2025年高职应用化工技术（化工仪表及自动化）试题及答案.doc

2025年高职应用化工技术（化工仪表及自动化）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷
（总共10题，每题3分，每题只有一个选项符合题意）
1. 化工仪表中，能够将被测压力转换为电量输出的是（ ）
A. 弹簧管压力计
B. 电容式压力传感器
C. 液柱式压力计
D. 活塞式压力计
2. 在自动化控制系统中，被控变量的设定值随时间任意变化的控制系统是（ ）
A. 定值控制系统
B. 随动控制系统
C. 程序控制系统
D. 开环控制系统
3. 以下哪种流量计的工作原理是基于流体振动现象（ ）
A. 电磁流量计
B. 涡街流量计
C. 超声波流量计
D. 质量流量计
4. 热电偶温度计的工作原理是基于（ ）
A. 热电效应
B. 热阻效应
C. 热磁效应
D. 热压效应
5. 自动控制系统中，控制器的输出信号与输入偏差信号之间的关系称为（ ）
A. 控制规律
B. 反馈规律
C. 测量规律
D. 调节规律
6. 气动执行器的主要组成部分不包括（ ）
A. 执行机构
B. 控制机构
C. 调节机构
D. 阀门定位器
7. 化工生产过程中，用于测量流量的仪表是（ ）
A. 液位计
B. 温度计
C. 流量计
D. 压力计
8. 能够实现信号远距离传输的仪表是（ ）
A. 智能仪表
B. 电动仪表
C. 气动仪表
D. 液动仪表
9. 在控制系统中，干扰作用是（ ）
A. 使被控变量偏离给定值的因素
B. 使控制器输出信号变化的因素
C. 使执行器动作的因素
D. 使测量元件工作的因素
10. 以下哪种控制规律能有效消除余差（ ）
A. P控制
B. PI控制
C. PD控制
D. PID控制

第 II 卷
1. 填空题（总共5题，每题4分）
（1）化工仪表按功能可分为检测仪表、______仪表、显示仪表、调节仪表和执行器等。
（2）热电偶的热电势大小与______和______有关。
（3）自动控制系统的基本组成包括被控对象、测量元件与变送器、______、执行器。
（4）流量测量的方法主要有容积法、速度法、______法。
（5）气动执行器的气源压力一般为______MPa。
2. 简答题（总共3题，每题10分）
（1）简述化工仪表及自动化在化工生产中的重要性。
（2）说明PID控制中P、I、D控制规律的作用。
（3）简述电磁流量计的工作原理及特点。
3. 计算题（总共2题，每题10分）
（1）某热电偶在冷端温度为20℃时，测得热电势为20mV，求热端温度。已知该热电偶的分度表在冷端温度为0℃时，热电势为20mV时对应的热端温度为500℃，且每升高1℃热电势增加0.04mV。
（2）某控制系统采用PI控制，比例度为50%，积分时间为2min，当输入偏差为5时，求控制器的输出变化量。
4. 案例分析题（总共1题，20分）
在某化工生产过程中，需要对反应釜内的温度进行精确控制。采用了温度控制系统，该系统由热电偶温度计作为测量元件，温度控制器，电动调节阀作为执行器组成。在运行过程中，发现反应釜内温度波动较大，超出了工艺要求范围。请分析可能导致温度波动大的原因，并提出相应的解决措施。
5. 设计题（总共1题，20分）
设计一个简单的液位控制系统来保持水箱液位恒定。要求说明系统的组成部分、工作原理，并画出控制系统的方框图。

答案：
第 I 卷
1. B
2. B
3. B
4. A
5. A
6. D
7. C
8. B
9. A
10. D

第 II 卷
1. （1）控制
（2）热电偶材料、两端温度差
（3）控制器
（4）质量
（5）0.14-0.16
2. （1）化工仪表及自动化能实时监测生产过程参数，保证生产安全稳定运行；提高产品质量和生产效率；实现生产过程的优化控制，降低成本等。
（2）P控制能快速响应偏差，使系统有较强的克服干扰能力；I控制能消除余差；D控制能改善系统的动态性能，加快系统的响应速度。
（3）电磁流量计基于电磁感应原理工作，当导电液体在磁场中流动时会产生感应电动势，其大小与流速成正比。特点有测量精度高、量程范围大、反应迅速、不受流体密度等影响等。
3. （1）热端温度升高的度数为(20-20)/0.04 = 0℃，所以热端温度为500℃。
（2）比例作用输出变化量为5×2 = 10，积分作用输出变化量为5×(1/2)×2 = 5，控制器输出变化量为10+5 = 15。
4. 可能原因：热电偶损坏或性能下降；温度控制器参数设置不合理；电动调节阀故障或开度控制不准确；外界干扰影响。解决措施检查热电偶并更换；重新调整控制器参数；检修电动调节阀；排查外界干扰源并采取屏蔽等措施。
5. 系统组成：水箱、液位传感器、液位控制器、气动调节阀。工作原理：液位传感器检测水箱液位并将信号传至液位控制器，控制器与设定值比较后输出控制信号，控制气动调节阀开度，从而保持液位恒定。方框图：液位传感器→液位控制器→气动调节阀→水箱（被控对象），反馈信号从水箱至液位传感器。