自动化仪表期末复习重点

《自动化仪表复习资料》第一章：1、自动化仪表是指哪一类仪表？什么叫单元组合式仪表？答：①指对工艺参数进行测量的检测仪表，根据测量值对给定的偏差按一定的规律发出调节命令的调节仪表，以及根据调节仪的命令对进行生产装置的物料或能量进行控制的执行器。

②按照自动调节系统中各组成部分的功能和现场使用要求分成若干个独立的单元，各单元之间用标准信号进行联系，在使用时，按一定的要求将各单元组合起来。

2、DDZ—II型与DDZ—III 型仪表的电压、电流信号传输标准时什么？在现场与控制室之间采用直流电流传输信号有什么好处？答：①DDZ—II型：电压：1~5V DC 电流：0~10mA DC；DDZ—III 型：电压：1~5V DC 电流：4~20mA DC。

②好处:传输过程中易于和交流感应干扰相区别，且不存在相移问题，可不受传输线中电感、电容和负载性质的限制。

3、什么叫两线制变送器？它与传统的四线制变送器相比有什么优点？试举例画出两线制变送器的基础结构，说明其必要的组成部分。

答：①将供电的电源线与信号的传输线合并起来。

②优点：节省连接电缆，有利于安全防爆和抗干扰。

③基本结构：组成部分：电位放大器、晶体管、电阻、电源。

4、什么是仪表的精度?一台量程为-100~+100℃、精度为0.5级的测量仪表，在量程范围内的最大误差为多少？答：①精度：用允许的最大引用误差去掉百分号后的数字来衡量的。

②由0.5％= 最大误差/（100+100）可得，最大误差为1℃.5、自动化仪表在控制系统中起什么作用？答：自动化仪表是过程控制系统不可缺少的重要组成部分，是控制系统的灵魂。

6、自动化仪表控制系统的结构是怎样的？各单元主要起什么作用？答：①被检→检测单元→変送单元—→显示单元→操作对象←执行单元←调节单元↙②被检对象：控制系统的核心。

检测单元：控制系统实现控制调节作用的基础，完成对所有被控变量的直接测量和某些参数的间接测量。

変送单元：完成对被测变量信号的转换和传输。

题型一、填空题二、选择三、名词解释四、简答题五、综合题掌握：对象自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器（有时是生产设备或机器的一部分）叫做被控对象，简称对象。

