化工仪表习题课 合肥工业大学
化工自动化及仪表习地的题目与答案详解华理
《化工自动化及仪表》补充习题与答案1.某物料加热后与添加料混合，工艺要求混合时物料温度θo稳定，工艺采用改变换热器蒸汽流量Qs来稳定罐内温度θo 。
影响θo的因素有：阀前蒸汽压力Ps，冷物料流量Qi 和温度θi ，环境温度θc等。
1）画出温度控制系统的方块图；2）指出该控制系统的被控变量、操纵变量、被控对象及扰动；3）若蒸汽阀前压力Ps突然变大时，简述该系统的控制过程。
解：添加剂1）略2）罐内温度θo ；蒸汽流量Qs；混合罐；阀前蒸汽压力Ps，冷物料流量Qi和温度θi ，环境温度θc3）Ps↑→Qs↑→θo↑→e↑→Qs↓2. 图a为流量控制系统，主要克服阀前压力P1波动来稳定流量Q1 。
图b是储槽液位控制系统，主要克服Q2流量变化的扰动，保持液位稳定。
1）指出两图中的各控制系统的被控变量、操纵变量、被控过程及主要扰动；2）若采用图a系统来控制液位，试比较与图b系统的不同点。
图a 图b解：1)图a：Q1；Q1；管道；P1图b：h；Q1；储液槽；Q1、Q22)前馈a：开环控制，控制及时b：闭环控制，控制不及时3．某换热器的温度控制系统（设定值是30℃）在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。
试分别求出衰减比、最大偏差、余差、回复时间。
30354575T/解：1）n='B B =35453575--=4 2）|e max |=|B+C |=B-r=75-30=453）e （∞）=r-y （∞）=30-35=-5 4）估测：32min4. 已知某换热器被控变量是出口温度θ，操纵变量是蒸汽流量Q 。
在蒸汽流量作阶跃变化时，出口温度响应曲线如图所示。
该过程通常可以近似作为一阶滞后环节来处理。
试估算该控制通道的特性参数K 、T 、τ。
4043解：1）放大系数100-11040-43=0.32）时间常数的θ所对应的时间）3）纯滞后τ=1min5. 如果用K 热电偶测量温度，其仪表指示值是600℃，而冷端温度是65℃，则实际温度是665℃，对不对？若不对，正确值应为多少，为什么？ 解答：不对。
化工仪表模拟考试题与参考答案
化工仪表模拟考试题与参考答案1、自动化控制系统主要由两大部分组成即，全套自动化装置和被控对象。
A、正确B、错误答案：A2、在3-2-0的表决方式下,如果有一个CPU的运算结果与其他两个不同,系统将认为该CPU故障,并将其切除,其余两个CPU正常工作。
A、正确B、错误答案：A3、在选择副变量时，应该将主要的扰动和更多的扰动包含在副回路中。
A、正确B、错误答案：A4、双法兰液位计安装时要注意正负压室位置不要装错,正压室装在设备上面取压口,负压室装在设备下面取压口。
A、正确B、错误答案：B5、一般事故由事故调查组提出处理建议,直属企业批准处理即可。
A、正确B、错误答案：B6、当信号增加时调节阀的推杆向下动作。
A、正确B、错误答案：B7、均匀控制系统是为了解决前后工序的供求矛盾,使两个变量之间能够互相兼顾和协调操作的控制系统。
A、正确B、错误答案：A8、调节阀和普通阀门一样,是一个局部阻力可以改变的节流元件。
A、正确B、错误答案：A9、高压差调节阀使用寿命短的主要原因是气蚀。
A、正确B、错误答案：B10、靶式流量计通常是在力平衡式差压变送器的基础上,在它的主杠杆下端固定一个靶板而成。
A、正确B、错误答案：A11、压变送器的迁移相当于测量范围的平移。
A、正确B、错误答案：A12、靶式流量计的靶板插入管道中,当流体流过时,便在靶板前后产生静压差,其值的大小和流体流速成正比例。
A、正确B、错误答案：B13、串级控制系统由于副回路的存在,对于进入副回路的干扰有超前控制作用,因而减少了干扰对副变量的影响。
A、正确B、错误答案：B14、热电阻温度计是利用金属导体的电阻随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。
A、正确B、错误答案：A15、电感式压力表的电感传感器有结构简单的螺旋式和结构复杂的变压器式两种。
A、正确B、错误答案：B16、串级控制系统的目的是高精度地稳定主变量,对副变量要求不高,一般允许有余差,所以副控制器一般选择P控制规律。
化工仪表及自动化课堂例题优选稿
化工仪表及自动化课堂例题集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）教材外课堂例题（注：部分例题不需要掌握，所以未列出）1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。
工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。
解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为 根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa 。
由于 ，故被测压力的最小值不低于满量程的 1/3，这是允许的。
另外，根据测量误差的要求，可算得允许误差为所以，精度等级为1.5级的仪表完全可以满足误差要求。
至此，可以确定，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa ，精度等级为1.5级。
2. 如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。
现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。
解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的最大绝对误差为1.6×1.5% = 0.024(MPa)因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。
