2022年化工仪表与自动化复习题.docx

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1、精品学习资源化工外表与自动化课程测试试卷一一、 填空题36 分）1、过程掌握系统是由 _掌握器 、_执行器 、 测量变送 和_被控对象 _等环节组成；2、过程掌握系统中按被控参数的名称来分有压力 、_流量 、_温度 、_液位_等掌握系统； 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_物料平稳关系，用 机理建模 的方法求取过程的数学模型；4、掌握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 越小 ；干扰通道容量滞后愈多 ,就调剂质量 越好 ；干扰通道的纯滞后对调剂质量 _无影响 _；5、 挑选掌握方案时，总是力

2、图使调剂通道的放大倍数增益） 大于 干扰通道的放大倍数 增益）；6某调剂系统采纳比例积分作用调剂器，先用纯比例调整到合适的调剂输出， 再加入积分作用的后，应 _减小调剂器的放大倍数 _,才能使稳固性不变；7描述掌握系统的品质指标的参数有 最大偏差 、衰减比和余差等；8. 串级调剂系统 ,一般情形下主回路挑选 PID或PI调剂规律调剂器,副回路选用 P_调剂规律调剂器；假如副回路采纳差压法测流量，应采纳什么装置_开方器 补偿；9. 外表自动化标准中，气动外表标准信号范畴是0.020.1MPa；电型标准信号范畴是 420mA；电型标准信号范畴是010mA；二、综合题 54 分）1、10 分）画出气

3、关式类型执行器的两种简洁结构示意简图；在掌握系统中如何挑选执行器类型？举例说明；答：欢迎下载精品学习资源在掌握系统中，执行器是按安全原就挑选类型的，也就是当掌握信号中断时，要保证设备和操作人员的安全；如：加热炉温度掌握，当燃料量为操纵变量时，其执行器应挑选气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全；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？答：由于各种显示外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、公式

4、运算法、外表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶冰浴法：用冰槽使 t0 保持零度；运算法： EABt， 0） EABt， t0） EAB t0， 0） 外表零点调整法：将外表的机械零点调到t0补偿电桥法：用电桥产生 EAB t0， 0）与 EAB t，t0）叠加，即可排除 t0变化对测量的影响；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）掌握器输入偏差是阶跃信号见下图），请依据已知参数，画出P、PI 的输出响应曲线；1）P输出，已知：比例度 =50% 下图为加热炉装置，工艺要求利用燃料量来掌握炉出口介质温度t 简洁掌握系统 ； 指出构成掌握系统时的被控变量

5、、掌握变量、干扰量是什么？ 在下图中画出掌握流程图； 挑选执行器的气开、气关类型以及掌握器的作用方向； 画出简洁掌握系统方框图； 简洁说明该系统克服干扰的过程 可设温度 t上升，分析调剂动作过程）；答：构成掌握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； 掌握流程图见下图； 执行器应挑选气开类型，掌握器为反作用方向；欢迎下载精品学习资源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，掌握器输入偏差增大，其输出掌握信号削减，气开阀关小，燃料量削减，塔顶温度下降，维护给定；三、运算题： 10 分）运算下图各热电偶

6、回路所产生的热电势注： A BKC DS型热电偶； AB K+E CD50,25=12.207-2.002+0.299-0.142 =10.342 mVE2=E CD300,50-E CD50,25 =2.323-0.299-0.299-0.142 =1.867 mV化工外表与自动化课程测试试卷二欢迎下载精品学习资源一、 填空题与阀门相对行程 l/L 之间的关系 , 称为调剂阀的 流量特性；如阀前后的压差保持不变时 , 上述关系称为 抱负 特性；实际使用中 , 阀前后的压差总是变化的 , 此时上述关系为 _工作 欢迎下载精品学习资源特性；调剂阀的流量特性有 _直线 、 等百分比流量特性的挑选主

