化工仪表自动化复习题
化工仪表自动化复习题文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
函授教育教学辅导资料《化工仪表自动化》
【教学方法】
采用启发式教学，首先进行问题的提出，然后引导，启发学生思考，让学生带着问题听课，使学生的学习变被动为主动。
【学习重点、难点】
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。
【复习题】
一、填空题
1．在阶跃干扰作用下，系统过渡过程有发散，等
幅，
衰减震荡和单调等。
2．线性度是描述仪表的标定曲线和拟合曲线之间的吻合程度，量程越小，线性化带来的误差（填越大或越小）。
3．孔板流量计的特点是，转子流量计的优点为可测（填大或小）流量，压力损失（填大或小）。
4．调节器按信号作用方式分为正作用调节器和反作用调节器，其中当测量信号增加，调节器的输出信号减小的是反作用调节器。
5．计算机控制系统与模拟控制系统基本结构是的（填相同或不同），前一控制系统中增加了元件，信号的输出在时间上是
的。
6．按给定值的特点划分，控制系统可分为定值控制系统，随动控制系统，和程序控制系统控制系统。
7．在计算机控制系统中，用数字控制器代替了模拟控制
器，并增加了
模数转换元件和数模转换元件转换元件。
8．对调节器参数进行工程整定的方法有经验试凑法，临界比例度法，和
衰减曲线法。
9．线性度是描述仪表的标定曲线和拟合曲线之间的吻合程度，量程越小，线性化带来的误差（填越大或越小）。
10．滞后时间按形成原因分为容量滞后和传递滞后。11.放大系数是描述被控对象重新达到平衡时其输出变化量与输入变化量之比，是被控变量的静态特性参数。
12.仪表所能测量的被测量上下限的范围称为仪表的量程，如测量范围为-200~800℃的温度计，其量程为 1000 ℃。
13.孔板流量计的特点是 . ，转子流量计的优点为可测（填大或小）流量，压力损失（填大或小）。
调节器硬件结构的主要组成部分有：输入电路， PID运算电
路，和输出电路。
15.红外线气体分析仪是基于物质对光辐射的选择性吸收原理工作的；当氧化锆固体电解质两侧的氧浓度不同时，会形成浓差电池；色谱分析仪是利用各组分的分配系数不同进行物质成分分析的。
二、单项选择题
1．生产过程对过程装备控制的基本要求是什么（ A ）
A 安全性、经济性、稳定性
B 可靠性、自动化程度高
C 被控参数的多样性
D 控制系统的滞后小，控制灵敏2．微分调节器的输出只与偏差的什么有关（ C ）
A 存在与否
B 大小
C 变化速度
D 正负或方向
3．色谱仪是利用各组分在两相间什么的不同而使各组分分离（ D ）
A 挥发性
B 流速
C 粘度 D分配系数
4．DDZ-III型电动差压变送器由什么组成的（ C ）
A 电磁反馈装置和矢量机构 B测量、放大、反馈三部分
C 输入电路和输出电路
D 输入电路和反馈电路
5．调节阀的流量特性是指被调介质流过阀的什么之间的关系（ C ）
A 阀前压力与阀后压力
B 流速与压力
C 相对流量和阀门的相对开度
D 压差与流量
6．被控对象的特性是指当被控对象的输入变量发生变化时，其什么的变化规律。
A 输出变量随时间
B 输出变量随输入变量
C 输入变量随时间
D 输出变量随空间（ A ）7．在PI调节规律中，随着T
的减小，在相同的扰动下，系统的稳定性（ C ）
I
A 增加
B 不变
C 降低
D 无法确定
8．红外线气体分析仪利用物质对光辐射的什么原理工作
A 反射 B选择性吸收 C透射 D折射
（ B ）
9．串联管道中，当s减小时，调节阀的实际可调比如何变化（ D ）
A 不变
B 增加
C 不能确定
D 减小
10．下列各测量操作过程，什么情况下会产生系统误差（ A ）
A 测量时测量砝码存在误差
B 测量过程中环境温度可能发生了变化
C 操作员将仪表显示值记错
D 测量过程中受到不稳定电磁波的干扰11．按系统输出信号对操纵变量的影响划分，控制系统可分为什么控制系统
A 闭环和开环控制系统
B 随动和定值控制系统
C 反馈和前馈控制系统
D 简单和复杂控制系统
（ A ）
12．比例调节规律具有控制及时，克服什么有力的特点，但无法消除余差。
A 干扰
B 调节滞后
C 偏差
D 系统不稳定（ C）
13.热电偶测温仪表的工作原理是利用导体的什么原理来测温的
A 导热性
B 导电性
C 电阻随温度变化
D 热电效应（ D ）14．调节阀的额定流量系数反映了什么
A 调节阀容量大小
B 调节阀的开度大小
C 调节阀前后压差的大小
D 调节阀口径的大小（ D ）15．计算机控制系统与模拟控制系统最主要的区别是什么
A 计算机控制原理为“检测偏差、纠正偏差”
B 采用数字控制器，并增设A/D和D/A 转换元件
C 检测元件的运动规律与模拟控制系统不同
D 执行元件的运动规律与模拟控制系统不同
（ B ）
三、简答题
1. 生产过程自动化所包含的内容
2．简述描述被控对象特性的参数滞后时间的种类及其产生的原因，并分析其对控制通道的影响
3．热电偶冷端温度的处理方法有哪些
4.简述比例度的定义及其对系统稳定性的影响
5.热电偶测温过程中为何要引入补偿导线
6．U型管压力计在使用中需要注意的问题有哪些
7.生产过程自动化系统所包含的内容
对系统过渡过程的影响
8.比例积分调节规律中，积分时间T
I
型温度变送器的性能优点
四、分析计算题
1. 如图所示为一自力式贮槽水位控制系统，试画出该系统的方块图，并指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量是什么（10分）
2．某化学反应器工艺规定操作温度为900±10℃，考虑安全因素，调节过程中温度偏离给定值最大不得超过80℃。现设计一定值控制系统，在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。其中y 0=900℃，y 1=908℃，y 2=918℃，y 3=950℃，t 1=9min ，t 2=45min ，t 3=47min ，试确定该系统的最大偏差，衰减比，余差，振荡周期和过渡时间（按被控变量进入±1%新稳态来确定），并分析该系统能否满足工艺要求（12分）
图2系统过渡过程曲线
