仪器仪表与自动化测验试题

一、填空题（每错一空扣一分，共计35分）1、过程控制系统是由______、______、______和______等环节组成。1题、回答要点：①控制器②执行器③测量变送④被控对象2．描述控制系统的品质指标的参数有、和等。2题、回答要点：①最大偏差②衰减比③余差3、目前求取过程数学模型的方法有两种。其中一种是根据过程的内在机理，通过_____和_____物料平衡关系，用________的方法求取过程的数学模型。3题、回答要点：①物料②能量③机理建模4.被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(l/L)之间的关系,称为调节阀的______特性;若阀前后的压差保持不变时,上述关系称为_________特性;实际使用中,阀前后的压差总是变化的,此时上述关系为________特性。调节阀的流量特性有_______、_______、_________和_________。4题、回答要点：①流量特性②理想特性③工作特性④线性、等百分比、抛物线、快开；5.热电偶的热电特性与、________有关，与无关。5题、回答要点：①热电偶材料、两接点温度②热电偶的几何尺寸。6、检测仪表的基本组成有、和三个部分。6题、回答要点：：测量、传动放大、显示。7、在控制系统中，增加比例度，控制作用；增加积分时间；控制作用；增加微分时间，控制作用。7、回答要点减少、减少、增加。8、弹簧管压力表是利用产生________与被测压力相平衡来测量的。8题、回答要点：①弹簧管②位移9、不受被测介质物理性质影响的流量计是：___________、_____、__________、9题、回答要点：①电磁流量计②旋涡流量计③椭圆齿轮流量计10、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______的影响。10题、回答要点：①虚假液位11．描述对象特性的三个参数是，如果时间常数越大，系统的响应速度，系统的稳定性。11题、回答要点：①放大倍数、时间常数、滞后时间②越慢③越好二综合题（50分）1、（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。（1）P输出，已知：比例度δ=50%（2）PI输出，已知：比例度δ=100%积分时间Ti=1分答：2、（7分）画出气开式类型执行器的两种简单结构示意简图；控制系统在什么情况下选择气开类型执行器？举例说明。2题、回答要点：①②如：加热炉温度控制，当燃料量为操纵变量时，其执行器应选择气开类型，当信号中断时，切断燃料，保证安全。3、（12分）比较电子电位差计与电子平衡电桥在测量原理和结构上有哪些异同点。3题、回答要点原理的相同点：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：4.（7分）闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？4题、回答要点：闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制系统。开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制系统，即操纵变量通过被控对象去影响被控变量，但被控变量并不通过自动控制装置去影响操纵变量。自动控制系统是具有被控变量负反馈的闭环系统，它与自动检测、自动操纵等开环系统比较，最本质的区别，就在于自动控制系统有负反馈，开环系统中，被控变量（工艺）是不反馈到输入端的。5、（7分）什么叫节流现象？流体经节流装置时为什么会产生静压差？5题、回答要点：流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。流体经节流装置时，由于流速发生变化，使流体的动能发生变化，根据能量守恒定律，动能的变化必然引起静压能变化，所以在流体流经节流装置时必然会产生静压差。6、（9分）什么是对象特性？为什么要研究对象特性？6题、回答要点：被控对象特性是指被控对象输入量与输出量之间的关系。即当被控对象的输入量发生变化时，对象的输出量是如何变化、变化的快慢程度以及最终变化的数值等。对象的输入量有控制作用和扰动作用，输入量是被控变量。因此，讨论对象特性就要分别讨论控制作用通过控制通道对被控变量的影响，和扰动作用通过扰动通道对被控变量的影响。在生产过程中，存在着各种各样的被控对象。这些对象的特性各不相同。有的较易操作，工艺变量能够控制的比较平稳；有的却很难操作，工艺变量容易产生大幅度波动，只要稍不谨慎就会越出工艺允许的范围，轻则影响生产，重则造成事故。只有充分了解和熟悉对象特性，才能使工艺生产在最佳状态下运行。因此，在控制系统设计时，首先必须充分了解被控对象的特性，掌握它们的内在规律，才能选择合适的被控变量、操纵变量，合适的测量元件和控制器，选择合理的控制器参数，设计合乎工艺要求的控制系统。特别在设计新型的控制系统时，例如前馈控制、解耦控制、自适应控制、计算机最优控制等，更需要考虑被控对象特性。三、计算题：（15分）1、（7分）某压力仪表的测量范围是100～1100Pa，其精度为0.5级，则这台表的量程是多少？基本误差是多少？最大绝对误差是多少？允许误差是多少？1题、回答要点（10分）①1000Pa②0.5%③±5Pa④0.5%2、（8分）计算下图各热电偶回路所产生的热电势。注：AB----K型热电偶；AˊBˊ----K型热电偶补偿导线CD----S型热电偶；CˊDˊ----S型热电偶补偿导线；三、（8分）回答要点：1、E1=EAB(600,50)+ECD(50,25)=(24.902-2.002)+(0.299-0.142)=23.057(mV)E2=ECD(600,50)-ECD(50,25)=(5.237-0.299)-(0.299-0.142)=4.781(mV)铂铑10-铂热电偶分度表分度号：S温度(℃)02550300600热电势（μV）00.1420.2992.3235.237镍铬-镍硅热电偶分度表分度号：K温度(℃)02550300600热电势（μV）01.0002.02212.20724.902