《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,则调节质量
____________;干扰通道的纯滞后对调节质量_______________________。
5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）______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_____________,才能使稳定性不变。
7．描述控制系统的品质指标的参数有、和
等。
8．串级调节系统,一般情况下主回路选择_________或________调节规律调节器,副回路选用_________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_________补偿。
9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是；电Ⅱ型标准信号范围是；电Ⅲ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。
2、（14分）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？
3、（10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画
出P、PI的输出响应曲线。
（1）P输出，已知：比例度δ=50% （2）PI输出，已知：比例度δ=100%
积分时间Ti=1分
4、(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)；
①指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？
②在下图中画出控制流程图；
③选择执行器的气开、气关类型以及控制器的作用方向；
④画出简单控制系统方框图；
⑤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）。
介质燃料
三、计算题：（10分）
计算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；AˊBˊ----K型热电偶补偿导线
C D---- S型热电偶； CˊDˊ----S型热电偶补偿导线；
《化工仪表与自动化》课程测试试题一答案
一、（36分）
1题、（4分）回答要点：①控制器②执行器③测量变送④被控对象
2题、（4分）回答要点：①压力②流量③液位④温度
3题、（4分）回答要点：①物料②能量③机理建模
4题、（4分）回答要点：①愈慢②愈低③振荡④变差
5题、（4分）回答要点：大于
6题、（4分）回答要点：①减小调节器的放大倍数
7题、（4分）回答要点：①最大偏差②衰减比③余差
8题、（4分）回答要点：①PID②PI ③P ④开方器
9题、（4分）回答要点：①0.02～0.1Mpa②4～20mA
二、
1、（10分）回答要点：
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。
2、（14分）回答要点：
①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。
②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
③
冰浴法：用冰槽使t0保持零度。
计算法：E AB（t，0）＝E AB（t，t0）＋E AB（t0，0）
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E AB（t0，0）与E AB（t，t0）叠加，即可消除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行补偿，用于多支热电偶。
3、（10分）回答要点：
4、（20分）回答要点：
①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。
②控制流程图见下图1。
③执行器应选择气开类型，控制器为反作用方向。
④简单控制系统方框图见下图2。
⑤
介质
燃料
TC
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。
图1
图2
三、（10分）回答要点：
1、E1=E AB(300,50)+E CD(50,25)=(12.207-2.002)+(0.299-0.142) =10.342 (mV) E2=E CD(300,50)-E CD(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．控制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_________。
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 __________特性;若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。调节阀的流量特性有_________、_________、_________和_________，流量特性的选择主要是与_________相匹配。
3. 与单回路控制系统相比，串级调节系统具有以下三个特点：
①( );②( );③( )。
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 ;干扰通道容量滞后愈多,则调节质
量 ;干扰通道的纯滞后对调节质量。
5．简单调节系统的基本特征是和。
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。
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？
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。
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。
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/m3g ≈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？
化工仪表与自动化》课程测试试题二答案
一、（28分）
1题、（4分）回答要点①消除余差②不稳定③克服容量滞后④减小放大倍数2题、（4分）回答要点：①流量特性②理想特性③工作特性④线性、等百分比、快开；⑤广义对象
3题、（4分）回答要点：①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题、（4分）回答要点：①影响小②变好③无影响
5题、（4分）回答要点：①闭合回路②负反馈
6题、（5分）回答要点：①孔板②喷嘴
7题、（5分）回答要点：①热电偶材料、两接点温度②热电偶的几何尺寸。二、
1、（10分）回答要点：
①
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）回答要点：
①在控制系统应用中，基本调节规律有：P、I、D，基本组合调节规律有PI、PD、PID。
②
③
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、（10分）回答要点：
①电子电位差计是使用电压平衡原理工作。
②在温度检测中热电偶配套。下图是其线路图。
③起到零点调整的电阻是R G，起到量程调整的电阻是R M。
4、（10分）回答要点：
α——流量系数；Q——被测流体流量
ε——体膨胀校正系数F0——节流件的开口面积
ρ1——被测流体的密度△P——节流件前后差压
三、1、（10分）
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）①1000Pa②0.5%③±5Pa④0.5%
《化工仪表与自动化》课程测试试题三
一、填空题（28分）
1、检测仪表的基本组成有、和三个部分。
2、在控制系统中，增加比例度，控制作用；增加积分时间；控制
作用；增加微分时间，控制作用。