7、要是与 广义对象 相匹配； 、 抛物线 和 快开 _，欢迎下载精品学习资源3. 与单回路掌握系统相比，串级调剂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才能 ； 提高了工作频率 ； 具有鲁棒性 ；4. 掌握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 越小；干扰通道容量滞后愈多 , 就调剂质量 越好 ；干扰通道的纯滞后对调剂质量 无影响；5. 简洁调剂系统的基本特点是 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、两节点温度有关，与热电偶几何尺寸 无关；二、综合题 分1、10 分）画出气

8、开式类型执行器的两种简洁结构示意简图；掌握系统在什么情形下挑选气开类型执行器？举例说明；答：欢迎下载精品学习资源如：加热炉温度掌握，当燃料量为操纵变量时，其执行器应挑选气开类型， 当信号中断时，切断燃料，保证安全；2、20 分）在掌握系统应用中，有哪些基本掌握规律和组合掌握规律？写出各自的表达式？它们各应用在什么场所？答：在掌握系统应用中，基本调剂规律有：P、I 、D，基本组合调剂规律有PI 、PD、PID； P：自衡才能强，滞后小的对象且掌握质量要求不高PI ：对象滞后小，负荷变化幅度大，要求无差PD：一阶滞后较大答应有余差的对象PID：负荷变化大，容量滞后大，被控变量变化缓慢，质量要求高；

9、欢迎下载精品学习资源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？在答： 电子电位差计是使用电压平稳原理工作；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RM；4、欢迎下载精品学习资源31、 测量范畴 =420039200 Pa迁移量=4200 Pa2、10 分）某压力外表的测量范畴是 1001100Pa，其精度为 0.5 级， 就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？答应误差是 多少？答： 1000Pa 0.5% 5Pa0.5%化工外表与自动

10、化课程测试试卷 三一、 填空题28 分）1、 检测外表的基本组成有 测量、传动放大 和显示三个部分；2、 在掌握系统中，增加比例度，掌握作用 削减；增加积分时间；掌握作用 削减；增加微分时间，掌握作用 增加；3、 按误差显现的规律，可将误差分为 系统误差、 偶然误差及疏忽误差；4、 描述对象特性的三个参数是 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；就此表的量程是 800；测量范畴是 50850；答应基本误差是 0.5%；最大肯定误差是4；欢迎下载精品学习资源度修正法、校正外表零点法、补偿电桥法、补偿热电偶法五种；7、自动平稳

11、电桥配热电阻测温时，采纳三线制连接，其连接导线的电阻规定为 2x2.5；二、综合题 62 分）1、15 分）比较电子电位差计与电子平稳电桥在测量原理和结构上有哪些异同点；答：原理的相同点：都是利用滑动触点位置的变化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；原理的不相同点：6、 热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有冷端温度保持 0 度法、冷端温2 、15 分）热电偶测温时，使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？答：使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、且相对稳固的

12、地方；假如只使用补偿导线仍不能达到冷端温度补偿的目的，必需与其它方法协作起来使用；详细方法如下：热电偶常用的冷端温度补偿方法有：公式运算法、冰浴法、外表机械零点调整法和电桥补偿法；3、12 分）画出串级掌握系统的方框图；分别说出副回路及主回路所起到的作用；答：下图为串级掌握系统的方框图；副回路是克服作用于副对象的干扰，使副被控变量基本稳固，削减对主变量的影响；而主回路主要克服作用于主对象的干扰，保证主被控变量稳固；欢迎下载精品学习资源4、，为保证塔 指出构成掌握系统时的被控变量、操纵变量、主要干扰是什么？4 分） 在图上画出掌握流程图并确定执行器类型； 挑选掌握器的作用方向； 3 分） 画出简

