昆明理工大学自动仪表复习题.doc

1.在某化工控制系统中，设定值按预先设定程序变化的控制系统称为（C）。
（a）定值控制系统；（b）随动控制系统；（c）程序控制系统
2.在控制系统方块图中，控制器的给定值为x，输入的测量值为z，如果该控制系统为负反馈系统，则偏差值e为(  B  )。
（a）e=x+z；（b）e=x-z；（c）e=-z；（d）-x；
3.化工自动控制中，理想的调节系统过渡过程是（B）
（a）被调参数非周期性衰减过程；   （b）被调参数周期性衰减振荡过程；
（c）被调参数等幅振荡过程；      （d）被调参数发散振荡过程
4.临界比例度法是
6.描述被控对象特性的时间常数T理解中，下列说法正确的是（ a  ）：
（a）对象受到阶跃输入作用后，被调参数达到新稳定态的63.2％所需要的时间
（b）对象受到阶跃输入作用后，被调参数达到新稳定态的36.8％所需要的时间
（c）对象受到阶跃输入作用后，被调参数达到新稳定态的50％所需要的时间
（d）对象受到阶跃输入作用后，被调参数达到新稳定态的95％所需要的时间
8.压力表的测量上下限范围是0－10MPa，校对压力表时，在标准压力表读数5MPa时，发现被校对压力表的正行程读数4.9MPa、而反行程读数5.1MPa，则压力表的变差为（a）
（a）0.2 MPa；   （b）0.1MPa；（c）4％；（d）1％
9.圆形指针压力表的测量上下限范围是0－10MPa，测量时发现压力变化小于0.01MPa时，压力表指针不移动，压力变化等于或大于0.01MPa时，指针头开始移动，则该压力表的灵敏限是（  b  ）
（a）1MPa；   （b）0.01 MPa；（c）10％，(d )1%
10. 热电偶分度表中热电势数值是在冷端温度为（  a ）时的输出电势。
（a）0℃；   （b）20℃；（c）25℃；（d）30℃
11.对于气关式控制阀，因故切断气源后，控制阀会（ a ）。
（a）自动全开；（b）自动全关；（c）保持原位置不变
对于气开式控制阀，因故切断气源后，控制阀会（  b）不变
12.具有理想流量特性的控制阀，它的放大系数随着流量的增加而增加，即阀的单位相对行程变化与此点的流量成正比，则该控制阀应该属于（a ）。
（a）直线流量特性控制阀；  （b）等百分比特性控制阀；
（c）抛物线流量特性控制阀；（d）快开流量特性控制阀                
13. 如热电偶温度计的热端温度和冷端温度相同，则冷端输出热电势应该（b ）
（a）小于零；（b）等于零；（c）大于零; （d）不确定
14. 电磁流量计适用于（  c ）的流量测量
（a）任何液体；   （b）非导电性液体；（c）导电性液体；
15. 在比例控制系统，若比例度远小于临界比例度δk，则过渡过程属于（b ）
（a）衰减性振荡；（b）发散性振荡；（c）不能确定
16. 在比例积分控制系统，若积分时间越小，则过渡过程中（a  ）
（a）被控变量的振荡越激烈；（b）被控变量的振荡越缓和；（c）不能确定
17.在比例积分微分三作用控制系统，微分项的作用是（ a ）
（a）力图抑制被控变量变化；（b）力图加速被控变量变化；（c）不能确定
18. 孔板流量计在测量流体过程中，孔板左右两侧的压力差（a）
（a）随流量增加而增加；（b）为常数；（c）随流量增加而减小
19.  单元组合仪表DDZ－Ⅱ控制器标准信号范围是（a）
（a）0－10mA；（b）4－20mA；（c）0.02—0.1MPa
20.霍尔片压力传感器是通过压力弹簧管改变霍尔片在非均匀磁场中的位置，从而改变霍尔片的（ 霍尔电压）来实现压力测量和变送。
23.  圆柱卡曼涡街流量计工作原理是：当流体以足够大速度流过垂直于流体流向的节流元件时，在节流元件后面，沿两条平行线上产生排列整齐、转向相反的漩涡，生成漩涡的频率与流体速度（ b ）
（a）成反比；（b）成正比；（c）成抛物线关系；（d）成对数关系
24.     电磁流量计不能测量（ d  ）
（a）高粘度流体；（b）悬浮物流体；（c）导电性流体；（d）非导电流体
25.  电容式压力变送器由左右对称的两个电容A和B组成，当A室测量膜片压力大于B室测量膜片压力，则A室电容（ c ）B室电容。