被控变量在生产过程中需要保持恒定的变量称为被控变量。

操纵变量具体实现控制作用的变量称为操纵变量。

操纵介质用来实现控制作用的物料称为操纵介质或操纵剂。

控制器根据变送器信号和工艺需求，算出偏差，经过运算发出控制信息的仪表称为控制器。

环节的单向性“环节”的输入会引起输出的变化，而输出不会反过来直接引起输入的变化。

环节的这一特性称为“单向性”。

闭环系统在控制系统的方块图中，信号沿箭头方向前进，通过若干环节后，最终又返回到原来的起始点，称为闭环系统。

所有的自动控制系统都是闭环系统。

开环系统在控制系统的方块图中，信号沿箭头方向前进，通过若干环节后，最终不能返回到原来的起始点，称为开环系统。

自动操纵系统就属于典型的开环系统。

反馈系统或环节的输出信号直接或经过一些环节后重新返回到输入端的做法叫做反馈。

反馈信号取负值时称为负反馈；负反馈能够削弱原来的信号。

反馈信号取正值时称为正反馈；正反馈能够使原来的信号进一步增强。

定值控制系统给定值x恒定不变的系统称为定值控制系统。

所谓“定值”就是给定值恒定的简称。

非周期衰减过程阶跃干扰出现后，被控变量在给定值的某一侧作缓慢变化，没有来回波动，最后稳定在某一数值上，这种过渡过程形式称为非周期衰减过程。

——这是一种稳定过渡的过程。

非周期发散过程阶跃干扰出现后，被控变量在给定值的某一侧作缓慢变化，没有来回波动，逐渐远离给定值，这种过渡过程形式称为单调发散过程或非周期发散过程。

——这是一种不稳定的过渡过程，应尽量避免。

衰减振荡过程阶跃干扰出现后，被控变量上下波动，但幅度逐渐减少，最后稳定在某一数值上，这种过渡过程形式为衰减振荡过程。

——这是一种稳定过程，是自动控制的最佳状态。

等幅振荡过程阶跃干扰出现后，被控变量在给定值附近来回波动，且波动幅度基本保持不变，这种情况称为等幅振荡过程。

1自动控制系统基本概念1.1化工自动化的内容自动检测系统：检测仪表对工艺参数进行测量、指示、记录自动信号和连锁保护系统：工艺参数超过范围，信号系统发出信号，连锁系统自动采取措施自动操纵及停开机系统：按预先设置步骤自动地对生产设备进行周期性操作自动控制系统：自动规定回到某种范围1.2自动控制系统组成及表示形式1基本组成1)测量元件与变送器2)自动控制器3)执行器2表示形式1)方框图*2)管道仪表流程图控制流程图符号意义控制流程图字母意义1.3自动控制系统的分类定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统1.4自动控制系统过渡过程和控制指标1．静态、动态2过渡过程1)非周期性衰减2)衰减振荡过程3)等幅振荡过程4)发散振荡过程3品质指标1)最大偏差、超调量2)衰减比经验表明，衰减比n:1在4 :1至10:1之间比较适宜。

3)余差4)过渡时间2过程特性及其数学模型1放大系数k:k↑操纵变量的变化对被控变量的影响就越大2时间常数T时间常数定义：在阶跃输入作用下，被控变量达到新的稳态值的63.2%时所需要的时间。

3滞后时间τ3检测仪表与传感器3.1概述1误差1)绝对误差i tx x∆=-，x x∆=-2)相对误差yx∆=2性能指标1)精确度max%-δ∆=⨯测量范围上线测量范围下线由仪表得精确度与工艺选精确度不同2)变差%-=⨯最大绝对差值变差测量范围上线测量范围下线3)灵敏度与灵敏限S xα∆=∆，引起仪表指针发生动作的被测参量最小变化值4)分辨力（数显表）末位数字间隔所代表的被测参数变化量，相应最低量程分辨率称最高分辨力，也叫灵敏度5)线性度max%ffδ∆=⨯仪表量程3常见的干扰阶跃干扰：在某一瞬间t0, 干扰（即输入量）突然地阶跃式的加到系统上，并继续保持在这个幅度。

0()t tAr tt t≥⎧=⎨<⎩3.2压力检测及仪表压力表的选用及安装1仪表的测量范围的确定:最大工作压力不超过检测上线的2/3;脉动压力时不超过1/2；高压时3/5。

D 电D 单Z 组，即电动单元组合。

量信号。

4在移向问题，可不受传输过程中电感电容和负载性质的影响。

元组合不少是采用力平衡原理构成的，使用电流信号可以直接与磁场作用产生正比于信号的机械力，此外，对于要求电压输入的仪表和元件，只要在回路中串接电阻就可以得到电压信号，比较灵便。

