化工仪表试卷

《化工仪表与自动化》课程测试试题一。

1、填空题（36分）

1、过程控制系统是由① 控制器、_执行器、_测量变送和__被控对象_等环节组成。

2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有_压力_、_流量__、液位_、_温度_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__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愈大，对被控变量的影响__愈慢_;干扰通道容量滞后愈多，则调节质量_愈低__;干扰通道的纯滞后对调节质量___振荡④变差___

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。

___干扰通道的放大倍数（增益）。

6．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，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 ①最大偏差、衰减比和 ③余差等。

8．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___开方器___补偿。

9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是 ①0.02～0.1mpa ；电ⅱ型标准信号范围是 ②4～20ma ；电ⅲ型标准信号范围是。

二、综合题（54分）

化工仪表与自动化》课程测试试题二

一、填空题（28分）

1．控制系统引入积分作用是为了__①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__③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__ 减小放大倍数__。

2.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 ①流量特性；若阀前后的压差保持不变时，上述关系称为__②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③工作特性。调节阀的流量特性有_④线性、_等百分比_和快开，流量特性的选择主要是与_ ⑤广义对象__相匹配。

3. 与单回路控制系统相比，串级调节系统具有以下三个特点：

(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);③具有鲁棒性)。

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 ①影响小 ;干扰通道容量滞后愈多，则调节质量②变好 ;干扰通道的纯滞后对调节质量 ③无影响。

5．简单调节系统的基本特征是 ①闭合回路和 ②负反馈。

6．常用的标准节流件有 ①孔板和 ②喷嘴。

7. 热电偶的热电特性与 ①热电偶材料、两接点温度_有关，与 ②热电偶的几何尺寸无关。

二、综合题(分)

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：

②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？

答：p：自衡能力强，滞后小的对象且控制质量要求不高

pi：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分）下图为电子电位差计结构原理图，请补充完整连接线（包括电源和电流及输入信号的方向），并回答：电子电位差计是根据什么原理工作的？在温度检测中与何种检测元件配套使用？

指出调整零点、量程的电阻。

电子电位差计是使用电压平衡原理工作。

在温度检测中热电偶配套。下图是其线路图。

起到零点调整的电阻是rg，起到量程调整的电阻是rm。

4、（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。

——流量系数q——被测流体流量。

——体膨胀校正系数 f0——节流件的开口面积。

1——被测流体的密度 △p——节流件前后差压。

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

2、（10分）某压力仪表的测量范围是100～1100pa，其精度为0.5级，则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：

1、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分）①1000pa

±5pa

化工仪表与自动化》课程测试试题三。

1、填空题（28分）

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、疏忽误差及偶然误差。

4、描述对象特性的三个参数是放大系数、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公式计算法冰浴法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法、补偿热电偶五种。

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定为2×2.5ω。

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。

答：原理的相同点：都是利用滑动触点位置的变化来反映被测温度的大小。

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：

2、（15分）热电偶测温时，使用补偿导线的目的是什么？它能否进行冷端温度补偿？如不能应如何处理？

答：①使用补偿导线的目的是将热电偶的冷端从温度较高、波动较大的地方移到温度较低、且相对稳定的地方。

如果只使用补偿导线还不能达到冷端温度补偿的目的，必须与其它方法配合起来使用。

具体方法如下：

热电偶常用的冷端温度补偿方法有：公式计算法、冰浴法、仪表机械零点调整法和电桥补偿法。

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。

答：下图为串级控制系统的方框图；副回路是克服作用于副对象的干扰，使副被控变量基本稳定，减少对主变量的影响；而主回路主要克服作用于主对象的干扰，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。

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）

在图上画出控制流程图并确定执行器类型5分）

选择控制器的作用方向；（3分）

画出简单控制系统方框图；（4分）

简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析控制动作过程）。（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，主要干扰量是：进料的流量和温度，回流的温度和流量，加热蒸汽量等。

控制图见下图1，执行器为气关式。

控制器为反作用方向。

简单控制系统方框图见下图2。

该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给定，控制器输入偏差增大，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； ρ35kg/m3； g≈10m/s2 。

p=p+-p-

hρg3500h 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》课程测试试题四。

1、填空题（32分）

1、表征控制规律的参数是 ① 比例度、积分时间及 ③ 微分时间。

2、串级调节系统结构上有两个回路，分别称为 ① 主或第一回路和 ②副或第二回路；有两个被调参数，分别称为 ③主参数和 ④ 副参数；有 ⑤ 一个个调节参数。

3、弹簧管压力表是利用 ① 弹簧管产生___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：①电磁流量计_、_旋涡流量计__③椭圆齿轮流量计___说出三种即可）。

5、差压式流量计是利用__①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___虚假液位___的影响。

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