期末复习题——化工仪表及自动化
化工仪表及自动化复习题
(0.6-0)/(1.6-0)=(x-0.02)/(0.1-0.02); x=0.05Mpa (0.6-0)/(1.6-0)=(x-4)/(20-4); x=10mA
3-3 流量测量部分 填空题
• 1. 差压式流量计一般由——、——和—— 三部分组成 • 2. 用差压式流量计测量时，如果不加开方 器，流量标尺刻度是不均匀的，起始部分 的刻度——，后来逐渐——
1、1N，1×106， 1×103
2、弹簧管式弹性元件，薄膜式弹性元件， 波纹管式弹性元件
•
3-2 填空题
• 3. 弹簧管式压力表是利用弹簧管，将被测 压力转换为自由端的——进行测量 • 4. 电气式压力变送器是将——信号成比例 地转换成——的统一标准信号输出
3、位移 4、压力，电信号
3-2 填空题
0 T0 p1 1 1 1 Q1 Q0 Q0 1 p0 T1 K K P KT
3-1选择题
• 3. 一台测量范围400—1000℃，精度等级为0.5级 的温度表，它的最大允许绝对误差为（） A±2℃ B±3℃ C±5℃ D±6℃
B
3-1选择题
• 4. 仪表的精度等级数值越小，表示仪表的 准确度（） A越低 B越高 C不变 D不一定 B
3-1计算题
• 1. 一台在现场使用多年的转子流量计，测量范围 为0—100升/分，需要重新标定。在标定状况下， 校验结果为下表所示：
4.干扰作用 5.负反馈、闭环 6.信号、信号作用的方向
选择题
• 1. 在自动控制系统中，控制阀开度变化引 起操纵变量的变化，称为（ ） A 操纵变量 B 控制作用 C 操纵介质 D 被控变量
B
选择题
• 2. 在自动控制系统中，实现控制作用的参 数叫（ ） A 操纵变量 B 操纵介质 C 操纵剂 D 被控变量 A
化工仪表及自动化复习练习题(含答案)
化工仪表及自动化复习练习题（含答案）1。
电路一般由_____、_____及中间环节三部分组成.(电源；负载)2.在一段电路中，流过电路的电流与电路两端的电压成_____，与该段电路的电阻成_____。
(正比；反比)3。
晶体二极管的主要特性是_____导电性。
(单向）4。
从晶体三极管三个区引出的三个极分别是______极、______极和______极.(基;发射；集电)5。
仪表的测量范围是从测量_____值到测量_____值;量程是测量上限与测量下限值之_____。
（下限；上限；差）6。
按能源来分,仪表可分为_____仪表、_____仪表和_____仪表.(气动；电动；液动)7。
按被测参数来分,仪表可分为_____测量仪表、_____测量仪表、_____测量仪表、_____测量仪表和成分_____仪表。
（压力；流量；温度;物位;分析)8。
玻璃液体温度计是由__________、________和刻度标尺三部分组成.(玻璃温包;毛细管）9.电阻箱可以看作是一个具有__________的标准电阻.（可变电阻值）10。
测量一个电路的电流,电流表必须和这个电路_____,且电流表的内阻抗要尽量_____。
(串联;小）11。
兆欧表又称作_____、_____和___________.（摇表；高阻表；绝缘电阻测试器）12.U型压力表必须_____安装。
（垂直）13.玻璃管水位计是利用_______的原理制成的。
（连通器）14。
整流电路的作用是将_______变成____________。
(交流电；脉动直流电）15。
温度测量仪表可分为_______测温仪表和__________测温仪表两大类.(接触式；非接触式）16。
自动化仪表具有__________、___________、__________、__________功能.（自动检测;自动信号联锁;自动操纵；自动调节)17。
直流单臂电桥又称________电桥.(惠斯登)18。
化工仪表与自动化期末复习试卷
《化工仪表与自动化》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_______________________.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；电Ⅱ型标准信号范围是；电Ⅲ型标准信号范围是。
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.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)；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）。
化工仪表及自动化复习题
《化工仪表及自动化》复习题一、单项选择题（每小题2分，共20分）1.我们无法控制的误差是（）A.疏忽误差B.缓变误差C.随机误差D.系统误差2.伴热蒸气压一般不超过（）MPa。
A.0.5 MPaB.1.0 MPaC.1.5 MPaD.2.0MPa3.抗干扰有许多方式，其中双绞线是（）方式。
A.物理隔离B.减小磁干扰C.屏蔽D.消磁4.差压测量管路冲洗时，应先打开（）。
A. 二次阀门B.排污阀门C.平衡阀门D.一次阀门5.测量范围在1000℃左右时，最适宜选用的温度计是（）。
A.光学高温计B.铂铑10－铂热电偶C.镍铬－镍硅热电偶D.铂锗30－铂热电偶6.在蒸气流量阶跃增大扰动下，汽包水位（）。
A.出现“虚假水位”B.立即上升C.立即下降D.不变7.精确度为1/20的游标卡尺，其主尺与副尺每格刻度相差（）。
A.0.5mmB.0.1mmC.0.05mmD.0.01mm8.热电偶测量时，当导线断路时，温度指示在（）A.0℃B.机械零点C.最大值D.原测量值不变9.热电偶输出电压与（）有关。
A．热电偶两端温度 B.热电偶热端温度C.热电偶两端温度和电极材料D.热电偶两端温度、电极材料及长度10.热电偶测温原理基于( )。
A.热阻效应B.热磁效应C.热电效应D.热压效应二、多选题（每小题4分，共20分）1.按误差数值表示的方法，误差可以分为（）A.绝对误差B.相对误差C.引用误差D.系统误差2.用一只标准压力表来标定A、B两块压力表，标准压力表的读数为1MPa，A、B两块压力表的读数为1.01MPa、0.98MPa，求这两块就地压力表的修正值分别为（）A.－0.1B.0.1C.－0.2D.0.23.1.5级仪表的精度可写为（）A.1.5级B.＋1.5级C.1.5D. 1.54.仪表的精度级别是指仪表的（）A.误差B.基本误差C.最大误差D.允许误差E.基本误差和最大允许值5.评定仪表品质的几个主要质量指标（）A.精度B.非线性误差C.变差D.灵敏度和灵敏限E.动态误差三、简答题（每小题8分，共40分）1、热电偶测温时，使用补偿导线的目的是什么？2、热电偶温度计为什么可以用来测量温度？它由那几个部分组成？各部分有什么作用？3、叙述双金属温度计的原理，如何使用双金属温度计自动控制电冰箱的温度？4、测压仪表有哪几类，各基于什么原理？5、作为感测压力的弹性元件有哪几种，各有什么特点？四、综合题（共20分）下图为电子电位差计结构原理图，请补充完整连接线（包括电源和电流及输入信号的方向），并回答：电子电位差计是根据什么原理工作的？在温度检测中与何种检测元件配套使用？指出调整零点、量程的电阻。
期末复习题——《化工仪表及自动化》
《化工仪表及自动化》期末复习题一．填空（每空1分）1．工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度表示，即之差。
2．差压式液位计在使用中会出现、和三种零点迁移问题。
3．差压式流量计通常由、以及组成。
4．温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。
5．用来评价控制系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分别是最大偏差（或超调量）、、、和振荡周期（或频率）等。
6．描述简单对象特性的参数分别有、和。
7．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。
8．前馈控制的主要形式有和两种。
9．衰减振荡过程的品质指标主要有、、、、振荡周期等。
10．对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越大则积分作用越；微分时间越大，则微分作用越。
