化工仪表习题解答-整理过1-7章
化工仪表及自动化总复习题目及答案
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。
化工仪表及自动化总复习题目及答案
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。
化工仪表及自动化习题解答
化工仪表及自动化习题解答第一章解答p151.简述被控对象、被控变量、操纵变量、扰动（干扰）量、设定（给定）值和偏差的含义？答：被控对象自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。
被控变量被控对象内要求保持设定数值的工艺参数。
操纵变量受控制器操纵的，用以克服扰动的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。
扰动量除操纵变量外，作用于被控对象并引起被控变量变化的因素。
设定值被控变量的预定值。
偏差被控变量的设定值与实际值之差。
2.自动控制系统按其基本结构形式可分为几类?其中闭环系统中按设定值的不同形式又可分为几种?简述每种形式的基本含义.答：自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统.闭环自动控制是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.如图1-1(a)即是一个闭环自动控制.图中控制器接受检测元件及变送器送来的测量信号,并与设定值相比较得到偏差的大小和方向,调整蒸汽阀门的开度,改变蒸汽流量,使热物料出口温度回到设定值上.从图1-1(b)所示的控制系统方块图可以清楚看出,操纵变量(蒸汽流量)通过被控对象去影响被控变量,而被控变量又通过自动控制装置去影响操纵变量.从信号传递关系上看,构成一个闭合回路.（a）图1-1 闭环自动控制基本结构在闭环控制系统中,按照设定值的不同形式又可分为:(1)定值控制系统定值控制系统是指设定值恒定不变的控制系统.定值控制系统的作用是克服扰动对被控变量的影响,使被控变量最终回到设定值或其附近.以后无特殊说明控制系统均指定值控制系统而言.(2)随动控制系统随动控制系统的设定值是不断变化的.随动控制系统的作用是使被控变量能够尽快地,准确无误地跟踪设定值的变化而变化（3）程序控制系统程序控制系统的设定值也是变化的，但它是一个已知的时间函数，即设定值按一定的时间程序变化。
开环控制系统是指控制器与被控制对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制系统。
化工仪表及自动化课后习题答案
第1章自动控制系统基本概念P161. 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。
2、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。
3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
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。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。
化工仪表及自动化课后答案
第一章自动控制系统基本概念1．什么是化工自动化？它有什么重要意义？答：在化工等连续性生产设备上，配备一些自动化装置，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，称为化工自动化。
化工自动化的重要意义是：加快生产速度，降低生产成本，提高产品数量和质量；降低劳动强度，改善劳动成本，改变劳动方式；确保生产安全。
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。
答：PI-307：表示测量点在蒸汽加热器的一台压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07。
仪表安装在现场。
TRC-303：表示测量点在蒸汽加热器出料管线上的一台温度记录控制仪表，工段号为3，仪表序号为03。
仪表安装在集中仪表盘面上。
FRC-305：表示测量点在蒸汽加热器进料管线上的一台流量记录控制仪表，工段号为3，仪表序号为05。
仪表安装在集中仪表盘面上。
8．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）；控制器将测量变送装置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。