13、洁掌握系统方框图； 4 分） 简洁说明该系统克服干扰的过程 可设温度4 分）5 分）t上升，分析掌握动作过程）；答： 构成掌握系统时的被控变量是塔顶温度；操纵变量是塔顶回流量，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；掌握图见下图，执行器为气关式； 掌握器为反作用方向； 简洁掌握系统方框图见下图欢迎下载精品学习资源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，掌握器输入偏差增大，其输出掌握信号增加，气开阀开大，回流量加大，塔顶温度下降，回复给定；三、运算题 ；已知： H=0 10m；=35kg/m ； g 10m/s ；32答： P=P+-P- =Hg=3

14、500H Pa差压变送器量程： 35000 Pa 测量范畴： 0 35000 Pa 迁移量： 0 Pa化工外表与自动化课程测试试卷四一、 填空题32 分）1、表征掌握规律的参数是 比例度、积分时间 及微分时间 ；2、串级调剂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 一个调剂参数；3、弹簧管压力表是利用 弹簧产生 位移 与被测压力相平稳来测量的；欢迎下载精品学习资源4、不受被测介质物理性质影响的流量计是： 电磁流量计 、 漩涡流欢迎下载精品学习资源量计、椭圆齿轮番量计 说出三种即可）；欢迎下载精品学习资源5、 差压式流量计是利用 _节流 原理进行

15、测量流量的；6、电容式液位传感器测量液位时，如测量高粘度导电介质就测量精度受虚拟液位 的影响；7、分度号为 S 型的热电偶，假如错接了 K 型热电偶的补偿导线就产生的热电势会增加；假如补偿导线的型号正确但正负接反，就产生的热电势会削减；8、电容式差压变送器的测量部分是先将 差压转变成位移，然后再变成 电容变化量 _作为转换部分的输入；二、综合题 58 分）1、10 分）匀称掌握系统和一般掌握系统的异同点有哪些？怎样实现匀称掌握？ 答：匀称掌握系统和一般掌握系统的相同点：结构相同；不同点：目的和特 点不同，其目的是为明白决前后工序的供求冲突，使两个变量间能相互兼顾和 和谐操作，特点是使两个相互联

16、系的变量都在答应的范畴内缓慢地变化；匀称掌握的实现可以从以下 2 方面来做： 1）调剂规律上采纳 P 或 PI ，而不采纳 D 调剂， 2）参数整定上比例度从小到大整定，且比例度 和积分时间）都较大；2、8 分）从保证掌握质量的角度，掌握阀设计中应考虑哪几个方面？阀的抱负流量特性有哪几种形式？答：掌握阀的设计应考虑：阀口径的挑选、气开气关形式的挑选和流量特性挑选；抱负流量特性有 4 种形式： 1） 直线特性 2） 等百分比特性 3） 快开特性4） 抛物线特性3、10 分）掌握器输入偏差是阶跃信号 某列管式蒸汽加热器，工艺要求出口物料温度稳固在90 1）；已知主要干扰为蒸汽压力的波动；1） 确定

17、被控变量，并挑选相应的测量元件；2） 制定合理的掌握方案；3） 如物料温度不答应过高，否就易裂解，试确定掌握阀的气开、气关式；4）画出掌握流程图与方框图；答： 被控变量为列管式蒸汽加热器物料出口温度，因测量温度较低但精度较高挑选铂热电阻为测量元件；欢迎下载精品学习资源干扰为蒸汽压力，掌握方案选用副参数为蒸汽压力主参数为物料出口温度的串级掌握；掌握阀选用的气开式掌握流程图与方框图如图5、10 分）某化学反应器工艺规定操作温度为4002oC，考虑安全因素，调剂过程中温度偏离给定值不得超过6oC；现设计运行的温度定值调剂系统，在最大阶跃干扰下的过渡过程曲线如下列图；问该过程的最大偏差、余差、衰减比、

