化工仪表及自动化考试题及答案

------------专业资料-《化工仪表与自动化》课程测试试题一一、填空题（36分）1、过程控制系统是由_控制器、_执行器、测量变送和被控对象_等环节组成2压力流量_温度_液位_等控制系统。3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通过物料_和_能量_物料平衡关系，用机理建模的方法求取过程的数学模型。4控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数大,对被控变量的影响 越小 ;干扰通道容量滞后愈,则调节质量 越差 ;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后越大，质量越差 。5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于 干扰道的放大倍数（增益）。6．再加入积分作用的后，应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比余差等。串级调节系统,一般情况下主回路选择 PID 或 PI 调节规律调节器副回路选用 P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开放器 补偿。仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa4~20mA0~10mA。二、综合题（54分）1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？举例说明。答：------------专业资料-在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，2（14原理是什么？答：①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做所以要进行热电偶的冷端温度补偿。点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶③冰浴法：用冰槽使t保持零度。0计算法：E（t，0）＝E（t，t）＋E（t0）AB AB 0 AB 0仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到t0补偿电桥法：用电桥产生E（t，0）E（t，t）叠加，即可消除tAB 0 AB 0 0变化对测量的影响。 偶。3、（10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画出P、PI的输出响应曲线。（1）Pδ=50%（2）PI输出，已知：比例度δ=100%积分时间Ti=1分答：4、(20t单控制系统)；①指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？②在下图中画出控制流程图；③选择执行器的气开、气关类型以及控制器的作用方向；④画出简单控制系统方框图；（可设温度t。答：① 构成控制系统时的被控变量是出口介质温度；操纵变量是燃料量，扰量是：进料流量和温度、燃料的压力、炉膛温度和压力以及环境温度。② 控制流程图见下图。③ 执行器应选择气开类型，控制器为反作用方向。④ 简单控制系统方框图见下图。⑤ t输入偏差增大，其输出控制信号减少，气开阀关小，燃料量减少，塔顶温度下降，维持给定。三、计算题：（10分）计算下图各热电偶回路所产生的热电势（10分）。注：AB----K型热电偶；AˊBˊ----K型热电偶补偿导线CD----S型热电偶；CˊDˊ----S型热电偶补偿导线；答：1、E1=E (300,50)+E (50,25)=(12.207-2.002)+(0.299-0.142)=10.342(mV)AB CDE2=E (300,50)-E (50,25)=(2.323-0.299)-(0.299-0.142)=1.867(mV)CD CD《化工仪表与自动化》课程测试试题一、 填空题分）控制系统引入积分作用是为了_消除余差 但积分的引入会使系统 不稳定,引入微分作用是为了_克服容量滞后 。某调节系统采用比例积分作用调节器先用纯比例调整到合适的调节输出，在加入积分作用的过程中，应_减小放到倍数 。被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(l/L)之间的关系,称为调节阀的流量 特;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为理想特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此时上述关系为_工作特性调阀的流量特性有_直线、等百分比、抛物线和快开_，流量特性的选择主要是与广义对象相匹配。