1、1化工儀錶與自動化課程測試試題一一、 填空題（36 分）1、 過程控制系統是由_控制器_、_執行器_、_測量變送_和_被控對象_等環節組成。2、 過程控制系統中按被控參數名稱來分有_壓力_、_流量_、_溫度_、_液位_等控制系統。3、 目前求取過程數學模型方法有兩種。其中一種是根據過程內在機理，通過_物料_和_能量_物料平衡關係，用_機理建模_方法求取過程數學模型。4、控制對象干擾通道動態特性對過渡過程影響是:干擾通道時間常數愈大,對被控變數影響_越小_;干擾通道容量滯後愈多 ,則調節品質_越好_;干擾通道純滯後對調節品質_無影響_。5、 選擇控制方案時，總是力圖使調節通道放大倍數（增益）大於
2、_干擾通道放大倍數（增益）。6某調節系統採用比例積分作用調節器，先用純比例調整到合適調節輸出，再加入積分作用後，應_減小調節器放大倍數_,才能使穩定性不變。7描述控制系統品質指標參數有 最大偏差 、 衰減比 和 餘差 等。8串級調節系統,一般情況下主回路選擇_PID_ 或_PI_調節規律調節器,副回路選用_P _調節規律調節器；如果副回路採用差壓法測流量，應採用什麼裝置_開方器_補償。9儀錶自動化標準中，氣動儀錶標準信號範圍是 0.020.1MPa ；電型標準信號範圍是 420mA ；電型標準信號範圍是 010mA 。二、綜合題（54 分）1、（10 分）畫出氣關式類型執行器兩種簡單結構示意簡
3、圖；在控制系統中如何選擇執行器類型？舉例說明。2答：在控制系統中，執行器是按安全原則選擇類型，也就是當控制信號中斷時，要保證設備和操作人員安全。如：加熱爐溫度控制，當燃料量為操縱變數時，其執行器應選擇氣開類型，當信號中斷時，切斷燃料，保證安全。2、（14 分）熱電偶為什麼要進行冷端溫度補償？有哪些冷端溫度補償方法？原理是什麼？答：因為各種顯示儀錶和熱電偶分度表都是在熱電偶冷端溫度為零時候做出。但實際中熱電偶冷端溫度不等於零，且經常波動，這必然造成輸出減少，所以要進行熱電偶冷端溫度補償。熱電偶常用冷端溫度補償方法有：冰浴法、公式計算法、儀錶機械零點調整法、電橋補償法和補償熱電偶 冰浴法：用冰槽使
4、 t0 保持零度。 計算法： EAB（t，0） EAB（t，t 0） EAB（t 0，0） 儀錶零點調整法：將儀錶機械零點調到 t0 補償電橋法：用電橋產生 EAB（t 0， 0）與 EAB（t，t 0）疊加，即可消除 t0 變化對測量影響。 補償熱電偶：用與測量熱電偶同型號熱電偶進行補償，用於多支熱電偶。3、（10 分）控制器輸入偏差是階躍信號（見下圖），請根據已知參數，畫出 P、PI 輸出回應曲線。 （1）P 輸出，已知：比例度 =50% （2）PI 輸出，已知：比例度 =100%3積分時間 Ti=1 分 答：4、(20 分)下圖為加熱爐裝置，工藝要求利用燃料量來控制爐出口介質溫度t(簡單
5、控制系統)； 指出構成控制系統時被控變數、控制變數、干擾量是什麼？ 在下圖中畫出控制流程圖； 選擇執行器氣開、氣關類型以及控制器作用方向； 畫出簡單控制系統方框圖； 簡單說明該系統克服干擾過程（可設溫度 t 升高，分析調節動作過程）。 4答： 構成控制系統時被控變數是出口介質溫度；操縱變數是燃料量，干擾量是：進料流量和溫度、燃料壓力、爐膛溫度和壓力以及環境溫度。 控制流程圖見下圖。 執行器應選擇氣開類型，控制器為反作用方向。 簡單控制系統方框圖見下圖。 該系統克服干擾過程：當干擾作用使溫度 t 升高，測量大於給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號減少，氣開閥關小，燃料量減少，塔頂溫度下降，維
6、持給定。三、計算題：（10 分）計算下圖各熱電偶回路所產生熱電勢（10 分）。注：A B-K 型熱電偶；AB-K 型熱電偶補償導線C D- S 型熱電偶； CD-S 型熱電偶補償導線； 5答：1、E1=E AB(300,50)+ECD(50,25)=(12.207-2.002)+(0.299-0.142) =10.342 (mV)E2=ECD(300,50)-ECD(50,25) =(2.323-0.299)-(0.299-0.142) =1.867 (mV)化工儀錶與自動化課程測試試題二 一、 填空題（28 分）1控制系統引入積分作用是為了_消除餘差_,但積分引入會使系統_不穩定,引入微分作
