化工仪表试卷.docx

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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、和等环节组成。2、 过程掌握系统中按被控参数的名称来分有、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、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 ;干扰通道容量滞后愈多,则调整质量;干扰通道的纯滞后对调整质量 。5、 选择掌握方案时，总是力图使调整通道的放大倍数增益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 ,才能

2、使稳定性不变。7. 描述掌握系统的品质指标的参数有、和等。8. 串级调整系统,一般状况下主回路选择或调整规律调整器,副回路选用调整规律调整器；假设副回路承受差压法测流量，应承受什么装置补偿。9. 仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是；电型标准信号范围是；电型标准信号范围是。二、综合题54 分1、10 分画出气关式类型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。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？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

3、 输出，：比例度 =100%积分时间 Ti=1 分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。介质燃料三、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。注：A B-K 型热电偶；ABK 型热电偶补偿导线C D- S 型热电偶； CDS 型热电偶补偿导线；B505025 A D25 C 600 D505025

4、C25600CD化工仪表与自动化课程测试试题一答案一、36 分1 题、4 分答复要点： 掌握器 执行器 测量变送 被控对象2 题、4 分答复要点： 压力 流量液位 温度3 题、4 分答复要点： 物料 能量 机理建模4 题、4 分答复要点：愈慢愈低振荡变差5 题、4 分答复要点：大于6 题、4 分答复要点：减小调整器的放大倍数7 题、4 分答复要点：最大偏差衰减比余差8 题、4 分答复要点：PIDPIP开方器9 题、4 分答复要点：0.020.1Mpa420mA二、1、10 分答复要点：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

5、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 分答复要点：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、电桥补偿法和补偿热电偶0 冰浴法：用冰槽使 t 保持零度。ABAB0AB0 计算法：Et，0 Et，t Et ，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Et ， 0与 Et，t 叠加，即可消退 t变化对测量的影响。AB0AB00

6、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 分答复要点：123451t分 输入偏差123451t分 P 输出2123451t分 PI 输出234、20 分答复要点：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 1。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 2。 介质燃料TC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。图 1图 2三、

7、10 分答复要点：1、E1=E(300,50)+E (50,25)ABCD=(12.207-2.002)+(0.299-0.142)=10.342 (mV)E2=E(300,50)-E (50,25)CDCD=(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,但积分的引入会使系统,引入微分作用是为了 。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，在参加积分作用的过程中，应。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

8、的 特性;假设阀前后的压差保持不变时,上述关系称为特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此时上述关系为特性。调整阀的流量特性有、和 ，流量特性的选择主要是与相匹配。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：();();()。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;干扰通道容量滞后愈多,则调整质量;干扰通道的纯滞后对调整质量。5. 简洁调整系统的根本特征是和。6. 常用的标准节流件有和。7. 热电偶的热电特性与 有关，与无关。二、综合题(分)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

9、气开类型执行器？举例说明。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规律？写出各自的表达式？它们各应用在什么场所？4、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。三、计算题(20 分)1、10 分计算以下图液位差压变送器的量程、测量范围及迁移量。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。：H=010mh=1.2m=35kg/m3g 10m/s22、10 分某压力仪表的测量范围是 1001100Pa，

10、其精度为 0.5 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？化工仪表与自动化课程测试试题二答案一、28 分1 题、4 分答复要点：消退余差不稳定抑制容量滞后减小放大倍数2 题、4 分答复要点：流量特性抱负特性工作特性线性、等百分比、快开；广义对象3 题、4 分答复要点：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；具有鲁棒性。4 题、4 分答复要点：影响小变好无影响5 题、4 分答复要点：闭合回路负反响6 题、5 分答复要点：孔板喷嘴7 题、5 分答复要点：热电偶材料、两接点温度热电偶的几何尺寸。二、1、10 分答复要点：如：加热炉温度掌握，当燃料

11、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 分答复要点：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、10 分答复要点：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。起到零点调整的电阻是 R ，起到量程调整的电阻是 R 。GM4、10 分答复要点：流量系数；Q被测流体流量体膨胀校正系数F0节流件

12、的开口面积1 被测流体的密度P节流件前后差压三、 1、10 分 P=P+-P-=H g+h g=3500H+4200Pa差压变送器：量程=35000 (Pa)测量范围=420039200 (Pa)迁移量=4200 (Pa) 2、10 分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、和三个局部。2、在掌握系统中，增加比例度，掌握作用；增加积分时间；掌握作用；增加微分时间，掌握作用。3、按误差消灭的规律，可将误差分为误差、误差及误差。4、描述对象特性的三个参数是、和。5、 某温度表的精度为 0.5 级，其测量下限是 50，上限是 85

