化工儀表及自動化第五復習超詳細

1、化工儀表及自動化習題（2014） （含答案）此版為終極版，嚴格按照化工儀表及自動化習題（ 2014 ） 題序給出答案，包括計算題！畫圖題！此答案和在 3 份答案（網(wǎng)傳電子版答案+復印手寫版答案+王建奇整理版本答案）+課本+百度下進行了校對，精簡了部分答案繁瑣無用的答題點，精益求精，只方便同學們更好的理解記憶。時間匆忙，整理難免有疏漏，如有疏漏，不服SOLO。一、填空題1 .自動控制系統(tǒng)是由 被控對象、測量變送裝置、控制器和 執(zhí)行器 組成。2 . 自動控制在階越干擾作用下的過渡過程有： 非周期衰減過程、衰減振蕩過程、等幅振蕩過程、發(fā)散 振蕩過程 幾種基本形式。3 .描述對象特性的參數(shù)有：放大系數(shù)

2、K、時間常數(shù)T、滯后時間。4 .自動控制系統(tǒng)與自動檢測、自動操縱等系統(tǒng)相比較最本質(zhì)的區(qū)別為 自動控制系統(tǒng)有負反饋。5 . 控制閥的理想流量特性主要有直線流量特性、等百分比流量特性、拋物線流量特性、快開特性等幾種。6 . 研究對象的特性就是 用數(shù)學的方法來描述出對象輸入量與輸出量之間的關(guān)系 ，這種對象特性的數(shù)學 模型主要有靜態(tài)數(shù)學模型和 動態(tài)數(shù)學模型兩大類。7 .標準信號是指 物理量的形式和數(shù)值范圍都符合國際標準的信號 。例如，直流電流420mA 空氣壓力0.020.1MPa 都是當前通用的標準信號。8 . 彈性式壓力計是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件變形的位移進行測量的。例如 彈簧管壓力計、波紋管壓

3、力計 和 膜式壓力計。9 .熱電阻溫度計主要是測量500 以下的中、 低溫， 目前應(yīng)用最廣泛的熱電阻是鉑電阻和銅電阻 。10 .節(jié)流件應(yīng)用最廣泛的是孔板 ，其次是 噴嘴、文丘里管。11 .化工自動化是一門綜合性的技術(shù)學科，它應(yīng)用 自動控制學科、儀器儀表學科及 計算機學科 的理論和技術(shù)服務(wù)于化學工程學科。12 .了實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動化，一般要包括 自動檢測、自動保護、自動操縱和 自動控制 等方面的內(nèi)容。13 .差壓式流量計是基于流體流動的 節(jié)流 原理，采用流體流經(jīng) 節(jié)流裝置 時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量 的，差壓式流量計也稱為 節(jié)流式 流量計。14 .氣動差壓變送器中，當液位高度H 為 0 時

4、，變送器輸出信號為 0.02MPa 的氣壓信號，當液位高度H為最高時，變送器輸出信號為 0.1MPa。15 .電氣式壓力計的種類有霍爾片式壓力傳感器、應(yīng)變式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電容式壓力變送器 ，霍爾片式彈簧管壓力表的核心是： 霍爾元件 ，它是利用 霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢 ，從而實現(xiàn)壓力的間接測量。其實質(zhì)是將壓力轉(zhuǎn)換成電信號進行傳輸及顯示的儀表 。16 .轉(zhuǎn)子流量計是以壓降 不變，利用 節(jié)流面積 的變化來反映流量大小，從而實現(xiàn)流量測量的儀表。它又稱 恒壓式流量計、變面積式流量計 ，適用于 測量管徑 50mm 以下管道的 測量。據(jù)指示形式與傳送信號不同分