3、按误差出现的规律，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850℃。则此表的
量程是；测量范围是；允许基本误差
是；最大绝对误差是。
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，采用连接，其连接导线的电阻规
定为 _________________Ω。
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。
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？
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。
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。
①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）
②在图上画出控制流程图并确定执行器类型；（5分）
③ 选择控制器的作用方向； （3分）
④ 画出简单控制系统方框图； （4分）
⑤ 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）
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 ； ρ=35kg/m 3； g ≈10m/s 2 。
《化工仪表与自动化》课程测试试题三答案
一、（28分）
5：800℃、50～850℃、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。 7：三线制、2×2.5 。
二、
1、（15分）
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： 1：测量 、传动放大、显示。
2：减少、减少、增加。
3：系统、疏忽、偶然。
4：放大系数、时间常数、滞后时间。
2、（15分）
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。
②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。
③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）
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）
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。
②控制图见下图1，执行器为气关式。
③控制器为反作用方向。
④简单控制系统方框图见下图2。
⑤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。
图1
图2
三、（10分）
ΔP=P+-P-=Hρg=3500H 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
一、填空题（32分）
1、表征控制规律的参数是、及。
2、串级调节系统结构上有两个回路，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；有个调节参数。
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
_______________的影响。
7、分度号为S型的热电偶，如果错接了K型热电偶的补偿导线则产生的热电势会。如果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部分是先将转变成，然后再变成
______________作为转换部分的输入。
二、综合题（58分）
1、（10分）均匀控制系统和一般控制系统的异同点有哪些？怎样实现均匀控制？
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）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画
出P、PI的输出响应曲线。
已知：比例度δ=200%已知：比例度δ=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（90±1）℃。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）
蒸汽
原料
T
画出控制流程图与方框图。
5、（10分）某化学反应器工艺规定操作温度为400±2oC，考虑安全因素，调节过程中温度偏离给定值不得超过6oC。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。
《化工仪表与自动化》课程测试试题四答案
一、（36分）
1题、（4分）回答要点：①比例度②积分时间③微分时间
2题、（4分）回答要点：①主或第一②副或第二③主参数④副参数⑤一个
3题、（4分）回答要点：①弹簧管②位移
4题、（4分）回答要点：①电磁流量计②旋涡流量计③椭圆齿轮流量计
5题、（4分）回答要点：①节流
6题、（4分）回答要点：①虚假液位
7题、（4分）回答要点：①增加②减少
8题、（4分）回答要点：①差压②位移③电容变化量
二、
1、（10分）回答要点：
①均匀控制系统和一般控制系统的相同点：结构相同；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矛盾，使两个变量间能互相兼顾和协调操作，特点是使两个互相联系的变量都在允许的范围内缓慢地变化。
②均匀控制的实现可以从以下2方面来做：1）调节规律上采用P或PI，而不采用D调节，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）回答要点：
①控制阀的设计应考虑：阀口径的选择、气开气关形式的选择和流量特性选择。
②理想流量特性有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）回答要点：
4、（20分）回答要点：
①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。
②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。
原料
T
蒸汽
TC
PC
③控制阀选用的气开式
④控制流程图与方框图如图
4、（10分）回答要点：
由反应曲线可知：最大偏差A=45-40=5℃余差C=41-40=1℃
衰减比过渡时间：T s=23min
三、（10分）回答要点：
1、①E1=E S(800,50)-E S(50,0) =(7.345-0.299)-0.299=6.747 (mV)
② E2=E CD(800,0)-6.747= 7.345-6.747 =0.598(mV)
三、计算题：（10分）
计算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，由于疏忽将其中第二段补偿导线接反，求：①输入到显示仪表的总电势为多少？②由于第二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，自动控制系统的过渡过程有___ ___、______、
______ _____ 和____ __等基本形式。
2、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为_____ __、___ _____、
______________等控制系统。
3、对象的数学模型就是_____
___。
4、液位变送器测量进行零点迁移时只改变__________ _____，不改变
_______________。
5、在常用的热电偶温度计中，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，如果时间常数越大，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复杂控制系统
。
二、综合题（54分）
1、（10分）在控制系统中如何得到执行器的类型？画出执行器类型的简单
结构示意简图。