对于测量范围为0～1.0MPa ，准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为 316025>%67.1%100601=⨯1.0×1.5% = 0.015(MPa)因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。
1.某差压式流量计的流量刻度上限为320m 3/h ,差压上限2500Pa 。
当仪表指针指在160m 3/h 时,求相应的差压是多少 (流量计不带开方器)解：由流量基本方程式可知流量是与差压的平方根成正比的。
合工大化工原理习题
第六章吸收填空题（1）操作中的吸收塔，当生产任务一定，若吸收剂用量小于最小用量，则吸收效果________。
答案：达不到要求分析：所谓最小液气比及最小吸收剂用量是针对一定的分离任务而言的，当实际液气比或吸收剂用量小于最小值时，则吸收效果达不到给定的分离要求。
（2）脱吸因数S的表达式为______, 其几何意义是_____。
答案：S=m/(L/G)；平衡线斜率与操作线率之比。
（3）在气体流量、气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则操作线将_______平衡线，传质推动力将_____，若吸收剂用量减至最小吸收剂用量时，设备费用将____。
答案：靠近；减小；无穷大（4）根据双膜理论，两相间的传质阻力主要集中在______，增加气液两相主体的湍动程度，传质速率将______ 。
答案：相界面两侧的液膜和气膜中；增大（5）压力____，温度_____，将有利于吸收的进行。
答案：增大；下降分析：由m=E/P,说明m是温度和压力的函数。
一般情况下，温度下降，则E 值下降，故温度下降，压力增大，导致m值下降，溶解度增大，有利吸收。
（6）难溶气体属______控制，主要传质阻力集中于_______側。
答案：液膜；液膜（7）双膜理论的基本假设是：(1)______；(2)_________；(3)_________。
答案：气液界面两侧各存在一层静止的气膜和液膜；全部阻力集中于该两层静止膜中，膜中的传质是定态分子扩散；在相界面处，两相达平衡。
（8）等分子反向扩散适合于描述_____ 过程中的传质速率关系。
一组分通过另一停滞组分的扩散适合于描述_____ 过程中的传质速率关系。
答案：精馏，吸收和脱吸。
（9）物质在静止流体中的传递，主要是依靠流体_______的无规则运动。
物质在湍流的传递,主要是依据靠流体_______的无规则运动。
答案：分子；质点（10）吸收操作时，塔内任一横截面上，溶质在气相中的实际分压总是_____与其接触的液相平衡分压，所以吸收操作线总是位于平衡线的______。
合工大化工仪表及自动化期末考试重点
1自动控制系统基本概念1.1化工自动化的内容自动检测系统：检测仪表对工艺参数进行测量、指示、记录自动信号和连锁保护系统：工艺参数超过范围，信号系统发出信号，连锁系统自动采取措施自动操纵及停开机系统：按预先设置步骤自动地对生产设备进行周期性操作自动控制系统：自动规定回到某种范围1.2自动控制系统组成及表示形式1基本组成1)测量元件与变送器2)自动控制器3)执行器2表示形式1)方框图*2)管道仪表流程图控制流程图符号意义控制流程图字母意义1.3自动控制系统的分类定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统1.4自动控制系统过渡过程和控制指标1．静态、动态2过渡过程1)非周期性衰减2)衰减振荡过程3)等幅振荡过程4)发散振荡过程3品质指标1)最大偏差、超调量2)衰减比经验表明，衰减比n:1在4 :1至10:1之间比较适宜。
3)余差4)过渡时间2过程特性及其数学模型1放大系数k:k↑操纵变量的变化对被控变量的影响就越大2时间常数T时间常数定义：在阶跃输入作用下，被控变量达到新的稳态值的63.2%时所需要的时间。
3滞后时间τ3检测仪表与传感器3.1概述1误差1)绝对误差i tx x∆=-，x x∆=-2)相对误差yx∆=2性能指标1)精确度max%-δ∆=⨯测量范围上线测量范围下线由仪表得精确度与工艺选精确度不同2)变差%-=⨯最大绝对差值变差测量范围上线测量范围下线3)灵敏度与灵敏限S xα∆=∆，引起仪表指针发生动作的被测参量最小变化值4)分辨力（数显表）末位数字间隔所代表的被测参数变化量，相应最低量程分辨率称最高分辨力，也叫灵敏度5)线性度max%ffδ∆=⨯仪表量程3常见的干扰阶跃干扰：在某一瞬间t0, 干扰（即输入量）突然地阶跃式的加到系统上，并继续保持在这个幅度。
0()t tAr tt t≥⎧=⎨<⎩3.2压力检测及仪表压力表的选用及安装1仪表的测量范围的确定:最大工作压力不超过检测上线的2/3;脉动压力时不超过1/2；高压时3/5。
化工原理课后布置习题答案 合工大
第66面，第21题：3-34A 22p39220=998.2kg/m , =1.00510 Pa s, 7.8610u 0.401/,57 3.52()441000vAAq m s d ρμππ-⨯⨯===-⨯⨯ B C 查课本面度水的性质：水在总管内的流速：同理求出水在B 支管和C 支管内的流速：u =1.01m/s, u =1.5m/s.按照流体流向，设高位槽液面为1-1截面，总管分支处为2-2截面，反应器内支管B 出口内侧为3-3截面，吸收塔212()20.00410.082, 1.48,AAAA l le ud gz m ρεμλλλλ→→→+==+=∑∑∑A A A f12B f23C 内支管C 出口内侧为4-4截面。
