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1、測量儀表及自動化》考試答案 一、簡答與名詞解釋 1、簡述壓力儀表選擇原則。 2、簡述均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)目的和實現(xiàn)原理？ 3、如何評價系統(tǒng)過渡過程？ 4、簡述比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律作用特點？寫出該調(diào)節(jié)規(guī)律數(shù)學(xué)表達(dá)式。 5、名詞解釋：余差、靈敏度。 6、如何評價測量儀表性能，常用哪些指標(biāo)來評價儀表性能？ 7、簡述串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，闡述副回路設(shè)計的一些基本原則？ 8、簡述比例微分調(diào)節(jié)規(guī)律作用特點？寫出該調(diào)節(jié)規(guī)律數(shù)學(xué)表達(dá)式。 9、名詞解釋：控制點、負(fù)反饋。 10、簡述系統(tǒng)參數(shù)整定的目的和常用方法？ 11、試闡述調(diào)節(jié)作用與干擾作用對被調(diào)參數(shù)的影響，以及兩者之間的關(guān)系？ 12、簡述比

2、例積分微分調(diào)節(jié)規(guī)律作用特點？寫出該調(diào)節(jié)規(guī)律數(shù)學(xué)表達(dá)式。 13、名詞解釋：精度、比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 14、簡述節(jié)流現(xiàn)象中流體動壓能與靜壓能之間的變化關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)流裝置由哪幾個部分組成？ 15、簡述熱電阻工作原理，為何在熱電阻測量線路中采用三線制連接？ 16、試闡述簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)中被調(diào)參數(shù)的選擇原則？ 17、簡述調(diào)節(jié)規(guī)律在控制系統(tǒng)的作用？寫出PID調(diào)節(jié)規(guī)律數(shù)學(xué)表達(dá)式。 18、名詞解釋：執(zhí)行機構(gòu)、熱電效應(yīng)。 二、單項選擇 1、為了正常測取管道（設(shè)備）內(nèi)的壓力，取壓管線與管道（設(shè)備）連接處的內(nèi)壁應(yīng)（）。 A平齊B插入其內(nèi)C插入其內(nèi)并彎向介質(zhì)來流方向 2、用單法蘭液位計測量開口容器液位。

3、液位計已經(jīng)校好，后因維護(hù)需要，儀表安裝位置下移了一段位移，則儀表的指示（） A.上升B.下降C.不變。 3、羅茨流量計，很適于對（）的測量。 A低粘度流體B高雷諾數(shù)流體 C含砂臟流體D高粘度流體 4、補償導(dǎo)線的正確敷設(shè)，應(yīng)該從熱電偶起敷到（）為止？ A就地接線盒B儀表盤端子板C二次儀表D與冷端溫度補償裝置同溫的地方 5、具有“超前”調(diào)節(jié)作用的調(diào)節(jié)規(guī)律是（） A、PB、PIC、PDD、兩位式 6、調(diào)節(jié)器的正作用是指（）。 A.測量值大于給定值時，輸出增大B.測量值大于給定值時，輸出減小 C.測量值增大，輸出增大D.測量值增大，輸出減小 7、下列哪種流量計與被測介質(zhì)的密度無

4、關(guān)?（） A.質(zhì)量流量計B.轉(zhuǎn)子流量計C.差壓式流量計 8、測量高粘度、易結(jié)晶介質(zhì)的液位,應(yīng)選用下列哪種液位計?（） A.浮筒式液位計B.雷達(dá)液位計C.差壓式液位計 9、補償導(dǎo)線的作用是（） A.延伸熱電偶冷端B.作為普通導(dǎo)線傳遞熱電勢C.補償熱電偶冷端溫度 10、與熱電偶配用的自動電位差計帶有補償電橋，當(dāng)熱點偶短路時，應(yīng)顯示（） A.下限值B.上限值C.環(huán)境溫度（室溫） 11、在用熱電阻測量溫度時若出現(xiàn)熱電阻斷路時，與之配套的顯示儀表如何變化（） A指示值最小B指示值最大C指示值不變D指示室溫 12、浮球式液位計適合于如下哪一種情形的使用條件？（） A介質(zhì)粘度高、壓力低

