4、（20分）工艺要求利用回流量来控制塔顶温度t(简单控制系统)，为保证塔正
常操作，回流量不允许中断。 ①??指出构成控制系统时的被控变量、操纵变量、主要干扰是什么？（4分） ②??在图上画出控制流程图并确定执行器类型；（5分） ③??选择控制器的作用方向；（3分） ④??画出简单控制系统方框图；（4分）
⑤??简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析控制动作过程）。
（4分）
《化工仪表与自动化》课程测试试题三答案
二、1、（15分）
原理的相同点：都是利用滑动触点位置的变化来反映被测温度的大小。 结构的相同点：放大器、可逆电机、同步电机、传动机构 结构的不相同点：检测元件、测量桥路。 原理的不相同点： 2、（15分）
①使用补偿导线的目的是将热电偶的冷端从温度较高、波动较大的地方移到温度较低、且相对稳定的地方。
②如果只使用补偿导线还不能达到冷端温度补偿的目的，必须与其它方法配合起来使用。
③具体方法如下：热电偶常用的冷端温度补偿方法有：公式计算法、冰浴法、仪表机械零点调整法和电桥补偿法。 3、（12分）
下图为串级控制系统的方框图；副回路是克服作用于副对象的干扰，使副被控变量基本稳定，减少对主变量的影响；而主回路主要克服作用于主对象的干扰，保证主被控变量稳定。 4、（20分）
①??????构成控制系统时的被控变量是塔顶温度；操纵变量是塔顶回流量，主要干扰量是：进料的流量和温度，回流的温度和流量，加热蒸汽量等。
②??????控制图见下图1，执行器为气关式。③??????控制器为反作用方向。④??????简单控制系统方框图见下图2。
⑤??????该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给定，控制器输入偏差增大，其输出控制信号增加，气开阀开大，回流量加大，塔顶温度下降，回复给定。
《化工仪表与自动化》课程测试试题四 一、????填空题（32分）
1、表征控制规律的参数是比例度、积分时间、微分时间。
2、串级调节系统结构上有两个回路，分别称为主回路和副回路；有两个被调参数，分别称为主参数和副参数；有一个调节参数。
3、弹簧管压力表是利用弹簧管产生位移与被测压力相平衡来测量的。
4、不受被测介质物理性质影响的流量计是：电磁流量计、旋涡流量计、椭圆齿轮流量计。 5、?差压式流量计是利用节流原理进行测量流量的。
6、电容式液位传感器测量液位时，如测量高粘度导电介质则测量精度受虚假液位的影响。
7、分度号为S型的热电偶，如果错接了K型热电偶的补偿导线则产生的热电势会增加。如果补偿导线的型号正确但正负接反，则产生的热电势会减少。 8、电容式差压变送器的测量部分是先将差压转变成位移，然后再变成电容变化量作为转换部分的输入。 二、综合题（58分）
1、（10分）均匀控制系统和一般控制系统的异同点有哪些？怎样实现均匀控制？ 2、（8分）从保证控制质量的角度，控制阀设计中应考虑哪几个方面？阀的理想流量特性有哪几种形式？
4、(20分)某列管式蒸汽加热器，工艺要求出口物料温度稳定在（90±1）℃。已知主要干扰为蒸汽压力的波动。
（1）??????确定被控变量，并选择相应的测量元件。 （2）??????制定合理的控制方案。
（3）??????如物料温度不允许过高，否则易裂解，试确定控制阀的气开、气关式。 （4）?????
蒸汽 原料 T
画出控制流程图与方框图。
?5、（10分）某化学反应器工艺规定操作温度为400±2oC，考虑安全因素，调节过程中温度偏离给定值不得超过6oC。现设计运行的温度定值调节系统，在最大阶跃干扰下的过渡过程曲线如图所示。问该过程的最大偏差、余差、衰减比、过渡时间（按被控变量进入新稳态值的±2%为准）和振荡周期。
三、计算题：（10分）
计算下图各热电偶回路所产生的热电势（10分）。
如图为S型热偶测温线路，由于疏忽将其中第二段补偿导线接反，求：
①输入到显示仪表的总电势为多少？
②由于第二段补偿导线接反引入的误差是多少？?
