2025年高职（化工仪表技术）工业仪表自动化试题及答案.doc

2025年高职（化工仪表技术）工业仪表自动化试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 工业自动化仪表按其功能可分为多种类型，以下不属于控制仪表的是（ ）
A. 调节器 B. 执行器 C. 传感器 D. 控制器
2. 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
3. 以下哪种流量计不属于速度式流量计（ ）
A. 涡轮流量计 B. 电磁流量计 C. 涡街流量计 D. 转子流量计
4. 自动化控制系统中，反馈控制的核心是（ ）
A. 给定值 B. 测量值 C. 偏差 D. 控制器输出
5. 气动执行器的信号压力范围一般是（ ）
A. 0.02 - 0.1MPa B. 0.04 - 0.2MPa C. 0.06 - 0.3MPa D. 0.08 - 0.4MPa
6. 数字式显示仪表的核心部件是（ ）
A. 传感器 B. 放大器 C. 微处理器 D. 显示器
7. 以下哪种控制规律能有效消除系统的稳态误差（ ）
A. P控制 B. PI控制 C. PD控制 D. PID控制
8. 工业自动化仪表的精度等级是根据（ ）划分的。
A. 绝对误差 B. 相对误差 C. 引用误差 D. 基本误差
9. 超声波液位计利用超声波在介质中的（ ）来测量液位。
A. 反射 B. 折射 C. 散射 D. 吸收
10. 电动调节阀的输入信号一般为（ ）
A. 0 - 5V B. 0 - 10V C. 4 - 20mA D. 1 - 5V
11. 集散控制系统的英文缩写是（ ）
A. DCS B. PLC C. FCS D. SCADA
12. 热电阻温度计中，常用的热电阻材料是（ ）
A. 铜 B. 铝 C. 铂 D. 铁
13. 以下哪种仪表可用于测量气体的流量、压力和温度（ ）
A. 差压变送器 B. 压力变送器 C. 温度变送器 D. 多功能变送器
14. 自动控制系统中，被控对象是指（ ）
A. 控制器 B. 执行器 C. 生产过程 D. 测量装置
15. 比例控制的特点是（ ）
A. 反应快，控制及时 B. 能消除稳态误差 C. 具有超前控制作用 D. 控制精度高
16. 智能仪表的主要特点不包括（ ）
A. 智能化 B. 数字化 C. 模拟化 D. 网络化
17. 电磁流量计适用于测量（ ）
A. 导电液体 B. 非导电液体 C. 气体 D. 蒸汽
18. 气动调节阀的气开、气关形式是由（ ）决定的。
A. 执行机构 B. 调节阀 C. 控制器 D. 工艺安全要求
19. 工业自动化仪表的安装位置应考虑（ ）等因素。
A. 便于操作 B. 便于维护 C. 避免干扰 D. 以上都是
20. 以下哪种控制算法不属于先进控制算法（ ）
A. 模糊控制 B. 神经网络控制 C. PID控制 D. 预测控制

第II卷（非选择题，共60分）

（一）填空题（共10分）
答题要求：本大题共5小题，每小题2分。请将答案填写在相应的横线上。

1. 工业自动化仪表按其能源形式可分为______、电动仪表和液动仪表。
2. 温度传感器按其测量方式可分为接触式和______。
3. 流量测量中，节流装置的作用是将流体的流量信号转换为______信号。
4. 自动控制系统按其结构可分为开环控制系统和______。
5. 智能仪表的核心是______。

（二）简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。简要回答问题。

1. 简述热电偶温度计的优点。
2. 说明气动执行器的组成及工作原理。
3. 解释自动控制系统中的反馈环节及其作用。
4. 简述工业自动化仪表选型的基本原则。

（三）计算题（共10分）
答题要求：本大题共1小题，10分。要求写出计算过程和答案。

已知某压力变送器的量程为0 - 10MPa，输出信号为4 - 20mA。当压力为5MPa时，求变送器的输出电流。

（四）案例分析题（共10分）
答题要求：本大题共2小题，每小题5分。阅读案例，回答问题。

某化工生产过程中，采用液位控制系统来控制反应釜内的液位。该系统采用超声波液位计作为测量元件，电动调节阀作为执行器，并通过PID控制器进行控制。在一次生产过程中，发现液位控制不稳定，液位波动较大。

1. 请分析可能导致液位控制不稳定的原因。
2. 针对可能的原因，提出相应的解决措施。

（五）设计题（共10分）
答题要求：本大题共1小题，10分。根据要求进行设计。

设计一个简单的温度控制系统，要求采用热电偶作为温度传感器，并通过PID控制器控制加热设备，使温度稳定在设定值。请画出系统原理图，并简要说明工作过程。

答案：
1. C 2. A 3. B 4. C 5. B
6. C 7. D 8. C 9. A 10. C
11. A 12. C 13. D 14. C 15. A
16. C 17. A 18. D 19. D 20. C
填空题答案：1. 气动仪表 2. 非接触式 3. 差压 4. 闭环控制系统 5. 微处理器
简答题答案：1. 热电偶温度计优点：测量精度高、稳定性好、测温范围广、响应速度快、结构简单、使用方便等。2. 气动执行器由执行机构和调节阀组成。工作原理：当有信号压力输入时，执行机构产生推力，推动调节阀阀芯动作，改变调节阀开度，从而调节流体流量。3. 反馈环节是将系统输出信号通过测量装置返回输入端与给定值比较。作用是检测系统输出与给定值的偏差，为控制器提供控制依据，使系统实现稳定控制。4. 选型基本原则：满足工艺要求、可靠性高、精度合适、经济性好、便于安装维护等。
计算题答案：首先计算电流与压力的关系，量程为10MPa对应电流变化16mA，所以每MPa对应电流变化1.6mA。5MPa时，输出电流为4 + 5×1.6 = 12mA。
案例分析题答案：1. 可能原因：超声波液位计安装位置不当、测量误差大；电动调节阀故障；PID控制器参数设置不合理；工艺过程存在干扰等。2. 解决措施：检查液位计安装位置并调整；检查调节阀并维修；重新整定PID控制器参数；排查工艺干扰并采取相应措施。
设计题答案：系统原理图：热电偶将温度信号转换为电信号，经放大器放大后送入PID控制器，PID控制器根据偏差输出控制信号，控制加热设备。工作过程：当温度低于设定值时，PID控制器输出增大，加热设备功率增加，温度上升；当温度高于设定值时，PID控制器输出减小，加热设备功率降低，温度下降，从而使温度稳定在设定值。