2025年高職應(yīng)用化工技術(shù)（化工儀表及自動(dòng)化）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分)1.化工儀表及自動(dòng)化中，能夠?qū)毫π盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的儀表是（）A.熱電阻溫度計(jì)B.電容式壓力變送器C.電磁流量計(jì)D.熱電偶溫度計(jì)2.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控變量的設(shè)定值隨時(shí)間任意變化的控制系統(tǒng)是（）A.定值控制系統(tǒng)B.隨動(dòng)控制系統(tǒng)C.程序控制系統(tǒng)D.均勻控制系統(tǒng)3.以下哪種控制器的控制作用是根據(jù)偏差的大小和方向進(jìn)行控制的（）A.P控制器B.PI控制器C.PD控制器D.PID控制器4.化工生產(chǎn)中，用于測(cè)量流量的儀表，其輸出信號(hào)通常為（）A.電流信號(hào)B.電壓信號(hào)C.頻率信號(hào)D.以上都有可能5.熱電偶溫度計(jì)利用的是（）A.熱電效應(yīng)B.熱阻效應(yīng)C.光電效應(yīng)D.壓電效應(yīng)6.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，執(zhí)行器的作用是（）A.檢測(cè)被控變量B.比較設(shè)定值與測(cè)量值C.接受控制器輸出信號(hào)，改變操縱變量D.實(shí)現(xiàn)控制規(guī)律7.以下哪種儀表屬于物位測(cè)量?jī)x表（）A.差壓式液位計(jì)B.電磁流量計(jì)C.熱電阻溫度計(jì)D.壓力變送器8.在控制系統(tǒng)中，比例度越大，系統(tǒng)的（）A.穩(wěn)定性越好B.控制作用越強(qiáng)C.響應(yīng)速度越快D.余差越小9.化工生產(chǎn)中，需要對(duì)溫度進(jìn)行精確控制時(shí)，常采用的控制規(guī)律是（）A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制10.流量測(cè)量中，轉(zhuǎn)子流量計(jì)屬于（）A.容積式流量計(jì)B.速度式流量計(jì)C.質(zhì)量流量計(jì)D.差壓式流量計(jì)11.自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)中，反映系統(tǒng)快速性的是（）A.穩(wěn)定性B.準(zhǔn)確性C.響應(yīng)速度D.最大偏差12.熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償方法中，常用的是（）A.補(bǔ)償導(dǎo)線法B.計(jì)算修正法C.儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法D.以上都是13.化工儀表的精度等級(jí)是根據(jù)儀表的（）來(lái)劃分的。A.最大絕對(duì)誤差B.相對(duì)百分誤差C.引用誤差D.基本誤差14.在PID控制器中，積分作用主要用于消除（）A.系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差B.系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差C.系統(tǒng)的干擾D.系統(tǒng)的振蕩15.以下哪種傳感器可用于檢測(cè)氣體濃度（）A.溫度傳感器B.壓力傳感器C.氣體傳感器D.流量傳感器16.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象是指（）A.控制器B.執(zhí)行器C.生產(chǎn)過(guò)程中需要控制的工藝設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程D.測(cè)量變送裝置17.化工生產(chǎn)中，對(duì)壓力測(cè)量要求較高時(shí)，常采用的壓力計(jì)是（）A.彈簧管壓力計(jì)B.活塞式壓力計(jì)C.電接點(diǎn)壓力表D.壓力傳感器18.控制系統(tǒng)中，反饋信號(hào)是指（）A.從被控對(duì)象輸出端取出并送回到輸入端的信號(hào)B.控制器的輸出信號(hào)C.給定值D.干擾信號(hào)19.熱電阻溫度計(jì)的測(cè)量原理是基于（）A.電阻隨溫度變化B.電壓隨溫度變化C.電流隨溫度變化D.電容隨溫度變化20.在化工儀表及自動(dòng)化中，智能儀表的特點(diǎn)不包括（）A.具有自動(dòng)補(bǔ)償功能B.可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控C.精度較低D.具備自診斷功能第II卷（非選擇題，共60分）21.填空題（每題2分，共10分）（1）化工儀表按其功能可分為檢測(cè)儀表、______、執(zhí)行器等。（2）自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成包括被控對(duì)象、測(cè)量變送裝置、______、執(zhí)行器。（3）熱電偶的熱電勢(shì)大小與______和______有關(guān)。（4）流量測(cè)量的方法主要有容積法、速度法、______等。（5）在控制系統(tǒng)中，比例控制作用的表達(dá)式為_(kāi)_____。22.簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）（w1）簡(jiǎn)述自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。（w2）說(shuō)明PID控制器中比例、積分、微分控制作用的特點(diǎn)及作用。