2025年大學(xué)大二（化學(xué)工程）化工儀表及自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)綜合測(cè)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）（總共8題，每題5分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)）1.在化工儀表及自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)中，用于測(cè)量壓力的儀表是（）A.溫度計(jì)B.流量計(jì)C.壓力表D.液位計(jì)2.自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，能夠根據(jù)偏差自動(dòng)調(diào)整控制變量的是（）A.控制器B.傳感器C.執(zhí)行器D.被控對(duì)象3.以下哪種傳感器常用于測(cè)量溫度（）A.壓力傳感器B.熱電阻傳感器C.電容傳感器D.電感傳感器4.在化工實(shí)驗(yàn)中，PID控制器的三個(gè)參數(shù)分別是（）A.比例、積分、微分B.比例、增益、微分C.積分、增益、微分D.比例、積分、增益5.用于顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的儀表是（）A.記錄儀B.控制器C.傳感器D.變送器6.自動(dòng)化系統(tǒng)中，將被控變量與設(shè)定值進(jìn)行比較并產(chǎn)生偏差信號(hào)的環(huán)節(jié)是（）A.控制器B.比較器C.傳感器D.執(zhí)行器7.以下哪種儀表可用于測(cè)量流量（）A.液位計(jì)B.流量計(jì)C.壓力表D.溫度計(jì)8.在化工儀表及自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)閥屬于（）A.傳感器B.控制器C.執(zhí)行器D.被控對(duì)象第II卷（非選擇題共60分）9.（10分）簡(jiǎn)述化工儀表及自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)中常用的三種傳感器及其工作原理。10.（15分）在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，畫(huà)出簡(jiǎn)單的PID控制系統(tǒng)框圖，并說(shuō)明各部分的作用。11.（15分）某化工實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要控制反應(yīng)釜內(nèi)的溫度，已知溫度范圍為20℃-100℃，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度控制系統(tǒng)，說(shuō)明所選用的儀表及控制策略。12.（10分）閱讀以下材料：在一個(gè)化工生產(chǎn)流程中，對(duì)某一反應(yīng)釜內(nèi)的壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。反應(yīng)釜內(nèi)壓力過(guò)高會(huì)導(dǎo)致安全事故，過(guò)低則會(huì)影響反應(yīng)效率。現(xiàn)有壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量壓力值，并將信號(hào)傳輸給控制器。控制器根據(jù)設(shè)定的壓力值與測(cè)量值進(jìn)行比較，當(dāng)壓力超出設(shè)定范圍時(shí)，通過(guò)執(zhí)行器調(diào)節(jié)反應(yīng)釜的進(jìn)料量來(lái)控制壓力。請(qǐng)回答：該控制系統(tǒng)中的被控對(duì)象、被控變量、控制器、執(zhí)行器分別是什么？13.（20分）材料：在化工儀表及自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)中，我們對(duì)某一化工過(guò)程的流量進(jìn)行測(cè)量和控制。流量測(cè)量采用電磁流量計(jì)，通過(guò)檢測(cè)流體在磁場(chǎng)中流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)來(lái)計(jì)算流量。流量控制系統(tǒng)中，設(shè)定流量值為50m3/h，電磁流量計(jì)將測(cè)量的流量信號(hào)傳輸給控制器。控制器根據(jù)偏差調(diào)整調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，以維持流量穩(wěn)定。當(dāng)實(shí)際流量為45m3/h時(shí)，分析控制器應(yīng)如何調(diào)整調(diào)節(jié)閥開(kāi)度。答案：1.C2.A3.B4.A5.A6.B7.B8.C9.熱電阻傳感器：利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性來(lái)測(cè)量溫度；熱電偶傳感器：基于熱電效應(yīng)，兩種不同導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端溫度不同時(shí)產(chǎn)生熱電勢(shì)來(lái)測(cè)量溫度；壓力傳感器：利用壓力作用使彈性元件變形，通過(guò)測(cè)量變形量來(lái)測(cè)量壓力。10.框圖：設(shè)定值、比較器、控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象。設(shè)定值是期望的被控變量值；比較器將測(cè)量值與設(shè)定值比較產(chǎn)生偏差；控制器根據(jù)偏差進(jìn)行控制運(yùn)算；執(zhí)行器根據(jù)控制信號(hào)改變控制變量；被控對(duì)象是被控制的生產(chǎn)過(guò)程。11.選用熱電阻溫度計(jì)測(cè)量溫度，溫度變送器將信號(hào)傳輸給控制器。采用PID控制策略，根據(jù)溫度偏差調(diào)整加熱或冷卻裝置的功率。當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，增大加熱功率；高于設(shè)定值時(shí)，減小加熱功率。12.被控對(duì)象：反應(yīng)釜；被控變量：反應(yīng)釜內(nèi)壓力；控制器：根據(jù)壓力偏差進(jìn)行控