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）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画
出P、PI的输出响应曲线。
4、(20分) 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。
①指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？
②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；
③选择执行器的气开、气关类型；
④画出控制系统的方框图；
⑤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）。
三、计算题：（10分）
计算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：C D---- S型热电偶；CˊDˊ----S型热电偶补偿导线；
《化工仪表与自动化》课程测试试题五答案
一、（36分）
1题、（4分）回答要点：①发散振荡②等幅振荡③非振荡衰减④衰减振荡
2题、（4分）回答要点：①定值控制系统②随动控制系统③程序控制系统
3题、（4分）回答要点：①利用数学表达式来描述对象的特性。
4题、（4分）回答要点：①变送器的测量范围②变送器的量程
5题、（4分）回答要点：①S型②K型③E型
6题、（4分）回答要点：①金属铜和铂②Cu50、Cu100 ，Pt50、Pt100
③铜电阻④低温
7题、（4分）回答要点：①放大倍数、时间常数、滞后时间②越慢③越好8题、（4分）回答要点：①节流装置②导压管③显示仪表④角接取压
⑤法兰取压
9题、（4分）回答要点：①串级控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、选择控制系统、前馈控制系统、比值控制系统等。
二、
1、（10分）回答要点：
在控制系统中，执行器类型的获得是靠改变执行机构和调节机构的作用方向来得到的，一般情况下，对于大口径的执行器，执行机构采用正作用，靠改变调节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，调节机构选择正装，故只能靠改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）回答要点：
①相同点：两者都是利用节流原理来测量流量。
3、（10分）回答要点：
4、（20分）回答要点：
①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。
②控制流程图见下图1。
③执行器应选择气关类型。
④控制系统方框图见下图2。
⑤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。
图1
图2
三、（10分）回答要点：
① E=E CD(300,25) =(2.323-0.142) =2.181 (mV)
②因为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_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___、_温度__、_液位_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、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___越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差 ____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后越大，质量越差__。 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最大偏差、衰减比和余差等。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_开放器___补偿。 9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号围是0~10mA。 二、综合题（54分）
1、（10分）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。 答： 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。 2、（14分）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：①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。 ②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 ③ 冰浴法：用冰槽使t0保持零度。 计算法：E AB（t，0）＝E AB（t，t0）＋E AB（t0，0） 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E AB（t0，0）与E AB（t，t0）叠加，即可消除t0变化对测量的影响。
第一章 1.1 什么是化工自动化它有什么重要意义 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自 动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。 实现化工生产过程自动化的意义： （1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。 （2）减轻劳动强度，改善劳动条件。 （3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。 （4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 1.2、化工自动化主要包括哪些内容？ 一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 1.4、自动控制系统主要由哪些环节组成？ 自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 1.8 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？ 测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号、电压、电流信号等）；控制器：将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号送住执行器。执行器：能自动地根据控制器送来 的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服扰动影响，实现控制要求。 1.9 试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？ 被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。给定值：被控变量的预定值。操纵变量：受控制阀操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或能量。 1.17 何谓阶跃作用为什么经常采用阶跃作用作为系统的输入作用形式 阶跃作用：在某一瞬间t0，干扰突然地阶跃式地加到系统上，并保持在这个幅度。 采用阶跃干扰的原因：阶跃干扰比较突然，比较危险，对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干扰，对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算 1.18 什么是自动控制系统的过渡过程它有哪几种基本形式？ 系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程。五种基本形式：非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程、
