化工仪表及自动化的复习习题

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。

10．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_________。

11.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_________，流量特性的选择主要是与_________相匹配。

12. 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( )。

13.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。

14．简单调节系统的基本特征是和。

15．常用的标准节流件有和。

16. 热电偶的热电特性与 _________________________________有关，与 ________ 无关。

17、检测仪表的基本组成有、和三个部分。

18、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。

19.按误差出现的规律，可将误差分为误差、误差及误差。

20.描述对象特性的三个参数是、和。

21.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。

22.热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有、、、、五种。

23.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 ______________Ω。

24.表征控制规律的参数是、及。

25串级调节系统结构上有两个回路，分别称为回路和回路；有两个被调参数，分别称为参数和参数；有个调节参数。

26弹簧管压力表是利用产生____________与被测压力相平衡来测量的。

27.不受被测介质物理性质影响的流量计是：____________________、____________________、____________________（说出三种即可）。

28..差压式流量计是利用____ __原理进行测量流量的。

29..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。

30.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。

31.电容式差压变送器的测量部分是先将转变成，然后再变成______________作为转换部分的输入。

32..在阶跃扰动作用下，自动控制系统的过渡过程有__ ___、_____、______ ___ 和____ __等基本形式。

33.自动控制系统按按设定值的不同形式可分为_____ __、___ _____、______________等控制系统。

31.对象的数学模型就是_____ ___。

35.液位变送器测量进行零点迁移时只改变__________ _____，不改变_______________。

36.在常用的热电偶温度计中，精度较高的是_____ _热电偶，线性最好的是_____ _热电偶，灵敏度较高的是_____ _热电偶。

37.常用的热电阻材料是___________，分度号是___ ______，线性好的是____ _热电阻，它适于测量_______温度。

38.描述对象特性的三个参数是，如果时间常数越大，系统的响应速度，系统的稳定性。

39..差压式流量计由、和组成。

常用的标准取压方式有和。

40.指出你所知道的几种复杂控制系统。

二、综合题（54分）1、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、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、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、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）。

5、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。

6、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？7.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。

8.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。

9、比较电子电位差计与电子平衡电桥在测量原理和结构上有哪些异同点。

10、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？11、画出串级控制系统的方框图；分别说出副回路及主回路所起到的作用。

12、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）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）13、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？14、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？15、某列管式蒸汽加热器，工艺要求出口物料温度稳定在（90±1）℃。

已知主要干扰为蒸汽压力的波动1）确定被控变量，并选择相应的测量元件。

2）制定合理的控制方案。

3）如物料温度不允许过高，否则易裂解，试确定控制阀的气开、气关式。

4）画出控制流程图与方框图。

16、（10分）某化学反应器工艺规定操作温度为400±2ºC，考虑安全因素，调节过程中温度偏离给定值不得超过6ºC。

现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示。

问该过程的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（按被控变量进入新稳态值的±2%为准）和振荡周期。

17、在控制系统中如何得到执行器的类型？画出执行器类型的简单结构示意简图。

18、比较差压式流量计与转子式流量计的异同点。

19.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。

20.如图为釜式反应器，釜内温度通过改变冷却剂流量的方式来控制。

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如果冷却剂压力为主要干扰，选择控制方案，在下图中画出控制流程图；③选择执行器的气开、气关类型；④画出控制系统的方框图；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）。

三、计算题(20分)1.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/m3g ≈10m/s22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？3.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。

4计算下图各热电偶回路所产生的热电势（10分）。

如图为S型热偶测温线路，由于疏忽将其中第二段补偿导线接反，求：①输入到显示仪表的总电势为多少？②由于第二段补偿导线接反引入的误差是多少？。