仪表试题

化工仪表工试题
姓名单位得分
一．填空题：
1．热电偶电势与热电偶材料和结点温度有关，与偶丝的粗细和长短无关。

2．前馈调节是根据扰动量来进行的调节，通常产生静态偏差，需要由负反馈回路克服。

3．DCS系统一般有3个地，安全保护地、仪表信号地、本安地。

4．在PID调节中比例作用是依据偏差大小来动作的，在系统中起着稳定被调参数的作用；积分作用是依据偏差是否存在来动作的，在系统中起着消除余差的作用；微分作用是依据偏差变化速度来动作的，在系统中起着超前调节的作用。

5．局部网络常见的拓朴结构有星形、环形、总线形三种结构。

6．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。

在闭环自动控制系统中，按照设定值的不同形式又可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。

7．某数字电压表，在10V量程的允许基本误差为±（0.02%Ux＋0.005%Um），该表在测量5V电压时的实际相对误差为0.03。

8．如果一个调节通道存在两个以上的干扰通道，从系统动态角度考虑，时间常数小的干扰通道对被调参数影响显着，时间常数大的调节通道对被调参数影响小。

9．在进行变送器输出的小信号切除时，需要设定两个参数，一是切除点，二是切除模式。

10．一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成，CPU属于硬件系统，Windows2000属于软件系统。

二．判断题：
1．由于电磁流量变送器和化工管道紧固在一起，可以不必再接地。

（×）2．本质安全线路和非本质安全线路不能用一根电缆，但可以合穿一根保护套。

（×）3．一个线性调节系统的稳定性取决于干扰作用的形式及强弱。

（×）4．安全栅的接地应和安全保护地相接。

（×）5．灵敏度数值越大，仪表越灵敏。

（√）6．当用单法兰变送器测量开口容器时，变送器要进行零点负迁移调整。

（×）7．转子流量计的压力损失随流量大小而改变。

（×）8．电磁流量计输出与介质流量有线性关系。

（√）9．在相同的温度范围内，分度号Pt100的热电阻比Pt10的热电阻变化范围大，因而
灵敏度高。

（√）10．用电容液位计测量导电液体的液位时，液位变化相当于两电极的介电常数在变化。

（×）三．选择题（可选择一个答案，也可多项选择，10分）
1．调节系统的稳定性是对调节系统最基本的要求，稳定调节过程的衰减率Ψ应该是C A.Ψ=0 B. Ψ＜0 C. 0＜Ψ＜1 D. Ψ=1
2．三只电阻相并联，它们的电阻比依次是1：3：5，所以通过这三只电阻的电流强度之比是C
A.1:3:5
B.5:3:1
C.15:5:3
3．差压式流量计测得的流速是B
A.管截面平均流速
B.直径D上的平均流速
C.点流速
4．选择调节参数应尽量使调节通道的B、C、D
A.功率比较大
B.放大系数适当大
C.时间常数适当小
D.滞后时间适量小
E.偏差信号尽量小
5．DCS系统最佳环境温度和最佳相对湿度分别是D
A.(15±5)℃，40%～90%
B. (20±5)℃，20%～80%
B.(25±5)℃，20%～90% D. (20±5)℃，40%～80%
6．电擦除可编程只读存储器的代号为D
A.ROM
B.RAM
C.EPROM
D.EEPROM
7．用开关A和B串联来控制一电笛，若用L来表示电笛的状态，则逻辑表达式可表示为A
A.L=AB
B.AB
C.L =A+B
D.L=B A
8．某容器内压力为1MPa ，为测量它，应选用量程为B 、C 的工业压力表。

A.0～1MPa
B. 0～1.6MPa
C. 0～2.5MPa
D.0～4.0MPa
9．雷达液位计的微波传播时不受A 、B 、C 、D 因素影响。

A.介质温度
B.介质压力
C.介质密度
D.介质PH 值
10．测温元件在有强腐蚀介质的设备上安装时，应选用B 方式进行固定。

A.螺纹
B.法兰
C.对焊
D.金属胶密封
四．计算题：（30分）
1．如图所示方块图，当输入为阶跃变化时，写出输出函数。

答：其传递函数可用简化方法求得：
C
G （S ）=)1/(1)1/(21212121G H G G G H G G +++=2
121211G G G H G G ++ ∵ R （S ）=S
1 ∴ C （S ）=
S G G G H G G )1(212121++ 2．某节流装置在设计时，介质的密度为520kg/m 3，而在实际使用时，介质的密度为480kg/m 3，如果设计时，差压变送器输出100KPa 对应电流为50t/h ，则实际使用时对应流量为多少？ 解：M 实=M 设设实ρρ/ =50520/480=48.04（t/h ）
3．生产中欲连续测量液体的密度，被测液体密度在min ρ至m ax ρ间变化。

