化工仪表与自动化习题

补偿电桥法：用电桥产生EAB（t0， 0）与EAB（t，t0）叠加， 即可消除t0变化对测量的影响。 补偿热电偶：用与测量热电偶同型号的热电偶进行补偿，用于多支 热电偶。 3、（10分）回答要点：
1
2
3
4
5
1
t（分）
输入偏差
1
2
3
4
5 1
t（分）
P输出 2 1 2 3 4 5 1
t（分）
PI输出 2 3
制器输入偏差增大，其输出控制信号减少，气开阀关小，燃料量减少， 塔顶温度下降，维持给定。
图1
图2
三、（10分）回答要点：
1、E1=EAB(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)
转变成
，然后再变成______________作为转换部分的输入。
二、综合题（58分）
1、（10分）均匀控制系统和一般控制系统的异同点有哪些？怎样实现 均匀控制？ 2、（8分）从保证控制质量的角度，控制阀设计中应考虑哪几个方 面？阀的理想流量特性有哪几种形式？
《化工仪表与自动化》课程测试试题三答案
二、 1、（15分）
理的相同点：都是利用滑动触点位置的变化来反映被测温度的大小。
构的相同点： 放大器、可逆电机、同步电机、传动机构
结构的不相同点：检测元件、测量桥路。 原理的不相同点： 2、（15分） ①使用补偿导线的目的是将热电偶的冷端从温度较高、波动较大的地方 移到温度较低、且相对稳定的地方。 ②如果只使用补偿导线还不能达到冷端温度补偿的目的，必须与其它方 法配合起来使用。 ③具体方法如下：
① 指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？ ② 在下图中画出控制流程图； ③ 选择执行器的气开、气关类型以及控制器的作用方向； ④ 画出简单控制系统方框图；
⑤ 简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析调节动作 过程）。
介质 三、计算题：（10分）
燃料
计算下图各热电偶回路所产生的热电势（10分）。 注：A B----K型热电偶；AˊBˊ----K型热电偶补偿导线
α——流量系数；Q——被测流体流量ε——体膨胀校正系数
口面积
ρ1——被测流体的密度 △P——节流件前后差压
F0——节流件的开
三、 1、（10分）
ΔP=P+-P-=Hρg+hρg=3500H+4200 Pa
差压变送器：量程=35000 (Pa)
测量范围=4200～39200 (Pa)
迁移量=4200 (Pa)
4、（20分） 回答要点：
① 构成控制系统时的被控变量是出口介质温度；操纵变量是燃料量，
干扰量是：进料流量和温度、燃料的压力、炉膛温度和压力以及环境温 度。
② 控制流程图见下图1。③ 执行器应选择气开类型，控制器为反作 用方向。
④ 简单控制系统方框图见下图2。
⑤：
介质
燃料
TC 该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给定，控
5、 差压式流量计是利用____ __原理进行测量流量的。
6、电容式液位传感器测量液位时，如测量高粘度导电介质则测量精度 受_______________的影响。
7、分度号为S型的热电偶，如果错接了K型热电偶的补偿导线则产生的
热电势会
。如果补偿导线的型号正确但正负接反，则产
生的热电势会
。
8、电容式差压变送器的测量部分是先将
①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时 候做出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零，且经常波动，这必然造 成输出减少，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。
②热电偶常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法、公式计算法、仪表 机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶
③
冰浴法：用冰槽使t0保持零度。 计算法：EAB（t，0）＝ EAB（t，t0）＋ EAB（t0，0） 仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到t0
=1.867 (mV)
《化工仪表与自动化》课程测试试题二 一、 填空题（28分）
1．控制系统引入积分作用是为了_________,但积分的引入会使系统
_________,引入微分作用是为了_________。某调节系统采用比例积分
作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，在加入积分作用的过
程中，应_________。
机理，通过_____和_____物料平衡关系，用________的方法求取过程的
数学模型。
4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时
间常数愈大,对被控变量的影响____________;干扰通道容量滞后愈多,则
调节质量____________;干扰通道的纯滞后对调节质量
_______________________。
化工仪表与自动化》课程测试试题二答案
二、 1、（10分）回答要点： ①
②如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开 类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。 2、（20分）回答要点： ①在控制系统应用中，基本调节规律有：P、I、D，基本组合调节规律 有PI、PD、PID。 ②
③ P：自衡能力强，滞后小的对象且控制质量要求不高 PI：对象滞后小，负荷变化幅度大，要求无差 PD：一阶滞后较大允许有余差的对象 PID：负荷变化大，容量滞后大，被控变量变化缓慢，质量要求高。 4、（10分）回答要点：
2.被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(l/L)之间的
关系,称为调节阀的
__________特性;若阀前后的压
差保持不变时,上述关系称为_________ 特性;实际使用中,阀前后的压
差总是变化的,此时上述关系为_________ 特性。调节阀的流量特性
有_________、_________、_________和_________，流量特性的选择主
误差。
4、 描述对象特性的三个参数是
、
和
。
5、 某温度表的精度为0.5级，其测量下限是50℃，上限是850℃。则此表
的量程是
；测量范围是
；允许基本
误差是
；最大绝对误差是
。
6、 热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有
、
、
、
