化工儀表與自動化考試試題匯總及答案

1、?化工儀表與自動化?課程測試試題一、 填空題36分1、過程限制系統(tǒng)是由_限制器、_執(zhí)行器、測量變送和_t控又象_等環(huán)節(jié)組 成.2、過程限制系統(tǒng)中按被控參數(shù)的名稱來分有壓力、流量、溫度、液位等限制系統(tǒng).3、目前求取過程數(shù)學(xué)模型的方法有兩種. 其中一種是根據(jù)過程的內(nèi)在機理, 通 過 物料和能量物料平衡關(guān)系,用 機理建模 的方法求取過程的數(shù)學(xué)模型.4、限制對象的干擾通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是 ：干擾通道的時間常數(shù)愈 大,對被控變量的影響越?。桓蓴_通道容量滯后愈多,那么調(diào)節(jié)質(zhì)量越差；干擾通道的純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量 有影響,純滯后越大,質(zhì)量越差.5、選擇限制方案時,總是力圖使調(diào)節(jié)通道的放大倍數(shù)增益大于

2、干擾通道的放大倍數(shù)增益.6 .某調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)節(jié)器,先用純比例調(diào)整到適宜的調(diào)節(jié)輸出, 再參加積分作用的后,應(yīng) 減小調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù),才能使穩(wěn)定性不變.7 .描述限制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)的參數(shù)有最大偏差、衰減比 和余差等.8 .申級調(diào)節(jié)系統(tǒng),一般情況下主回路選擇 PID或_PI_調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)器,副回路選用_P_調(diào)節(jié)規(guī)律調(diào)節(jié)器；如果副回路采用差壓法測流量,應(yīng)采用什么裝置開放器 補償.9 .儀表自動化標(biāo)準(zhǔn)中,氣動儀表標(biāo)準(zhǔn)信號范圍是0.020.1MPa:電II型標(biāo)準(zhǔn)信號范圍是 420mA;電m型標(biāo)準(zhǔn)信號范圍是010mA.二、綜合題54分1、10分畫出氣關(guān)式類型執(zhí)行器的兩種簡單結(jié)構(gòu)示意簡圖；在限制

3、系統(tǒng)中如何選擇執(zhí)行器類型？舉例說明.在限制系統(tǒng)中,執(zhí)行器是按平安原那么選擇類型的,也就是當(dāng)限制信號中斷時, 要保證設(shè)備和操作人員的平安.如：加熱爐溫度限制,當(dāng)燃料量為操縱變量時, 其執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開類型,當(dāng)信號中斷時,切斷燃料,保證平安.2、(14分)熱電偶為什么要進行冷端溫度補償？有哪些冷端溫度補償方法？原理是什么？答：由于各種顯示儀表和熱電偶分度表都是在熱電偶冷端溫度為零的時候做 出的.但實際中熱電偶冷端溫度不等于零, 且經(jīng)常波動,這必然造成輸出減少, 所以要進行熱電偶的冷端溫度補償.熱電偶常用的冷端溫度補償方法有：冰浴法、公式計算法、儀表機械零點調(diào)整法、電橋補償法和補償熱電偶?冰浴法：用

4、冰槽使t0保持零度.? 計算法：Eab (t, 0) = Eab (t, to) + Eab (to, 0)? 儀表零點調(diào)整法：將儀表的機械零點調(diào)到 to? 補償電橋法：用電橋產(chǎn)生Eab (to, 0)與Eab (t, to)疊加,即可消除 t.變化對測量的影響.? 補償熱電偶：用與測量熱電偶同型號的熱電偶進行補償,用于多支熱電 偶.3、(10分)限制器輸入偏差是階躍信號(見下列圖),請根據(jù)參數(shù), 畫出P、PI的輸出響應(yīng)曲線.(1) P輸出,：比例度6 =50% (2) PI輸出,：比例度6 =100%積分時間Ti=1分4、20分下列圖為加熱爐裝置,工藝要求利用燃料量來限制爐出口介質(zhì)溫度 t簡

