自动化仪表与过程控制习题

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2、在什么场合选用比例、比例积分和比例 积分微分调节规律？ 答：比例调节规律适用于负荷变化较小、纯 滞后不太大而工艺要求不高、又允许有余差 的控制系统。比例积分调节规律适用于对象 调节通道时间常数较小、系统负荷变化较大 ，纯滞后不大而被控参数不允许与给定值有 偏差的调节系统。比例积分微分调节规律适 用于容量滞后较大、纯滞后不大、不允许有 余差的调节系统。
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Ch3：判断改错题
1、两只压力表的绝对误差相等，标尺范围 较小的表精度高。 答：错误，应该是：两只压力表的绝对误 差相等，标尺范围较小的表精度低。 或改成，两只压力表的绝对误差相等，标 尺范围较大的表精度高。
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5、电容式物位仪表可以测量液位、料位。 答：正确
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2、积分作用可用来（） A、消除余差 B、克服纯滞后 C、克服容量滞后 D、克服传输滞后 答：A
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3、增加积分作用可以使得系统稳定性增强。 答：错误。应该是：增加积分作用可以更好 地消除余差，但使系统稳定性降低。
(a)扰动作用
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9、体积流量的单位是 是 。 答： m 3 / s ；kg / s
，质量流量的单位
10、节流式流量计是实质是通过测量节流元 件前后的 而得到流量的体积流量的。 答：差压
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11、转子流量计是基于 答：力平衡原理
பைடு நூலகம்原理而工作的。
12、电磁流量计是基于 原理而工作的，它 不受流体的 、 、 、等影响。 答：电磁感应定律 密度、压力、温度
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1
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Ch8：填空题
1、 经验试凑法的关键是“看曲线，调参数”。 因此，必须 弄清楚调节器参数变化对过渡过程的影响。一般来说，在整 定中，观察到曲线振荡很频繁，需要把比例度 以减小振荡； 当曲线最大偏差大且趋于非周期过程时，应把比例度 。 当曲线波动较大时，应 积分时间；而在曲线偏离设定值后， 长时间回不来，则需 积分时间，以加快消除余差的时间。 如果曲线振荡得厉害，则需把微分时间 ，或者暂时 微分 作用，以免更加振荡。在曲线最大偏差大而衰减缓慢时，需 微分时间。经过反复试凑，一直调整到过渡过程振荡2个周 期后基本达到稳定。
h2
h
最低液位
h1
＋ － 差压计
差压式物位检测示意图
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解：（1） 当
P gh gh1
h h2 h1 时，
Pmax g( h2 h1 ) 980 9.8 ( 3 1 ) 19208 Pa
因此，可以选择量程为20KPa的差压变送器 （2） 当 h 0 时，
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5、常用于温度检测的金属热电阻有
和
。
答：铂电阻、铜电阻 大家还要了解热电阻的分度号，如Pt10、 Pt100，Cu50、 Cu100及其含义。
6、热电偶是基于 答：热电效应 原理工作的。
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7、差压式液位计和超声波液位计中， 是接触式测量， 是非接触式测量。 答：差压；超声波
答：增加；减小；增加；减小；减到最小；取消； 减小
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Ch8：选择题
1、已知某夹套反应器温度控制系统如下图所 示，反应大量放热。要求控制温度为50℃， 在供气中断时保证冷却。试问该控制系统中 对象特性是（），为了构成闭环控制系统， 应该选择（）作用的控制器 A、正、正 B、正、反 C、反、正 D、反、反 答：C
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当冷端温度升高时，热电偶的输出减小， 但热电阻的阻值随着温度的升高而增加，从 而引起电桥输出增加。通过合理选择桥路参 数，可以在一定冷端温度变化范围内，使得 热电偶输出电势减小的数值与不平衡电桥输 出相等，从而实现冷端温度补偿。冷端温度 减小时，同样也能实现冷端温度补偿。
防止积分饱和的措施有： 限幅法：采用技术措施，将控制器的输出信 号限制在工作信号范围内。 积分切除法：当控制器处于开环状态时，自 动切除其积分作用。 控制器实现PI-P控制规律：当控制器的输出 在某一范围时，它是PI作用，消除余差；当 输出超过一定数值时，它是P作用，防止积分 饱和。
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4、对于流量被控对象通常不宜采用微分作 用。
答：正确。
5、与连续PID控制算法相比，离散PID控 制算法不够及时。
答：正确。
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Ch7：简答题
1、调节器参数整定的任务是什么？工程上 常用的调节器参数整定方法有哪几种？ 答：调节器参数整定的任务是：根据已定的 控制方案，来确定调节器的最佳参数值， 包括比例度、积分时间、微分时间，以便 系统能获得好的控制品质。调节器参数整 定的方法有理论计算和工程整定两大类， 其中常用的是工程整定法。
