化工自動化控制儀表作業(yè)模擬考試題庫試卷附答案一、選擇題（每題2分，共40分）1.下列哪種儀表不屬于過程檢測儀表（）A.溫度儀表B.壓力儀表C.執(zhí)行器D.流量儀表答案：C解析：過程檢測儀表主要用于檢測過程變量，如溫度、壓力、流量等。執(zhí)行器是用于執(zhí)行控制命令，改變被控對象的狀態(tài)，不屬于檢測儀表。2.熱電偶溫度計是基于（）原理工作的。A.熱阻效應B.熱電效應C.熱敏效應D.光電效應答案：B解析：熱電偶溫度計是基于熱電效應，即兩種不同材料的導體組成閉合回路，當兩端溫度不同時，回路中會產(chǎn)生熱電勢。3.下列哪種壓力計可以直接測量絕對壓力（）A.彈簧管壓力計B.膜片壓力計C.活塞式壓力計D.壓力傳感器答案：C解析：活塞式壓力計通過砝碼的重量和活塞的面積來確定壓力，可直接測量絕對壓力。彈簧管壓力計、膜片壓力計和壓力傳感器一般測量的是相對壓力。4.流量測量中，常用的節(jié)流裝置有（）A.孔板、文丘里管、轉(zhuǎn)子流量計B.孔板、文丘里管、噴嘴C.轉(zhuǎn)子流量計、橢圓齒輪流量計、渦輪流量計D.電磁流量計、超聲波流量計、質(zhì)量流量計答案：B解析：孔板、文丘里管和噴嘴是常用的節(jié)流裝置，通過測量節(jié)流前后的壓力差來計算流量。轉(zhuǎn)子流量計是變面積式流量計，橢圓齒輪流量計、渦輪流量計、電磁流量計、超聲波流量計和質(zhì)量流量計屬于其他類型的流量測量儀表。5.氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機構(gòu)有（）兩種形式。A.薄膜式和活塞式B.氣動薄膜調(diào)節(jié)閥和氣動活塞調(diào)節(jié)閥C.直行程和角行程D.正作用和反作用答案：A解析：氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機構(gòu)主要有薄膜式和活塞式兩種形式。B選項是調(diào)節(jié)閥的分類；C選項是調(diào)節(jié)閥的動作方式；D選項是執(zhí)行機構(gòu)的作用方式。6.在控制系統(tǒng)中，PID控制器的積分作用主要是用于（）A.消除余差B.加快響應速度C.改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.減小超調(diào)量答案：A解析：積分作用可以對誤差進行積分，只要存在誤差，積分項就會不斷積累，直到誤差消除，從而消除余差。7.集散控制系統(tǒng)（DCS）的結(jié)構(gòu)通?？煞譃椋ǎ┤?。A.現(xiàn)場控制級、過程控制級、生產(chǎn)管理級B.現(xiàn)場控制級、操作監(jiān)控級、生產(chǎn)管理級C.過程控制級、操作監(jiān)控級、生產(chǎn)管理級D.現(xiàn)場控制級、過程控制級、操作監(jiān)控級答案：B解析：集散控制系統(tǒng)（DCS）一般分為現(xiàn)場控制級、操作監(jiān)控級和生產(chǎn)管理級三級。現(xiàn)場控制級負責現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制；操作監(jiān)控級用于操作人員對系統(tǒng)進行監(jiān)控和操作；生產(chǎn)管理級則進行生產(chǎn)計劃、調(diào)度等管理工作。8.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言不包括（）A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.匯編語言答案：D解析：PLC常用的編程語言有梯形圖、指令表、功能塊圖等。匯編語言一般用于計算機編程，不是PLC的常用編程語言。9.儀表的精度等級是根據(jù)（）來劃分的。A.最大絕對誤差B.最大相對誤差C.允許誤差D.引用誤差答案：D解析：儀表的精度等級是根據(jù)引用誤差來劃分的，引用誤差是指絕對誤差與儀表量程之比的百分數(shù)。10.下列哪種信號不屬于模擬信號（）A.4-20mA電流信號B.0-5V電壓信號C.脈沖信號D.熱電偶輸出的熱電勢信號答案：C解析：模擬信號是連續(xù)變化的信號，4-20mA電流信號、0-5V電壓信號和熱電偶輸出的熱電勢信號都是模擬信號。脈沖信號是離散的信號，不屬于模擬信號。11.在自動控制系統(tǒng)中，被控變量是指（）A.操縱變量B.需要控制的工藝參數(shù)C.干擾變量D.控制器的輸出信號答案：B解析：被控變量是指需要控制的工藝參數(shù)，如溫度、壓力、流量等。操縱變量是用于改變被控變量的變量；干擾變量是影響被控變量的因素；控制器的輸出信號是用于控制執(zhí)行器的信號。12.控制系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標中，（）表示系統(tǒng)的穩(wěn)定性。A.最大偏差B.衰減比C.余差D.