合肥学院化工仪表及自动化期末复习题(必考)

一是非题（）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。

合院化工仪表及自动化复习题（必考）1.如图所示为一受压容器，采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定。

试问控制阀应该选择气开式还是气关式？为啥？答：一般情况下，应选气关式。

因为在这种情况下，控制阀处于全关时比较危险，容器内的压力会不断上升，严重时会超过受压容器的耐压范围，以致损坏设备，造成不应有的事故。

选择气关式，可以保证在气源压力中断时，控制阀自动打开，以使容器内压力不至于过高而出事故。

1、方框图与流程图的区别？答：①方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置；②方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的信号联系，并不代表方框之间的物料联系。

方框之间连接线的箭头，也只是代表信号作用的方向，与工艺流程图上的物料线是不同的。

③工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个设备，而方框图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向相一致。

2、化工自动化的主要内容？答：①自动检测系统；②自动信号和联锁保护系统；③自动操作及自动开停车系统；④自动控制系统。

3.冷端补偿方法：①冷端温度保持在0℃方法；②冷端温度修正方法；③校正仪表零点法；④补偿电桥法和⑤补偿热电偶法。

4、什么是化工自动化，化工自动化的意义和目的。

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力，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，成为化工自动化。

意义和目的：①加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和品质。

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。

④生产过程自动化的实现。

能根本改变劳动方式。

5、测量温度元件的装要求安（1）在测量管道温度时，应保证测温元件与流体充分接触，以减少测量误差。

因此要求安装时测温元件迎着被测介质流向插入，至少须与被测介质正交（成90℃），切勿与被测介质形成顺流。

（2）测温元件的感温点应处于管道中流速最大处。

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。

化工仪表及自动化期末考试-A卷参考答案及评分标准一、选择题（15分）每空1分：1、AB2、CD3、D4、B5、D6、A7、AB8、AB9、CD 10、BC二、填空题（30分）前10题每空1分，后10题每空2分：1、三2、小3、畸4、阶跃5、负6、实验建模7、过滤8、目的9、修正10、入口11、自动控制、自动检测12、放大系数、滞后时间、时间常数13、软件14、下降15、看曲线，调参数16、等百分比、抛物线、快开17、模型参考、直接优化目标参数、自校正18、改善控制系统、在线实时学习19、衰减曲线法、经验凑试法20、两台及两台以上三、简答题（共20分）1、（8分）答：包括信号变换、前置放大、非线性校正或开方运算、模/数转换、标度变换、数字显示、电压/电流转换(V/I)及各种控制电路等部分。

(3.5分)包括信号变换电路---将生产过程中的工艺变量经过检测变速后的信号，转换成相应的电压或电流值。

(0.5分)前置放大电路----将输入的微小信号放大至伏级电压信号。

(0.5分) 非线性校正电路----校正检测元件的非线性特性。

(0.5分) 开方运算电路----将差压信号转换成相应的流量值。

(0.5分) 模/数转换----将模拟量转换成断续变化的数字量。

(0.5分)标度变换----进行比例尺的变更。

(0.5分) 数字显示----被测数据以数字形式显示出来。

(0.5分) 电压/电流转换(V/I)----将电压信号转换成直流电流标准信号。

(0.5分)各种控制电路---可以根据PID控制规律或其他控制规律进行运算，输出控制信号。

(0.5分) 2、（5分）答：当采用补偿导线后，虽然将热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方延伸到温度较低和比较稳定的操作室，但冷端温度还不是0 ℃，而工业上常用的各种热电偶分度表是在冷端温度保持为0℃的情况下进行刻度的，这样会使测量结果产生误差，所以必须进行热电偶冷端温度补偿。