11．根据滞后性质的不同，滞后可以分为和两类。
12．测量仪表的量程是指与之差。
13．按照使用能源的不同，工业仪表可以分为、两类。
14．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。
15．按照测量原理的不同，压力检测仪表可以分为、、、等。
16．用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。
17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是。
18．化工自动化的主要内容有、、自动操纵和开停车系统、。
19．选择性控制系统可分为、和混合型选择性控制系统，对于选择性控制系统要注意防止现象的发生。
20、常见的传热设备有、、等。
21．两种常用的均匀控制方案包括、。
22．速度式流量计中，应用原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的（平方/平方根）成比例关系。
期末复习题答案——化工仪表及自动化
《化工仪表及自动化》期末复习题标准答案一．填空1．表压，大气压力与绝对压力之差2．无迁移，负迁移，正迁移3．节流装置，差压计，显示仪表4．热电偶，热电阻5．衰减比，余差，过渡时间6．放大系数，时间常数，滞后时间7．积分作用，微分作用8．单纯的前馈控制，前馈-反馈控制9．最大偏差、衰减比、余差、过渡时间10．弱，强11．传递滞后，容量滞后12．测量范围上限值，测量范围下限值13．气动仪表，电动仪表14．积分，微分15．弹性式压力计、液柱式压力计、活塞式压力计、电气式压力计16．泵，风机或压缩机17．20~100KPa，4~20mA DC18．自动检测系统，自动信号和联锁保护系统，自动控制系统19．开关型选择性控制系统，连续型选择性控制系统，积分饱和20．换热器、加热炉、锅炉、再沸器、冷凝器、加热器中任选三种21．简单均匀控制、串级均匀控制22．电磁感应，漩涡流量计（涡街流量计），平方根23．大，小24．表压、负压25．30℃，5℃，5: 126．66982μV27．塔顶冷回流流量，塔底再沸器加热蒸汽流量28．临界比例度法，衰减曲线法29．5.2mA，5.7mA30．双闭环比值控制系统31．控制泵的转速，控制泵的出口旁路阀门开度32．小于，可变极限流量法二．简答1．答：QDZ型气动单元组合仪表的信号范围为20~100KPa气压信号；（2分）DDZ-II电动单元组合仪表的信号范围为0~10mA DC电流信号；（2分）DDZ-III电动单元组合仪表的信号范围为4~20mA DC电流信号。
（2分）2．答：容积式流量计：椭圆齿轮流量计；（2分）速度式流量计：差压式流量计；转子流量计；涡轮流量计；电磁流量计；漩涡流量计；（任取三种，每种2分）质量流量计：科氏力流量计（或微动流量计）；（2分）3．答：化工自动化的主要内容有(1) 自动检测系统；（2分）(2) 自动信号和联锁保护系统；（2分）(3) 自动操纵及自动开停车系统；（2分）(4) 自动控制系统。
化工仪表及自动化复习题
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，配备一些自动化装置，代替操作人员部分直接劳动，使生产在不同程度自动进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法称化工自动化。
实现化工自动化能加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量质量、减轻劳动强度、保证生产安全。
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，包括检测元件及变送器、控制器、执行器，显示记录仪表等；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。
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。
4、过渡过程的品质指标有哪些？它们各自的概念定义？答：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。
最大偏差：指在过渡过程中，被控变量偏离给定值的最大数值。
超调量：表征被控变量偏离给定值的程度。
衰减比B/B，：前后相邻两个峰值的比。
余差C:当过渡终了时，被控变量所达到的稳态值与给定值之间的偏差。
过渡时间t s：从干扰作用发生的时刻起，直到系统建立新的平衡时止，过渡过程所经历的时间。
振荡周期T或频率：过渡过程同向两波峰之间的间隔时间。
频率：振荡周期的倒数。
5、自动控制系统的静态是指被控变量y（t）不随时间而变化的平衡状态称为系统的“静态”；动态是指被控变量y（t）随时间而变化的平衡状态称为系统的“动态”；过渡过程是指调节系统在受到外作用下，从一个平衡状态进入到新的平衡状态的整个过程称为控制系统的过渡过程；阶跃干扰是在某一瞬间，干扰突然阶跃式的加到系统上，并继续保持在这个幅度上。
化工仪表与自动化期末复习试卷
化工仪表与自动化期末复习试卷【化工仪表与自动化期末复习试卷】一、选择题1. 自动化系统的核心是（）。
A. 传感器B. 控制器C. 执行器D. 驱动器2. 化工过程中温度的测量常用的传感器有（）。
A. 压力传感器B. 液位传感器C. 温度传感器D. 流量传感器3. 以下哪项不是自动化系统的优点（）。
A. 提高生产效率B. 降低人工成本C. 提高产品质量D. 增加环境污染4. 自动化工艺控制系统的组成主要包括（）。
A. 检测部分B. 控制部分C. 执行部分D. 以上都是5. PID控制器中，P代表（）。
A. 比例控制B. 积分控制C. 微分控制D. 比例-积分-微分控制二、填空题1. 仪表测量的四个基本元素是（）。
2. 仪表测量的精确度通常用（）表示。
3. 传感器将被测量的物理量转换为（）信号。
4. 自动控制系统中执行部分一般由（）组成。
5. PID控制器的作用是（）。
三、简答题1. 什么是自动化系统？2. 请简要描述PID控制器的工作原理。
3. 仪表测量误差的来源有哪些？4. 请简述自动化控制系统的闭环控制和开环控制。
5. 请简要介绍化工领域中常用的仪表有哪些？四、计算题1. 一个温度传感器的量程为0-600°C，精确度为±1%，则其示值误差为多少°C？2. 自动控制系统的比例控制系数Kp为3，积分时间Ti为2分钟，微分时间Td为30秒，当设定值变化时，控制器对过程变量的响应有何变化？3. 一台反应釜的液位传感器量程为0-2m，要求对液位变化 ±0.2m内进行测量，请选择合适的传感器量程。
五、案例分析题某化工厂生产过程中需要控制温度，使用了一个PID控制器。
最近，工程师发现反馈的过程变量一直波动较大，导致温度控制不稳定。
请根据此情况回答以下问题：1. 可能导致过程变量波动的原因有哪些？2. 如何优化PID控制器参数以提高温度控制的稳定性？3. 针对过程变量波动较大的问题，您还有其他建议吗？【结束】以上是《化工仪表与自动化期末复习试卷》的内容，希望能帮助你进行复习。
化工仪表及自动化期末总复习试题库-答案
是非题) 1、压力计及温度传感器的安装均可选在管道拐弯处。
) 2、精确度高的仪表灵敏度一定高。
)3、采用镍铬- 镍硅热电偶测量温度，将仪表的机械零点调整至25℃，但实际上室温 (冷端温度为10℃)，这时仪表指示值偏高。
) 4、当仪表空气中断时，气开调节阀的开度为全开。
)5、要就地测量一往复泵出口的压力，其平均工作压力为5Mpa，则可选用量程为0~10Mpa 的压力表。
) 6、用压力法测量一开口容器的液位，其液位的高低取决于取压点位置、介质密度和容器横截面。
) 7、在自动控制规律的调整中的比例度越大，控制作用越强，余差越大。
) 8、热电阻断路时，温度计输出显示温度值为量程的上限值。
) 9、在流量测量中，一般来说标准喷嘴造成的压力损失小于标准孔板造成的压力损失。
) 10 、在比例控制系统中引入积分作用的优点是能够消除余差，但降低了系统的稳定性。
) 11 、压力传感器计的安装可选在管道拐弯处。
) 12 、当气源突然消失时，气关阀的开度为全关。
) 13 、用差压流量计测量流量，流量与测量得的差压成正比。
