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1、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_、_、_和_等环节组成。2、 过程控制系统中按被控参数的名称来分有_、_、_、_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_和_物料平衡关系，用_的方法求取过程的数学模型。4、控制对象的的干扰通道的的动态特性对对过渡过程的的影响是:干扰通道的的时间常数愈愈大,对被控变量的的影响_;干扰通道容容量滞后愈多多,则调节质量量_;干扰扰通道的纯滞滞后对调节质质量_。5、 选择控控制方案时，总总是力图使调调节通道的放放大倍数（增增益）_干扰扰通道的放大大倍数（增益益）。6某调节系统统采
2、用比例积积分作用调节节器，先用纯纯比例调整到到合适的调节节输出，再加加入积分作用用的后，应_,才能能使稳定性不不变。7描述控制系系统的品质指指标的参数有有 、 和 等。8串级调节系系统,一般情况下下主回路选择择_或或_调节节规律调节器器,副回路选用用_调调节规律调节节器；如果副副回路采用差差压法测流量量，应采用什什么装置_补偿。9仪表自动化化标准中，气气动仪表标准准信号范围是是 ；电型标准信号号范围是 ；电型标准信号号范围是 。二、综合题（554分）1、（10分）画画出气关式类类型执行器的的两种简单结结构示意简图图；在控制系系统中如何选选择执行器类类型？举例说说明。 2、（14分分）热电偶为为
3、什么要进行行冷端温度补补偿？有哪些些冷端温度补补偿方法？原原理是什么？3、（10分分）控制器输输入偏差是阶阶跃信号（见见下图），请请根据已知参参数，画出PP、PI的输输出响应曲线线。（1）P输出，已已知：比例度度=50%（2）PI输出出，已知：比比例度=100%积分时间Ti=1分4、(20分)下图为加热热炉装置，工工艺要求利用用燃料量来控控制炉出口介介质温度t(简单控制系系统)； 指出构成成控制系统时时的被控变量量、控制变量量、干扰量是是什么？ 在下图中中画出控制流流程图； 选择执行行器的气开、气气关类型以及及控制器的作作用方向； 画出简单单控制系统方方框图； 简单说明明该系统克服服干扰的过程
4、程（可设温度度t升高，分分析调节动作作过程）。 介质燃料三、计算题：（110分） 计算下图各热热电偶回路所所产生的热电电势（10分分）。注：A B-K型热热电偶；AB-KK型热电偶补补偿导线C D- S型热电电偶； CD-SS型热电偶补补偿导线；B505025AD25C600D505025C25600CD化工仪表与与自动化课课程测试试题题一答案一、（36分）1题、（4分）回回答要点： 控制器 执行器 测量变送送 被控对象2题、（4分）回回答要点： 压力 流量 液位 温度3题、（4分）回回答要点： 物料 能量 机理建模模4题、（4分）回回答要点： 愈慢 愈低 振荡 变差5题、（4分）回回答要点：
5、大大于6题、（4分）回回答要点：减小调节器器的放大倍数数7题、（4分）回回答要点： 最大偏差 衰减比 余差8题、（4分）回回答要点： PID PI P 开方器9题、（4分）回回答要点：0.020.1Mppa420mAA二、1、（10分）回答要点： 在控制系系统中，执行行器是按安全全原则选择类类型的，也就就是当控制信信号中断时，要要保证设备和和操作人员的的安全。如：加热炉温度度控制，当燃燃料量为操纵纵变量时，其其执行器应选选择气开类型型，当信号中中断时，切断断燃料，保证证安全。2、（14分）回回答要点： 因为为各种显示仪仪表和热电偶偶分度表都是是在热电偶冷冷端温度为零零的时候做出出的。但实际际中