5、、溫度高B介質(zhì)粘度高、壓力低、溫度低 C介質(zhì)粘度低、壓力高、溫度低D介質(zhì)粘度高、壓力高、溫度低 13、用K分度號的熱偶和與其匹配的補償導(dǎo)線測量溫度。但在接線中把補償導(dǎo)線的極性接反了，則儀表的指示（） A.偏大、B.偏小、C.可能大，也可能小,要視具體情況而定。 14、下列說法錯誤的是（） A轉(zhuǎn)子流量計是一種變流通面積，壓差不變的流量計； B孔板式差壓流量計是一種差壓變化，流通面積固定的流量計； C噴嘴式差壓流量計是一種流通面積變化，差壓變化的流量計。 15、積分時間增大，積分作用（） A增大B減小C保持不變 16、執(zhí)行器的正作用是指（）。 A控制信號增大，執(zhí)行器開度減少B

6、控制信號增大，執(zhí)行器開度增大 C控制信號減小，執(zhí)行器開度減少 17、某壓力變送器的輸出是電流信號。它相當(dāng)于一個（）。 A受壓力控制的電壓源B受壓力控制的電流源 C受電壓控制的電流源D受電流控制的電壓源 18、電容式壓力變送器，其輸出電流與（）、（）成線性關(guān)系。 A弧形電極、中心感壓膜片之間構(gòu)成的兩個電容 B弧形電極、中心感壓膜片之間構(gòu)成的兩個電容之和 C弧形電極、中心感壓膜片之間構(gòu)成的兩個電容之差 D弧形電極、中心感壓膜片間構(gòu)成的兩個電容之差與之和的比值 E弧形電極、中心感壓膜片間構(gòu)成的兩個電容之和與之差的比值 F被測壓力 19、對再生器中催化劑的物位，采用差壓法測量。

7、其取壓方式應(yīng)該是（）。 A角接取壓B環(huán)室取壓 C徑距取壓D反吹風(fēng)取壓 三、填空題 1、自動化儀表若按組成測量或調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方式分，有、、、 四種。 2、測量誤差按其產(chǎn)生原因的不同可分為、、。 3、常用的彈性元件有、、、等。 4、壓力表校驗時，標(biāo)準(zhǔn)表允許的絕對誤差應(yīng)不超過被校表允許絕對誤差白。 5、彈簧管式壓力表由、、、構(gòu)成。 6、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件常用的有、、；常用的取壓方式 有、等。 7、氣動儀表的統(tǒng)一信號范圍；電動儀表的統(tǒng)一信號范圍是。 8、測量儀表的絕對誤差是儀表指示值與真值之差。校驗儀表時，所謂的“真值”一般 由絕對誤差比被校倍的標(biāo)準(zhǔn)表給出。 9、已知此時此地的大

8、氣壓為100.5Kpa，又知1工程大氣壓等于98.07Kpa。用彈簧 管壓力表測得表壓為200Kpa，試問絕壓為Kpa。 10、彈簧管壓力表中，游絲的作用。（2分） 11、變送器的兩線制是指。（2分） 12、對易凝、易堵引壓管線的介質(zhì)測壓時，在引壓管線中應(yīng)該填。 13、流體流過哥里奧利流量計時，振動管會利用來測量流量。 14、用熱電阻測溫，若測溫點與轉(zhuǎn)換儀表之間的距離較遠(yuǎn)，則接線應(yīng)該采用 制。 15、比例度越大，比例作用就越；微分時間越大，微分作用越； 積分時間越長，積分作用。 16、所謂風(fēng)開閥，就是指調(diào)節(jié)器來的氣壓信號越大，開度。 17、調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有、、和四種

9、。 18、在三種標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置中，最常用的是。 四、計算與分析題 1. 用一臺雙法蘭式差壓變送器測量某容器液位，如圖所示，已知H變化范圍0――3m， 被測介質(zhì)密度p=900Kg/m3,毛細(xì)管內(nèi)工作介質(zhì)密度p0=950Kg/m3，其中h1=1m,h2=4m,求變 送器測量范圍？并判斷零點遷移的方向，計算遷移量，當(dāng)法蘭式變送器的安裝位置升高或降 低時，問對測量有何影響？ 2. 如圖所示為一鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)。 （1）指出該系統(tǒng)中的被調(diào)參數(shù)、調(diào)節(jié)參數(shù)； （2）該系統(tǒng)可能的干擾有哪些？ （3）畫出該系統(tǒng)的方框圖； （4）如果該系統(tǒng)中的汽包水位嚴(yán)禁過低，使確定