) 14 、在自动控制规律的调整中比例度越小，控制作用越强，余差越大。
) 15 、灵敏度高的仪表精确度一定高。
) 16 、一般来说直能单座阀比直能双座阀泄漏量要少。
)17、补偿导线应与热电偶的电极材料配合使用，热电偶与补偿导线连接片温度不受限制。
) 18 、在控制系统中引入微分作用的优点是能够消除余差，同时提高了系统的稳定性。
) 19 、涡轮流量计其入口直管段的长度一般取管道内径的10 倍以上。
) 20 、热电阻温度变送器输入桥路的主要作用为冷端温度补偿。
填空题1、Ⅲ型控制器接收变送器送过来来的标准测量信号mA 或VDC 。
2、由导压管接至差压计(或变送器)前，必须安装切断阀和平衡阀，构成三阀组。
在启用差压计时，应先开使、导通，再开最后再关闭。
3、一般来说自控系统在干扰作用下，它的过渡过程有、、、，以最稳定，一般可以通过调整参数来实现。
化工仪表与自动化期末复习试卷
化工仪表与自动化期末复习试卷一、选择题（共10题，每题2分，共20分）1.在化工自动化控制系统中，常用的被控制变量是（）。
A. 压力 B. 温度 C. 流量 D. 所有答案都对2.仪表量程为0-100 kPa，输出信号为4-20 mA，那么该仪表的量程比为（）。
A. 25% B. 50% C. 75% D. 100%3.输入信号为0-10 V，需要经过放大器放大到 0-20 mA，那么放大器的倍数是（）。
A. 100 B. 50 C. 10 D. 24.温度传感器的测量原理通常有（）。
A.热电阻 B. 热电偶 C. 热敏电阻 D. 所有答案都对5.在 PID 控制器中，P 是指（）。
A. 比例增益 B. 积分时间 C. 微分时间 D. 所有答案都对6.正比例控制在控制系统中的作用是（）。
A. 补偿控制误差B. 抑制系统振荡C. 提高系统动态响应 D. 提高系统稳定性7.以下哪个不是常见的控制器类型？ A. P 控制器 B. PI 控制器 C. PD 控制器 D. PA 控制器8.HART 是指（）。
A. High Accuracy and Reliability Transmitter B. Highway Addressable Remote Transducer C. Highway Addressable Remote Transmitter D. High-speed Asynchronous Receiver Transmitter9.在自动控制系统中，负反馈的作用是（）。
A. 提高系统稳定性 B. 减小系统的灵敏度 C. 降低系统的动态响应 D. 所有答案都对10.下列哪个不是自动控制系统的特点？ A.自动调节 B. 自动保护 C. 自动监控 D. 手动操作二、填空题（共5题，每题3分，共15分）11.R S-485是一种（）通信接口。
答案：串行12.模拟量的典型测量单位是（）。
(带答案版)化工仪表及自动化习题
化工仪表及自动化习题（2014）一.填空题.1.自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器(中心环节）和执行器组成.2。
自动控制在阶越干扰作用下的过渡过程有:①非周期衰减过程；②衰减振荡过程;③等幅振动过程；④发散振荡过程几种基本形式.3.描述对象特性的参数有：放大系数K、时间常数T、滞后时间τ。
4。
自动控制系统与自动检测、自动操纵等系统相比较最本质的区别为自动控制系统有负反馈。
5.控制阀的理想流量特性主要有直线流量特性、抛物线流量特性、对数流量特性、快开特性等几种。
6.研究对象的特性就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系,这种对象特性的数学模型主要有参量模型和非参量模型两大类。
7。
标准信号是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。
例如,直流电流4～20mA、空气压力0.02～0。
1MPa都是当前通用的标准信号。
8.弹性式压力计是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。
例如弹簧管压力计、波纹管压力计和膜式压力计。
9。
热电阻温度计主要是测量500℃以下的中、低温，目前应用最广泛的热电阻是铂电阻和铜电阻。
10.节流件应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴、文丘里管等.11。
化工自动化是一门综合性的技术学科,它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论和技术服务于化学工程学科。
12.为了实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动控制和自动操纵等方面的内容。
13。
差压式流量计是基于流体流动的节流原理，采用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的,差压式流量计也称为节流式流量计。
14.气动差压变送器中，当液位高度H为0时，变送器输出信号为0。
02MPa 的气压信号,当液位高度H为最高时，变送器输出信号为0.1MPa 。
15。
电气式压力计的种类有霍尔片式压力传感器、应变片式压力传感器、压阻式压力传感器、力矩平衡式压力变送器、电容式压力变送器，霍尔片式弹簧管压力表的核心是：霍尔元件,它是利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势,从而实现压力的间接测量。
《化工仪表及自动化》期末习题 完美版
《化工仪表及自动化》期末复习题班级：姓名：学号：试题：一．填空（每空1分）1．工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度表示，即之差。
2．差压式液位计在使用中会出现、和三种零点迁移问题。
3．差压式流量计通常由、以及组成。
4．温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。
5．用来评价控制系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分别是最大偏差（或超调量）、、、和振荡周期（或频率）等。
6．描述简单对象特性的参数分别有、和。
7．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。
8．前馈控制的主要形式有和两种。
9．衰减振荡过程的品质指标主要有、、、、振荡周期等。
10．对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越大则积分作用越；微分时间越大，则微分作用越。
11．根据滞后性质的不同，滞后可以分为和两类。
12．测量仪表的量程是指与之差。
13．按照使用能源的不同，工业仪表可以分为、两类。
14．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。
15．按照测量原理的不同，压力检测仪表可以分为、、、等。
16．用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。
17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是。
18．化工自动化的主要内容有、、自动操纵和开停车系统、。
19．选择性控制系统可分为、和混合型选择性控制系统，对于选择性控制系统要注意防止现象的发生。
20、常见的传热设备有、、等。
21．两种常用的均匀控制方案包括、。
22．速度式流量计中，应用原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的（平方/平方根）成比例关系。
化工仪表及自动化总复习题目及答案
