儀器儀表與自動化測驗試題

1、一、填空題（每錯一空扣一分，共計35分）1、 過程控制系統(tǒng)是由_、_、_和_等環(huán)節(jié)組成。1題、回答要點： 控制器 執(zhí)行器 測量變送 被控對象2描述控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標的參數(shù)有 、 和 等。2題、回答要點：最大偏差 衰減比 余差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_和_物料平衡關(guān)系，用_的方法求取過程的數(shù)學(xué)模型。3題、回答要點： 物料 能量 機理建模4.被調(diào)介質(zhì)流過閥門的相對流量(Q/Qmax)與閥門相對行程(l/L)之間的關(guān)系,稱為調(diào)節(jié)閥的 _特性;若閥前后的壓差保持不變時,上述關(guān)系稱為_ 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_ 特性。調(diào)

2、節(jié)閥的流量特性有_、_、_和_。4題、回答要點： 流量特性 理想特性工作特性 線性、等百分比、拋物線、快開； 5. 熱電偶的熱電特性與 、_有關(guān)，與 無關(guān)。5題、回答要點：熱電偶材料、兩接點溫度 熱電偶的幾何尺寸。6、檢測儀表的基本組成有 、 和 三個部分。 6題、回答要點：測量 、傳動放大、顯示。7、在控制系統(tǒng)中，增加比例度，控制作用 ；增加積分時間；控制作用 ；增加微分時間，控制作用 。7、回答要點減少、減少、增加。8、彈簧管壓力表是利用 產(chǎn)生_與被測壓力相平衡來測量的。8題、回答要點： 彈簧管 位移9、不受被測介質(zhì)物理性質(zhì)影響的流量計是：_、_、_、9題、回答要點： 電磁流量計 旋渦流量

3、計橢圓齒輪流量計10、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)則測量精度受_的影響。10題、回答要點：虛假液位11描述對象特性的三個參數(shù)是 ，如果時間常數(shù)越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度 ，系統(tǒng)的穩(wěn)定性 。11題、回答要點： 放大倍數(shù)、時間常數(shù)、滯后時間 越慢 越好二 綜合題（50分）1、（10分）控制器輸入偏差是階躍信號（見下圖），請根據(jù)已知參數(shù)，畫出P、PI的輸出響應(yīng)曲線。（1）P輸出，已知：比例度=50%（2）PI輸出，已知：比例度=100%積分時間Ti=1分答：2、（7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；控制系統(tǒng)在什么情況下選擇氣開類型執(zhí)行器？舉例說明。2題、回答要點：如：加熱

4、爐溫度控制，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，保證安全。3、（12分）比較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。3題、回答要點原理的相同點：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：4.（7分）閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)有什么不同？4題、回答要點：閉環(huán)控制系統(tǒng)是指控制器與被控對象之間既有順向控制又有反向聯(lián)系的自動控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)是指控制器與被控對象之間只有順向控制而沒有反向聯(lián)系的自動控制系統(tǒng)，即操縱變量通過被控對象去影響被

5、控變量，但被控變量并不通過自動控制裝置去影響操縱變量。自動控制系統(tǒng)是具有被控變量負反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，它與自動檢測、自動操縱等開環(huán)系統(tǒng)比較，最本質(zhì)的區(qū)別，就在于自動控制系統(tǒng)有負反饋，開環(huán)系統(tǒng)中，被控變量（工藝）是不反饋到輸入端的。5、（7分）什么叫節(jié)流現(xiàn)象？流體經(jīng)節(jié)流裝置時為什么會產(chǎn)生靜壓差？5題、回答要點：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象稱為節(jié)流現(xiàn)象。 流體經(jīng)節(jié)流裝置時，由于流速發(fā)生變化，使流體的動能發(fā)生變化，根據(jù)能量守恒定律，動能的變化必然引起靜壓能變化，所以在流體流經(jīng)節(jié)流裝置時必然會產(chǎn)生靜壓差。6、（9分）什么是對象特性？為什么要研究對象特性

6、？6題、回答要點：被控對象特性是指被控對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系。即當(dāng)被控對象的輸入量發(fā)生變化時，對象的輸出量是如何變化、變化的快慢程度以及最終變化的數(shù)值等。對象的輸入量有控制作用和擾動作用，輸入量是被控變量。因此，討論對象特性就要分別討論控制作用通過控制通道對被控變量的影響，和擾動作用通過擾動通道對被控變量的影響。 在生產(chǎn)過程中，存在著各種各樣的被控對象。這些對象的特性各不相同。有的較易操作，工藝變量能夠控制的比較平穩(wěn)；有的卻很難操作，工藝變量容易產(chǎn)生大幅度波動，只要稍不謹慎就會越出工藝允許的范圍，輕則影響生產(chǎn)，重則造成事故。只有充分了解和熟悉對象特性，才能使工藝生產(chǎn)在最佳狀態(tài)下運行。因此

7、，在控制系統(tǒng)設(shè)計時，首先必須充分了解被控對象的特性，掌握它們的內(nèi)在規(guī)律，才能選擇合適的被控變量、操縱變量，合適的測量元件和控制器，選擇合理的控制器參數(shù)，設(shè)計合乎工藝要求的控制系統(tǒng)。特別在設(shè)計新型的控制系統(tǒng)時，例如前饋控制、解耦控制、自適應(yīng)控制、計算機最優(yōu)控制等，更需要考慮被控對象特性。三、計算題：（15分）1、（7分）某壓力儀表的測量范圍是1001100Pa，其精度為0.5級，則這臺表的量程是多少？基本誤差是多少？最大絕對誤差是多少？允許誤差是多少？1題、回答要點（10分）1000Pa0.5%5Pa0.5%2、（8分）計算下圖各熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢。注：A B-K型熱電偶；AB-K型熱電偶補償導(dǎo)線C D- S型熱電偶； CD-S型熱電偶補償導(dǎo)線；三、（8分）回答要點：1、E1=EAB(600,50)+ECD(50,25)=(24.902-2.002)+(0.299-0.142) =23.057 (mV) E2=ECD(600,50)-ECD(50,25) =(5.237-0.299)-(0.299-0.142) =4.781 (mV)