《化工儀表及自動(dòng)化》期末復(fù)習(xí)題

班級：姓名：學(xué)號：

題號—?二二四總分

得分

試題：

一.填空（每空1分）

1.工程上所用的壓力指示值多為，即絕對壓力和大氣壓力之差；當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時(shí),

一般用負(fù)壓或真空度表示，即之差。

2.差壓式液位計(jì)在使用中會(huì)出現(xiàn)、和三種零點(diǎn)遷移問題。

3.差壓式流量計(jì)通常由、以及組成。

4.溫度計(jì)是把溫度的變化通過測溫元件轉(zhuǎn)化為熱電勢的變化來測量溫度的，而

溫度計(jì)是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性來進(jìn)行溫度測量的。

5.用來評價(jià)控制系統(tǒng)性能優(yōu)劣的衰減振蕩過程的品質(zhì)指標(biāo)分別是最大偏差（或超調(diào)

量）、、、和振蕩周期（或頻率）等。

6.描述簡單對象特性的參數(shù)分別有、和。

7.對于比例積分微分（PID）控制來說，單純的比例作用存在余差，參加可以消除余差，而參

加可以起到“超前控制”的效果。

8.前饋控制的主要形式有和兩種。

9.衰減振蕩過程的品質(zhì)指標(biāo)主要有、、、、振蕩周期等。

10.對于一個(gè)比例積分微分（PID）控制器來說，積分時(shí)間越大則積分作用越：微分時(shí)間越大，則微分作用

越O

11.根據(jù)滯后性質(zhì)的不同，滯后可以分為和兩類。

12.測量儀表的量程是指與之差。

13.按照使用能源的不同，工業(yè)儀表可以分為、兩類。

14.對于比例積分微分（PID）控制來說，單純的比例作用存在余差，參加可以消除余差，而參

加可以起到“超前控制”的效果。

15.按照測量原理的不同，壓力檢測儀表可以分為、、、

______________等。

16.用于輸送流體和提高流體壓頭的機(jī)械設(shè)備統(tǒng)稱為流體輸送設(shè)備，其中輸送液體并提高其壓頭的機(jī)械稱

為，而輸送氣體并提高其壓頭的機(jī)械稱為o

17、氣動(dòng)儀表的信號傳輸，國際上統(tǒng)一使用的模擬氣壓信號；DDZIII型電動(dòng)儀表國際上規(guī)定

的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號制是o

18.化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容有、、自動(dòng)操縱和開停車系

統(tǒng)、o

19.選擇性控制系統(tǒng)可分為、和混合型選擇性控制系統(tǒng)，對于選

擇性控制系統(tǒng)要注意防止現(xiàn)象的發(fā)生。

20、常見的傳熱設(shè)備有、、等（：

21.兩種常用的均勻控制方案包括、。

22.速度式流量計(jì)中，應(yīng)用原理測量流體流量的儀表為電磁流量計(jì)，根據(jù)“卡曼渦街”現(xiàn)

象測量流體流量的儀表為，而差壓式流量計(jì)體積流量大小與其所測得差壓的

（平方/平方根）成比例關(guān)系。

23.比例度對過渡過程的影響規(guī)律是比例度越,過渡過程曲線越平穩(wěn)，但余差也越大，比例度越,余

差減小，但過渡過程曲線越振蕩

24、工程上所用的壓力指示值多為，即絕對壓力和大氣壓力之差；當(dāng)被測壓力低于大氣壓力時(shí)，

一般用或真空度表示。

25.某換熱器溫度控制系統(tǒng)在單位階躍干擾作用下的過渡過程曲線如圖1所示，溫度給定值為2Q0℃,該控制系

統(tǒng)的最大偏差為,余差為,衰減比為o

圖1

26.用銀銘-銅銀熱電偶測溫，設(shè)備的溫度為900℃（對應(yīng)的分度表熱電勢為68783uV）,自由端的溫度為30C

（對應(yīng)的分度表熱電勢為1801nV）,測得的熱電勢應(yīng)為:

27.在精儲(chǔ)塔控制系統(tǒng)中，可以改變的變量有進(jìn)料流量、塔頂冷回流流量、塔底再沸器加熱蒸汽流量，要控制塔

頂錨出物的組分應(yīng)選擇作為操縱變量，要控制塔底儲(chǔ)出物的組分應(yīng)選擇

作為操縱變量。

28.控制器參數(shù)工程整定的常用方法有、和經(jīng)驗(yàn)湊試法。

29.某臺(tái)DDZ-HI型比例積分控制器,控制器為正作用,比例度為100%,積分時(shí)間為2min。穩(wěn)態(tài)時(shí),輸出為5mA。