3．用分度号为K 的镍铬-镍硅热电偶测量温度，在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指示值为500℃，而这时冷端温度为60℃。试问：实际温度应为多少如果热端温度不变，设法使冷端温度保持在20℃，此时显示仪表的指示值应为多少已知热电偶分度表如下表所示：（14分）
4．试分析比例度对余差、最大偏差和系统稳定性的影响。一电动比例调节器，它的量程是100-200℃，输出信号是0-10mA ，当输入从140℃变化到160℃时，相应的调节器输出从3mA 变化到8mA ，求该调节器的比例度。（11分）
5．检定一只量程为5A 的电流表，当输入量为1A 时，指示值为。试求该仪表的绝对误差、相对误差、引用误差，并确定该仪表的精度等级。（8分）
y y
y y
附：仪表精度等级系列——、、、、、（2）、、
6．试分析如图所示电气转换器的工作原理（10分）
7．如图所示，一换热器出口温度控制系统中，工艺要求热物料出口温度保持为某一定值。试画出该控制系统的方框图，并指出该系统的被控对象、被控变量、操纵变量各是什么（10分）
8.
→∞时
9．用K25℃，
（14分）10．试分析如图所示电动差压变送器的作用、基本工作原理和工作过程（12分）。
11.现有精度等级为级、级和级的三块以表，测量范围分别为0~100℃， -
50~550℃和-100~500℃。现需测量500℃左右的温度，要求测量的相对误差不超过%，选用哪块测量仪表比较合适（10分）
12.试画图解释调节器的微分作用是通过负反馈积分电路形成的。（9分）
13.如图所示，为一贮槽液位控制系统，工艺要求液位保持为某一数值。试画出该系统的方框图，并指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量各是什么（10分）
图1贮槽液位控制系统
14.试分析衰减比对过渡过程的影响，并画出衰减比分别为n<1，n=1,n>1,n →∞时的过渡过程曲线。（12分）
15.现用一支镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30℃，显示仪表的机械零位在0℃，仪表指示值为400℃，若认为换热器内的温度为430℃，对不对为什么正确值为多少（14分） 已知热电偶的分度号如下表所示：
16.试画图解释调节器的积分作用是通过负反馈微分电路形成的。（9分） 17.试分析如图所示电气转换器的工作原理（12分）
18．已知被测压力在范围~1MPa 内波动，要求测量的绝对误差不得超过，试选定弹簧管压力计的量程和精度等级。可供选用的压力计量程系列为：0~ MPa ；0~1 MPa ；0~ MPa ；0~ MPa 。（10分） 附：仪表精度等级系列 ,,,,,(2),, 参考答案 化工仪表自动化
三、简答题
1.答：生产过程自动化包含四个方面的内容：
（1）自动检测系统；（2）信号连锁系统；
（3）自动操纵系统；（4）自动控制系统。
2．答：滞后时间依产生的原因不同分为两类：
——由于信号的传输、介质的输送或能量的传递要经过一段时传递滞后τ
间；
容量滞后τ
——由于物料或能量的传递过程中受到一定的阻力引起的。
c
对于控制通道而言，滞后的存在不利于控制，会使控制作用的效果不及时，影响控制质量。
3．答：热电偶冷端温度的处理方法有三种：
（1）恒温法：——将热电偶冷端置于人造恒温装置中，使冷端温度保持为0℃；
（2）示值修正法——采用机械零位调整法或计算修正法，对仪表示值进行修正；
（3）冷端温度补偿电桥法——利用不平衡电桥产生的电压作为补偿电压，以抵消因冷端温度变化引起的热电势的变化。
4.答：比例度是描述比例作用的强弱，是指调节器的输入相对变化量与相应
输出的相对变化量之比的百分数。
比例度对系统稳定性的影响：比例度越大，则调节器的输出变化越小，被控变量变化越缓慢，过渡过程越平稳，随着比例度的减小，系统的稳定程度降低，其过渡过程逐渐从衰减振荡走向临界振荡直至发散振荡。
5. 答：由热电偶测温原理知，只有当热电偶冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数。在实际应用中，由于热电偶的工作端与冷端离的很近，而且冷端又暴露在空间，易受到周围环境温度波动的影响，冷端温度难以保持恒定，因此引入补偿导线，将热电偶的冷端延伸出来以维持冷端温度恒定。
6. 答：U型管压力计在使用中需要注意以下几个方面的问题：
（1）为了得到较高的准确性，U型管压力计要读2个读数；
（2）对液柱进行读数时，要注意毛细现象的影响；
（3）当工作液体的膨胀系数较大时，还要进行数值修正；
（4）在读数时要注意消除视差。
7.答：生产过程自动化包含四个方面的内容：
（1）自动检测系统；（2）信号连锁系统；
（3）自动操纵系统；（4）自动控制系统。
8.答：积分时间对过渡过程的影响具有双重作用。在相同的扰动作用下，随着积分时间的减小，积分作用不断增强，调节器的输出增大，最大偏差减小，余差消除加快，但同时系统的振荡加剧，稳定性下降，积分时间过小，还可能导致系统的不稳定。
9. 答：DDZ-III型温度变送器的性能优点主要有以下三方面：
（1）采用低漂移、高增益的线性集成电路，提高了仪表的可靠性，稳定性及各项技术性能；
（2）在热电偶与热电阻的温度变送器中采用了线性化电路，使变送器输出信号与被测温度信号保持了线性关系；
（3）线路中采取了安全火花防爆措施，兼有安全栅的功能，可用于危险场所中的温度或直流毫伏信号测量。
四、分析计算题
1.解：（1）该控制系统方框图如图所示
--- 7分
（2）该控制系统中：贮槽为被控对象，贮槽水位为被控变量，进水流量为操纵变量。 ---3分
2．解：由图可得：最大偏差A= y
3— y
=950—900=50℃ ---2分
衰减比n=（y
3— y
1
）/（y
2
— y
1
）=（950 —908）/（918 —908）
=:1≈4:1 ---2分
余差C= y
1— y
=908—900=8℃ ---2分
振荡周期T= t
2— t
1
=45—9=36min ---2分
过渡时间：t=47min ---2分又由题意要求，最大偏差不得超过80℃，由计算数据知 A=50℃<80℃，且过渡曲线的衰减比在（4—10）范围内，因此该控制系统可以满足工艺要求。---2分
