化工仪表及自动化第四版答案终极版
化工仪表及自动化第四版课后答案
%所需要的时间。时间常数是反映被控变量变化快慢的参数，因此它是描述对象动态特
性的一个重要参数。
滞后时间τ是纯滞后时间τ0和容量滞后τc
的总和。输出变量的变化落后于输人变量变
化的时间称为纯滞后时间，纯滞后的产生一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引
68.热电偶的结构与热电阻的结构有什么异同之处？
答：热电偶的结构型式有普通型、铠装型、表面型和快速型四种。热电阻的结构型式有普通型、铠装型和薄膜型三种。
普通型热电偶由热电极、绝缘管、保护套管和接线盒等主要部分组成。普通型热电阻由电阻体、保护套管和接线盒等主要部分组成，其中保护套管和接线盒与热电偶的基本相同，中心原件电阻体与热电偶的热电极不同。
衰减比n
第一个波峰值与新稳定值之差B=950一908 = 42℃
第二个波峰值与新稳定值之差B' =918一908 = 10℃
n =B / B' =42:10=:1
振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔，故振荡周期T =45一9 = 36 min
因为最大偏差A==50℃< 80℃，且新稳定值908℃符合题中要求的(900±10)℃，故该控
铠装型热电偶的结构和铠装型热电阻的结构完全不同。
第四章
10．数字式显示仪表主要由哪几部分组成？各部分有何作用？
答：数字式显示仪表主要由信号变换、前置放大、非线性校正或开方运算、模/数（A/D）转
换、标度变换、数字显示、电压/电流（V/I）转换及各种控制电路等部分组成。
信号变换电路是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
最大不得超过80℃。现设计的温度定值控制系统，
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习题答案
第1章自动控制系统根本概念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，代替操作人员的局部直接劳动，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方法，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，降低生产本钱，提高产品产量和质量。
〔2〕减轻劳动强度，改善劳动条件。
〔3〕能够保证生产平安，防止事故发生或扩大，到达延长设备使用寿命，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异创造条件。
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、闭环控制有反响环节，通过反响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. 开环控制没有反响环节，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拟得出偏差，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。
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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、化工自动化主要包括哪些内容？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。
1-3自动控制系统主要由哪些环节组成？解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
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。
1-5题1-5图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。
题1-5图加热器控制流程图解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。
6、图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。
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。
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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、化工自动化主要包括哪些内容？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。
1-3自动控制系统主要由哪些环节组成？解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
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。
1—5题1-5图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。
题1—5图加热器控制流程图解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。
6、图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。
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。
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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。
化工仪表及自动化第四版课后答案
第一章7•什么是自动控制系统的方块图，它与控制流程图有什么区别？答：自动控制系统的方框图是由传递方块、信号线、综合点和分支点构成表示控制系统的组成合作用的图形。
其中每一个方块代表一个系统中的一个组成部分方块内填入表示其自身特性的数学表达式；方块键带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向。
采用方块图可直接地显示出系统中各组成部分以及它们相互间的影响和信号的联系，以便对系统特性进行分析及研究。
而控制流程图则是在控制方案确定以后，根据工艺设计给出的流程图，按其流程顺序标注有相应的测量点、控制点、控制系统及自动信号、连锁保护系统的图。
在控制流程图上设备间的连线是工艺管线，表示物料流动的方向，与方块图中线段的含义截然不同。
18.什么是自动控系统的过渡过程？它有哪几种具体形式？答：系统有一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的，称为系统的过渡过程。
过渡过程的基本形式：1•非周期衰减过程2•衰减震荡过程3•等幅震荡过程4•发散震荡过程。
21 . 某化学反应器工艺规定操作温度为(900 士ffi M810)c。
考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得超过80 C。