在DDS 仪表中，以20mA 表示信号的满度值，而以此满度值的20%即4mA 表示零信号，此称为活零点安排。

有利于识别仪表的断电断线等故障，且为现场变送两线制实现了可能性。

所谓两线制就是把供电的电源线和传输线合并起来，一共只用两根导线。

1 有利于识别仪表的断电断线等故障2 不仅节省电缆布线方便，而且大大有利与安全防爆易抗干扰。

3 上限值较大，有利于抑制干扰4 上下限的比值为5:1 与气动仪调理电路，两个vi 转换器。

测量范围中的最大绝对误差与该仪表的测量范围之比，称为百分误差，去百分号，就是仪表的精确度。

使用统一仪表堆被控量进行反复测量， (正行程和反行程)所产生的最大差值与测量范围之比。

当两种不同的导体或者半导体接成闭合回路时，若两个接触点的温度不同，回路中就会浮现热电动势，并产生电流。

考虑到冷端恒温器或者电动势补偿装置距离测量点比较远的时候，使用热电偶时，如果全用热偶丝代价太高，为了节约，选用补偿导线。

不需要冷端补偿，测量精度也比较高，测温范围-200 到500，广泛应用。

在使用平衡电桥对热电阻进行测量时，由电阻引出三根导线，一根的电阻与电源E 相连接，不影响电桥的平衡，此外两根接到电桥的两臂内，他们随环境温度的变化可以相互抵消。

被测温度---热电偶---------输入电桥------------放大电路--------输出电流反馈回路主要起冷端温度补偿和零点调整。

为了使输出大小能直接与被测温度成线性关系。

补偿导线法，热电势修正法，冰浴法，补偿电桥，软件处理。

3 型仪表的范围是4 到20mA 即4mA 代表信号的零值，此时温度变送器就需要调整零点。

化工仪表及自动化考试复习重点化工仪表及自动化CH11.自动控制系统的主要组成环节？各组成环节的作用？2.画系统的方框图3.自动控制系统的分类4.自动控制系统的过渡过程形式5.阶跃扰动的过渡过程曲线确定系统的品质指标CH21.建立对象的数学模型有哪些方法？机理建模和实验建模（对象的实验测取方法、阶跃反应曲线法和矩形脉冲法）2.描述对象特性的参数有哪些？各有何物理意义？3.由阶跃反应曲线标出纯滞后时间、容量滞后时间、滞后时间、对象时间常数及计算系统放大系数。

CH31.有关仪表精度，误差的概念（基本误差的最大允许值及计算）2.仪表性能指标的定义3.什么叫霍乐效应4.什么叫压电效应5.标准的节流件有哪些？6.差压式流量计和转子流量计的原理及区别7.电磁流量计的工作原理8.什么是液位测量时的零点迁移问题9.温度计的分类，各种温度仪表的适用场合（温度传感器是重点）10.什么叫热电效应11.采用热电偶进行温度测量时，为什么要使用补偿电线？其作用是什么？补偿导线的选用原则？12.热电偶温度计的工作原理？热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？13.对热电阻和热电偶材料的要求14.根据分度表确定检测温度CH41.显示仪表的分类2.自动电子电位差计测量桥路中是如何解决热电偶冷端补偿问题的？3.热电阻测温为什么要用三线制接法？4.自动电子平衡电桥与自动电子电位差计的比较CH51.比例放大系数Kp与比例度σ的关系2.为什么比例作用会产生余差？CH61.控制阀的流量特性（理想和工作）2.控制阀的理想流量特性有几种？各有什么特点？3.执行器的分类，应用特点CH7（综合）1.简单控制系统的概念2.被控变量选择应遵循的原则（指导意义）3.被控对象、执行器、控制器的正、反作用方向各是怎样规定的？如何根据工艺要求来确定？4.各控制器的特点？各使用在什么场合？5.各控制器的输出与输入之间的关系式，理解其含义并进行相关计算6.确定控制系统的被迫变量、操纵变量、被控对象及干扰变量，控制通道和干扰通道7.描述系统的控制过程及各信号的变化情况。

《化工自动化仪表》期末复习摘要第一章 自动控制系统概述1.单元组合仪表之间用标准统一信号联系：①气动仪表（QDZ 系列）：20-100kPa 气压信号；②电动仪表信号：（A ）DDZ Ⅱ系列：0-10mA 直流电流信号；（B ）DDZ Ⅲ系列：4-20mA （1-5V ）直流电流信号。

2.专用术语：①被控过程（被控对象）：自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器。

②被控变量：被控过程内要求保持设定值的工艺参数。

③操纵变量：受控制器操纵的用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。

④扰动：除操纵变量外，作用于被控过程并引起被控变量变化的因素。

实例⑤设定值：工艺参数所要求保持的数值。

⑥偏差：被控变量实际值与设定值之差。

⑦负反馈：将被控变量送回输入端并与输入变量相减 3.闭环控制与开环控制：①闭环控制：在反馈控制系统中，被控变量的值被送回输入端，与设定值进行比较，根据偏差进行控制，控制被控变量，这样，整个系统构成了一个闭环。