5、指示式、電遠傳式、氣遠傳式轉(zhuǎn)子流量計三種。通過轉(zhuǎn)子流量計介質(zhì)的流量與轉(zhuǎn)子在錐形管中平衡時的高度成正比。 轉(zhuǎn)子流量計的標定： 在工業(yè)基準狀態(tài)（20， 0.10133MPa ） 下用水或空氣標定。二、名詞解釋1 .霍爾效應(yīng) ：電子在霍爾片中運動（電子逆 Y 軸方向運動）時，由于受電磁力的作用，而使電子的運動軌道發(fā)生偏移，造成霍爾片的一個端面上有電子積累，另一個端面上正電荷過剩，于是在霍爾片的 X軸方向上出現(xiàn)電位差，這一點位差稱為霍爾電勢，這一種物理現(xiàn)象就稱為“霍爾效應(yīng)” 。2 .顯示儀表 ：在生產(chǎn)過程中對各種參數(shù)進行指示、記錄或累積的儀表。3 .卡曼渦街 ：把一個漩渦發(fā)生體 （非流線型對稱物體）垂

6、直插在管道中，當流體繞過漩渦發(fā)生體時會 在其左右兩側(cè)后方交替產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向相反的漩渦，稱為卡曼渦街。4 .工藝管道及控制流程圖：在控制方案確定后，根據(jù)工藝設(shè)計給出的流程圖，按其流程順序標注出相應(yīng)的測量點、 控制點、 控制系統(tǒng)及自動信號與聯(lián)鎖保護系統(tǒng)等， 便成了工藝管道及控制流程圖 （ PID 圖） 。5 .過渡過程：系統(tǒng)由一個平衡狀態(tài)過渡到另一個平衡狀態(tài)的過程。6 .節(jié)流效應(yīng)： 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。7 .測量過程： 將被測參數(shù)與其相應(yīng)的測量單位進行比較的過程。 一般利用專門的技術(shù)工具 （即測量儀表） ，將被測參數(shù)經(jīng)過一次或多次的信

7、號能量形式的轉(zhuǎn)換，最后獲得一種便于測量的信號能量形式，并由指針位移或數(shù)字形式顯示出來。8 .熱電勢：熱電偶是由兩種不同材料的導體A 和 B 焊接而成，當組合成閉合回路，若導體 A 和 B 的連接處溫度不同，則在此閉合回路中就有電流產(chǎn)生，也就是說回路中有電動勢存在，這個電動勢叫熱電勢。9 .控制對象：自動控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生產(chǎn)過程、設(shè)備或機器等。10 .被控變量：生產(chǎn)過程中希望借助自動控制保持恒定值（或按一定規(guī)律變化）的變量。11 .操縱變量：在自動控制系統(tǒng)中，用來克服干擾對被控變量的影響，實現(xiàn)控制作用的變量。12 .過渡時間：從干擾作用發(fā)生的時刻起，直到系統(tǒng)重新建立新的平衡時止，過

8、渡過程所經(jīng)歷的時間。13 .滯后時間：在容量滯后與純滯后同時存在時，常常把兩者合起來統(tǒng)稱滯后時間。14 .系統(tǒng)的動態(tài)特性 ：系統(tǒng)輸入輸出隨時間變動的關(guān)系稱為系統(tǒng)的動態(tài)特性。15 .儀表的準確度 ：儀表的測量結(jié)果與實際值得接近程度。16 .精密度：儀表檢測微小參數(shù)變化的能力。17 .精確度：儀表的精確度簡稱精度，是用來表示儀表測量結(jié)果的可靠程度。反應(yīng)誤差大小的術(shù)語，精確度越高，誤差越小。18 .靈敏度：儀表在穩(wěn)定狀態(tài)下輸出的變化量與最小輸入的變化量之比值。19 .靈敏限：儀表能響應(yīng)的輸入信號的最小變量。20 .指示變差 ：在外界條件不變的情況下，用同一儀器對被測量在儀表全部測量范圍內(nèi)進行正反行程

9、測量時，被測量值正行和反行得到的兩條特性曲線之間的最大偏差。21 .允許相對誤差：某一臺儀器在規(guī)定正常情況下，允許的相對百分誤差的最大值。8允 =±儀表允許 的最大絕對誤差/ （上限-下限）X 100%。22 .控制規(guī)律：是指控制器的輸出信號與輸入偏差信號之間的關(guān)系。工業(yè)上常用的有控制器主要有三種控制規(guī)律：比例控制規(guī)律、比例積分控制規(guī)律和比例積分微分控制規(guī)律。三、簡答題1 .圖 1-1 所示為某化工廠超細碳酸鈣生產(chǎn)中碳化部分簡化的工藝管道及控制流程圖，試指圖中中所示符號的含義。答：儀表位號 FICQ-101表示第一工序第 01個流量控制回路（帶累積指示），累積指示儀及控制器安 裝在儀

