化工仪表复习简答题.docx

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化工仪表复习简答题

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第一章检测仪表及传感器

1、差压式液位计的工作原理是什么？

当测量有压容器的液位时，差压计的负压室为什么一定要与容器的气相相连接？

2、什么是液位测量时的零点迁移问题？

怎么进行迁移？

其实质是什么？

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、试述双金属温度计原理，如何利用双金属温度计构成温度控制器？

3

4、热电偶温度计为什么可以用来测量温度？

它由哪几部分组成，各有什么作用？

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精品文档热电偶温度计为什么可以用来测量温度？

它由哪几部分组成？

各部分有何作用？

2.

答：

热电偶温度计是通过热电效应实现温度的测量的，即两根不同材料的金属导线焊接在一起后，当闭合回路两端温度不一致时，由于电子效应从而使闭合回路中产生热电势，而热电偶冷端温度保持不变时，热电势是被测温度的单值

函数，因此可以用来测量温度。

热电偶温度计是由三部分组成的：

1）热电偶：

直接测量温度的感温元件；2）测量仪表：

即毫伏计或电位差计，将测量的温度通过表观显示出来；3）连接热电偶和测量仪表的导线：

将热电偶的冷端延伸出来，即补偿导线，同时传输测量信号。

5、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？

其冷端温度补偿的方法有哪几种？

各为多少？

、试述热电阻测温原理？

常用热电阻的种类？

R06

7、简述温度检测仪表在安装过程中应注意的问题。

）在测量管道温度时，应保证测温元件和流体充分接触，以减少测量误差。

因此，要求安装时测温元件应迎着答：

（1

被测介质流向插入，至少须与被测介质正交，切勿与被测介质形成顺流。

.测温元件的感温点应处于管道中流速最大处。

一般……）（2

（3）测温元件应有足够的插入深度，以减小测量误差。

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精品文档（4）若工艺管道过小，安装测温元件时应接扩大管。

（5）接线盒面盖应向上。

6（）应插在有保温层的管道或设备处。

）元件安装在负压管道中时，必须保证其密封性，以防外界冷空气进入，使读数降低。

（7第二章显示仪表1、动圈仪表为什么进行动圈的温度补偿？

是如何来实现的？

答：

动圈本身是由铜线绕制而成的，当环境温度升高时，电阻就增大，在相同的毫伏信号输入的情况下，回路内电流

就会减少，仪表的指示值就会偏低。

所以需要温度补偿。

，它的阻值会随着温度升高而降低，且呈指数规律变化。

因此若动圈仪表的补偿一般是在线路中串接热敏电阻RTΩ50℃只采用热敏电阻补偿就过头了。

为了获得较理想的补偿效果，全国采用一只在20时68Ω的热敏电阻R和一只T并联，并联后的特性接近于线性变化。

当温度升高时，并联后的总电阻下降，而动圈的电阻增加，这样，锰铜电阻RB一个增加，一个降低，如果配合得好，就能得到较好的补偿效果。

多整外接调电阻为少？

？

接线用么为用套表圈种与电2、热阻那动仪配使？

什采三制法

型的动圈仪表是用如上图所示的不平衡测量桥路来测量热电阻的阻值随102答：

热电阻与102型动圈仪表配套使用。

温度的的变化而变化的。

但使用过程中感温元件热电阻是安装在测温的工艺现场，显示仪表在操作室内，如果采用如上的测量桥路来测量，那么从测温现场到操作室来回的连接导线就加载热电阻所在的这一个桥臂上，且连接导线为铜导线，容易受到环境温度的影响，这样就会带来测量误差。

所以采用三线制的接法，就是从热电阻引出三根导线，其中与热电阻两端相连的两根导线分别接入桥路的两个相邻桥臂上，第三根导线与稳压电源的负极相连。

这样由于环境温度的变化而引起连接导线阻值的变化，也可以抵消一部分，从而减少对仪表读数的影响。

，即每根连5Ω3为了克服因连接导线长短不同而引起的测量误差，一般规定102型动圈仪表的连接导线的电阻值为×使外接电阻凑足5。

在实际使用时，若每根连接导线电阻不足Ω时，则须用外接调整电阻来补足，Ω接导线的阻值为5。

5Ω为5。

所以外接调整电阻的阻值为Ω精品文档．

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3与热电偶配套的自动电子电位差计是如何进行冷端温度补偿？

与热电偶冷端处于同一温度。

因为铜电阻的阻值随R答：

如下图所示，在下支路用铜电阻进行冷端温度补偿，让R22上的电位差也增加，而热电偶的热电势却随着冷端温度的升高而降低，如配置得当，就可着温度的升高而增加，则R2以达到温度补偿的目的。

