控制儀表與裝置考試復(fù)習(xí)題集

1、簡答題5X8=40分第1章概論1. 一個簡單的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中至少應(yīng)包含哪幾個環(huán)節(jié)？P1輸入環(huán)節(jié)；輸出環(huán)節(jié)；反饋環(huán)節(jié)等2. 過程控制儀表與裝置的分類有哪幾種形式？P2按能源形式分類：可分為電動、氣動、液動和機(jī)械式等。工業(yè)上普遍使用電動和氣動控制儀表；按信號類型分類：分為模擬式和數(shù)字式兩大類；按結(jié)構(gòu)形式分類：單元組合式控制儀表，基地式控制儀表，集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。3. 過程控制儀表與裝置按能源形式分類可分為哪幾種？目前工業(yè)上普遍使用的是哪兩種？ P2過程控制儀表與裝置按能源形式分類可分為電動、氣動、液動和機(jī)械式等。工業(yè)上普遍使用電 動和氣動控制儀表。4. 數(shù)字式控制儀表的特征有

2、哪些？其傳輸信號為斷續(xù)變化的數(shù)字量，可以進(jìn)行各種數(shù)字運(yùn)算和邏輯判斷，功能完善性，能優(yōu)越， 能解決模擬式控制儀表難以解決的問題。5. 變送單元的作用是什么？它能將各種被測參數(shù)，如溫度、壓力、流量、液位等變換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號傳送到接收儀 表，以供指示、記錄或控制。6. 控制單元的作用是什么？將來自變送單元的測量信號與給定信號進(jìn)行比較，按照偏差給出控制信號，去控制執(zhí)行器的動 作。7. 執(zhí)行單元的作用是什么？它按照調(diào)節(jié)器輸出的控制信號或手動操作信號，操作執(zhí)行元件，改變控制變量的大小。8. 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特征？P3其特征為：現(xiàn)場控制和雙向數(shù)字通訊，即將傳統(tǒng)上集中于控制室的控制功能分散到現(xiàn)場設(shè)備中

3、，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場控制，而現(xiàn)場設(shè)備與控制室的儀表或裝置之間為雙向數(shù)字通訊。9信號制是指什么？ P3-4信號制即信號標(biāo)準(zhǔn)，是指儀表之間采用的傳輸信號的類型和數(shù)值。10. 制定信號制的目的是什么？P3-4達(dá)到通用性和相互兼容性的要求，以便不同系列或不同廠家生產(chǎn)的儀表能夠共同使用在同一控 制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。11. 氣動儀表的信號標(biāo)準(zhǔn)？P3-4氣動儀表的信號標(biāo)準(zhǔn)即啟動儀表的下限值和上限值:下限上限20kPa(0.2Kgf/cm2)100kPa(1Kgf/cm2)12.電動儀表的信號標(biāo)準(zhǔn)?序號電流信號負(fù)載電阻14 20 mA2 5 0 7 5 0 歐20-10 mA0-1000歐0 3 0 0 0 歐1

4、3.現(xiàn)場與控制室儀表之間宜采用什么信號？P4-5現(xiàn)場與控制室儀表之間宜采用直流電流信號。14. 直流電流信號有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？P4-5優(yōu)點(diǎn)：a、直流比交流干擾少b、直流信號對負(fù)載的要求簡單c、電流比電壓更利于遠(yuǎn)傳信息缺點(diǎn)：a、多個儀表接收同一電流信息，它們必須串聯(lián)b、任何一個儀表在拆離信號回路之前首先要把該儀表的兩個輸入端短接，否則其它儀表將會因電流中斷而失去信號c、儀表無公共接地點(diǎn)，須浮空工作。15. 控制室部儀表之間宜采用什么信號？P4-5控制室部儀表之間宜采用直流電壓信號。16. 直流電壓信號有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？P4-5優(yōu)點(diǎn)：a、任何一個儀表拆離信號回路都不會影響其它儀表的運(yùn)行。b、各個儀表具有公

5、共接地點(diǎn)，可以共用一個直流電源。缺點(diǎn)：其接收儀表的輸入阻抗要足夠高觀坂 檸制左1317. 控制系統(tǒng)儀表之間典型聯(lián)接方式是什么？P5Io :發(fā)送儀表的輸出電流Ro :發(fā)送儀表的輸出電阻Ri:接收儀表的輸入電阻R :電流/電壓轉(zhuǎn)換電阻，lo=420mA時R取250 Qo18. 從儀表整體結(jié)構(gòu)上看，模擬式控制儀表的兩種構(gòu)成形式是什么？a、 儀表整機(jī)采用單個放大器，其放大器可由若干放大器或不同的放大器串聯(lián)而成。b、整機(jī)由數(shù)目不等的運(yùn)算放大器電路以不同形式組裝而成。19. 采用單個放大器的儀表分析方法的特點(diǎn)？a、在滿足KKf 1的條件時，儀表的輸出與輸入關(guān)系僅取決于輸入部分的特性和反饋部分的 特性。b、

