化工仪表及自动化考试重点

第一章自动控制系统的基本概念

1、化工自动化的主要内容：自动检测系统、自动信号和连锁保护系统、自动操纵及自动开

停车系统、自动控制系统。

2、自动控制系统能在没人直接干预的情况下，自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响，

使它们始终保持在预先规定的数值上，保证生产维持在正常或最假的工艺操作状态。3、自动控制系统的基本组成：被控对象及自动化装置，其中自动化装置又包含测量原件与

变送器、控制器和执行器。

4、自动控制系统的方块图：每个方块都代表一个具体装置，方块与方块之间的连接代表方

块之间的信号联系，方块之间连接线的箭头代表信号作用的方向。

5、自动控制系统是具有被控变了负反馈的闭环系统。而自动检测、自动操纵等系统是开环

系统。

6、反馈控制方式是按偏差进行控制的，其特点是不论什么原因使被控变量偏离期望值而出

现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差，使被控变量与期望值趋于一致。

7、按被控变量的给定值是否变化和如何变化分类，自动控制系统可分为定值控制系统、随

动控制系统和程序控制系统。

8、自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态；把被控变量随

时间变化的不平衡状态称为系统的动态。

9、静态是指系统中各信号的变化率为零，即信号保持在某一常数不变化，而不是物料不流

动或能量不交换。

10、自动控制系统在静态时，生产还在进行，物料和能量仍然有进出，只是平衡进行没有

改变就是了，这与习惯上所说的静止是不同的。

11、系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程。

12、系统中过渡过程中，被控变量随时间变化的。

13、自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程的基本形式：非周期振荡过程、衰减振荡

过程、等幅振荡过程和发散振荡过程。

14、衰减振荡的过渡过程的品质指标如下：

最大偏差：被控变量偏离给定值的最大数值。

超调量：被控变量偏离新的稳定值得最大数值。

衰减比:前后相邻两个峰值的比。

余差：当过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳定值与给定值之间的偏差。

过渡时间：理论上是指从干扰作用发生时刻起，到系统重新建立新的平衡为止，过渡过程所经历的时间。

P16-11 （1）方块图如下：

（2）被控对象为反应器；被控变量为反应器内温度；操纵变量为冷却水流量；可能干扰为

A、B物料的流量、温度、浓度、冷却水的温度、压力及搅拌器的转速等。

P16-17 何为阶跃作用？为甚经常采用阶跃作用作为系统的输入作用形式？

答：阶跃作用：在某一瞬间t0，干扰突然地阶跃式地加到系统上，并保持在这个幅度。

采用阶跃干扰的原因：阶跃干扰比较突然，比较危险，对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干扰，对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算。

P16-21 答：最大偏差A=950-900=50℃；

超调量B=950-908=42℃；

衰减比n=B：B′=42：(918-908)=4.2：1；

振荡周期T=45-9=36min；

余差C=908-900=8℃；

过渡时间为47min；

∵最大偏差=50℃＜80℃，∴满足工艺要求。

P16-22 答：（1）方块图：

（2）被控对象：蒸汽加热器；被控变量：出口物料温度；操纵变量：加热蒸汽流量；可能的干扰：进料流量、进料温度、加热蒸汽压力等。

（3）最大偏差A=81.5-81=0.5℃；

衰减比n=B：B′=(81.5-80.7)：(80.9-80.7)=4：1；

余差C=80.7-81=－0.3℃。

第二章

1、被控对象的特性：指被控对象输入与输出之间的关系。

2、对象的输入量具有控制作用和扰动作用，输入量是被控变量。

3、对象特性的数学描述称为对象的数学模型。数学模型的表达式可分为非参量模型和参量

模型两大类。

4、静态数学模型描述的是对象有静态时的输入量与输出量之间的关系。

5、动态数学模型描述的是对象在输入量改变以后输入量的变化情况。

6、对象的输入变量至输出变量之间的信号联系称为通道。

7、控制作用至被控变量的信号联系称控制通道；干扰作用至被控变量的信号联系称为干扰

通道。

8、机理建模是通过对对象或生产过程的内部运动机理的分析，根据对象中物理或化学变化

的规律，在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后推导出的对象特性方程。

9、实验建模是在所要研究的对象上，人为的施加一些输入作用（输入量），然后用仪表测

取并记录表征对象特征的物理量（输出量）随时间的变化规律，即得到一系列实验数据或实验曲线，然后对这些数据或曲线进行必要的数据处理，求取对象的特性参数，进而得到对象的数学模型。

10、系统辨识：应用对象的输入输出的实测来决定其模型的的结果和参数。

11、参数估计：在已知模型结果的基础上，通过实测数据来确定其中的某些参数，称为参

数估计。

12、放大系数在数值上对象处于稳定状态时的变化量与输入的变化量之比。由于放大系数

反应的是对象处于稳定状态下的输出与输入之间的关系，所以是描述对象的静态特性参数。

13、时间常数是指当对象收到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新

的稳态值所需的时间.(或当对象收到阶跃输入作用后，被控变量达到新的稳态值得

63.2%所需的时间）。时间常数反应被控变量变化快慢的参数，因此它是一个重要的动态参数。

14、滞后时间是纯滞后和容量滞后的总和。滞后时间是反应对象收到输入作用后，输出不

能立即、迅速变化的现象，它是描述对象动态特性的参数。输出变量的变化落后与输入变量的变化的时间称为纯滞后时间，它的产生一般由于介质的输送或热量的传递需要一段时间引起的。

15、容量滞后：有些对象收到阶跃输入作用后，被控变量开始变化很慢，后来才逐渐加快，

最后又变慢直至逐渐接近稳定值。它一般由于物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。

P33-11 已知一个对象特性具有纯滞后的一阶特性，其时间常数为5，放大系数为10，纯滞

后时间为2，试写出描述该对象特性的一阶微分方程式。

解：一阶微分方程式，T=5，K=10，τ=2。 无滞后时为：)(10)()(5t x t y dt

t dy =+ 又因为：)2()(+=t y t y τ 所以滞后时间为：)(10)2()2(5t x t y dt

t dy =+++ττ

P33-14 解：另输入量Q x ?=，输出量C T y o ?=

∴放大系数60)

5.20.3()120150(K =--==x y ； 又由图（b)知纯滞后时间min 2=τ

无滞后时一阶对象输出表达式为：)1(5.060)(/T t e t y --?=；

有滞后时一阶对象输出表达式为：)15.060)(/)2(T t e t y ---?=（τ。

第三章

1、相对百分误差的定义：%100A

%100-max m ??=??=

测量范围的下限测量范围的上限ax δ 2、仪表的允许误差的定义：在规定的正常情况下允许的相对百分误差的最大值。

%100A

%100max ??±=?-±=允允测量范围的下限测量范围的上限差值仪表允许的最大绝对误δ 3、仪表的精度等级值越小，则仪表的精度值等级越高。

4、立体：P35 例1 例2

5、变差的定义：%100A

?=最大绝对差值变差 6、选择仪表时，仪表的变差不能超出仪表的允许误差。

7、按仪表的组成形式分类，仪表可以分为基地式仪表和单元组合仪表。 QDZ 气动单元组合

仪表 DDZ 电动单元组合仪表

8、将被测参数转换为一定的便于传送信号的仪表通常称为传感器；当传感器的输出为单元

组合仪表中规定的标准信号时，通常称为变送器。

9、当前通用的标准信号：电流4-20mA ;电压1-5V ，压力0.02-0.1MPa 。

10、变送器的理想输入特性：min min max min

max min )(y y y x x x x y +---= 例：有一台DDZ-Ш型两线制差压变送器，已知其测量范围为20~100KPa ，当输入信号为

40KPa 时，变送器的输出信号是多少？

解：由当前通用的标准信号：电流4~20mA;电压1~5V ；压力0.02~0.1MPa

对应的DDZ 压差变送器的测量范围是20~100KPa

故当输入信号为40KPa 时对应的电流为8mA

11、变送器的量程调整：目的是使变送器的输出信号上限值与测量范围的上限值相对应；

它相当于改变了变送器输入输出特性的斜率，也就是改变变送器的输出信号与输入信号之间的比例系数，实质是改变了放大倍数。

12、变送器的零点调整和零点迁移：目的是使变送器的输入信号下限值与测量范围的下限

值相对应；零点调整使变送器的测量起始点为零，零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一正值（正迁移）或负值（负迁移）。实质是量程不变，测量范围平移。

