化工儀表自動化復習 Microsoft Word 文檔(共8頁)

1、放大系數(shù)是描述(mio sh)被控對象重新達到平衡時其 與 之比，是被控(bi kn)變量的 特性(txng)參數(shù)。儀表所能測量的被測量上下限的 稱為儀表的量程，如測量范圍為-200800的溫度計，其量程為 。孔板流量計的特點是 ，轉(zhuǎn)子流量計的優(yōu)點為可測 （填大或?。┝髁?，壓力損失 （填大或?。?。PID調(diào)節(jié)器硬件結構的主要組成部分有： ， ，和 。紅外線氣體分析儀是基于物質(zhì)對光輻射的 吸收原理工作的；當氧化鋯固體電解質(zhì)兩側的氧濃度不同時，會形成 ；色譜分析儀是利用各組分的 不同進行物質(zhì)成分分析的。填空題1 輸出變化量 ， 輸入變化量， 靜態(tài)。2代數(shù)差 ， 1000。3 恒流通面積變壓差， 小，

2、 小 。4輸入電路 ， PID運算電路 ， 輸出電路 。5選擇性，氧濃差電池，分配系數(shù) 。6在階躍干擾作用下，系統(tǒng)過渡過程有 ， ， 和 等。7線性度是描述儀表的 和 之間的吻合程度，量程越小，線性化帶來的誤差 （填越大或越小）。8孔板流量計的特點是 ，轉(zhuǎn)子流量計的優(yōu)點為可測 （填大或?。┝髁?，壓力損失 （填大或小）。9調(diào)節(jié)器按信號作用方式分為 調(diào)節(jié)器和 調(diào)節(jié)器，其中當測量信號增加，調(diào)節(jié)器的輸出信號減小的是 調(diào)節(jié)器。10計算機控制系統(tǒng)與模擬控制系統(tǒng)基本結構是 的 （填相同或不同），前一控制系統(tǒng)中增加了 元件，信號的輸出在時間上是 的。答：6 發(fā)散振蕩過程，等幅振蕩過程，衰減振蕩過程，非振蕩的單

3、調(diào)過程等。7 標定曲線，擬合直線 , 越小。8 變壓差恒流通面積，小 ，小。9 正作用，反作用，反作用。10 相同， 模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換，連續(xù)。10按給定值的特點劃分，控制系統(tǒng)可分為 ， ，和 控制系統(tǒng)。11在計算機控制系統(tǒng)中，用 代替了 ，并增加了 轉(zhuǎn)換元件 。12對調(diào)節(jié)器參數(shù)進行工程整定的方法有 ， ，和 。13線性度是描述儀表的 和 之間的吻合程度，量程越小，線性化帶來的誤差 （填越大或越小）。14滯后時間按形成原因分為 和 。10 定值 ， 隨動 ， 程序。11 數(shù)字(shz)控制器 ， 模擬控制器 ， 模數(shù)和數(shù)模。12 經(jīng)驗(jngyn)試湊法 ， 臨界比例度法 ，衰減曲線法。13

4、標定曲線 ， 擬合(n h)直線 ， 越小 。14 傳遞滯后 ， 容量滯后。）簡答：1.簡述比例度的定義及其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響？答：比例度是描述比例作用的強弱，是指調(diào)節(jié)器的輸入相對變化量與相應輸出的相對變化量之比的百分數(shù)。比例度對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響：比例度越大，則調(diào)節(jié)器的輸出變化越小，被控變量變化越緩慢，過渡過程越平穩(wěn)，隨著比例度的減小，系統(tǒng)的穩(wěn)定程度降低，其過渡過程逐漸從衰減振蕩走向臨界振蕩直至發(fā)散振蕩。2生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)所包含的內(nèi)容？答：生產(chǎn)過程自動化包含四個方面的內(nèi)容：（1）自動檢測系統(tǒng)；（2）信號連鎖系統(tǒng)；（3）自動操縱系統(tǒng)；（4）自動控制系統(tǒng)。3簡述描述被控對象特性的參數(shù)滯后時間的種