闭环控制的特点（优点）：按偏差进行控制，使偏差减小或消除，达到被控变量与设定值一致的目的。

闭环控制的缺点：控制不够及时；如果系统内部各环节配合不当，系统会引起剧烈震荡，甚至会使系统失去控制。

②开环控制：根据扰动信号的变化来进行控制。

开环控制的特点（优点）：不需要对被控变被控过程：锅炉汽包被控变量：汽包液位 操纵变量：水的流量 扰动：水压力、蒸汽流量量进行测量，只根据输入信号进行控制，控制很及时。

环控制的缺点：由于不测量被控变量，也不与设定值相比较，所以系统受到其他扰动作用后，被控变量偏离设定值，无法消除偏差，这是开环控制的缺点。

4.★闭环控制系统的组成（P5）：控制器：比较机构和控制装置的组合；广义对象：过程、执行器、检测变送的组合。

5.自动控制系统的分类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。

6.★自动控制系统的过渡过程及品质指标： ①★定值控制系统过渡过程的形式(阶跃扰动)：闭环控制系统组成②自动控制系统的品质指标：（1）最大动态偏差（e max ）：对于定值控制系统，过渡过程的最大动态偏差是指被控变量第一个振荡波的峰值与设定值之差。

自动化仪表考点总结1.控制仪表概念（2分）在自动控制系统中，除了对象以外，均为自动化仪表。

如：控制器、变送器、运算器和执行器。

2.仪表的基本性能指标（2分）灵敏度、精确地、复现性、稳定性、可靠性和响应时间。

3.控制仪表分类（2分）按能源方式：气动、液动、电动按信号类型：数字式和模拟式按结构形式：基地式、单元组合式、集散控制系统和现场总线控制系统4.仪表联络信号及传输方式1)传输方式有电压信号和电流信号两种。

①电流信号传输优点是：发送仪表输出电阻大，故电流信号适于远距传输。

对于要求电压输入的仪表，可以在电流回路中串入一电阻，取压方便灵活。

缺点是：由于仪表串联工作，期中任何一台故障或在回路中增减接收仪表时，将影响其它仪表的工作。

各台仪表没有公共接地点，若要和计算机联用,则应在仪表输入输出端采取直流隔离措施。

②电压信号传输优点是：增加或取消某个接收仪表不影响其他仪表的工作。

各接收仪表可设置公共接地点，可和计算机联用。

缺点是：要在引线电阻上产生电压降, 信号受一定损失, 且因接收仪表输入阻抗很高，易于引入干扰，所以电压信号并不适于远距离传输。

2)变送器与控制室仪表间的信号传输方式有四线制和两线制两种。

要实现两线制，必须采用活零点的电流信号。

因电源线和信号线公用，电源供给变送器的功率是通过信号电流提供的。

变送器输出电流为下限值时，应保证它内部的半导体器件仍能正常工作。

故信号电流下限值不能过低。

5.仪表防爆等级分类及应用（4分）【0区(Zone 0) －在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地、频繁地出现或长时间存在的场所。

1区(Zone 1) －在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。

2区(Zone 2) －在正常情况下，爆炸性气体混合物不可能出现，或即使出现也是短时间存在的场所。

】→→了解本安防爆系统应满足的两个条件：①在危险场所使用本安防爆仪表②控制室仪表和危险场所仪表之间设置安全栅安全栅：①齐纳式安全栅：基于齐纳二极管的反向击穿性能。

《自动化仪表》课程复习提纲第一章绪论1 自动化仪表是指哪一类仪表? 什么叫单元组合式仪表?2 DDZ—Ⅱ型与DDZ—Ⅲ型仪表的电压、电流信号传输标准是什么? 在现场与控制室之间采用直流电流传输信号有什么好处?3 什么叫两线制变送器? 它与传统的四线制变送器相比有什么优点?试举例画出两线制变送器的基本结构，说明其必要的组成部分。