13、绝对压力、表压、真空度的关系。

大气压力绝对压力表压P -P P = ； 表压真空度-P P =

14、弹性式压力计是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。如弹簧管压力计、

膜式压力计等。

15、弹簧管压力计中的测量元件是弹簧管，它把通入的压力转换为自由端相应大小的位移。

16、应变片式压力传感器是利用电阻应变原理制成的；压阻式压力传感器是利用单晶硅的

压阻效应而制成的。

17、霍尔片式压力传感器是利用霍尔效应制成的，即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性

元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的测量。

18、力矩平衡式压力变送器是一种典型的自平衡检测仪表，它利用负反馈的工作原理使仪

表具有较高的测量精度。DZZ-Ш型系列其输出电流为4~20mA 直流电流。

19、力矩平衡式压力变送器是按力矩平衡工作原理工作的。

20、电容式压力变送器是先将压力的变化转换为电容量的变化，然后进行测量的。其输出

电流是4~20mA 的直流电流。

21、压力计的选用：需要考虑仪表类型、仪表测量范围和仪表的精度等级。

例：某台往复式压缩机的出口压力范围是25~28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。工艺上要

求就地观察，并能高低限报警，试正确选择一台压力表，指出型号、精度与测量范围。 解：由于往复式压缩机出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为：

M P a ax 562282P P m 1=?=?=

根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录一，可查的选用YX —150型电

接点压力表，测量范围0~60MPa 。

由于由于3

16025>，故被测压力的最小值不低于满量程的1/3，这是允许的。 另外，根据误差的要求，可算得允许误差为%67.1%10060

1=? 精度等级为1.5级得仪表完全符合误差要求。

22、速度式流量计是一种测量流体在管道内的流速作为测量依据来计算流量的仪表；

容积式流量计是一种以单位时间内所排除的流体的固定容积的数目作为测量依据来计算流

量的仪表；

压差式流量计采用的是定节流面积、变差压的流量测量方法；适用测量较大流量；是速度式流量计。P K Q ?=

转子流量计采用的是恒压降、变节流面积的流量测量方法；适用于小流量；是速度式

流量计。出厂的转子流量计是在工业基准状态下用水或空气进行刻度的，使用时一般需要对指示值进行修正。

涡轮流量计是根据涡轮的旋转速度随流量的变化而变化的现象来测量流量的；是速度式流

量计。

差压式液位变送器是利用容器内的液位改变时，由液柱产生的静压也相应改变的原理工作

的。液位变送器在使用时可能需要进行零点迁移。例如P67-图3-41

P92-54. 解：01)(P P H h g ++=+ρ ， 02P P gh +=-ρ ；

)(g P P P 12-h h g H --=-=?+ρρ，

当H=0时，0)(g P 12<--=?h h ρ，

所以需要进行迁移，负迁移量是)h h (g 12-ρ。

23、在电容器的两极板之间，充以不同的介质时，电容量的大小也有所不同。可通过测量

电容量得变化来检测液位、料位和两种不同液体的分界面。

核辐射式物位计是利用核辐射透过物位时，其强度随物质层得厚度而变化的原理而工作的。 热电偶温度计是以热电现象为基础的测温仪表；适合于测量500度以上的高温。

24、热电现象：取两根不同材料的金属导线A 和B ，将其两端焊在一起组成一个闭合回路，

当两个接点处的温度不同时，闭合回路中就有热电势产生。

25、中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶所产生的热电势数值

并无影响，但必须保证引入线两端的温度相同。

26、冷端温度补偿作用：冷端温度补偿是为了解决冷端温度不为零的问题。因为工业上常

用的各种热电偶的E t -t 关系曲线是在冷端温度保持为零的情况下得到的，与他配套使用的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的，而操作室的温度往往不是0度，这样测量结果会有误差，因此需要进行冷端温度补偿。

27、热电阻温度计是利用金属导体的电阻值随温度的变化而变化的特性进行温度测量的。

适用于测量500度以下的中低温。

28、采用三线制接法：从热电阻引出三根导线，其中与热电阻两端相接的两根导线分别接

入桥路的两个相邻桥臂上，而第三根导线与稳压电源的负极相连。采用三线制接法后，由于环境温度的变化而引起连接导线电阻的变化，可以相互抵消一部分，从而减少了连接导线电阻对测量结果造成的误差。

P91-21. 某压力表的测量范围为0~1MPa ，精度等级为1 级，试问此压力表允许的最大绝对

误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为0.5MPa 时，标准压力计上读数为0.508MPa ，试问被校压力表在这一点是否符合1 级精度，为什么?

解：最大绝对误差Δmax =（1-0）×1% = 0.01（MPa ）

在校验点为0.5MPa 处，校验得到的绝对误差为

Δ= 0.508-0.5 = 0.008（MPa ）＜0.01（MPa ）

故在该校验点符合1 级精度。

P91-23.解：（1）测量范围为0~1.6MPa ，精度为1级的压力表，有： %1%100A

max ±=??±=允允δ)(016.0%1)06.1(%1m MPa A ax =?-=?=??允 而已知工艺上允许的最大绝对误差为：0.01MPa < 0.016MPa ,不满足工艺误差要求。

（2）测量范围为0~1.0MPa ，精度为1级的压力表有： )(01.0%1)0-0.1%1A %1%100A max m MPa ax =?=?'=?'?±=?'