（a）大于；（b）等于；（c）小于；（d）不确定
27.     自动平衡电桥可以选用的电源是（ c  ）
（a）必须为直流电源；（b）必须为交流电源；（c）直流和交流电源都可以
28.     齿轮流量计特别适合（ a）的流量测量。
（a）高粘度液体；   （b）低粘度液体；
（c）气体；         （d）任何气体和液体
29.     测量600℃以上的高温，最好采用（ a ）。
（a）热电偶温度计；（b）热电阻温度计。
（c）双金属温度计；（d）玻璃温度计
30.     如果热电偶温度计的热端温度和冷端温度相同，则冷端输出热电势应该（ b ）
（a）不等于零；（b）等于零；（c）大于零；（d）不确定
31.     精度0.5级、100MPa压力传感器的误差范围是（ c  ）
   （a）±50MPa；（b）±5MPa；（c）±0. 5MPa，（d）±0.0 5MPa
32.     下列（   d  ）的信号范围不属于DDZ－Ⅲ型系列仪表的标准信号范围。
（a）4—20mA；（b）1—5V DC；（c）0.02—0.1MPa; （d）1-10mA
33.     双位式控制过程中，采用的控制过程品质指标是（a）
（a）振幅和周期；（b）过程过渡时间；（c）余差；（d）最大超调量
34.     某一简单控制过程在工程参数整定中，其等幅振荡时的临界比例度δk，工业实际控制的比例度以δ表示，如控制过程采用PI调节，则控制过程必须满足（ c）
（a）       δ<δk；（b）δ=δk；（c）δ>δk ；（d）不能确定
35.     某一简单控制过程在工程参数整定中，其等幅振荡时的临界比例度δk，工业实际控制的比例度以δ表示，如控制过程采用PID调节，则控制过程必须满足（ a）
（a）       δ<δk；（b）δ=δk；（c）δ>δk ；（d）不能确定
36.     在比例控制系统，若比例度远小于临界比例度δk，则过渡过程属于（  b ）
（a）衰减性振荡；（b发散振荡；（c）等幅振荡；(d)不能确定
37.     转子流量计在测量流体过程中，转子上下两侧的压力差（ b）
（a）随流量增加而增加；（b）为常数；（c）随流量增加而减小；(d)不确定
38.     霍尔片压力传感器是通过压力弹簧管改变霍尔片在非均匀磁场中的位置，从而改变霍尔片的（ d ）来实现压力测量和变送。
（a）电容；（b）电流；（c）电阻 ；（d）电压
39.     自动控制阀的理想流量特性取决于（ a）。
（a）阀芯的形状；（b）并联手动阀的开度；（c）串连手动阀的开度
42.     精度0.5级、0—100℃温度计的误差范围是（c）
   （a）±50；（b）±5℃；（c）±0.5℃；（d）±0. 05℃
43.     在比例积分控制系统，积分作用可消除余差。若积分时间越长，则（b）
（a）余差越小；（b）余差越大；（c）不能确定
49.     在PID调节系统，积分控制作用是为了消除余差；微分控制作用是为了抑制偏差的变化速度，或者说微分控制作用是为了抑制被控变量的变化。
50.     对于一些对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺要求又不太高的被控变量的控制(贮罐的液面，以及不太重要的蒸汽压力等控制系统)，调节系统的调节规律通常选用（ A ）。
（a）P；  (b) PI； (c) PD；（d）PID
51.     对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，但不允许有余差的被控变量的控制（如流量、压力控制），调节系统的调节规律通常选用（ A）。
 （a）PI; (b)  PD ; (c) PID
52.     对象滞后较大、负荷变化也较大、控制质量又要求较高的被控变量的控制（如成分、温度、pH值等），调节系统的调节规律通常选用（C ）。
（a） PI ; （b） PD ; （c）PID
56.     压力表全量程内的最大相对误差是1.2％，则它精度等级是1.5级。容器内的绝对压力是0.08MPa，则真空度约为0.02 MPa.
57.     弹簧管压力表的工作原理是：被测压力由弹簧管固定端引入后，弹簧管的自由端会产生位移，此位移大小与被测压力成正比。
