内容发布更新时间 : 2024/12/25 21:15:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

《化工自动化及仪表》补充习题与答案

1. 某物料加热后与添加料混合，工艺要求混合时物料温度θo稳定，工艺采用改变换热器

蒸汽流量Qs来稳定罐内温度θo 。影响θo的因素有：阀前蒸汽压力Ps，冷物料流量Qi和温度θi ，环境温度θc等。 1）画出温度控制系统的方块图；

2）指出该控制系统的被控变量、操纵变量、被控对象及扰动； 3）若蒸汽阀前压力Ps突然变大时，简述该系统的控制过程。 解：

添加剂TCPs TT出料混合罐Qs Qi θi θc 换热器热物料冷物料 1）略

2）罐内温度θo ；蒸汽流量Qs；混合罐；阀前蒸汽压力Ps，冷物料流量Qi和温度θi ，环境温度θc

3）Ps↑→Qs↑→θo↑→ e↑→ Qs↓

2. 图a为流量控制系统，主要克服阀前压力P1波动来稳定流量Q1 。图b是储槽液位控制系统，主要克服Q2流量变化的扰动，保持液位稳定。

1）指出两图中的各控制系统的被控变量、操纵变量、被控过程及主要扰动； 2）若采用图a系统来控制液位，试比较与图b系统的不同点。

P1 Q1 P1 Q1 FTFChLTLCLTh

图a 图b

解：1)图a：Q1；Q1；管道；P1

图b：h；Q1；储液槽；Q1、Q2

2)前馈a：开环控制，控制及时 b：闭环控制，控制不及时 3．某换热器的温度控制系统（设定值是30℃）在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线如图所示。试分别求出衰减比、最大偏差、余差、回复时间。

Q2 Q2 T/℃754535305710152025t/min解：1）n=

B75-35==4 B'45-35

2）|emax|=|B+C|=B-r=75-30=45

3）e（∞）=r-y（∞）=30-35=-5 4）估测：32min

4. 已知某换热器被控变量是出口温度θ，操纵变量是蒸汽流量Q 。在蒸汽流量作阶跃变化时，出口温度响应曲线如图所示。该过程通常可以近似作为一阶滞后环节来处理。试估算该控制通道的特性参数K、T、τ。

Q(kg/h)1101000

t(min)θ(℃)434001234t(min)解：1）放大系数K=∞?? c( )-c(0)43-40==0.3 110-100△ q

2）时间常数T=2.5min（40+3*0.632的θ所对应的时间）

3）纯滞后τ=1min

5. 如果用K热电偶测量温度，其仪表指示值是600℃，而冷端温度是65℃，则实际温度是665℃，对不对？若不对，正确值应为多少，为什么？ 解答：不对。

因为E(θ)=E(θ,θ0)+E(θ0,0)

所以600=535+65 正确温度应为535℃

6. 何谓变送器零点调整、零点迁移和量程调整，试举一例说明之。

7. 热电偶配接温度变送器测温时，为什么除了要确定测量温度的范围外，还需确定分度号？若电动Ⅱ型温度变送器量程为0～150℃，当介质为90℃时，该变送器的输出为多少mA？若采用电动Ⅲ型温度变送器，量程和介质温度同上，则变送器的输出又为多少mA？ （设ΔI∝Δθ）

解：1）每一个分度号与一个热电偶一一对应。

90-0×(10-0)+0=6mA(电动Ⅱ型0~10mA)

150-090-03)×（20-4）+4=13.6mA(电动Ⅲ型4~20mA) 150-02）

8. 某一标尺为0～500℃的温度计出厂前经过校验，其刻度标尺各点的测量结果值为：

被校表读数（℃） 0 标准表读数（℃） 0 100 200 300 400 500 103 198 303 406 495 1）求出仪表最大绝对误差值；

2）确定仪表的允许误差及精度等级；

3）仪表经过一段时间使用后，重新校验时，仪表最大绝对误差为±8℃，问该仪表是否还符合出厂时的精度等级？ 解：1）△max=406-400=6℃

2）δ

max

=标尺上限-标尺下限×100%=

±(X-X0)±(406-400)×100%=±1.2%

500-0±8×100%=±1.6%>±1.5%

500-0 因此精度等级为1.5 3）δ

max

=标尺上限-标尺下限×100%=

±(X-X0) ∴不符合出厂时的精度等级

10. 现欲测往复泵出口压力（约1.2MPa），工艺要求±0.05 Mpa，就地指示。可供选择的弹簧管压力表的精度为：1.0, 1.5, 2.5, 4.0级，量程为0～1.6, 0～2.5, 0～4.0 Mpa 。试选择压力表的精度和量程。

解：往复泵出口压力波动较大 1.2×=1.8mpa 选量程为0~2.5Mpa。同时 1.2>2.5× δ

max

3213≤±0.05×100%=2% 2.5-0 ∴精度选1.5级

11. 热电偶与电子电位差计配套测温应注意什么问题？热电阻与电子自动平衡电桥配套测温应注意什么问题？

答：1）①参比端温度补偿②补偿导线正负不能反接③分度号与电子电位差计分度号一致④热电偶参比端要与补偿电阻感受相同温度

2）①采用三线制接法，消除环境温度造成导线电阻变化对测量的影响②两者分度号一致

12. 热电偶与数字式显示仪表测温线路如图所示。这种接法是否正确？为什么？

现场控制室θθ1θ2数显仪表普通铜导线

答：不对。普通铜导线换成补偿导线。

14. 用差压变送器与孔板配套测量过热蒸汽流量，仪表按P’=3MPa（表压），θ’=400℃的工作状态标定。现过热蒸汽的工作状态发生了变化。若P=3.2MPa，θ=380℃，则当仪表示