1、方框图四要素：控制器、执行器、检测变送器、被控对象。 2、自动控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 3、控制系统的五个品质指标：最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。 4、建立对象的数学模型的两类方法：机理建模、实验建模。 5、操纵变量：具体实现控制作用的变量。 6、给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值。 7、被控变量：在生产过程中所要保持恒定的变量。 8、被控对象：承载被控变量的物理对象。 9、比例度：是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数，即100%/min max min max ?--=）（p p p x x e δ。 10、精确度（精度）：数值上等于允许相对百分误差去掉“±”号及“%”号。 允许相对误差100%-?±=测量范围下限值 测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ 11、变差：是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。 12、灵敏度：在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离。 13、灵敏限：是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。 14、表压＝绝对压力－大气压力； 真空度＝大气压力－绝对压力。 15、压力计的选用及安装： （1）压力计的选用：①仪表类型的选用：仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求；②仪表测量范围的确定：仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。 （2）压力计的安装：①测压点的选择；②导压管的铺设；③压力计的安装。 16、差压式流量计和转子流量计的区别：差压式流量计是在节流面积不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小（恒节流面积，变压降）；而转子式流量计却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小（恒压降，变节流面积）。
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、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，若正、负压室与取压点之间装有隔离罐并充以隔离液，这时需时变送器进行的迁移是 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、0~10mV或4~20mV B、0~10mV或0~20mV C、0~10mA或4~20mA D、0~10mA或0~20mA 6．弹簧压力表中游丝的作用是：（） A．提高仪表的精度B．改变仪表的量程 C．克服仪表变差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．自动控制系统中，感受被控变量并转换为测量值的部分为（）A．检测元件及变送器B．调节器C．对象D．执行器10．标注在化工仪表面板上的符号1.5是指该仪表的（） A变差为1.5级B精度为1.5级C．基本误差为1.5级D．附加误差为1.5级 11．某一温度计，其测量范围为0---400℃，经校验发现其最大绝对误差为5，则℃该表的精度等级是（）。 A .0.5 B .0.8 C .1.0 D.1.5 12.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．自动控制系统，理想过渡过程的衰减比n:1是（） A．2—4：1 B。4---10：1 C。2：1 D。12：1 14．过渡过程中被控变量最大指示值与设定值之差的指标是：（）A．余差 B。衰减比 C。过渡时间 D。最大偏差15．热电阻适用的测温范围是（） 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 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
（）1、压力计及温度传感器的安装均可选在管道拐弯处。 （）2、精确度高的仪表灵敏度一定高。 （）3、采用镍铬-镍硅热电偶测量温度，将仪表的机械零点调整至25℃，但实际上室温（冷端温度为10℃），这时仪表指示值偏高。 （）4、当仪表空气中断时，气开调节阀的开度为全开。 （）5、要就地测量一往复泵出口的压力，其平均工作压力为5Mpa，则可选用量程为0~10Mpa 的压力表。 （）6、用压力法测量一开口容器的液位，其液位的高低取决于取压点位置、介质密度和容器横截面。 （）7、在自动控制规律的调整中的比例度越大，控制作用越强，余差越大。 （）8、热电阻断路时，温度计输出显示温度值为量程的上限值。 （）9、在流量测量中，一般来说标准喷嘴造成的压力损失小于标准孔板造成的压力损失。（）10、在比例控制系统中引入积分作用的优点是能够消除余差，但降低了系统的稳定性。（）11、压力传感器计的安装可选在管道拐弯处。 （）12、当气源突然消失时，气关阀的开度为全关。 （）13、用差压流量计测量流量，流量与测量得的差压成正比。 （）14、在自动控制规律的调整中比例度越小，控制作用越强，余差越大。 （）15、灵敏度高的仪表精确度一定高。 （）16、一般来说直能单座阀比直能双座阀泄漏量要少。 （）17、补偿导线应与热电偶的电极材料配合使用，热电偶与补偿导线连接片温度不受限制。（）18、在控制系统中引入微分作用的优点是能够消除余差，同时提高了系统的稳定性。（）19、涡轮流量计其入口直管段的长度一般取管道内径的10倍以上。 （）20、热电阻温度变送器输入桥路的主要作用为冷端温度补偿。 二填空题 1、Ⅲ型控制器接收变送器送过来来的标准测量信号 mA或 VDC。 2、由导压管接至差压计（或变送器）前，必须安装切断阀和平衡阀，构成三阀组。在启用差压计时，应先开使、导通，再开 最后再关闭。 3、一般来说自控系统在干扰作用下，它的过渡过程有、、、，以最稳定，一般可以通过调整参数来实现。
化工仪表及自动化习题（2014）（含答案） 此版为终极版，严格按照《化工仪表及自动化习题（2014）》题序给出答案，包括计算题！画图题！此答案和在3份答案（网传电子版答案+复印手写版答案+王建奇整理版本答案）+课本+百度下进行了校对，精简了部分答案繁琐无用的答题点，精益求精，只方便同学们更好的理解记忆。时间匆忙，整理难免有疏漏，如有疏漏，不服SOLO。 一、填空题 1.自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成。 2.自动控制在阶越干扰作用下的过渡过程有：非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程几种基本形式。 3.描述对象特性的参数有：放大系数K、时间常数T、滞后时间τ。 4.自动控制系统与自动检测、自动操纵等系统相比较最本质的区别为自动控制系统有负反馈。 5.控制阀的理想流量特性主要有直线流量特性、等百分比流量特性、抛物线流量特性、快开特性等几种。 6.研究对象的特性就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系，这种对象特性的数学模型主要有静态数学模型和动态数学模型两大类。 7.标准信号是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。例如，直流电流4~20mA空气压力~都是当前通用的标准信号。 8.弹性式压力计是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计和膜式压力计。 9.热电阻温度计主要是测量500℃以下的中、低温，目前应用最广泛的热电阻是铂电阻和铜电阻。 10.节流件应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴、文丘里管。 11.