《化工仪表及自动化》期末习题

1、化工仪表及自动化期末复习题班级： 姓名： 学号： 题号一二三四总分得分试题：一填空（每空1分）1工程上所用的压力指示值多为 ，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度表示，即 之差。2差压式液位计在使用中会出现 、 和 三种零点迁移问题。3差压式流量计通常由 、 以及 组成。4 温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而 温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。5用来评价操纵系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分不是最大偏差（或超调量）、 、 、 和振荡周期（或频率）等。6描述简单对象特性的参数分不有 、 和 。

2、7关于比例积分微分（PID）操纵来讲，单纯的比例作用存在余差，加入 能够消除余差，而加入 能够起到“超前操纵”的效果。8前馈操纵的要紧形式有 和 两种。9衰减振荡过程的品质指标要紧有 、 、 、 、振荡周期等。10关于一个比例积分微分（PID）操纵器来讲，积分时刻越大则积分作用越 ；微分时刻越大，则微分作用越 。11依照滞后性质的不同，滞后能够分为 和 两类。12测量仪表的量程是指 与 之差。13按照使用能源的不同，工业仪表能够分为 、 两类。14关于比例积分微分（PID）操纵来讲，单纯的比例作用存在余差，加入 能够消除余差，而加入 能够起到“超前操纵”的效果。15按照测量原理的不同，压力检测

3、仪表能够分为 、 、 、 等 。16用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为 ，而输送气体并提高其压头的机械称为 。17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用 的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是 。18化工自动化的要紧内容有 、 、自动操纵和开停车系统、 。19选择性操纵系统可分为 、 和混合型选择性操纵系统，关于选择性操纵系统要注意防止 现象的发生。20、常见的传热设备有 、 、 等。21两种常用的均匀操纵方案包括 、 。22速度式流量计中，应用 原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，依照“卡曼涡街”现象测量流体流

4、量的仪表为 ，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的 （平方/平方根）成比例关系。23比例度对过渡过程的阻碍规律是比例度越 ，过渡过程曲线越平稳，但余差也越大，比例度越 ，余差减小，但过渡过程曲线越振荡24、工程上所用的压力指示值多为 ，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用 或真空度表示。25某换热器温度操纵系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示，温度给定值为200，该操纵系统的最大偏差为 ，余差为 ，衰减比为 。图126用镍铬-铜镍热电偶测温，设备的温度为900（对应的分度表热电势为68783V），自由端的温度为30（对应的分度表热电势为1801V），测得

5、的热电势应为 。27在精馏塔操纵系统中，能够改变的变量有进料流量、塔顶冷回流流量、塔底再沸器加热蒸汽流量，要操纵塔顶馏出物的组分应选择 作为操纵变量，要操纵塔底馏出物的组分应选择 作为操纵变量。28操纵器参数工程整定的常用方法有 、 和经验凑试法。29某台DDZ-III型比例积分操纵器，操纵器为正作用，比例度为100%，积分时刻为2min。稳态时，输出为5mA。某瞬时，输入突然增加了0.2mA，现在刻输出瞬间变化到 ；通过5min后，输出又将变化到 。30比值操纵系统中，要求不仅能够实现比较精确的流量比值，而且确保两物料总量差不多不变，应采纳 。31离心泵的流量操纵方案有以下三种：操纵泵的出口

6、阀门开度、 以及 ；32离心式压缩机产生喘振现象的要紧缘故是压缩机的吸气量 （大于、小于或等于）极限排气量引起的，防喘振操纵方案有固定极限流量法和 。二简答1试分不写出QDZ型气动单元组合仪表和DDZ-II型、DDZ-III型电动单元组合仪表的信号范围。（6分）2列举一种容积式流量计，三种速度式流量计，一种直接式质量流量计。（10分）3简述化工自动化的要紧内容。（8分）4什么是串级操纵系统的主操纵器和副操纵器？请画出串级操纵系统的方块图。（10分）5简述离心泵的流量操纵方案有哪几种？（6分）6什么是反馈？什么是负反馈？（6分）7用热电偶测温时，什么缘故要进行冷端温度补偿？常用的冷端温度补偿方法

7、有那些？ （6分）8什么是操纵器的参数整定？工程上常用的操纵器参数整定有几种方法？（6分）9操纵阀的流量特性是什么？何为操纵阀的理想流量特性？操纵阀的理想流量特性有哪几种？（6分）10前馈操纵具有什么特点？什么缘故采纳前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的操纵品质？（6分）11、什么是精馏塔的温差操纵和双温差操纵？（6分）12、试述比例(P)、积分(I)、微分(D)操纵规律的定义及其各自特点？（6分）13简述操纵变量的选择原则是什么？ （6分）14简述放大系数、时刻常数的定义。（6分）15常用的热电偶有哪几种？什么是补偿导线？（6分）16什么叫操纵器的无扰动切换？（2分）17简述单回路操纵系统

8、由哪些环节组成？试画出单回路操纵系统的典型方块图。（6分）三计算1某台测温仪表的测量范围是200700，校验该表时得到的最大绝对误差为+4，试确定该仪表的精度等级。（5分）2用差压变送器来测量液位时，在变送器正、负压室与取压点之间装有隔离罐，测量方式如图2所示，若被测介质密度为1，隔离液密度为2，问有无迁移？何种迁移？迁移量多少？（10分）hh2h1H1p022图23试定性画出在阶跃输入信号时的比例(P)操纵器和比例积分(PI)操纵器的响应曲线，要求在响应曲线上标明比例放大系数Kp和积分时刻Ti。（15分）4某发酵过程工艺规定操作温度为（402）。考虑到发酵效果，操纵过程中温度偏离给定值最大不

