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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、 过程掌握系统是由_掌握器 、_执行器 、 测量变送 和_被控对象 _等环节组成。2、 过程掌握系统中按被控参数的名称来分有 压力 、_流量 、_温度 、_ 液位_等掌握系统。3、 目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是依据过程的在机理，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、掌握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 ;干扰通道容量滞后愈多,则调整质量 越差 ;干扰通道的纯滞后对调整质量_有影响，纯滞后越大，质量越差。5、 选择掌握方案时，总
2、是力图使调整通道的放大倍数增益大于干扰通道的放大倍数增益。6. 某调整系统承受比例积分作用调整器，先用纯比例调整到适宜的调整输出， 再参加积分作用的后，应_减小调整器的放大倍数_,才能使稳定性不变。7. 描述掌握系统的品质指标的参数有最大偏差、 衰减比和余差 等。8. 串级调整系统,一般状况下主回路选择 PID或 PI 调整规律调整器, 副回路选用 P _调整规律调整器；假设副回路承受差压法测流量，应承受什么装置_开放器 补偿。9. 仪表自动化标准中，气动仪表标准信号围是0.020.1MPa；电型标准信号围是420mA；电型标准信号围是010mA。二、综合题54 分.1、10 分画出气关式类型
3、执行器的两种简洁构造示意简图；在掌握系统中如何选择执行器类型？举例说明。答：在掌握系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当掌握信号中断时， 要保证设备和操作人员的安全。如：加热炉温度掌握，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、14 分热电偶为什么要进展冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？ 原理是什么？答：由于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出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零，且常常波动，这必定造成输出削减，所以要进展热电偶的冷端温度补偿。热电偶常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电
4、桥补偿法和补偿热电偶冰浴法：用冰槽使 t0 保持零度。计算法：EABt，0 EABt，t0 EABt0，0 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 EABt0， 0与 EABt，t0叠加，即可消退t0 变化对测量的影响。补偿热电偶：用与测量热电偶同型号的热电偶进展补偿，用于多支热电偶。3、10 分掌握器输入偏差是阶跃信号见以下图，请依据参数，画出 P、PI 的输出响应曲线。1P 输出，：比例度=50% 2PI 输出，：比例度=100%积分时间 Ti=1 分答：4、(20 分)以下图为加热炉装置，工艺要求利用燃料量来掌握炉出口介质温度 t(简洁掌握系统)； 指出构成掌握
5、系统时的被控变量、掌握变量、干扰量是什么？ 在以下图中画出掌握流程图； 选择执行器的气开、气关类型以及掌握器的作用方向； 画出简洁掌握系统方框图； 简洁说明该系统抑制干扰的过程可设温度 t 上升，分析调整动作过程。答： 构成掌握系统时的被控变量是出口介质温度；操纵变量是燃料量，干扰量是：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。掌握流程图见以下图。执行器应选择气开类型，掌握器为反作用方向。简洁掌握系统方框图见以下图。 该系统抑制干扰的过程：当干扰作用使温度t 上升，测量大于给定，掌握器输入偏差增大，其输出掌握信号削减，气开阀关小，燃料量削减，塔顶温度下降， 维持给定。三、计算题：
6、10 分计算以下图各热电偶回路所产生的热电势10 分。注：A B-K 型热电偶；AB-K 型热电偶补偿导线C D- S 型热电偶； CD-S 型热电偶补偿导线；答：1、E1=EAB(300,50)+ECD(50,25)=(12.207-2.002)+(0.299-0.142) =10.342 (mV)E2=ECD(300,50)-ECD(50,25) =(2.323-0.299)-(0.299-0.142) =1.867 (mV)化工仪表与自动化课程测试试题二一、填空题28 分1. 掌握系统引入积分作用是为了_消退余差,但积分的引入会使系统不稳定, 引入微分作用是为了_抑制容量滞后。某调整系统