10、表室儀表盤正面上。儀表位號 儀表位號 儀表位號 儀表位號 儀表位號 儀表位號TI-101 表示第一工序第PI-101 表示第一工序第TI-102表示第一工序第PI-102表示第一工序第LIC-101表示第一工序第01 個溫度顯示儀表。儀表安裝在現(xiàn)場。01 個壓力顯示儀表。儀表安裝在現(xiàn)場。02 個溫度顯示儀表。儀表安裝在現(xiàn)場。02 個壓力顯示儀表。儀表安裝在現(xiàn)場。01 個具有指示功能的物位控制器。安裝在集中儀表盤上。HIC -101 表示第一工序第01 個具有指示功能的高限報警控制器。安裝在集中儀表盤上。儀表安裝在現(xiàn)場。 儀表安裝在現(xiàn)場。 儀表安裝在現(xiàn)場。 儀表安裝在現(xiàn)場。2 .何謂控制系統(tǒng)的過

11、渡過程；根據(jù)過渡過程自動控制系統(tǒng)的工作品質(zhì)用什么指標來衡量？答：系統(tǒng)從一個平衡狀態(tài)進入另一個平衡狀態(tài)之間的過程稱為系統(tǒng)的過渡過程。品質(zhì)指標：最大偏差或超調(diào)量、衰減比、余差、過渡時間、振蕩周期或頻率。3 .什么是漩渦流量計？簡述其工作原理。答：是利用流體自然振蕩的原理制成的一種漩渦分離型流量計。原理：當流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的漩渦發(fā)生體時，若該物體幾何尺寸適當，則在阻擋體后面，沿兩條平行直線上會產(chǎn)生整齊排列、轉(zhuǎn)向相反的漩渦列。漩渦產(chǎn)生的頻率和流體的流速成正比。通過測出漩渦產(chǎn)生的頻率可知流體的流量。4 .請簡述控制器在自動控制系統(tǒng)中的作用。答：控制器將檢測元件及變送器送來的測量信號與

12、工藝上需要保持的設(shè)定值信號進行比較得出偏差，根據(jù)偏差的大小及變化趨勢，按預先設(shè)計好的控制規(guī)律進行運算后，將運算結(jié)果用特定的信號（如氣壓信號或電流信號）發(fā)送給執(zhí)行器。5 .熱電阻溫度計為什么可以用來測量溫度？它由哪幾部分組成？各部分有何作用？答：因為熱電阻溫度計的金屬導體電阻值隨溫度變化而變化，通過測量金屬導體的電阻就可以測量出溫度。它由熱電阻、顯示儀表、連接導線組成。熱電阻：感溫元件，由于溫度變化導致電阻變化顯示儀表：顯示測量的電阻連接導線：形成閉合回路6 .熱電偶溫度計為什么可以用來測量溫度？它由哪幾部分組成？各部分有何作用？答：因為熱電偶溫度計是由兩種不同材料A、 B 焊接而成，由于A、

13、B 金屬自由電子密度不同，于是會在 AB 接觸面上產(chǎn)生熱電勢， 由于溫度不同產(chǎn)生熱電勢不同， 根據(jù)兩端捅的熱電勢可得出閉合回路總熱電勢，然后查表，查出對應(yīng)溫度。它由熱電偶、測量儀表、連接導線組成。熱電偶：測量熱端熱電勢顯示儀表：將總熱電勢轉(zhuǎn)換成溫度顯示出來連接導線：形成閉合回路7 . 霍爾效應(yīng)及霍爾片式壓力計工作原理。答：霍爾效應(yīng)見名詞解釋。霍爾片式壓力傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的，即利用霍爾元件將由壓力所引起的彈性元件的位移轉(zhuǎn)換成霍爾電勢，從而實現(xiàn)壓力的測量。8 . 簡述壓力計的選用和安裝時需要注意的要點 。答：壓力計的選用：（ 1）儀表類型的選用（ 2）儀表測量范圍的確定（ 3 ）儀表精度級