10、 系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)型式和調(diào)節(jié)器的正 反作用。 3、在熱電阻使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)如下問題，請分析其產(chǎn)生的原因： (1) 、顯示儀表指示值低于實際值或指示不穩(wěn)定；(2)、顯示儀表指示無窮大；(3)、顯 示儀表顯示負(fù)值；(4)阻值與溫度的關(guān)系有變化。 4、如圖所示的控制系統(tǒng)。 (1) 指出該系統(tǒng)的控制方式； (2) 該系統(tǒng)是否能夠單獨運行？為什么？ (3) 如何改進(jìn)該系統(tǒng)？畫出該系統(tǒng)改進(jìn)后的控制 流程圖(即在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上如何改進(jìn))。 (4) 說明改進(jìn)后的系統(tǒng)如何實現(xiàn)控制對象的正常 控制？ 參考答案： 一、簡答與名詞解釋 1、簡述壓力儀表選擇原則。答：型號、量程、精度

11、選擇 (1) 量程i壓力平穩(wěn)：P量=卩測*1.5,量程靠級:0?1.0,1.6,2.5,4,6,10X10MPaii波動范圍大P量=卩測*2.0 下限選取:測量值大于1/3的量程,否則測量誤差太大 (2)精度選擇：已知誤差,先選出量程,求出引用誤差,靠精度等級(往高精度靠) (3)型號：考慮測量介質(zhì)的腐蝕性、溫度等因素 2、簡述均勻調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)目的和實現(xiàn)原理？目的：均勻控制系統(tǒng)是為解決連續(xù)生產(chǎn)過程中前后設(shè)備供求之間的矛盾而設(shè)置的。實現(xiàn)原理： (1)簡單均勻控制,簡單均勻控制采用簡單控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),通過選擇合適的控制規(guī)律及整定參數(shù)來實現(xiàn)均勻控制的目的。 (2)串級均勻控制,串級均勻

12、控制系統(tǒng)是通過控制器參數(shù)整定來實現(xiàn)的。在串級均勻控制系統(tǒng)中，參數(shù)整定的目的不是使參數(shù)盡快回到給定值，而是要求在允許的范圍內(nèi)作緩慢變化。 總之，均勻控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與定值控制系統(tǒng)相同，投運方法也—樣，至于參數(shù)整定，只要明確了“均勻”的意義，也就不難進(jìn)行。均勻控制系統(tǒng)的控制器參數(shù)值一般都較大。 3、如何評價系統(tǒng)過渡過程？ 最大偏差或超調(diào)量：最大偏差指被調(diào)參數(shù)偏離給定值的最大值，若最大偏差大，則偏離時間長，不利于穩(wěn)定生產(chǎn)，所以可作一個衡量系統(tǒng)穩(wěn)定程度的指標(biāo)。最大偏差太大，同時出現(xiàn)多個干擾時危險增大。 余差：過渡過程終了時，被調(diào)參數(shù)所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的偏差。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的余差表示的是系統(tǒng)

13、調(diào)節(jié)精度。 衰減比：衰減振蕩過程中第一、第二個波峰值之比。它是衡量穩(wěn)定性的指標(biāo)，衰減比小于1：1的振蕩是發(fā)散的，等于1：1時為等幅振蕩，都不容許，為保持足夠的穩(wěn)定裕度，衰減比以4：1或10：1為宜。 過渡時間：從干擾產(chǎn)生作用起至被調(diào)參數(shù)重新建立新的平衡為止，過渡過程所經(jīng)歷的時間要絕對達(dá)到新穩(wěn)態(tài)值，需要的過渡時間為無窮，現(xiàn)規(guī)定被調(diào)參數(shù)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)值±5%或±3%以內(nèi)的區(qū)域，并保持在此區(qū)域內(nèi)即認(rèn)為達(dá)到穩(wěn)定值，過渡時間反映的是調(diào)節(jié)的速度指標(biāo)。 振蕩周期或頻率：過渡過程同向兩波峰（波谷）之間的間隔時間稱為振蕩周期T,振蕩頻率f=1/T 這些指標(biāo)中；希望余差盡量小，最大偏差小一些，過渡時間短一些，衰