5、類及其產(chǎn)生的原因，并分析其對控制通道的影響？答：滯后時間依產(chǎn)生的原因不同分為兩類：傳遞滯后0由于信號的傳輸、介質(zhì)的輸送或能量的傳遞要經(jīng)過一段時間；容量滯后c由于物料或能量的傳遞過程中受到一定的阻力引起的。對于控制通道而言，滯后的存在不利于控制，會使控制作用的效果不及時，影響控制質(zhì)量。4 U型管壓力計在使用中需要注意的問題有哪些？答：U型管壓力計在使用中需要注意以下幾個方面的問題：為了得到較高的準確性，U型管壓力計要讀2個讀數(shù)；對液柱進行讀數(shù)時，要注意毛細現(xiàn)象的影響；當工作液體的膨脹系數(shù)較大時，還要進行數(shù)值修正；在讀數(shù)時要注意消除視差。5 熱電偶冷端溫度的處理方法有哪些？答：熱電偶冷端溫度的處理

6、方法有三種：恒溫法：將熱電偶冷端置于人造恒溫裝置中，使冷端溫度保持為0；示值修正法采用機械零位調(diào)整法或計算修正法，對儀表示值進行修正；冷端溫度補償電橋法利用不平衡電橋產(chǎn)生的電壓作為補償電壓，以抵消因冷端溫度變化引起的熱電勢的變化。6 熱電偶測溫過程中為何要引入補償導線？ 答：由熱電偶測溫原理知，只有當熱電偶冷端溫度保持不變時，熱電勢才是被測溫度的單值函數(shù)。在實際應用中，由于熱電偶的工作端與冷端離的很近，而且冷端又暴露在空間，易受到周圍環(huán)境溫度波動的影響，冷端溫度難以保持恒定，因此引入補償導線，將熱電偶的冷端延伸出來以維持冷端溫度恒定。比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律中，積分時間TI對系統(tǒng)過渡過程的影響？答：積

7、分時間對過渡過程的影響具有雙重作用。在相同的擾動作用下，隨著積分時間的減小，積分作用不斷增強，調(diào)節(jié)器的輸出增大，最大偏差減小，余差消除加快，但同時系統(tǒng)的振蕩加劇，穩(wěn)定性下降，積分時間過小，還可能導致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。DDZ-III型溫度變送器的性能(xngnng)優(yōu)點？答：采用(ciyng)低漂移、高增益的線性集成電路，提高了儀表的可靠性，穩(wěn)定性及各項技術性能；在熱電偶與熱電阻的溫度變送器中采用了線性化電路，使變送器輸出信號(xnho)與被測溫度信號保持了線性關系；線路中采取了安全火花防爆措施，兼有安全柵的功能，可用于危險場所中的溫度或直流毫伏信號測量。分析計算題如圖所示，為一貯槽液位控制系統(tǒng)，工

8、藝要求液位保持為某一數(shù)值。試畫出該系統(tǒng)的方框圖，并指出系統(tǒng)中被控對象、被控變量、操縱變量各是什么？ LTLCqv1qv2圖1貯槽液位控制系統(tǒng)干擾 解：（1）如圖所示為該控制系統(tǒng)的方框圖。hhs液位控制器 貯槽執(zhí)行器液位測量變送裝置 （2）該系統(tǒng)的被控對象是貯槽，被控變量是貯槽液位，操縱變量是出水流量qv2。2 如圖所示為一自力式貯槽水位控制系統(tǒng)，試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并指出系統(tǒng)中被控對象、被控變量、操縱變量143進水是什么？2出水圖1貯槽水位控制系統(tǒng)1-貯槽；2-浮球；3-杠桿；4-針形閥 解：（1）該控制系統(tǒng)方框圖如圖所示h0h干擾杠桿系統(tǒng)針形閥貯槽浮球 （2）該控制系統(tǒng)中：貯槽為被控對象(