、
五种。
7、自动平衡电桥配热电阻测温时，采用
连接，其连接导线的电
阻规定为
2、（14分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度 补偿方法？原理是什么？
3、（10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知 参数，画出P、PI的输出响应曲线。 （1）P输出，已知：比例度δ=50% （2）PI输出，已知：比例度δ=100% 积分时间Ti=1分
4、(20分)下图为加热炉装置，工艺要求利用燃料量来控制炉出口介质 温度t(简单控制系统)；
C D---- S型热电偶； CˊDˊ----S型热电偶补偿导线；
B
50℃
50℃
25℃
A D’ 25℃ C’ 600℃ D 50℃ 50℃ 25℃ C 25℃ 600℃ C’ D’
《化工仪表与自动化》课程测试试题一答案
在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号 中断时，要保证设备和操作人员的安全。如：加热炉温度控制，当燃料 量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃 料，保证安全。 2、（14分）回答要点：
律调节器,副回路选用_________调节规律调节器；如果副回路采用差压
法测流量，应采用什么装置_________补偿。
9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是
标准信号范围是
；电Ⅲ型标准信号范围是
。
；电Ⅱ型
二、综合题（54分）
1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控 制系统中如何选择执行器类型？举例说明。
表与自动化》课程测试试题一
一、 填空题（36分）
1、 过程控制系统是由______、______、______和______等环节组成。
2、 过程控制系统中按被控参数的名称来分有_______、________、
_______、_______等控制系统。
3、 目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在
迁移量：0 (Pa)
1、表征控制规律的参数是
、 及
。
2、串级调节系统结构上有两个回路，分别称为 回路和 有两个被调参数，分别称为 参数和 参数；有 数。
回路； 个调节参
3、弹簧管压力表是利用 相平衡来测量的。
产生____________与被测压力
4、不受被测介质物理性质影响的流量计是：____________________、 ____________________、____________________（说出三种即可）。
② 在图上画出控制流程图并确定执行器类型；
（5
分）
③ 选择控制器的作用方向； （3分）④ 画出简单控制系统方框图； （4分）
⑤ 简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析控制动作 过程）。（4分）
三、计算题（10分）
计算下图液位差压变送器量程、测量范围及迁移量(10分)。 已知：H=0～10m； ρ=35kg/m3； g≈10m/s2 。
⑤ 该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给 定，控制器输入偏差增大，其输出控制信号增加，气开阀开大，回流量 加大，塔顶温度下降，回复给定。
图1
图2 三、（10分）
ΔP=P+-P-=Hρg=3500H Pa
差压变送器 量程：35000 (Pa) 测量范围：0～35000 (Pa)
表与自动化》课程测试试题四 一、 填空题（32分）
热电偶常用的冷端温度补偿方法有：公式计算法、冰浴法、仪表机 械零点调整法和电桥补偿法。 4、（20分） ① 构成控制系统时的被控变量是塔顶温度；操纵变量是塔顶回流量， 主要干扰量是：进料的流量和温度，回流的温度和流量，加热蒸汽量 等。 ② 控制图见下图1，执行器为气关式。③ 控制器为反作用方向。 ④ 简单控制系统方框图见下图2。
要是与_________相匹配。
3. 与单回路控制系统相比，串级调节系统具有以下三个特点：
①(
);②(
);③(
)。
4.控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时
间常数愈大,对被控变量的影响
;干扰通道容量滞后愈多,则调
节质量
;干扰通道的纯滞后对调节质量
。
5．简单调节系统的基本特征是
和
4、（10分）写出差压式流量计的基本方程式；说明公式中各个符号 所代表的含义。 三、计算题(20分)
1、（10分）计算下图液位差压变送器的量程、测量范围及迁移量。
已知：H=0～10m h=1.2m ρ=35kg/m3
g ≈10m/s2
2、（10分）某压力仪表的测量范围是100～1100Pa，其精度为 0.5级，则这台表的量程是多少？基本误差是多少？最大绝对误差是多 少？允许误差是多少？
_________________Ω。
二、综合题（62分）
2、（15分）热电偶测温时，使用补偿导线的目的是什么？它能否进行
冷端温度补偿？如不能应如何处理？
4、（20分）工艺要求利用回流量来控制塔顶温度t(简单控制系统)，为保证 塔正常操作，回流量不允许中断。
① 指出构成控制系统时的被控变量、操纵变量、主要干扰是什么？ （4分）
。
6．常用的标准节流件有
和
。
7. 热电偶的热电特性与
___________________________________有关，与
__________
无关。
二、综合题(分)
1、（10分）画出气开式类型执行器的两种简单结构示意简图；控制系
统在什么情况下选择气开类型执行器？举例说明。 2、（20分）在控制系统应用中，有哪些基本控制规律和组合控制规 律？写出各自的表达式？它们各应用在什么场所？
5、 选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）______
干扰通道的放大倍数（增益）。
6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调
节输出，再加入积分作用的后，应_____________,才能使稳定性不变。
7．描述控制系统的品质指标的参数有
、
和
等。
8．串级调节系统,一般情况下主回路选择_________或________调节规
2、（10分）①1000Pa ②0.5Leabharlann Baidu ③±5Pa ④0.5%
《化工仪表与自动化》课程测试试题三 一、 填空题（28分）
1、 检测仪表的基本组成有
、
和
三个
部分。
2、 在控制系统中，增加比例度，控制作用
；增加积分时间；
控制作用
；增加微分时间，控制作用
。
3、 按误差出现的规律，可将误差分为
误差、
误差及