?'±='（允允允δ 而已知工艺上允许的最大绝对误差为0.01MPa ，所以满足工艺要求。

P91-26.解：（1） 相对百分误差%5.1%9375.0%1000

6.1385.04.0%100m <=?--=??=A ax 最大绝对误差δ， 变差又称回差，是指仪表在上行程和下行程的测量过程中，同一被测变量所指示的两个结

果之间的偏差。

%5.1%25.1%1000

6.1405.0385.0%100max <=?--=??'=∴A 最大绝对差值变差， 所以该表符合1.5级精度。

（2）由于主管压力比较稳定，且有：

MPa 1.16.13232MP 0.1P max ≈?=≤=上限测P a ；MPa 53.06.13

1P 31MPa 8.0P min ≈?=≥=上限测.故测量范围符合要求。

第四章

1、数显仪表通常包括信号变换、前置放大、非线性校正或开方运算、模/数转换、标度变换、

数字显示、电压/电流转换及各种控制电路等部分。

2、信号变换电路将生产过程中的工艺变量经过检测变送后的信号，转换成相应的电压或电

流信值。

3、非线性校正电路或开方运算电路是将信号处理后成线性特性，以提高仪表的测量精度。

4、模数转换是将模拟量转换成断续变化的数字量，再加以驱动，点燃数码管进行数字显示。

5、标度变换电路是将数显仪表的显示值和被测原始参数值统一起来，使仪表能以工程量得

形式显示被测参数的大小。

第五章

1、自动控制仪表在自动控制系统中的作用是将被控变量的测量值与给定值相比较，产生一

定的偏差，控制仪表根据该偏差进行一定的数学运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对被控变量的自动控制。

2、控制规律：是控制器的输出信号与输入信号之间的关系。P=f(e)

3、研究控制器时，偏差e=测量值z - 给定值x

4、研究手段：假定控制器的输入信号e 是一个阶跃信号，然后研究控制器的输出信号P 随

时间的变化规律。

5、基本控制规律有双位控制、比例控制、积分控制和微分控制。

6、比例控制、积分控制和微分控制的输入输出表达式：

比例积分微分控制：)1(K P dt de T edt T e D I p ?++

=；比例控制：e K p p =

积分控制：?=edt K P I ；微分控制：dt de T P D =；比例微分：)(K P p dt

de T e D += 7、比例控制、积分控制和微分控制的特点：（1）比例控制：抗干扰能力强，反应快，控制

及时，但是有余差；（2)积分控制:控制缓慢，但能消除余差，不单独使用；（3）微分控制：超前控制，不能消除余差，不单独使用。

8、比例度的定义：指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数。 P139-5. 一台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器，测量的全量程为0~1000℃，当指示值变化

100℃，控。制器比例度为80%，求相应的控制器输出将变化多少？

%100%100min

max min max ?-?-?=?=p p p x x e

输出变化相对值

输入变化相对值δ：解：根据比例度的定义 当输入变化C 0100e =?时，其输出变化为：P ? m A P P x x 28.014

20101000100

11e P min max min max =?--=?--?=?δ 。 9、常用控制规律：比例控制、比例积分控制、比例积分微分控制。

10、比例控制、比例积分控制、比例积分微分控制的表达式、特点、适用场合。

比例控制：适用于对象容量大、负荷变化不大、控制通道纯滞后小、允许在余差的场合。 比例积分控制：适用于对象滞后较大、负荷变化较大但变化缓慢，不允许有余差的场合。 比例积分微分控制：适用于对象滞后大、负荷变化较大但不太频繁，控制质量较高的场合。

11、比例度、积分时间和微分时间对过渡过程的影响：

（1）比例度越小，比例控制作用越强。减小比例度会使系统的稳定性和动态性变差，但

可以相应的减小余差，使系统的静态准确度提高。

（2）积分时间越小，积分控制作用越强。减小积分时间，会使系统的稳定性下降，动态

性变差，但能加快消除余差的速度，提高系统的静态准确度。

（3）微分时间越大，微分控制作用越强。增加微分时间，能克服对象的滞后，改善系统的控制质量，提高系统的稳定性。但微分时间不能太大，否则引起系统的高频振荡。

12、余差定义：工业PID控制系统中，比例调节器的输入、输出量之间存在着对应的比例关

系，变化量经比例调节达到平衡时，不能加复到给定值时的偏差称为余差。

13、无扰动切换：控制器一般都具有手动与自动两种功能。在进行自动与手动两种功能互

换时，在切换的瞬间，应当保持控制器的输出不变，这样才能使执行器的位置在切换过程中不至于突变，不会对生产过程引起附加的扰动，这即是无扰动切换。

实现方法：先令控制器的设定值与测量值相等，则e=0,然后进行手动/自动切换。

14、自动控制仪表在自动控制系统中的作用：将被控变量的测量值与给定值相比较，产生

一定的偏差，控制仪表根据该偏差进行一定的数学运算，并将运算结果以一定的信号形式送往执行器，以实现对于被控变量的自动控制。

第六章

1、控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（相对位移）间

的关系。在不考虑阀门前后压差变化时得到的流量特性称为控制阀的理想流量特性。它取决于阀芯的形状。

2、直线流量特性指控制阀的相对流量与相对开度成直线关系，即单位位移变化所引起的流

量变化是常数。

特点：在流量小时，流量变化相对值答；在流量大时，流量的变化的相对值小。即当阀门在小开度时控制作用太强，而在大开度时控制作用太弱。

3、等百分比（对数）流量特性指单位相对行程变化所引起的相对流量变化与此点的相对流

量成正比关系，即控制阀的放大系数随相对流量的增大而增大。

特点：在同样的行程变化值下，流量小时，流量变化小，控制平稳缓和；流量大时，流量变化大，控制灵敏有效。

实际使用中，控制阀前后的压差会随阀的开度变化而变化，这时的流量特性称为控制阀的工作流量特性。

4、串联管道中的阻力比表示控制阀全开时阀上压差与系统总压差之比；串联管道使阀的实

际可调范围降低，使理想的流量特性发生畸变；串联管道的控制方案是不好的。

5、并联管道中的分流比表示控制阀全开时流过控制阀的流量与总管的总流量之比；并联管

道使阀的实际可调范围降低，使理想的流量特性发生畸变；并联管道的控制方案是不好的。

6、控制阀的选择：（1）结构的选择：根据工艺条件；（2）气开式与气关式的选择：根据工

艺安全要求；（3）口径的选择：由控制阀流量系数值决定；（4）流量特性的选择：先选工作时希望的流量特性，由根据配管情况推出理想流量特性。

7、电气转换器是按力矩平衡原理工作的。作用是把电动变送器来的电信号变为气信号，送

到气动控制器或气动显示仪表；也可把电动控制器的输出信号变为气信号去驱动气动控制阀。

8、电气阀门定位器是按力矩平衡原理工作的。作用个方面是把电动控制器输出的电信号去

操纵气动执行机构；另一方面使阀门位置按控制器送来的信号准确定位，即使输入信号与阀门位置呈一一对应关系。

化工仪表及自动化考试试题汇总及答案

《化工仪表与自动化》课程测试试题一 一、填空题（36分） 1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。 3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的在机理，通过__物料_和_能量_物料平衡关系，用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。 4、控制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,则调节质量__越差 ____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后越大，质量越差__。 5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于__干扰通 道的放大倍数（增益）。 6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。 7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。8．串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开放器___补偿。 9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号围是0~10mA。 二、综合题（54分）

1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？举例说明。 答： 在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员的安全。如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，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：①因为各种显示仪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，且经常波动，这必然造成输出减少，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。 ②热电偶常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶 ③ 冰浴法：用冰槽使t0保持零度。 计算法：E AB（t，0）＝E AB（t，t0）＋E AB（t0，0） 仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到t0 补偿电桥法：用电桥产生E AB（t0，0）与E AB（t，t0）叠加，即可消除t0变化对测量的影响。