3．
解：（1）由显示仪表指示值为500℃，查表可得此时显示仪表的实际输入电势为20．64ｍＶ，即E(t ，t 0)= 20．64ｍＶ
又查表可得：E(t 0，0)= E(60，0)= 2．436ｍＶ ---2分 则根据热电偶基本定律得：
E(t ，0)= E(t ，t 0)+ E(t 0，0) = 20．64+2．436=23．076ｍＶ ---3分 由23．076ｍＶ查表可得：t=557℃，即实际温度为557℃。 ---2分 （2）当热端温度不变，为557℃，冷端温度为20℃时，查表得： E(20，0)=0．798ｍＶ ---2分 因此有E(t ，t 0)= E(t ，0)— E(t 0，0)= 23．076—0．798=22．278ｍＶ-3分 利用表中数据，采用线性插值法，求得仪表显示温度为538．4℃---2分 4．
解：（1）比例度对余差的影响：比例度δ越大，Kp 越小，要获得同样大小的输出变化量所需的偏差就越大，因此在相同的干扰作用下，系统再次平衡时的余差就越大。
---3分
比例度对最大偏差的影响：比例度越大，在相同的干扰作用下，系统平衡时的最大偏差越大；比例度越小，最大偏差越小； ---3分
比例度对系统稳定性的影响：比例度越大，则调节器的输出变化越小，被控变量变化越缓慢，过渡过程越平稳，随着比例度的减小，系统的稳定程
度降低，其过渡过程逐渐从衰减振荡走向临界振荡直至发散振荡。
---3分
（2）由题给数据，求得该调节器的比例度为：
--2分
5．
解：由题给数据得：绝对误差Δ=X-A
== ---2分
）╳100%=（1）╳100%=10% ---2
相对误差δ=（Δ/ A
分
引用误差q=（Δ/ S）╳100%=5) ╳100%=2% ---2分
根据仪表精度等级的规定，取引用误差去掉百分号的数值为仪表的精度等级，由计算数据知该仪表的精度等级为2级。
---2分
6. 解：基本工作原理——力矩平衡原理； ---2分
如图所示0-10mA电流信号→磁场7，产生电磁力（测量力）→杠杆偏转→喷嘴挡板机构间距减小，P背增加→
---4分
放大器功率放大后输出气信号，同时信号至反馈波纹管，直到与测量力矩
相
平
衡
。
-
-
-
4
分7．解：（1）该控制系统方框图如图所示：
分（2）该控制系统中：换热器为被控对象，热物料出口温度为被控变量，加热蒸汽流量为操纵变量。
---3分
8．
解：（1）衰减比n是过渡过程曲线上同方向的相邻两个波峰之比，衰减比越小，系统的衰减程度越小，过渡过程越缓慢；衰减比越大，系统的衰减程度越大，过渡过程越接近非周期的单调过程。
---4分
（2）
---8分
9． 解：（1）当热电势为20mV 时，此时冷端温度为25℃，即
E(t,t 0)=20mV ，
又查表可得：E(t 0,0)= E(25,0)= ---2分 根据热电偶基本定律得，E(t,0)= E(t,t 0)+ E(t 0,0)=20+1=21mV ---4分
由此热电势，查表得：t=509℃，即设备温度为509℃。 ---1分
（2）若改用E 热电偶来测温时，此时冷端温度仍为25℃，查表得: E(t 0,0)= E(25,0)= ---1分
又求得设备温度为509℃，查表可得：
E(t,0)= E(509,0)= mV ---1分
故：E(t,t 0) = E(t,0)— E(t 0,0)= —= ---4分 即E 热电偶测得的热电势为 ---1分
n=1，等幅
10．
答：基本工作原理——力矩平衡原理；杠杆形式——矢量机构；
--
-2
分作用——将压力信号⊿P成比例地转换成4～20mA(DDZ-III)。 ---2分
工作过程：⊿P→F
i →主杠杆以轴封膜片为支点顺时针偏转→F
1
→分
解为F
2和F
3
,F
3
使副杠杆14以支点M逆时针偏转→衔铁靠近差动变压
器→经低频位移检测放大器转换并放大为4-20mA直流电流信号Ⅰ
输出。 ---5分
同时Ⅰ
经电磁反馈装置的反馈动圈使副杠杆顺时针偏转，当输入力和
反馈力对杠杆系统产生的M
i 和M
f
相等时，变送器达到新的稳定状态。
---3分
11．
解：根据测量范围，选择B,C两块仪表，排除A表。 ---1分
B表：根据仪表的引用误差与精度等级的关系可得该表的引用误差为q=2%
又由q=Δ
max /S，所以2%=Δ
max
/[550-（-50）]，即
Δ
max
=╳600=12℃
所以δmax=12/500=%，所以该仪表产生的相对误差小于%。 ---4分
C表：根据仪表的引用误差与精度等级的关系可得该表的引用误差为q=%
又由q=Δ
max /S，所以%=Δ
max
/[500-（-100）]，即
Δ
max
=╳600=15℃
所以δmax=15/500=3%，所以该仪表产生的相对误差大于%。 ---4分由以上计算可知，选用B表可以满足测量要求。 ---1分
12．
解：如图所示，为一负反馈积分电路。 ---2分
如图所示：由R
D 与C
D
组成的电路。
当U1有一阶跃变化时，通过R
D
对
C D 充电，C
D
上的电压即U
f
随时间逐
渐增加，因此认为该电路具有积分
性
质。 ---4分
当将这个电路引入控制器的反馈电路时，U
1是与输出电流I
成比例的
信号，U
f
是反馈信号，那么当偏差e有一阶跃变化时，开始时反馈信
号很小，故输出I
0较大，随着时间的增加，负反馈信号U
f
逐渐变大，
故输出逐渐减小，这就形成I
与e之间的微分作用。所以说调节器的微分作用是通过负反馈积分电路形成的。
-
-
-
3
分
13. 解：（1
（2）该系统的被控对象是贮槽，被控变量是贮槽液位，操纵变量是出水流
量
qv
2
。
---
3分14. 解：（1）衰减比n是过渡过程曲线上同方向的相邻两个波峰之比，衰减比越小，系统的衰减程度越小，过渡过程越缓慢；衰减比越大，系统的衰减程度越大，过渡过程越接近非周期的单调过程。
---4分
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。
化工仪表及自动化总复习题目及答案
