化工儀表與自動化考試試題匯總及答案

《化工儀表與自動化》課程測試試題一一、填空題（36分）1、過程控制系統(tǒng)是由—控制器__、—執(zhí)行器__、—測量變送—和—被控對象_等環(huán)節(jié)組成。2、過程控制系統(tǒng)中按被控參數(shù)的名稱來分有—壓力__、_流量、_溫度、—液位—等控制系統(tǒng)。3、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—物料平衡關(guān)系，用—機(jī)理建?！姆椒ㄇ笕∵^程的數(shù)學(xué)模型。4、控制對象的干擾通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是:干擾通道的時間常數(shù)愈大，對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，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流量，應(yīng)采用什么裝置—開放器—補償。9?儀表自動化標(biāo)準(zhǔn)中，氣動儀表標(biāo)準(zhǔn)信號范圍是0.02~0.1MPa；電II型標(biāo)準(zhǔn)信號范圍是420mA；電111型標(biāo)準(zhǔn)信號范圍是010mA二、綜合題（54分）1、 (10分)畫出氣關(guān)式類型執(zhí)行器的兩種簡單結(jié)構(gòu)示意簡圖；在控制系統(tǒng)中如何選擇執(zhí)行器類型？舉例說明。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)控制信號中斷時，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，其執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開類型，當(dāng)信號中斷時，切斷燃料，保證安全。2、 (14分)熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補償？有哪些冷端溫度補償方法？原理是什么？答：①因為各種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候做出的。但實際中熱電偶冷端溫度不等于零，且經(jīng)常波動，這必然造成輸出減少，所以要進(jìn)行熱電偶的冷端溫度補償。熱電偶常用的冷端溫度補償方法有：冰浴法、公式計算法、儀表機(jī)械零點調(diào)整法、電橋補償法和補償熱電偶③冰浴法：用冰槽使t0保持零度。計算法：EAB(t,0)=EAB(t,10)+EAB(t0,0)儀表零點調(diào)整法：將儀表的機(jī)械零點調(diào)到10補償電橋法：用電橋產(chǎn)生EAB(t0,0)與EAB(t,t0)疊加，即可消除t0變化對測量的影響。補償熱電偶：用與測量熱電偶同型號的熱電偶進(jìn)行補償,用于多支熱偶。3、 （10分）控制器輸入偏差是階躍信號（見下圖），請根據(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控制爐出口介質(zhì)溫度t（簡單控制系統(tǒng)）；指出構(gòu)成控制系統(tǒng)時的被控變量、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、氣關(guān)類型以及控制器的作用方向；④畫出簡單控制系統(tǒng)方框圖；⑤簡單說明該系統(tǒng)克服干擾的過程（可設(shè)溫度t升高，分析調(diào)節(jié)動作過程）。答：①構(gòu)成控制系統(tǒng)時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控制流程圖見下圖。執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開類型，控制器為反作用方向。簡單控制系統(tǒng)方框圖見下圖。該系統(tǒng)克服干擾的過程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號減少，氣開閥關(guān)小，燃料量減少，塔頂溫度下降，維持給定。三、計算題：(10分)計算下圖各熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢(10分)。注：AB——K型熱電偶；A'B'――K型熱電偶補償導(dǎo)線CD——S型熱電偶；C'D'——S型熱電偶補償導(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)《化工儀表與自動化》課程測試試題二4一、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程中，應(yīng)—減小放到倍數(shù)―。被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對流量(Q/Qma某)與閥門相對行程(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,上述關(guān)系稱為—理想—特性;實際使用中，閥前后的壓差總是變化的，此時上述關(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_,流量特性的選擇主要是與—廣義對象__相匹配。與單回路控制系統(tǒng)相比，串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以下三個特點：①（對于進(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）?？刂茖ο蟮母蓴_通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是:干擾通道的時間常數(shù)愈大，對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調(diào)節(jié)質(zhì)量有影響，純滯后越大，質(zhì)量越差簡單調(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)點溫度—有關(guān)，與熱電偶幾何尺寸無關(guān)。二、綜合題（分）1、（10分）畫出氣開式類型執(zhí)行器的兩種簡單結(jié)構(gòu)示意簡圖；控制系統(tǒng)在什么情況下選擇氣開類型執(zhí)行器？舉例說明。答：①5描述對象特性的三個參數(shù)是放大倍數(shù)、時間常數(shù)、滯后時間，如果時間常數(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)行器類型的簡單結(jié)構(gòu)示意簡圖。