d u 由总管内流动的雷诺数（Re==19914)和管壁的相对粗糙度(/d=0.003)，查p40面Moody 图，得总管内=0.025,总管阻力损失：H 同理求得B 支管=0.038,B 支管阻力损失：H 由C 支管内流动的雷诺数和管壁的相对粗糙度求得：= 4.13m →=∑f24A 4C A A 0.036,C 支管阻力损失：H ,在1-1，2-2和3-3截面之间进行机械能恒算，将已知条件代入，可求得：z =10.8m,在1-1，2-2和4-4截面之间进行机械能恒算（其中u =u )，可求得：z =12.4m.取z 中较大值，即：高位槽液面至少高于地面12.4m 。
第67面，第23题：9.8ρρρρ⨯⨯⨯⨯3水银32水银当闸阀关闭时，管道内水流速为零，设贮槽液面为1-1截面，U 管压差计与放水管连接处的管截面为2-2截面，由静力学基本方程，可求得：贮槽液面和放水管轴线所处水平面之间13.6106001500的高差为：H=R-h=-=6.68m 。
当闸阀部分开启时：U 管压差计内99810001000流体仍静止，由静力学基本方程：2-2截面处压力为：p （表压）=gR-gh=13.61010.49989.81 1.439600,11221122Pa π⨯-⨯⨯=--⨯--232v 222在截面和截面之间进行机械能恒算：可求得u =3.14m/s,流量为：q =d u =88.7m /h. 当闸阀全开时，4在1-1截面和放水管出口内侧之间进行机械能恒算，可求得放水管内流速u =3.51m/s, 在截面和截面之间进行机械能恒算时，求得p （表压）=39259Pa.第67面，第24题：520001120001012201( 1.01310)27.9/,7601050,:()0.1,551136:0.595,24.44/,:()0.44/,J kg A d p C A d d u C m s u u m s d ρρ=⨯⨯⨯===-=====121121设液体与水的性质接近，并设管路直径为8.1cm, 液体通过孔板孔口的p -p 压力损失为:设液体在管内流动的Re 大于临界值由查面的图得液体孔口p -p 液体在管内流速管内Re ⨯4v 11=37574大于临界值(约为2.510)，说明假设成立，q =u A =2.40kg/s 。
化工自动化及仪表习题 合肥工业大学(B)
习题课一、选择题、1. 构成自动控制系统需要满足下列哪个条件?（）A、闭环负反馈B、开环负反馈C、闭环正反馈2.多数情况下，人们最希望自动控制系统在干扰作用下能够得到（）型的过渡过程。
A. 衰减振荡B. 非周期振荡C. 等幅振荡D. 发散振荡3.在管道上安装孔板时，如果将方向装反了会造成：( )A 差压计指示变小B、差压计指示变大C、差压计倒指示D、对差压计指示无影响4.自动控制系统中，通常用（）表示液位控制器。
A、PCB、LCC、TCD、FC5.在热电偶的冷端温度补偿方法中，下列那些是不需要仪器或设备的补偿方法（）A保持冷端温度为零的方法 B 补偿电桥法C冷端温度修正方法D补偿热电偶法6．下列流量计中不属于速度型流量计的有（）A、电磁流量计B、椭圆齿轮流量计C、涡轮流量计D、转子流量计7.（）表示流体通过控制阀的最大能力的参数A、可调比B、流量系数K VC、相对流量D、相对开度8.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（）A、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9.电接点信号压力表属于（）压力计。
A. 液柱式B. 弹性式C. 电气式D. 活塞式10.自动电子平衡电桥，当热电阻短路时，指针会（）。
A. 不动B. 移向始端C. 移向终端D. 反向指示11.采用DDZ-Ⅲ差压变送器测量敞口容器的液位，若被测液位在测量下限时所对应差压为负数，则通过（）操作，可以使得仪表的输出在测量下限时仍然为4mA。
A、负迁移B、正迁移C、无迁移D、无法确定12（）存在纯滞后，通常不影响控制质量。
A、控制通道B、测量元件C、变送器D、干扰通道13 （）流量特性的控制阀在小开度时控制平稳缓和，在大开度时控制灵敏有效。
A-快开特性B-直线特性C-抛物线特性D-等百分比（对数）特性14.用K分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。
完整版合肥学院化工仪表及自动化期末复习题必考
合肥学院化工仪表及自动化复习题(14—15年度)1.如以下图为一受压容器,采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定.试问控制阀应该选择气开式还是气关式为啥答：一般情况下,应选气关式.由于在这种情况下,限制阀处于全关时比较危险, 容器内的压力会不断上升,严重时会超过受压容器的耐压范围,以致损坏设备, 造成不应有的事故.选择气关式,可以保证在气源压力中断时,限制阀自动翻开, 以使容器内压力不至于过高而出事故.2.当DDZ —m型电动限制器的测量指针由50%变化到25%,假设限制器的纯比例输出信号由12mA下降到8mA,那么限制器的实际比例度为多少并指出限制器的作用方向.e=(50% 25%) (20 4) = 4mA P = 12 8= 4mA1〜 e 〜4〜〜100% = — 100%100% = 100%K p p4又•••测量值减少时,限制器输出减少,,是正作用方向.答:限制器的实际比例度为io.％,限制器是正作用方向.3、题l-20(a)图是蒸汽加热器的温度限制原理图.试画出该系统的方块图,并指出被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰是什么该系统的限制通道是什么现因生产需要,要求出口物料温度从80c提升到81C,当仪表给定值阶跃变化后,被控变量的变化曲线如题 1-20(b)图所示.试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、衰减比和余差(提示：该系统为随动限制系统,新的给定值为 81 C).