控制仪表及装置——考试复习题

简答题5X8=40分

第1章概论

1. 一个简单的闭环调节系统中至少应包含哪几个环节？P1

输入环节；输出环节；反馈环节等

2. 过程控制仪表与装置的分类有哪几种形式？ P2

按能源形式分类:可分为电动、气动、液动和机械式等。工业上普遍使用电动和气动控制仪表；按信号类型分类:分为模拟式和数字式两大类；按结构形式分类:单元组合式控制仪表,基地式控制仪表,集散型计算机控制系统,现场总线控制系统。

3. 过程控制仪表与装置按能源形式分类可分为哪几种？目前工业上普遍使用的是哪两

种？ P2

过程控制仪表与装置按能源形式分类可分为电动、气动、液动和机械式等。工业上普遍使用电动和气动控制仪表。

4.数字式控制仪表的特征有哪些？

其传输信号为断续变化的数字量，可以进行各种数字运算和逻辑判断，功能完善性，能优越，能解决模拟式控制仪表难以解决的问题。

5. 变送单元的作用是什么？

它能将各种被测参数，如温度、压力、流量、液位等变换成相应的标准统一信号传送到接收仪表，以供指示、记录或控制。

6. 控制单元的作用是什么？

将来自变送单元的测量信号与给定信号进行比较，按照偏差给出控制信号，去控制执行器的动作。

7. 执行单元的作用是什么？

它按照调节器输出的控制信号或手动操作信号，操作执行元件，改变控制变量的大小。

8. 现场总线控制系统的特征？ P3

其特征为：现场控制和双向数字通讯，即将传统上集中于控制室的控制功能分散到现场设备中，实现现场控制，而现场设备与控制室内的仪表或装置之间为双向数字通讯。

9. 信号制是指什么？P3-4

信号制即信号标准，是指仪表之间采用的传输信号的类型和数值。

10. 制定信号制的目的是什么？P3-4

达到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或不同厂家生产的仪表能够共同使用在同一控制系统中，实现系统的功能。

11. 气动仪表的信号标准？P3-4

现场与控制室仪表之间宜采用直流电流信号。

14. 直流电流信号有哪些优缺点？P4-5

优点：a、直流比交流干扰少b、直流信号对负载的要求简单c、电流比电压更利于远传信息缺点：

a、多个仪表接收同一电流信息，它们必须串联

b、任何一个仪表在拆离信号回路之前首先要把

该仪表的两个输入端短接，否则其它仪表将会因电流中断而失去信号c 、仪表无公共接地点，

须浮空工作。

15. 控制室内部仪表之间宜采用什么信号？P4-5

控制室内部仪表之间宜采用直流电压信号。

16. 直流电压信号有哪些优缺点？P4-5

优点：a、任何一个仪表拆离信号回路都不会影响其它仪表的运行。

b、各个仪表具有公共接地点，可以共用一个直流电源。

缺点：其接收仪表的输入阻抗要足够高

17. 控制系统仪表之间典型联接方式是什么？P5

Io：发送仪表的输出电流

Ro：发送仪表的输出电阻

Ri：接收仪表的输入电阻

R ：电流∕电压转换电阻，Io=4～20mA

时R取250Ω。

18.从仪表整体结构上看，模拟式控制仪表的两种构成形式是什么？

a、仪表整机采用单个放大器，其放大器可由若干放大器或不同的放大器串联而成。

b、整机由数目不等的运算放大器电路以不同形式组装而成。

19. 采用单个放大器的仪表分析方法的特点？

a、在满足KKf>>1的条件时，仪表的输出与输入关系仅取决于输入部分的特性和反馈部分的特

性。

b、在满足KKf>>1的条件时，放大器的净输入e趋向于零(e→0)。

20. 采用运算放大器的仪表分析方法特点？

a、输入电阻Ri=∞；

b、输出电阻Ro=0；

c、开环电压增益Ko=∞；

d、失调及其漂移为零。

两条重要的结论：

1〉差模输入电压为零，即Vd=0 或VT=VF；

2〉输入端输入电流为零，即IbT=0, IbF=0;

21. 仪表中常用的运算放大器电路有哪四种？见笔记

a、反相端输入

b、同相端输入

c、差动输入

d、电压跟随器

22. 反相端输入运算放大器电路特点？

a、输出电压与输入电压成正比，其比例系数为R2/R1；

b、输出与输入极性相反；

c、反相端不接地，但VF=0，故称反相端为“虚地”；

d、输入电阻约等于输入回路电阻R1；

e、输入回路电流Ii，全部流经反馈回路，即If=Ii。

23. 同相输入运算放大器电路特点？

a、输出电压与输入电压成正比，其比例系数为（1+R2/R1）；

b、输出与输入极性相同；

c、同相端和反相端存在共模电压VC=Vi；

d、输入电阻等于运算放大起本身的共模输入电阻，其值很大，通常为1～500M。

24. 差动输入运算放大器电路特点？

a 、在满足电阻匹配条件时，差动输入放大器电路的输出电压仅仅取决于两个输入电压之差（ViT -ViF ），即这种电路只放大差动信号，不放大共模信号，且与差动信号Vid 成正比，比例

系数为R2/R1。输出电压与差动信号极性相同。在仪表线路中，往往取 R1=R3、R2=R4，形成所谓对称差动运放电路。

b 、运算放大器输入端存在共模电压：

25. 电压跟随器特点？ 输入电阻高；输出电阻低。它在仪表电路应用中，起隔离作用。

第2章 调节器

26. 何为调节器的调节规律？ P12

调节器的调节规律 就是调节器的输出信号随输入信号(偏差)变化的规律。这个规律常常称为调节器的特性。

27.调节器的基本调节规律有哪些？

a 、比例控制规律

b 、比例积分控制规律

c 、比例微分控制规律

d 、比例积分微分控制规律

28. 比例调节规律的特点？

a 、比例控制作用及时迅速

b 、控制量的输出会发生变化不是原来的数值

c 、存在残余偏差 —— 余差

29. 积分作用的特点？

积分作用的输出与偏差对时间的积分成比例关系。积分作用具有“慢慢来”的特性

30. 如何防止积分饱和？P33

a 、在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，暂时去掉积分作用。

b 、在控制器输出达到输出范围上限值或下限值时，使积分作用输出不继续增加。

31. 微分作用的特点？

输入偏差变化的速度越大，则微分作用的输出越大，然而对于一个固定不变的偏差不管这个偏差有多大，微分作用的输出总是零。

32.变送器的作用？ P41

在自动检测和调节系统中，将各种工艺参数，如温度、压力、流量、液位、成分等物理量转换成统一的标准信号，以供显示、记录或调节之用。

33. 变送器按照被测参数分类有？

差压变送器、压力变送器、液位变送器、流量变送器、温度变送器等

34. 模拟式变送器的构成原理及结构图？ P41

模拟式变送器组成部分：测量部分、放大器、反馈部分、零点调整和零点迁移。结构图如3-1所示

图3-1 模拟式变送器结构图 iT C V R R R V 4

34+=4321R R R R =