7、承受比例积分作用调整器， 先用纯比例调整到适宜的调整输出，在参加积分作用的过程中，应_减小放到倍数。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,称为调整阀的 流量特性;假设阀前后的压差保持不变时,上述关系称为 抱负 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。调整阀的流量特性有_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。3. 与单回路掌握系统相比，串级调整系统具有以下三个特点：(对于进入副回路的干扰有很强的抑制力量 );( 提高了工作频率 );(具有)。4. 掌握对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的
8、影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响越小 ;干扰通道容量滞后愈多,则调整质量 越差;干扰通道的纯滞后对调整质量 有影响，纯滞后越大，质量越差。 5简洁调整系统的根本特征是 闭合回路和负反响。6. 常用的标准节流件有 孔板和喷嘴。7. 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洁构造示意简图；掌握系统在什么状况下选择气开类型执行器？举例说明。答：如：加热炉温度掌握，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 分在掌握系统应用中，有哪些根本掌握规律和组合掌握
9、规律？写出各自的表达式？它们各应用在什么场所？答：在掌握系统应用中，根本调整规律有：P、I、D，根本组合调整规律有PI、PD、PID。 P：自衡力量强，滞后小的对象且掌握质量要求不高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 分以下图为电子电位差计构造原理图，请补充完整连接线包括电源和电流及输入信号的方向，并答复：电子电位差计是依据什么原理工作的？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。答：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。以下图是其线路图。
10、起到零点调整的电阻是 R ，起到量程调整的电阻是 R 。GM4、10 分写出差压式流量计的根本方程式；说明公式中各个符号所代表的含义。答：流量系数；Q被测流体流量体膨胀校正系数F0节流件的开口面积 被测流体的密度P节流件前后差压1三、计算题(20 分)1、10 分计算以下图液位差压变送器的量程、测量围及迁移量。：H=010mh=1.2m=35kg/m3g 10m/s2答：P=P+-P-=Hg+hg=3500H+4200Pa差压变送器：量程=35000 (Pa)测量围=420039200 (Pa) 迁移量=4200 (Pa)2、10 分某压力仪表的测量围是 1001100Pa，其精度为 0.5
11、级，则这台表的量程是多少？根本误差是多少？最大确定误差是多少？允许误差是多少？答：1000Pa0.5%5Pa0.5%化工仪表与自动化课程测试试题三一、填空题28 分1、 检测仪表的根本组成有 测量、 传动放大 和显示 三个局部。2、 在掌握系统中，增加比例度，掌握作用 削减 ；增加积分时间；掌握作用 削减；增加微分时间，掌握作用增加。3、 按误差消灭的规律，可将误差分为系统误差、偶然 误差及疏忽 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；测量围是50850；允许根本误差是0.
12、5%； 最大确定误差是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，承受三线制 连接，其连接导线的电阻规定为2x2.5。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构造上有哪些异同点。答：原理的一样点：都是利用滑动触点位置的变化来反映被测温度的大小。构造的一样点： 放大器、可逆电机、同步电机、传动机构构造的不一样点：检测元件、测量桥路。原理的不一样点：2、15 分热电偶测温时，使用补偿导线的目的是什么？它能否进展冷端温度补偿？如不能应如何处
