2、化工仪表与自动化复习试卷要点.docx

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1、化工仪表与自动化课程测试试题一一、填空题（36分）1、过程限制系统是由限制器、执行器、测量变送和被控对象等环节组成。2、过程限制系统中按被控参数的名称来分有压力、流量、液位、温度等限制系统。3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是依据过程的内在机理，通过物料和能量平衡关系,用机理建模的方法求取过程的数学模型。4、限制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响越慢;干扰通道容量滞后愈多,则调整质量越好;干扰通道的纯滞后对调整质量选影胞。5、选择限制方案时，总是力图使调整通道的放大倍数（增益）大于干扰通道的放大倍数（增益）。6 .某调整系统采纳比例

2、积分作用调整器，先用纯比例调整到合适的调整输出，再加入积分作用的后，应减小调整器的放大倍数,才能使稳定性不变。7 .描述限制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。8 .串级调整系统,一般状况下主回路选择或调整规律调整器,副回路选用调整规律调整器；假如副回路采纳差压法测流量，应采纳什么装置补偿。9 .仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是；电11型标准信号范围是电HI型标准信号范围是o二、综合题（54分）1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简洁结构示意简图；在限制系统中如何选择执行器类型？举例说明。2、（14分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？

3、3、（10分）限制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请依据已知参数，画出P、Pl的输出响应曲线。（I）P输出，已知：比例度6=50%（2）PI输出，已知：比例度8=100%积分时间Ti=I分输入偏蓑I123457（分）P输西2-1-12345t（分）Pl输国3-2-1-IIIIII_12345t（分）4、（20分）下图为加热炉装置，工艺要求利用燃料量来限制炉出口介质温度t（简洁限制系统）；指出构成限制系统时的被控变量、限制变量、干扰量是什么？在下图中画出限制流程图；选择执行器的气开、气关类型以及限制器的作用方向；画出简洁限制系统方框图；简洁说明该系统克服干扰的过程（可设温度t上升，分析调整动作过

4、程）。化工仪表与自动化课程测试试题一答案一、（36分）8题、（4分）回答要点：PlDPlP开方器9题、（4分）回答要点：0.020.1MPa420mA、1、（10分）回答要点：在限制系统中，执行器是按平安原则选择类型的，也就是当限制信号中断时，要保证设备和操作人员的平安。如：加热炉温度限制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证平安。2、（14分）回答要点：因为各种显肃出表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零，且常常波动，这必定造成输出削减，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。热电偶常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法、

5、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶A冰浴法：用冰槽使to保持零度。A计算法：Eab（30）=Eab（3to）+EAB（to,0）仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到to补偿电桥法：用电桥产生EAB（to,0）与EAB（t,to）叠加，即可消退to变更对测量的影响。补偿热电偶：用与测量热电偶同型号的热电偶进行补偿，用于多支热电偶。3、（10分）回答要点：构成限制系统时的被控变量是出口介质温度；操纵变量是燃料量，干扰量是：进料流量和温度、燃料的压力、炉膛温度和压力以及环境温度。执行器应选择气开类型，限制器为反作用方向。简洁限制系统方框图见下图。该系统克服干扰的过程：当干扰作用使

6、温度t上升，测量大于给定，限制器输入偏差增大，其输出限制信号削减，气开阀关小，燃料量削减，塔顶温度下降，维持给定。三、（10分）回答要点：1、E1=Eb(300,50)+Ecd(50,25)=(12.207-2.002)+(0.299-0.142)=10.342(mV)E2=Ecd(300,50)-Ecd(50,25)=(2.323-0.299)-(0.299-0.142)=1.867(mV)化工仪表与自动化课程测试试题二一、填空题（28分）限制系统引入积分作用是为了消退余差,但积分的引入会使系统不稳定，引入微分作用是为了克服容量滞后。某调整系统采纳比例积分作用调整器，先用纯比例调整到合适的调

7、整输出，在加入积分作用的过程中，应减小放大倍数。2 .被调介质流过阀门的相对流量（Q/Qmax）与阀门相对行程（1/1.）之间的关系,称为调整阀的流量特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为志向流量特性;实际运用中,阀前后的压差总是变更的,此时上述关系为工作流量特性。调整阀的流量特性有直线、等百分比、抛物线和快开,流量特性的选择主要是与广义对象相匹配。3 .与单回路限制系统相比，串级调整系统具有以下三个特点：（对于进入副回路的干扰有很强的克服实力）；（提高了工作频率）；（具有鲁棒性）O4 .限制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响影咆小;干扰

8、通道容量滞后愈多,则调整质量变好;干扰通道的纯滞后对调整质量无影咆。5 .简洁调整系统的基本特征是闭合回路和负反馈。6 .常用的标准节流件有孔板和喷嘴。7 .热电偶的热电特性与热电偶材料、两接点温度有关,与热电偶的几何尺寸无关。二综合题（分）1、（10分）画出气开式类型执行器的两种简洁结构示意简图；限制系统在什么状况下选择气开类型执行器？举例说明。2、（20分）在限制系统应用中，有哪些基本限制规律和组合限制规律？写出各自的表达式？它们各应用在什么场所？3、（12分）下图为电子电位差计结构原理图，请补充完整连接线（包括电源和电流及输入信号的方向），并回答：电子电位差计是依据什么原理工作的？在温度