6、 在滿足KKf1的條件時，放大器的凈輸入 e趨向于零（e 0）。20. 采用運(yùn)算放大器的儀表分析方法特點(diǎn)？a、輸入電阻Ri=;b、輸出電阻Ro=0 ;c、開環(huán)電壓增益 Ko=;d、失調(diào)及其漂移為零。兩條重要的結(jié)論：1差模輸入電壓為零，即Vd =0或VT=VF;2輸入端輸入電流為零，即lbT=O, lbF=O;21. 儀表中常用的運(yùn)算放大器電路有哪四種？見筆記a、反相端輸入b、同相端輸入c、差動輸入d、電壓跟隨器22. 反相端輸入運(yùn)算放大器電路特點(diǎn)？a、 輸出電壓與輸入電壓成正比，其比例系數(shù)為R2/R1;b、輸出與輸入極性相反；c、反相端不接地，但 VF=O，故稱反相端為“虛地”；d、 輸入電阻

7、約等于輸入回路電阻R1 ；e、輸入回路電流li，全部流經(jīng)反饋回路，即lf=li。23. 同相輸入運(yùn)算放大器電路特點(diǎn)？a、 輸出電壓與輸入電壓成正比，其比例系數(shù)為(1+ R2/R1)；b、輸出與輸入極性相同；c、 同相端和反相端存在共模電壓 VC=Vi ；d、輸入電阻等于運(yùn)算放大起本身的共模輸入電阻，其值很大，通常為1500M。24. 差動輸入運(yùn)算放大器電路特點(diǎn)？RR3a、在滿足電阻匹配條件時，差動輸入放大器電路的輸出電壓僅僅取決于兩個輸入電壓之差(ViT-ViF)，即這種電路只放大差動信號，不放大共模信號，且與差動信號Vid成正比，比例系數(shù)為R2/R1。輸出電壓與差動信號極性相同。在儀表線路中

8、，往往取R1 = R3、R2= R4,形成所謂對稱差動運(yùn)放電路。v氏VjTb、 運(yùn)算放大器輸入端存在共模電壓：R3 R425. 電壓跟隨器特點(diǎn)？輸入電阻高；輸出電阻低。它在儀表電路應(yīng)用中，起隔離作用。第2章調(diào)節(jié)器26. 何為調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律？P12調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)規(guī)律就是調(diào)節(jié)器的輸出信號隨輸入信號(偏差)變化的規(guī)律。這個規(guī)律常常稱為調(diào) 節(jié)器的特性。27. 調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有哪些？a、比例控制規(guī)律b、比例積分控制規(guī)律 c、比例微分控制規(guī)律 d、比例積分微分控制規(guī)律28 比例調(diào)節(jié)規(guī)律的特點(diǎn)？a、比例控制作用及時迅速b、控制量的輸出會發(fā)生變化不是原來的數(shù)值c、存在殘余偏差 一29. 積分作用的特點(diǎn)？

9、積分作用的輸出與偏差對時間的積分成比例關(guān)系。積分作用具有“慢慢來”的特性30. 如何防止積分飽和？ P33a、在控制器輸出達(dá)到輸出圍上限值或下限值時，暫時去掉積分作用。b、在控制器輸出達(dá)到輸出圍上限值或下限值時，使積分作用輸出不繼續(xù)增加。31. 微分作用的特點(diǎn)？輸入偏差變化的速度越大，則微分作用的輸出越大，然而對于一個固定不變的偏差不管這個偏 差有多大，微分作用的輸出總是零。32. 變送器的作用？P41在自動檢測和調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，將各種工藝參數(shù)，如溫度、壓力、流量、液位、成分等物理量 轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號，以供顯示、記錄或調(diào)節(jié)之用。33. 變送器按照被測參數(shù)分類有？差壓變送器、壓力變送器、液位變送

10、器、流量變送器、溫度變送器等34. 模擬式變送器的構(gòu)成原理及結(jié)構(gòu)圖？P41模擬式變送器組成部分：測量部分、放大器、反饋部分、零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移。結(jié)構(gòu)圖如 3-1 所示圖3-1模擬式變送器結(jié)構(gòu)圖35.模擬式變送器的輸入輸出關(guān)系曲線和關(guān)系式？P41LKy(S zo)1 KK f式中：Ki:測量部分的轉(zhuǎn)換系數(shù)0KiK放大器放大系數(shù)Kf反饋部分反饋系數(shù)圖3-2模擬式變送器的理想輸入輸出特性36.數(shù)字式變送器的構(gòu)成原理？ P211 智能式變送器由硬件和軟件兩部分構(gòu)成。智能式變送器的硬件構(gòu)成：圖3-3智能式變送器的硬件構(gòu)成框圖 智能式變送器軟件構(gòu)成：A/D采樣程序量程轉(zhuǎn)換程序工程量變換程序?yàn)V波程序 誤差校