化工自动化是一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论和技术服务于化学工程学科。 12.了实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 13.差压式流量计是基于流体流动的节流原理，采用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的，差压式流量计也称为节流式流量计。 14.气动差压变送器中，当液位高度H为0时，变送器输出信号为的气压信号，当液位高度H为最高时，变送器输出信号为。 15.电气式压力计的种类有霍尔片式压力传感器、应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力变送器，霍尔片式弹簧管压力表的核心是：霍尔元件，它是利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的间接测量。其实质是将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。 16.转子流量计是以压降不变，利用节流面积的变化来反映流量大小，从而实现流量测量的仪表。它又称恒压式流量计、变面积式流量计，适用于测量管径50mm以下管道的测量。据指示形式与传送信号不同分指示式、电远传式、气远传式转子流量计三种。通过转子流量计介质的流量与转子在锥形管中平衡时的高度成正比。转子流量计的标定：在工业基准状态（20℃，）下用水或空气标定。 二、名词解释 1.霍尔效应：电子在霍尔片中运动（电子逆Y轴方向运动）时，由于受电磁力的作用，而使电子的运动轨道发生偏移，造成霍尔片的一个端面上有电子积累，另一个端面上正电荷过剩，于是在霍尔片的X轴方向上出现电位差，这一点位差称为霍尔电势，这一种物理现象就称为“霍尔效应”。
《化工仪表及自动化》期末复习题 班级：姓名：学号： 试题： 一．填空（每空1分） 1．工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度表示，即之差。 2．差压式液位计在使用中会出现、和三种零点迁移问题。 3．差压式流量计通常由、以及组成。 4．温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。 5．用来评价控制系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分别是最大偏差（或超调量）、、、和振荡周期（或频率）等。 6．描述简单对象特性的参数分别有、和。7．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。 8．前馈控制的主要形式有和两种。 9．衰减振荡过程的品质指标主要有、、、、振荡周期等。 10．对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越大则积分作用越；微分时间越大，则微分作用越。 11．根据滞后性质的不同，滞后可以分为和两类。 12．测量仪表的量程是指与之差。
13．按照使用能源的不同，工业仪表可以分为、两类。 14．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。 15．按照测量原理的不同，压力检测仪表可以分为、、、等。 16．用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。 17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是。 18．化工自动化的主要内容有、、自动操纵和开停车系统、。 19．选择性控制系统可分为、和混合型选择性控制系统，对于选择性控制系统要注意防止现象的发生。 20、常见的传热设备有、、等。 21．两种常用的均匀控制方案包括、。 22．速度式流量计中，应用原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的（平方/平方根）成比例关系。 23．比例度对过渡过程的影响规律是比例度越，过渡过程曲线越平稳，但余差也越大，比例度越，余差减小，但过渡过程曲线越振荡 24、工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用或真空度表示。 25．某换热器温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示，温度给定值为200℃，该控制系统的最大偏差为，余差为，衰减比为。
化工仪表及自动化复习练习题（含答案） 1.电路一般由_____、_____及中间环节三部分组成.(电源;负载) 2.在一段电路中，流过电路的电流与电路两端的电压成_____,与该段电路的电阻成_____.(正比;反比) 3.晶体二极管的主要特性是_____导电性.(单向) 4.从晶体三极管三个区引出的三个极分别是______极、______极和______极. (基;发射;集电) 5.仪表的测量范围是从测量_____值到测量_____值;量程是测量上限与测量下限值之_____.(下限;上限;差) 6.按能源来分,仪表可分为_____仪表、_____仪表和_____仪表. (气动;电动;液动) 7.按被测参数来分,仪表可分为_____测量仪表、_____测量仪表、_____测量仪表、_____测量仪表和成分_____仪表.(压力;流量;温度;物位;分析) 8.玻璃液体温度计是由__________、________和刻度标尺三部分组成. (玻璃温包;毛细管) 9.电阻箱可以看作是一个具有__________的标准电阻.(可变电阻值) 10.测量一个电路的电流,电流表必须和这个电路_____,且电流表的内阻抗要尽量_____.(串联;小) 11.兆欧表又称作_____、_____和___________.(摇表;高阻表;绝缘电阻测试器) 12.U型压力表必须_____安装.(垂直) 13.玻璃管水位计是利用_______的原理制成的.(连通器) 14.整流电路的作用是将_______变成____________.(交流电;脉动直流电) 15.温度测量仪表可分为_______测温仪表和__________测温仪表两大类. (接触式;非接触式) 16.自动化仪表具有__________、___________、__________、__________功能. (自动检测;自动信号联锁;自动操纵;自动调节) 17.直流单臂电桥又称________电桥.(惠斯登) 18.安装取源部件不宜在焊缝及其边缘上_____及_____.(开孔;焊接) 19.压力取源部件的安装位置应选在介质流束_____的地方.(稳定) 20.就地安装的显示仪表应安装在手动操作阀门时便于_____仪表示值的位置. (观察) 21.双金属温度计是由____________金属片叠焊在一起而制成的.(两种不同的) 22.直流电位差计由__________回路_____________回路和__________回路组成. (工作电流;校准工作电流;测量) 23.吹气式液位计是基于_____原理测量液位的.(静压) 24.测量的手段及方式可分为_____测量、_____测量、_____测量. (直接;间接;组合) 25.运算单元有_______、_______和_______.(加减器;乘除器;开方器) 26.安装孔板时,孔板的中心和管道中心_____.(重合) 27.兆欧表由____________和______________组成.(手摇发电机;磁电系比率计) 28.交流电压表的示值是指交流电压的________值.(有效值) 29.电桥平衡时,两相对臂上的电阻_____等于另外两相对臂上电阻的_____. (乘积;乘积) 30.差压变送器的测量元件_____的作用是将______________转换________.
化工仪表及自动化总复习 第一章自动控制系统基本概念 一、基本要求 1. 掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系； 2. 掌握自动控制系统中常用术语，方块图的意义及画法； 3. 掌握管道及控制流程图上常用符号的意义和表示方法； 4. 了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义； 5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。 二、常用名词术语 1. 控制对象： 2. 被控变量： 3. 操纵变量： 4. 干扰：除操纵变量外，作用于被控变量并使其发生变化的因素。 5. 设定值（给定）： 6. 偏差： 7. 控制系统的过渡过程： 8. 反馈：把系统或环节的输出信号直接或（经过一些环节）间接引入到输入端的方法称为反馈。 9. 负反馈：反馈信号的作用方向与设定（给定）信号相反，给定值