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)的作用方向來得到的，一般情況下，對于大口徑的執(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)的正反裝來得到執(zhí)行器的氣開氣關(guān)類型，對于小口徑的執(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)的正反作用來得到執(zhí)行器的氣開氣關(guān)類型2、（14分）比較差壓式流量計與轉(zhuǎn)子式流量計的異同點。答：相同點：兩者都是利用節(jié)流原理來測量流量。不同點：差壓式流量計轉(zhuǎn)子式流量計節(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（見下圖），請根據(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)溫度通過改變冷卻劑流量的方式來控制。①指出構(gòu)成控制系統(tǒng)時的被控變量、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、氣關(guān)類型；④畫出控制系統(tǒng)的方框圖；⑤簡單說明該系統(tǒng)克服干擾的過程（可設(shè)溫度t升高，分析調(diào)節(jié)動作過程）。答：①構(gòu)成控制系統(tǒng)時的被控變量是釜內(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)方框圖見下圖2。⑤該系統(tǒng)克服干擾的過程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測量大于給定,控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號減少，氣關(guān)閥開大，冷卻劑流量增加，釜內(nèi)溫度下降，維持給定。圖1圖218三、計算題：(10分)計算下圖熱電偶溫度計所產(chǎn)生的熱電勢以及溫度計所顯示的溫度(10分)。注：CD——S型熱電偶；C'D'-―S型熱電偶補償導(dǎo)線；答：①E=ECD(30O,25)=(2.323-0.142)=2.181(mV)②因為電子電位差計有自動冷端溫度補償裝置，所以測量不受環(huán)境溫度影響，溫度計所顯示的溫度為300°C。化工儀表及自動化試題選擇題(每題2分，共50分)生產(chǎn)過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、對象2.熱電偶的測溫原理是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。利用差壓變送器測液位時，若正、負(fù)壓室與取壓點之間裝有隔離罐并充以隔離液，這時需時變送器進(jìn)行的遷移是A、正遷移B、負(fù)遷移C、無遷移D、零點遷移5.在單元組合儀表中常用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號為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.自動電位差計所配測溫元件為()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.自動控制系統(tǒng)中，感受被控變量并轉(zhuǎn)換為測量值的部分為()A.檢測元件及變送器B.調(diào)節(jié)器八對象。?執(zhí)行器10.標(biāo)注在化工儀表面板上的符號1.5是指該儀表的()A變差為1.5級B精度為1.5級C.基本誤差為1.5級D.附加誤差為1.5級某一溫度計，其測量范圍為0-—400°C，經(jīng)校驗發(fā)現(xiàn)其最大絕對誤差為5,則°C該表的精度等級是()。A.0.5B.0.8C.1.0D.1.5節(jié)流式流量計測量的是流體流經(jīng)節(jié)流裝置時所產(chǎn)生的（）A.速度變化B.面積變化C.動壓能變化D.靜壓差13.自動控制系統(tǒng)，理想過渡過程的衰減比n:1是（）A.2—4： 1B。4―-10： 1C。2： 1D。12： 114.過渡過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。過渡時間Do最大偏差15.熱電阻適用的測溫范圍是（）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.氣動差壓變送器將測量信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號的原理是（）A.電壓平衡B.力矩平衡C.節(jié)流原理D.電橋平衡17.壓力表測壓點應(yīng)該選在被測介質(zhì)流動的（）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償解決的問題是（）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一臺電子自動電位差壓計精確度等級為0.5級，測量范圍為0--500C，經(jīng)校驗發(fā)現(xiàn)最大絕對誤差為4C,問該表應(yīng)定為幾級：A.0.5級0.8級C.1.0級D.1.5級動圈表與熱電偶配套使用時，表外接線電阻為（）A.15QB.10QC.5QD.2.5Q熱電偶在配用動圈式顯示儀表測量溫度時，參比端溫度補償?shù)姆椒ú捎茫海ǎ〢.冰浴法B.查表法C.補償電橋法D.校正儀表零點法23.熱電偶的測溫原理是基于：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.某工藝測量溫度，要求測量范圍在0—300°C，最大絕對誤差不能大于6°C,則儀表應(yīng)選用的精度等級為：（）A.2.0級B.1.5級C.2.5級D.4.0級25.單位時間內(nèi)流體在某一截面上流過的體積是：（）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、 一個簡單的自動控制系統(tǒng)至少必須具有檢測元件及變送器、調(diào)節(jié)器、一執(zhí)行器 和對象四個部分。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、 彈簧管壓力在測量穩(wěn)定壓力時，正常操作壓力應(yīng)該為量程的一一—2/3—；在測量高壓時，正常操作壓力不應(yīng)超過量程的——3/5——4、 壓力表安裝時，若測量介質(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)子流量計工作時，被測流體應(yīng)一勻速——流過轉(zhuǎn)子與錐形管之間的環(huán)隙。6.在選用儀表量程時，應(yīng)盡量讓被測工藝變量處于儀表量程的一1/3—.7.工業(yè)測量儀表的變差規(guī)定不得超過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。12.目前生產(chǎn)的化工檢測儀表，按所測量變量的不同，大致可分為——物