习题答案略第三章自动控制系统基本概念

第四章自动控制仪表

1、双位控制规律是怎样的？

有何优缺点？

，而当测量值小于给定值时，则输出答：

双位控制系统的规律是当测量值大于给定值时，控制器输出为最大（或最小），即控制器只有两个输出值，其执行器只有两个极限位置开或关。

为最小（或最大）位式控制器结构简单，成本较低，易于实现，应用较普遍，但它的控制作用不是连续变化的，由它所构成的位式控制系统其被控变量的变化将是一个等幅震荡过程，不可能使被控变量稳定在某一个数值上。

3、比例控制规律是怎样的？

什么是比例控制的余差？

为什么比例控制规律会产生余差？

P=KpE

①输出变化量Pe之间成比例关系与输入偏差②控制过程结束时，液位的新稳态值将低于给定值，它们之间的差就叫做余差。

③要使进水量增加，控制阀必须开大，阀杆必须上移，而阀杆上移时浮球必然下移。

也就是液位稳定在一个比原来稳态值要低的位置上。

执行器第五章、气动执行器主要由哪两部分组成？

各起什么作用？

1（气动执行器是由执行机构和控制机构阀两部分组成。

）执行机构是执行器的推动装置，它按控制信号压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换成阀杆位移的装置。

控制机构是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量。

所以它是将阀杆的位移转换为流精品文档．

精品文档过阀的流量的装置2、试问控制阀的结构有哪些主要类型？

各使用在什么场合？

略简单控制系统第六章、被控变量的选择原则是什么？

1）被控变量应能代表一定的工艺操作指标或能反映工艺操作状态，一般都是工艺过程中比较重要的变量。

答：

（1）被控变量在工艺操作过程中经常受到一些干扰影响而变化。

为维护被控变量的恒定，需要较频繁的调节。

（2可以选择与直当无法获得直接指标信号，（3）尽量采用直接指标作为被控变量，或其测量和变送信号滞后比较大时，接指标有单值对应关系的间接指标作为被控变量。

4（）被控变量应能被测量出来，并具有足够大的灵敏度。

）选择被控变量时，必须考虑工艺合理性和国内仪表产品现状。

（5）被控变量应是独立可控的。

（62、操纵变量的选择原则是什么？

1答：

（）操纵变量应是可控的，即工艺上允许调节的变量。

（2）操纵变量一般应比其它干扰对被控变量的影响更加灵敏。

（3）在选择操纵变量时，除了从自动化角度考虑外，还要考虑工艺的合理性和生产的经济性。

3、比例控制器、比例积分控制器、比例积分微分控制器的特点分别是什么？

各使用在什么场合？

）比例控制器（1

之间的关系为：

与输入偏差ep比例控制器是具有比例控制规律的控制器，它的输出比例控制器的可调整参数是δ。

Kp或比例度比例控制器的特点：

比例控制器克服干扰能力强、控制及时、过渡时间短。

纯比例控制系统在过渡过程终了时存在余差。

负荷变化越大，余差就越大。

比例控制器的应用场合：

比例控制器适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺上没有提出无差要求的系统。

）比例积分控制器（2

e的关系为：

比例积分控制器是具有比例积分控制规律的控制器。

它的输出与输人偏差p

1?

?

K（ep）edt?

PTTδKp（比例积分控制器的可调整参数是比例放大系数或比例度和积分时间。

）II比例积分控制器的特点：

过渡过程结束时无余差，这是它的显著优点。

加上积分作用，会使稳定性降低，虽然在加积分作用的同时，可以通过加大比例度，使稳定性基本保持不变，但超调量和振荡周期都相应增大，过渡过程的时间也精品文档．

精品文档加长。

比例积分控制器的应用场合：

比例积分控制器是使用最普遍的控制器。

它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、工艺参数不允许有余差的系统。

（3）比例积分微分控制器与输入偏差e之间具有下列关系：

比例积分微分控制器是具有比例积分微分控制规律的控制器，输出p

de1?

?

（e?

?

T）KpedtPDdtT。

）、Tδ和T比例积分微分控制器的可调整参数Kp（比例度DII比例积分微分控制器的特点：

微分作用使控制器的输出与输入偏差的变化速度成比例，它对克服对象的滞后有显著的三个、T效果。

在比例的基础上加上微分作用能提高稳定性，再加上积分作用可以消除余差。

所以，适当调整δ、TDI参数、可以使控制系统获得较高的控制质量。

控制质量要求较高的系统，比例积分微分控制器适用于容量滞后较大、负荷变化大、比例积分微分控制器的应用场合：

应用最普遍的是温度控制系统与成分控制系统。

比例控制器

比例积分控制器

比例积分微分控制器

控制规律

比例

比例积分

比例积分微分

1

de1

?