时间/min题1-20图蒸汽加热器温度限制解：蒸汽加热器温度限制系统的方块图如以下图所示③当贮槽的出水量突然增大,出水量大于进水量,使水位下降,浮球随之 下移,通过杠杆装置带动针形阀下移,增大了进水量,使出水量与进水量之差 随之减小,水位下降变缓,直到进水量与出水量又相等,水位停止下降,重新 稳定,实现了水位限制. 5、如果某反响器最大压力为 0.6MPa,允许最大绝对误差为± 0.02MPa .现用一 台测量范围为0〜1.6MPa,准确度为1.5级的压力表来进行测量,问能否符合工 艺上的误差要求假设采用一台测量范围为 0〜1.0MPa,准确度为1.5级的压力表, 问能符合误差要求吗试说明其理由.解：对于测量范围为0〜1.6MPa,准确度为1.5级的压力表,允许的最大绝对 误差为 1.6X 1.5% = 0.024〔MPa 〕4、以下图为一自动式贮梢水位控系统.试指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量是什么试画出该系统的方 块图.试分析当出水量突然增大时,该 系统如何实现水位限制解：①该系统中贮槽为被控对象；贮槽中水的液位为被控变量；进水流量 为操纵变量.②贮槽水位限制方块图如以下图.携幼设定值被控对象是蒸汽加热器；被控变量是出口物料温度；操纵变量是蒸汽流量. 可能存在的干扰主要有：进口物料的流量、温度的变化；加热蒸汽的压力、 温度的变化；环境温度的变化等.限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.该系统的过渡过程品质指标：最大偏差A=81.5-81=0.5 (C);由于 B=81.5^80.7=0.8 ( C) , B =80.9/0.7=0.2 ( C),所以,衰减比 n=B:B=0.8:0.2=4 ; 余差 0=80.7^81= -0.3 ( C).由于此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的.对于测量范围为0〜1.0MPa,准确度亦为1.5级的压力表,允许的最大绝对误差为1.0X1.5% = 0.015〔MPa〕由于此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求, 可以采用.该题说明选择一台量程很大的仪表来测量很小的参数值是不适宜的.简做题1、方框图与流程图的区别答：①方框图中的每一个方框都代表一个具体的装置；②方框与方框之间的连接线,只是代表方框之间的信号联系, 并不代表方框之间的物料联系.方框之间连接线的箭头,也只是代表信号作用的方向,与工艺流程图上的物料线是不同的.③工艺流程图上的物料线是代表物料从一个设备进入另一个设备,而方框图上的线条及箭头方向有时并不与流体流向相一致.2、化工自动化的主要内容答：①自动检测系统；②自动信号和联锁保护系统；③自动操作及自动开停车系统；④自动限制系统.3、冷端补偿方法：①冷端温度保持在0 c方法；②冷端温度修正方法；③校正仪表零点法；④ 补偿电桥法和⑤补偿热电偶法.4、什么是化工自动化,化工自动化的意义和目的.化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称.在化工设备上,配备上一些自动化装置, 代替操作人员的局部直接劳动力,使生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来治理化工生产过程的方法,成为化工自动化.意义和目的：①加快生产速度,降低生产本钱,提升产品产量和品质.②减轻劳动强度,改善劳动条件.③能够保证生产平安,预防事故发生或扩大.④生产过程自动化的实现.能根本改变劳动方式.5、测量温度元件的装要求安〔1〕在测量管道温度时,应保证测温元件与流体充分接触,以减少测量误差.因此要求安装时测温元件迎着被测介质流向插入,至少须与被测介质正交〔成90C〕,切勿与被测介质形成顺流.〔2〕测温元件的感温点应处于管道中流速最大处.一般来说,热电偶、钳电阻、铜电阻保护套管的末端应分别越过流束中央线5〜10mm、50〜70mm、25〜30mm.〔3〕测温元件应有足够的插入深度,以减小测量误差.为此,测温元件应斜插安装或弯头处安装.此要求安装时测温元件迎着被测介质流向插入,至少须与被测介质正交〔成90C〕,切勿与被测介质形成顺流.〔4〕假设工艺管道过小〔直径小于80mm〕,安装测温元件处应接装扩大管.〔5〕热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上,以预防雨水或其他液体、脏物进入接线盒中影响测量.〔6〕为了预防热量散失,测温元件应插在有保温层的管道或设备处.〔7〕测温元件安装在负压管道中时,必须保证其密封性,以防处界冷空气进入使读数降低.6、三阀组的安装安装三阀组的主要目的是：为了在开停表时,预防差压计单向受到很大的静压力,使仪表产生附加误差,甚至损坏.为此,必须正确地使用三阀组.具体步骤是：先开平衡阀3 ,使正负压室连通；然后再依次逐渐翻开压侧的切断阀1和负压侧的切断阀2,使差压计的正负压室承受同样的压力；最后再渐渐地关闭平衡阀3,差压计即投人运行. 当差压计需要停用时,应先翻开平衡阀3 ,然后再关闭切断阀1和2.6、图为某列管式蒸汽加热器限制流程图.试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义.PI-307表示就地安装表,工段号为3,仪表序号为07;TRC-303表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的温度限制仪表；工段号为3,仪表序号为03; FRC-305表示集中仪表盘安装的,具有指示记录功能的流量限制仪表；工段号为3,仪表序号为05.。
合肥工业大学化工仪表及自动化B卷