13、理？答：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。假设只使用补偿导线还不能到达冷端温度补偿的目的，必需与其它方法协作起来使用。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 分画出串级掌握系统的方框图；分别说出副回路及主回路所起到的作用。答：以下图为串级掌握系统的方框图；副回路是抑制作用于副对象的干扰，使副被控变量根本稳定，削减对主变量的影响；而主回路主要抑制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掌握塔顶温度t(简洁掌握系统)，为保证塔正常操作，回流
14、量不允许中断。 指出构成掌握系统时的被控变量、操纵变量、主要干扰是什么？4 分 在图上画出掌握流程图并确定执行器类型；5 分 选择掌握器的作用方向；3 分 画出简洁掌握系统方框图；4 分 简洁说明该系统抑制干扰的过程可设温度 t 上升，分析掌握动作过程。4 分答：构成掌握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。掌握图见以下图，执行器为气关式。掌握器为反作用方向。简洁掌握系统方框图见以下图该系统抑制干扰的过程：当干扰作用使温度 t 上升，测量大于给定，掌握器输入偏差增大，其输出掌握信号增加，气开阀开大，回流量加大，塔顶温度
15、下降，回复给定。三、计算题10 分计算以下图液位差压变送器量程、测量围及迁移量(10 分)。：H=010m； =35kg/m3；g10m/s2 。答：P=P+-P-=Hg=3500HPa差压变送器量程：35000 (Pa)测量围：035000 (Pa)迁移量：0 (Pa)化工仪表与自动化课程测试试题四一、填空题32 分1、表征掌握规律的参数是 比例度 、积分时间 及 微分时间 。 2、串级调整系统构造上有两个回路，分别称为 主 回路和 副 回路；有两个被调参数，分别称为 主参数和 副 参数；有 一个调整参数。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
16、响的流量计是：电磁流量计、漩涡流量计、椭圆齿轮番量计说出三种即可。5、 差压式流量计是利用_节流原理进展测量流量的。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拟液位的影响。7、分度号为S 型的热电偶，假设错接了K 型热电偶的补偿导线则产生的热电势会增加。假设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局部是先将差压转变成位移，然后再变成 电容变化量_作为转换局部的输入。二、综合题58 分1、10 分均匀掌握系统和一般掌握系统的异同点有哪些？怎样实现均匀掌握？ 答：均匀掌握系统和一般掌握系统的一样点：构造一样；不同点：目的和特点不同，其
17、目的是为了解决前后工序的供求冲突，使两个变量间能相互兼顾和协调操作，特点是使两个相互联系的变量都在允许的围缓慢地变化。均匀掌握的实现可以从以下 2 方面来做：1调整规律上承受 P 或 PI，而不承受 D 调整，2参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 分从保证掌握质量的角度，掌握阀设计中应考虑哪几个方面？阀的抱负流量特性有哪几种形式？答：掌握阀的设计应考虑：阀口径的选择、气开气关形式的选择和流量特性选择。抱负流量特性有 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 分掌握器输入偏差是阶跃信号见以下图，请依据参数，画出 P、PI 的输出响
18、应曲线。：比例度=200%：比例度=100%积分时间 Ti=2 分答：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901。主要干扰为蒸汽压力的波动。（1） 确定被控变量，并选择相应的测量元件。（2） 制定合理的掌握方案。（3） 如物料温度不允许过高，否则易裂解，试确定掌握阀的气开、气关式。（4） 画出掌握流程图与方框图。答：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。干扰为蒸汽压力，掌握方案选用副参数为蒸汽压力主参数为物料出口温度的串级掌握。掌握阀选用的气开式掌握流程图与方框图如图5、10 分某化学反响器工艺规定操作温度为 400
19、2C，考虑安全因素，调整过程中温度偏离给定值不得超过 6C。现设计运行的温度定值调整系统，在最大阶跃干扰下的过渡过程曲线如下图。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稳态值的2%为准和振荡周期。答：由反响曲线可知：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 分计算以下图各热电偶回路所产生的热电势10 分。如图为 S 型热偶测温线路，由于疏忽将其中其次段补偿导线接反，求：输入到显示仪表的总电势为多少？由于其次段补偿导线接反引入的误差是多少？答：E1=ES(800,50)-ES(50,0) =(7.345-0.2
