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化工及仪表自动化

化工及仪表自动化. 习题辅导. 第一章 自动控制系统概述. Ch1 ：填空题. 1 、 DDZ-Ⅱ 型仪表现场传输信号为 0 ～ 10 mA ， DDZ-Ⅲ 型控制仪表现场传输信号为 。 答： 4 ～ 20 mA. 2 、气动执行器的标准输入信号范围是 。. 答： 0.02~0.1MPa. 3 、控制系统方框图中对象 ( 过程 ) 的 是被控变量。. 答：输出. 4 、衰减比是描述控制系统过渡过程 的指标，一般希望其数值在 4:1 ～ 10:1 之间。. 答：稳定程度. 还有其他的参数反映其他的性能指标. Ch1 ：选择题.

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  1. 化工及仪表自动化 习题辅导 Page 1 of 83

  2. 第一章 自动控制系统概述 Page 2 of 83

  3. Ch1：填空题 1、DDZ-Ⅱ型仪表现场传输信号为0～10mA，DDZ-Ⅲ型控制仪表现场传输信号为 。 答：4～20mA 2、气动执行器的标准输入信号范围是。 答：0.02~0.1MPa Page 3 of 83

  4. 3、控制系统方框图中对象(过程)的是被控变量。3、控制系统方框图中对象(过程)的是被控变量。 答：输出 Page 4 of 83

  5. 4、衰减比是描述控制系统过渡过程的指标，一般希望其数值在4:1～10:1之间。 答：稳定程度 还有其他的参数反映其他的性能指标 Page 5 of 83

  6. Ch1：选择题 1、一般认为经过（）时间，动态过程就基本结束。其中T是过程时间常数。 A、3T B、T C、5T D、10T 答：A Page 6 of 83

  7. 2、某换热器的温度控制系统（设定值是 30 ℃ ）在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图6所示。则该系统的余差、衰减比、最大偏差是（）。 A、5、3; 1、40 B、5、3; 1、45 C、5、2.5; 1、45、 D、5、4; 1、45 答：B Page 7 of 83

  8. 3、多数情况下，人们希望自动控制系统在干扰作用下能够得到（）型的过渡过程。3、多数情况下，人们希望自动控制系统在干扰作用下能够得到（）型的过渡过程。 A、衰减振荡 B、非周期振荡 C、等幅振荡 D、发散振荡 答：A Page 8 of 83

  9. 4、（）存在纯滞后，通常不影响控制质量。 A、调节通道 B、测量元件 C、变送器 D、干扰通道 答：D Page 9 of 83

  10. 5、某加热炉温度控制系统如下图所示，则该系统的操纵变量是（），被控变量是（）5、某加热炉温度控制系统如下图所示，则该系统的操纵变量是（），被控变量是（） A、原料油流量 原料油出口温度 B、原料油流量 燃料量 C、燃料量 原料油出口温度、 D、燃料量原料油流量 答：C Page 10 of 83

  11. Ch1：判断改错题 1、时间常数越小，表示对象受到干扰作用后，到达新稳态值所需的时间越长。 答：错误。应该是：时间常数越小，表示对象受到干扰作用后，到达新稳态值所需的时间越短。 Page 11 of 83

  12. 2、控制系统中，引起被控变量偏离设定值的主要原因是设定值的变化。 答：错误，应该是： 设定值的变化和干扰 3、控制系统方框图中，方框的输出可以影响输入。 答：错误，输出不能影响输入。 Page 12 of 83

  13. Ch2：填空题 1、过程特性是指被控过程的发生变化时，其输出变量随时间变化的规律。 答：输入变量 Page 13 of 83

  14. 2、有一个水箱，进水阀门开度可变，而出水阀门开度固定，在液位稳定时，若进水阀开度有一定增加，进水流量增大时。则此过程的特性是。2、有一个水箱，进水阀门开度可变，而出水阀门开度固定，在液位稳定时，若进水阀开度有一定增加，进水流量增大时。则此过程的特性是。 答：自衡的非振荡过程 Page 14 of 83

  15. 3、一阶过程特性通常可以用参数描述。 答：K、T、 4、工程上测定过程特性的主要方法有、、。 答：阶跃扰动法、矩形脉冲扰动法、周期扰动法 Page 15 of 83

  16. 5、由于物料或能量的传递需要通过一定的阻力导致的滞后称为。5、由于物料或能量的传递需要通过一定的阻力导致的滞后称为。 答：容量滞后 Page 16 of 83