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;闭环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量,被控变量又对操纵变量产生影响;定值控制系统：给定值为常数；随动控制系统：给定值为变数,要求跟随变化；程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数;2.在阶跃扰动作用下,控制系统的过渡过程有哪几种形式其中哪些形式能基本满足控制要求答：发散振荡过程非振荡发散过程等幅振荡过程衰减振荡过程非振荡衰减过程;在上述五种过渡过程形式中,非振荡衰减过程和衰减振荡过程是稳定过程,能基本满足控制要求;但由于非振荡衰减过程中被控变量达到新的稳态值的进程过于缓慢,致使被控变量长时间偏离设定值,所以一般不采用;只有当生产工艺不允许被控变量振荡时才考虑采用这种形式的过渡过程;3.试述控制系统衰减振荡过程的品质指标及其含义;答:最大偏差超调量：在过渡过程中,被控变量偏离给定值的最大数值;衰减比：表示衰减程度的指标;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;振荡周期振荡频率：过渡过程同向两波峰之间的间隔时间;4.什么是控制系统的方块图它与工艺管道及控制流程图有何区别答：自动控制系统的方块图是由传递方块、信号线带有箭头的线段、综合点、分支点构成的表示控制系统组成和作用的图形;其中：每一个方块代表系统中的一个组成部分,方块内填入表示其自身特征的数学表达式；方块间用带有箭头的线段表示相互间的关系及信号的流向;采用方块图可直观的显示出系统中各组分部分以及它们之间的相互影响和信号的联系,以便对系统特性进行分析和研究;而工艺管道及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;在工艺管道及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;5.在自动化系统中,仪表符号由哪几部分组成,各表示什么意义答：仪表位号由字母组合和回路编号组成：字母组合：首字母――被侧变量,尾字母――仪表功能,中字母――修饰词; 回路编号：首位数――工序号,后续数――顺序号;四、选择题：1．反馈调节系统 C 闭环系统;A. 不一定是B. 肯定不是C. 肯定是D、无法判断2．定值控制系统、程序控制系统、随动控制系统是按什么来划分的C;A. 按自动调节系统的结构B. 按自动调节系统的特性C. 按给定值变化的规律D. 调节系统的结构3. 在研究动态特性时可以将 C 看作系统对象环节的输入量;A. 干扰作用；B. 控制作用；C．干扰作用和控制作用；D．测量仪表的信号4.在下列仪表号位中表示有报警作用的字母为 CA、“C”B、“H”C、“A”D、“I”5.控制系统在阶跃干扰作用下的几种过渡过程中,那种震荡过程是最希望出现的震荡过程 BA、非周期衰减过程B、衰减震荡过程C、等幅震荡过程D、发散震荡过程6.下列哪些参数不是表示过渡过程品质好坏的指标 AA、变差B、余差C、最大偏差D、衰减比7.关于调节系统方块图的说法,不正确的是 B ;A.一个方块代表一个设备；B.方块间的连线代表的是方块间物料关系；C.方块图上的线条及箭头方向不一定与流体流向一致D.方块间连线只代表信号关系8.控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做 B ;A.负反馈B.正反馈C.前馈D.回馈9. 某换热器的温度控制系统设定值是 40 ℃在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图6所示;则该系统的余差、衰减比、最大偏差是 B ;A、1、4: 1、4B、1、4:1、5C、1、5:2、5D、1、5:1、4五、填空题：1. 自动化装置是由测量元件与变送器、自动控制器、执行器、等环节组成;2．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、震荡周期或频率等;六、综合题：1. 某发酵过程工艺操作温度为402C;考虑到发酵效果,控制过程中温度偏离设定值最大不能超过6C;先设计一定值控制系统,在阶跃扰动系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时间按被控变量进入2%新稳态值即达到稳定来确定和振荡周期等过渡过程指标,并回答该系统能否满足工艺要求图5解：由反应曲线可知：最大偏差：℃=A-45=405余差：℃=-C14041=衰减比：第一个波峰值℃-B=44145=第二个波峰值℃=-B41142'=过渡时间：由题要求,被控变量进入新稳态值的%2±就可以认为过渡过程已经结束,那么限制范围应是℃82.0241±=±⨯由图可看出,过渡时间min 23=s T振荡周期：min 13518=-=T作业21． 某化学反应器工艺规定操作温度为900士 10℃;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℃;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 1-19 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：最大偏差：℃50900950=-=A超调量：℃42908950=-=B由于℃10908918'=-=B所以,衰减比2.41042'===B B n 余差℃8900908=-=C振荡周期min 36945=-=T所以,该控制系统能满足题中所给的工艺要求;第二章 过程特性及数学模型一、基本要求1. 了解建立被控对象数学模型的意义及数学模型的建立方法；2. 掌握用机理建模的方法,建立简单对象的数学模型；3. 掌握表征被控对象特性的三个参数——放大倍数K 、时间常数T 、滞后时间τ的物理意义及其对控制质量的影响；4. 了解被控对象特性的实验测定方法;二、常用概念1.被控对象的数学模型：被控对象的动态特性的数学表达式,即被控对象的输出被控量在输入量控制量和扰动量作用下变化的数学函数关系式;2. 通道：由对象的输入变量至输出变量的信号联系;3.被控对象的放大倍数：如果有一定的输入变化量1Q ∆,通过对象就被放大了K 倍变为输出变化量h ∆,则K 称被控对象的放大倍数;4.被控对象的时间常数：对象受到干扰后,被控变量达到新的稳态值所需要的时间;5.被控对象的滞后时间：纯滞后输出变化落后于输入变化的时间与容积滞后因物料或能量传递需要一定时间而引起的输出变化迟缓之和;三、选择题1.一般认为,经过 A 时间后,动态过程便结束了;A. 3T ；B. T ；C. 5T ； D ．10T2.在描述对象特性参数的滞后时间时,下列说法错误的是 C ;A. 传递滞后又称为纯滞后；B. 容量滞后一般是由于物料和能量传递需要通过一定的阻力引起的；C. 容量滞后是有些对象在受到阶跃输入后,再经过一段时间时间后被控变量才开始变化；D. 滞后时间包括可分为容量滞后和纯滞后时间;四、填空题1. 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机理,通过物料和能量平衡关系,用机理建模的方法求取过程的数学模型;2.描述对象特性的三个参数是放大系数、时间常数 和滞后时间 ,如果时间常数越大,系统的响应速度越慢,系统的稳定性越好;3.过程特性是指被控过程的被控对象的输入变量发生变化时,其输出变量随时间变化的规律;4.由于物料或能量的传递需要通过一定的阻力导致的滞后称为容量滞后;五、综合题：1. 为了测量某物料干燥筒的对象特性,在T ＝0时刻突然将加热蒸汽量从25m 3/h 增加到28m 3/h,物料出口温度记录仪得到的阶跃响应曲线如图所示;试求出该对象的特性;已知流量仪表量程为0～40m 3/h,温度仪表为0～200℃图 干燥筒的阶跃响应曲线解：由阶跃应曲线可看出该回想具有一阶纯滞后特性： 放大倍数2402528200120150=--=K 时间常数min 4=T滞后时间min 2=τ作业11.已知一个对象特性是具有纯滞后的一阶特性,其时间常数为5,放大系数为10,纯滞后时间为2,试写出描述该对象特性的一阶微分方程;解：根据题意可知则起一阶微分方程为:第三章 检测仪表与传感器一、基本要求1．掌握仪表精度的意义与测量误差的关系;2．了解仪表的性能指标;3．初步掌握各种压力检测仪表的基本原理及压力表的选用方法;4．了解各种流量计的测量原理;重点是差压式流量计及转子流量计;5．了解各种液位测量方法;初步掌握液位测量中零点迁移的意义及计算方法;6．