《測量儀表及自動化》考試答案.doc

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)學表達式。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)學表達式。 9、名詞解釋：控制點、負反饋。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，以及兩者之間的關系？12、簡述比例積分微分調(diào)節(jié)規(guī)律作用特點？寫出該調(diào)節(jié)規(guī)律數(shù)學表達式。 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系，標準化節(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)學表達式。 18、名詞解釋：執(zhí)行機構(gòu)、熱電效應。二、單項選擇 1、為了正常測取管道（設備）內(nèi)的壓力，取壓管線與管道（設備）連接處的內(nèi)壁應（ ）。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。液位計已經(jīng)校好，后因維護需要，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、補償導線的正確敷設，應該從熱電偶起敷到（ ）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、 P B、 PI C、 PD D、 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)的密度無關? （ ） 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,應選用下列哪種液位計?（ ）A. 浮筒式液位計 B. 雷達液位計 C. 差壓式液位計9、補償導線的作用是（ ）A. 延伸熱電偶冷端 B. 作為普通導線傳遞熱電勢 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，當熱點偶短路時，應顯示（ ）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、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線測量溫度。但在接線中把補償導線的極性接反了，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 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。其取壓方式應該是（ ）。 A 角接取壓 B 環(huán)室取壓 C 徑距取壓 D 反吹風取壓三、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，標準表允許的絕對誤差應不超過被校表允許絕對誤差的 。5、 彈簧管式壓力表由 、 、 、 構(gòu)成。6、 標準節(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)一信號范圍是 ；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表 倍的標準表給出。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 。（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，在引壓管線中應該填充 。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，則接線應該采用_ 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，積分作用越 。16、 所謂風開閥，就是指調(diào)節(jié)器來的氣壓信號越大，開度越 。17、 調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律有 、 、 和 四種。18、 在三種標準節(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03m，被測介質(zhì)密度=900Kg/m3,毛細管內(nèi)工作介質(zhì)密度0=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)中的汽包水位嚴禁過低，使確定系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥氣開、氣關型式和調(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）、顯示儀表顯示負值；（4）阻值與溫度的關系有變化。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) 如何改進該系統(tǒng)？畫出該系統(tǒng)改進后的控制流程圖（即在原系統(tǒng)基礎上如何改進）。(4) 說明改進后的系統(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、精度選擇 （1）量程i 壓力平穩(wěn)：P量=P測*1.5，量程靠級:01.0,1.6,2.5,4,6,1010MPaii波動范圍大P量=P測*.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)過程中前后設備供求之間的矛盾而設置的。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?？傊?，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。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)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，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)即認為達到穩(wěn)定值，過渡時間反映的是調(diào)節(jié)的速度指標。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這些指標中；希望余差盡量小，最大偏差小一些，過渡時間短一些，衰減比要適當。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)學表達式。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： 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，常用哪些指標來評價儀表性能？采用測試方法對測量儀表進行性能測試，獲取測試數(shù)據(jù)，通過對測試數(shù)據(jù)進行分析來評價儀表性能指標。常用：精度（準確度、不確定度）、量程（測量范圍）、靈敏度、分辨率、反應時間、可靠性等指標。7、簡述串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，闡述副回路設計的一些基本原則？ 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)?；驹瓌t： （1）應使副回路包含較多干擾。（2）主、副變量之間應有一定的內(nèi)在聯(lián)系。（3）應使主、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)學表達式。具有“超前”作用，對偏差變化快，過渡滯后大的對象， 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。DMV = KP(DV+TD dDV/dt)9、名詞解釋：控制點、負反饋。當沒有干擾時，即PV=SV，DV=0，調(diào)節(jié)器保持操作值（MV0）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)學表達式。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： 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。 比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)：實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)符合一定比例關系的控制系統(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，對應靜壓能減少，達到最大流速后流速下降，動壓能減少，靜壓能恢復。節(jié)流裝置：節(jié)流元件、取壓裝置。15、利用金屬導體或半導體電阻的阻值與溫度呈一定的函數(shù)關系的特性。三線制連接的原因是要減少導線電阻隨環(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（或間接指標）； 應可測并有足夠靈敏度；應獨立可調(diào)；考慮工藝過程的合理性及儀表的現(xiàn)狀。17、DMV =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)律就是調(diào)節(jié)規(guī)律。 18、將控制信號變?yōu)橄鄳耐屏?，以足夠功率帶動調(diào)節(jié)機構(gòu)。兩種不同均質(zhì)導體組成閉合回路，兩端存在溫差時，回路中有電流通過，即存在熱電勢。二、選擇1-5 A、A、D、D、C 6-10 A、A、B、A、C11-15 B、A、B、C、B 16-19 A、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、1/35、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 倍的標準表給出。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 300.5 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，在引壓管線中應該填充 隔離液 。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，則接線應該采用_三線制。 15、 比例度越大，比例作用就越 越小 ；微分時間越大，微分作用越 強 ；積分時間越長，積分作用越 弱 。16、所謂風開閥，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、在三種標準節(jié)流裝置中,最常用的是 孔板 。四、計算與分析題1. P+=P0+gH-0gh1 P-=P0 +0g(h2-h1) =gH-0gh1-0g(h2-h1) 量程：gH=900*9.81*3 =26.487Kpa 當H=0時， 所以需要進行負遷移，遷移量為0gh2 = 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）（標出相應名稱最好） 控制器調(diào)節(jié)閥被控對象D測量變送器-SvPvDvMvqy（4） 調(diào)節(jié)閥選氣關型，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）、顯示儀表顯示負值：熱電阻短路。（4）阻值與溫度的關系有變化：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到控制效果。