13、0。则此表的量程是； 测量范围是；允许根本误差是；最大确定误差是。6、 热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有、五种。7、自动平衡电桥配热电阻测温时，承受连接，其连接导线的电阻规定为 。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。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？如不能应如何处理？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。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

14、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 分三、计算题10 分计算以下图液位差压变送器量程、测量范围及迁移量(10 分)。：H=010m； =35kg/m3；g10m/s2 。化工仪表与自动化课程测试试题三答案一、28 分1：测量 、传动放大、显示。2：削减、削减、增加。3：系统、疏忽、偶然。4：放大系数、时间常数、滞后时间。1、15 分5：800、50850、0.5%、4。6：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。7：

15、三线制、22.5 。二、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

16、抑制作用于主对象的干扰，保证主被控变量稳定。4、20 分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 1，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 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， 其输出掌握信号增加，气开阀开大，回流量加大， 塔顶温度下降，回复给定。图 1图 2三、10 分 P=P -P+-=H g=3500HPa差压变送器量程：35000 (Pa)测量范围：035000 (Pa)迁移量：0 (Pa)化工仪表与自动化课程测试

17、试题四一、填空题32 分1、表征掌握规律的参数是、及。2、串级调整系统构造上有两个回路，分别称为回路和回路；有两个被调参数，分别称为参数和参数；有个调整参数。3、弹簧管压力表是利用产生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：、 说出三种即可。5、 差压式流量计是利用 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。假设补偿导线的型号正确但正负接反，则产生的热电势会。8、电容式差压变送器的测量局部是先将转变成，然后再变成 作为转换局部的输入。二、综

18、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？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？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。：比例度 =200%：比例度 =100%积分时间 Ti=2 分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） 4蒸汽原料T画出掌握流程图

19、与方框图。5、10 分某化学反响器工艺规定操作温度为 4002C，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。化工仪表与自动化课程测试试题四答案一、36 分1 题、4 分答复要点： 比例度 积分时间 微分时间2 题、4 分答复要点： 主或第一副或其次主参数 副参数 一个3 题、4 分答复要点： 弹簧管 位移4 题、4 分答复要点：电磁流量计旋涡流量计椭圆齿轮番量计5 题、4 分答复要点：节流6 题、4 分答复要点：虚假液位7 题、4

20、分答复要点：增加8 题、4 分答复要点：削减差压位移电容变化量二、1、10 分答复要点：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范围内缓慢地变化。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 分答复要点：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

21、特性3、10 分答复要点：123451t分 输入偏差123451t分 P 输出2123451t分 PI 输出234、20 分答复要点：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。原料T蒸汽TC PC掌握阀选用的气开式掌握流程图与方框图如图4、10 分答复要点： 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：Ts=23min三、10 分答复要点：1、E1=E (800,50)-E (50,0)SS=(7.345-0.299)-0.29

22、9=6.747 (mV) E2=EC(D800,0)-6.747= 7.345-6.747=0.598(mV)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？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 、 、 和 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 、 、等掌握系统。3、对象的数学模型就是 。4、液位变送器测量进展零点迁移时只转变 ，不转变。5、 在常用的热电偶温度计中，

23、精度较高的是 _热电偶，线性最好的是 _热电偶，灵敏度较高的是_热电偶。6. 常用的热电阻材料是 ，分度号是 ，线性好的是_热电阻，它适于测量温度。7. 描述对象特性的三个参数是，假设时间常数越大，系统的响应速度， 系统的稳定性。8. 差压式流量计由、和组成。常用的标准取压方式有和。9. 指出你所知道的几种简单掌握系统。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。2、14 分比较差压式流量计与转子式流量计的异同点。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。123451t分 输入偏差123451t

24、分 P 输出2123451t分 PI 输出23：比例度 =100%积分时间 Ti=1 分：比例度 =50%-14、(20 分) 如图为釜式反响器，釜内温度通过转变冷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。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；CDS 型热电偶补偿导线；D505025C25300CD

25、化工仪表与自动化课程测试试题五答案一、36 分1 题、4 分答复要点：发散振荡等幅振荡非振荡衰减衰减振荡2 题、4 分答复要点：定值掌握系统随动掌握系统程序掌握系统3 题、4 分答复要点： 利用数学表达式来描述对象的特性。4 题、4 分答复要点：变送器的测量范围变送器的量程5 题、4 分答复要点：S 型K 型E 型6 题、4 分答复要点：金属铜和铂Cu50、Cu100 ，Pt50、Pt100铜电阻低温7 题、4 分答复要点：放大倍数、时间常数、滞后时间越慢越好8 题、4 分答复要点：节流装置导压管显示仪表角接取压法兰取压9 题、4 分答复要点： 串级掌握系统、均匀掌握系统、分程掌握系统、选择掌