9．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量?答：被控对象——自动控制系统中，需要实现控制的设备、机械或生产过程等。
被控变量——被控对象内要求保持一定数值（或按某一规律变化）的工艺参数（物理量）。
设定值——工艺规定被控变量所要保持的数值。
操纵变量——受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持一定数值的物料量或能量。
(杨丽明)化工自动化及仪表习题答案幻灯片
令 T1 R1c1 T2 R2c2 K R2
得 T 1 T 2d d 2h 22t(T 1T 2R 2C 1)d d2h th2K1q
拉氏变换得
T 1 T 2 s 2 H ( s ) ( T 1 T 2 R 2 c 1 ) s H ( s ) H ( s ) K Q ( s )
H (s)
Cidti cdu0
u0
dt
代入上式得
RC du0 dt
u0
ui
T
du0 dt
u0
Kui
K1
T sU 0(s) U 0(s)K U i(s) G(s) K Ts 1
8、试分析下图所示压力对象的动态特性，写出以pi的变化量为输入、p0 的变化量为输出的微分方程及传递函数表达式。图中气体以一定的压力pi经 连接管路和阀门向容器内充气，R为气阻，其定义为
故其微分方程为
5dyy10x(t2) dx
拉氏变换得 5 sY (s) Y (s) 1 0 X (s)e 2 s
传递函数为
G(s) Y(s) 10e2s X(s) 5s1
12、下图所示水槽截面积为0.5m2，水槽中的水由泵抽出， 其流量为恒定值q0，在稳定的情况下，输入流量qi突然有一 增量0.1m3h-1,试列出以液位h的变化量为输出、流入量qi的 变化量为输入的表征其特性的微分方程及传递函数表达式， 并画出h随时间t的变化曲线。
Kf越大，干扰作用对被控变量的影响越大，所以Kf越小越好。
（2）T：反应对象输出对其输入响应的快慢程度，为动特性 （为对象从受到阶跃干扰到其输出达到最终稳态值的63.2%所 需时间，或对象输出保持初速度达最终稳态值所需时间）。
T 0 : T 0 越大，控制作用越不及时，一般要求 T适0 当小，但
化工仪表知识习题及答案
化工仪表知识习题及答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、用电容式液位计测量导电液体的液位时，介电常数是不变的，那么液位变化相当于( )在改变。
A、电极电容B、电极能量C、电极电感D、电极面积正确答案：D2、霍尼韦尔ST3000使用的通信协议是( )。
A、HART协议B、DE协议C、FCS协议D、FE协议正确答案：B3、一个电容式差压变送器测压范围是100-- 500kPa，当己知当前差压400 kPa，则差压变送器的输出是( )。
A、4mAB、8mAC、12mAD、16mA正确答案：D4、正常情况下，流量仪表的示值应在满量程的1/3以上，其他仪表的示值应在满量程的( )之内。
A、10%~90%B、40%~60%C、30%~70%D、20%~80%正确答案：D5、热电偶测量炉膛温度时，如果直接与火焰接触，则所测量温度指示( )A、偏高B、正常C、偏小D、无法衡量6、EJA智能变送器包含( )的主要部件.A、单晶硅谐振式传感器B、输入放大电路C、输出放大电路D、精度补偿传感器正确答案：A7、热电偶的校验装置内的冷端恒温经常是0 ℃，根据实际经验，保证是0℃的方法是采用的下面方式的哪种?( )A、冰水混合物B、氮气冷却C、碘化银冷却D、干冰冷却正确答案：D8、吹气式液位计测虽液位的前提条件是使导管下端有微量气泡逸出为了保证供气量稳定，流经方流件的流体绝对压力P2与节流件前的流体绝对压力P1之比应( )临界压缩比。
A、A小于B、大于C、等于D、小于或等于正确答案：D9、有一台1151AP绝对压力变送器，测量范围为50～150KPA绝对压力，当仪表在气压力为100KPA作用下仪表输出电流为( )。
A、12mAB、8mAC、16mAD、20mA正确答案：A10、只要流体充满管道。
电磁流量计( )垂直、水平、倾斜安装。
A、不可以B、可以C、必须D、严禁11、浮筒式液位计的浮筒脱落，则仪表指示( )A、不变B、最小C、最大D、不一定正确答案：C12、当检验量程为0.2MPa,精度为 1. 5级的压力表，标准表量程为0.25MPa时，精度应为( )。
化工仪表简答题答案(完整版)知识讲解
化工仪表简答题答案(完整版)1、自动控制系统的概念及基本结构。