掌握热电偶温度计及热电阻温度计的测温原理;熟悉热电偶温度测量中的冷端温度补偿的作用及方法;7．了解DDZ-Ⅲ型显示仪表的基本结构及原理;二、常用概念1.精度：测量值与真值的接近程度;2.绝对误差：指仪表指示值i x 与被测量的真值t x 之间的差值,可表示为t i x x -=∆;3.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0x ,可表示为0x x -=∆;4.相对百分误差：绝对误差折合成仪表测量范围的百分数,可表示为%100max ⨯-∆=测量范围下限值测量范围上限值δ; 5.允许相对误差：在正常情况下允许的最大误差,可表示为%100⨯-±=测量范围下限值测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ; 6.仪表精度等级：用来统一规定仪表的精确度等级;7.灵敏度：仪表指针的线位移或角位移,与引起这个位移的被测参数变化量的比值,可表示为xa S ∆∆=; 8.灵敏限：指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量;9.分辨力：指数字显示器的最末位数字间隔所代表的被测参数变化量;10.线性度：表征线性刻度仪表的输出量与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度;11.反应时间：用来衡量仪表能不能尽快反映出参数变化的品质指标;三、问答题：1. 工业压力计按敏感元件通常可以分为哪几种类型试简述各种压力计的工作原理; 答:（1）液柱式压力计：根据流体静力学原理,将被测压力转换成液柱高度进行测量的；（2）活塞式压力计：根据液压原理,将被测压力转换成活塞上所加平衡祛码的质量来进行测量的；（3）弹性式压力计：将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的；（4）电气式压力计：通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来进行测量的;2.试述压力计选型的主要内容及安装注意事项;答：（1）仪表类型选择：类型选用必须满足工艺生产要求;（2）量程与盘面选择：根据操作中需测量的参数大小来确定;（3）精度选择：根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定;注意：取压位置与隔离;3.试述流量计的分类及其工作原理;答：（1）速度式流量计：以测量流体在管道内的流速作为测量的依据来计算流量;（2）压差流量计：基于流体流动的节流原理,在节流面积不变的情况下,以压差变化来反应流量的大小;（3）转子流量计：以压降不变,利用节流面积的变化来测量流量的大小;（4）电磁流量计：根据电磁感应定律,在非磁性管道中,利用测量导电流体平均速度而显示流量;（5）超声波流量计：利用声学原理来测定流过管道的流体的流速;（6）涡轮流量计：利用在一定流量范围内,对一定的流体介质黏度,涡轮旋转的角速度与流体的流速成正比来反应流量;（7）容积式流量计齿轮流量计、活塞流量计：利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分,根据计量室逐次、重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流量体积总量;（8）质量流量计：以流体流过的质量M为依据计算流量;（9）间接质量流量计：通过测量体积流量和流体密度经计算得出质量流量,这种方式又称为推导式;（10）直接质量流量计：由检测元件直接检测出流体的质量流量;4.试述物位计的分类及其工作原理;答：（1）直读式物位计：主要有玻璃管液位计,玻璃板液位计;（2）浮力式物位计：利用浮子高度随液位变化而改变或液体对浸沉于液体中的浮子的浮力随液位高度而变化的原理工作;（3）压差式物位计：利用液柱或物料堆积对某定点产生压力的原理工作;（4）电磁式物位计：使物位的变化转换为一些电量的变化,通过测量这些电量的变化来测知物位;（5）核辐射式物位计：利用辐射透过物料时,其强度随物质层的厚度而变化的原理工作;（6）超声波物位计：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波的反射距离的不同,测出这些变化就可测知物位;（7）光电式物位计：利用物位对光波的遮断和反射原理工作;5.试述温度测量仪表的种类及其工作原理;答：1接触式温度计：测温元件与被测介质直接接触,两者进行充分的热交达测温目的;①膨胀式温度计：根据物体受热时体积膨胀的原理工作;②玻璃液体温度计：当温度变化时,玻璃球中的液体体积会发生膨胀或收缩,使进入毛细管中的液柱高度发生变化,从刻度上可指示出温度的变化;③双金属温度计：利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的;④压力式温度计：根据在封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化的原理工作;⑤热电偶温度计：根据热电效应原理工作;⑥热电阻温度计：根据导体或半导体电阻值随温度的变化关系的原理工作;2非接触温度计：测温元件与被测介质不接触,通过辐射或对流实现热交换来测温;①辐射温度计：根据物体辐射的能量来测量温度;②红外温度计光电温度计、热电温度计：一切温度高于零度的物体都在不停向周围四周发出红外辐射能量;四、选择题：1．级仪表的精度等级可写为： AB. ±级C. +级D.2. 下列不属于节流装置的是 D ;A、孔板；B、喷嘴；C、长径喷嘴D、阿纽巴管3．温度越高,铂、镍、铜等材料的电阻值越 A ;A. 大B. 小C. 不变D. 不一定4．双金属温度计的感温元件,测量温度时必须是 BA 浸液1/2；B 全部浸液；C 浸液2/3；D 浸入任何长度5.关于压力计安装的描述错误的是 AA. 要选择测量介质拐弯处安装；B. 测量流动介质时,应使取压点与流动方向垂直安装；C. 测量液体压力时,取压点应安装在管道下部；D. 测量蒸汽压力时应安装凝液管;6.下列仪表中属于恒压降的仪表是 D ;A.孔板流量计B.文丘里管式流量计C.电磁流量计D.转子流量计7.在下列物位检测仪表中,能够检测出两种不同液体界面的仪表是 CA.压差式物位仪表B.压力式物位仪表C.电容式物位仪表D.称重式液罐计量仪8.在下列物位检测仪表中,不与被测物体发生实际接触并可以检测物位的仪表是B ;A.称重式液罐计量仪B.核辐射物位仪表C.压差式物位仪表D.电容式物位仪表9.在下列工业用流量计中,属于容积式流量计的是 C ;A. 转子流量计B. 电磁流量计C. 椭圆齿轮流量计D. 科里奥利力式流量计10.测量稳定压力时,被测介质的最大工作压力不得超过仪表量程的 C ;／2；／3；／3；／511.关于压力测量仪表的下列描述中,错误的是 D ;A. 液柱式压力计是根据流体静力学的原理,将被测压力转换成为液柱高度进行测量的；B. 弹性式压力计利用弹性元件变形的位移进行测量的；C. 电气式压力计是将压力转换为电量来进行测量的；D. 活塞式压力计是将压力转换为活塞位移来进行测量的;12. 热电偶信号,在采集过程中,实质上是 C ;A 电流信号；B 热电阻信号；C 电压信号；D 数字信号;13.关于温度检测仪表的下列描述中错误的是 C ;A. 玻璃管温度计属于膨胀式温度计的一种；B. 测量的温度大于600度的温度计为高温计；C. 热电偶是由两种不同的金属材料构成的,不同材料构成的热电偶在相同的触点温度下所产生的电势相同；D.在热电偶回路中引入第三种导线对热电偶所产生的电势无影响;14.热电偶输出电压与 B 有关;A. 热电偶两端温度B. 热电偶两端温度和电极材料C.热电偶热端温度D.热电偶两端温度、电极材料及长度15.镍铬－镍硅热电偶的分度号是 C ;A、EB、SC、KD、B16.关于用热电偶与补偿导线配接进行温度测量时,以下说法不正确的是 CA、热电偶与补偿导线应该配接B、补偿导线也有极性C、采用了补偿导线后可以不进行冷端温度补偿D、在一定温度范围内,热电偶与补偿导线有近似相同的热电特性17.一台安装在设备内最低液位下方的压力式液位变送器,为了测量准确,压力变送器必须采用 A ;A、正迁移B、负迁移C、无迁移D、不确定18. 差压式液位计进行负向迁移后,其量程 C ;A、变大B、变小C、不变D、视迁移大小而定19. 