4 什么是仪表的精度? 试问一台量程为-100～+100℃、精度为0.5级的测量仪表，在量程范围内的最大误差为多少?5 自动化仪表在控制系统中起什么作用?6 自动化仪表控制系统的结构是怎样的? 各单元主要起什么作用?7 什么是仪表的测量范围、上下限和量程? 彼此有什么关系?8 如何才能实现仪表的零点迁移和量程迁移?9仪表的相对误差如何求取？选用一台量程很大的仪表去测量一个很小的数值行不行，为什么？10仪表的变差是什么？如何根据变差判定仪表是否合格？11 什么是仪表的灵敏度和分辨率?12 什么是仪表的可靠性？有几个量化指标？13 仪表的精度是如何确定的?第二章检测仪表1 电偶的热电势由哪两部分组成？在热电偶测温闭合回路中，起主导作用的是哪一部分？2 热电偶测温为什么要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿的方法有哪几种？3 常用的标准热电偶有几种？试简述其分度号和主要特点。

4 热电阻测温时，为什么一定要用三线制？如果不用三线制，对测温有什么影响？5 如何根据已知电势求真实被测温度？如何根据温度求热电势？6 辐射式温度计的基本工作原理是什么?7 什么是绝对压力、表压和真空度？它们之间的关系又是怎样的？8如何根据工艺条件选择压力表？9 为什么弹簧管压力表测量的是电压？利用弹簧管压力表测压力，在大气中它的指示为p。

如果把它移到真空中，指示值会不会改变？10什么是热电效应？霍尔效应、应变效应、压阻效应、压电效应？11 试叙述力平衡式差压(压力)变送器的测量原理。

12瞬时流量和累积流量分别是什么？13 差压式流量计工作原理是什么？标准节流装置有那几种？节流装置的取压方式有哪几种？14转子式流量计工作原理是什么？14电磁式流量计的工作原理是什么？15质量式流量计分为哪两大类?每一类分别有那些方法，试分别列举？第三章连续调节器1 过程控制仪表有哪些仪表？它又可分为哪几种类型？气动单元组合仪表与电动单元组合仪表各有何优缺点？它们各单元之间的标准统一信号又是如何规定的？2 试简述DDZ—Ⅲ全刻度指示调节器的组成、工作状态以各开关的作用。

第一章自动控制系统的基本概念1、化工自动化的主要内容：自动检测系统、自动信号和连锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统、自动控制系统。

2、自动控制系统能在没人直接干预的情况下，自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响，使它们始终保持在预先规定的数值上，保证生产维持在正常或最假的工艺操作状态。

3、自动控制系统的基本组成：被控对象及自动化装置，其中自动化装置又包含测量原件与变送器、控制器和执行器。

4、自动控制系统的方块图：每个方块都代表一个具体装置，方块与方块之间的连接代表方块之间的信号联系，方块之间连接线的箭头代表信号作用的方向。

5、自动控制系统是具有被控变了负反馈的闭环系统。

而自动检测、自动操纵等系统是开环系统。

6、反馈控制方式是按偏差进行控制的，具特点是不论什么原因使被控变量偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控变量与期望值趋于一致。

7、按被控变量的给定值是否变化和如何变化分类，自动控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。

8、自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态；把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。

9、静态是指系统中各信号的变化率为零，即信号保持在某一常数不变化，而不是物料不流动或能量不交换。

10、自动控制系统在静态时，生产还在进行，物料和能量仍然有进出，只是平衡进行没有改变就是了，这与习惯上所说的静止是不同的。

11、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。

12、系统中过渡过程中，被控变量随时间变化的。

13、自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程的基本形式：非周期振荡过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程和发散振荡过程。

14、衰减振荡的过渡过程的品质指标如下：最大偏差：被控变量偏离给定值的最大数值。

超调量：被控变量偏离新的稳定值得最大数值。

衰减比：前后相邻两个峰值的比。

余差：当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳定值与给定值之间的偏差。

绪论1.化工自动化：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，使生产的不同程度上自动的进行，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。

2.自动化目的：（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）能根本上改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步的消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

第一章1.化工生产过程自动化包括：自动检测、自动保护、自动操作、自动控制四个方面。

2.自动检测系统：利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示、记录。

3.自动控制系统：对化工生产中的某些关键性参数进行自动控制，是他们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时，能自动的控制而回到规定的数值范围内。

