化工仪表及自动化

化工仪表及自动化——简答题详解

第一章

3.闭环控制系统和开环控制系统有什么不同？

答：闭环控制系统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。从信号传递关系上看，构成了一个闭合回路。开环控制系统是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。从信号传递关系上看，未构成闭合回路。

4.自动控制系统主要有哪些环节组成？

答：自动控制系统主要有三个环节组成：检测、运算、执行

10.什么是干扰作用？什么是控制作用？是说明两者关系。

答：干扰作用是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；控制作用是通过对被控变量的测量得到测量值，使其与给定值比较，得出偏差信号。两者关系是控制作用的一部分职能就是减小或消除干扰对被控变量的影响。

12.什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中的重要意义？

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。

第二章

2.何谓对象的数学建模？静态数学模型与动态数学模型有什么区别？

答：对象的数学模型指对象特性的数学描述。

静态数学模型：描述的是对象在静态时的输入量与输出量之间的关系；

动态数学模型：描述的是对象在输入量改变以后输出量的变化情况。

4.建立对象的数学模型有哪两类主要方法？

答：机理建模、实验建模。

9.为什么说放大系数K是对象的静态特性？而时间常数T和滞后时间τ是对象的动态特性？

答:放大系数K反映的是：对象处于稳定状态下的输出和输人之间的关系。

时间常数T 是指：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间

滞后时间τ是指：对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速地变化这种现象的参数。

11.已知一个对象特性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式。

第三章

1.什么叫测量过程？

答：测量过程实际上都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？各是什么意义？

答：（1）测量误差：由仪表读的被测值与测量值之间，总是存在一定的差距

（2）表示方法：绝对误差和相对误差

绝对误差：指仪表指示值和被测量的真值之间的差值，∆=x-x0。

相对误差：某一点的绝对误差与标准表在这一点的指示值x0之比，y=∆/x0。

4.何谓仪表的精度等级？

答：仪表的精确度简称精度，是用来表示仪表测量结果的可靠程度。将仪表的允许相对误差去掉±号及%号，便可以用来确定仪表的精度等级。

20.某压力表的测量范围为0～1MPa ，精度等级为1.0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，在校验点为0.5MPa 时，标准压力计上读数为0.508MPa ，试问被校压力表在这一点是否符合1级精度，为什么?

解 压力表允许的最大绝对误差为

∆max =1.0MPa ⨯1.0%=0.01MPa

在校验点0.5MPa 处，绝对误差为

∆=0.5-0.508=-0.008(MPa)

该校验点的测量误差为

%57.1%100508.0008.0-=⨯-=δ

故该校验点不符合1.0级精度。

50.什么是液位测量时的零点迁移问题?怎样进行迁移?其实质是什么?

答：（1）当被测液位为零时，将差压变送器输出零点所对应的输入差压由零迁移到某一不为零的数值，称为液位测量时的零点迁移。

（2）采用零点迁移的办法就能达到目的，调节仪表上的迁移弹簧，抵消固定压差的作用。

（3）实质：零点迁移实质就是改变变送器零点，改变测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，而不改变量程的大小。

74.什么是软测量技术？

答：软测量技术也称为软仪表技术。概括地讲，就是利用易测过程变量（辅助变量），依据这些易测过程变量与难以直接测量的待测过程变量（主导变量）之间的数学关系（软测量模型），通过各种数学计算和估计方法，实现对待测过程变量的测量。

75.现代传感技术发展的显著特征是什么？

答：现代传感器技术发展的显著特征：研究新材料，开发利用新功能，使传感器多功能化、微型化、集成化、数字化、智能化。

第四章

1.什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？

答：所谓控制规律是控制器的输出信号P与输入信号e之间的关

系。P=f(e)

基本控制规律有：位式控制、比例控制、积分控制、微分控制

3.比例控制规律是怎样的？什么是比例控制的余差？为什么比例控制会产生余差？

答：（1）规律是：控制器的输出信号p与其输入信号e成正比。（2）控制过程结束后，新稳态值与给定值之间的差值就叫余差。（3)由比例控制本身的特性所决定的。因为比例控制作用是与偏差成比例的，只有偏差存在，才能产生控制作用。

8.什么是积分时间T i？积分时间对控制过程的影响。

答：（1）积分时间是控制器消除偏差的调整时间，只要有偏差存在，输出信号将随时间增大（或减小）。只有当偏差为零时，输出停止变化，保持在某一值上。

（2）在实际的控制器中，常用积分时间T i来表示积分作用的强弱，在数值上，T i=1／K i。显然，T i越小，K i就越大，积分作用就越强，反之亦然。