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 C 在改变;A、电极电容B、电极电感C、电极面积D、电极能量20. 一台1151压力变送器量程范围为0～3OOkPa,现零位正迁50％,则仪表的量程为 B ;A．150kPa B．300kPa C． 450kPa D．250kPa五、填空题1. 某温度表的精度为级,其测量下限是50℃,上限是850℃;则此表的量程是 800℃；测量范围是 50~850 ℃；允许相对百分误差是±%；最大绝对误差是4℃;2.热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有冷端温度保持0℃、冷端温度修正法、校正仪器零点法、补偿电桥法、补偿热电偶法五种;3.弹簧管压力表是利用输入压力产生_位移量与被测压力相平衡来测量的;4.差压式流量计是利用节流_原理测量流量的;5.电容式差压变送器的测量部分是先将压差转变成位移 ,然后再变成_电容量变化作为转换部分的输入;6.液位变送器测量进行零点迁移时只改变_ 测量范围_,不改变量程;7. 在常用的热电偶温度计中,精度较高的是S热电偶,线性最好的是K热电偶,灵敏度较高的是E热电偶;8．常用的热电阻材料是金属铜和铂,分度号是cu-50、cu-100,pt-10、pt-100,线性好的是铜热电阻,它适于测量较低温度;9.热电偶是基于热点效应原理工作的;六、综合题：1. 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答：由热电偶测温原理知道,只有当热电偶冷端温度保持不变时,热电势才是被测温度的单值函数;但实际应用中,由于热电偶的工作端与冷端离得很近,而且冷端又暴露在空间,易受到周围环境温度波动的影响,因而冷端温度难以保持恒定;当然也可以把热电偶做得很长,使冷端远离工作端,但是这样做会多消耗许多贵重金属材料;解决这一问题的方法是采用一种专用导线,将热电偶的冷端延伸出来,这种专用导线称为“偿导线”;补偿导线不能进行冷端补偿,因为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,冷端温度还不是0摄氏度;进行冷端温度补偿的方法有以下几种：(1)冷端温度保持为0℃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;2.某压力仪表的测量范围是100～1100Pa,其精度为级,则这台表的量程是多少允许相对百分误差是多少最大绝对误差是多少解：量程为Pa-1100=1000100基本误差有仪表的精度可知%5.0最大绝对误差为：Pa±⨯=%1000±55.0允许误差为%5.03.一台测温仪表,其测温范围为0～300 ℃,已知其最大绝对误差为±2℃,则其精度等级为多少解：依题意得,仪器的相对百分误差为：因此,其精度等级为级4.有一台测压仪表,其标尺范围为0～400 KPa,要求测量时最大绝对误差不超过5 KPa ,则应该选择精度等级为多少的仪表才能满足要求;解：依题意得,仪器的相对百分误差为：所以应该选择级的仪表才能满足要求;作业20．某压力表的测量范围为 0~1MPa,精度等级为 1 级,试问此压力表允许的最大绝对误差 是多少若用标准压力计来校验该压力表,在校验点 时,标准压力计上读数为,试问被校压力表在这一点是否符合 1 级精度,为什么解:最大绝对误差()MPa 01.0%101max =⨯-=∆在校验点为处,校验得到的绝对误差为：在MPa 01.0±范围之内,所以被校验压力表在这一点符合1级精度;第四章 自动控制仪表一、基本要求1．掌握各种基本控制规律及其特点;2．熟悉比例度、积分时间、微分时间对控制系统的影响;3．了解DDZ-Ⅱ型和DDZ-Ⅲ型控制器的特点和基本组成;二、常用概念1.基地式控制仪表:由检测器和显示器组装成的一个整体,同时具有检测,控制,显示等功能的仪表;2.单元组合式控制仪表：根据其功能不同分成若干单元,每个单元只完成其中一种功能;3.控制器的控制规律：控制器的输入信号与输出信号之间的关系;4.双位控制：控制器只有两个输出值,相应的控制机构只有开和关两个极限位置,又称开关控制;5.放大倍数K P ：是一个可调的放大倍数,它决定了比例控制作用的强弱;6.比例度δ：指控制器输入变化相对值和相应的输出变化相对值之比的百分数;7.无干扰切换：指在自动-手动切换时,控制器输出不变,因此生产过程不会有扰动;三、问答题1. 控制系统按控制规律可以分为哪几类各类控制规律的特点是什么答：（1）双位控制系统：控制器只有两个输出值,相应的控制机构只有开和关两个极限位置;（2）比例控制系统：即输出信号与输入信号之间成比例关系的控制系统,一种最简单的控制方式,仅有比例控制时系统输出存在稳态误差;（3）积分控制系统:反应慢,控制不及时,但能消除余差;（4）微分控制系统：动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳.其原因是由于存在有较大惯性组件环节或有滞后delay 组件,具有抑制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化;（5）比例积分控制系统：积分作用使控制器的输出和偏差的积分成比例,故过度过程结束时无余差,但是加上积分作用,稳定性降低;积分作用时增大比例度,可保持稳定性,但超调量和振荡周期增大,过度时间增长. 此控制器是适用最多的,它适用于调节通道滞后较小,负荷变化不大,工艺要求不能有余差的系统;（6）比例微分控制系统：它所产生的控制作用不仅反映了系统的静态误差, 同时还反映了误差信号的变化率,因此微分使控制信号提前作用,使系统的响应振荡减 轻,过渡过程加快,对系统的稳定性有利;（7）比例积分微分控制系统：这种控制器既能快速进行控制,又能消除余差,具有较好的控制性能;2. 试述PID 控制的数学模型及参数意义;答：比例积分微分控制规律为：p 为输出变化量；p K 为放大倍数即比例增益；e 为输入信号的偏差；I T 为积分时间即控。
化工仪表及自动化期末复习题
化工仪表及自动化期末复习题一、单项选择题1．由于仪表内部元件老化引起的误差称为( )。
A .疏忽误差B.缓变误差C •随机误差D .系统误差2. 弹簧管压力表指针轴上之所以要装上游丝，其目的是为了消除传动机构之间的间隙，减小仪表的( )。
A .变差B.反应时间C.灵敏度 D .灵敏限3. EJA 智能变送器主要由膜盒组件和()组成。
A .输入放大电路B.智能转换部件C.输出放大电路 D .精度补偿传感器4. 铂热电阻的测温范围是( )。
A. 0C 〜100°CB. 一50C 〜150CC. 一200C一500C D . 一200C 〜850C5．在孔板和文丘里管两种节流装置中，若差压相同，则两者的压力损失( )A ．孔板大B ．文丘里管大C .一样D .不确定6．定值控制系统是( )固定不变的闭环控制系统。
A .测量值B.偏差值C.输出值 D .给定值7．自动控制系统中常用来表示动态特性的表示方法有三种，其中( )是最原始最基本的方法A ．微分方程法B ．传递函数法C.阶跃响应法 D .方块图法8．在调节系统中，调节器的积分作用加强，会使系统( )变坏。
A .余差B.最大偏差C ．稳定性D ．超调量9．在自动调节系统中比例调节的结果常常会产生( )。
A .误差B.偏差C ．余差D ．静差10．通常串级调节系统主调节器正反作用选择取决于( )。
A ．调节阀B ．副调节器C ．副对象D ．主对象11 ．在自控系统中，确定调节器、调节阀、被控对象的正、反作用方向必须按步骤进行，其先后排列次序为( ) 。
A ．调节器、调节阀、被控对象B ．调节阀、被控对象、调节器C ．被控对象、调节器、调节阀D ．被控对象、调节阀、调节器12．串级控制系统设计中，副回路应包含( ) 。
A ．较多干扰B ．主要干扰C ．特定的干扰D ．主要干扰和尽量多的干扰13．单纯前馈控制系统是一种对( ) 进行补偿的控制系统A ．测量值与给定值的偏差B ．被控变量的变化C ．干扰量的变化D ．特定干扰的变化14．以下简称中，常用来表示模拟输入、输出信号的是( )。