安徽中医学院试卷（B）2010 ～2011学年第二学期课程代码课程名称化工仪表及自动化学分课程性质:必修、选修、限修考试形式:开卷、闭卷专业班级（教学班）制药工程考试日期命题教师陈亚中，张先龙系（所或教研室）主任审批签名一、选择题（30分）1．构成自动控制系统需要满足下列哪个条件?（）A、闭环负反馈B、开环负反馈C、闭环正反馈2．为减小仪表的相对误差,一般压力测量仪表应工作在量程的（）A、1/3—2/3B、<1/3C、>2/33．为了正常测取管道（设备）内的压力，取压管线与管道（设备）连接处的内壁应（）。
A 、平齐B、插入其内C、插入其内并弯向介质来流方向4．测量高粘度、易结晶介质的液位,应选用下列哪种液位计?（）A、浮筒式液位计B、法兰式差压液位计C、差压式液位计5．下列说法错误的是（）A 转子流量计的环形流通截面是变化的，基本上同流量大小成正比，但流过环形间隙的流速变化不大。
B 转子流量计的压力损失大，并且随流量大小而变化C 转子流量计的锥管必须垂直安装，不可倾斜6．与热电偶配用的自动电位差计（有冷端补偿），当输入端短路时，应显示（）A、下限值B、环境温度（室温）C、上限值7．下列哪种控制器可消除余差?（）A、比例控制器B、比例微分控制器C、比例积分控制器8．若某控制阀的流量特性数学表达式为，则该控制阀的流量特性为（）A、快开流量特性B、等百分比流量特性C、直线流量特性D、抛物线流量特性9．一台比例积分微分控制器，若只要纯比例控制规律，则应将积分时间Ti和微分时间TD分别置于（）A、B、C、D、10．用K分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。
但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表的指示（）A.偏大、B.、可能大,也可能小,要视具体情况而定C. 不变D偏小二。
填空题（20分）1.某台控制阀的流量系数Kvmax=200。
当阀前后压差为1.2MPa，流体密度为0.81g/cm3,流动状态为非阻塞流时，则通过阀门的最大流量为：。
化工仪表模拟练习题(附答案)
化工仪表模拟练习题（附答案）1、某液位变送器量程为0~4m,在输出信号为14mA时，对应液位为（）。
A、2. 5mB、3. 5mC、2. 8mD、以上都错答案：A2、根据靶式流量计测量流量的基本原理可知，靶式流量计是一种（）式仪表A、阻力B、容积C、速度D、差压答案：A3、下列不是电磁流量计磁场产生方式的项为（）。
A、交流励磁B、恒定电流方波励磁C、激磁励磁D、A直流励磁答案：C4、在进行热电偶的校验过程中，下列哪种类划的设备不可能当作标准设备（）。
A、温度控制器B、冷端温度恒温槽C、精密温度控制器D、管型电炉答案：A5、在热电阻的使用中有R0和R100 ,请根据经验判断，W100的含义是下面的哪个项目？（）A、R100B、R100/R0C、R100/100D、R0 ×100答案：B6、在自动平衡式显示仪表中，直接与有用信号串联的干扰是（）A、即是串模干扰又是共模干扰B、共模干扰C、电源干扰D、串模干扰答案：D7、下列弹性膜片中，不能用作弹性式压力表弹性元件的是（）。
A、塑料膜片B、金属膜片C、弹簧管D、波纹管答案：A8、流体流过节流孔后，由于（）作用，截面最小处位于节流件后。
A、惯性B、密度C、黏度D、流速答案：A9、对于气体流量测量时，目前采用的体积单位。
是气体介质在（）状态下单位时间流过转子流量计的体积数。
A、』E标准B、标准C、规定D、生产实际答案：B10、霍尼韦尔ST3000使用的通信协议是（）。
A、FE协议B、DE协议C、HART协议D、FCS协议答案：B11、下列表达式中正确的为（）。
A、P表=P绝+P大B、P大=P绝+P表C、P绝=P表一 P大D、P绝=P表+P大答案：D12、智能变送器采用手操器校验时，回路中串接一个（）Ω电阻A、A .360B、l00C、500D、250答案：D13、测速管流量计的测量原理是，装在管道中心的一根带有小孔的金属管。
末端正对着流体流向，以测流体的全压力P0，全压力就是（）A、动压力加上静压差B、动压力减去静压差C、动压力与静压力之差D、动压力与静压力之和答案：D14、55差压式流量计是（）式流量计。
合肥工业大学过程仪表复习题
6.在图1-11的换热器出口温度控制系统中，工艺要求热物料出口温度保持为某一设定值。
①试画出该控制系统的方框图；②方框图中各环节的输入信号和输出信号是什么？整个系统的输入信号和输出信号又是什么？ ③系统在遇到干扰作用（如冷物料流量突然增大）时，该系统如何实现自动控制的？答：如图所示为该控制系统的方框图。
该控制系统及各环节的输入、输出信号如图所示。
整个系统的输入信号为：给定值y s ，干扰作用f ，输出为热物料出口温度T ，当冷物料流量增大 ，则出口温度y 减小，TT 检测后所得y m 减小，偏差信号e=y m -y s <0，输入调节器后产生控制信号u ，使执行器或调节阀加大阀门开度，使温度T 升高，从而实现控制。
7.图1-12为贮糟液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值， （1）试画出该系统的方框图；（2）指出系统中被控对象，被控变量，操纵变量，干扰作用各是什么？TCTT冷物料蒸汽热物料TsT干扰温度控制器执行器换热器温度测量变送装置（1）如图所示为该控制系统的方框图；-（2）该系统中被控变量对象为贮槽；被控变量为贮槽液位；操纵变量为出水流量；干扰作用为：进水流量，大气温度等。
例1 管式加热炉出口温度串级控制系统。
1）指出该系统中主、副对象、主、副变量、操纵变量、主、副扰动变量、主、副调节器各是什么？ 2）画出该控制系统的方块图，并确定各个环节的正反作用方向；3）当燃料油负荷突然增加，试分析该系统是如何实现自动控制的。
LTLCqv1qv2h sh 液位控制器执行器贮槽液位测量变送装置f3）当燃料油负荷突然增加，试分析该系统是如何实现自动控制的。
在稳定工况下，原料油出口温度和炉膛温度处于相对稳定状态，控制燃料油的阀门保持在一定的开度。