取正，反馈信号取负，即偏差信号为两者之差，反馈信号能使原来的信号减弱，这种反馈称为负反馈。（在控制系统中的重要意义） 10.正反馈： 三、问答题 1. 控制系统按被控变量的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。 开环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，但被控变量对操纵变量没有影响。 闭环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，被控变量又对操纵变量产生影响。 定值控制系统：给定值为常数； 随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化； 程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。 2. 自动控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 被控对象： 检测仪表（检测元件及变送器）： 控制仪表： 执行器（控制阀）： 3. 在阶跃扰动作用下，控制系统的过渡过程有哪几种形式? 其中哪些形式能基本满足控制要求？ 发散振荡过程：
化工仪表及自动化 试卷分值分布： 一、单选题（2分10=20分）二、填空题（2分×5 =10分）三、简答题（5分5=25分）四、计算题（10分3=30分）五、综合分析题（15分×1=15分） CH1 1.自动控制系统的主要组成环节各组成环节的作用 控制系统的4个基本环节：被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器 被控对象：需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象，简称对象（ 检测仪表(测量变送环节)：感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的、统一的输出信号(如气压信号或电压、电流信号等)。控制器：将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值相比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定信号(气压或电流信号)发送给执行器。执行器：能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变注入(或流出)被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。 2. 3.~ 4.自动控制系统的分类 (1)按被调参数分类：流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等； (2)按调节规律分类：比例调节、比例微分调节、比例积分调节、比例微分积分调节； (3)按被调参数的变化规律分类：定值调节系统(给定值为常数)、随动调节系统(给定值为变数， 要求跟随变化)和程序控制调节系统(按预定时间顺序控制参数) (4)按信号种类分类：气动调节系统，电动调节系统 5.自动控制系统的过渡过程形式 过渡过程：受到干扰作用后系统失稳，在控制系统的作用下，被控变量回复到新的平衡状态 的过程。 ' 阶跃干扰作用下几种典型的过渡过程： 非周期(振荡)衰减过程(允许) 衰减振荡过程(允许) 单调发散(非振荡)过程(不允许) 被控对象 测量变送装置 － z ; 给定值 x 偏差 e 控制器输出 p ： 操纵变量 p 被控变量 y f 干扰作用 测量值
一、填空题 1、当用仪表对被测参数进行测量时，仪表指示值总要经过一段时间才能显示出来。这段时间称为仪表的（）。如果仪表不能反映被测参数，便要造成误差，这种误差称为（）。 反应时间动态误差 2、杠杆式差压变送器的测量范围不同，主要是由于其测时膜盒的（）不同。直径 3、FC变送器的零点调整的方法是，先调（），再调（）。 细调螺钉，当细调螺钉不起作用时，粗调螺钉 4、在各公司的智能烃送器中存着两种不同的通信协议，一种是（）通信协议，一种是（）通信协议。 HART DE 5、FCX-A/C系列中的智能变送器的量程调整只能在（）上进行。 手持终端 6、模拟通信协议时在两根线上传送（）个信号，现场总线通信传送（）个信号。 1 多 7、法兰变送器的温度性能主要由法兰膜盒上隔离膜片的刚度和法兰膜盒内的填充液性质决定，所以如隔离膜片刚度越（），则膜片的压力—位移性能越（），因而变送的温度性能越（）。 大差不好 8、氧气压力表校验器常用（），用水将油（），达到校验氧气表的目的。油水隔离装置分隔开 9、活塞式压力计是基于（）原理工作的，一般可分为（）、（）两种。静压平衡、单活塞、双活塞 10、当测量稳定压力时，正常操用压力应为量程的（），最高不得超过测量上限的（）。 1/3~2/3 11、压力开关是一种简单的（）。当被测压力达到额定值时，压力开关可以出（）信号。 压力控制装置、警报或控制 12、管道内的流体速度，一般情况下，在（）处的流速最大，在（）处的流速等于零。 管道中心线、管壁 13、在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板中心线（），不应有（），上游面和下游面应（），上游入口边缘应（）。 垂直、可见伤痕、平行、锐利、无毛刺和伤痕。 14、转子流量计的流量标尺上的刻度值，对于测量液体的是代表（）的流量值，对于气体的是代表（）的流量值。 20℃水、20℃，1.01325ⅹ105Pa空气 15、转子流量计中流体的流动方向是（）。 垂直 16、涡轮流量计量一种（）式流量计。 速度
化工自动化仪表作业试题一 1、变浮力式液位计主要是沉筒式液位计,在结构上,有位移平衡式、力平衡式和带差动变压器的沉筒液面计三种类型。正确答案：对(物位计) 2、当生产装置出现危险信号时,能够输出正确的信号,阻止危险的发生、阻止事故的扩大化或减轻事故的后果,起这样作用的系统叫()。A（控制系统） A、安全仪表系统 B、计算机控制系统 C、集散控制系统 3、热电偶或补偿导线断路时,电位差计的示值是不动的;而有“断偶”保护的仪表示值为仪表上限。对（温度检测仪表） 4、()适用于大口径、大流量、低压力、不干净三介质。正确答案：C（阀门） A、单座阀 B、套筒阀 C、蝶阀 5、DCS控制站的扫描周期在组态时应设定得越短越好。错（控制系统） 6、按结构形状分类,PLC可分为整体式和分散式两种。错（可编程控制器） 整体式和模块式 7、串级控制系统利用主、副两个控制器串起来在一起来稳定()。A A、主参数 B、副参数 C、主对象 8、当测量脉动压力时,正常操作压力最高不得超过测量上限的1/2。错（检测仪表—压力） 9、导体的电阻率是与材料性质有关的物理量。对（电工学） 10、各种皮带运输机、链条机的传动部位,除安装防护罩外,还应有安全防护绳。对（机械知识） 11、强制对流传热的速率比自然对流传热速率()。正确答案：B（化工原理） A、相同 B、快 C、慢 12、熔断器的主要元件是熔体。对于工作电流稳定的电路(如照明电路),熔体的额定电流应略微小于负载的工作电流。错（电工学） 13、位置变送器是将执行机构输出轴的()转换成4~20毫安反馈信号的装置。正确答案：C（控制仪表） A、位移变化量 B、振动 C、位移 14、在实际应用中,调节阀既与管道串联又与管道并联,其工作特性曲线会发生很大变化。对（）（控制仪表） 15、转子流量计的转子是用不锈钢、铜、铝合金、有机玻璃、聚四氟乙烯、塑料等材质制作的;根据被测介质的物理化学性质和量程大小来选择不同材料及不同形状的转子。对（检测仪表—流量） 16、泵体的温度太高,将会导致输送介质在泵体内发生汽蚀现象。正确答案：对（化工原理） 17、当调节阀与管道串联时,其可调比变大。正确答案：错（控制仪表） 18、电磁流量传感器的直管段要求比大部分其他流量计的直管段要求低。对（检测仪表—流量） 19、浮球液位计的结构是一机械杠杆系统,所以平衡锤在中间时,实际液位在中间。对（检测仪表—物位） 20、浮筒式液位计属于变浮力式液位计,浮球式液位计属于恒浮力式液位计。对