10131313钟晓帆化工仪表及自动化总复习习题及答案 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与联系; 2、掌握自动控制系统中常用术语,了解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; 4、了解控制系统的分类形式,掌握系统的动态特性与静态特性的意义; 5、掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下,过渡过程的形式与过渡过程的品质指标。 二、常用概念 1、化工自动化的主要内容:化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动操纵、自动保护与自动控制等方面的内容。 2、自动控制系统的基本组成: 被控对象与自动化装置(测量元件与变送器、控制器、执行器)。 3、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对象,简称对象。 4、被控变量:过程内要求保持设定数值的物理量。 5、操纵变量:受控制器操纵的,用以克服干扰的影响,使被控变量保持设定值的物料量或能量。 6、干扰作用:指除操纵变量以外的各种因素引起被控变量偏离给定值的作用。 7、设定值:被控变量的设定值。 8、偏差:个别测定值与测定的平均值之差。 9、闭环系统:指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。 10、开环系统:指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制。 11、控制系统的过渡过程:一个控制系统在处界干扰或给定干扰作用下,从原有的稳定状态过渡到新的稳定状态的过程称为过渡过程。 12、反馈:把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。 13、负反馈:反馈信号的作用方向与设定信号相反,即偏差信号为两者之差,这种反馈叫做负反馈。 14、正反馈:反馈信号的作用方向与设定信号相同,反馈信号使原来的信号增强,这种反馈叫做正反馈。 三、问答题 1、控制系统按被调参数的变化规律可分为哪几类？简述每种形式的基本含义。答: 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。
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）。
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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0.02~0.1MPa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0.02MPa的气压信号，当液位高度H为最高时，变送器输出信号为0.1MPa。 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。
化工仪表及自动化整理
1. 化工仪表按功能不同，检测仪表（包括各种参数的测量和变送）；显示仪表（包括模拟量显示和数字量显示）；控制仪表（包括气动、电动控制仪表及数字式控制器）；执行器（包括气动、电动、液动等执行器） 2. 自动化系统。自动检测系统；自动信号和联锁保护系统； 自动操纵及自动开停车系统；自动控制系统 3?传感器：对被测变量作出响应，把它转换成可用输出信号 变送器传感器配以适当的信号调理电路把检测到的信号进一步转换成统一标准的电或气信号的装置 4. 自动控制系统的组成：测量变送仪表、控制器、执行机构、被控对象 5. 自动控制系统的方块图： 6. 自动控制系统过渡过程的品质指标 （1）最大偏差A:第一个波峰值（2）超调量B:第一个峰值A与新稳定值C之差，即B=A-C （3）衰减比：前后两个峰值的比（4）过渡时间：从干扰作用发生的时刻起，直到系统重新建立新的平衡时止，过渡过程所建立的时间（5）振荡周期：过渡过程同向两波峰（或波谷） 之间的间隔时间叫振荡周期 7. 自动控制系统的反馈原理（1）反馈：把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回 到输入端的做法叫反馈（2 ）负反馈：反馈信号使原来的信号减弱 为了使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的，所以要采用负反馈 8. 自动控制系统的分类：定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统第二章过程特性及其数学模型 1控制通道：控制作用至被控变量的信号联系。干扰通道：干扰作用至被控变量的信号联系 2. 机理建模：根据对象或生产过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，如物料平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及某些物性方程、设备的特性方程、化学 反应定律、电路基本定律等，从而获取对象（或过程）的数学模型。 3. 实验建模系统辨识：应用对象的输入输出的实测数据来决定其模型的结构和参数 方法：（1）阶跃反应曲线法（2）矩形脉冲法 第三章检测仪表与传感器 1. 绝对误差？：指仪表指示值X i和被测变量的真值x t之间的差值，一般都指绝对误差中的最大彳直？max 仪表允许的最大绝对误差值 标尺上限值标尺下限值 4. 弹性式压力计中的弹性元件 （1）弹簧管式弹性元件（2）薄膜式弹性元件（3）波纹管式弹性元件 弹性式压力计量程及准确度等级的选取与计算，应遵守相关规定以保证弹性式 2.相对百分误差 m ax 标尺上限值标尺下限值 100 % 允 3.允许误差 100 %
化工仪表及自动化课后答案