某瞬時(shí)，輸入突然增加了0.2mA,此時(shí)刻輸出瞬間變化到；經(jīng)過5min后，輸出又將變化

到。

30.比值控制系統(tǒng)中，要求不僅可以實(shí)現(xiàn)比較精確的流量比值，而且確保兩物料總量根本不變，應(yīng)采

用0

31.離心泵的流量控制方案有以下三種：控制泵的出口閥門開度、以

及;

32.離心式壓縮機(jī)產(chǎn)生喘振現(xiàn)象的主要原因是壓縮機(jī)的吸氣量（大于、小于或等于）極

限排氣量引起的，防喘振控制方案有固定極限流量法和。

二.簡答

1.試分別寫出QDZ型氣動(dòng)單元組合儀表和DDZ-II型、DDZ-III型電動(dòng)單元組合儀表的信號范圍。（6分）

2.列舉一種容積式流量計(jì)，三種速度式流量計(jì)，一種直接式質(zhì)量流量計(jì)。（10分）

3.簡述化工自動(dòng)化的主要內(nèi)容。（8分）

4.什么是串級控制系統(tǒng)的主控制器和副控制器？請畫出串級控制系統(tǒng)的方塊圖。（10分）

5.簡述離心泵的流量控制方案有哪幾種？（6分）

6.什么是反應(yīng)？什么是負(fù)反應(yīng)？（6分）

7.用熱電偶測溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？常用的冷端溫度補(bǔ)償方法有那些？（6分）

8.什么是控制器的參數(shù)整定？工程上常用的控制器參數(shù)整定有幾種方法？（G分）

9.控制閥的流量特性是什么？何為控制閥的理想流量特性？控制閥的理想流量特性有哪幾種？（6分）

10.前饋控制具有什么特點(diǎn)？為什么采用前饋-反應(yīng)復(fù)合系統(tǒng)將能較大地改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)？（6分）

11、什么是精儲(chǔ)塔的溫差控制和雙溫差控制？（6分）

12、試述比例（P）、積分（I）、微分（D）控制規(guī)律的定義及其各自特點(diǎn)？（6分）

13.簡述操縱變量的選擇原則是什么？（6分）

14.簡述放大系數(shù)、時(shí)間常數(shù)的定義。（6分）

15.常用的熱電偶有哪幾種？什么是補(bǔ)償導(dǎo)線？（6分）

16.什么叫控制器的無擾動(dòng)切換？（2分）

17.簡述單回路控制系統(tǒng)由哪些環(huán)節(jié)組成？試畫出單回路控制系統(tǒng)的典型方塊圖。（6分）

三.計(jì)算

1.某臺(tái)測溫儀表的測量范圍是200?700℃,校驗(yàn)該表時(shí)得到的最大絕對誤差為+4℃,試確定該儀表的精度

等級。（5分）

2.用差壓變送器來測量液位時(shí)，在變送器止、負(fù)壓室與取壓點(diǎn)之間裝有隔離耀，測量方式如圖2所不，若

被測介質(zhì)密度為P”隔離液密度為P2,問有無遷移？何種遷移？遷移量多少？（10分）

圖2

3.試定性畫出在階躍輸入信號時(shí)的比例（P）控制器和比例積分（PD控制器的響應(yīng)曲線，要求在響應(yīng)曲線上標(biāo)

明比例放大系數(shù)Kp和積分時(shí)間Ti。（15分）

4.某發(fā)酵過程工藝規(guī)定操作溫度為（40±2）℃.考慮到發(fā)酵效果，控制過程中溫度偏離給定值最大不能超

過6℃。現(xiàn)設(shè)計(jì)一定值控制系統(tǒng)，在階躍擾動(dòng)作用下的過渡過程曲線如圖3所示。試確定該系統(tǒng)的最大偏差、衰

減比、余差、過渡時(shí)間和振蕩周期筆過渡過程指標(biāo)，并答復(fù)該系統(tǒng)是否能夠滿足工藝要求？（10分）

圖3

5.用一臺(tái)雙法蘭式差壓變送器測量某容器的液位，如圖4所示。被測液位的變化范圍是（r3nb被測介質(zhì)

密度P=900Ag/加二毛細(xì)管內(nèi)工作介質(zhì)密度P0=95（）機(jī)二變送器的安裝尺寸為hl=lm,h2=4m。求變送器

的測量范圍，并判斷零點(diǎn)遷移方向，計(jì)算遼移量。當(dāng)法蘭式差壓變送器的安裝位置刀面或者降低時(shí)，問對遼移量

有什么影響？（10分）

圖4法蘭式差壓變送器測量液位

6.現(xiàn)用一支銀銘一銀硅熱電偶來測量某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為30℃,顯示儀表為動(dòng)圈儀表，此儀