14、的選取壓力計的安裝：（ 1）壓力計應(yīng)安裝在易觀察和檢修的地方；（ 2 ）安裝地點應(yīng)力求避免振動和高溫影響；（3 ）針對被測介質(zhì)的不同性質(zhì)，要采取相應(yīng)的防熱、防腐、防凍、防堵等措施；（ 4 ）壓力計的連接處，應(yīng)根據(jù)被測壓力的高低和介質(zhì)性質(zhì)，選擇適當?shù)牟牧?，作為密封墊片，以防泄漏；（ 5 ）當被測壓力較小，而壓力計與取壓口又不在同一高度時，對由此高度而引起的測量誤差應(yīng)按Ap= ±H p g進行修正（式中p為導壓管中介質(zhì)的密度，g為重力加速度，H為高度差）；（6）為安全起見，測量高壓的壓力計除選用有通氣孔的外，安裝時表殼應(yīng)向墻壁或無人通過之處，以防發(fā)生意外。9 . 什么是液位測量時的零點遷

15、移問題 ? 怎樣進行遷移?其實質(zhì)是什么？答：在使用差壓變送器測量液位時，一般壓差？p與液位高度H之間的關(guān)系為？p= pgH。這就是一般的“無遷移”的情況。當 H=0 時，作用在正、負壓室的壓力是相等的。實際應(yīng)用中，由于安裝有隔離罐、凝液罐， 或由于差壓變送器安裝位置的影響等， 使得在液位測量中， 當被測液位H=0 時， 差壓變送器正、負壓室的壓力并不相等，即 ？pw0,這就是液位測量時的零點遷移問題。為了進行零點遷移，可調(diào)節(jié)儀表上的遷移彈簧，以使液位H=0 時，盡管差壓變送器的輸入信號 ？p 不等 于 0 ，但變送器的輸出為最小值，抵消固定壓差的作用，此為“零點遷移”方法。 零點遷移實質(zhì)就是變

16、送器零點的大范圍調(diào)整，改變測量范圍的上、下限，相當于測量范圍的平移，而 不改變量程的大小。10 .被控對象、執(zhí)行器、控制器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？答：被控對象的正、反作用方向規(guī)定為：當操縱變量增加時，被控變量也增加的對象屬于“正作用”的；反之，被控變量隨操縱變量的增加而降低的對象屬于“反作用”的。執(zhí)行器的作用方向由它的氣開、氣關(guān)型式來確定。氣開閥為“正”方向；氣關(guān)閥為“反”方向。如果將控制器的輸入偏差信號定義為測量值減去給定值，那么當偏差增加時，其輸出也增加的控制器稱為“正作用”控制器；反之，控制器的輸出信號隨偏差的增加而減小的稱為“反作用”控制器。11 .什么是積分時間？它對系統(tǒng)過渡

17、過程有什么影響？答：對控制器輸入一個幅值為A的階躍變化，立即記下輸出的躍變值，并開動秒表計時，當輸出達到躍變值的兩倍時，此時間就是 ？郡分時間。影響：？前大積分作用不明顯，余差消除慢；？?、易于消除余差，但系統(tǒng)振蕩加劇。12 .簡述物位檢測的意義和按其工作原理列舉常見的物位檢測類型。答：意義：安全生產(chǎn)，連續(xù)控制生產(chǎn)工藝，監(jiān)視和控制。分類：直讀式物位儀表、差壓式物位儀表、浮力式物位儀表、電磁式物位儀表、輻射式物位儀表、聲 波式物位儀表、光學式物位儀表。13 .用水刻度的流量計，測量范圍為015L/min ,轉(zhuǎn)子用密度為7920kg/m3的不銹鋼制成，若用來測量密度為0.85kg/L的苯的流量，問

18、測量范圍為多少？若這時轉(zhuǎn)子的材料改為密度為2750kg/m3的鋁合金制成，問這時用來測量水的流量及苯的流量，其測量范圍各為多少？14 .請繪制出XW系列自動電子電位差計測量電橋原理圖，并分析橋路中的各電阻的作用。答：橋路中各電阻的作用：(1)滑線電阻RP與工藝電阻RB 改變滑動觸點在 RP上的位置，可以產(chǎn)生不同的橋路輸出電壓以平衡 熱電偶的熱電勢。(2)始端(下限)電阻RG RG的大小取決于測量下限的高低。(3)量程電阻RM RM是決定儀表量程大小的電阻。它的大小由儀表測量范圍與所采用的熱電偶分度號來決定。(4)上支路限流電阻 R4 把上支路的工作電流限定在4mA(5)冷端溫度補償電阻 R2降