過渡時間答案：B解析：衰減比是衡量系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標，衰減比越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定。最大偏差表示系統(tǒng)偏離設定值的最大程度；余差是指過渡過程結(jié)束后，被控變量與設定值之間的差值；過渡時間表示系統(tǒng)從受到干擾到恢復穩(wěn)定所需的時間。13.熱電阻溫度計的測量原理是基于（）A.熱阻效應B.熱電效應C.熱敏效應D.光電效應答案：A解析：熱電阻溫度計是基于熱阻效應，即金屬導體的電阻隨溫度的變化而變化。14.壓力測量中，表壓是指（）A.絕對壓力與大氣壓力之差B.絕對壓力與真空度之差C.大氣壓力與絕對壓力之差D.真空度與絕對壓力之差答案：A解析：表壓是指絕對壓力與大氣壓力之差。當絕對壓力大于大氣壓力時，表壓為正值；當絕對壓力小于大氣壓力時，表壓為負值，此時稱為真空度。15.流量測量中，質(zhì)量流量計直接測量的是（）A.體積流量B.質(zhì)量流量C.流速D.密度答案：B解析：質(zhì)量流量計直接測量的是流體的質(zhì)量流量，不受流體密度、溫度、壓力等因素的影響。16.調(diào)節(jié)閥的流量特性有（）A.線性、等百分比、快開B.線性、拋物線、快開C.等百分比、拋物線、快開D.線性、等百分比、拋物線答案：A解析：調(diào)節(jié)閥的流量特性主要有線性、等百分比和快開三種。線性特性是指調(diào)節(jié)閥的流量與開度成線性關(guān)系；等百分比特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量變化與相對開度變化成等百分比關(guān)系；快開特性是指調(diào)節(jié)閥在開度較小時，流量就有較大的變化。17.在PID控制器中，微分作用主要是用于（）A.消除余差B.加快響應速度C.改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.減小超調(diào)量答案：B解析：微分作用可以根據(jù)誤差的變化率來提前動作，加快系統(tǒng)的響應速度，減小超調(diào)量，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。18.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的特點不包括（）A.全數(shù)字化B.開放性C.集中式控制D.互操作性答案：C解析：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）具有全數(shù)字化、開放性、互操作性等特點，采用的是分布式控制方式，而不是集中式控制。19.智能儀表與傳統(tǒng)儀表相比，其主要優(yōu)點是（）A.精度高B.功能強C.可靠性高D.以上都是答案：D解析：智能儀表采用了微處理器和數(shù)字技術(shù)，與傳統(tǒng)儀表相比，具有精度高、功能強、可靠性高、可通信等優(yōu)點。20.下列哪種傳感器可以用于測量液位（）A.壓力傳感器B.溫度傳感器C.流量傳感器D.濕度傳感器答案：A解析：壓力傳感器可以通過測量液體的壓力來間接測量液位。溫度傳感器用于測量溫度；流量傳感器用于測量流量；濕度傳感器用于測量濕度。二、判斷題（每題2分，共20分）1.熱電偶溫度計的熱電勢與熱電偶的材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)。（）答案：√解析：熱電偶的熱電勢只取決于材料和兩端的溫度差，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)。2.彈簧管壓力計只能測量表壓，不能測量絕對壓力。（）答案：√解析：彈簧管壓力計測量的是相對壓力，即表壓，不能直接測量絕對壓力。3.轉(zhuǎn)子流量計的流量與轉(zhuǎn)子的高度成正比。（）答案：√解析：轉(zhuǎn)子流量計是變面積式流量計，流量越大，轉(zhuǎn)子上升的高度越高，流量與轉(zhuǎn)子的高度成正比。4.氣動執(zhí)行器的氣開式調(diào)節(jié)閥是指當信號壓力增大時，閥門開度增大。（）答案：√解析：氣開式調(diào)節(jié)閥的工作原理是當信號壓力增大時，閥門開度增大；氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥則相反。5.在PID控制器中，比例作用可以加快系統(tǒng)的響應速度，但會產(chǎn)生余差。（）答案：√解析：比例作用可以根據(jù)誤差的大小成比例地輸出控制信號，加快系統(tǒng)的響應速度，但不能消除余差。6.集散控制系統(tǒng)（DCS）是一種集中式控制系統(tǒng)。（）答案：×解析：集散控制系統(tǒng)（DCS）是一種分布式控制系統(tǒng)，采用分散控制、集中管理的方式。7.可編程邏輯控制器（PLC）的輸入輸出模塊只能處理數(shù)字信號。