表的機(jī)械零位為0℃,這時(shí)指示值為400C,若認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為430C,對不對？為什么？正確值為多少？

（10分）

條件:(1)￡(400,0)=28.943nV

(2)￡(30,0)=1.801mV

(3)￡(422,0)=30.744mV

7.（15分）如果有一臺(tái)壓力表，其測量范圍為0~10MPa,經(jīng)校驗(yàn)得到以下數(shù)據(jù)

標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa0246810

被校表正行程讀數(shù)/MPa01.983.965.947.979.99

被校表反行程讀數(shù)/MPa02.024.036.068.0310.01

（0分別求出該壓力表正反行程的最大絕對誤差值：（5分）

（2）根據(jù)正反行程的最大絕對誤差值，該壓力表的精度等級應(yīng)為多少；（5分）

（3）求出該壓力表的變差；（3分）

（4）根據(jù)變差的大小，問該壓力表是否還能符合（2）中確定的精度等級。（2分）

（我國規(guī)定的儀表等級有0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5等）

8.（10分）一臺(tái)精度等級為0.5級，測量范圍為600?1200C的電子電位差計(jì)，問：

（1）它的最大允許絕對誤差是多少？（5分）

（2）校驗(yàn)時(shí)，如其中的某一點(diǎn)最大絕對誤差是4℃,問此表是否合格？（5分）

9.測量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況）時(shí).在負(fù)壓管上裝有冷凝罐（圖5）,被測液位H變化范

圍為0~2m,被測介質(zhì)密度p=1000kg/m3,變送器安裝尺寸為h1=3m,h2=5m,大氣壓

p°=0.1013MPa,問這時(shí)用差壓變送器來測量液位時(shí)，要不要遷移？如要遷移，遷移量應(yīng)為多少？（8分）

圖5

10.某合成氨廠合成塔的壓力變化范圍為ll」4MPa,較為平穩(wěn).，要求測量誤差不得大于0.MPa,工藝上要求就

地指示，并能上下限報(bào)警。試選用一臺(tái)壓力表，指出其類型、量程用精度?？晒┻x用的壓力表量程規(guī)格為0?10、

0-16、0?25M、0'40、0~60MPa,精度等級為1.0,1.5,2.5。（9分）

11.某被測壓力變化范圍為L0~L6Mpa,較為平穩(wěn)，要求測量誤差不得大于0.05MPa,就地指示壓力表示值，試

選用一臺(tái)壓力表，指出其類型、量程和精度?？晒┻x用的壓力表量程規(guī)格為0~1.6、0~2.5、0?4.0MPa,精度

等級為1.0,1.5,2.5。（10分）

12.某臺(tái)測溫儀表的測量范圍是0?1000C,出廠時(shí)經(jīng)校驗(yàn)，其刻度標(biāo)尺上的各點(diǎn)測量結(jié)果為

標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃02004006007008009001000

被校表讀數(shù)/℃02014026047068059031001

（1）求出該測溫儀表的最大絕對誤差值；（2）確定該測溫儀表的精度等級；（3）如果工藝上允許的最大絕對

誤差為±8℃,問該測溫儀表是否符合要求？（我國規(guī)定的儀表等級有0.1,0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.5等）

（10分）

13.測量高溫液體（指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況）時(shí)，在負(fù)壓管上裝有冷凝罐（見圖6）,問這時(shí)用差壓

變送耨來測量液位時(shí)，有無遷移？何種遷移？遷移量多少？（10分）

圖6

四.分析

1.某貯槽，其進(jìn)口流量來自上一工序，不可控，控制目標(biāo)是保證貯槽的液位恒定，為此設(shè)計(jì)一箱單液位控制系

統(tǒng)，如圖7所示，試問：

（1）畫出簡單控制系統(tǒng)的方塊圖。（6分）

（2）指出該系統(tǒng)中的被控對象、被控變量、操縱變量和主要擾動(dòng)變量。（4分）

圖7

2、乙塊發(fā)生器是利用電石和水來產(chǎn)生乙塊氣的裝置。為了降低電石消耗量，提高乙塊氣的收率，確保平安生產(chǎn),

設(shè)計(jì)了圖8所示的溫度控制系統(tǒng)。工藝要求乙快發(fā)生器的反應(yīng)溫度控制在（80±1）°C。試畫出該溫度控制系統(tǒng)

的方塊圖，并指出圖中的被控對象、被控變量、操縱變量以及可能存在的擾動(dòng)。（10分）

圖8

3、（10分）圖9為一精儲(chǔ)塔的塔釜液位于塔底產(chǎn)品流量的串級均勻控制系統(tǒng)。

（1）畫出該控制系統(tǒng)的方框圖（5分）

（2）簡述該系統(tǒng)與一般串級控制系統(tǒng)的異同點(diǎn)（5分）