自动控制系统用一些自动控制装置，对生产中某些关键性参数进行自动控制、使它们在受到外界干扰(扰动)的影响而偏离正常状态时，能自动地控制而回到规定的数值范围内，为此目的而设置的系统就是自动控制系统。
该系统是由两部分构成的：控制装置：起到控制作用的全套仪表、自动装置。
通常包括测量元件、变送器、控制器和执行器等。
被控对象：控制装置所要控制的生产设备。
2、自动控制系统中变送器、控制器、执行器的概念。
变送器—检测并变换成统一标准信号送到控制器（相当于人的眼睛）控制器—接收变送器信号与液位期望值进行比较，根据偏差按某种规律运算，结果送给执行器（相当于人的大脑）执行器—将控制器指令信号转换成相应的位移信号，驱动阀门动作，改变液体流出量，实现液位的自动控制（相当于人的手）。
3、自控系统的方块图基本结构。
方框图方框图是从信号流的角度出发，依据信号的流向将组成控制系统的各个环节相互连接起来的一种图解表达方式。
下图为一换热器的控制系统流程图。
问：被控变量？操纵变量？被控对象？ 画出控制系统方框图。
被控变量：物料出口温度 操纵变量：蒸汽流量 被控对象：换热器 4、自控系统中给定值、被控变量、操纵变量、操纵介质、扰动、偏差的概念。
给定值（设定值）按照生产工艺的要求为被控变量规定的所要求达到或保持的数值称为给定值。
被控变量对象中需要进行控制（保持数值在某一范围内或按预定规律变化）的物理量称为被控变量。
操纵变量受到控制装置的操纵，用以使被控变量保持在设定数值的物料或能量的表示参数称为操纵变量。
操纵介质 控制器执行器对象测量变送干扰给定值测量值偏差控制信号操纵变量被控变量xz e p q yF具体实现控制作用的物料叫操纵介质。
干扰（扰动）除操纵变量外，作用于对象并使被控变量发生变化的因素称为干扰。
偏差在理论上偏差应该是给定值与被控变量的实际之差。
但是我们只能获得测量值，所以通常把给定值与测量值之差作为偏差。
化工仪表及自动化课后习题答案.
第1章自动控制系统基本概念P161. 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。
2、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。
3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
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。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。
化工仪表及自动化课后习题答案第四版
第一章;自动控制系统1、化工自动化主要包括哪些内容..自动检测;自动保护;自动操纵和自动控制等..2、闭环控制系统与开环控制系统的区别..闭环控制系统有负反馈;开环系统中被控变量是不反馈到输入端的..3、自动控制系统主要有哪些环节组成..自动化装置及被控对象..4、什么是负反馈;负反馈在自动控制系统中的意义..这种把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈;当反馈信号取负值时叫负反馈..5、自动控制系统分类..定值控制系统;随动控制系统;程序控制系统6、自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有及影响因素..最大偏差;衰减比;余差;过渡时间;振荡周期对象的性质;主要包括换热器的负荷大小;换热器的结构、尺寸、材质等;换热器内的换热情况、散热情况及结垢程度等..7、什么是静态和动态..当进入被控对象的量和流出对象的量相等时处于静态..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;所以这种状态叫做动态..第二章;过程特性及其数学模型1、什么是对象特征;为什么要研究它..对象输入量与输出量之间的关系系统的控制质量与组成系统的每一个环节的特性都有密切的关系..特别是被控对象的特性对控制质量的影响很大..2、建立对象的数学模型有哪两类机理建模：根据对象或生产过程的内部机理;列写出各种有关的平衡方程;从而获取对象的数学模型..实验建模：用实验的方法来研究对象的特性;对实验得到的数据或曲线再加以必要的数据处理;使之转化为描述对象特性的数学模型..混合建模：将机理建模和实验建模结合起来的;先由机理分析的方法提供数学模型的结构形式;然后对其中某些未知的或不确定的参数利用实测的方法给予确定..3、反映对象特性的参数有哪些..各有什么物理意义..它们对自动控制系统有什么影响..放大系数K：对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比..