19、低了測量誤差。(6)下支路限流電阻 R3它與R2配合，保證了下支路回路的工作電流為2mA15 .模擬式控制器主要由哪幾部分組成？畫出其框圖，說明各部分的作用 。答：模擬式控制器主要由比較環(huán)節(jié)、放大器和反饋環(huán)節(jié)構(gòu)成，其基本框圖見下圖。比較環(huán)節(jié)：將給定信號與測量相比較，產(chǎn)生一個與它們的偏差成比例的的偏差信號。放大器：將偏差信號放大。反饋環(huán)節(jié)：通過正、負反饋來實現(xiàn)比例、積分、微分等控制規(guī)律。優(yōu)劣。17. 圖1-1所示是一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。A、B兩種物料進入反應(yīng)器進行反應(yīng)，通過改變進入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該控制系統(tǒng)中的被控對象、被控

20、變量、操縱變量及可能影響被控變量變化的擾動各是什么，圖中TT、TC各表示什么？答：該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)中被控對象為反應(yīng)器；被控變量為反應(yīng)器內(nèi)溫度；操作變量為冷卻水流量；干擾為A、B物料的流量、溫度、濃度、冷卻水的溫度、壓力及攪拌器的轉(zhuǎn)速。TT表示溫度變送器，TC表示溫度控制器18. 根據(jù)過渡過程表征自動控制系統(tǒng)的工作品質(zhì)用什么指標來衡量？影響控制系統(tǒng)過渡過程品質(zhì)的因素有哪些 ？答：品質(zhì)指標：最大偏差或超調(diào)量、衰減比、余差、過渡時間、振蕩周期或頻率。影響因素：對象的特性、測量儀表特性、執(zhí)行器特性。19. 什么是差壓式流量計？簡述其工作原理。答：差壓式（也稱節(jié)流式）流量計是基于

21、流體流動的節(jié)流原理，利用流體經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實現(xiàn)流量測量的。工作原理：根據(jù)流體力學中的伯努利方程和流體連續(xù)性方程，可以導出流體流經(jīng)節(jié)流裝置時的壓差與流量之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，其定量關(guān)系符合流量基本方程式。根據(jù)這個方程式，就可以由測量得到的壓差來計算出流過的流量值，這就是差壓式流量計測量流量的原理。20. 執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中起什么作用？執(zhí)行器通常由哪些部分構(gòu)成？各起什么作用 。答：接收控制器送來的控制信號，改變被控介質(zhì)的流量，從而將被控變量維持在所要求的數(shù)值上或一定的范圍內(nèi)。執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)兩個部分組成。 執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動裝置， 它根據(jù)控制信號的大小， 產(chǎn)生相應(yīng)的推

22、力，推動控制機構(gòu)動作?？刂茩C構(gòu)作用是直接與被控介質(zhì)接觸，直接調(diào)節(jié)流體的流量。21. 何為簡單控制系統(tǒng)?試畫出簡單控制系統(tǒng)的典型方塊圖，指出如何考慮組建這一系統(tǒng)。答：所謂簡單控制系統(tǒng)，通常是指由一個被控對象、一個檢測元件及傳感器（ 或變送器 ） 、一個控制器和一個執(zhí)行器所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此有時也稱為單回路控制系統(tǒng)。如何組建： （ 1）被控變量的選擇（2）操縱變量的選擇（3）測量元件特性影響（4）控制器控制規(guī)律的選擇22. 執(zhí)行器在自動控制系統(tǒng)中起什么作用？執(zhí)行器由哪些部分構(gòu)成?各起什么作用 ？（重復題，見20 題）23. 為什么要考慮控制器的正、反作用?如何選擇?答：在控制系統(tǒng)中，要正確