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《化工仪表及自动化》期末复习题一．填空（每空1分）1．工程上所用的压力指示值多为表压，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度表示，即大气压力与绝对压力之差之差。
2．差压式液位计在使用中会出现三种零点迁移问题。
3．差压式流量计通常由4度测量的。
567．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入积分作用可以消除余差，而加入微分作用可以起到“超前控制”的效果。
8两种。
9．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、振荡周期等。
10．对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越大则积分作用越弱；微分时间越大，则微分作用越强。
11．根据滞后性质的不同，滞后可以分为12．测量仪表的量程是指测量范围上限值与测量范围下限值之差。
13．按照使用能源的不同，工业仪表可以分为气动仪表、电动仪表两类。
15。
16．用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为泵，而输送气体并提高其压头的机械称为风机或压缩机。
17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用20~100KPa 的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是4~20mA DC 。
18．化工自动化的主要内容有自动检测系统、自动信号和联锁保护系统、自动操纵和开停车系统、自动控制系统。
19．选择性控制系统可分为开关型选择性自动控制系统、连续型选择性控制系统和混合型选择性控制系统，对于选择性控制系统要注意防止积分饱和现象的发生。
20、常见的传热设备有换热器、加热炉、锅炉等。
21．两种常用的均匀控制方案包括简单均匀控制、串级均匀控制。
22．速度式流量计中，应用电磁感应原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为漩涡流量计，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的平方根（平方/平方根）成比例关系。
23．比例度对过渡过程的影响规律是比例度越大，过渡过程曲线越平稳，但余差也越大，比例度越小，余差减小，但过渡过程曲线越振荡25．某换热器温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示，温度给定值为200℃，该控制系统的最大偏差为30℃，余差为5℃，衰减比为5∶1 。
期末复习题《化工仪表及自动化》
31．离心泵的流量控制方案有以下三种：控制泵的出口阀门开度、 32．离心式压缩机产生喘振现象的主要原因是压缩机的吸气量 1
（大于、小于或等于）极限排气量引起的，
防喘振控制方案有固定极限流量法和 二、简答 1．简述化工自动化的主要内容。
。
2．简述离心泵的流量控制方案有哪几种？
3．什么是负反馈？
4．用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？常用的冷端温度补偿方法有那些？
化工仪表及自动化期末复习试题
一、填空 1．工程上所用的压力指示值多为 空度表示，即 2．差压式液位计在使用中会出现 3．差压式流量计通常由 4． 、 ，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真 之差。 、 以及 和 三种零点迁移问题。 组成。 温度计是利用
温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而
p p1 p 2 1 gH 2 g (h1 h2 ) （2 分）
当 H=0 时， p 所以，需要进行零点迁移，应进行负迁移，迁移量为 2 g ( h2 3、由曲线可知：最终稳态值位 41℃，设定值 40℃； 最大偏差＝45－40＝5℃ 余差＝41－40＝1℃ 第一波峰值 B=45-41=4℃ 第二波峰值 B’＝42－41＝1℃ 衰减比＝B/B’=4:1 过渡时间 23min 振荡周期 ＝18－5＝13min 4、当不考虑迁移量是，变送器的测量范围根据液位的最大变化范围来计算 Δpmax＝Hρg＝3*900*9.81＝26487Pa＝26.487kPa 所以测量范围可选为０-３０ｋＰａ 如图所示，当液位高度为 H 时，差压变送器正、负压室所受压力 p1, p2 分别为 p1=p0+ Hρg-h1ρ0g p2=p0+(h2-h1)ρ0g 因此，差压变送器所受的压差为： Δp＝p1－p2＝Hρg－h2ρ0g 由上式可知，当 H=0 时，Δp＝－h2ρ0g<0，为负迁移，其迁移量为 h2ρ0g 9
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《化工仪表及自动化》期末复习题班级：姓名：学号：试题：一．填空（每空1分）1．工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度表示，即之差。
2．差压式液位计在使用中会出现、和三种零点迁移问题。
3．差压式流量计通常由、以及组成。
4．温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。
5．用来评价控制系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分别是最大偏差（或超调量）、、、和振荡周期（或频率）等。
6．描述简单对象特性的参数分别有、和。
7．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。
8．前馈控制的主要形式有和两种。
9．衰减振荡过程的品质指标主要有、、、、振荡周期等。
10．对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越大则积分作用越；微分时间越大，则微分作用越。
11．根据滞后性质的不同，滞后可以分为和两类。
12．测量仪表的量程是指与之差。
13．按照使用能源的不同，工业仪表可以分为、两类。
14．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。
15．按照测量原理的不同，压力检测仪表可以分为、、、等。
16．用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。
17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是。
18．化工自动化的主要内容有、、自动操纵和开停车系统、。
19．选择性控制系统可分为、和混合型选择性控制系统，对于选择性控制系统要注意防止现象的发生。
20、常见的传热设备有、、等。
21．两种常用的均匀控制方案包括、。
22．速度式流量计中，应用原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的（平方/平方根）成比例关系。
23．比例度对过渡过程的影响规律是比例度越，过渡过程曲线越平稳，但余差也越大，比例度越，余差减小，但过渡过程曲线越振荡24、工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用或真空度表示。
25．某换热器温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示，温度给定值为200℃，该控制系统的最大偏差为，余差为，衰减比为。
图126．用镍铬-铜镍热电偶测温，设备的温度为900℃（对应的分度表热电势为68783μV），自由端的温度为30℃（对应的分度表热电势为1801μV），测得的热电势应为。
27．在精馏塔控制系统中，可以改变的变量有进料流量、塔顶冷回流流量、塔底再沸器加热蒸汽流量，要控制塔顶馏出物的组分应选择作为操纵变量，要控制塔底馏出物的组分应选择作为操纵变量。
28．控制器参数工程整定的常用方法有、和经验凑试法。