20、99)-0.299=6.747 (mV) E2=ECD(800,0)-6.747= 7.345-6.747 =0.598(mV)化工仪表与自动化课程测试试题五一、填空题36 分1、在阶跃扰动作用下，自动掌握系统的过渡过程有发散震荡、等幅震荡、非震荡衰减_ 和衰减震荡等根本形式。2、自动掌握系统按按设定值的不同形式可分为定值掌握系统、_随动掌握系统_、程序掌握系统_等掌握系统。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、液位变送器测量进展零点迁移时只转变测量围，不转变量程。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
21、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，它适于测量低温度。 7描述对象特性的三个参数是放大倍数、时间常数、滞后时间，假设时间常数越大，系统的响应速度 越慢，系统的稳定性越好。 8差压式流量计由 节流件、导压管和显示仪器组成。常用的标准取压方式有角接取压和法兰取压。9指出你所知道的几种简单掌握系统串级掌握系统、均匀掌握系统、分程掌握系统、选择掌握系统、前馈掌握系统、比值掌握系统等。二、综合题54 分1、10 分在掌握系统中如何得到执行器的类型？画出执行器类型的简洁构造示意简图。答：在掌握系统中，执行器类型的获得是靠转变执行
22、机构和调整机构的作用方始终得到的，一般状况下，对于大口径的执行器，执行机构承受正作用，靠转变调整机构的正反装来得到执行器的气开气关类型，对于小口径的执行器，调整机构选择正装，故只能靠转变执行机构的正反作用来得到执行器的气开气关类型2、14 分比较差压式流量计与转子式流量计的异同点。答：一样点：两者都是利用节流原理来测量流量。不同点：差压式流量计 节流件固定安装节流件前后差压变化输入输出非线性转子式流量计 节流件安装不固定节流件前后差压固定输入输出线性3、10 分掌握器输入偏差是阶跃信号见以下图，请依据参数，画出 P、PI 的输出响应曲线。答：4、(20 分) 如图为釜式反响器，釜温度通过转变冷
23、却剂流量的方式来掌握。 指出构成掌握系统时的被控变量、掌握变量、干扰量是什么？ 假设冷却剂压力为主要干扰，选择掌握方案，在以下图中画出掌握流程图； 选择执行器的气开、气关类型； 画出掌握系统的方框图； 简洁说明该系统抑制干扰的过程可设温度 t 上升，分析调整动作过程。答：构成掌握系统时的被控变量是釜温度。操纵变量是冷却剂流量，干扰量是：冷却剂压力和温度、搅拌速度以及环境温度。掌握流程图见以下图 1。执行器应选择气关类型。掌握系统方框图见以下图 2。该系统抑制干扰的过程：当干扰作用使温度 t 上升，测量大于给定，掌握器输入偏差增大，其输出掌握信号削减，气关阀开大，冷却剂流量增加，釜温度下降，维持
24、给定。图 1图 2三、计算题：10 分计算以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：CD- S 型热电偶；CD-S 型热电偶补偿导线；答： E=ECD(300,25) =(2.323-0.142) =2.181 (mV)由于电子电位差计有自动冷端温度补偿装置，所以测量不受环境温度影响，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 、对象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、节流原理3.气动差压变送器的工作原理是A、热电效应 B
25、、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，假设正、负压室与取压点之间装有隔离 罐并充以隔离液，这时需时变送器进展的迁移是A、正迁移B、负迁移C、无迁移D、零点迁移5.在单元组合仪表中常用的统一标准信号为A、010mV 或 420mVB 、010mV 或 020mV C、010mA 或 420mAD、010mA 或 020mA 6弹簧压力表中游丝的作用是： A提高仪表的精度B转变仪表的量程C抑制仪表变差D提高仪表灵敏度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