对象的放大系数K越大;就表示对象的输入量有一定变化时对输出量的影响越大..时间常数T：对象受到干扰作用后;被控变量到达新的稳定值所需的时间..时间常数越大;表示对象受到干扰作用后;被控变量变化的越慢;到达新的稳定值所需的时间越长..滞后时间：在受到输入作用后;被控变量不能立即而迅速地变化;这样造成了滞后所需的时间..滞后的存在不利于控制;系统受到干扰作用后;由于存在滞后;被控变量不能立即反映出来;于是就不能及时产生控制作用;整个系统的控制质量就会受到严重的影响;所以应当尽量把滞后时间减到最小..4、对象的纯滞后和容量滞后各是什么原因造成的对控制过程有什么影响..传递滞后一般由于介质的输送需要一段时间而引起的;或是测量点选择不当;测量元件安装不合适造成的..容量滞后由于物料或能量的传递需要通过一定阻力而引起的..滞后的存在不利于控制;系统受到干扰作用后;由于存在滞后;被控变量不能立即反映出来;于是就不能及时产生控制作用;整个系统的控制质量就会受到严重的影响..第三章;检测仪表1、测量过程将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程..2、何谓测量误差;测量误差的表示方法主要有哪两种;各是什么意义..由仪表读得的被测值与被测真值之间总是存在一定的差距;这一差距就是测量误差..绝对误差：仪表指示值和被测量读得真值之间的差值..相对误差：某一点的绝对误差与标准表在这一点的指示值之比..3、何谓仪表的相对百分比误差和允许的相对百分误差..将绝对误差折合成仪表测量范围的百分数表示..在规定的正常情况下允许的相对百分误差的最大值..4、何谓仪表的精度等级..将仪表的允许相对百分误差去掉±号及%号;便可以用来确定仪表的精确度等级0.005;0.02;0.05;0.1;0.2等5、什么叫压力;表压;绝压;负压的关系..由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力..表压=绝压—大气压负压=大气压—绝压6、压力计安装要注意的问题..一、压力计应安装在易观察和检修的地方二、安装地点力求避免振动和高温影响三、测量蒸汽压力时;应加装冷凝液管;对于腐蚀性介质的测量;应加装中性介质的隔离罐四、压力计的连接处;选择适当材料;作为密封垫片;防泄漏..五、被测压力较小;压力计取压口不在同一高度时;应进行修正..六、为安全起见;表壳应向墙面或无人通过处..7、化工生产中测量流量的意义..控制生产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所需的一个重要参数..8、椭圆齿轮流量计的特点是什么..在使用中药注意什么问题..属于容积式流量计的一种;它对被测流体的黏度变化不敏感;特别适合于测量高黏度的流体.. 注意：被测介质中不能含有固体颗粒;更不能夹杂机械物..被测介质的温度不宜过高..9、物位测量的意义正确获知容器设备中所储物质的体积和质量利用物位仪表进行监视和控制;使它保持在一定的工艺要求的高度10、试述温度测量仪表的种类有哪些;各使用在什么场合..接触式：膨胀式;压力式;电阻式;热电式..非接触式：辐射式;光学式;比色式;红外式..11、用热电偶测温时;为什么要进行冷端温度补偿;其冷端温度补偿的方法有哪几种..采用补偿导线后;把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内;但冷端温度还不是0度;由于操作室的温度往往高于0度;而且是不恒定的;这时热电偶所产生的热电势必然偏小;且测量值也随着冷端温度变化而变化;这样测量结果会产生误差;因此在应用热电偶测温时;只有将冷端温度保持为0度或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果..一、冷端温度保持为0度的方法二、冷端温度修正方法..三、校正仪表零点法..四、补偿电桥法..五、补偿热电偶法..第四章、显示仪表1、显示仪表分为几类;各有什么特点..模拟式显示仪表：测量速度较慢;精度较低;读数容易造成多值性..数字显示仪表：测量速度快;精度高;读数直观..屏幕显示仪表：同时显示数据信息及其构成曲线或图像;功能强大显示集中且清晰..2、自动电子电位差计是如何基于补偿测量法工作的;线路电阻值的变化对电子电位差计的测量有无影响..为什么..当热电势Et与已知的直流压降相比较时;若Et≠Ucb;其比较之后的差值经放大器放大后;输出足以驱动可逆电机的功率;使可逆电机又通过一套传动系统去带动滑动触点C的移动;直到Et=Ucb时为止..无影响..