29．某台DDZ-III型比例积分控制器，控制器为正作用，比例度为100%，积分时间为2min。
稳态时，输出为5mA。
某瞬时，输入突然增加了0.2mA，此时刻输出瞬间变化到；经过5min后，输出又将变化到。
30．比值控制系统中，要求不仅可以实现比较精确的流量比值，而且确保两物料总量基本不变，应采用。
31．离心泵的流量控制方案有以下三种：控制泵的出口阀门开度、以及；32．离心式压缩机产生喘振现象的主要原因是压缩机的吸气量（大于、小于或等于）极限排气量引起的，防喘振控制方案有固定极限流量法和。
二．简答1．试分别写出QDZ型气动单元组合仪表和DDZ-II型、DDZ-III型电动单元组合仪表的信号范围。
（6分）2．列举一种容积式流量计，三种速度式流量计，一种直接式质量流量计。
（10分）3．简述化工自动化的主要内容。
（8分）4．什么是串级控制系统的主控制器和副控制器？请画出串级控制系统的方块图。
（10分）5．简述离心泵的流量控制方案有哪几种？（6分）6．什么是反馈？什么是负反馈？（6分）7．用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？常用的冷端温度补偿方法有那些？（6分）8．什么是控制器的参数整定？工程上常用的控制器参数整定有几种方法？（6分）9．控制阀的流量特性是什么？何为控制阀的理想流量特性？控制阀的理想流量特性有哪几种？（6分）10．前馈控制具有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质？（6分）11、什么是精馏塔的温差控制和双温差控制？（6分）12、试述比例(P)、积分(I)、微分(D)控制规律的定义及其各自特点？（6分）13．简述操纵变量的选择原则是什么？（6分）14．简述放大系数、时间常数的定义。
（6分）15．常用的热电偶有哪几种？什么是补偿导线？（6分）16．什么叫控制器的无扰动切换？（2分）17．简述单回路控制系统由哪些环节组成？试画出单回路控制系统的典型方块图。
（6分）三．计算1．某台测温仪表的测量范围是200～700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为+4℃，试确定该仪表的精度等级。
（5分）2．用差压变送器来测量液位时，在变送器正、负压室与取压点之间装有隔离罐，测量方式如图2所示，若被测介质密度为ρ1，隔离液密度为ρ2，问有无迁移？何种迁移？迁移量多少？（10分）h2图23．试定性画出在阶跃输入信号时的比例(P)控制器和比例积分(PI)控制器的响应曲线，要求在响应曲线上标明比例放大系数Kp和积分时间Ti。
（15分）4．某发酵过程工艺规定操作温度为（40±2）℃。
考虑到发酵效果，控制过程中温度偏离给定值最大不能超过6℃。
现设计一定值控制系统，在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图3所示。
试确定该系统的最大偏差、衰减比、余差、过渡时间和振荡周期等过渡过程指标，并回答该系统是否能够满足工艺要求？（10分）图35．用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位，如图4所示。
已知被测液位的变化范围是0~3m，被测介质密度ρ=9003/mkg，毛细管内工作介质密度ρ0=9503/mkg。
变送器的安装尺寸为h1=1m，h2=4m。
求变送器的测量范围，并判断零点迁移方向，计算迁移量。
当法兰式差压变送器的安装位置升高或者降低时，问对迁移量有什么影响？（10分）+-HP0ρ0ρh1h2图4 法兰式差压变送器测量液位6．现用一支镍铬—镍硅热电偶来测量某换热器内的温度，其冷端温度为30℃，显示仪表为动圈仪表，此仪表的机械零位为0℃，这时指示值为400℃，若认为换热器内的温度为430℃，对不对？为什么？正确值为多少？（10分）已知条件：（1）=)0,400(E28.943mV（2）=)0,30(E 1.801mV（3）=)0,422(E 30.744mV7．（15分）如果有一台压力表，其测量范围为0~10MPa ，经校验得到下列数据(1) 分别求出该压力表正反行程的最大绝对误差值；（5分）(2) 根据正反行程的最大绝对误差值，该压力表的精度等级应为多少；（5分） (3) 求出该压力表的变差；（3分）(4) 根据变差的大小，问该压力表是否还能符合(2)中确定的精度等级。
（2分） （我国规定的仪表等级有0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5等）8．（10分）一台精度等级为0.5级，测量范围为600～1200℃的电子电位差计，问：（1）它的最大允许绝对误差是多少？（5分）（2）校验时，如其中的某一点最大绝对误差是4℃，问此表是否合格？（5分）9．测量高温液体（指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况）时，在负压管上装有冷凝罐（图5），已知被测液位H 变化范围为m 2~0，被测介质密度3kg/m 1000ρ=，变送器安装尺寸为m 3h 1=，m 5h 2=，大气压MPa 0.1013p 0=，问这时用差压变送器来测量液位时，要不要迁移？如要迁移，迁移量应为多少？（8分）图510．某合成氨厂合成塔的压力变化范围为11~14MPa ，较为平稳，要求测量误差不得大于0.4MPa 。
工艺上要求就地指示，并能高低限报警。
试选用一台压力表，指出其类型、量程和精度。
可供选用的压力表量程规格为0～10、0～16、0～25M 、0~40、0~60MPa ，精度等级为1.0, 1.5, 2.5。
（9分）h 211．某被测压力变化范围为1.0~1.6Mpa，较为平稳，要求测量误差不得大于0.05MPa，就地指示压力表示值，试选用一台压力表，指出其类型、量程和精度。
可供选用的压力表量程规格为0～1.6、0～2.5、0～4.0MPa，精度等级为1.0, 1.5, 2.5。
（10分）12．某台测温仪表的测量范围是0～1000℃，出厂时经校验，其刻度标尺上的各点测量结果为(1) 求出该测温仪表的最大绝对误差值；(2) 确定该测温仪表的精度等级；(3) 如果工艺上允许的最大绝对误差为±8℃，问该测温仪表是否符合要求？（我国规定的仪表等级有0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5等）（10分）13．测量高温液体（指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况）时，在负压管上装有冷凝罐（见图6），问这时用差压变送器来测量液位时，有无迁移？何种迁移？迁移量多少？（10分）h2图6四．分析1．某贮槽，其进口流量来自上一工序，不可控，控制目标是保证贮槽的液位恒定，为此设计一简单液位控制系统，如图7所示，试问：(1) 画出简单控制系统的方块图。
（6分）(2) 指出该系统中的被控对象、被控变量、操纵变量和主要扰动变量。
（4分）进口流量图72、乙炔发生器是利用电石和水来产生乙炔气的装置。
为了降低电石消耗量，提高乙炔气的收率，确保安全生产，设计了图8所示的温度控制系统。
工艺要求乙炔发生器的反应温度控制在（80±1）℃。
试画出该温度控制系统的方块图，并指出图中的被控对象、被控变量、操纵变量以及可能存在的扰动。
（10分）图83、（10分）图9为一精馏塔的塔釜液位于塔底产品流量的串级均匀控制系统。
（1）画出该控制系统的方框图（5分）（2）简述该系统与一般串级控制系统的异同点（5分）图94、（15分）某聚合反应釜内进行放热反应，釜内温度过高会发生事故，为此采用夹套水冷却。
由于釜温控制要求较高，故设置控制系统如图10所示(1) 这是什么类型的控制系统？（5分）（2）其主变量和副变量是什么？（5分）(3) 选择控制阀的气开、气关型式和主、副控制器的正反作用。
（5分）图105、（10分）图11所示为甲苯-二甲苯精馏塔控制流程图。
（1）试简述图中各控制系统的作用（5分）（2）图11中是按精馏段指标进行控制的方案，试简述按精馏段指标进行控制的方案适用于哪些情况？（5分）图116．（12分）图12为贮槽液位控制系统，为安全起见，贮槽内液体严格禁止溢出，试在下述两种情况下，分别设计简单控制系统，画出系统的控制流程图；确定执行器的气开、气关形式及控制器的正、反作用。