请设计一种利用差压变送器来连续测量液体密度的方案，请画出设计草图并回答下列问题：（1）变送器的量程应如何选择？（2）迁移量是多少？（3）列出仪表输出信号P 出与液体密度ρ之间的关系
式。

解：因需连续测量液体的密度，故设计一开口
溢流容器；因被测液体的密度一般变化较小，
往往用小量程变送器，所以正迁移量较大，容
量可能超过变送器允许的最大迁移量，故在负
压室侧加一标准液柱，尽量使迁移量为零，设
计草图如左。

（1） 变送器量程∆p=H m ax ρg －H min ρg=H （m ax ρ－min ρ）g
（2） 当被测液体密度最低时，变送器正、负压室压力p +、p －分别为：
p += H min ρg p －=h 0ρ0g
于是迁移量程∆p= p +－p －= H min ρg －h 0ρ0g
当∆p ＞0时，为正迁移，迁移量为（H min ρg －h 0 g ρ0）
当∆p=0时，迁移量为零，无迁移
当∆p ＜0时，为负迁移，迁移量为（H min ρg －h 0ρ0 g ）
（3） 设K=∆p 出/∆p 入=（p 出max －p 出min ）/（H m ax ρg －H m in ρg ）
p 出=K （H ρx g －H min ρg ）+ p 出min =g g H H p p min max min max ρρ--出出·H （ρx －min ρ）g+ p 出min =min
max min max ρρ--出出p p ·（ρx －min ρ）+ p 出min 五．简答题：（30分）
1．有的压力表背面有个小圆孔，这是起什么作用？
答：当压力表用于测量气体或有毒液体时，夺力表背面有一小圆孔（用橡胶塞堵死）。

当发生了弹簧管或连接处破裂、泄漏时，表壳内压力会从小孔里泄压，以防发生伤害。

2．用孔板测量流量，为什么说孔板装在调节阀前是合理的？
答：在节流装置瘕量流量的理论推导中，理论上假设流体流动是连续的，并且流体流动过程中遵守能量守恒定律，孔板不能安装在气液两相并存的地方，以免增大测量误差，有的
液体经调节阀后会有部分汽化，产生汽液两相共存。

3．均匀调节系统与常规调节系统的区别是什么？
答：（1）均匀调节系统从结构上看与常规调节系统无差别。

（2）均匀调节系统与常规调节系统的区别在于调节规律上的区别，一般均匀调节系统不宜选用PID调节规律。

（3）过程参数整体上将两个矛盾的参数调节过程整定为缓慢变化过程。

4．下图所示为一蒸汽加热器温度控制系统。

（10分）
（1）指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量各是什么？（2）该系统可能的干扰有哪些？（3）该系统的控制通道是指什么？（4）画出该系统的方块图；（5）如果被加热物料过热易分解时，试确定控制阀的气开、气关形式和控制器的正、反作用。

（6）试分析当冷物料的流量突然增加时，系统的控制过程及各信号的变化情况。

答：（1）该系统的被控对象是蒸汽加热器；被控变量是被加热物料的出口温度；操纵变量是加热蒸汽的流量。

（2）该系统可能的干扰有加热蒸汽压力后，冷物料的流量和温度，加热器内的传热状总况（例如结垢大状况），环境温度变化等。

（3）该系统的控制通道是指，由加热蒸汽流量变化到热物料的温度变化的通道。

（4）方块图如下：
（5）由于被加热物料过热易分解，为避免过热，当控制阀气源中断时，应使阀处于关闭状态，即应选用气开阀。

由于加热蒸汽流量增加时，被加热物料出口温度是增加的，故该系统中的对象是属于“+”作用方向的，阀是气开型的，也属于“+”作用方向，为便系统具有负反馈作用，控制器应选用“—”作用的，即反作用方向的。

（6）当冷物料流量突然增大时，会使手料出口温度下降，这时由于温度控制器TC的反作用的，故当测量值Z下降时，控制器的输出信号U上升，即控制阀膜头上的压力上升，由于是气开型的，故阀的开度增加，通过阀的蒸汽流量也相应增加，使物料出口温度上升，起到因物料流量增加而使温度下降的相反作用，故为负反馈作用，所以该系统由于控制作用的结果，能自动克服干扰对被控变量的影响，使被控变量保持在恒定的数值上。