化工儀表與自動(dòng)化復(fù)習(xí)題及答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——化工儀表與自動(dòng)化復(fù)習(xí)題及答案《化工儀表與自動(dòng)化》課程測(cè)試試題一

一、填空題（36分）

1、過(guò)程控制系統(tǒng)是由_控制器__、_執(zhí)行器__、__測(cè)量變送__和_被控對(duì)象_等環(huán)節(jié)組成。

2、過(guò)程控制系統(tǒng)中按被控參數(shù)的名稱來(lái)分有壓力、流量、溫度、_液位_等控制系統(tǒng)。

3、目前求取過(guò)程數(shù)學(xué)模型的方法有兩種。其中一種是根據(jù)過(guò)程的內(nèi)在機(jī)理，通過(guò)__物料_和_能量_物料平衡關(guān)系，用__機(jī)理建模__的方法求取過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。4、控制對(duì)象的干擾通道的動(dòng)態(tài)特性對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響是:干擾通道的時(shí)間常數(shù)愈大,對(duì)被控變量的影響___越小____;干擾通道容量滯后愈多,則調(diào)理質(zhì)量__越好____;干擾通道的純滯后對(duì)調(diào)理質(zhì)量_無(wú)影響_。

5、選擇控制方案時(shí)，總是力圖使調(diào)理通道的放大倍數(shù)（增益）大于干擾通道的放大倍數(shù)（增益）。

6．某調(diào)理系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)理器，先用純比例調(diào)整到適合的調(diào)理輸出，再參與積分作用的后，應(yīng)_減小調(diào)理器的放大倍數(shù)_,才能使穩(wěn)定性不變。7．描述控制系統(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．串級(jí)調(diào)理系統(tǒng),一般狀況下主回路選擇___PID______或__PI__調(diào)理規(guī)律調(diào)理器,副回路選用__P_調(diào)理規(guī)律調(diào)理器；假使副回路采用差壓法測(cè)流量，應(yīng)采用什么裝置_開(kāi)方器___補(bǔ)償。

9．儀表自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)中，氣動(dòng)儀表標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是0.02~0.1MPa；電Ⅱ型標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是4~20mA；電Ⅲ型標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)范圍是0~10mA。

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(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；在控制系統(tǒng)中如何選擇執(zhí)行器類型？舉例說(shuō)明。答：

1

在控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器是按安全原則選擇類型的，也就是當(dāng)控制信號(hào)中斷時(shí)，要保證設(shè)備和操作人員的安全。如：加熱爐溫度控制，當(dāng)燃料量為操縱變量時(shí)，其執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開(kāi)類型，當(dāng)信號(hào)中斷時(shí)，切斷燃料，保證安全。

2、（14分）熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？有哪些冷端溫度補(bǔ)償方法？原理是什么？

答：①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(shí)候做出的。但實(shí)際中熱電偶冷端溫度不等于零，且經(jīng)常波動(dòng)，這必然造成輸出減少，所以要進(jìn)行熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。

②熱電偶常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有：冰浴法、公式計(jì)算法、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法、電橋補(bǔ)償法和補(bǔ)償熱電偶③

?冰浴法：用冰槽使t0保持零度。

?計(jì)算法：EAB（t，0）＝EAB（t，t0）＋EAB（t0，0）?儀表零點(diǎn)調(diào)整法：將儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)到t0

?補(bǔ)償電橋法：用電橋產(chǎn)生EAB（t0，0）與EAB（t，t0）疊加，即可消除t0變化對(duì)測(cè)量的影響。

?補(bǔ)償熱電偶：用與測(cè)量熱電偶同型號(hào)的熱電偶進(jìn)行補(bǔ)償，用于多支熱電

偶。

3、（10分）控制器輸入偏差是階躍信號(hào)（見(jiàn)下圖），請(qǐng)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δ=50%（2）PI輸出，已知：比例度δ=100%

