10分）在控制系統(tǒng)中如何得到執(zhí)行器的類型？畫出執(zhí)行器類型的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。答：在控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器類型的獲得是靠改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用方向來(lái)得到的，一般情況下，對(duì)于大口徑的執(zhí)行器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用正作用靠改變調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的正反裝來(lái)得到執(zhí)行器的氣開(kāi)氣關(guān)類型，對(duì)于小口徑的執(zhí)行器，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)選擇正裝，故只能靠改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用來(lái)得到執(zhí)行器的氣開(kāi)氣關(guān)類型2、（14分）比較差壓式流量計(jì)與轉(zhuǎn)子式流量計(jì)的異同點(diǎn)。答：相同點(diǎn)：兩者都是利用節(jié)流原理來(lái)測(cè)量流量。不同點(diǎn)：差壓式流量計(jì)轉(zhuǎn)子式流量計(jì)節(jié)流件固定安裝節(jié)流件安裝不固定節(jié)流件前后差壓變化節(jié)流件前后差壓固定輸入輸出非線性輸入輸出線性163、 （10分）控制器輸入偏差是階躍信號(hào)（見(jiàn)下圖），請(qǐng)根據(jù)已知參數(shù)，畫出P、PI的輸出響應(yīng)曲線。答：4、 （20分）如圖為釜式反應(yīng)器，釜內(nèi)溫度通過(guò)改變冷卻劑流量的方式來(lái)控制。①指出構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量、控制變量、干擾量是什么？如果冷卻劑壓力為主要干擾，選擇控制方案，在下圖中畫出控制流程圖;選擇執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)類型；④畫出控制系統(tǒng)的方框圖；⑤簡(jiǎn)單說(shuō)明該系統(tǒng)克服干擾的過(guò)程（可設(shè)溫度t升高，分析調(diào)節(jié)動(dòng)作過(guò)程）。答：①構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量是釜內(nèi)溫度。操縱變量是冷卻劑流量，干擾量是：冷卻劑壓力和溫度、攪拌速度以及環(huán)境溫度。②控制流程圖見(jiàn)下圖1。③執(zhí)行器應(yīng)選擇氣關(guān)類型。④控制系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖2。⑤該系統(tǒng)克服干擾的過(guò)程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測(cè)量大于給定,控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號(hào)減少，氣關(guān)閥開(kāi)大，冷卻劑流量增加，釜內(nèi)溫度下降，維持給定。圖1圖218三、計(jì)算題：(10分)計(jì)算下圖熱電偶溫度計(jì)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)以及溫度計(jì)所顯示的溫度(10分)。注：CD——S型熱電偶；C'D'-―S型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線；答：①E=ECD(30O,25)=(2.323-0.142)=2.181(mV)②因?yàn)殡娮与娢徊钣?jì)有自動(dòng)冷端溫度補(bǔ)償裝置，所以測(cè)量不受環(huán)境溫度影響，溫度計(jì)所顯示的溫度為300°C。化工儀表及自動(dòng)化試題選擇題(每題2分，共50分)生產(chǎn)過(guò)程中所保持定值的工藝變量稱為A、操作變量B、被控變量C、設(shè)定值D、對(duì)象2.熱電偶的測(cè)溫原理是A、電阻隨溫變化B、熱電效應(yīng)C、霍爾效應(yīng)D、節(jié)流原理3.氣動(dòng)差壓變送器的工作原理是A、熱電效應(yīng)B、電阻隨溫度變化C、電壓平衡D、力矩平衡原理4。利用差壓變送器測(cè)液位時(shí)，若正、負(fù)壓室與取壓點(diǎn)之間裝有隔離罐并充以隔離液，這時(shí)需時(shí)變送器進(jìn)行的遷移是A、正遷移B、負(fù)遷移C、無(wú)遷移D、零點(diǎn)遷移5.在單元組合儀表中常用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為A、0~10mV或4~20mVB、 0~10mV或0~20mVC> 0~10mA或4~20mAD、0~10mA或0~20mA6.彈簧壓力表中游絲的作用是：()A.提高儀表的精度B.改變儀表的量程C.克服儀表變差D.提高儀表靈敏度7.自動(dòng)電位差計(jì)所配測(cè)溫元件為()A.熱電偶B.熱電阻C.彈簧D.膜片&節(jié)流式流量計(jì)工作原理為()19A.把輸入微小位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣壓信號(hào)輸出B.電阻隨溫度變化C.電壓平衡D.流體流經(jīng)節(jié)流裝置所產(chǎn)生的靜壓差與流量之間的關(guān)系9.