现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-18所示。
试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、过和振荡周期，并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求？解：由反应器过渡过程曲线可知：最大偏差A=950 一900 = 50 C 超调量B= 950 一908 = 42 C 衰减比n第一个波峰值与新稳定值之差B=950 一908 = 42 C 第二个波峰值与新稳定值之差B' =918 一908 = 10 Cn =B / B' =42:10=:1振荡周期为同向两波峰之间的时间间隔，故振荡周期T =45 一9 = 36 min因为最大偏差A==50 C < 80C，且新稳定值908C符合题中要求的(900 ± 10)C，故该控制系统能满足题中所给的工艺要求。
化工仪表及自动化-课后-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、化工自动化主要包括哪些内容？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。
1—3自动控制系统主要由哪些环节组成？解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
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。
1—5题1-5图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。
题1-5图加热器控制流程图解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。
6、图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。
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。
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。
(完整word版)化工仪表及自动化课后参考答案
第一章1.什么是化工自动化？它有什么重要意义？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。
实现化工自动化，能加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量、减轻劳动强度、保证生产安全，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.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.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大部分组成。
一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来说，它包括检测元件及变送器、控制器、执行器等；另一部分是受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。
什么叫操纵变量？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。
（或：具体实现控制作用的变量叫做操纵变量）4.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？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信号，再根据偏差的大小和方向，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。
化工仪表及自动化第四版答案(终极版)
工仪表及自动化（自制课后答案终极版）第一章自动控制系统基本概念1.什么是化工仪表与自动化？它有什么重要意义？答：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方法，称为化工自动化。
它的重要意义如下加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。
减轻劳动强度、改善劳动条件。
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，提高设备利用率、保障人身安全的目的。
生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。
2.化工自动化主要包括哪些内容？答：①自动检测系统，利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分②自动信号和联锁保护系统，对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生产过程中的一种安全装置③自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。
自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或自动停车。
④自动控制系统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的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的数值范围内。
3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？答；开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况，也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要。
也就是最本质的区别是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。
闭环控制系统可以及时了解被控对象的情况，有针对性的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与所希望的状态。
4.自动控制系统主要由哪些环节组成？答：主要由测量与变送器、自动控制器、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：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫被控对象。
化工仪表及自动化-课后-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、化工自动化主要包括哪些内容?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。
1-3自动控制系统主要由哪些环节组成?解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。
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。