6、热电偶冷冷端温度不等等于零，且经经常波动，这这必然造成输输出减少，所所以要进行热热电偶的冷端端温度补偿。热电偶常用的的冷端温度补补偿方法有：冰浴法、公公式计算法、仪仪表机械零点点调整法、电电桥补偿法和和补偿热电偶偶 冰浴法：用用冰槽使t0保持零度。 计算法：EAB（t，0） EAB（t，t0） EAB（t0，0） 仪表零点调调整法：将仪仪表的机械零零点调到t0 补偿电桥法法：用电桥产产生EAB（t0， 0）与EAB（t，t0）叠加，即即可消除t0变化对测量量的影响。 补偿热电偶偶：用与测量量热电偶同型型号的热电偶偶进行补偿，用用于多支热电电偶。3、（10分）回答要点：123451t（分）输入偏
7、差123451t（分）P输出2123451t（分）PI输出23 4、（20分分） 回答要点点： 构成控制制系统时的被被控变量是出出口介质温度度；操纵变量量是燃料量，干干扰量是：进进料流量和温温度、燃料的的压力、炉膛膛温度和压力力以及环境温温度。 控制流程程图见下图11。 执行器应应选择气开类类型，控制器器为反作用方方向。 简单控制制系统方框图图见下图2。 介质燃料TC该系统克服干扰扰的过程：当当干扰作用使使温度t升高高，测量大于于给定，控制制器输入偏差差增大，其输输出控制信号号减少，气开开阀关小，燃燃料量减少，塔塔顶温度下降降，维持给定定。 图1 图2三、（10分）回回答要点：1、E1=EAA
8、B(3000,50)+ECD(50,25) =(12.2007-2.0002)+(0.2999-0.1442) =110.3422 (mV) E2=EECD(3000,50)-ECD(50,25) =(2.3233-0.2999)-(00.299-0.1422) =11.867 (mV)化工仪表与自自动化课程程测试试题二二 一、 填空题（288分）1控制系统引引入积分作用用是为了_,但积积分的引入会会使系统_,引入入微分作用是是为了_。某调节节系统采用比比例积分作用用调节器，先先用纯比例调调整到合适的的调节输出，在在加入积分作作用的过程中中，应_。2.被调介质流流过阀门的相相对流量(QQ/Qm
9、axx)与阀门相相对行程(ll/L)之间间的关系,称称为调节阀的的 _特特性;若阀前前后的压差保保持不变时,上述关系称称为_ 特性;实实际使用中,阀前后的压压差总是变化化的,此时上上述关系为_ 特特性。调节阀阀的流量特性性有_、_、_和和_，流流量特性的选选择主要是与与_相相匹配。3. 与单回路路控制系统相相比，串级调调节系统具有有以下三个特特点：( );( );( )。4.控制对象的的干扰通道的的动态特性对对过渡过程的的影响是:干干扰通道的时时间常数愈大大,对被控变变量的影响 ;干干扰通道容量量滞后愈多,则调节质量量 ;干扰通道道的纯滞后对对调节质量 。5简单调节系系统的基本特特征是 和 。
10、6常用的标准准节流件有 和 。7. 热电偶的的热电特性与与 _有关，与与 _ 无关。二、综合题(分分)1、（10分）画画出气开式类类型执行器的的两种简单结结构示意简图图；控制系统统在什么情况况下选择气开开类型执行器器？举例说明明。 2、（20分分）在控制系系统应用中，有有哪些基本控控制规律和组组合控制规律律？写出各自自的表达式？它们各应用用在什么场所所？3、（12分分）下图为电电子电位差计计结构原理图图，请补充完完整连接线（包包括电源和电电流及输入信信号的方向），并并回答：电子子电位差计是是根据什么原原理工作的？在温度检测测中与何种检检测元件配套套使用？指出出调整零点、量量程的电阻。4、（10