23、選擇控制器的作用方向，即“正” 、 “反”作用。選擇控制器的正、反作用的目的是使系統(tǒng)中控制器、執(zhí)行器、對象三個環(huán)節(jié)組合起來，能在系統(tǒng)中起負反饋的作用。 選擇控制 器正、反作用的一般步驟是首先由操縱變量對被控變量的影響方向來確定對象的作用方向，然后由工藝安全條件來確定執(zhí)行器的氣開、氣關(guān)型式，最后由對象、執(zhí)行器、控制器；個環(huán)節(jié)作用方向組合后為“負”來選擇執(zhí)行器的正、反作用。24. 用單法蘭液位計測量開口容器內(nèi)的液位，其最高液位和最低液位到儀表的距離分別為 h1=1m和h2=3m （見圖）。若被測介質(zhì)的密度r=980kg/m3 ,求：（ 1）變送器的量程為多少？（ 2）是否需要遷移？遷移量為多少？（

24、3）如液面的高度h=2.5m,電液面計的輸出為多少？解：（1）儀表的量程是指當液位由最低升到最高時，液位計上所增加的壓力。故量程AP為AP = （h2-hi） p g= （3-1） X 980 X 9. 807=19221. 7 Pa（2）當液位最低（即液位為WUG h零）時，液位計正、負壓室的受力分別為P+ = h 1 p g =1 X 980X 980. 7= 9610. 9 PaP- = 0 Pa于是液位計的遷移量 P為P = 9610.9-0 =9610. 9 Pa因P+ > P-,故儀表為正遷移。( 3) 液位的高度h=2. 5m ，儀表的輸出為I0= (h-hi) / (h2

25、-hi) X ( 20-4) +4=2.5/2X16+4=16 (mA)25. 怎么操作三閥組，須注意什么 ？答：操作儀表三閥組，需注意兩個原則：1)不能讓導壓管內(nèi)的凝結(jié)水或隔離液流失； 2 )不可使測量元件受壓或受熱。三閥組的啟動順序應(yīng)該是： a. 打開正壓閥； b 關(guān)閉平衡閥； c 打開負壓閥。停運的順序與上述相反，即： a 關(guān)閉負壓閥； b 打開平衡閥； c 關(guān)閉正壓閥26. 如圖所示，用差壓變送器測量閉口容器的液位。已知h1=50cm, h2=200cm, h3=140cm,被測介質(zhì)的密度p 1=0.85kg/cm3 ,負壓管內(nèi)的隔離液為水，求變送器的調(diào)校范圍和遷移量。27. 差壓式流

26、量計、轉(zhuǎn)子流量計工作原理的區(qū)別 ？ 答：差壓式流量計是節(jié)流面積不變，壓差改變來測量流量的大小。轉(zhuǎn)子流量計是壓差不變，節(jié)流面積改變來測量流量的大小。28. 熱電偶溫度計與熱電阻溫度計的測溫原理 ?(見第 5、 6 題)7290kg/m3, 用來測量苯的流量，求流830kg/m3)P 之間的關(guān)系，即29. 一個以水標定的轉(zhuǎn)子流量計，其轉(zhuǎn)子材料為不銹鋼，密度為量計讀數(shù)為 3.6 升/ 秒時，苯的實際流量是多少？(苯的密度(見課本 P57 例 4)30. 控制器的控制規(guī)律是指什么?常用的控制規(guī)律有哪些?答：控制器的控制規(guī)律是指控制器的輸出信號戶與輸入偏差信號式中z測量值信號；x一給定值信號；f一是指某

27、種函數(shù)關(guān)系。常用的控制規(guī)律有位式控制、比例控制 (P) 、積分控制 (I) 、微分控制 (D) 以及它們的組合控制規(guī)律，例 P1、 PD、 PID 等。31. 模擬式控制器主要由哪幾部分組成?畫出其框圖，說明各部分的作用(重復題，見第15 題)32. 被控變量的選擇原則是什么 ?答：被控變量的正確選擇是關(guān)系到系統(tǒng)能否達到預期控制效果的重要因素，它的選擇的一般原則是：(1) 被控變量應(yīng)能代表一定的工藝操作指標或是反映工藝操作狀態(tài)的重要變量；(2) 被控變量應(yīng)是工藝生產(chǎn)過程中經(jīng)常變化，因而需要頻繁加以控制的變量；(3) 被控變量應(yīng)盡可能選擇工藝生產(chǎn)過程的直接控制指標， 當無法獲得直接控制指標信號，