在进行测量读数时;热电偶回路中是没有电流通过的;因此被测热电势本身引起的电压降损失和导线上的电压降损失不存在;线性电阻上也无电流;无压降;故对测量结果无影响..3、与热电偶配套的自动电子电位差计时如何进行冷端温度补偿的..R2是用铜丝绕制而成的;让R2与热电偶冷端处于同一温度..因为铜电阻的阻值随着温度的升高而增加..则R2上的电位差也增加..然而热电偶的热电势却随冷端温度的升高而降低;这样如配置得当就可以达到温度补偿的目的..4、数字是显示仪表主要有哪几部分组成;各部分有何作用..㈠信号变换电路：将生产过程中的工艺变量经过检测变送后的信号转换成相应的电压或电流值..㈡前置放大电路：将输入信号放大至伏特级电压幅度..㈢非线性校正或开方运算电路：将检测元件具有的非线性特性处理成线性特性;以提高仪表测量精度..㈣模数转换电路：将连续变化的模拟量转换成断续变化的数字量;再加以驱动;点燃数码管进行数字显示..㈤标度变换变换电路：将数显仪表的显示值和被测原始参数值统一起来;使仪表能以工程量值形式显示被测参数的大小..㈥数字显示电路及光柱电平驱动电路：将测量信号与一组基准值比较;驱动一列半导体发光管;使被测值以光柱高度或长度形式进行显示..㈦V/I转换电路和控制电路：将被测电压信号通过V/I转换电路转换成0-10mA或4-20mA 直流电流标准信号;以便使数显仪表可与电动单元组合仪表;可编程序控制器或计算机连用..第五章、自动控制仪表1、什么事控制器的控制规律..控制器有哪些基本的控制规律..指控制器的输出信号与输入信号之间的关系..位式控制;比例控制;积分控制;微分控制及他们的组合形式;如比例积分控制;比例微分控制和比例积分微分控制..2、双位控制规律是怎样的;有何优缺点..当测量值大于给定值时;控制器的输出为最大;而当测量值小于给定值时;则输出值为最小;即控制器只有两个输出值..双位控制器结构简单;成本较低;易于实现;因而应用很普遍;但因动作部件动作频繁而容易损坏..3、比例控制规律是怎样的;什么是比例控制的余差;为什么比例控制会产生余差..输出变化量P与输入偏差e之间成比例关系P=KpE控制过程结束时;液位的新稳态值将低于给定值;它们之间的差就叫做余差..要使进水量增加;控制阀必须开大;阀杆必须上移;而阀杆上移时浮球必然下移..也就是液位稳定在一个比原来稳态值要低的位置上..4、试写出积分控制规律的数学表达式;为什么积分控制能消除余差..P=Ki∫edt 当输入偏差是常数A时;P=KiAt 即输出是一直线;当有偏差存在时;输出信号将随时间增长;当偏差为零时;输出才停止变化而稳定在某一值上;因而用积分控制器组成控制系统可以达到无余差..5、试写出比例积分微分PID三作用控制规律的数学表达式..输出为比例、积分和微分三部分输出之和..P=Kpe+∫edt/Ti+TD de/dt6、什么叫控制器的无扰动切换..再切换的瞬间;应当保持控制器的输出不变;这样才能使执行器的位置在切换过程中不至于突变;不会对生产过程引起附加的扰动;这称为无扰动切换..7、数字式控制器的主要特点是什么..实现了模拟仪表与计算机一体化具有丰富的运算控制功能使用灵活方便;通用性强具有通讯功能;便于系统扩展可靠性高;维护方便8、简述PLC的分类及主要组成部分..按容量分：小型PLC、中型PLC、大型PLC按硬件结构分：整体式PLC、模块式PLC、叠装式PLC中央处理器;存储系统;输入输出模块和编程器..第六章、执行器1、气动执行器主要由那两部分组成;各起什么作用..执行机构：是执行器的推动装置;它按控制信号压力的大小产生相应的推力;推动控制机构动作;所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置..控制机构：是执行器的控制部分;它直接与被控介质接触;控制流体的流量;所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置..2、为什么说等百分比特性又叫对数特性;与线性特性比较起来它有什么优点..等百分比流量特性是指单位相对行程变化所引起的相对流量变化与词典的相对流量成正比关系;其数学表达式经过变换后可得到;其想多开度与相对流量成对数关系..在同样的行程变化值下;流量小时;流量变化小;控制平稳缓和..流量大时;流量变化大;控制灵敏有效..3、什么叫气动执行器的气开式和气关式;其选择原则是什么..有压力信号时阀关;无信号压力时阀开的为气关式..反之;为气开式..选择原则：信号压力中断时;应保证设备和操作人员安全;如果阀处于打开位置时危害小;则应选用气关式;反之;阀处于关闭时危害性小;则应选用气开阀..4、电动执行器有哪几种类型;各使用在什么场合..角行程电动执行器：适用于操作蝶阀;挡板之类的旋转式控制阀..直行程电动执行器：单座、双座、三通等各种控制阀和其他直线式控制机构..