4.自动控制系统的基本组成：被控对象、测量变送系统、控制器、执行器。

5.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对象，简称对象。

6.自动控制系统是一个具有被控变量负反馈的闭环系统。

被控变量不是被控对象。

7.反馈：把系统（或环节）的输出信息直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈。

反馈的信号取负值就叫做负反馈。

8.自动控制系统按需要控制的被控变量的给定值是否变化和如何变化分:定值控制、随动控制和程序控制系统。

9.控制系统静态：当一个自动控制系统的输入和输出据恒定不变时，整个系统就处于一种相对稳定的平衡状态，系统的各个组成环节入变送器、控制器、控制阀都不改变其原先的状态，他们的输出信号也都处于相对静止状态，即静态（被控变量不随时间而变化的平衡状态）。

10.控制系统动态：从干扰发生开始，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和信号都处于变动状态之中，即动态（被控变量随时间而变化的不平衡状态）。

11.系统的过渡过程：系统有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。

1, 测量温度的方法：接触式，非接触式。

2, 热电偶：当两种不同导体货半导体连接成闭合回路时，若两个节点温度不同，回路中就会出现热电动势并产生电流。

3, 第三导体定律：除热电偶A, B两种导体外，又插入第三种导体C组合成闭合回路，只要插入的第三种导体的两个接点温度相等，它的接入对回路毫无影响。

4, 测量某一点压力及大气压力之差，当这点的压力高于大气压力时，此差值称为表压。

5, 利用弹性元件受压产生变形可以测量压力。

常用的弹性测压元件有：弹簧管（常用）, 水纹管及膜片三类。

6, 流量检测仪表：节流式流量计(在管道中放入肯定的节流元件，依据节流元件的推力或在节流元件前后形成的压差测量)分为：压差, 靶式, 转子流量计。

7, 热导式气体分析仪是一种物理式的气体分析仪。

依据不同气体具有不同的热传导实力这一特性，通过测定混合气体的导热系数，推算出其中某些成分含量。

（0度时H2为7.150，He为7.150）8, 调整器的作用：把测量值和给定值进行比较，依据偏差大小，按肯定的调整规律产生输出信号，推动执行器，对生产过程进行自动调整。

9, 调整规律：他的输出量及输入量（偏差信号）之间具有什么样的函数关系。

10, 比例调整特点：对干扰有及时而有力的抑制作用，但存在静态误差，是一种静差调整。

11, 积分调整特点：能够消退静差，即当有偏差存在时积分输出将随时间变化，当偏差消逝时输出能保持在某一值上不变。

但动作过于缓慢，过渡过程时间长，易造成系统不稳定。

12, 微分调整器：能在偏差信号出现或变化瞬间，马上依据变化趋势，产生调整作用，是偏差尽快的消退于萌芽状态之中。

但对静态片差毫无抑制实力，不能单独运用。

13, 在PID三作用调整器中，微分作用主要爱用来加快系统动作速度，削减超调，克服震荡。

积分作用主要用来消退静态误差。

将比例, 积分, 微分三种调整规律结合在一起，即可达到快速灵敏，又可达到平稳精确，只要协作得当便可得到满足的调整效果。

生产自动化：就是在流程型、连续性生产过程中，采用自动化仪表及装置，来检测、控制生产过程中的工艺参数，以代替操作人员的直接操作。

自动化仪表分类：按仪表使用能源分类：电动仪表，气动仪表和自力式仪表按测量参数分类：化工测量仪表、电工测量仪表和成分分析仪表按仪表在自动调节系统中的作用分类：变送器、控制器、执行器和显示记录仪等按仪表的组合方式分类：基地式仪表和单元组合仪表变送器：不仅能完成参数的检测和信号的转换及传送。