積分時(shí)間Ti=1分

答：

2

4、(20分)下圖為加熱爐裝置，工藝要求利用燃料量來(lái)控制爐出口介質(zhì)溫度t(簡(jiǎn)單控制系統(tǒng))；

①指出構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量、控制變量、干擾量是什么？②在下圖中畫出控制流程圖；③選擇執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)類型以及控制器的作用方向；④畫出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖；

⑤簡(jiǎn)單說(shuō)明該系統(tǒng)戰(zhàn)勝干擾的過(guò)程（可設(shè)溫度t升高，分析調(diào)理動(dòng)作過(guò)程）。

答：①構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)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(jìn)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。②控制流程圖見(jiàn)下圖。

③執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開(kāi)類型，控制器為反作用方向。

3

④簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖。

⑤該系統(tǒng)戰(zhàn)勝干擾的過(guò)程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測(cè)量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號(hào)減少，氣開(kāi)閥關(guān)小，燃料量減少，塔頂溫度下降，維持給定。

三、計(jì)算題：（10分）

計(jì)算下圖各熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢(shì)（10分）。注：ABK型熱電偶；AˊBˊK型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線

CDS型熱電偶；CˊDˊS型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線；

答：1、E1=EAB(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)

《化工儀表與自動(dòng)化》課程測(cè)試試題二

4

一、填空題（28分）

1．控制系統(tǒng)引入積分作用是為了_消除余差___,但積分的引入會(huì)使系統(tǒng)__不穩(wěn)定,引入微分作用是為了_戰(zhàn)勝容量滯后___。某調(diào)理系統(tǒng)采用比例積分作用調(diào)理器，先用純比例調(diào)整到適合的調(diào)理輸出，在參與積分作用的過(guò)程中，應(yīng)_減小放到倍數(shù)___。

2.被調(diào)介質(zhì)流過(guò)閥門的相對(duì)流量(Q/Qmax)與閥門相對(duì)行程(l/L)之間的關(guān)系,稱為調(diào)理閥的流量_______特性;若閥前后的壓差保持不變時(shí),上述關(guān)系稱為_(kāi)___理想__特性;實(shí)際使用中,閥前后的壓差總是變化的,此時(shí)上述關(guān)系為_(kāi)工作___特性。調(diào)理閥的流量特性有_直線__、__等百分比___、__拋物線__和__快開(kāi)_，流量特性的選擇主要是與__廣義對(duì)象__相匹配。

3.與單回路控制系統(tǒng)相比，串級(jí)調(diào)理系統(tǒng)具有以下三個(gè)特點(diǎn)：

①(對(duì)于進(jìn)入副回路的干擾有很強(qiáng)的戰(zhàn)勝能力);②(提高了工作頻率);③(具有魯棒性)。

4.控制對(duì)象的干擾通道的動(dòng)態(tài)特性對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響是:干擾通道的時(shí)間常數(shù)愈大,對(duì)被控變量的影響越小;干擾通道容量滯后愈多,則調(diào)理質(zhì)量越好;干擾通道的純滯后對(duì)調(diào)理質(zhì)量無(wú)影響。

5．簡(jiǎn)單調(diào)理系統(tǒng)的基本特征是閉合回路和負(fù)反饋。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(diǎn)溫度__有關(guān)，與熱電偶幾何尺寸無(wú)關(guān)。二、綜合題(分)

1、（10分）畫出氣開(kāi)式類型執(zhí)行器的兩種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖；控制系統(tǒng)在什么狀況下選擇氣開(kāi)類型執(zhí)行器？舉例說(shuō)明。答：①

5

②如：加熱爐溫度控制，當(dāng)燃料量為操縱變量時(shí)，其執(zhí)行器應(yīng)選擇氣開(kāi)類型，當(dāng)信號(hào)中斷時(shí)，切斷燃料，保證安全。

2、（20分）在控制系統(tǒng)應(yīng)用中，有哪些基本控制規(guī)律和組合控制規(guī)律？寫出各自的表達(dá)式？它們各應(yīng)用在什么場(chǎng)所？答：①在控制系統(tǒng)應(yīng)用中，基本調(diào)理規(guī)律有：P、I、D，基本組合調(diào)理規(guī)律有PI、PD、PID。②