9、能超过6。现设计一定值操纵系统，在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图3所示。试确定该系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时刻和振荡周期等过渡过程指标，并回答该系统是否能够满足工艺要求？（10分）图3 5 用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位，如图4所示。已知被测液位的变化范围是03m，被测介质密度=900 ，毛细管内工作介质密度0=950。变送器的安装尺寸为h1=1m，h2=4m。求变送器的测量范围，并推断零点迁移方向，计算迁移量。当法兰式差压变送器的安装位置升高或者降低时，问对迁移量有什么阻碍？（10分）图4 法兰式差压变送器测量液位6现用一支镍铬镍硅热电偶来测量某换热器内的温度，其冷端温度

10、为30，显示仪表为动圈仪表，此仪表的机械零位为0，这时指示值为400已知条件：（1）28.943mV （2）1.801mV （3）30.744mV7（15分）假如有一台压力表，其测量范围为010MPa，经校验得到下列数据标准表读数/ MPa0246810被校表正行程读数/ MPa01.983.965.947.979.99被校表反行程读数/ MPa02.024.036.068.0310.01(1) 分不求出该压力表正反行程的最大绝对误差值；（5分）(2) 依照正反行程的最大绝对误差值，该压力表的精度等级应为多少；（5分）(3) 求出该压力表的变差；（3分）(4) 依照变差的大小，问该压力表是否还

11、能符合(2)中确定的精度等级。（2分）（我国规定的仪表等级有0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5等） 8（10分）一台精度等级为0.5级，测量范围为6001200（1）它的最大同意绝对误差是多少？（5分）（2）校验时，如其中的某一点最大绝对误差是4，问此表是否合格？9测量高温液体（指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况）时，在负压管上装有冷凝罐（图5），已知被测液位H变化范围为，被测介质密度，变送器安装尺寸为，大气压，问这时用差压变送器来测量液位时，要不要迁移？如要迁移，迁移量应为多少？（8分）hh2h1Hp0图510某合成氨厂合成塔的压力变化范围为1114MPa，较为平

12、稳，要求测量误差不得大于0.4MPa。工艺上要求就地指示，并能高低限报警。试选用一台压力表，指出其类型、量程和精度。可供选用的压力表量程规格为010、016、025M、040、060MPa，精度等级为1.0, 1.5, 2.5。（911某被测压力变化范围为1.01.6Mpa，较为平稳，要求测量误差不得大于0.05MPa，就地指示压力表示值，试选用一台压力表，指出其类型、量程和精度。可供选用的压力表量程规格为01.6、02.5、04.0MPa，精度等级为1.0, 1.5, 2.5。（10分）12某台测温仪表的测量范围是01000标准表读数/ 02004006007008009001000被校表读

13、数/ 02014026047068059031001(1) 求出该测温仪表的最大绝对误差值；(2) 确定该测温仪表的精度等级；(3) 假如工艺上同意的最大绝对误差为8，问该测温仪表是否符合要求？（我国规定的仪表等级有0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5等）（1013测量高温液体（指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况）时，在负压管上装有冷凝罐（见图6），问这时用差压变送器来测量液位时，有无迁移？何种迁移？迁移量多少？（10分）hh2h1Hp0图6四分析1某贮槽，其进口流量来自上一工序，不可控，操纵目标是保证贮槽的液位恒定，为此设计一简单液位操纵系统，如图7所示，试问：(1

14、) 画出简单操纵系统的方块图。（6分）(2) 指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和要紧扰动变量。（4分）出口流量进口流量出口流量进口流量LTLC图72、乙炔发生器是利用电石和水来产生乙炔气的装置。为了降低电石消耗量，提高乙炔气的收率，确保安全生产，设计了图8所示的温度操纵系统。工艺要求乙炔发生器的反应温度操纵在（801）。试画出该温度操纵系统的方块图，并指出图中的被控对象、被控变量、操纵变量以及可能存在的扰动。（10分）TTTTTC乙炔气电石出料冷水图83、（10分）图9为一精馏塔的塔釜液位于塔底产品流量的串级均匀操纵系统。（1）画出该操纵系统的方框图 （5分）（2）简述该系统与一般串

15、级操纵系统的异同点（5分） LCLCFC图9 4、（15分）某聚合反应釜内进行放热反应，釜内温度过高会发生事故，为此采纳夹套水冷却。由于釜温操纵要求较高，故设置操纵系统如图10所示(1) 这是什么类型的操纵系统？（5分）（2）其主变量和副变量是什么？（5分）(3) 选择操纵阀的气开、气关型式和主、副操纵器的正反作用。（5分）图105、（10分） 图11所示为甲苯-二甲苯精馏塔操纵流程图。（1）试简述图中各操纵系统的作用 （5分）（2）图11中是按精馏段指标进行操纵的方案，试简述按精馏段指标进行操纵的方案适用于哪些情况？ （5分）精馏塔精馏塔进料FLCLCFCTCDBLR图11 6（12分）图12为贮槽液位操纵系统，为安全起见，贮槽内液体严格禁止溢出，试在下述两种情况下，分不设计简单操纵系统，画出系统的操纵流程图；确定执行器的气开、气关形式及操纵器的正、反作用。(1) 选择流入量为操纵变量；（6分）(2) 选择流出量为操纵变量。（6分）图127