《化工仪表与自动化》课程测试试题四答案
?二、
1、（10分）回答要点：
①均匀控制系统和一般控制系统的相同点：结构相同；不同点：目的和特点不同，其目的是为了解决前后工序的供求矛盾，使两个变量间能互相兼顾和协调操作，特点是使两个互相联系的变量都在允许的范围内缓慢地变化。
②均匀控制的实现可以从以下2方面来做：1）调节规律上采用P或PI，而不采用D调节，2）参数整定上比例度从小到大整定，且比例度（和积分时间）都较大。 2、（8分）回答要点：
①控制阀的设计应考虑：阀口径的选择、气开气关形式的选择和流量特性选择。 ②理想流量特性有4种形式：直线特性、等百分比特性、快开特性、抛物线特性。 4、（20分）回答要点：
①被控变量为列管式蒸汽加热器物料出口温度，因测量温度较低但精度较高选择铂热电阻为测量元件。
②干扰为蒸汽压力，控制方案选用副参数为蒸汽压力、主参数为物料出口温度的串级控制。 原料 T 蒸汽 TC PC
③控制阀选用的气开式 ④控制流程图与方框图如图 ?4、（10分）回答要点：
由反应曲线可知：最大偏差A=45-40=5℃余差C=41-40=1℃衰减比过渡时间：Ts=23min
三、（10分）回答要点：
1、①E1=ES(800,50)-ES(50,0)=(7.345-0.299)-0.299=6.747(mV) ②E2=ECD(800,0)-6.747=7.345-6.747=0.598(mV) 《化工仪表与自动化》课程测试试题五 一、????填空题（36分）
1、在阶跃扰动作用下，自动控制系统的过渡过程有发散振荡、等幅振荡、非振荡衰减、衰减振荡等基本形式。
2、自动控制系统按按设定值的不同形式可分为定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统等控制系统。 3、对象的数学模型就是利用数学表达式来描述对象的特性。 4、液位变送器测量进行零点迁移时只改变变送器的测量范围，不改变变送器的量程。 5、在常用的热电偶温度计中，精度较高的是S型热电偶，线性最好的是K型热电偶，灵敏度较高的是E型热电偶。 6．常用的热电阻材料是金属铜和铂，分度号是Cu50、Cu100，Pt50、Pt100，线性好的是铜电阻热电阻，它适于测量低温温度。 7．描述对象特性的三个参数是放大倍数、时间常数、滞后时间，如果时间常数越大，系统的响应速度越慢，系统的稳定性越好。 8．差压式流量计由节流装置、导压管和显示仪表组成。常用的标准取压方式有角接取压和法兰取压。 9．指出你所知道的几种复杂控制系统串级控制系统、均匀控制系统、分程控制系统、选择控制系统、前馈控制系统、比值控制系统等。 二、综合题（54分）
1、（10分）在控制系统中如何得到执行器的类型？画出执行器类型的简单结构示意简图。
2、（14分）比较差压式流量计与转子式流量计的异同点。
3、（10分）控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据已知参数，画出P、PI的输出响应曲线。
已知：比例度δ=100% 积分时间Ti=1分 已知：比例度δ=50%
?4、(20分)如图为釜式反应器，釜内温度通过改变冷却剂流量的方式来控制。 ①?指出构成控制系统时的被控变量、控制变量、干扰量是什么？
②?如果冷却剂压力为主要干扰，选择控制方案，在下图中画出控制流程图； ③?选择执行器的气开、气关类型；④?画出控制系统的方框图；
⑤?简单说明该系统克服干扰的过程（可设温度t升高，分析调节动作过程）。 ?三、计算题：（10分）
计算下图热电偶温度计所产生的热电势以及温度计所显示的温度（10分）。 注：CD----S型热电偶；CˊDˊ----S型热电偶补偿导线；
《化工仪表与自动化》课程测试试题五答案
二、1、（10分）回答要点：
???在控制系统中，执行器类型的获得是靠改变执行机构和调节机构的作用方向来得到的，一般情况下，对于大口径的执行器，执行机构采用正作用，靠改变调节机构的正反装来得到执行器的气开气关类型，对于小口径的执行器，调节机构选择正装，故只能靠改变执行机构的正反作用来得到执行器的气开气关类型。
2、（14分）回答要点：①相同点：两者都是利用节流原理来测量流量。②不同点：
差压式流量计 转子式流量计 节流件固定安装 节流件安装不固定 节流件前后差压变化 节流件前后差压固定 输入输出非线性 输入输出线性 3、（10分）回答要点： 4、（20分）回答要点：
①??????构成控制系统时的被控变量是釜内温度。操纵变量是冷却剂流量，干扰量是：冷却剂压力和温度、搅拌速度以及环境温度。
②??????控制流程图见下图1。③??????执行器应选择气关类型。④??????控制系统方框图见下图2。
⑤??????该系统克服干扰的过程：当干扰作用使温度t升高，测量大于给定，控制器输入偏差增大，其输出控制信号减少，气关阀开大，冷却剂流量增加，釜内温度下降，维持给定。
三、（10分）回答要点：
①E=ECD(300,25)=(2.323-0.142)=2.181(mV)
②因为电子电位差计有自动冷端温度补偿装置，所以测量不受环境温度影响，温度计所显示的温度为300℃。