7、用是為了_克服容量滯後_。某調節系統採用比例積分作用調節器，先用純比例調整到合適調節輸出，在加入積分作用過程中，應_減小放到倍數_。2.被調介質流過閥門相對流量(Q/Qmax)與閥門相對行程(l/L)之間關係,稱為調節閥 流量_特性;若閥前後壓差保持不變時,上述關係稱為_理想_ 特性;實際使用中,閥前後壓差總是變化,此時上述關係為_工作_ 特性。調節閥流量特性有_直線_、_等百分比_、_拋物線_和_快開_，流量特性選擇主要是與_廣義對象_相匹配。63. 與單回路控制系統相比，串級調節系統具有以下三個特點：(對於進入副回路干擾有很強克服能力 );( 提高了工作頻率 );(具有魯棒性)。4.控制對
8、象干擾通道動態特性對過渡過程影響是:干擾通道時間常數愈大,對被控變數影響越小 ;干擾通道容量滯後愈多,則調節品質 越好 ;干擾通道純滯後對調節品質 無影響 。5簡單調節系統基本特徵是 閉合回路 和 負回饋 。6常用標準節流件有 孔板 和 噴嘴 。7. 熱電偶熱電特性與 熱電偶材料、兩節點溫度 _有關，與熱電偶幾何尺寸 無關。二、綜合題(分)1、（10 分）畫出氣開式類型執行器兩種簡單結構示意簡圖；控制系統在什麼情況下選擇氣開類型執行器？舉例說明。答：如：加熱爐溫度控制，當燃料量為操縱變數時，其執行器應選擇氣開類型，當信號中斷時，切斷燃料，保證安全。2、（20 分）在控制系統應用中，有哪些基本控
9、制規律和組合控制規律？寫出各自運算式？它們各應用在什麼場所？答：在控制系統應用中，基本調節規律有：P、I、D，基本組合調節規律有PI、PD、PID。 7 P：自衡能力強，滯後小對象且控制品質要求不高 PI：對象滯後小，負荷變化幅度大，要求無差PD：一階滯後較大允許有餘差對象PID：負荷變化大，容量滯後大，被控變數變化緩慢，品質要求高。3、（12 分）下圖為電子電位差計結構原理圖，請補充完整連接線（包括電源和電流及輸入信號方向），並回答：電子電位差計是根據什麼原理工作？在溫度檢測中與何種檢測元件配套使用？指出調整零點、量程電阻。8答：電子電位差計是使用電壓平衡原理工作。在溫度檢測中熱電偶配套。下
10、圖是其線路圖。起到零點調整電阻是 RG，起到量程調整電阻是 RM。4、（10 分）寫出差壓式流量計基本方程式；說明公式中各個符號所代表含義。答：流量係數； Q被測流體流量 體膨脹校正係數 F0節流件開口面積1被測流體密度 P 節流件前後差壓三、計算題(20 分) 1、（10 分）計算下圖液位差壓變送器量程、測量範圍及遷移量。已知：H=010m h=1.2m =35kg/m 3 g 10m/s 2 9答：P=P +-P-=Hg+hg=3500H+4200 Pa差壓變送器：量程=35000 (Pa)測量範圍=420039200 (Pa)遷移量=4200 (Pa)2、（10 分）某壓力儀錶測量範圍是
11、 1001100Pa，其精度為 0.5 級，則這臺表量程是多少？基本誤差是多少？最大絕對誤差是多少？允許誤差是多少？答：1000Pa0.5%5Pa0.5%化工儀錶與自動化課程測試試題三一、 填空題（28 分）1、 檢測儀錶基本組成有 測量 、 傳動放大 和 顯示 三個部分。 2、 在控制系統中，增加比例度，控制作用 減少 ；增加積分時間；控制作用 減少 ；增加微分時間，控制作用 增加。3、 按誤差出現規律，可將誤差分為 系統 誤差、 偶然 誤差及 疏忽 誤差。104、 描述對象特性三個參數是 放大係數 、 時間常數 和 滯後時間 。 5、 某溫度錶精度為 0.5 級，其測量下限是 50，上限是
12、 850。則此表量程是 800 ；測量範圍是 50850 ；允許基本誤差是 0.5% ；最大絕對誤差是 4 。6、 熱電偶溫度計中常用冷端溫度補償方法有 冷端溫度保持 0 度法 、冷端溫度修正法 、校正儀錶零點法 、 補償電橋法 、 補償熱電偶法 五種。7、自動平衡電橋配熱電阻測溫時，採用 三線制 連接，其連接導線電阻規定為 2x2.5_。二、綜合題（62 分）1、（15 分）比較電子電位差計與電子平衡電橋在測量原理和結構上有哪些異同點。答：原理相同點：都是利用滑動觸點位置變化來反映被測溫度大小。 結構相同點： 放大器、可逆電機、同步電機、傳動機構結構不相同點：檢測元件、測量橋路。原理不相同點：2、（15 分）熱電偶測溫時，使用補償導線目是什麼？它能否進行冷端溫度補償？如不能應如何處理？答：使用補償導線目是將熱電偶冷端從溫度較高、波動較大地方移到溫度較低、且相對穩定地方。