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，感受被控變量并轉(zhuǎn)換為測(cè)量值的部分為()A.檢測(cè)元件及變送器B.調(diào)節(jié)器八對(duì)象。?執(zhí)行器10.標(biāo)注在化工儀表面板上的符號(hào)1.5是指該儀表的()A變差為1.5級(jí)B精度為1.5級(jí)C.基本誤差為1.5級(jí)D.附加誤差為1.5級(jí)某一溫度計(jì)，其測(cè)量范圍為0-—400°C，經(jīng)校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其最大絕對(duì)誤差為5,則°C該表的精度等級(jí)是()。A.0.5B.0.8C.1.0D.1.5節(jié)流式流量計(jì)測(cè)量的是流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)所產(chǎn)生的（）A.速度變化B.面積變化C.動(dòng)壓能變化D.靜壓差13.自動(dòng)控制系統(tǒng)，理想過(guò)渡過(guò)程的衰減比n:1是（）A.2—4： 1B。4―-10： 1C。2： 1D。12： 114.過(guò)渡過(guò)程中被控變量最大指示值與設(shè)定值之差的指標(biāo)是：（）A.余差B。衰減比C。過(guò)渡時(shí)間Do最大偏差15.熱電阻適用的測(cè)溫范圍是（）A.500°C以上中高溫B.500°C以下中低溫C.300°C以下中高溫D.300°C以下中低溫16.氣動(dòng)差壓變送器將測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號(hào)的原理是（）A.電壓平衡B.力矩平衡C.節(jié)流原理D.電橋平衡17.壓力表測(cè)壓點(diǎn)應(yīng)該選在被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)的（）A.直管處B.接近閥門處C.任意處D.拐彎處熱電偶冷端溫度補(bǔ)償解決的問(wèn)題是（）A?冷端溫度為零B.冷端溫度為正C.冷端溫度不為零D.冷端溫度為負(fù)補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性在（）范圍內(nèi)同熱電偶本身幾乎完全一樣。0---200CB.0--250CC.0---100CD.20--100C一臺(tái)電子自動(dòng)電位差壓計(jì)精確度等級(jí)為0.5級(jí)，測(cè)量范圍為0--500C，經(jīng)校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最大絕對(duì)誤差為4C,問(wèn)該表應(yīng)定為幾級(jí)：A.0.5級(jí)0.8級(jí)C.1.0級(jí)D.1.5級(jí)動(dòng)圈表與熱電偶配套使用時(shí)，表外接線電阻為（）A.15QB.10QC.5QD.2.5Q熱電偶在配用動(dòng)圈式顯示儀表測(cè)量溫度時(shí)，參比端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ú捎茫海ǎ〢.冰浴法B.查表法C.補(bǔ)償電橋法D.校正儀表零點(diǎn)法23.熱電偶的測(cè)溫原理是基于：A.熱電偶的變形法B.熱電偶的熱電效應(yīng)C.熱電偶的熱電阻特性D.以上都不是24.某工藝測(cè)量溫度，要求測(cè)量范圍在0—300°C，最大絕對(duì)誤差不能大于6°C,則儀表應(yīng)選用的精度等級(jí)為：（）A.2.0級(jí)B.1.5級(jí)C.2.5級(jí)D.4.0級(jí)25.單位時(shí)間內(nèi)流體在某一截面上流過(guò)的體積是：（）20A.質(zhì)量流量B.體積流量C.流速D.質(zhì)量流速填空題（每空1分）1、 一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)至少必須具有檢測(cè)元件及變送器、調(diào)節(jié)器、一執(zhí)行器 和對(duì)象四個(gè)部分。2、 差壓變送器有數(shù)種，它們的主要區(qū)另在于膜盒（或膜片）的尺寸不同， 變送器的膜盒最小， 變送器的膜盒最大。3、 彈簧管壓力在測(cè)量穩(wěn)定壓力時(shí)，正常操作壓力應(yīng)該為量程的一一—2/3—；在測(cè)量高壓時(shí)，正常操作壓力不應(yīng)超過(guò)量程的——3/5——4、 壓力表安裝時(shí)，若測(cè)量介質(zhì)有腐蝕性或粘度較大，應(yīng)加裝適當(dāng)?shù)摹綦x器和隔離液 。5、 轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作時(shí)，被測(cè)流體應(yīng)一勻速——流過(guò)轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)隙。6.在選用儀表量程時(shí)，應(yīng)盡量讓被測(cè)工藝變量處于儀表量程的一1/3—.7.工業(yè)測(cè)量?jī)x表的變差規(guī)定不得超過(guò)該儀表本身的一允許誤差---，否則應(yīng)予以檢修。8.一般在被測(cè)壓力穩(wěn)定的情況下，正常操作壓力值為量程的一2/3o9. 普通熱電偶由熱電極，一絕緣管 ，一保護(hù)套 和接線盒等部分組成。10.顯示儀表按其顯示方式可分為一模擬一一，一數(shù)字一和圖象顯示三大類。11.衡量數(shù)字顯示儀表性能的技術(shù)指標(biāo)有一靈敏度和靈敏限一一一，一精確度 ，一一變差 和分辨力，輸入阻抗，采樣速度等項(xiàng)。12.目前生產(chǎn)的化工檢測(cè)儀表，按所測(cè)量變量的不同，大致可分為——物