多转式电动执行器：用作就地操作和遥控..5、控制阀的结构有哪些类型;各使用在什么场合第七章、简单控制系统1、简单控制系统有哪几部分组成;各部分的作用是什么..被控对象;测量变送装置;控制器和执行器..2、被控对象、执行器、控制器的正、反作用各是怎样规定的..㈠被控对象的作用方向随具体对象的不同而各不相同..当操纵变量增加时;被控变量也增加的对象属于正作用..反之则为反作用..㈡执行器的作用方向取决于是气开阀还是气关阀..当控制器输出信号增加时;气开阀的开度增加;因而流过阀的流体流量也增加;故气开阀是正方向..反之;则是反方向..㈢控制器的作用方向：当给定值不变;被控变量测量值增加时;控制器的输出也增加;称为正作用方向;或者当测量值不变;给定值减小时;控制器的输出增加的称为正作用方向..反之;则为反作用方向..。
化工仪表及自动化作业参考答案
化工仪表及自动化作业参考答案第一章自动控制系统基本概念1.什么是化学自动化？它的意义是什么？答:在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部份直接劳动，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。
实现化工自动化可以加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量，降低劳动强度，保证生产安全，为逐步消除体力劳动和脑力劳动的差异创造条件。
2.化工自动化主要包括哪些内容？答：化工生产过程自动化普通包括自动检测、自动操作、自动保护和自动控制。
3. 自动控制系统怎样构成？各组成环节起什么作用？答：自动控制系统主要由两部份组成。
其中一部份是一套完整的控制自动化装置。
对于常规仪器，它包括检测元件、变送器、控制器、执行器等；另一部份是由自动化装置控制的被控对象。
在自动控制系统中，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(如气压信号或者电压、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(如气压信号或者电流信号)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人(或者流出)被控变量的物料量或者能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。
什么是控制变量？受控制器控制的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或者能量。
(或者：具体实现控制作用的变量叫做控制变量)4.闭环控制系统和开环控制系统的区别是什么？答自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。
闭环自动控制是指控制器与被控对象之间具有正向控制和反向连接的自动控制。
如图1-1 (a)所示，它是一个闭环自动控制。
在图中，控制器接收检测元件和变送器发送的测量信号，将其与设定值进行比较，得到偏差信号，然后根据偏差的大小和方向调整蒸汽阀的开度，改变蒸汽流量，使热料出口温度回到设定值。
化工仪表及自动化课后习题答案
1. 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。
2、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。
3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
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。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。
执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。
化工仪表答案(部分)
妙用水测度的流星计+强虽縫闊為CMOLrnim 转广甲浙醱为792血驴1?的不制诩制歳 若这吋转子材料改为由糜度为2750kg 加/的铝制成.问这时用来测詩苯的流量.其测品范嗣 为參少?嫌的密度为0.831kg LJS 的旅呈.. . ^2g\ (p - pj.)杯 转子派■计测量水吋.it 流區公式为：g^=^ii 5 f・若将转子材料更换 庙并用來测虽氐M 流届公式为：各+叫『即(几二①)-(2750-831)1000\C920 1000 卿 12^=0.S?8x g 水=0.5能x 10=578 L/tiun 衩测品雄的鈕祚対 05.78 Lmnin14•为了测定某重油预热炉的对象特性，在某瞬间(假定为 tO=O)突然将燃料气量从2.5t/h增加到3. Ot/h.重油出口温度记录仪得到的阶跃反应曲线如图 2-25所示。
