《2023化工仪表及自动化考试题库含答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023化工仪表及自动化考试题库含答案.docx（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、8 .试证明热电偶温度计中插入第三根导线时，只要保持接触点温度一致则对整个回路的电势没有影响。9 .试写出几分控制规律的数学表达式。为什么积分控制能消除余差?10 .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。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，要保证设备和操作人员的安全。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。11 .热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法?原理是什么？ 答：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
2、出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零，且经常波动，这必然 造成输出减少，所以要进行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冰浴法：用冰槽使to保持零度。计算法：EAB (t , 0 )= EAB (t , to ) + EAB (tO , 0 )仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到to补偿电桥法：用电桥产生EAB (tO , 0 )与EAB (t , tO )叠加，即 可消除to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行补偿，用于多支 热电偶。12 . （10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图）
3、，请根据已知参 数，画出P、PI的输出响应曲线。（1用输出，已知：比例度b=50% （ 2 ）PI输出，已知：比例度5=100%积分时间Ti二1分答：13 . （20分）下图为加热炉装置，工艺要求利用燃料量来控制炉出口介质 温度t（简单控制系统）;指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？在下图中画出控制流程图；选择执行器的气开、气关类型以及控制器的作用方向；画出简单控制系统方框图；简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析调节动作 过程）。答：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，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。控
4、制流程图见下图。执行器应选择气开类型，控制器为反作用方向。简单控制系统方框图见下图。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，其输出控制信号减少，气开阀关小，燃料量减少, 塔顶温度下降，维持给定。14 .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。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。15 .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
5、 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：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，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。16 .计算下图液位差压变送器的量程、测量范围及迁移量
6、。已知：H=0-10m h= p=35kg/m3 g -10m/s2答:P=P+-P- = Hpg + hpg = 3500H+4200 Pa差压变送器：量程=35000 (Pa)测量范围=4200 39200 (Pa)迁移量=4200 (Pa)17 .某列管式蒸汽加热器，工艺要求出口物料温度稳定在(901 )o 已知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)制定合理的控制方案。(3 )如物料温度不允许过高，否则易裂解，试确定控制阀的气开、气 关式。(4)画出控制流程图与方框图。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 精度较高选择粕热电阻为
7、测量元件。干扰为蒸汽压力，控制方案选用副参数为蒸汽压力主参数为物料出口 温度的串级控制。控制阀选用的气开式控制流程图与方框图如图18.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。指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？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；选择执行器的气开、气关类型；画出控制系统的方框图；简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析调节动 作过程）。答：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，干扰量是：冷却剂压力和温度、搅拌速度以及环境温度。控制流程图见下图lo执行器应选择气关类型。控制系统方框图
8、见下图20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，其输出控制信号减少，气关阀开大，冷却剂流量 增加，釜内温度下降，维持给定。7 .某台测温仪表的测温范围为20070CTC ,校验该表时得到的最大绝 对误差为,则该表的相对百分误差是,该仪表的精确度等级是一。（精 确度等级有：，）8 .某台测温仪表的测量范围为01000 ,根据工艺要求温度只是指 的误差不允许超过6C ,则该仪表的允许误差为一应选择的仪表等级 是一。（精确度等级有：，）9 .是表征线性刻度仪表的输出与输入量的实际校准曲线与理论直线的 吻合程度。10 .工业仪表按照仪表使用的能源分类可以分为