与单回路控制系统相比，串级调节系统具有以下三个特点：①(对于进入副回路的干扰有很强的克服能力);②(提高了工作频率4.控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响越小越差;干扰通道的纯滞后对调节质量有影响，纯滞后越大，质量越差。5．简单调节系统的基本特征是闭合回路负反馈。常用的标准节流件有孔板喷嘴。热电偶的热电特性与热电偶材料、两节点温度热电偶几何尺寸无关。二、综合题 (分)

有关，与1、（10分）画出气开式类型执行器的两种简单结构示意简图；控制系统在什么情况下选择气开类型执行器？举例说明。答：①②如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。2（20分）在控制系统应用中，有哪些基本控制规律和组合控制规律？写出各自的表达式？它们各应用在什么场所？IDPIPD、PID。②③PPI：对象滞后小，负荷变化幅度大，要求无差PD：一阶滞后较大允许有余差的对象PID：负荷变化大，容量滞后大，被控变量变化缓慢，质量要求高。3（12）下图为电子电位差计结构原理图，请补充完整连接线（电流及输入信号的方向答：①电子电位差计是使用电压平衡原理工作。②在温度检测中热电偶配套。下图是其线路图。③起到零点调整的电阻是RG

，起到量程调整的电阻是R。M4、（10分）写出差压式流量计的基本方程式；说明公式中各个符号所代表的含义。答：——流量系数；Q被测流体流量ε——体膨胀校正系数F0——节流件的开口面积ρ——被测流体的密度△P——节流件前后差压1三、计算题(20分)1、（10分）计算下图液位差压变送器的量程、测量范围及迁移量已知：H=0～10m h=1.2m ρ=35kg/m3 g≈10m/s2答：ΔP=P-P=Hρg+hρg=3500H+4200 Pa+ -差压变送器：量程=35000(Pa)测量范围=4200～39200(Pa)迁移量=4200(Pa)2（10）100～1100Pa0.5这台表的量程是多少？基本误差是多少？最大绝对误差是多少？允许误差是多少？答：①1000Pa②0.5%③±5Pa④0.5%《化工仪表与自动化》课程测试试题一、 填空题分）------------专业资料-1、检测仪表的基本组成有测量、传动放大和显示三个部分。2、在控制系统中，增加比例度，控制作用减少；增加积分时间；控制作用减少；增加微分时间，控制作用增加。3、按误差出现的规律，可将误差分为系统误差、偶然误差及疏忽误差。4放大系数时间常数和滞后时间。5、某温度表的精度为0.5级，其测量下限是50℃，上限是850℃。则此表的量程是800；测量范围是50~850；允许基本误差是0.5%；最大绝对误差是4。6、热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有冷端温度保持0度法、冷端温度修正法、校正仪表零点法、补偿电桥法、补偿热电偶法五种。7、自动平衡电桥配热电阻测温时，采用三线制连接，其连接导线的电阻规为2x2.5 Ω。二、综合题（62分）1、（15分）比较电子电位差计与电子平衡电桥在测量原理和结构上有哪些异同点。结构的相同点：放大器、可逆电机、同步电机、传动机构结构的不相同点：检测元件、测量桥路。原理的不相同点：------专业资料------到温度较低、且相对稳定的地方。起来使用。③具体方法如下：法和电桥补偿法。3、（12分）画出串级控制系统的方框图；分别说出副回路及主回路所起到的作用。干扰，保证主被控变量稳定。4、（20分）工艺要求利用回流量来控制塔顶温度t(简单控制系统)，为保证塔正常操作，回流量不允许中断。①指出构成控制系统时的被控变量、操纵变量、主要干扰是什么？（4分）②在图上画出控制流程图并确定执行器类型；（5分）③选择控制器的作用方向；（3分）④画出简单控制系统方框图；（4分）------------专业资料-（可设温度t。（4分）答：① 构成控制系统时的被控变量是塔顶温度；操纵变量是塔顶回流量，主干扰量是：进料的流量和温度，回流的温度和流量，加热蒸汽量等。② 控制图见下图，执行器为气关式。③ 控制器为反作用方向。④ 简单控制系统方框图见下图⑤ t输入偏差增大，其输出控制信号增加，气开阀开大，回流量加大，塔顶温度下降，回复给定。三、计算题（10分）计算下图液位差压变送器量程、测量范围及迁移量(10分)已知：H=0～10m；ρ=35kg/m3； g≈10m/s2。