?

）pTedt（e?

K?

?

?

edt）Kp（e?

公式DPPdtTTIIT、T和可调整参数或δ）和TKp（或δKp或比例度δ）Kp（DII无余差、稳定性低，加积分作可以通过加大比例用的同时，输出与输入偏差的变化速度成比度，使稳定性基本保持不变，克服干扰能力强、控制及时、过提高稳定性、克服对象的滞后、特点例、但超调量和振荡周期都相应渡时间短、存在余差

消除余差增大，过渡过程的时间也加长。

容量滞后较大、负荷变化大、控制通道滞后较小、负荷变化不大、通道滞后较小、负荷变化不温度控制系工艺参数不允许有余差的大、适用场合工艺上没有提出无差要求的系质量要求较高的系统。

统系统统与成分控制系统精品文档．

精品文档分析题答案见课件复杂控制系统第七章

1、串级控制系统有哪些特点？

主要使用在什么场合？

特点：

在系统结构上，串级控制系统有两个闭合回路：

主回路和副回路；有两个控制器，主控制器和副控制器；有）1（两个测量变送器，分别测量主变量和副变量。

具有超前控制的作用。

）（2在系统特性上，串级控制系统由于副回路的引入，改善了对象特征，使控制过程加快，串级控制系统由于增加了副回路，具有有一定的自适应能力。

（3）适用场合：

对象的滞后和时间常数很大，干扰作用强而频繁，负荷变化大，对控制要求较高的场合。

2、串级控制系统中主、副变量应如何选择？

主变量的选择原则同简单控制系统被控变量的选择原则副变量的选择原则：

（1）主副变量间应有一定的内在联系）系统的主要干扰应包围在副回路中（2（3）在可能的情况下，应使副环包围更多的次要干扰4）副变量的选择应考虑主副对象时间常数的匹配，防止共振的发生（5）当对象具有较大的纯滞后而影响控制质量时，在选择副变量时应使副环尽量少包含纯滞后或不包含纯滞后。

（分析题答案见课件一、填空题在弹性式压力计基础上，增加电气转换元件，将压力转换成电信号元件，便于集中控制，广1.

泛用于自动化控制系统的压力计为电气式压力计。

电势转换装置。

2.霍尔片式压力变送器实质上是一种压力-要改变弹簧管压力表的量程，可以通过改变调整螺钉的位置来实现。

3.

4.弹性式压力测量仪表常用的弹性元件有弹簧管式、薄膜式、波纹管式等，常见的弹簧管式压5.力表有单圈弹簧管压力表和多圈弹簧管压力表。

6.电气式压力计一般由压力传感器、测量电路和信号处理装置组成。

7.霍尔片式压力传感器是根据霍尔效应制成的，即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力测量。

8.应变片式压力传感器是利用电阻应变原理构成的。

被测压力引起弹性元件应变，通过粘贴在弹性元件上电阻应变片将应变转换为应变片阻值的变化，最后通过测量电路转变成电压或电流的变化。

9.一块压力表在现场的安装一般包括测压点的选择、导压管铺设和压力计的安装等内容。

10.

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测量液体压力时，取压点应在管道下部，测量气体压力时，取压点应在管道上部。

11.

安装压力表时，取压点引压管应和管道中心线垂直，取压管口应和管道内壁保持齐平，并无12.

毛刺。

氧气压力计与普通压力普通弹簧管压力计多采用铜合金，而氨用压力计弹簧管却采用碳钢，13.

计在结构和材质上完全相同，只是它必须禁油。

采用流体流经装置时产生的压力差而实现流量测差压式流量计是基于流体流动的节流原理，14.量的。

以上的流体，流体应10^4-10^5标准节流装置仅适合与测量管道直径大于50mm，雷诺数在15.

当清洁，为稳定管道的连续流动，不发生相变。

测量蒸汽压力时，应加装凝液管，以防止高温蒸汽直接与测压元件接触，测量有腐蚀性介质16.时，应加装有中性介质的隔离罐。

为易凝固等液体液位时，17.用差压式压力变送器测量具有腐蚀性或含有结晶颗粒以及黏度大、

防止引压管线易被腐蚀、堵塞等问题，可采用法兰式压差变送器。

它由膜盒、毛细管和测量

室组成。

18.

。

测量脉动2/319.为了延长仪表寿命，在测稳定压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的

。

测量高压时，最大工作压力不应超过测1/2压力时，最大工作压力不应超过测量上限值的

。

量上限值的3/520.

我国规定的标准节流装置取压方式有角接取压法和法兰取压法，标准喷嘴采用角接取压法。

21.