假定该对象为一阶对象，试写岀描述该重油预热炉特性的微分方程式(分别以温度变化量与燃料量变化量为输人量与输岀量)，并写岀燃料量变化量为 0.5t/h 时温度变化量的函数表达式。
该对象为4仃纯滞后的一阶对象，由图2-25可得出殖大系数K= l ~U =60 (r ・2t)3.0-2 5rti 阶对象的输出响应 二丸J (I —Z 7) (i4-i ) ［扎中虫&为温度的增量，A 为惭入幅tfb T 为时间常数，山为与对应的吋個增量。
］二 14$-门0 二 2畀(XTJrJ 1 = 3.0-2.5 = 0.5 Crh),Ar = 8-2 = 6 (min >6将以卜数据代入式04-1).有 25 = 60x0.^(l-e町得 r=sS.35 (nun)± rn 纯滯后吋间r = 2 (rnin) 故描述该重油预掛炉特性的微分方程式为小丫 f + I3 笳 ——+ v(t + 2) = 60,v(/) dt式中，F 対输出蚩｛冊度变化的)・才为输入& (燃料呈变化们)。
化工仪表和自动化总复习试题目和答案解析
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。
完整化工仪表与自动化的课后答案
第一章自动控制系统基本概念2.化工自动化主要包括哪些内容？答: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3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？答.闭环控制系统具有负反馈到输入端的能力，它可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。
而开环控制系统，被控变量的情况是不反馈到输入端的。
4.自动控制系统主要由哪些环节组成？答:主要环节有，被控变量，测量元件和变送器，控制器，控制阀（执行器）。
12.什么是负反馈？负反馈在自定控制系统中有什么重要意义？答: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，并能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。
自动控制系统由于具备负反馈作用，可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况使反馈信号升高，经过比较，到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降到给定值，这样就达到了控制的目的。
15.按给定值的不同，自动控制系统可分为哪几类？答：定值控制系统，随动控制系统（自动跟踪系统），程序控制系统（顺序控制系统）。
20.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些？影响这些品质指标的因素是什么？答:衰减振荡过程的品质指标主要有：最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期(或频率)等。
影响因素:很大程度上决定于对象的性质，例如温控系统中，属于对象性质的主要素有，换热器的负荷大小，换热器的结构，尺寸，材质，换热器内的换热情况，散热情况及结垢程度等。
自动化装置的选择和调整不当，也会直接影响控制质量。
22.略，各自下去弄懂。
第二章过程特性及其数学模型1.什么是对象特性？为什么要研究对象特性？答对象特性是指被控对象及系统中的各类装备的特有性质规律。
研究对象特性是因为在自动化装置来模拟人工操作时，必须了解对象的特性，才能根据工艺对控制质量的要求，设计合理的操作系统，选择合适的被控变量和操纵变量，选用合适的测量元件和控制器。
化工仪表及自动化课后习题答案
第1章自动控制系统基本概念P161. 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。
2、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。
3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。
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。