（3分）方法有：冷端温度保持为0℃的方法；冷端温度修正方法；校正仪表零点法；补偿电桥法；补偿热电偶法。

化工仪表与自动化期末复习试卷近年来，随着科技的不断发展，化工行业逐渐向自动化方向转变。

在这个过程中，化工仪表与自动化的作用变得愈发重要。

化工仪表与自动化是指运用先进的仪表设备和自动化技术，对化工过程进行监测、控制和优化的科学与技术。

对于化工专业的学生来说，熟练掌握化工仪表与自动化是必不可少的。

为了帮助同学们更好地复习化工仪表与自动化，本期末复习试卷将围绕这个主题展开。

第一部分：基础知识1. 请简要解释化工仪表与自动化的定义和作用。

化工仪表与自动化是通过先进的仪表设备和自动化技术对化工过程进行监测、控制和优化的科学与技术。

其作用在于提高化工过程的生产效率、产品质量和安全性，减少人为操作失误，实现生产自动化，降低生产成本。

2. 请列举常用的化工仪表设备，并对其原理进行简要描述。

（略去）3. 什么是反馈控制系统？简述其原理和应用。

反馈控制系统是指根据输出信号与设定值之间的差距，通过对输入信号进行调整以实现系统稳定的控制系统。

其原理是通过传感器感知系统的输出信号，与设定值进行比较后产生误差信号，经过控制器处理后输出修正信号，使输入信号逐渐接近设定值。

反馈控制系统广泛应用于化工生产过程中，例如调节温度、压力、液位等。

第二部分：案例分析请根据以下案例回答相关问题：案例1：某化工厂生产过程中，发现产品的温度波动较大，难以控制在设定值范围内。

4. 分析导致温度波动的可能原因，并提出解决方案。

温度波动可能原因包括：传感器故障、控制器参数设置不当、冷却系统异常等。

解决方案可以包括：定期检修传感器以确保准确的温度测量，重新调整控制器参数以提升控制精度，检查和维护冷却系统以确保正常运行。

案例2：某化工过程中，需要连续计量液体物质，但因为设备老化导致计量误差较大。

5. 请分析可能导致计量误差的原因，并提出解决方案。

计量误差可能原因包括：流量计设备老化、仪表读数不准确、管道堵塞等。

解决方案可以包括：更换新的流量计设备以提高计量准确度，定期校准和检修仪表设备以确保准确的读数，定期进行管道清洗和维护。

化工仪表与自动化期末复习试卷一、选择题（共10题，每题2分，共20分）1.在化工自动化控制系统中，常用的被控制变量是（）。

A. 压力 B. 温度 C. 流量 D. 所有答案都对2.仪表量程为0-100 kPa，输出信号为4-20 mA，那么该仪表的量程比为（）。

A. 25% B. 50% C. 75% D. 100%3.输入信号为0-10 V，需要经过放大器放大到 0-20 mA，那么放大器的倍数是（）。

A. 100 B. 50 C. 10 D. 24.温度传感器的测量原理通常有（）。

A.热电阻 B. 热电偶 C. 热敏电阻 D. 所有答案都对5.在 PID 控制器中，P 是指（）。

A. 比例增益 B. 积分时间 C. 微分时间 D. 所有答案都对6.正比例控制在控制系统中的作用是（）。

A. 补偿控制误差B. 抑制系统振荡C. 提高系统动态响应 D. 提高系统稳定性7.以下哪个不是常见的控制器类型？ A. P 控制器 B. PI 控制器 C. PD 控制器 D. PA 控制器8.HART 是指（）。

A. High Accuracy and Reliability Transmitter B. Highway Addressable Remote Transducer C. Highway Addressable Remote Transmitter D. High-speed Asynchronous Receiver Transmitter9.在自动控制系统中，负反馈的作用是（）。

A. 提高系统稳定性 B. 减小系统的灵敏度 C. 降低系统的动态响应 D. 所有答案都对10.下列哪个不是自动控制系统的特点？ A.自动调节 B. 自动保护 C. 自动监控 D. 手动操作二、填空题（共5题，每题3分，共15分）11.R S-485是一种（）通信接口。

答案：串行12.模拟量的典型测量单位是（）。

《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。

10131313钟晓帆化工仪表及自动化总复习习题及答案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，了解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；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、常用概念1.化工自动化的主要内容：化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。

2.自动控制系统的基本组成: 被控对象和自动化装置（测量元件与变送器、控制器、执行器）。

3.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对象，简称对象。

4.被控变量：过程内要求保持设定数值的物理量。

5.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。

6.干扰作用：指除操纵变量以外的各种因素引起被控变量偏离给定值的作用。

7.设定值：被控变量的设定值。

8.偏差：个别测定值与测定的平均值之差。

9.闭环系统：指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。

10.开环系统：指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制。

11.控制系统的过渡过程：一个控制系统在处界干扰或给定干扰作用下，从原有的稳定状态过渡到新的稳定状态的过程称为过渡过程。

12.反馈：把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。

13.负反馈：反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差信号为两者之差，这种反馈叫做负反馈。

14.正反馈：反馈信号的作用方向与设定信号相同，反馈信号使原来的信号增强，这种反馈叫做正反馈。

三、问答题1. 控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。

答：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。