58.     霍尔片测量压力的原理是：把固定在弹簧管自由端上的霍尔片置于不均匀磁场中，压力由弹簧管固定端导入后，自由端上的霍尔片在该磁场中移动时所引起的霍尔片输出电压变化与压力变化成比例。
59.     应变片压力传感器是利用电阻应变原理构成的：被测压力使应变片产生应变，当应变片产生压缩应变时，其电阻值减小；当应变片产生拉伸应变时，其电阻值增大。
62.     指出下图（a）和（b）中差压变送器的零点迁移值，图中ρ1为物料密度，ρ2为隔离罐油的密度，H为被测液位高度。
（a）                        （b）
答：（a）为负迁移，负迁移值为－（h2－h1）ρ2g；（b）为正迁移，迁移值为hρ1g。
64.     使用热电偶温度计时，常配合使用补偿导线，补偿导线的作用相当于延长热电偶冷端，使冷端远离温度波动较大的测量点，所以补偿导线的低温热电特性与热电偶的低温热电特性相同或相近。
65.     与热电偶配套使用的测量电子线路是自动电位差计，与热电阻配套使用的测量电子线路是自动平衡电桥。
66.     分度号为Pt100热电阻的组成材料是铂，表示在0℃时的电阻值是100Ω。
67.     分度号为Cu50热电阻的组成材料是铜，表示在0℃时的电阻值是50Ω。
68.     用于流体流量控制系统的气动执行器，通常由上下两部分组成，上部是执行机构，下部是控制机构。
69.     不考虑控制阀前后压差变化得到的流量特性叫理想流量特性。（书上说前后压差固定）
70.     考虑控制阀前后压差变化得到的流量特性叫工作流量特性。
73.     在电动执行器中，电－气转换器的作用是：把电信号转换为气信号，也可以把气信号转换为电信号.
74.     在电动执行器中，电－气阀门定位器可以有两个作用：一方面具有电－气转换作用，另一方面具有阀门定位器的作用。
75.     DDZ-Ⅲ型单元组合仪表的输入和输出信号可以是4-20mA的电流信号，也可以是1－5V的电压信号。
76.     目前气动仪表的输入、输出气压信号标准是0.02－0.1MPa.
82.     在计算机控制系统类型中， DDC控制是直接数字控制的简写，利用计算机的分时处理功能直接对多个控制回路实现多种形式控制的多功能，通常用一台计算机实现多个（几十个）回路的控制；由于计算机的输出直接作用于控制对象，故称直接数字控制。
83.    DCS控制系统是集散控制系统的缩写，其含义是控制系统的功能分散、管理集中的原则构成。一般由企业级、工厂级、车间级、装置级等4级组成。其特点是以分散的控制适应分散的控制对象，以集中的监视和操作达到掌握全局的目的。DCS控制以多个微处理机为基础、利用网络技术、控制技术、图形显示技术和冗余技术等来实现对分散控制对象的调节和监视管理，控制系统通常有多台计算机组成的网络实现对复杂工艺的控制。
84.     FCS是现场总线控制系统的缩写，现场总线是应用于过程控制现场的一种数字网络，它不仅包含有过程控制信息交换，而且还包含设备管理信息的交流。通过现场总线，各种智能设备（智能变送器、调节法、分析仪和分布式I/O单元）可以方便地进行数据交换，过程控制策略可以完全在现场设备层次上实现。IEC对现场总线的定义是在测量与控制设备之间实现双向、串行、多节点、数字通信的开放型控制网络技术。
85.     目前，DCS控制系统和FCS控制系统是2个并行的工业控制系统，FCS引入的开放式网络技术，使之比DCS有更大的优势。
95.     阀门（执行器）的直线流量特性指阀门的相对流量与阀杆的相对位移成正比，用公式表示为：
96.     阀门（执行器）的等百分比流量特性是指：阀门开度处于某一点时，其相对流量的变化和阀杆相对位移的变化之比值，与该点的相对流量成比例，用公式表示为：
97.     某化学反应器的控制系统为定值控制系统。在最大阶跃干扰下的过渡曲线如下图－1所示，求该控制系统过渡过程的品质指标：（1）超调量；（2）余差；（3）衰减比；（4）振荡周期； （5）求过渡时间。
图1、过渡过程曲线                                      