（w3）化工生產(chǎn)中常用的溫度測(cè)量?jī)x表有哪些？各有什么特點(diǎn)？（w4）簡(jiǎn)述流量測(cè)量?jī)x表的選型原則。23.計(jì)算題（每題10分，共20分）（w1）某溫度控制系統(tǒng)，采用熱電偶測(cè)量溫度，已知熱電偶的熱電勢(shì)E（t,t0）=38.5mV，參考端溫度t0=25℃，查熱電偶分度表得E（25,0）=1.0mV，求被測(cè)溫度t。（w2）某壓力控制系統(tǒng)中，壓力變送器的量程為0-10MPa，輸出信號(hào)為4-20mA，當(dāng)壓力為5MPa時(shí)，求變送器的輸出電流。24.分析題（10分）以下是某化工生產(chǎn)過(guò)程的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)示意圖，請(qǐng)分析該系統(tǒng)的工作原理，并指出被控對(duì)象、被控變量、操縱變量、測(cè)量變送裝置、控制器和執(zhí)行器分別是什么。材料：在一個(gè)化工反應(yīng)釜中，需要對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)行控制。通過(guò)熱電偶測(cè)量反應(yīng)釜內(nèi)的溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送給控制器。控制器根據(jù)設(shè)定的溫度值與測(cè)量值進(jìn)行比較，然后輸出控制信號(hào)給執(zhí)行器。執(zhí)行器通過(guò)調(diào)節(jié)加熱蒸汽的流量來(lái)改變反應(yīng)釜內(nèi)的溫度。25.設(shè)計(jì)題（10分）材料：某化工生產(chǎn)過(guò)程中，需要對(duì)一個(gè)儲(chǔ)液罐的液位進(jìn)行自動(dòng)控制。要求當(dāng)液位低于下限值時(shí)，啟動(dòng)進(jìn)料泵進(jìn)料；當(dāng)液位高于上限值時(shí)，停止進(jìn)料泵進(jìn)料。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的液位控制系統(tǒng)，畫(huà)出控制系統(tǒng)原理圖，并說(shuō)明各組成部分的作用。答案：1.B2.B3.A4.D5.A6.C7.A8.A9.D10.B11.C12.D13.C14.A15.C16.C17.B18.A19.A20.C21.（1）控制儀表（2）控制器（3）熱電偶材料、兩端溫度（4）質(zhì)量法（5）u=Kpe22.（w1）自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理：通過(guò)測(cè)量變送裝置檢測(cè)被控變量，將其反饋到輸入端與給定值比較，產(chǎn)生偏差信號(hào)?？刂破鞲鶕?jù)偏差信號(hào)按控制規(guī)律輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器改變操縱變量，從而使被控變量趨近給定值，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。（w2）比例控制作用特點(diǎn)：反應(yīng)快，能迅速克服干擾影響，使系統(tǒng)輸出快速跟隨輸入變化，但存在余差。作用是按比例減小偏差。積分控制作用特點(diǎn)：能消除余差，但控制作用緩慢。作用是消除穩(wěn)態(tài)誤差。微分控制作用特點(diǎn)：能反映偏差變化趨勢(shì)，提前控制，改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。作用是加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，減小超調(diào)量。（w3）常用溫度測(cè)量?jī)x表有熱電偶溫度計(jì)，特點(diǎn)是測(cè)量范圍廣、精度較高、響應(yīng)速度快；熱電阻溫度計(jì)，測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好；雙金屬溫度計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、讀數(shù)方便；壓力式溫度計(jì)，適用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。（w4）選型原則：根據(jù)工藝要求確定流量測(cè)量范圍；考慮流體性質(zhì)，如腐蝕性、粘性等選擇合適的測(cè)量?jī)x表類型；保證測(cè)量精度滿足生產(chǎn)要求；考慮儀表的可靠性、維護(hù)性和經(jīng)濟(jì)性；根據(jù)安裝環(huán)境選擇合適的安裝方式和結(jié)構(gòu)形式。23.（w1）E（t,0）=E（t,t0）+E（t0,0）=38.5+1.0=39.5mV，查熱電偶分度表得t=950℃。（w2）根據(jù)公式I=4+(20-4)×(P/Pmax)，P=5MPa，Pmax=10MPa，I=4+(20-4)×(5/10)=12mA。24.被控對(duì)象：化工反應(yīng)釜；被控變量：反應(yīng)釜內(nèi)溫度；操縱變量：加熱蒸汽流量；測(cè)量變送裝置：熱電偶及信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置；控制器：實(shí)現(xiàn)控制規(guī)律的裝置；執(zhí)行器：調(diào)節(jié)加熱蒸汽流量的閥門。工作原理：熱電偶測(cè)量反應(yīng)釜溫度并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳至控制器，控制器比較設(shè)定值與測(cè)量值產(chǎn)生偏差信號(hào)，輸出控制信號(hào)使執(zhí)行器調(diào)節(jié)加熱蒸汽流量，從而控制