控制仪表与装置--习题集(自己做的)

一、填空题：

1．控制仪表及装置按照结构形式分__________________、__________________、__________________三类。

2．控制仪表及装置按照能源分为__________________、__________________、__________________。

3．国际电工委员会将范围为_________的电流信号和范围为________的电压信号确定为过程控制系统电模拟信号的统一标准

4．气动仪表的标准联络信号为：__________________。

5．在单元组合仪表中，调节器比例度与调节器的比例增益的关系为：_________。

6．执行器一般由_________和_________两大部分构成。

7、信号制是指------------------------------------------------------------------------------------------------。

8、PID调节器主要由、、三部分组成。

9、调节器的工作状态有-------------、-------------、----------------、----------------四种。

10、III型调节器的双向无平衡无扰动切换是指-------------------------------------------------------------。

11、D

K越大，则微分作用-----------。

T越大，则微分作用------------；D

12、I T越大，则积分作用------------；I K越大，则积分作用-----------。

二、简答题：

第一章

1、控制仪表及装置的分类有那些？

1.答：分类：按能源形式分类：电动、气动、液动三类；按信号类型分类：模拟式和数字式：按结构形式分：基地式、单元组合式、组件组装式。

2、什么是信号制？

答：信号制：在成套系列仪表中，各个仪表的输入、输出信号采用何种统一的联络信号问题3、控制仪表及装置采用何种信号进行联络？电压信号传输和电流信号传输各有什么特点？使用在何种场合？

答：在成套仪表系列中，仪表之间采用统一的标准信号进行联络。气动仪表20-100KPa，电动仪表：IEC将4-20mA(DC),1-5V(DC)确定为模拟信号的统一标准信号。

（一）直流信号的优点

（1）干扰小。交流信号容易产生电磁场的干扰。

（2）对负载要求简单。交流信号有频率和相位的问题，对负载的感抗或容抗敏感。

（3）便于进行数模转换。

（4）易获得基准电压。

（二）电流传输：电流传输特点

适于远距离传输；

拆除仪表要影响其他仪表的工作；

仪表的可靠性降低；

串联时需检查每台表的电路电位是否正确；

（三）电压传输：电压传输特点

不适于远距离传输；

接收仪表输入阻抗越高，误差越小；

增加或取消任何仪表不影响其他仪表工作。

对仪表输出级的耐压要求降低，提高仪表的可靠性。

4、什么叫无扰动切换？

答：是指调节器在自动和手动相互切换瞬间的输出不发生变化，对生产过程无扰动。

5、画出变送器四线制和二线制供电框图，说明各自优缺点。

①采用二线制：

优点：节省电缆和安装费，具有本质安全防爆性能，可判别信号和电源是否断线；

缺点：必须使用活零点，变送器输出信号的下限应能保证内部器件正常工作。（即对功耗有要求）

②采用四线制

优点：不必采用活零点，对功耗要求不是很严。

缺点：铺设电缆多，安装费用高，安全防暴难以做到。

6、实现二线制变送器必须具备什么条件？

答：P8

7、仪表的供电方式有几种？

答：P9

第二章

1、变送器的作用是什么？

答：作用：变送器是自动控制系统的一个重要组成部分. 其作用是分别将各种工艺参数如温度﹑压力﹑液位﹑流量﹑成分等物理量进行测量，并转换成统一的标准信号.

2、变送器和传感器的区别是什么？

答：P13

3、画出变送器的结构框图，说明各部分的作用。

答：

测量部分：把测量信号转换成能被放大器接受的信号。

放大器：将测量所得Zi及Z0,Zf的偏差进行放大，输出

反馈部分：将输出部分反馈至输入端，平衡输入信号。

4、变送器是基于什么原理构成的？如何使输入信号与输出信号之间呈线性关系？

答：反馈原理，非线性反馈环节

5、理解在热电偶中的非纯性补偿和非线性校正。

第三章

1、防爆型控制仪表可分隔爆型和本安型，他们都能通电时打开检修吗？为什么。

答:在通电的情况下，隔爆型仪表不能打开检修，本安型可以打开检修。

原因：隔爆型仪表具有隔爆外壳，其强度足够大，防爆接合面足够宽，能够承受内部爆炸并阻止其向外部传播，一旦打开，防爆作用就失去，故不能带电检修。

本安型仪表内部为本质安全电路，电路中的电压和电流被限制在一允许的范围内，有故障也不会导致周围混合物的爆炸，故可以带电检修。

2、什么是本质安全型防爆仪表，如何构成本质安全防爆系统？

答：正常工作或规定的故障状态下，电路及设备产生的火花能量和达到的温度均不能引起易爆炸性气体或蒸汽爆炸的防爆类型（本质安全型电气设备的全部电路均为本质安全电路）。

本质安全防爆系统的构成如下图所示：

3、设计本质安全电路的基本出发点是什么？

答：设计电路时，把电流、电压、以及，电容、电感和电阻

的数值限制在规定值以下，就能使电路无论在短路或断路状态下产生的火花能量都不足以引起周围易燃易爆炸混合物爆炸。

4、防爆电气设备如何分类？防爆标志ExiaⅡAT5 和ExdIIBT4是何含义？

答：防爆电气设备分为两大类。

①Ⅰ类煤矿用电气设备。

②Ⅱ类工厂用电气设备。

Ⅱ类电气设备按爆炸性气体特性，可进一步分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级。

工厂用设备的防爆形式共有八种：隔爆型（d）本质安全型（i）增安型（e）正压型（p）充油型（o），充砂型（q），浇封型（m）和无火花型（n）。本质安全型设备按其使用场所的安全程度又可分为ia和ib两个等级。

与爆炸性气体引燃温度的分组相对应，Ⅱ类电气设备可按最高表面温度分为T1～T6六组。

防爆标志ExiaIIAT5 表示II类（工厂用电气设备）本质安全型ia等级A级T5组，其设备适用于A级气体级别、（不适用于B、C级气体级别）引燃温度不低于T5的危险场所；

防爆标志ExdIIBT4表示II类（工厂用电气设备）隔爆型B级T4组，其设备适用于

A、B级气体级别、（不适用于C级气体级别）引燃温度不低于T 4的危险场所。

5、什么是安全栅？说明常用安全栅的构成和特点。

答：安全栅作是本安型仪表的关联设备，它一方面传输信号，另一方面控制流入危险场所的能量在爆炸性气体或混合物的点火能量以下，以确保系统的本安防爆性能。

安全栅的构成形式有多种，常用的有齐纳式安全栅和隔离式安全栅两种。

（1）齐纳式安全栅

齐纳式安全栅是基于齐纳二极管反向击穿性能而工作的。如图所示。在正常工作时，安全栅不起作用。

当现场发生事故，如形成短路时，由R限制过大电流进入危险侧，以保证现场安全。当