《化工仪表及自动化(专科必修)》2015期末试题及答案

《化工仪表及自动化》模拟试题3及答案考试时间_______分钟_______试卷编号____________得分一、填空题（28分）1、检测仪表的基本组成有_________、_________和_________三个部分。

（测量；传动放大；显示）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_________。

（减少；减少；增加）3、按误差出现的规律，可将误差分为_________误差、_________误差及_________误差。

（系统；偶然；疏忽/初大）4、描述对象特性的三个参数是_________、_________和_________。

（放大系数；时间常数；滞后时间）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。

（800；50~850；0.5%；4）6、热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有_________、_________、_________、_________、_________五种。

（冷端温度保持；0度法；冷端温度修正法；校正仪表零点法；补偿电桥法；补偿热电偶法）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。

（三线制；2x2.5）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。

答：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：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？答：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。

《化工仪表及自动化》期末复习题班级：姓名：学号：12345678．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。

“卡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。

图126．用镍铬-铜镍热电偶测温，设备的温度为900℃（对应的分度表热电势为68783μV），自由端的温度为30℃（对应的分度表热电势为1801μV），测得的热电势应为。

27．在精馏塔控制系统中，可以改变的变量有进料流量、塔顶冷回流流量、塔底再沸器加热蒸汽流量，要控制塔顶馏出物的组分应选择作为操纵变量，要控制塔底馏出物的组分应选择作为操纵变量。

28．控制器参数工程整定的常用方法有、和经验凑试法。

29．某台DDZ-III型比例积分控制器，控制器为正作用，比例度为100%，积分时间为2min。

稳态时，输出为5mA。

某瞬时，输入突然增加了0.2mA，此时刻输出瞬间变化到；经过5min后，输出又将变化到。

9．控制阀的流量特性是什么？何为控制阀的理想流量特性？控制阀的理想流量特性有哪几种？（6分）10．前馈控制具有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质？（6分）11、什么是精馏塔的温差控制和双温差控制？（6分）12、试述比例(P)、积分(I)、微分(D)控制规律的定义及其各自特点？（6分）13．简述操纵变量的选择原则是什么？（6分）14．简述放大系数、时间常数的定义。

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。

班级：姓名： 学号： 座位号：. 装订线内不要答题课程名称：《化工仪表及自动化》 适用班级： 化工XXX 2012年6月一、填空题（每空1分，共 30分） 1. 测量误差通常用 误差和 误差表示。

仪表的精确度不仅与 误差有关，而且还与仪表的 有关。

仪表的精确度简称 ，其数值越小精确度等级就越 。

2. 当压力使应变片产生压缩时其阻值 ,拉伸时其阻值 。

电阻应变应片有 和 两类。

3. 差压式流量计由 装置、 和 三个部分组成。

孔板是一种 装置，当流体经过安装有孔板的管道时就产生 差。

4. 热电偶是由 种不同材料的导体 而成。

热电偶温度计是基于 原理测温的，一般适用于测量 ºС以上的温度。

5. 自动控制系统的输入变量是 信号和 信号。

自控系统又称 系统，它能自动而 的对生产过程进行控制。

自控系统过渡过程的衰减比在 到 之间为最佳。

6. 压力的国际单位是 ，其在工程上使用的单位是 。

1个工程大气压=_________m 水柱。

7.氧气压力表使用时要严格____ ____，氨压力表用__ ______材料做弹簧管。

二、名词解释题（每 题3 分，共 15分）1. 仪表量程：2.热电势：3.补偿导线：4.被控变量：5.余差：三、简答题（每题5分，共25分）1．试写出表压、绝对压和负压（真空度）三者的关系式。

2. 简述压力表测量范围上限值的选用原则。

3. 简述热电偶测温依据的三个基本定律。

4.简述自控系统的过渡过程品质指标。

5. 试简述转子流量计与差压式流量计工作特点的异同。

四、计算题（共30分）1. 某测温仪表的测温范围为0 ~ 400 ºС，仪表的最大绝对误差为±3 ºС，试确定该仪表的精度等级。

（6分）2. 某反应器最大工作压力为0.8 MPa ，允许最大误差为0.025 MPa。

现用一台测量范围为0~1.6 MPa ，精度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？（6分）3. 用S 型热电偶测量某加热炉的温度 ,在没有采取冷端温度补偿的情况下 ,仪表指示1200℃，设法使冷端温度保持在20℃ ,此时仪表输入的热电势为多少? 已知:.113.0020,9471101200mV E mV E S S =⋅=），（），（ （6分）6. 某台差压变送器测量敞口容器的液位，如图1所示 。