11、分）写写出差压式流流量计的基本本方程式；说说明公式中各各个符号所代代表的含义。三、计算题(20分) 1、（10分）计计算下图液位位差压变送器器的量程、测测量范围及迁迁移量。已知：H=010m h=11.2m =335kg/mm3 g 100m/s2 2、（10分分）某压力仪仪表的测量范范围是100011000Pa，其精精度为0.55级，则这台台表的量程是是多少？基本本误差是多少少？最大绝对对误差是多少少？允许误差差是多少？化工仪表与自动动化课程测测试试题二答答案一、（28分）1题、（4分）回回答要点： 消除余差 不稳定 克服容量滞滞后 减小放大倍倍数2题、（4分）回回答要点： 流量特性 理想特
12、性 工作特性 线性、等百百分比、快开开； 广义对象3题、（4分）回回答要点：对于进入副副回路的干扰扰有很强的克克服能力；提高了工作频频率；具有鲁棒性。4题、（4分）回回答要点： 影响小 变好 无影响5题、（4分）回回答要点： 闭合回路 负反馈6题、（5分）回回答要点： 孔板 喷嘴 7题、（5分）回回答要点： 热电偶材料料、两接点温温度 热电偶的几几何尺寸。二、1、（10分）回答要点：如：加热炉温温度控制，当当燃料量为操操纵变量时，其其执行器应选选择气开类型型，当信号中中断时，切断断燃料，保证证安全。2、（20分分）回答要点点：在控制系统应应用中，基本本调节规律有有：P、I、DD，基本组合合调节
13、规律有有PI、PDD、PID。 P：自衡能力强强，滞后小的的对象且控制制质量要求不不高 PI：对象滞后后小，负荷变变化幅度大，要要求无差PD：一阶滞后后较大允许有有余差的对象象PID：负荷变变化大，容量量滞后大，被被控变量变化化缓慢，质量量要求高。3、（10分）回答要点：电子电位差计计是使用电压压平衡原理工工作。在温度检测中中热电偶配套套。下图是其其线路图。起到零点调整整的电阻是RRG，起到量程程调整的电阻阻是RM。 4、（10分）回回答要点：流量系数数； Q被测流体体流量体膨胀校校正系数 FF0节流件的的开口面积1被测流流体的密度 P节流件件前后差压三、 1、（10分）P=P+-PP-=Hg
14、+hg=3500H+4200 Pa差压变送器：量量程=350000 (PPa)测量范围=42200399200 (Pa)迁移量=42000 (Paa)2、（10分）1000PPa0.5%5Pa0.5%化工仪表与自自动化课程程测试试题三三一、 填空题（228分）1、 检测测仪表的基本本组成有 、 和 三个部分。 2、 在控控制系统中，增增加比例度，控控制作用 ；增增加积分时间间；控制作用用 ；增加微分分时间，控制制作用 。3、 按误误差出现的规规律，可将误误差分为 误差、 误差及 误差。4、 描述述对象特性的的三个参数是是 、 和 。 5、 某温温度表的精度度为0.5级级，其测量下下限是50，上
15、限是8850。则此表的的量程是 ；测量范围围是 ；允许基本误误差是 ；最大绝对误误差是 。6、 热电电偶温度计中中常用的冷端端温度补偿方方法有 、 、 、 、 五种种。7、自动平衡电电桥配热电阻阻测温时，采采用 连连接，其连接接导线的电阻阻规定为 _。二、综合题（662分）1、（15分）比比较电子电位位差计与电子子平衡电桥在在测量原理和和结构上有哪哪些异同点。 2、（15分）热热电偶测温时时，使用补偿偿导线的目的的是什么？它它能否进行冷冷端温度补偿偿？如不能应应如何处理？3、（12分）画画出串级控制制系统的方框框图；分别说说出副回路及及主回路所起起到的作用。4、（20分）工工艺要求利用用回流量