当燃料油负荷突然增加，这个干扰会使炉膛的温度T2升高，原料油出口温度T1也会随之提高，此时温度检测变送器TT1将信号送给主控制器TC1，e1增大，主控制器输出u1减小，即副控制器的给定值减小，副控制器的输入偏差e2增大，副控制器的输出信号u2减小，控制阀开度减小，即操纵变量燃料油m减小，炉膛温度T2下降，从而炉管内原料油出口温度T1也会随之下降。
化工仪表模拟习题(附参考答案)
化工仪表模拟习题（附参考答案）1、测温范围在1000℃左右时，最适宜选用的温度计是( )。
A、镍铬--镍硅热电偶B、铂铑30--铂6热电偶C、光学高温计D、铂铑10--铂热电偶答案：D2、要改变转子流量计的量程可采用改变( )方法来实现A、转子体积B、转子长度C、转子形状D、转子密度答案：D3、下列温度系数为负温度系数的是（）A、Pt100B、热敏电阻C、Pt10D、Cu50答案：B4、以下几种热电阻中，非标准化热电阻是( )。
A、铟热电阻B、铂热电阻C、铜热电阻D、以上都是答案：A5、在实际生产中冷端温度往往不是0℃，而是某一温度t1，实际设备的温度为t，则测得的热电势为( )A、Et,t1B、Et,0C、Et,t1-Et1,0D、Et1,0答案：A6、测温元件一般应插入管道( )A、5~10mmB、越过管道中心线5~10mmC、100mmD、任意长答案：B7、测量氨气用的弹簧管压力表的颜色是( )A、白色B、黄色C、深绿色D、天蓝色答案：A8、铜电阻CuSD和Cu100同时测一点温度，那么若Cu50的阻值为R，则Cu100的阻值为( )。
A、1/RB、1/2RC、RD、2R答案：D9、法兰变送器的响应时间比普通变送器要长，为缩短法兰变送器的传送时间，应该( ).A、填充液的温度要低B、填充液的茹度要小C、膜盒内的填充液热膨胀系数要小D、填充液的密度要小答案：B10、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( )在改变。
A、电极能量B、电极电感C、电极电容D、电极面积答案：D11、当智能变送器出现故障时，为了生产安全和便于故障判断，一般需要变送器的输出固定在某一值上，但一般不将设定值固定在( )A、故障发生前的值上B、在刻度线以上21. 6mAC、12mA上D、在刻度线以下3.8mA答案：C12、智能超声波液位计在启动前，以下不需要设定的参数是( )A、反应速度和传感器采样周期B、测量范围C、故障保护输出和显示单位D、精度和灵敏度答案：D13、膜盒结构的差压变送器通常所测差压比工作压力小得多由于操作或其他因素难免会使膜盒单向受压，为了使测量元件不因此而受到影响，所以在膜盒结构中都有( )。
2023化工仪表与自动化课程测试试题含答案
2023化工仪表与自动化课程测试试题含答案一、填空题（36分）1过程控制系统是由一控制器_、_执行器_、—测量变送_和_被控对象一等环节组成。
2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有回_、流量、J1度、_液位一等控制系统。
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，通过一物料_和_能量一物料平衡关系，用一机理建模—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—越小—；干扰通道容量滞后愈多很（J调节质量_越好一；干扰通道的纯滞后对调节质量一无影响一5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于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，应一减小调节器的放大倍数.才能使稳定性不变。
7 .描述控制系统的品质指标的参数有量木逢、衰减比和余差等。
8 .串级调节系统,一般情况下主回路选择_PID或_PI_调节规律调节器,副回路选用_P一调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置一开方器—补偿。
9 .仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0・02~0.：1MPa;电∏型标准信号范围是4~20mA;电HI型标准信号范围是0~：1OmA。
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。
答：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)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？答：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。
化工仪表模拟练习题(附参考答案)
化工仪表模拟练习题（附参考答案）1、粉末状固体颗粒的液位测量不可以用( )测量A、超声波料位计B、电容式料位计C、投人式液位计D、阻旋式料位计答案：C2、差压法测量液位时，当液位为起点时，若存在变送器( )则需正迁移A、△P上升B、△P>0C、△P<0D、△P=0答案：B3、用双法兰差压变送器构成的液位计测量容器内的液位，液位计的零点和量程均已校对好，后因维护需要，仪表的安装位置上移一段距离，则液位计( )A、零点下降，量程不变B、零点不变，量程增大C、零点上升，量程不变D、零点和量程都不变答案：D4、靶式流量计的主杠杆下端固定一个靶板，把它插人管道中，当流体流过时，便对靶板产生 ( )。
A、静压力B、差压C、动压力D、冲击力答案：D5、椭圆齿轮流量计的椭圆齿轮每转过一周，所排出的被测介质数量为半月形容积的( )倍。
