控制仪表及装置试题2014

一、填空(每空2分，共30分)
1. 电动控制仪表控制仪表按信号类型可以分为：( )和( )两类；
2.变送器的作用是( ) ；
3.安全栅的作用是（），（）；
4. DDZ-Ⅲ型仪表是以( )作为标准统一信号的；
5.配电器的作用是( )；
6.安全防爆系统应具备的条件是( )和( )；
7.选择气动执行器作用方式气开气关的依据是以（）为原则；
8.智能变送器就结构而言一般是由( )和（）组成；
9.热电阻温度变送器量程单元中热电阻采用三线制连接的目的是( )；
10.控制仪表中DCS是指( )，FCS是指( )；
二.解答下列各题（每题4分，共20分）
1.画出齐纳式安全栅的原理电路图，并说明其工作原理。

2.试述电容式差压变送器测量部分的工作原理。

3.画出电动执行器中伺服放大器的原理框图,并叙述其工作原理。

4.试述变送器中调量程、零点以及零点迁移的意义和方法。

5.解释开方器为何要设小信号切除电路?并说明DDZ-Ⅲ型开方器的小信号切除
电路工作原理。

三．写出理想P，PI，PD，PID四种调节器的传递函数，划出其阶跃响应曲线（20分）。

四．Ⅲ型调节器考虑导线电阻压降的差动输入电路原理图如下，试推导V
01与V
i
之
间的关系，并说明导线电阻压降V
CM1，V
CM2
能否影响运算电路的精度。

（R
1=R
2
=R
3
=R
4
=R
5
=R=500kΩ,R
7
=R
8
=5 kΩ）（15分）
五．如图位移检测放大器原理线路图，哪些器件是为实现本质安全防爆措施而设置的，各是如何起作用的(15)
2009~2010学年二学期控制仪表及装置试题A标准答案
（答案要注明各个要点的评分标准）
一．(每空2分)
1（数字式）（模拟式）
2（是将传感器来的各种工艺变量转换成标准的统一信号）
3（信号传输）（阻止危险信号进入危险场所）
4（4~20mA或1~5V）
5（信号变换与隔离、供电）,
6（危险场所使用安全防爆仪表）（使用安全栅）
7（安全生产）, 8（传感器部件）（电子部件）
9（克服热电阻的连接导线电阻对测温的影响）
10（集散控制系统）（现场总线控制系统）
二．(每题4分，共20分)
1 、齐纳式安全栅是利用齐纳二极管的反向击穿特性制作的。

这就安全侧异常高电压不能窜入危险侧。

2、
3、组成：（1）.信号隔离器 （2）.综合放大器 （3）.触发电路 （4）.固态继电器
工作原理：将调节器来的电流信号和位置信号进行综合比较，并将差值放大，并以足够的功率去驱动伺服电机（正反）旋转。

212121
211
11
(
)11()()i i i i i i So S So S A S So S So S
So A So S So S
K S
C C C A C C C C εεε⋅--+--+=+-+==-=-=+则有：
两电容差为：
21
1221
i i I i i C C s K PI K K Pi
C C -==+把代入上式得：
4 、
量程调整通常是通过改变反馈系
数F 的大小来实现的。

F 大，量程就大。

F 小，量程就小。

在xmin =0时，称为零点调整；在xmin ≠0时，称为零点迁移。

5、开方器的输入输出关系为：x k y =
其变化率为：
x
k dx dy 2= 当X 有微小变化时，输出变化很大，即误差很大，因此必须设计小信号切除电路；
在Ⅲ型开方器中是以输出满量程的1%为界，小于1%时使输出被切除，大于
1()
Cx Zo F
y +=变送器输入输出关系为：
1%时使输出正常。

三．（每个5分，共20分）
P ：W （s ）=k p PI: W(s)=)11(s
T k I p +
PD: W(s)=)1(s T k D p +
PID: W(s)=)1
1(s T s
T k D I p ++
四．（15分）若将IC 看做理想运算放大器，则有：
R
V V V R V V R V V V B F F CM F CM i )
21
(0121+-=
-+-+ 以：)21
(310121B CM CM i F V V V V V V ++++=
同理：)(3
1
21B CM CM s T V V V V V +++=
由于：V T =V F
可得： V 01 =-2（V i -V s ）
结论：导线电阻V CM1,V Cm2不影响运算电路精度。

五．（15分）
根据位移检测放大器原理线路图，有以下四点防爆考虑：
1、差动变压器原边线圈兼做振荡器的谐振电感，减少了储能原件的数量：
2、反馈动圈W1、W2 两端并联二极管VD5~VD8,提供了断电时的能量释放通路；
3、二极管VD10~VD12用以限制C5两端的电压，二极管VD3用以限制C2两端的电压；
4、R8R9为C5的放电能量限流电阻，在VD4击穿时，可限制C5的放电电流。