2025年大學大二（化學工程）化工儀表及自動化綜合測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，共40分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.以下哪種儀表不屬于化工生產中常用的溫度測量儀表？A.熱電偶溫度計B.熱電阻溫度計C.壓力式溫度計D.超聲波液位計2.關于調節(jié)閥的流量系數(shù)，下列說法正確的是？A.流量系數(shù)越大，調節(jié)閥的流量調節(jié)能力越強B.流量系數(shù)只與調節(jié)閥的結構有關C.流量系數(shù)與流體的性質無關D.流量系數(shù)在調節(jié)閥運行過程中不會改變3.化工自動化控制系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)對被控變量進行自動控制的核心部分是？A.檢測元件B.控制器C.執(zhí)行器D.被控對象4.以下哪種控制規(guī)律能有效消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差？A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制5.熱電阻溫度計是利用金屬導體的什么特性來測量溫度的？A.熱電效應B.熱阻效應C.光電效應D.霍爾效應6.在化工生產中，測量腐蝕性液體的壓力時，應選用哪種壓力表？A.彈簧管壓力表B.膜片式壓力表C.活塞式壓力表D.電接點壓力表7.以下哪種傳感器不屬于物位測量傳感器？A.超聲波傳感器B.電容式傳感器C.應變片傳感器D.浮球式傳感器8.對于一個簡單的液位控制系統(tǒng)，被控變量是？A.液位高度B.進水流量C.出水流量D.水泵轉速9.自動控制系統(tǒng)中，反饋信號與給定信號比較后產生的偏差信號用于？A.驅動執(zhí)行器動作B.顯示系統(tǒng)狀態(tài)C.記錄控制過程D.調整檢測元件10.以下哪種閥門類型適用于切斷和調節(jié)流體流量？A.閘閥B.球閥C.截止閥D.蝶閥11.化工儀表的精度等級是根據(jù)儀表的什么來劃分的？A.測量范圍B.最大誤差C.最小誤差D.平均誤差12.在PID控制中，積分作用的主要目的是？A.加快系統(tǒng)響應速度B.消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差C.提高系統(tǒng)穩(wěn)定性D.抑制系統(tǒng)噪聲干擾13.測量氣體流量時，常用的流量計是？A.孔板流量計B.電磁流量計C.橢圓齒輪流量計D.渦輪流量計14.以下哪種自動化控制方式不屬于閉環(huán)控制？A.定值控制B.程序控制C.隨動控制D.前饋控制15.熱電偶產生熱電勢的條件是？A.兩熱電極材料相同，兩端溫度相同B.兩熱電極材料相同，兩端溫度不同C.兩熱電極材料不同，兩端溫度相同D.兩熱電極材料不同，兩端溫度不同16.化工自動化系統(tǒng)中，用于將工藝參數(shù)轉換為標準信號的裝置是？A.變送器B.傳感器C.轉換器D.調節(jié)器17.以下哪種控制規(guī)律能使系統(tǒng)快速響應給定值的變化，但可能會引起較大的超調量？A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制18.測量高粘度液體的流量時，宜選用哪種流量計？A.轉子流量計B.容積式流量計C.渦街流量計D.質量流量計19.自動控制系統(tǒng)的過渡過程中，被控變量在設定值附近來回波動，且波動幅度逐漸減小的過程稱為？A.衰減振蕩過程B.等幅振蕩過程C.發(fā)散振蕩過程D.非周期衰減過程20.以下哪種儀表可用于測量兩點之間的壓差？A.單法蘭液位計B.雙法蘭液位計C.差壓變送器D.壓力變送器第II卷（非選擇題共60分）二、填空題（共10分）答題要求：本大題共5小題，每空2分，共10分。請將正確答案填寫在相應的橫線上。1.化工自動化儀表按功能可分為檢測儀表、______、顯示儀表、______和執(zhí)行器等。2.熱電偶的熱電勢由______電勢和______電勢組成。3.調節(jié)閥的流量特性主要有______特性、______特性、拋物線特性和快開特性等。4.自動控制系統(tǒng)的性能指標主要有______、______、超調量、調節(jié)時間等。5.常見的物位測量方法有______測量法、______測量法、電磁測量法等。三、簡答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每題5分，共20分。請簡要回答問題。1.簡述化工自動化的意義。2.說明熱電阻溫度計的工作原理。3.什么是調節(jié)閥的理想流量特性？常見的理想流量特性有哪些？4.簡述PID控制中比例、積分、微分控制作用的特點。四、綜合分析題（共15分）材料：某化工生產過程中，需要對反應釜內的溫度進行精確控制。已知反應釜內的溫度范圍為0-200℃，要求控制精度達到±1℃?，F(xiàn)采用熱電偶溫度計作為溫度檢測元件，通過PID控制器進行控制，執(zhí)行器為電動調節(jié)閥。答題要求：根據(jù)上述材料，回答以下問題。每小題5分，共15分。1.分析熱電偶溫度計的選型依據(jù)。2.說明PID控制器如何實現(xiàn)對反應釜溫度的精確控制。3.若反應釜溫度出現(xiàn)超調現(xiàn)象，應如何調整PID控制器的參數(shù)？五、設計題（共15分）材料：某化工車間有一個儲液罐，需要設計一個液位控制系統(tǒng)，確保罐內液位保持在一定范圍內。已知儲液罐的液位變化范圍為0-5m，要求液位控制精度為±0.05m。答題要求：請設計一個簡單的液位控制系統(tǒng)，包括檢測元件、控制器、執(zhí)行器等部分，并說明各部分的作用和選型依據(jù)。（15分）答案：一、1.D2.A3.B4.B5.B6.B7.C8.A9.A10.C11.B12.B13.A14.D15.D16.A17.A18.B19.A20.C二、1.控制儀表；調節(jié)儀表2.溫差；接觸3.直線；等百分比4.穩(wěn)定性；準確性5.直讀式；浮力式三、1.提高生產效率、保證產品質量、降低生產成本、確保生產安全等。2.利用金屬導體的電阻隨溫度變化而變化的特性，通過測量電阻來確定溫度。3.調節(jié)閥在前后壓差固定的情況下的流量特性。常見的有直線、等百分比、拋物線、快開特性。4.比例控制作用快速響應偏差，積分控制作用消除穩(wěn)態(tài)誤差，微分控制作用抑制偏差變化。四、1.根據(jù)溫度范圍和精度要求選擇合適型號的熱電偶，確保能準確測量反應釜內溫度。2.PID控制器根據(jù)熱電偶檢測到的溫度與設定值的偏差，調整輸出信號，控制電動調節(jié)閥開度，從而精確控制反應釜溫度。3.適當減小比例系數(shù)，增大積分時間常數(shù)，