14、減比要適當(dāng)。 4、簡述比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律作用特點？寫出該調(diào)節(jié)規(guī)律數(shù)學(xué)表達(dá)式。 積分作用的特點：輸出變化量與偏差的積分成正比、可消除余差（只要DV存在，Y就隨時間增加，直至E=0為止）、調(diào)節(jié)作用較比例調(diào)節(jié)慢。所以積分作用不單獨使用，而與比例作用合在一起。 特性可用下式表示：() DVdt 丿 AMV二K0V+KJDVd厶KDV+ PIP\ 5、名詞解釋：余差、靈敏度。 余差：過渡過程終了時，被調(diào)參數(shù)所達(dá)到的新的穩(wěn)態(tài)值與給定值之間的偏差 靈敏度：表示儀表靈敏程度，S=dy/dx 6、如何評價測量儀表性能，常用哪些指標(biāo)來評價儀表性能？ 采用測試方法對測量儀表進(jìn)行性能測試，獲取測

15、試數(shù)據(jù)，通過對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來評價儀表性能指標(biāo)。常用：精度（準(zhǔn)確度、不確定度）、量程（測量范圍）、靈敏度、分辨率、反應(yīng)時間、可靠性等指標(biāo)。 7、簡述串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，闡述副回路設(shè)計的一些基本原則？ 由主副兩個參數(shù)、兩個調(diào)節(jié)器構(gòu)成兩個控制回路，其中一個調(diào)節(jié)器的輸出作為另一個調(diào) 節(jié)器的給定值，而后者的輸出去控制調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)就是串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 基本原則： （1）應(yīng)使副回路包含較多干擾。 （2）主、副變量之間應(yīng)有一定的內(nèi)在聯(lián)系。 （3）應(yīng)使主、副變量之間的時間常數(shù)相匹配，防止共振 8、簡述比例微分調(diào)節(jié)規(guī)律作用特點？寫出該調(diào)節(jié)規(guī)律數(shù)學(xué)表達(dá)式。 具有“超前”作用，對偏差變化快，過渡滯

16、后大的對象，可提高調(diào)節(jié)質(zhì)量，但不能克服 純滯后。有余差，但比純比例調(diào)節(jié)要小。 △MV=KP（DV+TDdDV/dt） 9、名詞解釋：控制點、負(fù)反饋。 當(dāng)沒有干擾時，即PV=SV,DV=0,調(diào)節(jié)器保持操作值（MVO）不變（控制點），保持執(zhí)行器位置不變。 把系統(tǒng)（或環(huán)節(jié)）輸出參數(shù)直接或經(jīng)過一定環(huán)節(jié)返回到輸入端，并使輸入減少的反饋稱之為負(fù)反饋。 10、簡述調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的目的和常用的幾種整定方法。 整定的目的是求取使控制系統(tǒng)控制質(zhì)量最好的PID控制參數(shù)值等幅振蕩、衰減振蕩、經(jīng)驗湊試法 11、干擾作用是使系統(tǒng)被控參數(shù)偏離給定值的作用；調(diào)節(jié)作用是用于在系統(tǒng)受到干擾作用的影響而使被控參數(shù)偏

17、離給定值時能夠重新回到給定值的作用。 兩者之間是相反的作用方向. 12、簡述比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律作用特點？寫出該調(diào)節(jié)規(guī)律數(shù)學(xué)表達(dá)式。 積分作用的特點：輸出變化量與偏差的積分成正比、可消除余差（只要DV存在，Y就隨時間增加，直至E=0為止）、調(diào)節(jié)作用較比例調(diào)節(jié)慢。所以積分作用不單獨使用，而與比例作用合在一起。 特性可用下式表示：() DVdt 丿 △MV二K0V+KJDVd厶KDV+ PIP\ 13、名詞解釋：精度、比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 精度（精確度）：是精密度（系統(tǒng)誤差）和準(zhǔn)確度（隨機誤差）的綜合。精度是反映儀表性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)。 比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)：實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)符合一定比例

18、關(guān)系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。 14、節(jié)流現(xiàn)象中在理想情況下動壓能與靜壓能之和應(yīng)該保持不變，在流體流經(jīng)節(jié)流元件時，流體中心處隨著流速增加動壓能增加，對應(yīng)靜壓能減少，達(dá)到最大流速后流速下降，動壓能減少，靜壓能恢復(fù)。 節(jié)流裝置：節(jié)流元件、取壓裝置。 15、利用金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體電阻的阻值與溫度呈一定的函數(shù)關(guān)系的特性。 三線制連接的原因是要減少導(dǎo)線電阻隨環(huán)境溫度變化而變化對測量結(jié)果的影響。 16、盡量選用直接指標(biāo)(或間接指標(biāo))；應(yīng)可測并有足夠靈敏度；應(yīng)獨立可調(diào)；考慮工藝過程的合理性及儀表的現(xiàn)狀。 17、AMV=f(DV)決定調(diào)節(jié)器在被調(diào)參數(shù)被干擾作用影響之后的輸出信號變化規(guī)律，這個規(guī)律