1-5题1-5图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。
题1-5图加热器控制流程图解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。
6、图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.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。
化工仪表及自动化第四版课后答案
第一章7.什么是自动操纵系统的方块图，它与操纵流程图有什么区别？答：自动操纵系统的方框图是由传递方块、信号线、综合点和分支点组成表示操纵系统的组成合作用的图形。
其中每一个方块代表一个系统中的一个组成部份方块内填入表示其自身特性的数学表达式；方块键带有箭头的线段表示彼其间的关系及信号的流向。
采纳方块图可直接地显示出系统中各组成部份和它们彼其间的阻碍和信号的联系，以便对系统特性进行分析及研究。
而操纵流程图则是在操纵方案确信以后，依照工艺设计给出的流程图，按其流程顺序标注有相应的测量点、操纵点、操纵系统及自动信号、连锁爱惜系统的图。
在操纵流程图上设备间的连线是工艺管线，表示物料流动的方向，与方块图中线段的含义截然不同。
18.什么是自动控系统的过渡进程？它有哪几种具体形式？答：系统有一个平稳状态过渡到另一个平稳状态的，称为系统的过渡进程。
过渡进程的大体形式：1.非周期衰减进程2.衰减震荡进程3.等幅震荡进程4.发散震荡进程。
21．某化学反映器工艺规定操作温度为(900 士10)℃。
考虑安全因素，操纵进程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。
现设计的温度定值操纵系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡进程曲线如图1-18所示。
试求该系统的过渡进程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、过和振荡周期，并回答该操纵系统可否知足题中所给的工艺要求？解：由反映器过渡进程曲线可知：最大误差A=950 一900 = 50℃超调量B= 950 一908 = 42℃衰减比n第一个波峰值与新稳固值之差B=950 一908 = 42℃第二个波峰值与新稳固值之差B' =918 一908 = 10℃n =B / B' =42:10=:1振荡周期为同向两波峰之间的时刻距离，故振荡周期T =45 一9 = 36 min因为最大误差A==50℃< 80℃，且新稳固值908℃符合题中要求的(900 ±10)℃，故该控制系统能知足题中所给的工艺要求。
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工仪表及自动化（自制课后答案终极版）第一章自动控制系统基本概念1•什么是化工仪表与自动化？它有什么重要意义？答：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方法，称为化工自动化。
它的重要意义如下加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。
减轻劳动强度、改善劳动条件。
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，提高设备利用率、保障人身安全的目的。
生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。
2.化工自动化主要包括哪些内容？答：①自动检测系统，利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分②自动信号和联锁保护系统，对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生产过程中的一种安全装置③自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。
自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤，将生产过程自动地投入运行或自动停车。
④自动控制系统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的影响而偏离正常状态时，能自动地调回到规定的数值范围内。
3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？答；开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况，也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要。
也就是最本质的区别是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。
闭环控制系统可以及时了解被控对象的情况，有针对性的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与所希望的状态。
4.自动控制系统主要由哪些环节组成？答：主要由测量与变送器、自动控制器、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：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫被控对象。
生产过程中所要保持恒定的变量，在自动控制系统中称为被控变量。
工艺上希望保持的被控变量即给定值。
具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。
12.什么是负反馈？负反馈在自动控制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。
负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而升高时，只有负反馈才能使反馈信号升高，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回到给定值，这样就达到了控制的目的。
15.按给定值形式不同，自动控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。
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：自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。
影响这些品质指标的因素是换热器的负荷大小，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。
最大偏差或超调量：在过渡过程中，被控变量偏离给定值得最大数值。
衰减比：前后两个峰值的比。
余差：当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值之间的偏差。
过渡时间：从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程所经历的时间。
振荡周期或频率：过渡过程同向两波峰（或波谷）之间的间隔时间叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率。