答：ΔP=P+-P-=Hρg=3500H Pa差压变送器量程：35000(Pa)测量范围：0～35000(Pa)迁移量：0(Pa)《化工仪表与自动化》课程测试试题一、 填空题分）1、表征控制规律的参数是比例度、积分时间及微分时间。2主回路和副分别称为主参数和副一个调节参数。3、弹簧管压力表是利用弹簧产生 位移 与被测压力相平衡来测量的。4、不受被测介质物理性质影响的流量计是： 电磁流量计 漩涡量计 椭圆齿轮流量计 （说出三种即可）。5、差压式流量计是利_节流 原理进行测量流量的。6电容式液位传感器测量液位时如测量高粘度导电介质则测量精度受 虚液位 的影响。7、分度号为S型的热电偶，如果错接了K型热电偶的补偿导线则产生的热电势会增加。如果补偿导线的型号正确但正负接反，则产生的热电势会减少。8、电容式差压变送器的测量部分是先将差压转变成位移，然后再变成 电容变化量_作为转换部分的输入。------------专业资料-二、综合题（58分）1（10答：①均匀控制系统和一般控制系统的相同点：结构相同；不同点：目的和特点不同，其目的是为了解决前后工序的供求矛盾，使两个变量间能互相兼顾和协调操作，特点是使两个互相联系的变量都在允许的范围内缓慢地变化。②均匀控制的实现可以从以下2调节规律上采用PPID2）参数整定上比例度从小到大整定，且比例度（和积分时间）都较大。2、（8分）从保证控制质量的角度，控制阀设计中应考虑哪几个方面？阀的理想流量特性有哪几种形式？选择。②理想流量特性有4种形式：1）直线特性2）等百分比特性3）快开特性4）抛物线特性3、（10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画出P、PI的输出响应曲线。已知：比例度δ=200%已知：比例度δ=100%积分时间Ti=2分------------专业资料-答：4、(20分)某列管式蒸汽加热器，工艺要求出口物料温度稳定在（90±1）℃。已知主要干扰为蒸汽压力的波动。确定被控变量，并选择相应的测量元件。制定合理的控制方案。 式。画出控制流程图与方框图。答：①被控变量为列管式蒸汽加热器物料出口温度，因测量温度较低但精度较高选择铂热电阻为测量元件。串级控制。③控制阀选用的气开式④控制流程图与方框图如图5、（10分）某化学反应器工艺规定操作温度为6ºC阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示。问该过程的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（按被控变量进入新稳态值的±2%为准）和振荡周期。答：由反应曲线可知：最大偏差A=45-40=5℃余差C=41-40=1℃衰减比过渡时间：T=23mins三、计算题：（10分）计算下图各热电偶回路所产生的热电势（10分）。S显示仪表的总电势为多少？②由于第二段补偿导线接反引入的误差是多少？答：①E1=ES(800,50)-ES(50,0)=(7.345-0.299)-0.299=6.747(mV)②E2=ECD(800,0)-6.747=7.345-6.747=0.598(mV)------------专业资料-《化工仪表与自动化》课程测试试题五一、 填空题分）1在阶跃扰动作用下自动控制系统的过渡过程有 发散震荡 等幅震荡 非震荡衰减_和 衰减震荡 等基本形式。2自动控制系统按按设定值的不同形式可分为 定值控制系统 _随动控制统_ 、 程序控制系统_等控制系统。3、对象的数学模型就是_利用数学的表达式来描述对象的特点 。4、液位变送器测量进行零点迁移时只改变 测量范围 ，不改量程 。5、在常用的热电偶温度计中，精度较高的是 S_热电偶，线性最好的是_K _热电偶，灵敏度较高的是 E_热电偶。6．常用的热电阻材料是 铜、铂 ，分度号是_Cu50、Cu100_、Pt50、Pt100_，线性好的是 铜_热电阻，它适于测低 温度。7．描述对象特性的三个参数放大倍数、时间常数、滞后时间，如果时间常数越大，系统的响应速度越慢，系统的稳定越好。节流件导压管和显示仪器接取压和法兰取压。统、选择控制系统、前馈控制系统、比值控制系统等。二、综合题（54分）------------专业资料-1、（10分）在控制系统中如何得到执行器的类型？画出执行器类型的简单结构示意简图。答：2、（14）比较差压式流量计与转子式流量计的异同点。答：①相同点：两者都是利用节流原理来测量流量。②不同点：差压式流量计差压式流量计转子式流量计节流件固定安装节流件安装不固定节流件前后差压变化节流件前后差压固定输入输出非线性输入输出线性3、（10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画出P、PI的输出响应曲线。