A、2B、4C、6D、8答案：B6、当差压式流量计三阀组正压阀堵死、负压阀畅通时，仪表示值A、跑最大B、B偏低C、偏高D、跑零下答案：D7、节流装置安装对前后直管段都有一定的要求，一般可按经验数据( )来考虑。
A、前8D后5DB、前5D后3DC、前l0D后5DD、前l0D后3D答案：A8、手持通信器连接到智能变送器回路时，下述操作方法不正确的是( )A、连接到变送器接线端子B、连接到负载电阻C、连接时一定要先把变送器电源关掉D、正负极性随便接答案：C9、如果模拟变送器采用了微处理器，而且具有( )功能才可称为智能变送器A、双向通信能力B、完善的自诊断功能C、优良的技术性能可靠性、稳定性D、以上三项答案：D10、测量一个敞口容器的液位，最好不要选用下列哪种液位计（）A、吹气式液位计B、放射性液位计C、浮子式液位计D、压力式液位计答案：B11、工作用镍铬一镍硅热电偶，采用( )补偿导线来进行冷端延伸。
A、铁一铜镍B、铜一铜C、铜--铜镍D、镍铬--康铜答案：C12、常用热电阻温度计可测( )之间的温度A、-200—600℃B、0—500℃C、0---600℃D、-100---500℃答案：A13、以下关于压力表的描述不正确的是( )。
化工原理课后布置习题答案合工大
u B =1.01m/s, u C =1.5m/s.按照流体流向，设高位槽液面为 1-1截面，总管分支处为 2-2截面，反应器内支管B 出口内侧为3-3截面，吸收塔 内支管C 出口内侧为4-4截面 由总管内流动的雷诺数（Re 二=19914）和管壁的相对粗糙度（/d=0.003）， 流动的雷诺数和管壁的相对粗糙度求得： C =0.036,C 支管阻力损失：H f2 4 4.13m,在1-1，2-2和3-3截面之间进行机械能恒算，将已知条件代入，可求得： z A =10.8m, 在1-1，2-2和4-4截面之间进行机械能恒算（其中 u 4=u C ），可求得：z A =12.4m. 取z A 中较大值，即：高位槽液面至少高于地面 12.4m 。
第67面，第23题：当闸阀关闭时，管道内水流速为零，设贮槽液面为1-1截面，U 管压差计与放水管连接处的 管截面为2-2截面，由静力学基本方程，可求得：贮槽液面和放水管轴线所处水平面之间3的高差为：H 」银R-h=13.6 10 -6°°-^00=6.68m 当闸阀部分开启时：U 管压差计内998 1000 1000 流体仍静止，由静力学基本方程：2-2截面处压力为：P2（表压）=7水艮gR- gh=13.6 103 9.81 0.4 998 9.81 1.4 3960CPa,在 1 1 截面和2 2截面 之间进行机械能恒算：可求得u 2=3.14m/s,流量为：q v = d 2 u 2=88.7n i /h.当闸阀全开时,4 在1-1截面和放水管出口内侧之间进行机械能恒算，可求得放水管内流速u 2=3.51m/s, 在1 1截面和2 2截面之间进行机械能恒算时，求得P2（表压）=39259Pa. 第67面，第24题:查课本p392面20度水的性质： =998.2kg/m 3, =1.005 10-3 Pags,水在总管内的流速: 第66面，第21题:UA7.86 10 40.401m/ s,同理求出水在B 支管和C 支管内的流速: 查p40面Mood 倒，得总管内A =0.025,总管阻力损失:(I le) 22 ________ U Ad A 2g0.0041z A 0.082,同理求得B 支管B =0.038,B 支管阻力损失: 1.48m,由C 支管内 q vA.57 3.5 2 2 ( ) 4 1000设液体与水的性质接近，并设管路直径为 8.1cm,液体通过孔板孔口的 压力损失为：巴邑 (220 1.013 105)27.9J/kg ，设液体在管内流动的7601050Re 大于临界值，由:A 0 (d0)2 0.1,查p551面的图1 36得：C 。
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且工作压力下限大于量程的1／3，小于量程的2／3，符合要求；
精度等级的确定：
允
max 满量程
100%
允
5.5% 2.4 1
100%
2.3%
满量程＝0～2.4 MPa max＝1.15% 5.5%
按照靠系列选择 精度为 2.0（1.5）；
38
38．用转子流量计（测量范围为0~10 L/min）测气压为0.65 MPa，温度为40 oC的CO2气体的流量 时，若流量计读数为50L/s，求CO 的真实流量（已知在标准状态时的密度为1.977kg/m3）
100%
8C 1000 0
100%
0.8%
按照靠系列，根据工艺要求选取，要选择等级高的精度等级，0.5; 所以此温度计不符合要求。
6
6．如果有一台压力表，其测量范围为0~10MPa，经校验得出下列数据：
被校表读数/ MPa
0
2
4
6
8
被校表正行程读数/ MPa
0
1.98
3.96
5.94
2
解：
测量气体流量的转子流量计，出厂前是用标态下的空气标定；
Q真
O • 1
P1 • PO
TO T1
• Q标
To＝293K
；T ＝273＋40＝313K；Po＝0.10133MPa；P ＝0.65＋0.10133＝0.75133MPa；
1
1
1 1.977 kg / m3; o 1,293kg / m3;
7.97
被校表反行程读数/ MPa
0
2.02
4.03
6.06
8.03
10 MPa 9.99 10.01
（1） 求出该压力表的变差； （2） 问该压力表是否符合1.0级精度？
解： （1）
变S差
最大绝对差值 满量程
100 %
6.06 5.94 10 0
100 %
1.2%
（2）
符合
允
Q标＝50L/S；代入上式得
Q真＝106.53L/S＝383.51m3／h
39
39 .用水刻度的流量计，测量范围为0~10 L/min，转子用密度为7920kg/m3的不锈钢制成，若用来 测量密度为0.831kg/L 苯的流量，问测量范围为多少？若这时转子材料改为由密度为2750 kg/m3 的铝制成，问这时用来测量水的流量及苯的流量，其测量范围各是多少？