（）答案：×解析：PLC的輸入輸出模塊有數(shù)字量模塊和模擬量模塊，分別用于處理數(shù)字信號和模擬信號。8.儀表的精度等級越高，其測量誤差越小。（）答案：√解析：精度等級是根據(jù)引用誤差劃分的，精度等級越高，允許的引用誤差越小，測量誤差也就越小。9.模擬信號可以直接被計算機處理。（）答案：×解析：模擬信號是連續(xù)變化的信號，計算機只能處理數(shù)字信號，因此模擬信號需要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后才能被計算機處理。10.控制系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標中，余差越小，系統(tǒng)的控制精度越高。（）答案：√解析：余差是指過渡過程結(jié)束后，被控變量與設定值之間的差值，余差越小，說明系統(tǒng)的控制精度越高。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述熱電偶溫度計的工作原理和使用注意事項。答：工作原理：熱電偶溫度計是基于熱電效應工作的。兩種不同材料的導體組成閉合回路，當兩端溫度不同時，回路中會產(chǎn)生熱電勢。熱電勢的大小與熱電偶的材料和兩端的溫度差有關(guān)，通過測量熱電勢就可以得到被測溫度。使用注意事項：（1）熱電偶的材料要與被測溫度范圍相適應，不同的熱電偶材料有不同的測溫范圍。（2）熱電偶的冷端溫度要進行補償，因為熱電勢與冷端溫度有關(guān)，如果冷端溫度不穩(wěn)定，會影響測量結(jié)果。常用的冷端溫度補償方法有冰點法、補償電橋法等。（3）熱電偶的安裝要正確，要保證熱電偶與被測對象充分接觸，以減小測量誤差。（4）要注意熱電偶的保護套管的選擇，保護套管要具有良好的耐高溫、耐腐蝕等性能，以保證熱電偶的使用壽命。2.簡述氣動執(zhí)行器的組成和工作原理。答：組成：氣動執(zhí)行器由執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)機構(gòu)兩部分組成。執(zhí)行機構(gòu)是將氣信號轉(zhuǎn)換為機械位移的裝置，常見的有薄膜式和活塞式；調(diào)節(jié)機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥，用于改變流體的流量。工作原理：當控制器輸出的氣信號輸入到執(zhí)行機構(gòu)時，執(zhí)行機構(gòu)根據(jù)氣信號的大小產(chǎn)生相應的機械位移。對于氣開式調(diào)節(jié)閥，當氣信號增大時，執(zhí)行機構(gòu)的推桿向下移動，調(diào)節(jié)閥的開度增大，流體流量增大；對于氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥，當氣信號增大時，執(zhí)行機構(gòu)的推桿向上移動，調(diào)節(jié)閥的開度減小，流體流量減小。通過改變氣信號的大小，就可以實現(xiàn)對流體流量的控制。3.簡述PID控制器的三個參數(shù)（比例系數(shù)、積分時間、微分時間）對控制系統(tǒng)性能的影響。答：（1）比例系數(shù)（Kp）：比例作用是根據(jù)誤差的大小成比例地輸出控制信號。比例系數(shù)越大，系統(tǒng)的響應速度越快，對誤差的糾正能力越強，但可能會導致系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，產(chǎn)生較大的超調(diào)量，甚至使系統(tǒng)不穩(wěn)定。比例系數(shù)越小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性越好，但響應速度會變慢，可能會產(chǎn)生較大的余差。（2）積分時間（Ti）：積分作用是對誤差進行積分，以消除余差。積分時間越短，積分作用越強，消除余差的速度越快，但可能會導致系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，產(chǎn)生較大的超調(diào)量。積分時間越長，積分作用越弱，消除余差的速度越慢，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性會更好。（3）微分時間（Td）：微分作用是根據(jù)誤差的變化率來提前動作，以加快系統(tǒng)的響應速度，減小超調(diào)量。微分時間越長，微分作用越強，對誤差變化的反應越敏感，能更好地抑制超調(diào)，但如果微分時間過長，會使系統(tǒng)對噪聲過于敏感，導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。微分時間越短，微分作用越弱，對系統(tǒng)動態(tài)性能的改善效果不明顯。四、計算題（10分）已知某壓力傳感器的量程為0-10MPa，精度等級為0.5級，當測量值為5MPa時，求該傳感器的最大絕對誤差和相對誤差。解：（1）首先求允許誤差根據(jù)精度等級的定義，允