26、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自动掌握系统中，感受被控变量并转换为测量值的局部为 A检测元件及变送器B调整器 C对象D执行器 10标注在化工仪外表板上的符号 1.5 是指该仪表的A 变差为 1.5 级B 精度为 1.5 级C根本误差为 1.5 级D附加误差为 1.5 级11. 某一温度计，其测量围为 0-400，经校验觉察其最大确定误差为 5，则该表的精度等级是。A .0.5B .0.8C .1.0D.1.512. 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自动掌握系统，抱负过渡过程的衰减比 n:1 是A24：
27、1B。4-10：1C。2：1D。12：114过渡过程中被控变量最大指示值与设定值之差的指标是：D。A余差B。 衰减比C。 过渡时间15热电阻适用的测温围是A 500 以上中高温B.500以下中低温C.300以下中高温D.300以下中低温最大偏差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压力表测压点应中选在被测介质流淌的 A直管处B.接近阀门处C. 任意处D.拐弯处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D.冷端温度为负19. 补偿导线的热电特性在围同热电偶本身几乎完全一样。A0-200
28、 B.0-250 C.0-100 D.20-10020. 一台电子自动电位差压计准确度等级为 0.5 级，测量围为 0-500，经校验觉察最大确定误差为 4，问该表应定为几级：A0.5 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.15 B. 10 C.5 D.2.5 22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承受：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.以上都不是24某工艺测量温度，要求测量围在0-300，最大确定误差不能大
29、于6，则仪表应选用的精度等级为：A2.0 级B.1.5 级C.2.5 级D.4.0 级25单位时间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、一个简洁的自动掌握系统至少必需具有检测元件及变送器、调整器、执行器 和对象四个局部。2、差压变送器有数种，它们的主要区另在于膜盒或膜片的尺寸不同， 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，正常操作压力应当为量程的2/3 ； 在测量高压时，正常操作压力不应超过量程的3/5 。4压力表安装时，假设测量介质有腐蚀性或粘度较大，应加装适当的 隔离器和隔离液。 5转子流量计工作时，
30、被测流体应匀速流过转子与锥形管之间的环隙。6. 在选用仪表量程时，应尽量让被测工艺变量处于仪表量程的1/3.7. 工业测量仪表的变差规定不得超过该仪表本身的允许误差，否则应予以检修。 8一般在被测压力稳定的状况下，正常操作压力值为量程的2/3。9一般热电偶由热电极，绝缘管，保护套和接线盒等局部组成。 10显示仪表按其显示方式可分为模拟，数字和图象显示三大类。11衡量数字显示仪表性能的技术指标有灵敏度和灵敏限，准确度，变差和区分力，输入阻抗，采样速度等项。12目前生产的化工检测仪表，按所测量变量的不同，大致可分为物位，流量，温度，压力，化学成分及物性检测仪表五类。三简答题 1热电阻的测温原理是什
31、么？热电阻的温度计有哪几局部组成 ？ 工业上常用的热电阻有哪几种？2. 简要说明弹簧管压力表的测压原理。选择时应主要考虑哪几个方面？3. 压力表安装有哪些留意事项？4. 什么是液位测量时差压变送器的零点迁移？如何实现迁移，迁移弹簧的作用是什么？5. 什么叫参比端温度补偿？参比端温度补偿的方法有哪几种？6. 什么是测量误差，准确度等级及回差？四综合分析题每题 10 分，共 30 分1. 用差压变送器测量贮槽液体液位时，1假设正，负压室的差压P0，应如何迁移？具体怎样操作？ 2 假设仪表量程为 0-8KPa,迁移量为 2kpa,当 h=0 时，输入差压 P 是多少 ？ 3假设仪表量程为05kpa,迁移量为-3kpa,当 h 为最大时，输出的气压信号为多大？2. 某一标尺为 01000 度的温度计出厂前经检验某刻度标尺上的各点测量结果分别为：被校表读数/度02004006007008009001000标准表读数/度02014026047068059031001（1） 求出该温度计的最大确定误差值。（2） 确定该温度计的精度等级。3. 假设某反映器最大压力为 15MPa,要求最大确定误差不超过0.5MPa,现用一只 2.5 级，025MPa 的弹簧管压力表进展测量，通过计算说明该表能否满足对测量误差的要求应选用几级压力表并说明按量程选择弹簧管压力表时应留意的问题。