18、过渡时间 按被控变量进入新稳态值的 2% 为准）和振荡周期；答：由反应曲线可知：最大偏差 A=45-40=5 余差 C=41-40=1 衰减比过渡时间： T s=23min三、运算题： 10 分）运算下图各热电偶回路所产生的热电势-E S50,0 =7.345-0.299-0.299=6.747 mV E2=ECD800,0-6.747= 7.345-6.747 =0.598mV化工外表与自动化课程测试试卷五欢迎下载精品学习资源一、 填空题36 分）1、在阶跃扰动作用下，自动掌握系统的过渡过程有 、非震荡衰减 _ 和 衰减震荡 等基本形式； 发散震荡 、等幅震荡欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品

19、学习资源2、自动掌握系统按按设定值的不同形式可分为 系统、 程序掌握系统 _等掌握系统； 定值掌握系统 、_随动掌握欢迎下载精品学习资源3、对象的数学模型就是 _利用数学的表达式来描述对象的特点；欢迎下载精品学习资源4、液位变送器测量进行零点迁移时只转变 ；5、在常用的热电偶温度计中，精度较高的是 测量范畴 ，不转变 量程 S_热电偶，线性最好的是欢迎下载精品学习资源_K_热电偶，灵敏度较高的是 E_热电偶；6. 常用的热电阻材料是 铜、铂，分度号是 _Cu50、Cu100_、Pt50、Pt100_，线性好的是 铜_热电阻，它适于测量 低 温度；欢迎下载精品学习资源7. 描述对象特性的三个参数

20、是 放大倍数、时间常数、滞后时间 ，假如时间常数越大，系统的响应速度 越慢，系统的稳固性 越好；8. 差压式流量计由 节流件、导压管和显示仪器 组成；常用的标准取压方式有角接取压 和法兰取压 ；9. 指出你所知道的几种复杂掌握系统 串级掌握系统、匀称掌握系统、分程掌握系统、挑选掌握系统、前馈掌握系统、比值掌握系统等；二、综合题 54 分）1、10 分）在掌握系统中如何得到执行器的类型？画出执行器类型的简洁结构示意简图；答：在掌握系统中，执行器类型的获得是靠转变执行机构和调剂机构的作用方一直得到的，一般情形下，对于大口径的执行器，执行机构采纳正作用，靠转变调剂机构的正反装来得到执行器的气开气关类

21、型，对于小口径的执行器，调剂机构挑选正装，故只能靠转变执行机构的正反作用来得到执行器的气开气关类型2、14 分）比较差压式流量计与转子式流量计的异同点；答：相同点：两者都是利用节流原理来测量流量；不同点：差压式流量计转子式流量计节流件固定安装节流件安装不固定节流件前后差压变化节流件前后差压固定输入输出非线性输入输出线性欢迎下载精品学习资源3、10 分）掌握器输入偏差是阶跃信号如图为釜式反应器，釜内温度通过转变冷却剂流量的方式来掌握； 指出构成掌握系统时的被控变量、掌握变量、干扰量是什么？ 假如冷却剂压力为主要干扰，挑选掌握方案，在下图中画出掌握流程图； 挑选执行器的气开、气关类型； 画出掌握系

22、统的方框图； 简洁说明该系统克服干扰的过程 可设温度 t上升，分析调剂动作过程）；欢迎下载精品学习资源答：构成掌握系统时的被控变量是釜内温度；操纵变量是冷却剂流量，干扰量是：冷却剂压力和温度、搅拌速度以及环境温度；掌握流程图见下图 1；执行器应挑选气关类型； 掌握系统方框图见下图2；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，掌握器输入偏差增大，其输出掌握信号削减，气关阀开大，冷却剂流量增加，釜内温度下降，维护给定；图 1图 2欢迎下载精品学习资源三、运算题： 10 分）运算下图热电偶温度计所产生的热电势以及温度计所显示的温度 =2.323-0.142 =2.181 mV由于电子电位差计有自动冷端温度补偿装置，所以测量不受环境温度影响， 温度计所显示的温度为 300；欢迎下载