5、 單限制系統(tǒng)； 指出構(gòu)成限制系統(tǒng)時的被控變量、限制變量、干擾量是什么？在下列圖中畫出限制流程圖； 選擇執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)類型以及限制器的作用方向； 畫出簡單限制系統(tǒng)方框圖；簡單說明該系統(tǒng)克服干擾的過程可設(shè)溫度t升高,分析調(diào)節(jié)動作過程.答： 構(gòu)成限制系統(tǒng)時的被控變量是出口介質(zhì)溫度；操縱變量是燃料量, 干擾量是：進料流量和溫度、燃料的壓力、爐膛溫度和壓力以及環(huán)境溫度. 執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開類型,限制器為反作用方向 簡單限制系統(tǒng)方框圖見下列圖.*執(zhí)行器操縱變喜神掙對象被控變量,.剿量變退 該系統(tǒng)克服干擾的過程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高,測量大于給定,限制器 輸入偏差增大,其輸出限制信號減少,氣開閥關(guān)小,燃

6、料量減少,塔頂溫度下 降,維持給定.三、計算題：10分計算下列圖各熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢10分.注：a B-K型熱電偶；A,B-K型熱電偶補償導(dǎo)線C D- S 型熱電偶；C D -S 型熱電偶補償導(dǎo)線;50 UCcT25CC-O50 O 25pD,60(fC25VCO-O-S0eC答：1、E1=EAb(300,50)+E cd(50,25)=(12.207-2.002)+(0.299-0.142) =10,342(mV)E2=E c4300,50)-E cd(50,25) =(2.323-0,299)-(0.299-0.142) =1.867 (mV)?化工儀表與自動化?課程測試試題二一、

7、填空題28分1 .限制系統(tǒng)引入積分作用是為了消除余差 ,但積分的引入會使系統(tǒng) 不穩(wěn)定, 引入微分作用是為了 克服容量滯后.某調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)節(jié)器,先用純比例調(diào)整到適宜的調(diào)節(jié)輸出,在參加積分作用的過程中,應(yīng)減小放到倍數(shù).2 .被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對流量Q/Qmax門閥門相對行程l/L之間的關(guān)系,稱 為調(diào)節(jié)閥的 流量特,性;假設(shè)閥前后的壓差保持不變時,上述關(guān)系稱為理想 特性；實際使用中,閥前后的壓差總是變化的,此時上述關(guān)系為 工作 特性.調(diào)節(jié)閥的流量特性有一直線.、等百分比_ 、 .拋物線.禾口 快開,流量特性的選擇主要是與廣義對象 相匹配.3 .與單回路限制系統(tǒng)相比,用級調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有以

8、下三個特點：對于進入副回路的干擾有很強的克服水平 ；提升了工作頻率；具 有.4 .限制對象的干擾通道的動態(tài)特性對過渡過程的影響是 ：干擾通道的時間常數(shù)愈 大,對被控變量的影響越必干擾通道容量滯后愈多,那么調(diào)節(jié)質(zhì)量越差；干擾 通道的純滯后對調(diào)節(jié)質(zhì)量 有影響,純滯后越大,質(zhì)量越差 .5 .簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的根本特征是 閉合回路 和 負反響 .6 .常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件有 孔板 和 噴嘴 .7 .熱電偶的熱電特性與熱電偶材料、兩節(jié)點溫度 有關(guān).與熱電偶幾何尺寸無關(guān).二、綜合題分1、10分畫出氣開式類型執(zhí)行器的兩種簡單結(jié)構(gòu)示意簡圖；限制系統(tǒng)在什么 情況下選擇氣開類型執(zhí)行器？舉例說明.答：如：加熱爐溫度限制,當(dāng)

9、燃料量為操縱變量時,具執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開類型, 當(dāng)信號中斷時,切斷燃料,保證平安.2、20分在限制系統(tǒng)應(yīng)用中,有哪些根本限制規(guī)律和組合限制規(guī)律？寫出各自的表達式？它們各應(yīng)用在什么場所？答：在限制系統(tǒng)應(yīng)用中,根本調(diào)節(jié)規(guī)律有：P、I、D,根本組合調(diào)節(jié)規(guī)律有PI、PR PIDoI fdePID：州=+召？力 +.7)LJatp：自衡水平強,滯后小的對象且限制質(zhì)量要求不高pi ：對象滯后小,負荷變化幅度大,要求無差PD 一階滯后較大允許有余差的對象PID:負荷變化大,容量滯后大,被控變量變化緩慢,質(zhì)量要求高3、12分下列圖為電子電位差計結(jié)構(gòu)原理圖,請補充完整連接線包括電源 和電流及輸入信號的方向,并答復(fù)