化工仪表及自动化复习资料

第一章 1.1 什么是化工自动化它有什么重要意义 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自 动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。 实现化工生产过程自动化的意义： （1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。 （2）减轻劳动强度，改善劳动条件。 （3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。 （4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 1.2、化工自动化主要包括哪些内容？ 一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 1.4、自动控制系统主要由哪些环节组成？ 自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 1.8 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？ 测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号、电压、电流信号等）；控制器：将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号送住执行器。执行器：能自动地根据控制器送来 的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服扰动影响，实现控制要求。 1.9 试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？ 被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。被控变量：被控对象内要求保持给定值的工艺参数。给定值：被控变量的预定值。操纵变量：受控制阀操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持给定值的物料量或能量。 1.17 何谓阶跃作用为什么经常采用阶跃作用作为系统的输入作用形式 阶跃作用：在某一瞬间t0，干扰突然地阶跃式地加到系统上，并保持在这个幅度。 采用阶跃干扰的原因：阶跃干扰比较突然，比较危险，对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干扰，对其他比较缓和的干扰也一定很好地克服。阶跃干扰形式简单，容易实现，便于分析、实验和计算 1.18 什么是自动控制系统的过渡过程它有哪几种基本形式？ 系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程，称为系统的过渡过程。五种基本形式：非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程、

化工仪表及自动化知识点(供参考)

1、方框图四要素：控制器、执行器、检测变送器、被控对象。 2、自动控制系统分为三类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 3、控制系统的五个品质指标：最大偏差或超调量、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。 4、建立对象的数学模型的两类方法：机理建模、实验建模。 5、操纵变量：具体实现控制作用的变量。 6、给定值：工艺上希望保持的被控变量的数值。 7、被控变量：在生产过程中所要保持恒定的变量。 8、被控对象：承载被控变量的物理对象。 9、比例度：是指控制器输入的变化相对值与相应的输出变化相对值之比的百分数，即100%/min max min max ?--=）（p p p x x e δ。 10、精确度（精度）：数值上等于允许相对百分误差去掉“±”号及“%”号。 允许相对误差100%-?±=测量范围下限值 测量范围上限值差值仪表允许的最大绝对误允δ 11、变差：是指在外界条件不变的情况下，用同一仪表对被测量在仪表全部测量范围内进行正反行程测量时，被测量值正行和反行得到的两条特性曲线之间的最大偏值。 12、灵敏度：在数值上等于单位被测参数变化量所引起的仪表指针移动的距离。 13、灵敏限：是指能引起仪表指针发生动作的被测参数的最小变化量。 14、表压＝绝对压力－大气压力； 真空度＝大气压力－绝对压力。 15、压力计的选用及安装： （1）压力计的选用：①仪表类型的选用：仪表类型的选用必须要满足工艺生产的要求；②仪表测量范围的确定：仪表的测量范围是根据操作中需要测量的参数的大小来确定的。③仪表精度级的选取：仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。 （2）压力计的安装：①测压点的选择；②导压管的铺设；③压力计的安装。 16、差压式流量计和转子流量计的区别：差压式流量计是在节流面积不变的条件下，以差压变化来反映流量的大小（恒节流面积，变压降）；而转子式流量计却是以压降不变，利用节流面积的变化来测量流量的大小（恒压降，变节流面积）。

(完整word版)合肥学院化工仪表及自动化期末复习题(必考)

合肥学院化工仪表及自动化复习题（14——15年度） 1.如图所示为一受压容器，采用改变气体排出量以维持容器内压力恒定。试问控制阀应该选择气开式还是气关式？为啥？ 答：一般情况下，应选气关式。因为在这种情况下，控制阀处于全关时比较危险，容器内的压力会不断上升，严重时会超过受压容器的耐压范围，以致损坏设备，造成不应有的事故。选择气关式，可以保证在气源压力中断时，控制阀自动打开，以使容器内压力不至于过高而出事故。 2.当DDZ —Ⅲ型电动控制器的测量指针由50％变化到 25％，若控制器的纯比例输出信号由12mA 下降到8mA ，则控制器的实际比例度为多少？并指出控制器的作用方向。 解： 又 ∵ 测量值减少时，控制器输出减少，∴ 是正作用方向。 答:控制器的实际比例度为100%，控制器是正作用方向。 3、题l-20(a) 图是蒸汽加热器的温度控制原理图。试画出该系统的方块图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰是什么？该系统的控制通道是什么？现因生产需要，要求出口物料温度从80℃提高到81℃，当仪表给定值阶跃变化后，被控变量的变化曲线如题1-20(b) 图所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、衰减比和余差（提示：该系统为随动控制系统，新的给定值为81℃）。 题1-20图蒸汽加热器温度控制 解：蒸汽加热器温度控制系统的方块图如下图所示。 mA e 4)420(%)25%50(=-?-= mA p 4812=-=%100%10044%100%1001=?=?=?=p e K p δ

被控对象是蒸汽加热器；被控变量是出口物料温度；操纵变量是蒸汽流量。 可能存在的干扰主要有：进口物料的流量、温度的变化；加热蒸汽的压力、温度的变化；环境温度的变化等。 控制通道是指由加热蒸汽流量变化到热物料的温度变化的通道。 该系统的过渡过程品质指标： 最大偏差A =81.5-81=0.5（℃）； 由于B =81.5-80.7=0.8（℃），B '=80.9-80.7=0.2（℃），所以，衰减比n =B :B '=0.8:0.2=4； 余差C =80.7-81= -0.3（℃）。 4、下图为一自动式贮槽水位控系 统。试指出系统中被控对象、 被控变量、 操纵变量是什么？试画出该系统的方块图。试分析当出水量突然增大时，该 系统如何实现水位控制？ 解：①该系统中贮槽为被控对象；贮槽中水的液位为被控变量；进水流量为操纵变量。②贮槽水位控制方块图如图所示。 ③当贮槽的出水量突然增大，出水量大于进水量，使水位下降，浮球随之下移，通过杠杆装置带动针形阀下移，增大了进水量，使出水量与进水量之差随之减小，水位下降变缓，直到进水量与出水量又相等，水位停止下降，重新稳定，实现了水位控制。 5、如果某反应器最大压力为0.6MPa ，允许最大绝对误差为±0.02MPa 。现用一台测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0～1.0MPa ，准确度为1.5级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。 解：对于测量范围为0～1.6MPa ，准确度为1.5级的压力表，允许的最大绝对进水 贮槽 杠杆 针形阀浮球 贮槽水位控制系统 出水

化工仪表及自动化期末总复习题库-答案

（）1、压力计及温度传感器的安装均可选在管道拐弯处。 （）2、精确度高的仪表灵敏度一定高。 （）3、采用镍铬-镍硅热电偶测量温度，将仪表的机械零点调整至25℃，但实际上室温（冷端温度为10℃），这时仪表指示值偏高。 （）4、当仪表空气中断时，气开调节阀的开度为全开。 （）5、要就地测量一往复泵出口的压力，其平均工作压力为5Mpa，则可选用量程为0~10Mpa 的压力表。 （）6、用压力法测量一开口容器的液位，其液位的高低取决于取压点位置、介质密度和容器横截面。 （）7、在自动控制规律的调整中的比例度越大，控制作用越强，余差越大。 （）8、热电阻断路时，温度计输出显示温度值为量程的上限值。 （）9、在流量测量中，一般来说标准喷嘴造成的压力损失小于标准孔板造成的压力损失。（）10、在比例控制系统中引入积分作用的优点是能够消除余差，但降低了系统的稳定性。（）11、压力传感器计的安装可选在管道拐弯处。 （）12、当气源突然消失时，气关阀的开度为全关。 （）13、用差压流量计测量流量，流量与测量得的差压成正比。 （）14、在自动控制规律的调整中比例度越小，控制作用越强，余差越大。 （）15、灵敏度高的仪表精确度一定高。 （）16、一般来说直能单座阀比直能双座阀泄漏量要少。 （）17、补偿导线应与热电偶的电极材料配合使用，热电偶与补偿导线连接片温度不受限制。（）18、在控制系统中引入微分作用的优点是能够消除余差，同时提高了系统的稳定性。（）19、涡轮流量计其入口直管段的长度一般取管道内径的10倍以上。 （）20、热电阻温度变送器输入桥路的主要作用为冷端温度补偿。 二填空题 1、Ⅲ型控制器接收变送器送过来来的标准测量信号 mA或 VDC。 2、由导压管接至差压计（或变送器）前，必须安装切断阀和平衡阀，构成三阀组。在启用差压计时，应先开使、导通，再开 最后再关闭。 3、一般来说自控系统在干扰作用下，它的过渡过程有、、、，以最稳定，一般可以通过调整参数来实现。