③

P：自衡能力強(qiáng)，滯后小的對(duì)象且控制質(zhì)量要求不高PI：對(duì)象滯后小，負(fù)荷變化幅度大，要求無(wú)差PD：一階滯后較大允許有余差的對(duì)象

PID：負(fù)荷變化大，容量滯后大，被控變量變化緩慢，質(zhì)量要求高。

6

3、（12分）下圖為電子電位差計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖，請(qǐng)補(bǔ)充完整連接線（包括電源和電流及輸入信號(hào)的方向），并回復(fù)：電子電位差計(jì)是根據(jù)什么原理工作的？在溫度檢測(cè)中與何種檢測(cè)元件配套使用？指出調(diào)整零點(diǎn)、量程的電阻。

答：①電子電位差計(jì)是使用電壓平衡原理工作。

②在溫度檢測(cè)中熱電偶配套。下圖是其線路圖。

③起到零點(diǎn)調(diào)整的電阻是RG，起到量程調(diào)整的電阻是RM。

4、（10分）寫出差壓式流量計(jì)的基本方程式；說(shuō)明公式中各個(gè)符號(hào)所代表的含義。答：

α——流量系數(shù)；Q——被測(cè)流體流量

ε——體膨脹校正系數(shù)F0——節(jié)流件的開(kāi)口面積

ρ1——被測(cè)流體的密度△P——節(jié)流件前后差壓

三、計(jì)算題(20分)

7

1、（10分）計(jì)算下圖液位差壓變送器的量程、測(cè)量范圍及遷移量。

已知：H=0～10mh=1.2mρ=35kg/m3g≈10m/s2

答：ΔP=P+-P-=Hρg+hρg=3500H+4200Pa

差壓變送器：量程=35000(Pa)測(cè)量范圍=4200～39200(Pa)遷移量=4200(Pa)

2、（10分）某壓力儀表的測(cè)量范圍是100～1100Pa，其精度為0.5級(jí)，則這臺(tái)表的量程是多少？基本誤差是多少？最大絕對(duì)誤差是多少？允許誤差是多少？

答：①1000Pa②0.5%③±5Pa④0.5%

《化工儀表與自動(dòng)化》課程測(cè)試試題三

一、填空題（28分）

1、檢測(cè)儀表的基本組成有測(cè)量、傳動(dòng)放大和顯示三個(gè)部分。2、在控制系統(tǒng)中，增加比例度，控制作用減少；增加積分時(shí)間；控制作用減

少；增加微分時(shí)間，控制作用增加。

3、按誤差出現(xiàn)的規(guī)律，可將誤差分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差及疏忽誤

差。4、描述對(duì)象特性的三個(gè)參數(shù)是放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)和滯后時(shí)間。5、某溫度表的精度為0.5級(jí)，其測(cè)量下限是50℃，上限是850℃。則此表的

量程是800；測(cè)量范圍是50~850；允許基本誤差是0.5%；最大絕對(duì)誤差是4。

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6、熱電偶溫度計(jì)中常用的冷端溫度補(bǔ)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(diǎn)法、補(bǔ)償電橋法、補(bǔ)償熱電偶法五種。7、自動(dòng)平衡電橋配熱電阻測(cè)溫時(shí)，采用三線制連接，其連接導(dǎo)線的電阻規(guī)定為2x2.5_______________Ω。

二、綜合題（62分）

1、（15分）比較電子電位差計(jì)與電子平衡電橋在測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)上有哪些異同點(diǎn)。

答：原理的一致點(diǎn)：都是利用滑動(dòng)觸點(diǎn)位置的變化來(lái)反映被測(cè)溫度的大小。結(jié)構(gòu)的一致點(diǎn)：放大器、可逆電機(jī)、同步電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的不一致點(diǎn)：檢測(cè)元件、測(cè)量橋路。原理的不一致點(diǎn)：

2、（15分）熱電偶測(cè)溫時(shí)，使用補(bǔ)償導(dǎo)線的目的是什么？它能否進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？如不能應(yīng)如何處理？