5、p76、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07；TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。
7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。
8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。
化工仪表简答题答案(完整版)
1、自动控制系统的概念及基本结构。
自动控制系统用一些自动控制装置，对生产中某些关键性参数进行自动控制、使它们在受到外界干扰(扰动)的影响而偏离正常状态时，能自动地控制而回到规定的数值范围内，为此目的而设置的系统就是自动控制系统。
该系统是由两部分构成的：控制装置：起到控制作用的全套仪表、自动装置。
通常包括测量元件、变送器、控制器和执行器等。
被控对象：控制装置所要控制的生产设备。
2、自动控制系统中变送器、控制器、执行器的概念。
变送器—检测并变换成统一标准信号送到控制器（相当于人的眼睛）控制器—接收变送器信号与液位期望值进行比较，根据偏差按某种规律运算，结果送给执行器（相当于人的大脑）执行器—将控制器指令信号转换成相应的位移信号，驱动阀门动作，改变液体流出量，实现液位的自动控制（相当于人的手）。
3、自控系统的方块图基本结构。
方框图方框图是从信号流的角度出发，依据信号的流向将组成控制系统的各个环节相互连接起来的一种图解表达方式。
下图为一换热器的控制系统流程图。
问：被控变量？操纵变量？被控对象？ 画出控制系统方框图。
被控变量：物料出口温度 操纵变量：蒸汽流量 被控对象：换热器 4、自控系统中给定值、被控变量、操纵变量、操纵介质、扰动、偏差的概念。
给定值（设定值）按照生产工艺的要求为被控变量规定的所要求达到或保持的数值称控制器执行器对象测量变送干扰给定值测量值偏差控制信号操纵变量被控变量x z e p q yF为给定值。
被控变量对象中需要进行控制（保持数值在某一范围内或按预定规律变化）的物理量称为被控变量。
操纵变量受到控制装置的操纵，用以使被控变量保持在设定数值的物料或能量的表示参数称为操纵变量。
操纵介质具体实现控制作用的物料叫操纵介质。
干扰（扰动）除操纵变量外，作用于对象并使被控变量发生变化的因素称为干扰。
偏差在理论上偏差应该是给定值与被控变量的实际之差。
但是我们只能获得测量值，所以通常把给定值与测量值之差作为偏差。
化工仪表及自动化答案
第一章自动掌握系统基本概念4.自动掌握系统主要由哪些环节组成？答：主要由测量与变送器、自动掌握器、执行器、被控对象组成。
9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？答：在自动掌握系统中，将需要掌握其工艺参数的生产设施或机器叫被控对象。
生产过程中所要保持恒定的变量，在自动掌握系统中称为被控变量。
工艺上盼望保持的被控变量即给定值。
详细实现掌握作用的变量叫做操纵变量。
12.什么是负反馈？负反馈在自动掌握系统中有什么重要意义？答：系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。
负反馈在自动掌握系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而提升时，只有负反馈才能使反馈信号提升，经过比较到掌握器去的偏差信号将降低，此时掌握器将发出信号而使掌握阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了掌握的目的。
n.图1-18所示试画方框图，并指出该系统的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被被控对象：反应器被控变量：反应温度操纵变量：冷却水流量：干扰变量A、B的流量、温度。
13.结合11题，说明该温度掌握系统是一个具有负反馈的闭环系统。
当被控变量反应温度提升后，反馈信号提升，经过比较使掌握器的偏差信号e降低。
此时，掌握器将发出信号而使掌握阀的开度变大，加大冷却水流量，从而使被控变量下降到S.P。
所以该温度掌握系统是一个具有反馈的闭环系统。
14.图1-18所示的温度掌握系统中，假如由于进料温度提升使反应器内的温度超过给定值,试说明此时该掌握系统的工作状况，此时系统是如何通过掌握作用来克服干扰作用对被掌握变量影响的？当反应器的温度超过给定值时，温度掌握器将比较的偏差经过掌握运算后，输出掌握信号使冷却水阀门开度增大，从而增大冷却水流量，使反应器内的温度降下来。
这样便可以通过掌握作用克服干扰作用对被控变量的影响。