1. 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。 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。 1-3自动控制系统主要由哪些环节组成？ 解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 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。 1-5题1-5图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。 题1-5图加热器控制流程图 解PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03； FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。 6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-30 7、TRC-303、FRC-305所代表的意义。 PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03； FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。 1-7 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？ 解测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器； 控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去 执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。 7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。 1-8．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质？ 解：被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。 被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该变量的名称来称呼，如温度控制系统，压力制系统等。 给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序变化的。 操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节（操纵）的变量。或实现控制作用的变量。 操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。 8.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。 Ex9.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
化工仪表自动化试题
化工自动化仪表作业试题一 1、变浮力式液位计主要是沉筒式液位计,在结构上,有位移平衡式、力平衡式和带差动变压器的沉筒液面计三种类型。正确答案：对(物位计) 2、当生产装置出现危险信号时,能够输出正确的信号,阻止危险的发生、阻止事故的扩大化或减轻事故的后果,起这样作用的系统叫()。A（控制系统） A、安全仪表系统 B、计算机控制系统 C、集散控制系统 3、热电偶或补偿导线断路时,电位差计的示值是不动的;而有“断偶”保护的仪表示值为仪表上限。对（温度检测仪表） 4、()适用于大口径、大流量、低压力、不干净三介质。正确答案：C（阀门） A、单座阀 B、套筒阀 C、蝶阀 5、DCS控制站的扫描周期在组态时应设定得越短越好。错（控制系统） 6、按结构形状分类,PLC可分为整体式和分散式两种。错（可编程控制器） 整体式和模块式 7、串级控制系统利用主、副两个控制器串起来在一起来稳定()。A A、主参数 B、副参数 C、主对象 8、当测量脉动压力时,正常操作压力最高不得超过测量上限的1/2。错（检测仪表—压力） 9、导体的电阻率是与材料性质有关的物理量。对（电工学） 10、各种皮带运输机、链条机的传动部位,除安装防护罩外,还应有安全防护绳。对（机械知识） 11、强制对流传热的速率比自然对流传热速率()。正确答案：B（化工原理） A、相同 B、快 C、慢 12、熔断器的主要元件是熔体。对于工作电流稳定的电路(如照明电路),熔体的额定电流应略微小于负载的工作电流。错（电工学） 13、位置变送器是将执行机构输出轴的()转换成4~20毫安反馈信号的装置。正确答案：C（控制仪表） A、位移变化量 B、振动 C、位移 14、在实际应用中,调节阀既与管道串联又与管道并联,其工作特性曲线会发生很大变化。对（）（控制仪表） 15、转子流量计的转子是用不锈钢、铜、铝合金、有机玻璃、聚四氟乙烯、塑料等材质制作的;根据被测介质的物理化学性质和量程大小来选择不同材料及不同形状的转子。对（检测仪表—流量） 16、泵体的温度太高,将会导致输送介质在泵体内发生汽蚀现象。正确答案：对（化工原理） 17、当调节阀与管道串联时,其可调比变大。正确答案：错（控制仪表） 18、电磁流量传感器的直管段要求比大部分其他流量计的直管段要求低。对（检测仪表—流量） 19、浮球液位计的结构是一机械杠杆系统,所以平衡锤在中间时,实际液位在中间。对（检测仪表—物位） 20、浮筒式液位计属于变浮力式液位计,浮球式液位计属于恒浮力式液位计。对
化工仪表及自动化
化工仪表及自动化
化工仪表及自动化 第一章 自动控制系统基本概念 第一节化工自动化的主要内容 包括自动检测、自动保护、自动操纵、自动控制 第二节自动控制系统的基本组成及表示形式 1、自动化装置的三个部分：测量元件与变送器、自动控制器、执行器 2、自动控制系统的表示形式（方框图） 3、自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统，这是与自动检测、自动操纵等开环系 统比较最本质的区别 4、仪表的图形符号 字母 第一位字母 后继字母 被测变量 修饰词 功能 A 分析 报警 F 流量 比（分数） ~~~~~~~~~ L 物位 ~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~ P 压力 ~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~ T 温度 ~~~~~~~~~ 传送 度控制器 ；LICA 是一台具有指示、报警功能的液位控制器 第三节 自动控制系统的分类 定值控制系统、随动控制系统（自动跟踪系统）、程序控制系统（顺序控制系统） 第四节 自动控制系统的过渡过程和品质指标 一、 控制系统的静态与动态 e 测 一 Z y 被控x p q 操纵 控制 偏 给 控 控对 测量 就地安装仪集中仪表盘就地仪表盘 图中的实线改为虚线就是分别的盘后安装仪表 干扰作用f