26、握系统、前馈掌握系统、比值掌握系统等。二、1、10 分答复要点：在掌握系统中，执行器类型的获得是靠转变执行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 分答复要点：一样点：两者都是利用节流原理来测量流量。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不同点：3、10 分答复要点：4、20 分答复要点：构成掌握系统时的被控变量是釜

27、内温度。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，釜内温度下降，维持给定。图 1图 2三、10 分答复要点： E=EC(D300,25)=(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。1 自动扮装置一般包括的三个局部是、。2 掌握系统依据需要掌握的被控变量的给定值是否变

28、化可以分为、三类。3 一般期望自动掌握系统在阶跃干扰作用下具有形式的过渡过程。4 为了便利，在实际中常用来描述对象特性的三个参数是、。5 工业仪表依据其使用的能源分为、三类。6 依据化工自控设计技术标准，测量脉动压力时，最大工作压力不应当超过测量仪表上限的，测量液体压力时，取压点应在管道，测量气体压力时，取压点应在管道。7 转子流量计由和两局部组成。被测流体的流淌方向是。电磁流量计对被测介质的要求是和。8 化工生产中，应用最为广泛的两类温度计是、。对低于500 度的温度测量，一般应中选择。9 双位掌握系统一般用和作为衡量掌握质量的品质指标。10 掌握阀的流量特性是指：。11 在分析掌握系统时，

29、所谓“广义对象”是指。12 一般而言，一个设计好的掌握系统在投入运行之前必需检查各个环节的作用方向，其最终目的是。13 对于一个承受PID 规律的掌握系统，假设对其进展参数整定，则实际上是确定、和；工程实践用得较多的一种参数整定方法是。14 在串级掌握系统中，为了防止由于主副变量发生共振，二者时间常数比应掌握在。15 比例掌握系统中比例度和放大系数的关系是。得分阅卷人二、选择题每题 3 分，共 15 分1、以下哪种掌握规律具有消退余差的功能。 A双位B积分C比例D微分2、用热电偶测得某反响器内温度为 600，假设测定时热电偶的冷端温度大于零，则实际温度应 实际温度。A 低于B高于C等于D 无法

30、确定3、下面哪一种状况不符合“化工自控设计技术规定” 。 A 在测定稳定压力时，最大工作压力不应超过测量上限的2/3 B 在测定高压压力时，最大工作压力不应超过测量上限的3/5 C 在测定脉动压力时，最大工作压力不应超过测量上限的1/2 D 在测定压力时，被测压力最小值不应低于仪表满量程1/24、下面关于流量检测仪表的说法中错误的选项是。A 差压式流量计是在节流面积不变的状况下，以压差反响流量的变化B 转子流量计承受的是恒压降、变节流面积的流量测量方法C 承受电磁流量计的条件是介质是液体而且导电D 椭圆齿轮番量计不能够用于测量高黏度的流体5、以下是关于串级掌握系统特点的描述，错误的一项为哪一项

31、。 A 系统有两个回路、两个掌握器。B 主回路是随动掌握系统、副回路是定值掌握系统C 具有超前掌握作用和自适应力量D 副回路具有先调和粗调功能，主回路具有后调和细调功能得分阅卷人三、推断题每题 2 分，共 10 分1、 一阶对象受到阶跃干扰后，被控变量假设保持初始速度变化，则到达的稳态值所需的时间应就等于时间常数。 2、 前馈掌握系统是一个开环系统，而反响掌握是闭环系统。 3、 工业常用热电阻温度计敏感材料是铂和铜，测量时是通过电桥将温度引起的电阻变化转变为模拟电压信号 。4、 模拟掌握器一般同时具有比例、积分、微分三种作用，假设将微分时间设置为0，再将积分时间设置为无穷，则变为一个纯比例掌握

32、器。5、 在确定掌握方案时，应当尽力让干扰通道的时间常数大些四1 何为干扰作用？在分析和设计掌握系统时，为何常承受阶跃干扰作为系统的输入形式？2 某化学反响器工艺规定操作温度为90010。考虑安全因素，掌握过程中温度偏离 给定值最大不得超过 80。现设计的温度定值掌握系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡曲线如下图。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、振荡周期和过渡时间。并答复该系统能否满足题中所给的工艺要求。10 分A温960度e(t )eAB(t)+ +_ _+_B945 48AB0916909900得分阅卷人五、综合分析题每题时10间分/秒，共 20 分1. 结合下面的示意图，说明热电偶温度计测温原理。用热电偶测温时，为什么要进展冷端温度补偿? 10 分2. 什么是液位测量时的零点迁移问题?怎样进展迁移?其实质是什么? 留意必需给出示图进展分析