答：4、(20分)如图为釜式反应器，釜内温度通过改变冷却剂流量的方式来控制。①指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？②如果冷却剂压力为主要干扰，选择控制方案，在下图中画出控制流程图；③选择执行器的气开、气关类型；④画出控制系统的方框图；（可设温度t。答：① 构成控制系统时的被控变量是釜内温度。操纵变量是冷却剂流量，扰量是：冷却剂压力和温度、搅拌速度以及环境温度。② 控制流程图见下图1。③ 执行器应选择气关类型。④ 控制系统方框图见下图2。⑤ t输入偏差增大，其输出控制信号减少，气关阀开大，冷却剂流量增加，釜内温度下降，维持给定。12（10分）计算下图热电偶温度计所产生的热电势以及温度计所显示的温度（10分）注：C D----S型热电偶；CˊDˊ----S型热电偶补偿导线；答：①E=ECD(300,25)=(2.323-0.142)=2.181(mV)温度计所显示的温度为300℃。化工仪表及自动化试题一．选择题（每题2分，共50分）1.生产过程中所保持定值的工艺变量称为A、操作变量B、被控变量 C、设定值 D、对2.热电偶的测温原理是A、电阻随温变化 B、热电效应 C、霍尔效应 D、节流原3.气动差压变送器的工作原理是A、热电效应B、电阻随温度变化C、电压平衡 D、力矩平衡原理4。利用差压变送器测液位时，若正、负压室与取压点之间装有隔离罐并充以隔------------专业资料-离液，这时需时变送器进行的迁移是A、正迁移 B、负迁移 C、无迁移 D、零点迁5.在单元组合仪表中常用的统一标准信号为A、0~10mV或4~20mV B、0~10mV或0~20mVC、0~10mA或4~20mA D、0~10mA或0~20mA．弹簧压力表中游丝的作用是（）A．提高仪表的精度 B．改变仪表的量C．克服仪表变差 D．提高仪表灵敏7．自动电位差计所配测温元件为（）A．热电偶 B．热电阻 C．弹簧 D．膜片8．节流式流量计工作原理为（）A．把输入微小位移转换成相应的气压信号输出B．电阻随温度变化 C.电压平衡D．流体流经节流装置所产生的静压差与流量之间的关系9．自动控制系统中，感受被控变量并转换为测量值的部分为A．检测元件及变送器 B．调节器C．对象 D．执行器10．标注在化工仪表面板上的符号1.5是指该仪表的（）A变差为1.5级B精度为1.5级 基本误差为级 D．附加误差为1.5级某一温度计，其测量范围为0---400℃，经校验发现其最大绝对误差为则℃该表的精度等级是（。A.0.5 B.0.8 C.1.0 D.1.5节流式流量计测量的是流体流经节流装置时所产生的（）A．速度变化 B．面积变化 C．动压能变化D．静压差13．自动控制系统，理想过渡过程的衰减比n:1是（）A．2—4：1 B。4---10：1 C。2：1 D。1．过渡过程中被控变量最大指示值与设定值之差的指标是A．余差 B。衰减比 C。过渡时间 D。最大偏差15．热电阻适用的测温范围是（）A．500℃以上中高温B.500℃以下中低温C. 300℃以下中高温 D.300℃以下中低温16.气动差压变送器将测量信号转换为标准气压信号的原理是A．电压平衡B．力矩平衡 C．节流原理 D．电桥平衡17．压力表测压点应该选在被测介质流动的（）A．直管处 B. 接近阀门处 C.任意处 D.拐弯18.热电偶冷端温度补偿解决的问题是（）A．冷端温度为零 B.冷端温度为正C．冷端温度不为零 冷端温度为负补偿导线的热电特性在（）范围内同热电偶本身几乎完全一样A．0---200℃B.0--250℃C.0---100℃ D.20--100℃一台电子自动电位差压计精确度等级为0.54℃，问该表应定为几级：A．0.5级 B.0.8级C. 1.0级 D.1.5级21．动圈表与热电偶配套使用时，表外接线电阻为A.15Ω B.10Ω C. 5Ω D. 2.5Ω2热电偶在配用动圈式显示仪表测量温度时参比端温度补偿的方法采用A．冰浴法 B.查表法C.补偿电桥法D.校正仪表零点法23．热电偶的测温原理是基于：A．热电偶的变形法B.热电偶的热电效应C．热电偶的热电阻特性 D.以上都不24．某工艺测量温度，要求测量范围在0--300℃，最大绝对误差不能大于6℃，则仪表应选用的精度等级为：（）A．2.0级B.1.5级 C.2.5级 D.4.0级2．单位时间内流体在某一截面上流过的体积是A．质量流量B.体积流量 C.流速 D.质量流速二．填空题（每空1分）1—器———和对象四个部分。（或膜片变送器的膜盒最小，———变送器的膜盒最大。3、弹簧管压力在测量稳定压力时，正常操作压力应该为量程的———2/3—；在测量高压时，正常操作压力不应超过