被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，随时间变化的不平衡状态称为系统的动态 二、 控制系统的过渡过程 1、 稳定过程（非周期衰减过程、衰减振荡过程） 2、 不稳定过程（等幅振荡过程、发散振荡过程） 三、控制系统的品质指标 1、最大偏差为A ；超调量为B 2、衰减比为B: B / ； 3、余差为C 4、过渡时间 5、 振荡周期 第二章过程特性及其数学模型 第一节 化工过程的特点及其描述方法 1、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，这种数学描述称为对象的数学建模，一般将被控变量看作对象的输出量，而干扰作用和控制作用看作对象的输入量 2、对象的数学模型可分为静态和动态数学模型 3、数学模型的表达式：1）非参量模型即是采用曲线或者数据表格等来表示；2）参量模型即是采用数学方程式来描述 第二节 对象数学模型的建立 机理建模和实验建模 第三节描述对象特性的参数 一、 放大系数K K 在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比，越大， 表示对输出量的影响越大。 二、时间常数T 时间常数越大，被控变量的变化也越慢，达到新的稳定值所需时间也越大 .………………………………… C A B B /
《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。
化工仪表自动化试题
化工仪表自动化试题文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
化工自动化仪表作业试题二 501、在单位时间内通过管道(或设备)某一截面流体的数量称为瞬时流量,通常称为流量。正确答案：对 502、正弦交流电的周期与频率的关系是()。正确答案：B A、正比例关系 B、反比例关系 C、互为倒数关系 503、CENTUMCS3000系统的现场控制单元FCU中,V网接口单元上的RCV 亮时表示在接受V网来的数据,所以正常时该灯处于常亮。正确答案：错504、EJA智能变送器零点和量程的调整需由通讯器设置。正确答案：错505、安全用电的原则是两“不”,即()。C A、不接触低压带电体,不接触高压带电体 B、不靠近低压带电体,不靠近高压带电体 C、不接触低压带电体,不靠近高压带电体 506、阀位控制器可以与各类调节阀配套使用,用来显示调节阀行程的上 限和下限。正确答案：对 507、机泵盘不动车的主要原因是泵或电机出现机械故障。正确答案：对508、结构化编程把过程要求的类似或相关的功能进行分类,并试图提供 可以用于几个任务的通用解决方案。向指令块提供有关信息(以参数方式),结构化程序能够重复利用这些通用模块。对 509、笼式阀的可调比大、振动小、不平衡力小、()互换性好,可得到不 同的流量特性。B A、阀芯 B、套筒 C、阀体 510、帕斯卡Pa的定义:1()的力均匀而垂直作用在1平方米(㎡)单位面 积上所产生的压力就是1帕斯卡(Pa)。正确答案：A
A、 1牛顿 B、 1千克/〔厘米〕 C、公斤/〔厘米〕 511、气开阀无信号时,阀处于全开位置,气关阀则处于全关位置。正确答案：错 512、选择控制是一种()。正确答案：C A、随动控制 B、联锁保护控制 C、软限安全控制 513、DCS开发的网络结构和OPC技术的应用,可以使DCS系统毫无困难地与工厂管理网络连接,实现信息共享,提高管理质量。正确答案：对514、不能称为调节阀的辅助装置的是()。正确答案：D A、减压装置 B、阀门定位器和手轮 C、转换器 515、醋酸遇到明火既不会燃烧又不能助燃,也不会发生爆炸。正确答案：错 516、控制通道的特性与自动化装置有关而不受对象特性的影响。错517、能够克服高压差的阀门是()。正确答案：A A、直通双座调节阀 B、直通单座调节阀 C、蝶阀 518、同一温度下,相同规格的四段导线,导线的电阻最小的是()。B A、铜 B、银 C、铝 519、由于积分控制作用变化缓慢,容易使被控变量长时间偏离给定值,因此积分作用很少单独使用。正确答案：对 520、CENTUMCS3000系统中,对控制回路进行操作时,如果操作方式为串级(CAS)模式,则给定值(SV)允许改变。错 521、常用的阀位发信装置主要有阀位传送器、阀位开关两种。对 522、除薄膜式和活塞式执行机构外,还有()执行机构。C
化工仪表及自动化教案
绪论 一、目的要求 1. 使学生对本课程的研究内容有比较全面地了解。 2. 使学生掌握本课程的正确学习方法。 3. 使学生了解本课程学习的重要性，以为以后的专业课学习打下良好的基础。 二、主要讲解内容及时间安排 2 学时 1. 主要讲解内容 （1）所用教材及主要参考书； （2）课程内容介绍； （3）本课程的学习方法及学习要求。 2. 时间安排：按教学日历安排进行。 三、讲授重点 本课程的研究对象及主要内容；本课程的重点及学习方法和要求。 四、教学法 以课堂讲授为主，学生课后阅读相关的参考资料为辅。 五、参考书 （1）杜效荣主编. 化工仪表及自动化（第二版）.北京：化学工业出版社，1994 （2）厉玉鸣主编. 化工仪表及自动化（例题习题集）. 北京：化学工业出版社， 1999 （3）汪基寿主编. 化工自动化及仪表. 北京：中央广播电视大学出版社， 1993 （4）曹克民主编. 自动控制概论. 西安：西安建筑科技大学出版社，1995 第三章检测仪表及传感器 一、目的要求 1. 使学生了解仪表的性能指标。 2. 使学生掌握仪表精度的意义及与测量误差的关系。 3. 使学生初步掌握各种压力检测仪表的基本原理及压力表的选用方法。 4. 了解各种流量计的测量原理。重点是差压式流量计及转子流量计。 5. 了解各种液位测量方法。初步掌握液位测量中零点迁移的意义及计算方法。 6. 掌握热电偶温度计及热电阻温度计的测温原理。熟悉热电偶温度测量中的