传感器：参数的检测和信号转换。

QDZ 气动单元组合仪表 DDZ 电动单元组合仪表误差：某一被测量的测量值和客观真实值之差。

绝对误差e a ：测量值X 和“真实值”X t 的代数差。

e a =X-X t相对误差E r ：测量的绝对误差“真实值”之比。

100%100%a a r t e e E X X=⨯≈⨯ 测量误差按其产生的不同原因可分为系统误差，随机误差和疏忽误差。

系统误差产生原因：1.仪表本身性能不高2.测量方法有缺陷3.测量时外界条件变化等。

随机误差：随机误差是在相同测量条件下，对参数进行重复测量时，测量结果的误差大小和符号均不固定，且无一定规律的误差。

疏忽误差：测量结果显著偏离被测值得误差，没有任何规律可循。

测量仪表的品质指标：精度、灵敏度及分辨率、变差、动态特性引用误差：测量值的绝对误差和测量仪表的量程之比的百分数。

精确度：反映正常使用条件下，描述仪表测量结果准确程度的一项综合性指标。

max 100c pe A S =⨯ e max 允许最大绝对误差 S p 测量仪表的量程 我国规定生产的仪表精度等级有：0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、（0.35）、（0.4）、0.5、1.0、1.5、2.5（括号内等级 必要时采用）。

（注意：精度等级越小表征该仪表的精确度越高）精度等级的选取：根据仪表校验数据来确定仪表精度等级和根据工艺要求来选择仪表精度等级，要求是不同的。

根据仪表校验数据来确定仪表精度等级时，仪表的精度等级值应选不小于由校验结果所计算的精度值；根据工艺 要求来选择仪表精度等级时，仪表的精度等级值应选不大于工艺要求所计算的精度值。

1.试述过程控制系统中常用的控制规律及其特点。

答：控制系统中常用的控制规律有比例(P)、比例积分(PI)、比例积分微分(PID)控制规律。

比例控制规律是控制器的输出信号与它的输入信号(给定值与测量值的偏差)成比例。

它的特点是控制及时，克服干扰能力强，但在系统负荷变化后，控制结果有余差。

比例积分控制规律是控制器的输出信号不仅与输入信号成比例，而且与输入信号对时间的积分成比例。

它的特点是能够消除余差，但是积分控制作用比较缓慢、控制不及时。

比例积分微分控制规律是在比例积分的基础上再加上微分作用，微分作用是控制器的输出与输入的变化速度成比例，它对克服对象的容量滞后有显著的效果。

2.什么是调节器的控制规律？基本控制规律有哪几种？各有什么基本特点？调节器的输出信号随着它的输入偏差信号变化的规律叫控制规律。

基本控制规律有：①双位控制：输出不是最大，就是最小，只有两个位置。

②比例控制：控制作用及时，有余差。

③积分控制：具有消除余差的作用。

④微分控制：具有超前调节的作用。

3.评价自动控制的过渡过程有哪些常用指标？其中超调量和最大偏差与余差有何关系？评价自动控制系统的过渡过程常用指标有：(1)最大偏差；(2)过渡时间；(3)余差；(4)衰减比；(5))振荡周期。

其中超调量是最大偏差与余差的差值。

4.离心泵的阀门调节与变速调节有哪些差别？（1）变速调节改变水泵的特性曲线，阀门调节则是改变管路特性曲线。

（2）变速调节是一种节能的调节方式，阀门调节时一种耗能的调节方式。

5.何为控制阀的理想流量特性和工作流量特性？常用的调节阀理想流量特性有哪些？答：阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性；在实际使用过程中，阀前后的压差会随阀的开度的变化而变化，此时的流量特性称为工作流量特性。

常用的调节阀理想流量特性有：直线流量特性、抛物线流量特性、等百分比(对数)流量特性、快开特性。

6.双位控制系统的优缺点有哪些？答：优点：高效节能；延长设备使用寿命；功能齐全。

1.如何评价测量仪表性能，常用哪些指标来评价仪表性能？2.名词解释：相对误差、精度、变差、灵敏度、量程、反应时间3.仪表的变差不能超出仪表的（）a、相对误差 b、引用误差 c、允许误差4.测量某设备的温度, 温度为400℃, 要求误差不大于4℃，下列哪支温度计最合适?（）A 0～600℃ 1.5级 B. 0～1500℃ 0.5级 C. 0～800℃ 0.5级 D. 0～400℃ 0.2级5.仪表的精度级别指的是仪表的( )A 引用误差 B. 最大误差 C.允许误差 D. 引用误差的最大允许值6.下列说法正确的是（）A 回差在数值上等于不灵敏区 B 灵敏度数值越大则仪表越灵敏C 灵敏限数值越大则仪表越灵敏7.有一个变化范围为320——360kPa的压力，如果用A、B两台压力变送器进行测量，那么在正常情况下哪一台的测量准确度高些？压力变送器A：1级，0——600kPa。