22.

差压式流量计测量流量时，流量和压力差的平方和成正比，因此要使流量计的刻度均匀，就23.

必须加开方器。

24.

为了使前后导压管内液位高度保持测量蒸汽或湿气体的流量时，在引压管内要积存凝结水，25.

不变或相等，常采用冷凝器。

26.

当被测介质为液体时，为防止液体中析出的气体进入差压计，引起测量误差，在导压管的最27.

在导压管的最低点放高处放置集气器和排气阀。

为了防止液体中析出的沉淀物堵塞导压管，置沉降器及排污阀。

28.

在几个标准节流装置中，测量流量时，通过节流装置前后压力损失最大的是孔板。

29.的电压信号，当液位时，变送器输出信号为_______电动差压变送器中，当液位高度H为030.程量最简单的。

这是液位测量中号时高度H为最高，变送器输出信为________的情况。

________________

压力式温度计的感温元件是温包，它直接与被测介质相接触，因此它的膨胀系数应比较小，31.

导热率要高。

32.

从而实现流量测量的仪表，转子流量计是以压降不变，利用节流面积的变化来反映流量大小，33.适用于__________。

34.

它是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化工业上中、低温的测量常常用热电阻温度计，35.

；和Cu100的特性来进行温度测量的。

工业中常用的铜热电阻有两种，对应的分度号为Cu50

。

和铂热电阻也有两种，对应的分度号为Pt10Pt100二、问答题

1.单圈弹簧管压力表的结构有哪几部分组成？

工作原理？

一、填空

1、过程控制系统是由（控制器）、（执行器）、（测量变送）和（被控对象）等环节组成。

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精品文档、位））、（流量）、（液控制系统中按被控参数的名称来分有（压力2、过程温度）等控制系统。

（，输出例调整到合适的调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比3、某调节。

，才能使稳定性不的变后，应（减小调节器的放大倍数）再加入积分作用差）等。

差）、（衰减比）和（控余制系统的品质指标的参数有（最大4、描述偏标；电Ⅱ型2～0.1Mpa）范准中，气动仪表标准信号围是（0.05、仪表自动化标）。

是（4～20mA10mA）；电Ⅲ型标准信号范围准信号范围是（0～，不稳定）引入会使系统（用是为了（消除余差）,但积分的入6、控制系统引积分作，用调节器采用比例积分作（克服容量滞后）。

某调节系统入引微分作用是为了倍小放大过程中，应（减的调节输出，在加入积分作用的先用纯比例调整到合适。

数））。

路）和（负反馈节系统的基本特征是（闭合回7、简单调。

）和（喷嘴）、常用的标准节流件有（孔板8何偶的几关，与（热电电偶材料、两接点温度）有9、热电偶的热电特性与（热尺寸）无关。

）三个部分。

）、（传动放大）和（显示10、检测仪表的基本组成有（测量用制作分时间；控制作用（减少）；增加积，11、在控制系统中，增加比例度控（增加）。

增加微分时间，控制作用（减少）；）然误差及（偶系（统）误差、（疏忽）12、按误差出现的规律，可将误差分为误差。

如滞后时间）。

系数）、（时间常数）和（三13、描述对象特性的个参数是（放大好）。

，系统的稳定性（越统果时间常数越大，系的响应速度（越慢）量表的℃。

则此0℃，上限是850表温度的精度为0.5级，其测量下限是514、某绝大%）；最基本误差是（0.5量范围是（50～850℃）；允许是程（800℃）；测℃）。

对误差是（4、）冰浴法式计算法）、（冷中常用的端温度补偿方法有（公15、热电偶温度计种。

偿热电偶）五法整）、（电桥补偿法）、（补（仪表机械零点调。

行测量流量的计流量是利用（节流）原理进17、差压式假受（虚则测量精度，如测量高粘度导电介质测18、电容式液位传感器量液位时。

位）的影响液成再变移），然后（差压）转变成（位量19、电容式差压变送器的测部分是先将的输入。

化量）作为转换部分（电容变）、荡（等幅振过程有（发散振荡）、扰、在阶跃动作用下，自动控制系统的过渡20式。

振荡）等基本形衰（非振荡减）和（衰减制随动控制系统）、（的不同形式可分为（定值控定动21、自控制系统按按设值控制系统。

制）、（程序控系统）等系统特性）。

式表达来描述对象的是对22、象的数学模型就（利用数学、5000，Pt5分度号是（Cu0、Cu1，铜是电常23、用的热阻材料（金属和铂）。

（低温）温度量它热铜好）100，线性的是（电阻）电阻，适于测tP成组表示（）压（）装节由量式差42、压流计（流置、导管和显仪）

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