化工儀表自動化課程期末試題課程名稱：化工儀表自動化考試時(shí)間：120分鐘滿分：100分適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)等---注意事項(xiàng)：1.請?jiān)诖痤}紙指定位置填寫姓名、學(xué)號、班級。2.所有答案請書寫在答題紙指定區(qū)域內(nèi)，超出區(qū)域的答案無效。3.字跡工整，卷面整潔，否則酌情扣分。---一、選擇題(每題2分，共20分)1.在化工自動化中，所謂“自動化”主要是指在沒有人直接參與的情況下，通過自動裝置使生產(chǎn)過程按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行，其核心目標(biāo)是（）。A.提高生產(chǎn)效率B.降低勞動強(qiáng)度C.保證產(chǎn)品質(zhì)量、安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟(jì)效益D.實(shí)現(xiàn)完全無人化生產(chǎn)2.某壓力表的量程為0~1MPa，精度等級為1.5級，則該表的最大允許誤差為（）。A.±0.015MPaB.±0.01MPaC.±1.5MPaD.±0.15MPa3.在熱電偶測溫中，熱電勢的大小取決于（）。A.熱電偶的材料和兩端溫度B.熱電偶的材料、長度和兩端溫度C.熱電偶的材料、粗細(xì)和兩端溫度D.熱電偶的長度、粗細(xì)和兩端溫度4.用差壓變送器測量容器液位時(shí)，如果差壓變送器的安裝位置低于液位測量的最低液位，則需要進(jìn)行（）。A.正遷移B.負(fù)遷移C.無需遷移D.不確定5.控制器的比例度（P）越大，則控制作用（）。A.越強(qiáng)B.越弱C.無影響D.先強(qiáng)后弱6.在簡單控制系統(tǒng)中，被控變量的選擇原則是（）。A.選擇對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量影響最大的變量B.選擇容易測量的變量C.選擇容易控制的變量D.A、B、C均正確，需綜合考慮7.對于干擾通道時(shí)間常數(shù)越大的對象，其（）。A.對干擾的響應(yīng)越慢，控制越容易B.對干擾的響應(yīng)越快，控制越困難C.對干擾的響應(yīng)越慢，控制越困難D.對干擾的響應(yīng)越快，控制越容易8.下列哪種控制規(guī)律具有“消除余差”的作用（）。A.比例（P）控制B.比例積分（PI）控制C.比例微分（PD）控制D.位式控制9.在串級控制系統(tǒng)中，主控制器的輸出作為（）的設(shè)定值。A.副對象B.副控制器C.主對象D.控制閥10.儀表的精度等級是用（）來表示的。A.絕對誤差B.相對誤差C.引用誤差D.系統(tǒng)誤差二、填空題(每空1分，共20分)1.化工自動化主要包括自動檢測系統(tǒng)、自動信號和聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)、自動操縱及自動開停車系統(tǒng)以及___________系統(tǒng)等方面。2.測量誤差按其性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差、___________誤差和粗大誤差。3.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置是基于___________原理工作的，常用的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件有孔板、___________和文丘里管。4.電容式物位計(jì)是利用電容量隨___________變化的原理進(jìn)行測量的。5.電動Ⅲ型儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號是___________mADC，氣動儀表的標(biāo)準(zhǔn)信號是___________kPa。6.控制系統(tǒng)的過渡過程形式主要有非周期衰減過程、衰減振蕩過程、___________過程和發(fā)散振蕩過程。其中，___________過程被認(rèn)為是最理想的過渡過程。7.描述對象特性的三個(gè)重要參數(shù)是放大系數(shù)K、___________和滯后時(shí)間τ。8.控制器的積分時(shí)間Ti越小，則積分作用越___________；微分時(shí)間Td越大，則微分作用越___________。9.控制閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的___________之間的關(guān)系。10.DCS系統(tǒng)的中文全稱是___________，它的核心思想是___________、控制功能分散、危險(xiǎn)分散。三、簡答題(每題8分，共32分)1.什么是測量誤差？產(chǎn)生測量誤差的原因主要有哪些？2.簡述差壓式流量計(jì)的工作原理，并說明其組成部分。3.什么是對象的動態(tài)特性？為什么要研究對象的動態(tài)特性？描述對象動態(tài)特性的主要參數(shù)有哪些，它們的物理意義是什么？4.在PID控制器中，比例、積分、微分作用各有什么特點(diǎn)？它們對控制系統(tǒng)的過渡過程有何影響？四、分析與計(jì)算題(共28分)1.（12分）某簡單液位控制系統(tǒng)如圖所示（請考生自行腦補(bǔ)一個(gè)典型的液位控制系統(tǒng)圖，包括貯槽、液位變送器LT、控制器LC、控制閥、流入流出管道）。（1）指出該系統(tǒng)中的被控對象、被控變量、操縱變量和主要干擾因素。（2）畫出該系統(tǒng)的方塊圖。（3）若貯槽的進(jìn)料量突然增大，試簡述該控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程（即系統(tǒng)如何克服干擾，使液位回到設(shè)定值）。2.（16分）某溫度對象的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示（設(shè)階躍輸入Δu=20%，初始穩(wěn)態(tài)輸出θ(0)=20℃）：時(shí)間t(min)0123456789101112...∞:----------:::::::::::--:--:--:--:溫度θ(℃)202123262932343637.538.539.239.639.8...40（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上畫出該對象的階躍響應(yīng)曲線（若為考試，此步可省略，直接進(jìn)行后續(xù)計(jì)算）。（2）用響應(yīng)曲線法（切線法或兩點(diǎn)法）估算該對象的數(shù)學(xué)模型（設(shè)為一階慣性加純滯后環(huán)節(jié)，即G(s)=Ke^(-τs)/(Ts+1)），并計(jì)算出放大系數(shù)K、時(shí)間常數(shù)T和純滯后時(shí)間τ。（3）若采用PID控制器對該對象進(jìn)行控制，試簡述控制器參數(shù)整定的目的和常用的幾種工程整定方法（至少列舉兩種）。---參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（僅供閱卷參