11、正程序 D/A輸出程序圖3-4變送器量程調(diào)節(jié)前后輸入輸岀特性通訊程序輔助功能程序智能式變送器還配置有手持終端。37 .變送器的量程調(diào)整？ P42量程調(diào)整：使變送器的輸出信號上限值y與測量圍max的上限值X相對應(yīng)。max量程調(diào)整相當(dāng)于改變變送器的輸入輸出特性的斜率, 信號x之間的比例系數(shù)。也就是改變變送器輸出信號y與輸入模擬式變送器的量程調(diào)整方法:KiZoy-x-Kk由KfKf知改變反饋部分的反饋系數(shù)K;或者改變測量部分轉(zhuǎn)換系數(shù) f智能式變送器的量程調(diào)整方法：由軟件實(shí)現(xiàn)。38.變送器的零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移？P42使變送器的輸出信號下限值y與測量圍的下限值x 相對應(yīng)，在x =0時，稱為零點(diǎn)miami

12、amia調(diào)整，在x 工0時，稱為零點(diǎn)遷移。min零點(diǎn)調(diào)整使變送器的測量起始點(diǎn)為零。零點(diǎn)遷移是把測量的起始點(diǎn)由零遷移到某一數(shù)值：當(dāng)測量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋徽担Q為正遷移；當(dāng)測量的起始點(diǎn)由零變?yōu)槟骋回?fù)值，稱 為負(fù)遷移。模擬式變送器的零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移方法:z 0Kf知改變放大器輸入端上的調(diào)零信號z智能式變送器的零點(diǎn)調(diào)整和零點(diǎn)遷移方法：由軟件實(shí)現(xiàn)39. 如何提高儀表的測量精度？P42零點(diǎn)遷移+量程調(diào)整可以提高儀表的測量精度。40. 電容式差壓變送器線性化的原因？R52原因：傳感器組件的輸出信號與被測參數(shù)之間往往存在著非線性關(guān)系。41. 模擬式變送器非線性補(bǔ)償方法有哪二種？R691. 使反饋部分與傳

13、感器組件具有相同的非線性特性2. 使測量部分與傳感器組件具有相反的非線性特性42何為四線制？何為二線制？四線制：供電電源和輸出信號分別用二根導(dǎo)線傳輸二線制：二根導(dǎo)線同時傳送變送器所需的電源和輸出電流信號二盜驅(qū)蠱VT圖3-6二線制和四線制變送器43. 二線制優(yōu)點(diǎn)？節(jié)省連接電纜、有利于安全防爆和抗干擾。44. 智能式變送器的信號傳輸方式？R212智能式變送器采用雙向全數(shù)字量傳輸信號，即現(xiàn)場總線通信方式；目前廣泛采用一種過渡 方式，即在一條通信線纜中同時傳輸420mA ADC電流信號和數(shù)字信號，這種方式被稱為HART協(xié)議通信方式。45. 差壓變送器的作用？P43用來將差壓、流量、液位等被測參數(shù)轉(zhuǎn)換為

14、標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一信號，以實(shí)現(xiàn)對這些參數(shù)的顯示、 記錄或自動控制。46. 差壓變送器按照檢測元件分類有？膜盒式差壓變送器電容式差壓變送器擴(kuò)散硅式差壓變送器振弦式差壓變送器電感式差 壓變送器等47. 分析電容式差壓變送器測量部件的工作機(jī)理，推導(dǎo)其關(guān)系，說明其特性。P52-3 ； 345 步推導(dǎo),3行結(jié)論！48. 說明擴(kuò)散硅式差壓變送器的工作原理（包括：傳感器與供電電路，前置電壓放大器，電壓？電流轉(zhuǎn)換器）。（給出擴(kuò)散硅式差壓變送器原理電路圖）P60-61工作原理：擴(kuò)散硅壓阻傳感器的應(yīng)變電阻阻值在P作用下發(fā)生變化，使硅橋產(chǎn)生不平衡電壓U，再經(jīng)前置放大并轉(zhuǎn)換成 I輸出。so1 ;1盅怦1 I1圖3-11擴(kuò)散硅

15、式差壓變送器構(gòu)成方框圖49 .執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中的作用？P82接受來自調(diào)節(jié)器的控制信號，通過其本身開度的變化，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。50 為什么說執(zhí)行器是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)？執(zhí)行器的工作、使用條件惡劣，是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。51. 執(zhí)行器的構(gòu)成？各部分的作用？R99執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)兩個部分構(gòu)成節(jié)被控介質(zhì)流量的目的。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：根據(jù)輸入信號的大小產(chǎn)生相應(yīng)的輸出力或位移去推動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動作。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)：在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用下使閥芯產(chǎn)生一定位移，即使執(zhí)行器開度發(fā)生變化，達(dá)到調(diào)I*澗節(jié)械枸I一執(zhí)旨器的調(diào)曲后產(chǎn)土陽應(yīng)的筍出力尸和也醉調(diào)節(jié)從閥芯、閥座之何腿的流星52. 執(zhí)行器按使用的能源形式分類有？R98氣動執(zhí)行器：控制氣動調(diào)節(jié)閥電動執(zhí)行器：控制電動調(diào)節(jié)閥53. 氣動調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)？