10、：電子電位差計是根據(jù)什么原理工作的？在 溫度檢測中與何種檢測元件配套使用？指出調(diào)整零點、量程的電阻.答：電子電位差計是使用電壓平衡原理工作.在溫度檢測中熱電偶配套.下列圖是其線路圖.起到零點調(diào)整的電阻是 Rg,起到量程調(diào)整的電阻是 Rm.Rr心一4、10分寫出差壓式流量計的根本方程式；說明公式中各個符號所代表 的含義.Q = a國Pi)-流量系數(shù)；Q被測流體流量 一體膨脹校正系數(shù)Fo節(jié)流件的開口面積pi被測流體的密度 P節(jié)流件前后差壓、計算題20分1、(10分)計算下列圖液位差壓變送器的量程、測量范圍及遷移量.：H=CH 10m h=1.2m p =35kg/m3g =10m/s2答：A P=

11、R-P-=Hp g+hp g=3500H+4200 Pa差壓變送器：量程=35000 (Pa)測量范圍=420039200 (Pa)遷移量=4200 (Pa)2、(10分)某壓力儀表的測量范圍是1001100Pa,其精度為0.5級, 那么這臺表的量程是多少？根本誤差是多少？最大絕對誤差是多少？允許誤差是 多少？答： 1000PS 0.5% 5Pa0.5%?化工儀表與自動化?課程測試試題 三一、 填空題(28分)1、 檢測儀表的根本組成有測量、傳動放大和顯示三個局部.2、在限制系統(tǒng)中,增加比例度,限制作用減少：增加積分時間;限制作用秘 少.:增加微分時間,限制作用增加.3、按誤差出現(xiàn)的規(guī)律,可將

12、誤差分為系統(tǒng) 誤差、 偶然 誤差及 疏忽 誤差.4、描述對象特性的三個參數(shù)是放大系數(shù)、時間常數(shù)和滯后時間 .5、某溫度表的精度為0.5級,其測量下限是50C ,上限是850C o那么此表的量程是 800:測量范圍是 50850:允許某本誤差是 0.5%:最大絕對誤差是_4_o6、熱電偶溫度計中常用的冷端溫度補償方法有 冷端溫度保持0度法、冷端 溫度修正法、校正儀表零點法 、補償電橋法 、補償熱電偶法 五種.7、自動平衡電橋配熱電阻測溫時,采用 三線制 連接,其連接導(dǎo)線的電阻規(guī) 定為 2x2.5 Qo二、綜合題62分1、 15分比擬電子電位差計與電子平衡電橋在測量原理和結(jié)構(gòu)上有哪些異 同點.答：

13、原理的相同點：都是利用滑動觸點位置的變化來反映被測溫度的大小.結(jié)構(gòu)的相同點： 放大器、可逆電機、同步電機、傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)的不相同點：檢測元件、測量橋路.原理的不相同點：電子電位差計電子平衡由橋儀表平衡時不平衡平衡梆第測溫元拜一m務(wù)慮冷端疝度補慎型電町用三線制接在橋施接方式熱電假用補償導(dǎo)線接在對角續(xù)上黃中電源直流直流或交流2、15分熱電偶測溫時,使用補償導(dǎo)線的目的是什么？它能否進行冷端 溫度補償？如不能應(yīng)如何處理？答：使用補償導(dǎo)線的目的是將熱電偶的冷端從溫度較高、波動較大的地方移到溫度較低、且相對穩(wěn)定的地方.如果只使用補償導(dǎo)線還不能到達冷端溫度補償?shù)哪康?必須與其它方法配合 起來使用.具體方法如下