压力变送器B：1级，250——500kPa。

8.一台精度等级为0.5级的测量仪表，量程为0~1000℃。

在正常情况下进行校验，其最大绝对误差为6℃，求该仪表的最大引用误差、允许误差、仪表的精度是否合格。

9.某台差压计的最大差压为1600mmH2O，精度等级为1级，试问该表最大允许的误差是多少？若校验点为800mmH2O，那么该点差压允许变化的范围是多少？10.测量范围 0～450℃的温度计,校验时某点上的绝对误差为3.5℃,变(回)差为5℃, 其它各点均小于此值,问此表的实际精度应是多少?若原精度为1.0级,现在该仪表是否合格?11.自动化仪表按能源分类及其信号形式。

12.单元组合式仪表是什么？第二章压力测量及变送13.简述弹簧管压力表原理和游丝的作用。

14.简述电容式差压变送器工作原理，说明变送器的两线制工作机理。

15.简述压力仪表选型原则。

16.为减小仪表的相对误差,一般仪表应工作在量程的（） a、<1/3 b、1/3—2/3 c、>2/317.校对0--1.6MPa，1.5级的工业压力表示时，应使用标准压力表( )a.0—1.6MPa,0.5级 b.0—2.5MPa,0.35级c.0—4.0MPa,0.25级18.为了正常测取管道（设备）内的压力，取压管线与管道（设备）连接处的内壁应（）。

化工自动化及仪表总复习题1. 简答题1.1 什么是自动化？答：自动化是指利用各种机械、电子、计算机等设备和技术手段，使生产过程或工作过程能够在人的干预下自动进行。

1.2 化工自动化的优势是什么？答：化工自动化能够提高生产效率、降低劳动强度、提高产品质量、减少能源消耗、提高生产过程的安全性等。

1.3 仪表系统的结构由哪些部分组成？答：仪表系统的结构主要包括传感器、信号转换器、控制器、显示器和执行器等。

1.4 仪表的分类有哪些？答：根据测量物理量的类型，仪表可以分为压力仪表、温度仪表、流量仪表、浓度仪表等。

1.5 仪表的测量精度如何定义？答：仪表的测量精度可以用绝对误差、相对误差和满度等指标来定义。

1.6 控制回路中的比例控制、积分控制和微分控制分别是什么意思？答：比例控制是通过控制器输出信号与被控制变量之间的比例关系来实现控制；积分控制是对被控制变量的积分进行控制，以消除稳态误差；微分控制是对被控制变量的微分进行控制，以改善系统的动态响应。

1.7 常见的仪表校验方法有哪些？答：常见的仪表校验方法有零点校验、满度校验、线性度校验、时效性校验等。

2. 计算题2.1 某化工装置的液位控制环节采用比例控制，比例增益为0.5，被控液位变化范围为20~40 m，设定值为32 m。

求当被控液位在32 m附近浮动时，控制器输出信号的变化范围。

答：控制器输出信号的变化范围 = 比例增益 * 被控量的变化范围= 0.5 * (40 - 20)= 102.2 某化工反应器的进料流量控制环节采用积分控制，积分时间常数为300 s。

已知系统的负载响应时间为400 s，当反应器进料流量发生变化时，求系统的稳态误差。

答：系统的稳态误差 = 1 / 积分增益积分增益 = 积分时间常数 / 负载响应时间 = 300 /400系统的稳态误差 = 1 / (300 / 400)= 4 / 33. 简答题3.1 解释反馈控制和前馈控制的原理。