16、来控控制塔顶温度度t(简单控控制系统)，为为保证塔正常常操作，回流流量不允许中中断。 指出构构成控制系统统时的被控变变量、操纵变变量、主要干干扰是什么？ （44分） 在图上上画出控制流流程图并确定定执行器类型型； （5分） 选择控控制器的作用用方向； （3分分） 画出简简单控制系统统方框图； （4分） 简单说说明该系统克克服干扰的过过程（可设温温度t升高，分分析控制动作作过程）。（44分） 三、计算题（110分）计算下图液位差差压变送器量量程、测量范范围及迁移量量(10分)。已知：H=010m； =35kgg/m3； g10m/ss2 。 化工仪表与自自动化课程程测试试题三三答案一、（28分）
17、1：测量 、传动放大大、显示。2：减少、减少少、增加。3：系统、疏忽忽、偶然。4：放大系数、时间常数、滞后时间。5：800、50850、0.5%、4。6：公式计算法法、冰浴法、仪表机械零零点调整法、电桥补偿法法、补偿热电偶偶。7：三线制、222.5 。二、1、（15分）原理的相同点：都是利用滑滑动触点位置置的变化来反反映被测温度度的大小。 结构的相同点： 放大器、可可逆电机、同同步电机、传传动机构结构的不相同点点：检测元件件、测量桥路路。原理的不相同点点：2、（15分）使用补偿导线线的目的是将将热电偶的冷端端从温度较高高、波动较大大的地方移到到温度较低、且且相对稳定的的地方。如果只使用补补偿导
18、线还不不能达到冷端端温度补偿的的目的，必须须与其它方法法配合起来使使用。具体方法如下下：热电偶常用的冷冷端温度补偿偿方法有：公公式计算法、冰冰浴法、仪表表机械零点调调整法和电桥桥补偿法。3、（12分）下图为串级控制制系统的方框框图；副回路路是克服作用用于副对象的的干扰，使副副被控变量基基本稳定，减减少对主变量量的影响；而而主回路主要要克服作用于于主对象的干干扰，保证主主被控变量稳稳定。4、（20分） 构成控制制系统时的被被控变量是塔塔顶温度；操操纵变量是塔塔顶回流量，主主要干扰量是是：进料的流流量和温度，回回流的温度和和流量，加热热蒸汽量等。 控制图见见下图1，执执行器为气关关式。 控制器为为
19、反作用方向向。 简单控制制系统方框图图见下图2。 该系统克克服干扰的过过程：当干扰扰作用使温度度t升高，测测量大于给定定，控制器输输入偏差增大大，其输出控控制信号增加加，气开阀开开大，回流量量加大，塔顶顶温度下降，回回复给定。图1 图2三、（10分）P=P+-PP-=Hg=3500H Pa差压变送器量程：350000 (Paa)测量范围：0350000 (Pa)迁移量：0 (Pa)化工仪表与自自动化课程程测试试题四四一、 填空题（322分）1、表征控制规规律的参数是是 、 及 。2、串级调节系系统结构上有有两个回路，分分别称为 回路路和 回路；有有两个被调参参数，分别称称为 参数和 参数；有
20、个调调节参数。3、弹簧管压力力表是利用 产生生_与被测测压力相平衡衡来测量的。4、不受被测介介质物理性质质影响的流量量计是：_、_、_（说说出三种即可可）。5、 差压式式流量计是利利用_ _原理进行测测量流量的。6、电容式液位位传感器测量量液位时，如如测量高粘度度导电介质则则测量精度受受_的影响。7、分度号为SS型的热电偶偶，如果错接接了K型热电偶的的补偿导线则则产生的热电电势会 。如果补偿导线线的型号正确确但正负接反反，则产生的的热电势会 。8、电容式差压压变送器的测测量部分是先先将 转变成 ，然后再变变成_作为转转换部分的输输入。二、综合题（558分）1、（10分）均均匀控制系统统和一般控