化工仪表与自动化复习 试卷 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-
《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,对被控变量的影响越慢;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量越好;干扰通道的纯滞后对调节质量没有影响。 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最大偏差、衰减比和余差等。 8．串级调节系统,一般情况下主回路选择_________或________调节规律调节器,副回路选用_________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_________补偿。 9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是；电Ⅱ型标准信号范围 是；电Ⅲ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。 2、（14分）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 3、（10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画出P、PI的输出响应 曲线。（1）P输出，已知：比例度δ=50% （2）PI输出，已知：比例度δ=100%
1、过程控制系统是由_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___、_温度__、_液位_等控 制系统。 3、描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。 4、仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa；电动型标准信号范围 是4~20mA。 5、常用的标准节流件有孔板和喷嘴。 6、检测仪表的基本组成有测量、传动放大和显示三个部分。 7、按误差出现的规律，可将误差分为系统误差、偶然误差及疏忽误差。 8．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。 9、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为__定值控制系统__、_随动控制系统_____、__ 程序控制系统_等控制系统。 10、温度是表征物体及系统冷热程度的物理量。 11、常用的复杂控制系统有＿＿分程控制＿、串级控制＿和＿比值控制＿＿。 12、液位控制一般采用＿比例＿＿调节规律，温度控制一般采用＿比例积分微分调节规律。 1、D CS控制系统是______________________的简称。 2、D CS控制系统基本是由____________,____________以及____________组成。 1、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？最 大绝对误差是多少？ 答：①1000Pa ②±5Pa
2、某化学反应器工艺规定的操作温度为(900±10)℃。考虑安全因素，控制过程中温度偏 离给定值最大不得超过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图A所示。试求最大偏差、衰减比和振荡周期等过渡过程品质指标，并说明该控制系统是否满足题中的工艺要求。 图A 过渡过程曲线 解：由过渡过程曲线可知 最大偏差A=950-900=50℃ 衰减比第一个波峰值B=950-908=42℃ 第二个波峰值B'=918-908=10℃ 衰减比n=42:10=4.2 振荡周期T=45-9=36min 余差C=908-900＝8℃ 过渡时间为47min。 由于最大偏差为50℃，不超过80℃，故满足题中关于最大偏差的工艺要求。 2.锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。水位过高，会使蒸汽带液，降低了蒸汽的质量和产量，甚至会损坏后续设备。而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。因此，必须对汽包水位进行严格的控制。图B是一类简单锅炉汽包水位控制示意图，要求： (1)画出该控制系统方块图； (2)指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量各是什么？
实习报告 经过化工仪表及自动化的学习，我感觉自动化这方面博大精深，老师简单介绍了化工生产过程所必须掌握的知识和方法，如测量方法、检测仪表的原理、校正精度等级、控制器结构、调节阀结构和自动控制系统的组成等；重点讲述了化工仪表和自动控制系统的操作等知识。 学习热电偶与热电阻的构成，二者属于温度测量中的接触式测温，尽管其作用相同都是测量物体的温度，但是它们的原理与特点却不尽相同。 热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的主要特点就是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应。。 热电偶的结构有两种，普通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部分组成，而铠装型热电偶则是将热电偶丝，绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。 热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同的补偿导线，其主要作用就是与热电偶连接，使热电偶的参比端远离电源，从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种，延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同，但是实际中，延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属，一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了，热电偶的正极连接补偿导线的红色线，而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。 而热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多，也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度，铜热电阻为零下40到140摄氏度。热电阻和热电偶一样的区分类型，但是他却不需要补偿导线，而且比热点偶便宜。 仪表是指测定温度、气压、电量、血压、流量等仪器的统称。外形似计时的表，能由刻度直接显示数值。主要分为压力仪表、温度仪表、流量仪表、电工仪器仪表、电子测量仪器、光学仪器、分析仪器、实验仪器等。广泛应用于工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各方面。老师讲解了电子万用表构成及功能，了解虚拟仪表。