99.     下图是S型热电偶的接线图，其中AC和BD是补偿导线，求C、D间的电势差UCD是多少?已知S型热电偶的E(500,0)=4234μV，E(60,0)=4234μV，E(50,0)= 299μV，E(20,0)=113μV)

解：UCD＝[E(500,0)－E(60,0)]＋[E(60,0)－E(50,0)] ＋[E(50,0)－E(20,0)]
＝E(500,0)－E(20,0)＝4234－113＝4121（μV）

100.  现有一台用于压力控制的比例控制器，输入信号全量程是0—100MPa，，输出信号范围1—5V。如果控制器比例度为80％，在输入信号50MPa时，稳定态的输出信号为2.5V，此时输入信号阶跃增加10 MPa，求到达新稳定态时相应的控制器输出变化量多少？到达新稳定态时控制器的输出信号是多少？
解：（1）根据 ，代入题中相关数据

（2）到达新稳定态时控制器的输出信号为2.5+0.5＝3（V）
101.  现有一台具有比例积分控制规律的DDZ－Ⅲ型控制器，其比例度为200％时，稳态输出5mA。某瞬间，输入突然变化了1mA，经过30秒后，输出由5mA变化到6 mA，求该比例积分控制器的积分时间TI是多少？
解： DDZ－Ⅲ型显示仪表的输出信号和输入信号均为4－20 mA的电流信号，所以Kp＝1/δ，据题意：输入变化量e＝1mA，（ 1分）
输出变化量p=6—5＝1mA， 时间变化量    △t=30s，（1分）
    （6分）

答：该比例积分控制器的积分时间TI是30秒（1分）
102.  现有一台DDZ－Ⅲ型比例积分控制器，其比例度为100％，积分时间为2min，稳态时输出为5mA。某瞬间输入突然增加了0.2mA，试问经过5min后，输出将由5mA变化到多少？
据题意：δ=100%，TI=2min，，△t=5min，
输入变化量e＝0.2mA；输出变化量p=6-5＝1mA
输出值＝5+0.7＝5.7 mA
答：输出将由5mA变化到5.7 mA

103.  现有一台DDZ－Ⅲ型温度比例控制器（输出信号范围4—20mA），测量的全量程是0—100℃，当指示值变化10℃，控制器比例度为80％，求相应的控制器输出变化是多少？
解：据题意有：

  答：该仪表的输出变化量为2mA。
104.  现有一台具有比例积分控制规律的DDZ－Ⅲ型控制器，其比例度为200％时，稳态输出10mA。某瞬间，输入突然变化了0.5mA，经过30秒后，输出由10mA变化到11 mA，求该比例积分控制器的积分时间TI是多少？
解：据题意：输入变化量e＝0.5mA， 输出变化量p=6—5＝1mA ；△t=30s.

答：积分该比例积分控制器的积分时间TI是10秒
105.  用电Ⅲ型差压变送器测流量，所测量的流量范围为0-5t/h，当流量为2t/h时，电流输出为（D）
（a）0.4mA；（b）4.4 mA；（c）6.4 mA；（d）10.4 mA
106.  现用信号发生器从DCS机柜接线端子处对一E型温度显示回路校验，已知接线端子处温度为25℃，问要校100℃时应该送多少电势信号？
已知：（t (25,0℃)=1.495 mV，t (100,0℃=6.319 mV)
答：t (100,25℃)=t (100,0℃)-t (25,0℃)=6.319-1.495=4.824mV
107.  一台1151压力变送器的测量范围原为0-100Kpa，现零位迁移50%，则仪表量程是多少？
答：测量范围为50-150 Kpa；量程=150-50=100 Kpa。
108.  用电Ⅲ型差压变送器测流量，所测量的流量范围为0-5t/h，当流量为2t/h时，电流输出为多少？
答：I出=（2/5）×（20-4）+4＝10.4mA。
109.  一台0.5级的电Ⅲ型差压变送器，量程为0-26KPa，在正常情况下进行校验，其最大绝对误差为0.1 KPa，求该表的最大引用误差是多少？
答：δ=0.1/（26-0）×100%=0.4%.
111.  若调节阀全开时，阀前后压差为4×100KPa，每小时通过的清水流量为100m3，问阀的流量系数C为多少？CV值为多少？
解：已知Q=100m3/h, ΔP=4×100Kpa, r=1gf/cm3
则C=Q/√ΔP/r   =100/  4/1    =50
CV=1.17C=1.17×50=58.5

112.  有两个调节阀，其可调比R1= R2=30，第一个阀最大流量Q1max= 100m3/h，第二个阀最大流量Q2max= 4m3/h，采用分程调节时，可调比可达多少？
答：第一个阀的最小流量为：Q1min=100/30=3.3 m3/h
第二个阀的最小流量为：Q2min=4/30=0.134 m3/h
        所以R=Q1max/ Q2min=100/0.134=740
       所以可调比可达740。

其它综合分析题
114.  控制规律的选择原则：
（1） P:  对于一些对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，工艺要求又不太高的控制系统，可选用比例控制器。象贮罐的液面，以及不太重要的蒸汽压力等控制系统。
（2）PI: 对象控制通道滞后较小，负荷变化不大，但不允许有余差的情况，可选用比例积分控制器。例如流量、管道压力等控制系统往往采用ＰＩ控制器。
（3）PID：当对象滞后较大，如温度、pＨ值等控制系统则需引入微分作用。一般在对象滞后较大，负荷变化也较大，控制质量又要求较高时，可选用比例（P）积分（I）微分（D）控制器。