解： （1）转子流量计测量液体的修整系数；
KQ
(t w) f (t f )w
(7920 1000)831 0.9; (7920 831)1000
Q f QO / KQ 0 ~ 11.1L / min;
（2） Q铝O Q钢O
铝 W (0 ~ 10) /1.9885 0 ~ 5L / min; 钢 W
习题课
5．某一标尺为0~1000oC的温度计出厂前经校验，其刻度标尺上的各点测量结果分别为：
标准表读数/oC
0
被校表读数/oC
0
200
400
600
700
800
900 1000oC
201
402
604
706
805
903 1001oC
（1） （2） （3） 解：？
求出该温度计的最大绝对误差值； 确定该温度计的精度等级； 如果工艺上允许的最大绝对误差为 8oC，问该温度计是否符合要求
带入上式可得： E(Tx,0)=11.5 mv;
通过反查K型热电偶分度表可得：Tx =283 oC ;
69
69.用分度号Pt100铂电阻测温，在计算时错用了Cu100的分 度表，查得的温度为140 oC，问实际温度为多少？ 解：
对于Cu100来说，0 oC时，热电阻阻值为100Ω;
T=140oC 通过查Cu100分度表 R=159.96Ω;
解： 此温度计为镍铬-镍硅（K型）热电偶温度计。
T=160oC 是错用E型配套显示仪表读数；
K
通过查E型热电偶分度表可得： E(Tx,T1)=10.5mv；
Tx
E
这是此时热电偶冷端输出热电势数值；
有下式成立： E(Tx,0)= E(Tx,T1)+ E(T1,0)
控制室
T1为室温，25 oC；
通过查K型热电偶分度表可得：E(T1,0)=1 mv；
Q f铝 •
(2750 1000)831 (0 ~ 5) (2750 831)1000
铝 ＝2750 kg／m3； W ＝1000 kg／m3； f ＝831kg／m3；
Q f铝 0 ~ 5.75L / min
64
64．用K型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mv，冷端（室温）为25oC，求设备 的温度？如果改用E型热电偶来测温，在相同条件下，E热电偶测得的热电势为多少？
（1）最大绝对误差 max 706 700 6C
（2）允许误差
允
max 满量程
100%
6C 1000 0
100%
0.6%
按照靠系列的要求，选择等级低的为此温度计的精度等级 1.0;
（3）工艺要求 max 8C
那么求得
允
max 满量程
通过查Pt100分度表
实际温度 Tx=157oC;
显示仪表
用镍铬-镍硅热电偶测温(配电子电位差计),温度的变化范围400-900 oC，如图所示，为 其测量桥路，已知E=1V , I1=4mA , I2=2mA , R2=5.33Ω , R//RP=90Ω,试计算桥路中各 电阻阻值。（求Rd , Rg , Rm , R1）设仪表标准工作温度为25 oC。
解： 对应的热电势范围 16.395-37.325mv ;
热电势变化范围大小为 ΔE=20.93 mv；
测温范围400-900 oC，对于K型热电偶而言， 计算过程：
R Rd
Rp Rg
Rd= 16.395mv 4.10 4mA
R =
20.93mv 4mA
5.23
=
Байду номын сангаас
1000mV
Rg= 4mA Rd R=240.67
解：
这是热电偶温度计的冷端温度不为0 oC的问题；
（1） 冷端温度修正法； E(T,0)= E(T,T1)+ E(T1,0) T1=25oC K型热电偶； 查K型热电偶分度表 E(T1,0)= E(25,0)=1mv ; 已知： E(T,T1)=20 mv； 则：E(T,0)=21 mv； 通过反查K型热电偶分度表 T=508.5 oC ;
且只需要就地观察，不需要远传变送，所以选择普通单圈弹簧管压力计（类型）；
测量上限： P上＝Pmax 1.5＝1.6 1.5＝2.4MPa
工作压力范围 1.1～1.6MPa；
如果没有特殊要求，压力表下限选择0 MPa； 所以该压力计的量程为 0～2.4 MPa；
1.1 11 1 8 ; 2.4 24 3 24
Rm 90 Rm 90
Rm
I1
E1
ΔU
R2
I2
R1
<
E
Rm= 90 5.23 5.55 90 5.23
R1=
1000mv 2mA
R2
=494.67
计算过程，主要注重于电路分析过程；
思考题：如果热电偶烧断，电子电位差计指针如何动作？
1.图2所示是一反应器温度控制系统示意图，工艺要求反应器温 度需要控制，通过冷却水流量的变化可以达到温度控制的目的。 试画出该系统的方块图并指出被控对象、被控变量、操纵变量 和可能的干扰？现因生产因素的变化，要求反应温度从开始的 120℃提高到122℃，当给定值作阶跃变化后，被控变量的变化 曲线如图所示，试求该系统的过渡过程的品质指标：最大偏差、 衰减比和余差。
max 10 0
100%
1.0%
max 0.1MPa
24
24．某台空压机的缓冲器，其工作压力范围为1.1-1.6MPa，工艺要求就地观察罐内压力，并要求
测量结果的误差不大于罐内压力的 5%，试选择一台合适的压力计（类型，测量范围，精度等
级），并说明其理由。
解：
空气压缩机的缓冲器中的压力类型为平缓压力；
（2） 改用E型热电偶情况下： E(T,0)= E(T,T1)+ E(T1,0) T1=25oC E型热电偶； T=508.5 oC 查E型热电偶分度表 E(T,0)=37.8 mv; T1=25oC 查E型热电偶分度表 E(T1,0)=1.5 mv; 因此 E(T,0)=36.3 mv;
66
66．测温系统如图所示，请说出这是工业上用的哪种温度计？已知热电偶为K，但错用与 E配套的显示仪表，当仪表指示为160oC时，请计算实际温度Tx多少度（室温为25oC）？