冷端温度补偿的作用及方法。 二、主要讲解内容及时间安排15 学时 1. 主要讲解内容： （1）检测仪表及传感器的概念，工业检测仪表的性能指标； （2）压力检测及仪表； （3）流量检测及仪表； （4）物位检测及仪表； （5）温度检测及仪表。 2.时间安排：按教学日历安排进行。 三、讲授重点 1 仪表等级的确定及鉴定和选择； 2 转子流量计的指示值修正，转子流量计与差压式流量计的工作原理的异同； 3 差压式液位变送器的工作原理及零点迁移问题； 4 热电偶温度计的冷端温度补偿。 四、讲授难点 1 各种压力仪表的工作原理； 2 转子流量计的指示值修正； 3 差压式液位变送器的零点迁移问题； 4 热电偶温度计的冷端温度补偿。 五、教学法以课堂讲授为主，学生课后查阅相关的参考资料并完成课后作业巩固所学知识点 为辅。 六、讲课思路 ▲本章的基本概念： 1 检测仪表 2 传感器 3 变送器 §1 工业检测仪表性能指标 1 有关测量误差的基本概念 （1）测量 （2）测量误差
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
化工仪表及自动化第四版答案(终极版)
工仪表及自动化（自制课后答案终极版） 第一章自动控制系统基本概念 1.什么是化工仪表与自动化？它有什么重要意义？ 答：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方法，称为化工自动化。 它的重要意义如下 加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。 减轻劳动强度、改善劳动条件。 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，提高设备利用率、保障人身安全的目的。 生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。 2.化工自动化主要包括哪些内容？ 答：①自动检测系统，利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分②自动信号和联锁保护系统，对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生产过程中的一种安全装置 ③自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或自动停车。 ④自动控制系统对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的数值范围内。 3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？ 答；开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况，也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要。也就是最本质的区别是闭环控制系统有负反馈。开环系统中，被控变量是不反馈到输入端的。闭环控制系统可以及时了解被控对象的情况，有针对性的根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近与所希望的状态。 4.自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：主要由测量与变送器、自动控制器、执行器、被控对象组成。 9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？ 答：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被控对象。 生产过程中所要保持恒定的变量，在自动控制系统中称为被控变量。 工艺上希望保持的被控变量即给定值。 具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。 12.什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？ 答：系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而升高时，只有负反馈才能使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。
化工自动化控制仪表作业考试试卷4
单选题(共50题,每题1分) 问题:1. 热电偶输出电压与() A、热电偶两端温度 B、热电偶热端温度 C、热电偶两端温度和热极材料 问题:2. 分度号为k的热电偶错用了分度号为e的补偿导线,极性连接正确,则实际的温度如何 () A、偏大 B、偏小 C、受接线处和冷端的温度影响 问题:3. 当电器阀门定位器输入信号为() A、4 B、8 C、12 问题:4. 当组成热电偶的材料a、b定了以后,则回路中的热电势取决于下面的何种因素()。 A、热端温度 B、冷端温度 C、两端温度差 问题:5. 一台差压变送器的测量范围为0~30kpa,现零点正迁移50%,则表的量程为()kpa。 A、15 B、30 C、45
问题:6. 涡街流量计的测量原理是,在流体流动的方向上放置一个非流线型物体时,在某一雷诺数范围内,当流体流速足够大时,流体因边界层的分离作用,在物体的下游两侧将交替形成 非对称的() A、波浪 B、流线 C、漩涡列 问题:7. 可编程序控制器的卡件在出现故障时会发出报警信号,提醒维护人员更换或维修,这 是依靠plc的() A、自诊断功能 B、用户程序的功能 C、高可靠性的元件 问题:8. 电气式压力表的功能是把被测压力转换成各种电量信号并进行()及显示压力值的一 A、放大 B、转换 C、传输 问题:9. 下面关于分程控制回路的描述中错误的是() A、一台控制器的输出可以同时控制两台甚至两台以上的控制阀 B、控制器的输出信号被分割成若干个信号范围段 C、由每一段信号去控制一台控制阀 D、输出信号的分段一般是由控制阀来实现的 问题:10. 调节阀阀体、阀盖最常用的材料是() A、铸铁 B、铸钢