19、就是調(diào)節(jié)規(guī)律。 AMv=K(Dv+—JDvdt+TdDv) pTddt I 18、將控制信號變?yōu)橄鄳?yīng)的推力，以足夠功率帶動調(diào)節(jié)機構(gòu)。 兩種不同均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，兩端存在溫差時，回路中有電流通過，即存在熱電勢。 二、選擇 1-5A、A、D、D、C6-10A、A、B、A、C 11-15B、A、B、C、B16-19A、B、D、D 三、填空題 1、基地式、單元組合式、組件組裝式、計算機控制系統(tǒng) 2、儀表固有誤差、儀表使用誤差、人為操作誤差、疏忽誤差； 3、彈簧管、波紋膜片、膜盒、波紋管 4、1/3 5、彈簧管、拉桿扇形齒輪中心齒輪、指針與表盤、游絲 6、孔板、噴嘴、文

20、丘里管；角接取壓、法蘭取壓。 7、氣動儀表的統(tǒng)一信號范圍是0.02-0.1MPa；電動儀表的統(tǒng)一信號范圍是 4-20mA。 8、測量儀表的絕對誤差是儀表指示值與真值之差。校驗儀表時，所謂的“真值”一般 由絕對誤差比被校表小3倍的標(biāo)準(zhǔn)表給出。 9、已知此時此地的大氣壓為100.5Kpa，又知1工程大氣壓等于98.07Kpa。用彈簧管 壓力表測得表壓為200Kpa，試問絕壓為Kpa。 10、彈簧管壓力表中，游絲的作用是減少變差(回差)。 11、變送器的兩線制是指采用兩根導(dǎo)線實現(xiàn)變送器供電和信號傳輸?shù)倪B線方式。 12、對易凝、易堵引壓管線的介質(zhì)測壓時，在引壓管線中應(yīng)該填充隔離液

21、13、流體流過哥里奧利流量計時，振動管會利用扭曲角度（科式力、時間差）來測量流量。 14、用熱電阻測溫，若測溫點與轉(zhuǎn)換儀表之間的距離較遠(yuǎn)，則接線應(yīng)該采用L三線制。 15、比例度越大，比例作用就越越?。何⒎謺r間越大，微分作用越； 積分時間越長，積分作用弱。 16、所謂風(fēng)開閥，就是指調(diào)節(jié)器來的氣壓信號越大，開度越大。 17、調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有P、PI、PD和PID四種。 18、在三種標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置中，最常用的是孔板。 四、計算與分析題 1. P+=P0+PgH-p0gh1 P-=P°+P0酌2-%） AP=P-P +- =pgH-p0gh1-p0g（h2-h1） 量程：

22、pgH=900*9.81*3=26.487Kpa 當(dāng)H=0時，AP=-10.791KPa<0 所以需要進(jìn)行負(fù)遷移，遷移量為p0gh2=37.278Kpa 法蘭變送器安裝高度變化對測量結(jié)果沒有影響 2、分析題 （1）被調(diào)參數(shù)是汽包水位、調(diào)節(jié)參數(shù)是給水流量 （2）干擾：蒸汽流量變化、給水壓力變化、省煤器燃燒狀況變化等 （3）（標(biāo)出相應(yīng)名稱最好） ?控制器 Mv 一亠調(diào)節(jié)閥 Pv 測量變送器F 4）調(diào)節(jié)閥選氣關(guān)型，調(diào)節(jié)器選反作用 3、在熱電阻使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)如下問題，請分析其產(chǎn)生的原因： (1) 、顯示儀表指示值低于實際值或指示不穩(wěn)定：熱電阻性能變化或接觸不良。 (2) 、顯示儀表指示無窮大：熱電阻斷路。 (3) 、顯示儀表顯示負(fù)值：熱電阻短路。 (4) 阻值與溫度的關(guān)系有變化：熱電阻性能變化。 4、(1)前饋控制 (2) 不能，只能對原料流量波動具有控制效果，其它如燃料壓力、流量波動均無法控制。 (3) 采用前饋反饋控制 (4) 不僅對對原料流量波動具有控制效果，其它如燃料壓力、流量波動均通過反饋控制達(dá)到控制效果。