28、或其測量或傳送滯后很大時，可選擇與直接控制指標有單值對應(yīng)關(guān)系的間接控制指標;(4) 被控變量應(yīng)是能測量的，并具有較大靈敏度的變量；(5) 被控變量應(yīng)是獨立可控的；(6) 應(yīng)考慮工藝的合理性與經(jīng)濟性。33 操縱變量的選擇原則是什么 ?答： (1) 操縱變量應(yīng)是工藝上允許加以控制的可控變量;(2) 操縱變量應(yīng)是對被控變量影響諸因素中比較靈敏的變量，即控制通道的放大系數(shù)要大一些，時間常數(shù)要小一些，純滯后時間要盡量小 ;(3) 操縱變量的選擇還應(yīng)考慮工藝的合理性和生產(chǎn)的經(jīng)濟性。34 . 試述自動控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律及其特點和應(yīng)用場合 。答：控制系統(tǒng)中常用的控制規(guī)律有比例 (P) 、比例積分(PI)

29、 、比例積分微分(PID) 控制規(guī)律。比例控制規(guī)律是控制器的輸出信號與它的輸入信號 ( 給定值與測量值的偏差) 成比例。 它的特點是控制及時，克服干擾能力強，但在系統(tǒng)負荷變化后，控制結(jié)果有余差。這種控制規(guī)律適用于對象控制通道滯后較小、負荷變化不大、對控制要求不高的場合。比例積分控制規(guī)律是控制器的輸出信號不僅與輸入信號成比例，而且與輸入信號對時間的積分成比例。它的特點是能夠消除余差，但是積分控制作用比較緩慢、控制不及時。這種控制規(guī)律適用于對象滯后較小、負荷變化不大、控制結(jié)果不允許有余差存在的系統(tǒng)。比例積分微分控制規(guī)律是在比例積分的基礎(chǔ)上再加上微分作用，微分作用是控制器的輸出與輸入的變 化速度成比

30、例，它對克服對象的容量滯后有顯著的效果。這種控制規(guī)律適用于對象容量滯后較大、負 荷變化大、控制質(zhì)量要求較高的系統(tǒng)。35 .被控對象、執(zhí)行器、控制器的正、反作用方向各是怎樣規(guī)定的？（重復題，見第10題）36 .控制器參數(shù)整定白任務(wù)是什么 ？工程上常用的控制器參數(shù)整定有哪幾種方法？答：控制器參數(shù)整定的任務(wù)是：根據(jù)已定的控制方案，來確定控制器的最佳參數(shù)值，（包括比例度8、積分時間TI、微分時間TD）,以便使系統(tǒng)能獲得好的控制質(zhì)量。控制器參數(shù)整定的方法有理論計算和工程整定兩大類，其中常用的是工程整定法。屬于控制器參數(shù)的工程整定法主要有臨界比例度法、衰減曲線法和經(jīng)驗湊試法等。37 .什么是液位測量時白零

31、點遷移問題？怎樣進行遷移？其實質(zhì)是什么？（重復題，見第9題）39 .熱電偶溫度計為什么可以用來測量溫度？它由哪幾部分組成？各部分有何作用？（重復題，見第6題）40 .常用的熱電偶有哪幾種 ？所配用的補償導線是什么 ？為什么要使用補償導線 ？并說明使用補償導線時 要注意哪幾點？答：（1）常用的熱電偶有：鉗銬 30-鉗銬6；鉗銬10-鉗；饃銘-饃硅；饃銘-考銅（2）所配補償導線是銅、康銅。（3）因為熱電偶工作的冷端與熱端離得很近，而且冷端又暴露在空氣間， 容易受到周圍環(huán)境溫度影響，使冷端溫度難以保持恒定，如果把熱電偶做很長，使冷端遠離熱端則需要消耗很多貴金屬，因此要使 用補償導線。41 .圖示為電位差計線路圖。R為冷端溫度補償電阻，在 25c時的阻值 R2=5QO假定熱電偶的熱電勢每100c是4mV并設(shè)溫度與電勢是線性關(guān)系，求室溫 25c時：（1）上支路電流，（2）下支路電流：（3）