Ex22-（1）方块图；亠.| * tjri ------------- --------------- ―1 t t fly（2）燕汽加肅鶴匚被桂隻*：出口劇事度】*狐 * :加藕蒸汽流・j RrtBMf ft :进料删-进料事度、加離蕭抚压力镭（3）豪大Dft着AT 1.5-8 1-0.51C;•: =（8 1.5^ 0.7）: （8 0-9^S 0.7）=4 : 1;•余些*6 0.7-8 1■一030第二章过程特征及数学模型1.什么是对象特性？为什么要研究对象特性？答：对象特性是数字的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系。
在自动控制系统中，当采用一些自动化装置来模拟人工操作时，首先必须深入了解对象的特性，了解它的内在规律，才能根据工艺对控制质量的要求，设计合理的控制系统，选择合适的被控变量和控纵变量。
选择合适的测量元件及控制器。
在控制系统投入运行时，也要根据对象特性选择合适的控制器系数，使系统正常地运行，特别是一些比较复杂的控制设计方案设计，例如前馈控制，计算机最优控制等离不开对象特性的研究。
4.建立对象打的数学模型有哪两类主要方法？答：①机理建模法：根据对象或生产过程的内部机理，列出各种有关的平衡方程，从而获取对象（或过程）的数学模型。
②实验测取：实验测取法是在所研究的对象上加上一个人为的输入作用，然后用仪表测取并记录表征对象特性的物理量随时间变化的规律，得到一系列实验数据（或曲线），然后对这些数据（或曲线）进行必要的数据处理，求得对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。
10.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？答：纯滞后的产生一般是由于介质的传送或热的传递需要一段时间引起的。
容量滞后一般是由于物料或能量得传递需要一定阻力而引起的。
滞后时间的存在，使得控制作用总是落后于被控变量的变化，造成被控变量的最大偏差增长，控制质量下降。
第三章检测仪表与传感1 •什么是测量过程？答：测量过程是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？各有什么意义？答：测量误差指由仪表读得的被测值与被测量真值之间的差距。
通常有两种表示方法，即绝对误差和相对误差。
绝对误差在理论上指仪表指示值和被测量的真值之间的差值。
相对误差等于某一点的绝对误差△与标准表在这一点的指示值之比。
3•何谓仪表的相对百分误差和允许的相对百分误差？答：相对百分误差是指绝对误差中的最大值△ max与仪表量程的百分比。
max 100%测量范围上限值测量范围下限值允许的相对百分误差是仪表在规定的正常情况下允许的相对误差的最大值。
仪表允许的最大绝对误差值100% 允测量范围上限值测量范围下限值04•何谓仪表的精度等级？答：将仪表的允许相对百分误差去掉“土”号及“％”号，便可以用来确定仪表的精确度等级。
目前常用的精确度等级有0.005 , 0.02 , 0.05, 0.1 , 0.2 , 0.4 , 0.5, 1.0 , 1.5 , 2.5, 4.0等。
27.压力计安装要注意什么问题？答：①压力计应安装在易观察和检修的地方。
②安装地点应力求避免振动和高温影响。
③测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防止高温蒸汽直接与测压元件接触，对于有腐蚀性介质的压力测量，应加装有中性介质的隔离罐。
④压力计的连接处，应根据被测压力的高低和介质性质，选择适当的材料，作为密封垫片，以防泄漏。
⑤当被测压力较小，而压力计与取压口又不在同一高度时，对由此高度而引起的测量误差应按△ p=± Hp g进行修正。
⑥为安全起见，测量高压的压力计除选用有通气孔的外，安装时表壳应向墙壁或无人通过之处，以防发生意外。
29.试述化工生产中测量流量的意义？答：在化工生产中，测量流量，以便为生产操作和控制提供依据，使产过程达到优质高产和安全生产以及进行经济核算所必需的一个重要参数。
41 •椭圆齿轮流量计的特点是什么？在使用中要注意什么问题？答：椭圆齿轮流量计的特点是：测量精度高、对流体黏度变化不敏感，特别适用于测量高黏的流体流量，但要求被测介质干净，不含固体颗粒，一般不宜在高温或低温下使用。
使用椭圆齿轮流量计时，要特别注意被测介质的温度不能大于流量计的使用温度。
因为度过高时，齿轮发生膨胀，有卡死的可能。
此外，也应注意被测介质中不应含有固体颗粒夹杂机械物，以免引起齿轮磨损或损坏。
47.试述物位测量的意义？答：通过物位测量，可以正确获知容器中的所储物质的体积或质量; 监视或控制容器内的介质物位，使他保持在一定的工艺要求的高度，或对他的上下极限位置进行报警，以及根据物位来连续监视或调节容器中流入与流出物料的平衡。
52.用热电偶测温时，要进行冷端温度补偿，其冷端温度补偿的方法有哪几种？答冷端温度补偿的方法有以下几种:—度修正方法；⑶ 校正仪表零点法；⑷ 补偿电桥法；（5）补偿热电偶法。
56.试述电容式物位计的工作原理。
答：在电容器的极板之间，充以不同介质时，电容量得大小也有所不同。
由两个同轴圆柱极板1,2组成的圆柱器，当圆筒内电极的外径和外电极的外径一定时，电容器的大小与极板的长度和介质的介电常数的乘积成比例。
这样，将电容传感器（探头）插入被测物料中，电极浸入物料中的深度随物料位高低变化，必然引起其电容量的变化，从而可检测出物位。
59.试述温度检测仪表的种类有哪些？各用在什么场合？答：按照测量方式不同，温度检测仪表可分为接触式和非接触式两类。
前者测量元件与被测介质接触，这样可以使被测介质与测温介质进行充分的热交换而达到测温目的。
后者测温元件与被测介质不相接触，通过辐射或对流实现热交换来达到测温的目的。
接触法测温时，有测温滞后现象，对运动状态固体测温困难较大；由于材料限制，也不能应用于很高的温度测量。
非接触法只能测被测物质的表征温度，精度较低，可测运动物体表温。
62.用热电偶测温时，为什么要进行冷端补偿？其冷端补偿的方法有哪几种？答: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°C。
而工业上常用的各种热电偶的温度-热电势关系曲线是冷端温度保持为0C的情况下得到的，与它配套的使用的仪表也是根据这一曲线进行刻度的，由于操作室的温度变化而变化，这样测量结果就会产生误差。
因此，要进行冷端补偿。
补偿方法：（1）冷端温度保持为0C的方法（2）冷端温度修正方法（3）校正仪表零点法（4）补偿电桥法（5）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？答：显示仪表分为模拟式显示仪表、数字显示仪表、屏幕显示仪表模拟式：测量速度较慢，精度较低，读数易造成多值性，但它结构简单，工作可靠，价廉且又能反映被测值变化趋势。
数字式：测量速度快，精度高，读数直观，对所测参数便于进行数值控制和数字打印记录，便于和数字计算机或其它数字装置联用。
屏显式：可同一瞬间在屏幕上显示出一连串的数据信息及其构成的曲线或图像。
2.自动电子电位差计时如何基于补偿测量法工作的？线路电阻（即外阻）值的变化，对电子电位差计的测量有无影响？为什么？答：自动电子电位差计是基于将被测电势与已知的标准电势相比较，当两者的差值为零时，被测电势就等于已知的标准电势有影响，线路电阻值变化，流向滑线电阻的电流值发生变化，故对电子电位差计的测量产生影响。