14、：熱電偶常用的冷端溫度補償方法有： 公式計算法、冰浴法、儀表機械零點調(diào)整 法和電橋補償法.3、12分畫出審級限制系統(tǒng)的方框圖；分別說出副回路及主回路所起到的作 用.答：下列圖為審級限制系統(tǒng)的方框圖；副回路是克服作用于副對象的干擾,使副 被控變量根本穩(wěn)定,減少對主變量的影響；而主回路主要克服作用于主對象的 干擾,保證主被控變量穩(wěn)定.4、20分工藝要求利用回流量來限制塔頂溫度t簡單限制系統(tǒng),為保證塔 正常操作,回流量不允許中斷. 指出構(gòu)成限制系統(tǒng)時的被控變量、操縱變量、主要干擾是什么？4分 在圖上畫出限制流程圖并確定執(zhí)行器類型；5分 選擇限制器的作用方向；3分 畫出簡單限制系統(tǒng)方框圖；4分簡單說明

15、該系統(tǒng)克服干擾的過程可設(shè)溫度t升高,分析限制動作過程.4分答： 構(gòu)成限制系統(tǒng)時的被控變量是塔頂溫度；操縱變量是塔頂回流量,主要 干擾量是：進料的流量和溫度,回流的溫度和流量,加熱蒸汽量等. 簡單限制系統(tǒng)方框圖見下列圖 該系統(tǒng)克服干擾的過程：當(dāng)干擾作用使溫度 t升高,測量大于給定,限制 器輸入偏差增大,其輸出限制信號增加,氣開閥開大,回流量加大,塔頂溫度 下降,回復(fù)給定.三、計算題10分計算下列圖液位差壓變送器量程、測量范圍及遷移量 10分 ：H=CH 10m p =35kg/m3; g =10m/s2 .答：AP=R-P-=Hp g=3500H Pa差壓變送器量程：35000 Pa測量范圍：0

16、35000 Pa遷移量：0 Pa?化工儀表與自動化?課程測試試題四一、 填空題32分1、表征限制規(guī)律的參數(shù)是 比例度、 積分時間 及 微分時間.2、審級調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有兩個回路,分別稱為 ,回路和工回路；有兩個被調(diào) 參數(shù),分別稱為參數(shù)和 參數(shù)；有 個調(diào)節(jié)參數(shù).3、彈簧管壓力表是利用 彈簧產(chǎn)生 位移與被測壓力相平衡來測量的.4、不受被測介質(zhì)物理性質(zhì)影響的流量計是： 電磁流量計 漩渦流 量計?橢圓齒輪流量計 說出三種即可.5、差壓式流量計是利用 節(jié)流 原理進行測量流量的.6、電容式液位傳感器測量液位時,如測量高粘度導(dǎo)電介質(zhì)那么測量精度受虛擬液位的影響.7、分度號為S型的熱電偶,如果錯接了 K型熱電

17、偶的補償導(dǎo)線那么產(chǎn)生的熱電勢會 增加.如果補償導(dǎo)線的型號正確但正負接反,那么產(chǎn)生的熱電勢會 減少 c8、電容式差壓變送器的測量局部是先將差壓 轉(zhuǎn)變成 位移,然后再變成電容變化量作為轉(zhuǎn)換局部的輸入.二、綜合題58分1、10分均勻限制系統(tǒng)和一般限制系統(tǒng)的異同點有哪些？怎樣實現(xiàn)均勻限制？ 答：均勻限制系統(tǒng)和一般限制系統(tǒng)的相同點：結(jié)構(gòu)相同；不同點：目的和特 點不同,其目的是為了解決前后工序的供求矛盾,使兩個變量間能互相兼顧和 協(xié)調(diào)操作,特點是使兩個互相聯(lián)系的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化.均勻限制的實現(xiàn)可以從以下 2方面來做：1調(diào)節(jié)規(guī)律上采用P或PI,而不采 用D調(diào)節(jié),2參數(shù)整定上比例度從小到大整定,