《化工仪表及自动化》云南民族大学期末复习试题及答案

《化工仪表及自动化》期末复习题 班级：姓名：学号： 试题： 一．填空（每空1分） 1．工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度表示，即之差。 2．差压式液位计在使用中会出现、和三种零点迁移问题。 3．差压式流量计通常由、以及组成。 4．温度计是把温度的变化通过测温元件转化为热电势的变化来测量温度的，而温度计是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。 5．用来评价控制系统性能优劣的衰减振荡过程的品质指标分别是最大偏差（或超调量）、、、和振荡周期（或频率）等。 6．描述简单对象特性的参数分别有、和。7．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。 8．前馈控制的主要形式有和两种。 9．衰减振荡过程的品质指标主要有、、、、振荡周期等。 10．对于一个比例积分微分（PID）控制器来说，积分时间越大则积分作用越；微分时间越大，则微分作用越。 11．根据滞后性质的不同，滞后可以分为和两类。 12．测量仪表的量程是指与之差。

13．按照使用能源的不同，工业仪表可以分为、两类。 14．对于比例积分微分（PID）控制来说，单纯的比例作用存在余差，加入可以消除余差，而加入可以起到“超前控制”的效果。 15．按照测量原理的不同，压力检测仪表可以分为、、、等。 16．用于输送流体和提高流体压头的机械设备统称为流体输送设备，其中输送液体并提高其压头的机械称为，而输送气体并提高其压头的机械称为。 17、气动仪表的信号传输，国际上统一使用的模拟气压信号；DDZIII型电动仪表国际上规定的统一标准信号制是。 18．化工自动化的主要内容有、、自动操纵和开停车系统、。 19．选择性控制系统可分为、和混合型选择性控制系统，对于选择性控制系统要注意防止现象的发生。 20、常见的传热设备有、、等。 21．两种常用的均匀控制方案包括、。 22．速度式流量计中，应用原理测量流体流量的仪表为电磁流量计，根据“卡曼涡街”现象测量流体流量的仪表为，而差压式流量计体积流量大小与其所测得差压的（平方/平方根）成比例关系。 23．比例度对过渡过程的影响规律是比例度越，过渡过程曲线越平稳，但余差也越大，比例度越，余差减小，但过渡过程曲线越振荡 24、工程上所用的压力指示值多为，即绝对压力和大气压力之差；当被测压力低于大气压力时，一般用或真空度表示。 25．某换热器温度控制系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1所示，温度给定值为200℃，该控制系统的最大偏差为，余差为，衰减比为。

化工仪表及自动化第五版复习超详细

化工仪表及自动化习题（2014）（含答案） 此版为终极版，严格按照《化工仪表及自动化习题（2014）》题序给出答案，包括计算题！画图题！此答案和在3份答案（网传电子版答案+复印手写版答案+王建奇整理版本答案）+课本+百度下进行了校对，精简了部分答案繁琐无用的答题点，精益求精，只方便同学们更好的理解记忆。时间匆忙，整理难免有疏漏，如有疏漏，不服SOLO。 一、填空题 1.自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成。 2.自动控制在阶越干扰作用下的过渡过程有：非周期衰减过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程、发散振荡过程几种基本形式。 3.描述对象特性的参数有：放大系数K、时间常数T、滞后时间τ。 4.自动控制系统与自动检测、自动操纵等系统相比较最本质的区别为自动控制系统有负反馈。 5.控制阀的理想流量特性主要有直线流量特性、等百分比流量特性、抛物线流量特性、快开特性等几种。 6.研究对象的特性就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系，这种对象特性的数学模型主要有静态数学模型和动态数学模型两大类。 7.标准信号是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。例如，直流电流4~20mA空气压力~都是当前通用的标准信号。 8.弹性式压力计是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计和膜式压力计。 9.热电阻温度计主要是测量500℃以下的中、低温，目前应用最广泛的热电阻是铂电阻和铜电阻。 10.节流件应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴、文丘里管。 11.化工自动化是一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论和技术服务于化学工程学科。 12.了实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 13.差压式流量计是基于流体流动的节流原理，采用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的，差压式流量计也称为节流式流量计。 14.气动差压变送器中，当液位高度H为0时，变送器输出信号为的气压信号，当液位高度H为最高时，变送器输出信号为。 15.电气式压力计的种类有霍尔片式压力传感器、应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电容式压力变送器，霍尔片式弹簧管压力表的核心是：霍尔元件，它是利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的间接测量。其实质是将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表。 16.转子流量计是以压降不变，利用节流面积的变化来反映流量大小，从而实现流量测量的仪表。它又称恒压式流量计、变面积式流量计，适用于测量管径50mm以下管道的测量。据指示形式与传送信号不同分指示式、电远传式、气远传式转子流量计三种。通过转子流量计介质的流量与转子在锥形管中平衡时的高度成正比。转子流量计的标定：在工业基准状态（20℃，）下用水或空气标定。 二、名词解释 1.霍尔效应：电子在霍尔片中运动（电子逆Y轴方向运动）时，由于受电磁力的作用，而使电子的运动轨道发生偏移，造成霍尔片的一个端面上有电子积累，另一个端面上正电荷过剩，于是在霍尔片的X轴方向上出现电位差，这一点位差称为霍尔电势，这一种物理现象就称为“霍尔效应”。

化工仪表及自动化复习练习题(含答案)