9、：，。11 .表压等于绝对压力一大气压力。12 .真空度等于大气压力.绝对压力。13 .普通压力计的弹簧管多采用价格相对便宜的一但氨气用压力计弹簧 管的材料却都要采用一材料，这是因为氨气对一的腐蚀性极强。14 .氧气压力计与普通压力计在结构和材质上完全相同，只是氧用压力 计要15 .测量稳压时，仪表上限约为工作压力最大值的一倍。16 .测量脉动压力时，仪表上限约为工作压力最大值的。17 .测量高压压力时，仪表上限约为工作压力最大值的一倍。18 .测量液体压力时，取压点应在管道的,测量气体压力时取压点应在 管道的.。19.标准节流装置主要包括：犯。20 .标准孔板主要采用的取压方法有一和二21
10、.标准孔板的优点是结构简单，安装方便；缺点是/22 .标准喷嘴和标准文丘里管缺点是结构复杂不易加工，优点是/23 .对于差压液位变送器，迁移同时改变了测量范围的上下限，相当于 测量范围的,它不改变一的大小。24 .电容式物位计的工作原理是_与_成正比。该法是利用被测介质的介 电常数与空气的介电常数不等的原理进行工作。介电常数查越,仪表 越灵敏。25 .称重式液罐计是根据.设计，它既能准确测量液位，又能反映出罐中的真实的储（填：质量或者体积），其测量的质量与罐内液体的密度.（填：有关 或者无关）。26 .常用的测量温度的仪表按照测温方式分可分为_和_。27 .目前解释热电效应的理论是古典电子理论
11、。28 .如果组成热电偶回路的两种导体材料相同，则无论两接点温度如何, 闭合回路的总热电势为一。29 .如果热电偶两接点.相同，尽管两导体材料不同，闭合回路的总热电 势为零。30 .热电偶温度计中冷端补偿的方法有哪五种,_,和31 .在中、低温区，一般是使用_来进行温度的测量较为适宜。（填：热 电偶温度计或者热电阻温度计）32 .工业上常用的钳电阻有两种，一种是RO = 10Q ,对应分度号为/ 另一种是R0=100Q ,对应分度号为33 .控制器的基本控制规律包括：_（其中以双位控制比较常 用）、.（P）、一、一（D）及它们的组合形式，如一（PI）、_ （ PD ） 和一（PID ）。34
12、.在一控制系统中，被控变量不可避免的产生持续的等幅振荡二控制 系统可以消除震荡，但存在余差。35 .控制系统可以消除余差，但当负荷变化剧烈时，反应动作缓慢；_控 制系统具有超前控制功能，但它的输出不能反映偏差的大小。36 .气动执行器中的执行机构按照结构分可以分为：_ , _,37 .直通双座控制阀的优点是一缺点是_。38 .控制阀的等百分比流量特性是指：。39 .目前生产的模拟式控制器一般都同时具有比例，积分，微分三种作用。只要将其中的微分时间TD置于,就成了比例积分控制器，如果同 时将积分时间TI置于，变成了比例控制器。二.计算题（满分10分）1 .某换热器的温度控制系统在单位阶跃干扰作用
13、下的过渡过程曲线如 下图所示。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期和过渡时间 （给定值为200 ）。2 .为了测定某重油预热炉的对象特性，在某瞬间（假定为t0=0 ）突然 将燃料燃气量从h增加到h，重油出口温度记录仪得到的阶跃反应曲线 如图1所示。假定该对象为一阶对象，是写出描述改重油预热炉特性的 微分方程是（分别以温度变化量与燃料量变化量为输出量与输入量）， 并写出燃料量变化量为h是温度变化量的函数表达式。已知：t=8min 时,T=145.3 .已知一个简单水槽，其截面积为，水槽中的液体有正位移泵抽出， 即流出量是恒定的。如果在稳定的情况下，输入流量突然在原来的基础 上增加了，试画出
14、水槽液位5的变化曲线。4 .某化学反应器工艺规定操作温度为4002C ,考虑安全因素，调节 过程中温度偏离给定值不得超过6o现设计运行的温度定值调节系统, 在最大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。5 .现用一只以水标定的转子流量计来测量苯的流量，已知转子材料为 不锈钢，pt = cm3 ,苯的密度为pf=cm3。试问流量计读数为s时，苯 的实际流量是多少？6 .某厂用转子流量计来测量温度为27,表压为的空气流量，问转子 流量计读数为38Nm3/h时,空气的实际流量是多少？7 .用镇铭-铜镇热电偶测量某
15、加热炉的温度。测得的热电势E (t , tl ) =66982pV，而自由端的温度tl = 3CTC ,求被测的实际温度。(已知: E(30,0) = 1801pV , E, 0) = 66982Mv, E(900, 0)=68783pV )六、问答题(满分30分)1 .弹簧管压力计的测压原理是什么？试述弹簧管压力计的主要组成及 测压过程。测压原理：将被测压力转换成弹簧管自由端的位移来进行测量的。主要组成：弹簧管、放大机构、指针、面板及压力接头。测压过程：当被测压力通入弹簧管后，由于弹簧管在压力作用下产生变 形，使其自由端产生位移，经放大后就可以由指针在面板上指示出相应 的压力值。2 .霍尔片
16、式压力传感器是如何利用霍尔效应实现压力测量的？将霍尔元件与弹簧管配合，可组成霍尔片式弹簧管压力传感器。当被测 压力引入后，弹簧管自由端产生位移，因而改变了霍尔片在磁场中的位 制，使所产生的霍尔电势与被测压力成比例，利用这一电势就可实现压 力的测量。3 .电容式压力传感器的工作原理是什么？有何特点?工作原理：将弹性元件的位移转换为电容量的变化。将测压膜片作为电 容器的可动极板，它与固定极板组成可变电容器。当被测压力变化时, 由于测压膜片的弹性变形产生位移改变了两块极板之间的距离，造成电 容量发生变化。特点：结构紧凑、灵敏度高、过载能力大、测量精度可达级、可以测量压力和差压4 .什么是节流现象，并
17、简述简述节流装置测量流量的基本原理。节流现象：流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁 处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。基本原理：节流装置前后压差大小与流量有关，流量越大，节流装置前 后压差越大，只要测出孔板前后两侧压差，即可表示流量大小。5 .测量压力时由引压导管接至差压计或变送器前，必须安装切断阀1、 2和平衡阀3，构成三阀组，如图所示。简述启动和关闭差压计时切断 阀123打开或关闭的顺序，并简述原因。6 .简述转子流量计和差压流量计测量原理的不同之处。转子流量计以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小，即转 子流量计采用的是恒压降、变节流面积的流量测量方法。而差压流量计 是在节流面积不变的情况下，以差压变化来反映流量大小。7 .试证明称重式液罐计量仪所测的罐内液体质量与液体的密度无关。