答：①使用補(bǔ)償導(dǎo)線的目的是將熱電偶的冷端從溫度較高、波動(dòng)較大的地方移到溫度較低、且相對(duì)穩(wěn)定的地方。

②假使只使用補(bǔ)償導(dǎo)線還不能達(dá)到冷端溫度補(bǔ)償?shù)哪康模匦枧c其它方法協(xié)同起來(lái)使用。

③具體方法如下：

熱電偶常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有：公式計(jì)算法、冰浴法、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法和電橋補(bǔ)償法。

3、（12分）畫出串級(jí)控制系統(tǒng)的方框圖；分別說(shuō)出副回路及主回路所起到的作用。

答：下圖為串級(jí)控制系統(tǒng)的方框圖；副回路是戰(zhàn)勝作用于副對(duì)象的干擾，使副被控變量基本穩(wěn)定，減少對(duì)主變量的影響；而主回路主要戰(zhàn)勝作用于主對(duì)象的干擾，保證主被控變量穩(wěn)定。

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4、（20分）工藝要求利用回流量來(lái)控制塔頂溫度t(簡(jiǎn)單控制系統(tǒng))，為保證塔

正常操作，回流量不允許中斷。①指出構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量、操縱變量、主要干擾是什么？（4

分）②在圖上畫出控制流程圖并確定執(zhí)行器類型；（5分）③選擇控制器的作用方向；（3分）④畫出簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖；（4分）

⑤簡(jiǎn)單說(shuō)明該系統(tǒng)戰(zhàn)勝干擾的過(guò)程（可設(shè)溫度t升高，分析控制動(dòng)作過(guò)程）。

（4分）

答：①構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)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(jìn)料的流量和溫度，回流的溫度和流量，加熱蒸汽量等。②控制圖見(jiàn)下圖，執(zhí)行器為氣關(guān)式。

③控制器為反作用方向。④簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖

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⑤該系統(tǒng)戰(zhàn)勝干擾的過(guò)程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測(cè)量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號(hào)增加，氣開(kāi)閥開(kāi)大，回流量加大，塔頂溫度下降，回復(fù)給定。

三、計(jì)算題（10分）

計(jì)算下圖液位差壓變送器量程、測(cè)量范圍及遷移量(10分)。已知：H=0～10m；ρ=35kg/m3；g≈10m/s2。

答：Δ

P=P+-P-=Hρg=3500HPa

差壓變送器

量程：35000(Pa)測(cè)量范圍：0～35000(Pa)遷移量：0(Pa)

《化工儀表與自動(dòng)化》課程測(cè)試試題四一、填空題（32分）

1、表征控制規(guī)律的參數(shù)是比例度、積分時(shí)間及微分時(shí)間。

2、串級(jí)調(diào)理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)回路，分別稱為主回路和副回路；有兩個(gè)被調(diào)參數(shù)，分別稱為主參數(shù)和副參數(shù)；有一個(gè)調(diào)理參數(shù)。

3、彈簧管壓力表是利用彈簧產(chǎn)生__位移___與被測(cè)壓力相平衡來(lái)測(cè)量的。4、不受被測(cè)介質(zhì)物理性質(zhì)影響的流量計(jì)是：___電磁流量計(jì)、漩渦流量計(jì)______、橢圓齒輪番量計(jì)____（說(shuō)出三種即可）。

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5、差壓式流量計(jì)是利用節(jié)流原理進(jìn)行測(cè)量流量的。

6、電容式液位傳感器測(cè)量液位時(shí)，如測(cè)量高粘度導(dǎo)電介質(zhì)則測(cè)量精度受__虛擬液位__的影響。

7、分度號(hào)為S型的熱電偶，假使錯(cuò)接了K型熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線則產(chǎn)生的熱電勢(shì)會(huì)增加。假使補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)正確但正負(fù)接反，則產(chǎn)生的熱電勢(shì)會(huì)減少。8、電容式差壓變送器的測(cè)量部分是先將差壓轉(zhuǎn)變成位移，然后再變成

