自动化仪表与过程控制复习题

单项选择

第一本教材 自动检测与转换技术每章:练习题第一题 填空题

? 导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象

称为应变效应。

? 热电阻传感器主要用于测量温度以及与温度有关的参量。在工业上，它被广泛用来测量

-200~+9600C范围内的温度。

? 热电偶分度表就是热电偶自由端（冷端）温度为00C时，反映热电偶工作端（热端）温度与输出

热电热之间的对应关系表格。

? 在变隙式差动电感传感器中，当衔铁随被测量移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增

加，一个减少，形成差动形式。

? 电涡流传感器的基本工作原理是电涡流效应。

? 过程控制系统按设定值形式的不同分为三类；定值控制系统、程序控制系统 随动控制系统 ? 选择性控制系统中有两个控制器（或两个以上的变送器），通过高、低值选择器选出能适应生产

安全状况的控制信号，对生产过程进行自动控制的系统。

? 执行器它由执行机构和调节机构两部分组成，在自动控制系统中接受来自调节器的控制信号，将

之转换成角位移或直线位移输出。

? 过程控制为了便于分析自动控制系统的物质，可将控制系统按设定值形式的不同分为定值控制系

统、程序控制系统和随动控制系统三类。

? 过程控制一般是指冶金、石油、化工、电力、轻工、建材等工业部门生产过程的自动化，即通过

采用各种自动化仪表、电子计算机等自动化技术工具，对生产过程中某些物理参数进行自动检测、监督和控制，以保证现代企业安全、全面质量优质、低耗和高效益生产。

? 凡是用两个控制器串联工作，主控制器的输出作为副控制器的设定值，由副控制器操纵执行器动

作，这种结构的系统就称为串级控制系统。

? 凡是使两个或两个以上参数保持一定比值关系的控制系统，称为比值控制系统。

? 自动控制系统是在人式控制的基础上产生和发展的，为了控制要求，可以采用人工控制和自动控

制两种方式。

? 前馈控制系统的主要形式有静态前馈控制、前馈—反馈控制两种

? 在自动控制中，把被控量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，被控量随时间而变化的不

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平衡状态称为系统的动态 。

? 电动执行器的输入信号有连续信号和断续信号两种，连续信号为0~10mADC和4~20mADC两种

范围，断续信号系指开关信号。气动执行器的输入信号为0.2×105~1.0×105Pa。 ? 在生产过程中，为了实现控制要求，可以采用人工控制和自动控制两种方式。 ? 气动执行机构主要分为薄膜执行机构和活塞执行机构两大类。

? 单回路反馈控制系统中，控制器按被控量与设定值之差（或偏差）进行控制。 ? 对传感器进行动态标定(或校准或测试)的主要目的是检测传感器的动态性能指标。

? 传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许超过测量范围的

能力。

? 传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向智能化方向发展。

? 已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算公式为

rs=(△K0/K0)×100%。

? 我国从1991年开始采用国际计量委员会规定的“1990年国妹温标”(简称ITS-90)的新标准。按

此标准，共有八种标准化了的通用热电偶。

问答题：

? 什么是压电效应？ ? 什么是热电效应 ? 什么叫霍尔效应？

? 电动执行机构的特点是什么？ ? 建立对象数学模型有哪两类主要方法？ ? 控制器在控制系统中起何作用？

? 电动执行器是按什么原理进行工作的？有何特点？ ? 阀门定位器有何作用？ ? 智能控制阀的特点有哪些？ ? 什么叫串级控制系统？ ? 简述反馈与前馈控制的区别。 计算题：

1、某两线制电流输出型温度变送器的产品说明书注明其量程范围为0~2000C，对应输出电流为4~20mA。求：当测得输出电流I=12mA时的被测温度 t 。

2、欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选哪能一级？若选用量程为300V和500V的电压表，其精度又应分别选哪一级？

3. 用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动，已知传感器的灵敏度为2.5mV/mm。最大线性范

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围（优于1%）为5mm。现将传感器安装在主轴的右侧，如下图a所示。使用高速记录仪记录下的振动波形如图b所示。问：

1）轴向振动a m sin?t的振幅a m为多少？ 2）主轴振动的基频f是多少？

3）为了得到较好的线性度与最大的测量范围，传感器与被测金属的安装距离l为多少毫米为佳？ 4、有一台两线制压力变送器，量程范围为0~1MPa，对应的输出电流为4~20mA。求： 1）压力p为输出电流I的关系表达式（输入/输出方程）。 2）画出压力与输出电流间的输入/输出特牲曲线。 3）当p为0MPa、1 MPa和0.5MPa时变送器的输出电流。

4）如果希望在信号传输终端将电流信号转换为1~5 V电压，求负载电阻RL的阻值。 5）画出该两线制压力变送器的接线电路图（电源电压为24V）。 6）如果测得变送器的输出电流为5mA，求此时的压力P。

7）若测得变送器的输出电流为0，试说明可能是哪几个原因造成的。 8）请下图中的各元器件及仪表正确地连接起来。

5、用镍铬-镍硅（K）热电偶测炉温时，其冷端温度t0=300C，在直流毫伏表上测得的热电势EAB（t, 300C）=38.505mV，试求炉温为多少？（注：镍铬-镍硅热电偶K分度表EAB（300C, 00C ）=1.203mV）

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6、某换热器的温度调节系统在单位阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如下图。试分别求出最大偏差、余差、衰减比、振荡周期、频率和过渡时间（给定值200℃）。

7、某一燃烧煤气的加热炉，采用DDZ-Ⅲ型仪表组成温度单回路控制系统，温度测量范围0~1000℃，由温度变送器转换为4~20mADC输出。记录仪刻度范围0~1000℃。当炉温稳定在800℃时，控制器输出为12mA。此时手动改变设定值，突然使控制器输出变为16mA，温度记录从800℃逐渐上升稳定在860℃。从响应曲线上测得??3min,TP?8min。如果采用PID控制器，试算出整定参数值。 响应曲线法整定参数 控制作用 P/% 比例 比例积分 比例积分微分 T1/min 3.3? 2? TD/min 0.5? 100120kP? TDkP? TDk83P? TD第 4 页 共 4 页 自动检测与过程控制复习题

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