化工仪表及自动化复习练习题（含答案） 1.电路一般由_____、_____及中间环节三部分组成.(电源;负载) 2.在一段电路中，流过电路的电流与电路两端的电压成_____,与该段电路的电阻成_____.(正比;反比) 3.晶体二极管的主要特性是_____导电性.(单向) 4.从晶体三极管三个区引出的三个极分别是______极、______极和______极. (基;发射;集电) 5.仪表的测量范围是从测量_____值到测量_____值;量程是测量上限与测量下限值之_____.(下限;上限;差) 6.按能源来分,仪表可分为_____仪表、_____仪表和_____仪表. (气动;电动;液动) 7.按被测参数来分,仪表可分为_____测量仪表、_____测量仪表、_____测量仪表、_____测量仪表和成分_____仪表.(压力;流量;温度;物位;分析) 8.玻璃液体温度计是由__________、________和刻度标尺三部分组成. (玻璃温包;毛细管) 9.电阻箱可以看作是一个具有__________的标准电阻.(可变电阻值) 10.测量一个电路的电流,电流表必须和这个电路_____,且电流表的内阻抗要尽量_____.(串联;小) 11.兆欧表又称作_____、_____和___________.(摇表;高阻表;绝缘电阻测试器) 12.U型压力表必须_____安装.(垂直) 13.玻璃管水位计是利用_______的原理制成的.(连通器) 14.整流电路的作用是将_______变成____________.(交流电;脉动直流电) 15.温度测量仪表可分为_______测温仪表和__________测温仪表两大类. (接触式;非接触式) 16.自动化仪表具有__________、___________、__________、__________功能. (自动检测;自动信号联锁;自动操纵;自动调节) 17.直流单臂电桥又称________电桥.(惠斯登) 18.安装取源部件不宜在焊缝及其边缘上_____及_____.(开孔;焊接) 19.压力取源部件的安装位置应选在介质流束_____的地方.(稳定) 20.就地安装的显示仪表应安装在手动操作阀门时便于_____仪表示值的位置. (观察) 21.双金属温度计是由____________金属片叠焊在一起而制成的.(两种不同的) 22.直流电位差计由__________回路_____________回路和__________回路组成. (工作电流;校准工作电流;测量) 23.吹气式液位计是基于_____原理测量液位的.(静压) 24.测量的手段及方式可分为_____测量、_____测量、_____测量. (直接;间接;组合) 25.运算单元有_______、_______和_______.(加减器;乘除器;开方器) 26.安装孔板时,孔板的中心和管道中心_____.(重合) 27.兆欧表由____________和______________组成.(手摇发电机;磁电系比率计) 28.交流电压表的示值是指交流电压的________值.(有效值) 29.电桥平衡时,两相对臂上的电阻_____等于另外两相对臂上电阻的_____. (乘积;乘积) 30.差压变送器的测量元件_____的作用是将______________转换________.

化工仪表及自动化期末考试

1、过程控制系统是由_控制器_、_执行器_、—测量变送_和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有—压力__、—流量—、—温度_、—液位—等控 制系统。 3、描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。 4、仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是?；电动型标准信号范围是_ 4~20mA 。 5、常用的标准节流件有孔板和______ 。 6、？?检测仪表的基本组成有测量、传动放大和显示三个部分。 7、？?按误差出现的规律，可将误差分为系统误差、偶然误差及疏忽误差。 8、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。 9、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为—定值控制系统_、_随动控制系统_________、__ 程序 控制系统_等控制系统。 10、温度是表征物体及系统冷热程度的物理量。 11、常用的复杂控制系统有—分程控制、串级控制和比值控制__。 12、液位控制一般采用—比例调节规律，温度控制一般采用比例积分微分调 节规律。 1、DCS控制系统是_______________________ ■勺简称。 2、DCS控制系统基本是由____________ , _____________ 及 ______________ 成。 1、某压力仪表的测量范围是100?1100Pa,其精度为级，贝U这台表的量程是多少最大 绝对误差是多少 答：① 1000Pa ②土5Pa 2、某化学反应器工艺规定的操作温度为(900 ±0)C。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最

化工仪表及自动化总复习

化工仪表及自动化总复习 第一章自动控制系统基本概念 一、基本要求 1. 掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系； 2. 掌握自动控制系统中常用术语，方块图的意义及画法； 3. 掌握管道及控制流程图上常用符号的意义和表示方法； 4. 了解控制系统的分类形式，掌握系统的动态特性和静态特性的意义； 5. 掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的形式和过渡过程的品质指标。 二、常用名词术语 1. 控制对象： 2. 被控变量： 3. 操纵变量： 4. 干扰：除操纵变量外，作用于被控变量并使其发生变化的因素。 5. 设定值（给定）： 6. 偏差： 7. 控制系统的过渡过程： 8. 反馈：把系统或环节的输出信号直接或（经过一些环节）间接引入到输入端的方法称为反馈。 9. 负反馈：反馈信号的作用方向与设定（给定）信号相反，给定值

取正，反馈信号取负，即偏差信号为两者之差，反馈信号能使原来的信号减弱，这种反馈称为负反馈。（在控制系统中的重要意义） 10.正反馈： 三、问答题 1. 控制系统按被控变量的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。 开环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，但被控变量对操纵变量没有影响。 闭环自动控制系统：操纵变量可以改变被控变量，被控变量又对操纵变量产生影响。 定值控制系统：给定值为常数； 随动控制系统：给定值为变数，要求跟随变化； 程序控制调节系统：按预定时间顺序控制参数。 2. 自动控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 被控对象： 检测仪表（检测元件及变送器）： 控制仪表： 执行器（控制阀）： 3. 在阶跃扰动作用下，控制系统的过渡过程有哪几种形式? 其中哪些形式能基本满足控制要求？ 发散振荡过程：

化工仪表及自动化知识点整理

化工仪表及自动化 试卷分值分布： 一、单选题（2分10=20分）二、填空题（2分×5 =10分）三、简答题（5分5=25分）四、计算题（10分3=30分）五、综合分析题（15分×1=15分） CH1 1.自动控制系统的主要组成环节各组成环节的作用 控制系统的4个基本环节：被控对象、检测仪表(测量变送环节)、控制器、执行器 被控对象：需要实现控制的设备、机械或生产过程称为被控对象，简称对象（ 检测仪表(测量变送环节)：感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的、统一的输出信号(如气压信号或电压、电流信号等)。控制器：将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值相比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定信号(气压或电流信号)发送给执行器。执行器：能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变注入(或流出)被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。 2. 3.~ 4.自动控制系统的分类 (1)按被调参数分类：流量调节、温度调节、压力调节、物位调节等； (2)按调节规律分类：比例调节、比例微分调节、比例积分调节、比例微分积分调节； (3)按被调参数的变化规律分类：定值调节系统(给定值为常数)、随动调节系统(给定值为变数， 要求跟随变化)和程序控制调节系统(按预定时间顺序控制参数) (4)按信号种类分类：气动调节系统，电动调节系统 5.自动控制系统的过渡过程形式 过渡过程：受到干扰作用后系统失稳，在控制系统的作用下，被控变量回复到新的平衡状态 的过程。 ' 阶跃干扰作用下几种典型的过渡过程： 非周期(振荡)衰减过程(允许) 衰减振荡过程(允许) 单调发散(非振荡)过程(不允许) 被控对象 测量变送装置 － z ; 给定值 x 偏差 e 控制器输出 p ： 操纵变量 p 被控变量 y f 干扰作用 测量值

化工仪表及自动化期末总复习题库 - 答案

一是非题 （）1、压力计及温度传感器的安装均可选在管道拐弯处。 （）2、精确度高的仪表灵敏度一定高。 （）3、采用镍铬-镍硅热电偶测量温度，将仪表的机械零点调整至25℃，但实际上室温（冷端温度为10℃），这时仪表指示值偏高。 （）4、当仪表空气中断时，气开调节阀的开度为全开。 （）5、要就地测量一往复泵出口的压力，其平均工作压力为5Mpa，则可选用量程为0~10Mpa 的压力表。 （）6、用压力法测量一开口容器的液位，其液位的高低取决于取压点位置、介质密度和容器横截面。 （）7、在自动控制规律的调整中的比例度越大，控制作用越强，余差越大。 （）8、热电阻断路时，温度计输出显示温度值为量程的上限值。 （）9、在流量测量中，一般来说标准喷嘴造成的压力损失小于标准孔板造成的压力损失。（）10、在比例控制系统中引入积分作用的优点是能够消除余差，但降低了系统的稳定性。（）11、压力传感器计的安装可选在管道拐弯处。 （）12、当气源突然消失时，气关阀的开度为全关。 （）13、用差压流量计测量流量，流量与测量得的差压成正比。 （）14、在自动控制规律的调整中比例度越小，控制作用越强，余差越大。 （）15、灵敏度高的仪表精确度一定高。 （）16、一般来说直能单座阀比直能双座阀泄漏量要少。 （）17、补偿导线应与热电偶的电极材料配合使用，热电偶与补偿导线连接片温度不受限制。（）18、在控制系统中引入微分作用的优点是能够消除余差，同时提高了系统的稳定性。（）19、涡轮流量计其入口直管段的长度一般取管道内径的10倍以上。 （）20、热电阻温度变送器输入桥路的主要作用为冷端温度补偿。 二填空题