21、制制系统的异同同点有哪些？怎样实现均均匀控制？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？3、（10分）控控制器输入偏偏差是阶跃信信号（见下图图），请根据据已知参数，画画出P、PII的输出响应应曲线。已知：比例度=200%已知：比例度=100%积分时间Ti=2分4、(20分) 某列管式蒸蒸汽加热器，工工艺要求出口口物料温度稳稳定在（9001）。已知主要要干扰为蒸汽汽压力的波动动。（1） 确定定被控变量，并并选择相应的的测量元件。 （2） 制定定合理的控制制方案。 （3） 如如物料温度不不允许过高，否否则易裂解，试试确定控制阀阀的气开、气气关式。
22、 （4） 蒸汽原料T画出控制流程图图与方框图。 5、（10分分）某化学反反应器工艺规规定操作温度度为4002C，考虑安全全因素，调节节过程中温度度偏离给定值值不得超过66C。现设计运运行的温度定定值调节系统统，在最大阶阶跃干扰下的的过渡过程曲曲线如图所示示。问该过程程的最大偏差差、余差、衰衰减比、过渡渡时间（按被被控变量进入入新稳态值的的2%为准）和和振荡周期。化工仪表与自自动化课程程测试试题四四答案一、（36分）1题、（4分）回回答要点： 比例度 积分时间间 微分时间间 2题、（4分）回回答要点： 主或第一一 副或第二 主参数 副参数 一个3题、（4分）回回答要点： 弹簧管 位移4题、（4分
23、）回回答要点： 电磁流量计计 旋涡流量计计 椭圆齿轮流流量计5题、（4分）回回答要点：节流6题、（4分）回回答要点：虚假液位7题、（4分）回回答要点：增加 减少8题、（4分）回回答要点：差压位移 电容变化量量二、1、（10分）回答要点：均匀控制系统统和一般控制制系统的相同同点：结构相相同；不同点点：目的和特特点不同，其其目的是为了了解决前后工工序的供求矛矛盾，使两个个变量间能互互相兼顾和协协调操作，特特点是使两个个互相联系的的变量都在允允许的范围内内缓慢地变化化。均匀控制的实实现可以从以以下2方面来做：1）调节规律律上采用P或PI，而不采采用D调节，2）参数整定定上比例度从从小到大整定定，且比
24、例度度（和积分时时间）都较大大。2、（8分）回回答要点： 控制制阀的设计应应考虑：阀口口径的选择、气气开气关形式式的选择和流流量特性选择择。理想流量特性性有4种形式：1） 直线特特性2） 等百分分比特性3） 快开特特性4） 抛物线线特性3、（10分分）回答要点点：123451t（分）输入偏差123451t（分）P输出2123451t（分）PI输出23 4、（200分） 回答要点点：被控变量为列列管式蒸汽加加热器物料出出口温度，因因测量温度较较低但精度较较高选择铂热热电阻为测量量元件。干扰为蒸汽压压力，控制方方案选用副参参数为蒸汽压压力主参数为为物料出口温温度的串级控控制。原料T蒸汽TCPC控制
25、阀选用的的气开式控制流程图与与方框图如图图4、（10分分） 回答要点点：由反应曲线可知知：最大偏差A=445-40=5余 差CC=41-440=1衰 减 比 过渡时间：Tss=23miin三、（10分）回回答要点：1、E1=EES(800,50)-EES(50,00) =(7.3455-0.2999)-0.299 =66.747 (mV) E2=ECD(8000,0)-66.747 = 7.3455-6.7447 =00.598(mV)三、计算题：（110分） 计算下图各热热电偶回路所所产生的热电电势（10分分）。如图为S型热偶偶测温线路，由由于疏忽将其其中第二段补补偿导线接反反，求：输入到显
26、示仪仪表的总电势势为多少？由于第二段段补偿导线接接反引入的误误差是多少？化工仪表与自自动化课程程测试试题五五 一、 填空题（366分）1、在阶跃扰动动作用下，自自动控制系统统的过渡过程程有_ _、 _、_ _ 和_ _等基本形式。2、自动控制系系统按按设定定值的不同形形式可分为_ _、_ _、_等控制制系统。3、对象的数学学模型就是_ _。4、液位变送器器测量进行零零点迁移时只只改变_ _，不改变_。5、 在常用用的热电偶温温度计中，精精度较高的是是_ _热电偶，线线性最好的是是_ _热电偶，灵灵敏度较高的的是_ _热电偶。6常用的热电电阻材料是_ _，分度号是是_ _，线性好好的是_ _热电