  17. 1、 是反映对象（）的参数。 A、放大能力 B、动态特性 C、静态特性 D、抗干扰能力 答：B Page 17 of 83

  18. 2、控制系统中，引起被控变量偏离设定值的主要原因是设定值的变化。 答：错误，应该是： 设定值的变化和干扰 3、控制系统方框图中，方框的输出可以影响输入。 答：错误，输出不能影响输入。 Page 18 of 83

  19. Ch2：判断题 1、若扰动通道时间常数变大，则会使该过程更难控制。 答：错误，这种过程会比较容易控制 2、纯滞后存在于扰动通道也会对控制品质产生影响。 答：错误，不影响。 Page 19 of 83

  20. Ch3：填空题 1、一台测温仪表，其测温范围为0～300 ℃，已知其最大绝对误差为±2℃，则其精度等级为。 答：相对百分误差 因此，其精度等级为1.0级。 Page 20 of 83

  21. 2、有一台测压仪表，其标尺范围为0～400 KPa，要求测量时最大绝对误差不超过5 KPa ，则应该选择精度等级为的仪表才能满足要求。 答：相对百分误差 所以应该选择1.0级的仪表 Page 21 of 83

  22. 校验仪表时确定仪表的精度等级，与根据工艺要求来选择仪表的精度等级是不一样的。校验仪表时确定仪表的精度等级，与根据工艺要求来选择仪表的精度等级是不一样的。 • 根据校验数据确定仪表精度时，仪表的允许误差应该比仪表校验所得的相对误差最大值要大或相等 • 根据工艺要求选择仪表精度时，仪表允许误差应该小于或等于根据工艺要求计算出的相对误差的最大值。 Page 22 of 83

  23. 3、某化学反应器的表压为0.15MPa，则其绝对压力近似为3、某化学反应器的表压为0.15MPa，则其绝对压力近似为 答： 0.25MPa 表压＝绝对压力－大气压力 大气压力＝ 0.1MPa 需要了解几种常用的压力单位及其相互转换 Page 23 of 83

  24. 4、弹性式压力仪表是根据弹性元件的和所受压力成正比的原理工作的。 答：位移 Page 24 of 83

  25. 5、常用于温度检测的金属热电阻有和。 答：铂电阻、铜电阻 大家还要了解热电阻的分度号，如Pt10、Pt100，Cu50、 Cu100及其含义。 6、热电偶是基于原理工作的。 答：热电效应 Page 25 of 83

  26. 7、差压式液位计和超声波液位计中， 是接触式测量， 是非接触式测量。 答：差压；超声波 8、超声波液位计用于液位测量时，通常要进行补偿，以提高测量精度。 答：温度 Page 26 of 83

  27. 9、体积流量的单位是，质量流量的单位是。 答： ； 10、节流式流量计是实质是通过测量节流元件前后的而得到流量的体积流量的。 答：差压 Page 27 of 83

  28. 11、转子流量计是基于原理而工作的。 答：力平衡原理 12、电磁流量计是基于原理而工作的，它不受流体的、、、等影响。 答：电磁感应定律 密度、压力、温度 Page 28 of 83

  29. 13、测量流体质量流量的仪表主要有。 答：科里奥利质量流量计 量热式质量流量计 14、流量计的量程比是指。 答：流量计所能测量的最大流量与最小流量比值 Page 29 of 83

  30. Ch3：选择题 1、电接点压力表属于（）压力表。 A、液柱式　 B、弹性式　　 C、电气式 D、活塞式 答：B Page 30 of 83

  31. 2、关于用热电偶与补偿导线配接进行温度测量时，以下说法不正确的是（）2、关于用热电偶与补偿导线配接进行温度测量时，以下说法不正确的是（） A、热电偶与补偿导线应该配接 B、补偿导线也有极性 C、采用了补偿导线后可以不进行冷端温度 补偿 D、在一定温度范围内，热电偶与补偿导线 有近似相同的热电特性 答：C Page 31 of 83

  32. 4、镍铬－镍硅热电偶的分度号是（）。 A、E B、S C、K D、B 答：C Page 32 of 83

  33. 5、采用DDZ-Ⅲ差压变送器测量敞口容器的液位，若被测液位在测量下限时所对应差压为负数，则通过（）操作，可以使得仪表的输出在测量下限时仍然为4mA。5、采用DDZ-Ⅲ差压变送器测量敞口容器的液位，若被测液位在测量下限时所对应差压为负数，则通过（）操作，可以使得仪表的输出在测量下限时仍然为4mA。 A、负迁移 B、正迁移 C、无迁移 D、无法确定 答：A Page 33 of 83