__電容變化量_作為轉(zhuǎn)換部分的輸入。

二、綜合題（58分）

1、（10分）均勻控制系統(tǒng)和一般控制系統(tǒng)的異同點(diǎn)有哪些？怎樣實(shí)現(xiàn)均勻控制？答：①均勻控制系統(tǒng)和一般控制系統(tǒng)的一致點(diǎn)：結(jié)構(gòu)一致；不同點(diǎn)：目的和特點(diǎn)不同，其目的是為了解決前后工序的供求矛盾，使兩個(gè)變量間能相互兼顧和協(xié)調(diào)操作，特點(diǎn)是使兩個(gè)相互聯(lián)系的變量都在允許的范圍內(nèi)緩慢地變化。②均勻控制的實(shí)現(xiàn)可以從以下2方面來(lái)做：1）調(diào)理規(guī)律上采用P或PI，而不采用D調(diào)理，2）參數(shù)整定上比例度從小到大整定，且比例度（和積分時(shí)間）都較大。

2、（8分）從保證控制質(zhì)量的角度，控制閥設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪幾個(gè)方面？閥的理想流量特性有哪幾種形式？

答：①控制閥的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮：閥口徑的選擇、氣開(kāi)氣關(guān)形式的選擇和流量特性選擇。

②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(kāi)特性4）拋物線特性

3、（10分）控制器輸入偏差是階躍信號(hào)（見(jiàn)下圖），請(qǐng)根據(jù)已知參數(shù)，畫出P、PI的輸出響應(yīng)曲線。

已知：比例度δ=200%已知：比例度δ=100%積分時(shí)間Ti=2分

12

答：

4、(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（90±1）℃。已知主要干擾為蒸汽壓力的波動(dòng)。

（1）確定被控變量，并選擇相應(yīng)的測(cè)量元件。（2）制定合理的控制方案。

（3）如物料溫度不允許過(guò)高，否則易裂解，試確定控制閥的氣開(kāi)、氣

關(guān)式。

（4）畫出控制流程圖與方框圖。

答：①被控變量為列管式蒸汽加熱器物料出口溫度，因測(cè)量溫度較低但精度較高選擇鉑熱電阻為測(cè)量元

件。

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②干擾為蒸汽壓力，控制方案選用副參數(shù)為蒸汽壓力主參數(shù)為物料出口溫度的串級(jí)控制。

③控制閥選用的氣開(kāi)式

④控制流程圖與方框圖如圖

5、（10分）某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為400±2oC，考慮安全因素，調(diào)理過(guò)程中溫度偏離給定值不得超過(guò)6oC?，F(xiàn)設(shè)計(jì)運(yùn)行的溫度定值調(diào)理系統(tǒng)，在最大階躍干擾下的過(guò)渡過(guò)程曲線如下圖。問(wèn)該過(guò)程的最大偏差、余差、衰減比、過(guò)渡時(shí)間（按被控變量進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的±2%為準(zhǔn)）和振蕩周期。答：

由反應(yīng)曲線可知：最大偏差A(yù)=45-40=5℃余差C=41-40=1℃衰減比過(guò)渡時(shí)間：Ts=23min

三、計(jì)算題：（10分）

計(jì)算下圖各熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢(shì)（10分）。

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如圖為S型熱偶測(cè)溫線路，由于疏忽將其中其次段補(bǔ)償導(dǎo)線接反，求：①輸入到顯示儀表的總電勢(shì)為多少？②由于其次段補(bǔ)償導(dǎo)線接反引入的誤差是多少？

答：①E1=ES(800,50)-ES(50,0)=(7.345-0.299)-0.299=6.747(mV)

②E2=ECD(800,0)-6.747=7.345-6.747=0.598(mV)

《化工儀表與自動(dòng)化》課程測(cè)試試題五

一、填空題（36分）

1、在階躍擾動(dòng)作用下，自動(dòng)控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程有__發(fā)散震蕩__、等幅震蕩___、非震蕩衰減_和__衰減震蕩__等基本形式。

2、自動(dòng)控制系統(tǒng)按按設(shè)定值的不同形式可分為_(kāi)_定值控制系統(tǒng)__、_隨動(dòng)控制系統(tǒng)_____、__程序控制系統(tǒng)_等控制系統(tǒng)。