9、duxing)，貯槽水位為被控變量，進水流量為操縱變量。 3如圖所示，一換熱器出口溫度控制系統(tǒng)(xtng)中，工藝要求熱物料出口溫度保持為某一定值。試畫出該控制系統(tǒng)的方框圖，并指出該系統(tǒng)的被控對象、被控變量、操縱變量各是什么？TCTT冷物料蒸汽熱物料解：（1）該控制系統(tǒng)(kn zh x tn)方框圖如圖所示：TsT 干擾溫度控制器執(zhí)行器換熱器溫度測量變送裝置（2）該控制系統(tǒng)中：換熱器為被控對象，熱物料出口溫度為被控變量，加熱蒸汽流量為操縱變量。 4 試分析衰減比對過渡過程的影響，并畫出衰減比分別為n1,n時的過渡過程曲線。 解：（1）衰減比n是過渡過程曲線上同方向的相鄰兩個波峰之比，衰減比越小

10、，系統(tǒng)的衰減程度越小，過渡過程越緩慢；衰減比越大，系統(tǒng)的衰減程度越大，過渡過程越接近非周期的單調(diào)過程。 （2）n1，發(fā)散振蕩n1，衰減振蕩n，單調(diào)過程n=1，等幅振蕩5 某化學反應器工藝(gngy)規(guī)定操作溫度為90010，考慮安全因素，調(diào)節(jié)過程中溫度(wnd)偏離給定值最大不得超過80?，F(xiàn)設計一定值控制系統(tǒng)，在階躍擾動作用(zuyng)下的過渡過程曲線如圖所示。其中y0=900，y1=908，y2=918，y3=950，t1=9min，t2=45min，t3=47min，試確定該系統(tǒng)的最大偏差，衰減比，余差，振蕩周期和過渡時間（按被控變量進入1%新穩(wěn)態(tài)來確定），并分析該系統(tǒng)能否滿足工藝要求？

11、y2y3y1y0t1t2t3t/min圖2系統(tǒng)過渡過程曲線解：由圖可得：最大偏差A= y3 y0=950900=50 衰減比n=（y3 y1）/（y2 y1）=（950 908）/（918 908） =4.2:14:1 余差C= y1 y0=908900=8 振蕩周期T= t2 t1=459=36min 過渡時間：t=47min 又由題意要求，最大偏差不得超過80，由計算數(shù)據(jù)知 A=5080，且過渡曲線的衰減比在（410）范圍內(nèi)，因此該控制系統(tǒng)可以滿足工藝要求。 6現(xiàn)用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30，顯示儀表的機械零位在0，儀表指示值為400，若認為換熱器內(nèi)的溫度為4

12、30，對不對？為什么？正確值為多少？ 已知熱電偶的分度號如下表所示：304004204301.801mV28.943mV30.546mV31.350mV解：不對，因為此時(c sh)冷端溫度為30 ，而儀表(ybio)的指示值（400）是在儀表(ybio)的機械零位在0時的值，所以換熱器的實際溫度不是儀表的指示值與冷端溫度之和，也不是儀表的指示值。 查表可得：E(400，0)=28.943 mV ,即E(t，30)= 28.943 mV，E(30， 0)= 1.801 mV ,即 E(t0， 0)= 1.801 mV 由：E(t， 0)= E(t，t0)+ E(t0， 0)= 28.943 +

13、1.801 =30.744 mV 根據(jù)30.744 mV查表并采用線性插值法，求得換熱器的實際溫度為422。7 用分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶測量溫度，在沒有采取冷端溫度補償?shù)那闆r下，顯示儀表指示值為500，而這時冷端溫度為60。試問：實際溫度應為多少？如果熱端溫度不變，設法使冷端溫度保持在20，此時顯示儀表的指示值應為多少？已知熱電偶分度表如下表所示：20605005575385390.798mV2.436mV20.64mV23.07mV22.260 mV22.303 mV解：（1）由顯示儀表指示值為500，查表可得此時顯示儀表的實際輸入電勢為2064，即E(t，t0)= 2064又查表可得

