控制仪表及装置试题2014

控制仪表及装置试题2014

一. 填空（每空2分，共30分）

1.电动控制仪表控制仪表按信号类型可以分为：（）和（）两类；

2•变送器的作用是（）；

3•安全栅的作用是（），（）;

4.DDZ-川型仪表是以（）作为标准统一信号的；

5.配电器的作用是（）；

6.安全防爆系统应具备的条件是（）和（

）；

7.选择气动执行器作用方式气开气关的依据是以（）为原则；

8.智能变送器就结构而言一般是由（）和（

）组成；

9.热电阻温度变送器量程单元中热电阻采用三线制连接的目的是（）；

10.控制仪表中DCS是指（）,FCS是指（）；

二. 解答下列各题（每题4分，共20分）

1.画出齐纳式安全栅的原理电路图，并说明其工作原理。

2.试述电容式差压变送器测量部分的工作原理。

3.画出电动执行器中伺服放大器的原理框图，并叙述其工作原理。

4.试述变送器中调量程、零点以及零点迁移的意义和方法。

5.解释开方器为何要设小信号切除电路？并说明DDZ- E型开方器的小信号切除电路工

作原理。

三. 写出理想P，PI，PD，PID四种调节器的传递函数，划出其阶跃响应曲线（20 分）。

四. 川型调节器考虑导线电阻压降的差动输入电路原理图如下，试推导V01与V 之间的关系，并说明导线电阻压降WM1, V CM2能否影响运算电路的精度。

（R=R=R3=R=R5=R=5OOk Q ,R7=R8=5 k Q）（15 分）

Fs

H !■---

Ve

五. 如图位移检测放大器原理线路图，哪些器件是为实现本质安全防爆措施而设 置的，各是如何起作用的（15）

2009〜2010学年二学期控制仪表

（答案要注明各个要点的评分标准）

一.

（每空2分）

1 （数字式）（模拟式）

2 （是将传感器来的各种工艺变量转换成标准的统一信号）

3 （信号传输）（阻止危险信号进入危险场所）

4 （4〜20mA 或 1〜5V ）

5 （信号变换与隔离、供电），

6 （危险场所使用安全防爆仪表）（使用安全栅）

7 （安全生产）， 8 （传感器部件）（电子部件） 9 （克服热电阻的连接导线电阻对测温的影响） 10 （集散控制系统）（现场总线控制系统）

二. （每题4分，共20分）

1 、齐纳式安全栅是利用齐纳二极管的反向击穿特性制作的。这就安全侧异常高 电

压不能窜入危险侧。

560

Ri. 25Ufl

0.047pF ； 47叶F

；vn 2 H Rs 2?n

二出

3 i VL\-\T^

lla ^3,

JBB,

a

VTi

、1 VD

lfl

盘 VD,,

2J<)n

0-8 齐纳式安全栅

两电容差为:

K 2VS

C 2 C i1

K l VPI 代入上式得:

C 2 C i1

图2-21差动电容变化示意图

3、组成：（1）.信号隔离器 （2）.综合放大器

（3） •触发电路 （4）.固态继电器

工作原理：将调节器来的电流信号和位置信号进行综合比较，并将差值放大, 并以足

够的功率去驱动伺服电机（正反）旋转

AW

2VC C i 2 C i1

A(

So VS

So

C i 2 C i 1

A( So VS So VS )

VS A (So VS So VS )

So

把Vs KKVPi

倍号1

1

电跆T阖态堰

电器1

佰号

器

—

11器U

输入信号

图3-18 伺服放大器原理框圉

数F的大小来实现的。F大，量程就大。F小, 在

xmin=0时，称为零点调整；在xmin工0时,

O

伺眼41机

・220

变送器输入输出关系为

1

匸（Cx

Zo）

量程调整通常是通过改变反馈系

量程就小。

称为零点迁移。

(e)负迁移

5、开方器的输入输出关系为:

其变化率为: dy

dx 2、x

当X有微小变化时,

电路；

输出变化很大，即误差很大，因此必须设计小信号切除在川型开方器中是以输出满量程的1%为界，小于1%时使输出被切除，大

于1%时使输出正常。

三.(每个5分，共20分)

P : W (s ) =k p

1

PI: W(s)=k p (1

) T I s

PD ： W(s)= k p (1 T D S)

PID: W(s)= k p (1

T D

s) T I S

四.(15分)若将IC 看做理想运算放大器，则有:

1

同理：

V

T

—

(V

S V CM 1 V CM 2 V B )

3

由于：V T =V F 可得： V 01 =-2(V i -V S )

结论：导线电阻V CM1,V Cm2不影响运算电路精度 五.(15分)

根据位移检测放大器原理线路图，有以下四点防爆考虑:

1、 差动变压器原边线圈兼做振荡器的谐振电感，减少了储能原件的数量：

2、 反馈动圈 W1、W2两端并联二极管VD5~VD8,提供了断电时的能量释放

通路；

3、 二极管VD10~VD12用以限制C5两端的电压，二极管 VD3用以限制C2

两端的电压；

4、 R8R9为C5的放电能量限流电阻，在 VD4击穿时，可限制C5的放电电

流。

V i V CM 1

V F

V CM 2 V F

V F (V B

八1)

R

R

R

以: V F

1 -(V i

V CM 1

V

CM 2

1

V

01

V B )

3

2

A