化工仪表及自动化试题

一、填空题 1、当用仪表对被测参数进行测量时，仪表指示值总要经过一段时间才能显示出来。这段时间称为仪表的（）。如果仪表不能反映被测参数，便要造成误差，这种误差称为（）。 反应时间动态误差 2、杠杆式差压变送器的测量范围不同，主要是由于其测时膜盒的（）不同。直径 3、FC变送器的零点调整的方法是，先调（），再调（）。 细调螺钉，当细调螺钉不起作用时，粗调螺钉 4、在各公司的智能烃送器中存着两种不同的通信协议，一种是（）通信协议，一种是（）通信协议。 HART DE 5、FCX-A/C系列中的智能变送器的量程调整只能在（）上进行。 手持终端 6、模拟通信协议时在两根线上传送（）个信号，现场总线通信传送（）个信号。 1 多 7、法兰变送器的温度性能主要由法兰膜盒上隔离膜片的刚度和法兰膜盒内的填充液性质决定，所以如隔离膜片刚度越（），则膜片的压力—位移性能越（），因而变送的温度性能越（）。 大差不好 8、氧气压力表校验器常用（），用水将油（），达到校验氧气表的目的。油水隔离装置分隔开 9、活塞式压力计是基于（）原理工作的，一般可分为（）、（）两种。静压平衡、单活塞、双活塞 10、当测量稳定压力时，正常操用压力应为量程的（），最高不得超过测量上限的（）。 1/3~2/3 11、压力开关是一种简单的（）。当被测压力达到额定值时，压力开关可以出（）信号。 压力控制装置、警报或控制 12、管道内的流体速度，一般情况下，在（）处的流速最大，在（）处的流速等于零。 管道中心线、管壁 13、在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板中心线（），不应有（），上游面和下游面应（），上游入口边缘应（）。 垂直、可见伤痕、平行、锐利、无毛刺和伤痕。 14、转子流量计的流量标尺上的刻度值，对于测量液体的是代表（）的流量值，对于气体的是代表（）的流量值。 20℃水、20℃，1.01325ⅹ105Pa空气 15、转子流量计中流体的流动方向是（）。 垂直 16、涡轮流量计量一种（）式流量计。 速度

化工仪表及自动化期末考试

1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控 制系统。 3、描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。 4、仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是0.02~0.1MPa；电动型标准信号范围 是4~20mA。 5、常用的标准节流件有孔板和喷嘴。 6、检测仪表的基本组成有测量、传动放大和显示三个部分。 7、按误差出现的规律，可将误差分为系统误差、偶然误差及疏忽误差。 8．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。 9、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为__定值控制系统__、_随动控制系统_____、__ 程序控制系统_等控制系统。 10、温度是表征物体及系统冷热程度的物理量。 11、常用的复杂控制系统有＿＿分程控制＿、串级控制＿和＿比值控制＿＿。 12、液位控制一般采用＿比例＿＿调节规律，温度控制一般采用＿比例积分微分调节规律。 1、D CS控制系统是______________________的简称。 2、D CS控制系统基本是由____________,____________以及____________组成。 1、某压力仪表的测量范围是100～1100Pa，其精度为0.5级，则这台表的量程是多少？最 大绝对误差是多少？ 答：①1000Pa ②±5Pa

2、某化学反应器工艺规定的操作温度为(900±10)℃。考虑安全因素，控制过程中温度偏 离给定值最大不得超过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图A所示。试求最大偏差、衰减比和振荡周期等过渡过程品质指标，并说明该控制系统是否满足题中的工艺要求。 图A 过渡过程曲线 解：由过渡过程曲线可知 最大偏差A=950-900=50℃ 衰减比第一个波峰值B=950-908=42℃ 第二个波峰值B'=918-908=10℃ 衰减比n=42:10=4.2 振荡周期T=45-9=36min 余差C=908-900＝8℃ 过渡时间为47min。 由于最大偏差为50℃，不超过80℃，故满足题中关于最大偏差的工艺要求。 2.锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。水位过高，会使蒸汽带液，降低了蒸汽的质量和产量，甚至会损坏后续设备。而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。因此，必须对汽包水位进行严格的控制。图B是一类简单锅炉汽包水位控制示意图，要求： (1)画出该控制系统方块图； (2)指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量各是什么？

化工仪表及自动化的学习

实习报告 经过化工仪表及自动化的学习，我感觉自动化这方面博大精深，老师简单介绍了化工生产过程所必须掌握的知识和方法，如测量方法、检测仪表的原理、校正精度等级、控制器结构、调节阀结构和自动控制系统的组成等；重点讲述了化工仪表和自动控制系统的操作等知识。 学习热电偶与热电阻的构成，二者属于温度测量中的接触式测温，尽管其作用相同都是测量物体的温度，但是它们的原理与特点却不尽相同。 热电偶是温度测量中应用最广泛的温度器件，他的主要特点就是测量范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。热电偶的测温原理是基于热电效应。将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这种现象称为热电效应。。 热电偶的结构有两种，普通型和铠装型。普通性热电偶一般由热电极，绝缘管，保护套管和接线盒等部分组成，而铠装型热电偶则是将热电偶丝，绝缘材料和金属保护套管三者组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。 热电偶的电信号需要一种特殊的导线来进行传递，这种导线我们称为补偿导线。不同的热电偶需要不同的补偿导线，其主要作用就是与热电偶连接，使热电偶的参比端远离电源，从而使参比端温度稳定。补偿导线又分为补偿型和延长型两种，延长导线的化学成分与被补偿的热电偶相同，但是实际中，延长型的导线也并不是用和热电偶相同材质的金属，一般采用和热电偶具有相同电子密度的导线代替。补偿导线的与热电偶的连线一般都是很明了，热电偶的正极连接补偿导线的红色线，而负极则连接剩下的颜色。一般的补偿导线的材质大部分都采用铜镍合金。 而热电阻虽然在工业中应用也比较广泛，但是由于他的测温范围使他的应用受到了一定的限制，热电阻的测温原理是基于导体或半导体的电阻值随着温度的变化而变化的特性。其优点也很多，也可以远传电信号，灵敏度高，稳定性强，互换性以及准确性都比较好，但是需要电源激励，不能够瞬时测量温度的变化。铂热电阻的测温的范围一般为零下200-800摄氏度，铜热电阻为零下40到140摄氏度。热电阻和热电偶一样的区分类型，但是他却不需要补偿导线，而且比热点偶便宜。 仪表是指测定温度、气压、电量、血压、流量等仪器的统称。外形似计时的表，能由刻度直接显示数值。主要分为压力仪表、温度仪表、流量仪表、电工仪器仪表、电子测量仪器、光学仪器、分析仪器、实验仪器等。广泛应用于工业、农业、交通、科技、环保、国防、文教卫生、人民生活等各方面。老师讲解了电子万用表构成及功能，了解虚拟仪表。