化工仪表及自动化答案
第一章自动控制系统基本概念 4.自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：主要由测量与变送器、自动控制器、执行器、被控对象组成。 9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？ 答：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被控对象。 生产过程中所要保持恒定的变量，在自动控制系统中称为被控变量。 工艺上希望保持的被控变量即给定值。 具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。 12.什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？ 答：系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而升高时，只有负反馈才能使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。 11.图1-18 所示试画方框图，并指出该系统的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被 被控对象：反应器被控变量：反应温度操纵变量：冷却水流量：干扰变量A、B的流量、温度。 13.结合11题，说明该温度控制系统是一个具有负反馈的闭环系统。 当被控变量反应温度上升后，反馈信号升高，经过比较使控制器的偏差信号e降低。此时，控制器将发出信号而使控制阀的开度变大，加大冷却水流量，从而使被控变量下降到S.P。所以该温度控制系统是一个具有反馈的闭环系统。 14.图1-18所示的温度控制系统中，如果由于进料温度升高使反应器内的温度超过给定值，试说明此时该控制系统的工作情况，此时系统是如何通过控制作用来克服干扰作用对被控制变量影响的？ 当反应器的温度超过给定值时，温度控制器将比较的偏差经过控制运算后，输出控制信号使冷却水阀门开度增大，从而增大冷却水流量，使反应器内的温度降下来。这样便可以通过控制作用克服干扰作用对被控变量的影响。 15.按给定值形式不同，自动控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 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。 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。 20.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些？影响这「些品质指标的因素是什么？ 答：自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期或频率。 影响因素有被控对象的额性质，自动化装置的选择和调整。
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：
化工仪表自动化试题
一、填空题: 1、补偿导线通常在0~100℃范围内其热电特性与热电偶本身几乎完全一样。 2、节流式流量计的测量原理就是利用流体流经节流装置时所产生的静压差实 现流量测量的。 3、节流装置属于恒节流面积、变压差的一种测量方法。 4、转子流量计属于恒压差, 变节流面积的一种测量方法。 5、涡街流量计就是根据卡曼旋涡的原理而进行测量的一种流量仪表。 6、微分输出只与偏差的变化速率有关,与偏差就是否存在无关。 7、零点迁移就就是改变量程的上、下限,相当于测量范围的平移,而不改变量程 的大小。 8、使用电磁流量计测量流量时,介质必须就是可以导电的电介质,电导率应≥ 5us/cm。 9、在自动控制系统中,由于种种干扰作用,使被控变量偏离了设定值,即产生偏差。 10、单回路控制时,其积分作用越强,积分时间越小,微分时间越长,微分作 用越强。 11、调节器的比例放大系数越小,比例作用越弱,余差越大。 12、时间常数就是当输入阶跃变化时,仪表的输出值到达其稳定值的63、2%所需的时间。 13、当需要测量腐蚀、导电或带固体微粒的流量时,可选用电磁流量计。当需要测量高粘度流体流量时,可选用椭圆齿轮。当需要测量大管道内的流体流量时,可选用笛型均速管流量计。 14、安全栅起到隔离主要就是通过限压与限流来实现的。 15、JX-300X DCS系统由哪三层通讯网络组成:信息管理网、过程控制网、SBUS总线。
16、DCS就是当前自控的首选设备,它集计算机技术、冗余与自诊断技术、网络通讯技术、_自动化技术__于一身。 17、操作站的操作权限分为4个等级观察员、操作员、工程师、特权。 18、调节规律就是调节器的输入偏差与输出之间成比例的规律,输入偏差⊿x 就是指给定值与测量值之间的偏差。 19、在接地电阻中,一般小型用电厂要求小于 4 欧,而一般的大型的用电场合要求小 于 1 欧。 20、调节阀前后压差较小,要求泄露量小,一般可选用单座阀。 21、调节强腐蚀性流体,可选用隔膜阀。 22、噪音较大时,可选用套筒阀。 23、CV3000型气动调节阀,其动作的回差带阀门定位器时为 1% ,不带定位器时为3% ,线性带定位器± 1% ,不带定位器±5% 。 24、热电偶就是利用热电效应原理测温的。热电阻就是利用电阻随温度变化性质测温的。 25、瞬时流量就是指单位时间里流过某一管边截面的流体。 26、椭圆齿轮流量计适用于纯净流量测量,而不适用于含杂质流体的测量。 27、评定过渡过程的指标有最大偏差、过渡时间、衰减比、余差、振荡周期。 28、比例调节器的放大倍数Kc越大,则比例度越小;调节作用越强。 29、按对象静特性选择调节参数时,调节通道放大倍数越大,则克服干扰能力就越_强_。 30、按对象特性选取调节参数时,应使干扰通道的时间常数越长越好,而调节通道的应适当短一些。