27、阻，它它适于测量_温度。7描述对象特特性的三个参参数是 ，如如果时间常数数越大，系统统的响应速度度 ，系系统的稳定性性 。8差压式流量量计由 、 和和 组组成。常用的的标准取压方方式有 和 。9指出你所知知道的几种复复杂控制系统统 。二、综合题（554分） 1、（10分）在在控制系统中中如何得到执执行器的类型型？画出执行行器类型的简简单结构示意意简图。 2、（14分分）比较差压压式流量计与与转子式流量量计的异同点点。3、（10分分）控制器输输入偏差是阶阶跃信号（见见下图），请请根据已知参参数，画出PP、PI的输输出响应曲线线。123451t（分）输入偏差123451t（分）P输出2123451
28、t（分）PI输出23已知：比例度=100%积分时间Ti=1分已知：比例度=50%-14、(20分分) 如图为为釜式反应器器，釜内温度度通过改变冷冷却剂流量的的方式来控制制。 指出构成成控制系统时时的被控变量量、控制变量量、干扰量是是什么？ 如果冷却却剂压力为主主要干扰，选选择控制方案案，在下图中中画出控制流流程图； 选择执行行器的气开、气气关类型； 画出控制制系统的方框框图； 简单说明明该系统克服服干扰的过程程（可设温度度t升高，分分析调节动作作过程）。 三、计算题：（10分） 计算下图热电电偶温度计所所产生的热电电势以及温度度计所显示的的温度（100分）。注：C D- SS型热电偶；CD-S
29、S型热电偶补补偿导线；D505025C25300CD化工仪表与自自动化课程程测试试题五五答案一、（36分）1题、（4分）回回答要点：发散振荡 等幅振荡 非振荡衰减减 衰减振荡2题、（4分）回回答要点：定值控制系系统 随动控制系系统 程序控制系系统3题、（4分）回回答要点： 利用数学学表达式来描描述对象的特特性。4题、（4分）回回答要点： 变送器的测测量范围 变送器的量量程5题、（4分）回回答要点：S型 K型 E型6题、（4分）回回答要点：金属铜和铂铂 Cu50、Cu1000 ，Pt50、Pt1000 铜电阻 低温7题、（4分）回回答要点： 放大倍数、时时间常数、滞滞后时间 越慢 越好8题、（4
30、分）回回答要点：节流装置导压管 显示仪表 角接取压 法兰取压9题、（4分）回答要要点： 串级控制制系统、均匀匀控制系统、分分程控制系统统、选择控制制系统、前馈馈控制系统、比比值控制系统统等。二、1、（10分）回答要点： 在控制制系统中，执执行器类型的的获得是靠改变变执行机构和和调节机构的的作用方向来来得到的，一一般情况下，对对于大口径的的执行器，执执行机构采用用正作用，靠靠改变调节机机构的正反装装来得到执行行器的气开气气关类型，对对于小口径的的执行器，调调节机构选择择正装，故只只能靠改变执执行机构的正正反作用来得得到执行器的的气开气关类类型。2、（14分）回回答要点： 相同同点：两者都都是利用节流流原理来测量量流量。不同点：差压式流量计转子式流量计节流件固定安装装节流件安装不固固定节流件前后差压压变化节流件前后差压压固定输入输出非线性性输入输出线性3、（10分）回答要点：4、（20分） 回答要点点： 构成控制制系统时的被被控变量是釜釜内温度。操操纵变量是冷冷却剂流量，干干扰量是：冷冷却剂压力和和温度、搅拌拌速度以及环环境温度。 控制流程程图见下图11。 执行器应应选择气关类类型。 控制系统统方框图见下下图2。 该