9、检测中与何种检测元件配套运用？指出调整零点、量程的电阻。4、（10分）写出差压式流量计的基本方程式；说明公式中各个符号所代表的含义。三、计算题（20分）1、（10分）计算下图液位差压变送器的量程、测量范围及迁移量。己知：H=OIOmh=l.2mP=35kgm3g10ms22、（10分）某压力仪表的测量范围是1001100Pa,其精度为0.5级，则这台表的量程是多少？基本误差是多少？最大肯定误差是多少？允许误差是多少？化工仪表与自动化课程测试试题二答案、1、（10分）回答要点:如：加热炉温度限制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料,保证平安。2、（20分）回答要

10、点：在限制系统应用中，基本调整规律有：P、I、D,基本组合调整规律有PI、PDPIDop：Ay=KPePI:Ay=KP(e+yrJeH)Dna”/Tde、PD：4y=Kp(e+7DRPID：W=K+；Je由+7代)JtC41.P：自衡实力强，滞后小的对象且限制质量要求不高PI：对象滞后小，负荷变更幅度大，要求无差PD：一阶滞后较大允许有余差的对象PID：负荷变更大，容量滞后大，被控变量变更缓慢，质量要求高。3、（10分）回答要点：电子电位差计是运用电压平衡原理工作。在温度检测中热电偶配套。下图是其线路图。起到零点调整的电阻是Rg,起到量程调整的电阻是Rmo4、（10分）回答要点：O=02）a流

11、量系数；Q被测流体流量一一体膨胀校正系数Fo一一节流件的开口面积Pl被测流体的密度节流件前后差压三、1、（10分）P=P+-P-=HPg+hPg=3500H+4200Pa差压变送器：量程二35000（Pa）测量范围=420039200（Pa）迁移量=4200（Pa）2、（10分）100oPa0.5%5Pa0.5%化工仪表与自动化课程测试试题三一、填空题（28分）1、检测仪表的基本组成有测量、传动放大和显示三个部分。2、在限制系统中，增加比例度，限制作用削遮；增加积分时间；限制作用削减；增加微分时间，限制作用增加。3、按误差出现的规律，可将误差分为系统误差、疏忽误差及偶然误差。4、描述对象特性的

12、三个参数是放大系数、时间常数和滞后时间。5、某温度表的精度为0.5级，其测量下限是50,上限是850。则此表的量程是800；测量范围是50850；允许基本误差是%；最大肯定误差是4。6、热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有公式计算法、冰浴法、仪表机械号点调整法、电桥补偿法、补偿热电偶五种。7、自动平衡电桥配热电阻测温时，采纳二线制连接,其连接导线的电阻规定为丝Q。二、综合题（62分）1、（15分）比较电子电位差计与电子平衡电桥在测量原理和结构上有哪些异同点。2、（15分）热电偶测温时，运用补偿导线的目的是什么？它能否进行冷端温度补偿？如不能应如何处理？3、（12分）画出串级限制系统的方框图；

13、分别说出副回路及主回路所起到的作用。4、（20分）工艺要求利用回流量来限制塔顶温度t（简洁限制系统），为保证塔正常操作，回流量不允许中断。 指出构成限制系统时的被控变量、操纵变量、主要干扰是什么？（4分） 在图上画出限制流程图并确定执行器类型；（5分）选择限制器的作用方向；（3分）画出简洁限制系统方框图；（4分）简洁说明该系统克服干扰的过程（可设温度t上升，分析限制动作过程）。（4分）化工仪表与自动化课程测试试题三答案二、1、（15分）原理的相同点：都是利用滑动触点位置的变更来反映被测温度的大小。结构的相同点：放大器、可逆电机、同步电机、传动机构结构的不相同点：检测元件、测量桥路。原理的不相同

14、点：电子电位差计电子平衡电桥仪表平衡时桥路不平衡平衡测温元件连接方式考虑冷端温度补偿热电偶用补偿导线接在对角线上热电阻用三线制接在桥臂中电源直流直流或交流2、（15分）运用补偿导线的目的是将热电偶的冷端从温度较高、波动较大的地方移到温度较低、且相对稳定的地方。假如只运用补偿导线还不能达到冷端温度补偿的目的，必需与其它方法协作起来运用。详细方法如下：热电偶常用的冷端温度补偿方法有：公式计算法、冰浴法、仪表机械零点调整法和电桥补偿法。3、（12分）下图为串级限制系统的方框图；副回路是克服作用于副对象的干扰，使副被控变量基本稳定，削减对主4、（20分）构成限制系统时的被控变量是塔顶温度；操纵变量是塔

15、顶回流量，主要干扰量是：进料的流量和温度，回流的温度和流量，加热蒸汽量等。限制图见下图1,执行器为气关式。限制器为反作用方向。简洁限制系统方框图见下图2o该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t上升，测量大于给定，限制器输入偏差增大，其输出限制信号增加，气开阀开大，回流量加大，塔顶温度下降，回复给定。化工仪表与自动化课程测试试题四一、填空题（32分）1、表征限制规律的参数是比例度、积分时间、微分时间。2、串级调整系统结构上有两个回路，分别称为主回路和副回路；有两个被调参数，分别称为主参数和副参数；有一个调整参数。3、弹簧管压力表是利用弹簧管产生位移与被测压力相平衡来测量的。4、不受被测介质物理性质影响的流