3、對(duì)象的數(shù)學(xué)模型就是_利用數(shù)學(xué)的表達(dá)式來(lái)描述對(duì)象的特點(diǎn)___。4、液位變送器測(cè)量進(jìn)行零點(diǎn)遷移時(shí)只改變__測(cè)量范圍____，不改變__量程_____。5、在常用的熱電偶溫度計(jì)中，精度較高的是___S_熱電偶，線性最好的是_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、鉑_______，分度號(hào)是_Cu50、Cu100_、Pt50、Pt100_，線性好的是__銅_熱電阻，它適于測(cè)量__低___溫度。

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7．描述對(duì)象特性的三個(gè)參數(shù)是放大倍數(shù)、時(shí)間常數(shù)、滯后時(shí)間，假使時(shí)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(jì)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繁雜控制系統(tǒng)串級(jí)控制系統(tǒng)、均勻控制系統(tǒng)、分程控制系統(tǒng)、選擇控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)等。

二、綜合題（54分）

1、（10分）在控制系統(tǒng)中如何得到執(zhí)行器的類型？畫出執(zhí)行器類型的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。答：

在控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器類型的獲得是靠改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)理機(jī)構(gòu)的作用方向來(lái)得到的，一般狀況下，對(duì)于大口徑的執(zhí)行器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用正作用，靠改變調(diào)理機(jī)構(gòu)的正反裝來(lái)得到執(zhí)行器的氣開(kāi)氣關(guān)類型，對(duì)于小口徑的執(zhí)行器，調(diào)理機(jī)構(gòu)選擇正裝，故只能靠改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用來(lái)得到執(zhí)行器的氣開(kāi)氣關(guān)類型2、（14分）比較差壓式流量計(jì)與轉(zhuǎn)子式流量計(jì)的異同點(diǎn)。答：①一致點(diǎn)：兩者都是利用節(jié)流原理來(lái)測(cè)量流量。

②不同點(diǎn)：差壓式流量計(jì)轉(zhuǎn)子式流量計(jì)節(jié)流件固定安裝節(jié)流件安裝不固定節(jié)流件前后差壓變化節(jié)流件前后差壓固定輸入輸出非線性輸入輸出線性16

3、（10分）控制器輸入偏差是階躍信號(hào)（見(jiàn)下圖），請(qǐng)根據(jù)已知參數(shù)，畫出P、PI的輸出響應(yīng)曲線。

答：

4、(20分)如圖為釜式反應(yīng)器，釜內(nèi)溫度通過(guò)改變冷卻劑流量的方式來(lái)控制。①指出構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量、控制變量、干擾量是什么？②假使冷卻劑壓力為主要干擾，選擇控制方案，在下圖中畫出控制流程圖；③選擇執(zhí)行器的氣開(kāi)、氣關(guān)類型；④畫出控制系統(tǒng)的方框圖；

⑤簡(jiǎn)單說(shuō)明該系統(tǒng)戰(zhàn)勝干擾的過(guò)程（可設(shè)溫度t升高，分析調(diào)理動(dòng)作過(guò)程）。

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答：①構(gòu)成控制系統(tǒng)時(shí)的被控變量是釜內(nèi)溫度。操縱變量是冷卻劑流量，干擾量是：冷卻劑壓力和溫度、攪拌速度以及環(huán)境溫度。②控制流程圖見(jiàn)下圖1。③執(zhí)行器應(yīng)選擇氣關(guān)類型。④控制系統(tǒng)方框圖見(jiàn)下圖2。

⑤該系統(tǒng)戰(zhàn)勝干擾的過(guò)程：當(dāng)干擾作用使溫度t升高，測(cè)量大于給定，控制器輸入偏差增大，其輸出控制信號(hào)減少，氣關(guān)閥開(kāi)大，冷卻劑流量增加，釜內(nèi)溫度下降，維持給定。