14、：E(t0，0)= E(60，0)= 2436 則根據(jù)熱電偶基本定律得：E(t，0)= E(t，t0)+ E(t0，0) = 2064+2436=23076 由23076查表可得：t=557，即實際溫度為557。 （2）當熱端溫度不變，為557，冷端溫度為20時，查表得：E(20，0)=0798 因此有E(t，t0)= E(t，0) E(t0，0)= 230760798=22278-3分利用表中數(shù)據(jù)，采用線性插值法，求得儀表顯示溫度為53848 用K熱電偶測某設備的溫度，測得的熱電勢為20mV，冷端（室溫）為25，求設備的溫度？如果改用E熱電偶來測溫時，在相同的條件下， E 熱電偶測得的熱電勢

15、為多少？已知K,E熱電偶的分度號如下表所示： K熱電偶E 熱電偶25509255091.0mV21.0mV1.50mV37.7mV SHAPE * MERGEFORMAT 解：（1）當熱電勢為20mV時，此時冷端溫度為25，即E(t,t0)=20mV，又查表可得：E(t0,0)= E(25,0)=1.0mV 根據(jù)熱電偶基本定律得，E(t,0)= E(t,t0)+ E(t0,0)=20+1=21mV 由此熱電勢，查表得：t=509，即設備溫度為509。 （2）若改用E熱電偶來測溫時，此時冷端溫度仍為25，查表得: E(t0,0)= E(25,0)=1.5mV 又求得設備溫度為509，查表可得：

16、E(t,0)= E(509,0)=37.7 mV 故：E(t,t0) = E(t,0) E(t0,0)= 37.71.5=36.2mV 即E熱電偶測得的熱電勢(dinsh)為36.2mV 9 試畫圖解釋(jish)調(diào)節(jié)器的積分作用是通過負反饋微分電路形成的。 10 試畫圖解釋調(diào)節(jié)器的微分(wi fn)作用是通過負反饋積分電路形成的。11 試分析如圖所示電氣轉(zhuǎn)換器的工作原理 解：基本工作原理力矩平衡原理； 如圖所示0-10mA電流信號磁場7，產(chǎn)生電磁力（測量力）杠桿偏轉(zhuǎn)噴嘴擋板機構間距減小，P背增加 放大器功率放大后輸出氣信號，同時信號至反饋波紋管，直到與測量力矩相平衡。 12 試分析如圖所示電

17、動差壓變送器的作用、基本工作原理和工作過程。答：基本工作原理力矩平衡原理；杠桿形式矢量機構； 作用將壓力信號P成比例地轉(zhuǎn)換成420mA(DDZ-III)。 工作過程：PFi 主杠桿以軸封膜片為支點順時針偏轉(zhuǎn)F1 分解為F2和F3,F3使副杠桿14以支點M逆時針偏轉(zhuǎn)銜鐵靠近差動變壓器 經(jīng)低頻位移檢測放大器轉(zhuǎn)換并放大為4-20mA直流電流信號0輸出。 同時(tngsh)0經(jīng)電磁反饋裝置的反饋動圈使副杠桿(gnggn)順時針偏轉(zhuǎn)，當輸入力和反饋力對杠桿系統(tǒng)產(chǎn)生的Mi和Mf相等時，變送器達到(d do)新的穩(wěn)定狀態(tài)。 13已知被測壓力在范圍0.71MPa內(nèi)波動，要求測量的絕對誤差不得超過0.02MPa

18、，試選定彈簧管壓力計的量程和精度等級?？晒┻x用的壓力計量程系列為：00.6 MPa；01 MPa；01.6 MPa；02.5 MPa。 附：儀表精度等級系列 0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,(2),2.5,5.014檢定一只量程為5A的電流表，當輸入量為1A時，指示值為1.10A。試求該儀表的絕對誤差、相對誤差、引用誤差，并確定該儀表的精度等級。（8分）解：由題給數(shù)據(jù)得：絕對誤差=X-A0=1.10-1=0.1A 相對誤差=（/ A0）100%=（0.1/1）100%=10% 引用誤差q=（/ S）100%=(0.1/5) 100%=2% 根據(jù)儀表精度等級的規(guī)定，取引用誤差去掉百分號的數(shù)值為儀表的精度等級，由計算數(shù)據(jù)知該儀表的精度等級為2級。 附：儀表精度等級系列0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、（2）、2.5、5.015 試分析比例度對余差、最大偏差和系