化工仪表与自动化期末复习试卷【化工仪表与自动化期末复习试卷】一、选择题1. 自动化系统的核心是（）。

A. 传感器B. 控制器C. 执行器D. 驱动器2. 化工过程中温度的测量常用的传感器有（）。

A. 压力传感器B. 液位传感器C. 温度传感器D. 流量传感器3. 以下哪项不是自动化系统的优点（）。

A. 提高生产效率B. 降低人工成本C. 提高产品质量D. 增加环境污染4. 自动化工艺控制系统的组成主要包括（）。

A. 检测部分B. 控制部分C. 执行部分D. 以上都是5. PID控制器中，P代表（）。

A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制二、填空题1. 仪表测量的四个基本元素是（）。

2. 仪表测量的精确度通常用（）表示。

3. 传感器将被测量的物理量转换为（）信号。

4. 自动控制系统中执行部分一般由（）组成。

5. PID控制器的作用是（）。

三、简答题1. 什么是自动化系统？2. 请简要描述PID控制器的工作原理。

3. 仪表测量误差的来源有哪些？4. 请简述自动化控制系统的闭环控制和开环控制。

5. 请简要介绍化工领域中常用的仪表有哪些？四、计算题1. 一个温度传感器的量程为0-600°C，精确度为±1%，则其示值误差为多少°C？2. 自动控制系统的比例控制系数Kp为3，积分时间Ti为2分钟，微分时间Td为30秒，当设定值变化时，控制器对过程变量的响应有何变化？3. 一台反应釜的液位传感器量程为0-2m，要求对液位变化 ±0.2m内进行测量，请选择合适的传感器量程。

五、案例分析题某化工厂生产过程中需要控制温度，使用了一个PID控制器。

最近，工程师发现反馈的过程变量一直波动较大，导致温度控制不稳定。

请根据此情况回答以下问题：1. 可能导致过程变量波动的原因有哪些？2. 如何优化PID控制器参数以提高温度控制的稳定性？3. 针对过程变量波动较大的问题，您还有其他建议吗？【结束】以上是《化工仪表与自动化期末复习试卷》的内容，希望能帮助你进行复习。

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（）。

期末考试卷答案考试科目：化工仪表及自动化试卷类别 B 考试时间90 （分钟）一、填空题（每空1分，共30分）1、调节规律是调节器的输入偏差与输出之间成比例的规律，输入偏差⊿x 是指给定值与测量值之间的偏差。

2、在接地电阻中，一般小型用电厂要求小于 4 欧，而一般的大型的用电场合要求小于 1 欧。

3、调节阀前后压差较小，要求泄露量小，一般可选用单座阀。

4、调节强腐蚀性流体，可选用隔膜阀。

5、噪音较大时，可选用套筒阀。

6、CV3000型气动调节阀，其动作的回差带阀门定位器时为 1% ，不带定位器时为 3% ,线性带定位器± 1% ，不带定位器±5% 。

7、热电偶是利用热电效应原理测温的。

热电阻是利用电阻随温度变化性质测温的。

8、瞬时流量是指单位时间里流过某一管边截面的流体。

9、椭圆齿轮流量计适用于纯净流量测量，而不适用于含杂质流体的测量。

10、评定过渡过程的指标有最大偏差、过渡时间、衰减比、余差、振荡周期。

11、比例调节器的放大倍数Kc越大，则比例度越小；调节作用越强。

12、按对象静特性选择调节参数时，调节通道放大倍数越大，则克服干扰能力就越_强_。

13、按对象特性选取调节参数时，应使干扰通道的时间常数越长越好，而调节通道的应适当短一些。

14、弹簧管压力表是利用弹簧产生__位移___与被测压力相平衡来测量的。

15、不受被测介质物理性质影响的流量计是：___电磁流量计_____、____漩涡流量计______、椭圆齿轮流量计____二、判断题（每题1分，共15分。

正确的在括号内打“√”，错误的在括号内打“×”）。

1、系统的过渡时间短，则调节系统能及时克服干扰作用，调节质量就越高。

（√）2、对象特性包括自衡性、动特性、时间特性和负荷特性。

（ ）3、余差是指调节过程结束后，被调参数稳定值与测量值之差。

（ ）4、传递滞后是指在调节对象中物料平衡被破坏时，被调参数也随之发生变化的时间。

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。

《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内在机理，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，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号范围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号范围是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。