18、且比例度和積分時間都較 大.2、8分從保證限制質(zhì)量的角度,限制閥設(shè)計中應(yīng)考慮哪幾個方面？閥的理 想流量特性有哪幾種形式？答：限制閥的設(shè)計應(yīng)考慮：閥口徑的選擇、氣開氣關(guān)形式的選擇和流量特性 選擇.理想流量特性有4種形式：1直線特性2等百分比特性3快開特性4拋物線特性3、10分限制器輸入偏差是階躍信號見下列圖,請根據(jù)參數(shù),畫 出P、PI的輸出響應(yīng)曲線.：比例度S =200%：比例度S =100%積分時間Ti=2分,34、(20分)某列管式蒸汽加熱器,工藝要求出口物料溫度穩(wěn)定在(901)C 主要干擾為蒸汽壓力的波動.(1) 確定被控變量,并選擇相應(yīng)的測量元件.(2) 制定合理的限制方案.(3) 如物

19、料溫度不允許過高,否那么易裂解,試確定限制閥的氣開、氣(4) 畫出限制流程圖與方框圖答：被控變量為列管式蒸汽加熱器物料出口溫度,因測量溫度較低但精度較高選擇粕熱電阻為測量元干擾為蒸汽壓力,限制方案選用副參數(shù)為蒸汽壓力主參數(shù)為物料出口溫度的 審級限制.限制閥選用的氣開式限制流程圖與方框圖如圖5、10分某化學(xué)反響器工藝規(guī)定操作溫度為 4002oC,考慮平安因素,調(diào)節(jié) 過程中溫度偏離給定值不得超過 6oC.現(xiàn)設(shè)計運行的溫度定值調(diào)節(jié)系統(tǒng),在最大 階躍干擾下的過渡過程曲線如下圖.問該過程的最大偏差、余差、衰減比、過 渡時間按被控變量進入新穩(wěn)態(tài)值的 2%為準(zhǔn)和振蕩周期.由反響曲線可知：最大偏差 A=45-

20、40=5C余 差C=41-40=1C衰減比過渡時間：Ts=23min三、計算題：10分計算下列圖各熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢10分如圖為S型熱偶測溫線路,由于疏忽將其中第二段補償導(dǎo)線接反, 求：輸入到顯示儀表的總電勢為多少？由于第二段補償導(dǎo)線接反引入的誤差是多少？100t50nC吹答： E1=ES(800,50)-E s(50,0) =(7.345-0.299)-0.299=6.747 (mV) E2=Ecd(800,0)-6.747= 7.345-6.747 =0.598(mV)?化工儀表與自動化?課程測試試題五填空題36分1、在階躍擾動作用下,自動限制系統(tǒng)的過渡過程有發(fā)散震蕩、等幅震蕩、非震

21、蕩衰減和衰減震蕩_等根本形式.2、自動限制系統(tǒng)按按設(shè)定值的不同形式可分為定值限制系統(tǒng)_、隨動限制系統(tǒng)、程序限制系統(tǒng) 等限制系統(tǒng).3、對象的數(shù)學(xué)模型就是 利用數(shù)學(xué)的表達式來描述對象的特點 .4、液位變送器測量進行零點遷移時只改變測量范圍,不改變 量程5、在常用的熱電偶溫度計中,精度較高的是 S_熱電偶,線卜t最好的是_K- _熱電偶,靈敏度較高的是 _E_熱電偶.6 .常用的熱電阻材料是 銅、鋁,分度號是_Cu50、Cu100_、Pt50、Pt100 _線性好的是 銅 熱電阻,它適于測量.低 溫度.7 .描述對象特性的三個參數(shù)是 放大倍數(shù)、時間常數(shù)、滯后時間_ ,如果時間常 數(shù)越大,系統(tǒng)的響應(yīng)速度 越慢,系統(tǒng)的穩(wěn)定性 越好.8 .差壓式流量計由 節(jié)流件 、 導(dǎo)壓管 和 顯示儀器組成.常用的標(biāo)準(zhǔn)取壓方式有角接取壓 和法蘭取壓.9 .指出你所知道的幾種復(fù)雜限制系統(tǒng) 審級限制系統(tǒng)、均勻限制系統(tǒng)、分程限制系 統(tǒng)、選擇限制系統(tǒng)、前饋限制系統(tǒng)、比值限制系統(tǒng)等.二、綜合題54分1、10分在限制系統(tǒng)中如何得到執(zhí)行器的類型？畫出執(zhí)行器類型的簡