复习题化工仪表及其自动化复习题

第一章 P16-4. 自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来说，它包括检测元件及变送器（测量变送装置）、控制器、执行器等，另一部分是受自动化装置控制的被控对象。 P16-6. 图1-16为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意义。（图略） 答：仪表位号PI-307表示为第三工序第07个压力检测回路。其中： P 表示被测变量为压力；I 表示仪表具有指示功能； 表示该压力仪表安装在现场。 仪表位号TRC-303表示为第三工序第03个温度检测回路。其中： T 表示被测变量为温度；RC 表示仪表具有记录、控制功能； 表示该温度仪表安装在集中仪表盘正面，操作员监视用。 仪表位号FRC-305表示为第三工序第05个流量检测回路。其中： F 表示被测变量为流量；RC 表示仪表具有记录、控制功能； 表示该流量仪表安装在集中仪表盘正面，操作员监视用。 P16-8. 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？ 答：在自动控制系统中： 测量变送装置（检测元件及变送器）用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号或电压、电流信号等）。 控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号（如气压信号或电流信号）发送给执行器。 执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入（或流出）被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。 P16-21. 某化学反应器工艺规定操作温度为（900±10）℃。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不能超过80℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-18所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比和振荡周期，并回答该控制系统能否满足题中所给的工艺要求？（图略） 答：由反应曲线可知： 最大偏差A＝950－900＝50 ℃ 超调量B＝950－908＝42 ℃ 衰减比B＝950－908＝42 ℃ B’＝918－908＝10 ℃ n＝B/B’＝42∶10＝4.2∶1 振荡周期T ＝45－9＝36 min 该系统最大偏差为50 ℃，小于允许偏差80 ℃；余差为908－900＝8 ℃，在工艺操作规定对温度的要求范围之内（±10 ℃）。因此，该系统能满足工艺要求。 第三章 P90-5. 某一标尺为0～1,000 ℃的温度计出厂前经校验，其刻度标尺上的各点测量结果分别为：

化工仪表及自动化-题库

化工仪表及自动化 一、填空题 1. 方框与方框之间的连接线，只是代表方框之间的，并不代表方框之间的物料联系。 2. 自动控制系统是具有被控变量反馈的环系统。 1. 机理建模的优点是具有明确的，所得的模型具有很大的适应性，便于对进行 调整。 2. 对象数学模型包括一阶对象，。 3. 描述对象特性的参数包括：。 4. 时间常数T的物理意义：当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持速度变化，达到新的所需要的时间。 5. 从加入输入作用后，经过时间，被控变量已经变化了全部变化范围的，这时可以近似地认为动态过程基本结束。 6. 滞后时间按照滞后性质分可以分为：和。 7. 某台测温仪表的测温范围为200—700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为1.5℃，则该表的相对百分误差是，该仪表的精确度等级是。（精确度等级有：0.05,0.1，0.2，0.4,0.5,1.0） 8. 某台测温仪表的测量范围为0—1000℃，根据工艺要求温度只是指的误差不允许超过±6℃，则该仪表的允许误差为，应选择的仪表等级是。（精确度等级有：0.05,0.1，0.2，0.4,0.5,1.0） 9. 是表征线性刻度仪表的输出与输入量的实际校准曲线与理论直线的吻合程度。 10. 工业仪表按照仪表使用的能源分类可以分为：，，。 11. 表压等于绝对压力大气压力。

12. 真空度等于大气压力绝对压力。 13. 普通压力计的弹簧管多采用价格相对便宜的，但氨气用压力计弹簧管的材料却都要采用材料，这是因为氨气对的腐蚀性极强。 14. 氧气压力计与普通压力计在结构和材质上完全相同，只是氧用压力计要。 15. 测量稳压时，仪表上限约为工作压力最大值的倍。 16. 测量脉动压力时，仪表上限约为工作压力最大值的倍。 17. 测量高压压力时，仪表上限约为工作压力最大值的倍。 18. 测量液体压力时，取压点应在管道的，测量气体压力时取压点应在管道的。 19. 标准节流装置主要包括：，和。 20. 标准孔板主要采用的取压方法有和。 21. 标准孔板的优点是结构简单，安装方便；缺点是。 22. 标准喷嘴和标准文丘里管缺点是结构复杂不易加工，优点是。 23. 对于差压液位变送器，迁移同时改变了测量范围的上下限，相当于测量范围的，它不改变的大小。 24. 电容式物位计的工作原理是与成正比。该法是利用被测介质的介电常数与空气的介电常数不等的原理进行工作。介电常数查越，仪表越灵敏。 25. 称重式液罐计是根据设计，它既能准确测量液位，又能反映出罐中的真实的储量（填：质量或者体积），其测量的质量与罐内液体的密度（填：有关或者无关）。 26. 常用的测量温度的仪表按照测温方式分可分为和。 27. 目前解释热电效应的理论是古典电子理论。 28. 如果组成热电偶回路的两种导体材料相同，则无论两接点温度如何，闭合回路的总热电势为。

化工仪表及自动化的复习习题

1、过程控制系统是由______、______、______和______等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有_______、________、_______、_______等控制系统。 3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通过_____和_____物料平衡关系，用 ________的方法求取过程的数学模型。 4、控制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____________; 干扰通道容量滞后愈多,则调节质量____________;干扰通道的纯滞后对调节质量_______________________。 5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）______干扰通道的放大倍数（增益）。 6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_____________, 才能使稳定性不变。 7．描述控制系统的品质指标的参数有、和等。 8．串级调节系统,一般情况下主回路选择_________或________调节规律调节器,副回路选用_________调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_________补偿。 9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是；电Ⅱ型标准信号范围是；电Ⅲ型标准信号范围是。 10．控制系统引入积分作用是为了_________,但积分的引入会使系统_________,引入微分作用是为了_________。某调 节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，在加入积分作用的过程中，应_________。 11.被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(l/L)之间的关系,称为调节阀的 __________特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为_________ 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_________ 特性。调节阀的流量特性有_________、_________、_________和_________，流量特性的 选择主要是与_________相匹配。 12. 与单回路控制系统相比，串级调节系统具有以下三个特点：①( );②( );③( )。 13.控制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 ;干 扰通道容量滞后愈多,则调节质量 ;干扰通道的纯滞后对调节质量。 14．简单调节系统的基本特征是和。 15．常用的标准节流件有和。 16. 热电偶的热电特性与 _________________________________有关，与 ________ 无关。 17、检测仪表的基本组成有、和三个部分。 18、在控制系统中，增加比例度，控制作用；增加积分时间；控制作用；增加微分时间，控制作用。 19.按误差出现的规律，可将误差分为误差、误差及误差。 20.描述对象特性的三个参数是、和。 21.某温度表的精度为0.5级，其测量下限是50℃，上限是850℃。则此表的量程是；测量范围 是；允许基本误差是；最大绝对误差是。 22.热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有、、、、五种。 23.自动平衡电桥配热电阻测温时，采用连接，其连接导线的电阻规定为 ______________Ω。 24.表征控制规律的参数是、及。 25串级调节系统结构上有两个回路，分别称为回路和回路；有两个被调参数，分别称为参数和参数；有个调节参数。 26弹簧管压力表是利用产生____________与被测压力相平衡来测量的。 27.不受被测介质物理性质影响的流量计是：____________________、____________________、