圖1

圖2

三、計(jì)算題：（10分）

計(jì)算下圖熱電偶溫度計(jì)所產(chǎn)生的熱電勢(shì)以及溫度計(jì)所顯示的溫度（10分）。注：CDS型熱電偶；CˊDˊS型熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線；

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答：①E=ECD(300,25)=(2.323-0.142)=2.181(mV)

②由于電子電位差計(jì)有自動(dòng)冷端溫度補(bǔ)償裝置，所以測(cè)量不受環(huán)境溫度影響，溫度計(jì)所顯示的溫度為300℃。

一、選擇題

1.單圈彈簧管式壓力表的彈簧管通入被測(cè)壓力后，產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張形變，自由端產(chǎn)生微?。ˋ）。

A．位移B．膨脹C．變化D．波動(dòng)

2.在被測(cè)壓力較穩(wěn)定狀況下，正常操作壓力值應(yīng)不超過(guò)壓力表滿量程的（C）。A．1/3B．1/2C．2/3D．3/4

3.電容式壓力變送器是把被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成（C）的變化，然后經(jīng)過(guò)測(cè)量變送，輸出與被測(cè)壓力相對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)。

A．作用力B．電勢(shì)差C.差動(dòng)電容D.位移變化量

4.橢圓齒輪番量計(jì)的橢圓齒輪每轉(zhuǎn)過(guò)一周，所排出的被測(cè)介質(zhì)數(shù)量為半月形容積的（B）倍。A．2B．4C．6D．8

5.儀表位號(hào)FE-212中字母“E\的含義是（A）。A.檢測(cè)元件B.變送器C.流量變送器D.流量開(kāi)關(guān)

6.測(cè)量?jī)x表啟動(dòng)前，引壓管路應(yīng)進(jìn)行沖洗，一般沖洗次數(shù)不少于（C）。A.1次B.2次C.3次D.4次

7.儀表管路埋地敷設(shè)時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)（B）后方可埋人。A.調(diào)試B.防腐處理C.焊接D.保護(hù)套管8.儀表引壓管路的長(zhǎng)度最大不應(yīng)大于（B）m.A.25mB.50mC.75mD.40m

9．測(cè)量氧氣時(shí)不能使用（B）壓力表。

A.銅質(zhì)墊片B.浸油墊片C.鋁制墊片D.橡膠墊片

10.必需傾斜安裝較長(zhǎng)壓力變送器的引壓導(dǎo)管，其傾斜度一般為（B）。A.1:5B.1:（10~20）C.1：100D.1：150

11.差壓變送器投運(yùn)時(shí)，為防止單向受壓，應(yīng)率先開(kāi)啟（A）。A.平衡閥B.高壓閥C.低壓閥D.以上都不對(duì)12.孔板流量計(jì)溫度計(jì)安裝要求（A）

A.溫度計(jì)安裝位置與孔板之間的距離可等于或大于5D，但不得超過(guò)15D.

B.溫度計(jì)套管應(yīng)伸入管道至公稱內(nèi)徑的大約1/2處，對(duì)于大口徑管道（大于300mm，溫度計(jì)套管會(huì)產(chǎn)生共振）溫度計(jì)的設(shè)計(jì)插入深度應(yīng)不小于90mm。

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C．溫度計(jì)插入方式只可直插，不能斜插。

D．溫度計(jì)插入處開(kāi)孔內(nèi)壁邊緣不用修圓，對(duì)毛刺和直管段管道內(nèi)表面無(wú)要求。13.超聲波流量計(jì)的電子數(shù)據(jù)單元主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、通訊、（B）的計(jì)算等功能。A．標(biāo)況氣體流量B．工況氣體流量C．標(biāo)況氣體總量D.工況氣體總量4、超聲波流量計(jì)的換能器（聲波探頭）檢查主要是測(cè)量其（A）.A．電阻值B.電壓值C。電流值D.電感值

14.下面關(guān)于超聲波流量計(jì)的安裝要求表達(dá)錯(cuò)誤的是：（C）A.對(duì)于雙向應(yīng)用的場(chǎng)合，流量計(jì)的兩端都應(yīng)認(rèn)為是“上游〞。

B．流量計(jì)的