  34. 6、下列流量计中不属于速度型流量计的有（）6、下列流量计中不属于速度型流量计的有（） A、电磁流量计 B、椭圆齿轮流量计 C、涡轮流量计 D、转子流量计 答：B Page 34 of 83

  35. Ch3：判断改错题 1、两只压力表的绝对误差相等，标尺范围较小的表精度高。 答：错误，应该是：两只压力表的绝对误差相等，标尺范围较小的表精度低。 或改成，两只压力表的绝对误差相等，标尺范围较大的表精度高。 Page 35 of 83

  36. 5、电容式物位仪表可以测量液位、料位。 答：正确 Page 36 of 83

  37. 6、差压式液位计进行液位检测时不受介质密度的影响。6、差压式液位计进行液位检测时不受介质密度的影响。 答：错误。受介质密度影响。 Page 37 of 83

  38. 7、在管道上安装孔板时，如果方向安装反了会造成差压计指示值变大。7、在管道上安装孔板时，如果方向安装反了会造成差压计指示值变大。 答：错误。在管道上安装孔板时，如果方向安装反了会造成差压计指示值变小 。 Page 38 of 83

  39. 8、超声波流量检测属于接触式检测方法。 答：错误，应该是：超声波流量检测属于非接触式检测方法 。 Page 39 of 83

  40. 10、变送器若只进行量程迁移，其输入－输出特性曲线的斜率要变化。10、变送器若只进行量程迁移，其输入－输出特性曲线的斜率要变化。 答：错误，应该是：斜率不变化。 Page 40 of 83

  41. Ch3：简答题 • 2、分析如图所示的用不平衡电桥进行热电偶冷端温度补偿方法的原理。 Page 41 of 83

  42. 答：热电偶测温时要保持冷端温度恒定。采用不平衡电桥可以对热电偶冷端温度的变化进行补偿，其原理是：将热电偶与不平衡电桥串连，两者输出之和进入显示仪表。而不平衡电桥的一个桥路选择热电阻，其它3个桥臂阻值恒定。测温时，将热电阻与热电偶的冷端置于同样的温度环境下。在某设计的冷端温度下，电桥平衡，输出为0。答：热电偶测温时要保持冷端温度恒定。采用不平衡电桥可以对热电偶冷端温度的变化进行补偿，其原理是：将热电偶与不平衡电桥串连，两者输出之和进入显示仪表。而不平衡电桥的一个桥路选择热电阻，其它3个桥臂阻值恒定。测温时，将热电阻与热电偶的冷端置于同样的温度环境下。在某设计的冷端温度下，电桥平衡，输出为0。 Page 42 of 83

  43. 当冷端温度升高时，热电偶的输出减小，但热电阻的阻值随着温度的升高而增加，从而引起电桥输出增加。通过合理选择桥路参数，可以在一定冷端温度变化范围内，使得热电偶输出电势减小的数值与不平衡电桥输出相等，从而实现冷端温度补偿。冷端温度减小时，同样也能实现冷端温度补偿。 Page 43 of 83

  44. Ch3：分析计算题 1、用单法兰液位计测量开口容器内液位，如下图所示，其最低液位和最高液位到仪表的距离分别为。 ， 当地重力加速度为 , , 求差压变送器的量程和迁移量。 Page 44 of 83

  45. 差压式物位检测示意图 Page 45 of 83

  46. 解：（1） 当 时， 因此，可以选择量程为20KPa的差压变送器 （2） 当 时， 因此，需要进行正迁移，迁移量为9604Pa Page 46 of 83

  47. 不同零点迁移情况下的特性曲线 Page 47 of 83

  48. Ch4－5：填空题 1、自动电子平衡电桥在使用中若热电阻烧断时，指针会向标尺移动。 答：终端 Page 48 of 83

  49. 2、热电阻常和电子平衡电桥配接， 进行的测量和显示。 答：温度 热电偶与自动平衡电桥配接，可以实现温度的测量。 Page 49 of 83

  50. Ch4－5：判断题 1、热磁式仪表进行氧气含量分析时，气体温度增加，磁化率也上升。 答：错误，应该是：气体温度增加，磁化率下降。 Page 50 of 83

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