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5、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 答：A
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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 答：B
Ch7：分析计算题
1、某电动调节器工作于反作用状态，当
80%,Ti 2 min, Td 0 时，在 t t 0
时刻加入幅值为1mA的阶跃信号，若调 节器的工作点为6mA，试画出调节器的 输出波形图。
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解：由题意知：控制器具有PI作用，在 t t 0 时刻控制器的输出为
2 *100 % 0.7% 300 0
因此，其精度等级为1.0级。
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2、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 的仪 表才能满足要求。 答：相对百分误差
5 * 100 % 1.25 % 400 0
(b)设定作用
比例度不变时积分时间对过渡过程影响
微分时间TD对系统过渡过程的影响 （1：太小；2：合适；3：太大）
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4、比例调节过程的余差与调节器的比例度 成正比。
答：正确。
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2、当调节过程不稳定时，可以增大积分时间 或加大比例度，使其稳定 。
答：正确 。 3、微分作用通常不能单独使用是因为微分 作用太超前。 答：错误，微分作用通常不能单独使用是因 为当偏差的变化率为0是微分作用也为0。
Ch1：填空题
1、DDZ-Ⅱ型仪表现场传输信号为0～10mA， DDZ-Ⅲ型控制仪表现场传输信号为 。 答：4～20mA 2、气动执行器的标准输入信号范围是 答：0.02~0.1MPa
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。
Ch3：填空题
1、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 。 答：相对百分误差
所以应该选择1.0级的仪表
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3、某化学反应器的表压为0.15MPa，则其 绝对压力近似为 答： 0.25MPa 表压＝绝对压力－大气压力 大气压力＝ 0.1MPa 需要了解几种常用的压力单位及其相互转换
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4、弹性式压力仪表是根据弹性元件的 和 所受压力成正比的原理工作的。 答：位移
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答：热电偶测温时要保持冷端温度恒定。采 用不平衡电桥可以对热电偶冷端温度的变化 进行补偿，其原理是：将热电偶与不平衡电 桥串连，两者输出之和进入显示仪表。而不 平衡电桥的一个桥路选择热电阻，其它3个 桥臂阻值恒定。测温时，将热电阻与热电偶 的冷端置于同样的温度环境下。在某设计的 冷端温度下，电桥平衡，输出为0。
1、下图为锅炉汽包液位控制系统示意图， 要求锅炉不能烧干。试画出该系统的方框 图，判断控制阀的气开、气关型式，确定 控制器的正、反作用，并简述当加热室温 度升高导致蒸汽蒸发量增加时，该控制系 统是如何克服扰动的？
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正常工况下偏差一直存在， 控制器的输出将达到上限。 控制器的输出不仅上升到额 定的最大值100KPa为止， 而是会继续上升到气源压力 140~160KPa。
正常工况下，放 空阀全关，实际 压力低于设定值
反作用控制器， 气关阀
(a)压力放空系统
(b) 积分饱和现象
Page 37 of 83 压力安全放空系统中的积分饱和
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2、自动控制系统中，通常用（）表示液位 控制器。 A、PC B、LC C、TC D、FC 答：B
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Ch8：判断题
1、控制系统中控制阀的作用方向选择主 要是使得控制系统实现闭环负反馈。
答：错误，主要是考虑系统安全。
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Ch8：分析计算题
P gh1
980 9.8 1 ) 9604Pa
因此，需要进行正迁移，迁移量为9604Pa
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不同零点迁移情况下的特性曲线
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Ch7：填空题
1、在PID调节中，比例作用是依据 来动 作的，在系统中取着 的作用；积分作用 是依据 来动作的，在系统中取着 的作 用；微分作用是依据 来动作的，在系统中取
P ( 1 / )e P0 (1 / 0.8 ) 1 6 4.75mA
在 t t 0 Ti t 0 2时刻的输出为 1 1 t0 2 P ' ( e e(t )dt ) P0 Ti t0