第一章 P16-4. 自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来说，它包括检测元件及变送器（测量变送装置）、控制器、执行器等，另一部分是受自动化装置控制的被控对象。 P16-6. 图1-16为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。（图略） 答：仪表位号PI-307表示为第三工序第07个压力检测回路。其中： P 表示被测变量为压力；I 表示仪表具有指示功能； 表示该压力仪表安装在现场。 仪表位号TRC-303表示为第三工序第03个温度检测回路。其中： T 表示被测变量为温度；RC 表示仪表具有记录、控制功能； 表示该温度仪表安装在集中仪表盘正面，操作员监视用。 仪表位号FRC-305表示为第三工序第05个流量检测回路。其中： F 表示被测变量为流量；RC 表示仪表具有记录、控制功能； 表示该流量仪表安装在集中仪表盘正面，操作员监视用。 P16-8. 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？ 答：在自动控制系统中： 测量变送装置（检测元件及变送器）用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号或电压、电流信号等）。 控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号（如气压信号或电流信号）发送给执行器。 执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入（或流出）被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。 P16-21. 某化学反应器工艺规定操作温度为（900±10）℃。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不能超过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-18所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比和振荡周期，并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求？（图略） 答：由反应曲线可知： 最大偏差A＝950－900＝50 ℃ 超调量B＝950－908＝42 ℃ 衰减比B＝950－908＝42 ℃ B’＝918－908＝10 ℃ n＝B/B’＝42∶10＝4.2∶1 振荡周期T ＝45－9＝36 min 该系统最大偏差为50 ℃，小于允许偏差80 ℃；余差为908－900＝8 ℃，在工艺操作规定对温度的要求范围之内（±10 ℃）。因此，该系统能满足工艺要求。 第三章 P90-5. 某一标尺为0～1,000 ℃的温度计出厂前经校验，其刻度标尺上的各点测量结果分别为：
化工仪表及自动化 一、填空题 1. 方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的，并不代表方框之间的物料联系。 2. 自动控制系统是具有被控变量反馈的环系统。 1. 机理建模的优点是具有明确的，所得的模型具有很大的适应性，便于对进行 调整。 2. 对象数学模型包括一阶对象，。 3. 描述对象特性的参数包括：。 4. 时间常数T的物理意义：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持速度变化，达到新的所需要的时间。 5. 从加入输入作用后，经过时间，被控变量已经变化了全部变化范围的，这时可以近似地认为动态过程基本结束。 6. 滞后时间按照滞后性质分可以分为：和。 7. 某台测温仪表的测温范围为200—700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为1.5℃，则该表的相对百分误差是，该仪表的精确度等级是。（精确度等级有：0.05,0.1，0.2，0.4,0.5,1.0） 8. 某台测温仪表的测量范围为0—1000℃，根据工艺要求温度只是指的误差不允许超过±6℃，则该仪表的允许误差为，应选择的仪表等级是。（精确度等级有：0.05,0.1，0.2，0.4,0.5,1.0） 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：，，。 11. 表压等于绝对压力大气压力。
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，但氨气用压力计弹簧管的材料却都要采用材料，这是因为氨气对的腐蚀性极强。 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倍。 16. 测量脉动压力时，仪表上限约为工作压力最大值的倍。 17. 测量高压压力时，仪表上限约为工作压力最大值的倍。 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：，和。 20. 标准孔板主要采用的取压方法有和。 21. 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量（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。 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。
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,则调节质量____________;干扰通道的纯滞后对调节质量_______________________。 5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）______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_____________, 才能使稳定性不变。 7．描述控制系统的品质指标的参数有、和等。 8．串级调节系统,一般情况下主回路选择_________或________调节规律调节器,副回路选用_________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_________补偿。 9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是；电Ⅱ型标准信号范围是；电Ⅲ型标准信号范围是。 10．控制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 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_________。 11.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 __________特性;若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。调节阀的流量特性有_________、_________、_________和_________，流量特性的 选择主要是与_________相匹配。 12. 与单回路控制系统相比，串级调节系统具有以下三个特点：①( );②( );③( )。 13.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 ;干 扰通道容量滞后愈多,则调节质量 ;干扰通道的纯滞后对调节质量。 14．简单调节系统的基本特征是和。 15．常用的标准节流件有和。 16. 热电偶的热电特性与 _________________________________有关，与 ________ 无关。 17、检测仪表的基本组成有、和三个部分。 18、在控制系统中，增加比例度，控制作用；增加积分时间；控制作用；增加微分时间，控制作用。 19.按误差出现的规律，可将误差分为误差、误差及误差。 20.描述对象特性的三个参数是、和。 21.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；测量范围 是；允许基本误差是；最大绝对误差是。 22.热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有、、、、五种。 23.自动平衡电桥配热电阻测温时，采用连接，其连接导线的电阻规定为 ______________Ω。 24.表征控制规律的参数是、及。 25串级调节系统结构上有两个回路，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；有个调节参数。 26弹簧管压力表是利用产生____________与被测压力相平衡来测量的。 27.不受被测介质物理性质影响的流量计是：____________________、____________________、