仪表与自动化课后习题与答案
仪表与自动化课后习题与答案
1-3、自动控制系统主要由哪些环节组成？
答：一个自动控制系统主要是由两大部分组成：一部分是起控制作用的全套仪表，称自动化装置，包括测量元件及变送器、控制器、执行器；另一部分是自动化装置所控制的生产设备。
1-5、在自动控制系统中，测量变装置、控制器、执行器各起什么作用？
答：测量元件与变送器，用于测量液位，并将测得的液位转化成统一的标准信号输出。
控制器，接受测量变送器送来的信号并与工艺要求的液位高度进行比较，计算出偏差的大小，并按某种运算规律算出结果，再将此结果用标准信号发送至执行器。
执行器，它接受控制器传来的操作指令信号，改变阀门的开度以改变物料或能量的大小，从而起到控制作用。
1-8、图1-15为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意？
答：PI-307：具有指示功能的压力
表，该仪表就地安装，工号段为07。
TRC-303：具有记录功能的温度
控制仪表，该仪表集中仪表盘面
安装，工号段为3，仪表序号为07。
FRC-305：具有记录功能的流量控制
仪表该仪表集中仪表盘面安装，工
号段为3，仪表序号屡05。
1-11、图1-16所示为一反应温度控制系统示意图A、B两种物料进入反应器进行反应，通过改变进入夹套的冷却水流量来控制反应器内的温度不变。试现出该温度控制系统的方块图，并指出该项系统中的被控对象、被控变量、操纵变量及可能影响被控变量的干扰是什么，并说明该温度控制系统是一个具有负反馈的团环系统。
答：被控对象：反应器；被控变量：反应器内的温度；
操纵变量：冷却水流量；可能干扰：进料和冷却水的流量、压力和温度的改变当反应器内的被控温度在干扰作用下升高时，其测量值与给定值比较，获得偏差信号，经温度控制器运算处理后，输出控制信号去驱动控制阀，使其开度增大，冷却水流量增加，这样使反应器的温度降下来，所以该项温度控制系统为一个具有负反馈的闭环系统。
1-19、某化学反应器工艺规定操作温度为（900±10℃）。考虑安全因素，控制过程中温度偏离给定值最大不得超过60℃。现设计的温度定值控制系统，在最大阶跃干扰作用下的过渡过程曲线如图1-17所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、超调量、衰减比、余差和振荡周期。该控制系统能否满足题中所给的工艺要求？
答：最大偏差：A=950-900=50℃超调量：B=50-（908-900）=42℃
衰减比：n=B：′==21：5 余差：C=908-900=8℃
振荡周期：45-9=36 min
1-20、图1-18（a）是蒸汽加热器的温度控制原理图。试现出该系统的方块图，并指出被控对象、被控变量、操纵变量和可能存在的干扰是什么。现因生产需要，要求出口物料温度从80℃提高到81℃，当仪表给定值阶跃变化后，被控变量的变化曲线如图1-18（b）所示。试求该系统的过渡过程品质指标：最大偏差、衰减比和余差（提示：该系统为随动控制系统，新的给定值为81℃）。
答：被控对象：蒸汽加热器被控变量：出口物料温度
操纵变量：蒸汽流量可能干扰；物料和蒸汽输入的流量、压力、温度2-1、什么是对象特性？为什么要研究对象特性？
答：对象的特性即对象的输入量与输出量之间的关系，是对象的外部特征，但它是由对象的内部结构机理等所决定。
研究控制对象的特征，掌握其内在规律，可以为合理地选择自动控制方案，设计最佳的控制系统、选择合适的控制器及控制器参数提供依据，使系统正常地运行。
2-8、反映对象特性的参数有哪些？各有什么物理意义？它们对自动控制系统有什么影响？
答：反映对象特性的参数有：放大系数Ｋ、时间常用数Ｔ、滞后时间τ
放大系数Ｋ在数值上等于对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。对象放大系数越大，就表示对象的输入量有一定变化时，对输出量的影响越大。时间常数Ｔ：当对象受到阶跃输入后，被控变量达到新的稳态值的63.2%所需的时间。时间常数越大，表示对象受到干扰作用后，被控变量变化得越慢，达到新的稳态值所需的时间越长。
滞后时间τ：在受到输入作用后，被控变量不能立即迅速地变化。系统受到
限制干扰作用后，由于存在滞后，被控变量不能立即反映出来，于是不能及时产生控制作用，整个系统的控制量就会受到严重的影响。
2-11、已知一个对象特性是具有纯滞后的一阶特性，其时间常数为5min，放大系数为了10，纯滞后时间为2 min，试写出描述该对象特性的一阶微分方程式。解：5 +(t+2)=10χ(t)
2-12、如图所示的RC电路中，已知R=5Ω，C=2000μF。试画出突然由0V阶跃变化到5V时的变化曲线，并计算出t=T、t=2T、t=3T时的值
解：根据基尔霍定律得：=iR+(t),其中i=C
∴RC+=∴(t)=(1-)=5(1-) T=RC=10s
(T)=3.16V (2T)=4.32V (3T)=4.75V
2-13、已知一个简单水槽，其截面积为0.5㎡，水槽中的液体由正位移泵抽出，即流出流量是恒定的。如果在稳定的情况下，输入流量突然在原来的基础上增加了0.1，试画出水槽液位△h的变化曲线。
解：
由△Qt=△hA 得△h==0.2t m
3-5、某一标尺为0~1000℃的温度仪表，出厂前经校验，其刻度标尺上的各点测
2、确定该温度仪表的精度等级；
3、如果工艺上允许的最大绝对误差为±8℃，问该温度仪表是否符合要求？解：1、△max=706-700=6℃
×100%=×100%=0.6% ∴该温度表为1.0级
2、δmax=
量程
3、△max=1000×±1%=±10℃>±8℃∴该温度表不符合要求
2、问该压力表是否符合1.0级精度？
解：
升降变差：△max=6.06-5.94=0.12 MPa
δmax=×100%=1.2>1.0% ∴该压力表不符合要求
3-7、什么叫压力？表压力、绝对压力、负压力（真空度）之间有何关系？答：所谓压力是指由气体或液体均匀垂直地作用于单位面积上的力。
表压=
绝对压力
-
大气压力真空度
=
大气压力
-
绝对压力
3-15、某压力表的测量范围为0~1 MPa，精度等级为1.0级，试问此压力表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为0.5 MPa 时，标准压力计上读数为0.508 MPa，试问被校压力表在这一点是否符合1级精度，为什么？
解：△max=1×1.0%=0.01 MPa
δmax=×100%=0.8%<1.0% ∴该压力表符合要求
3-17、如果某反应器最大压力为0.8 MPa，允许最大绝对误差为0.01 MPa。现用一台测量范围为0~1.0 MPa，精度为1.0级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求？若采用一台测量范围为0~1.0 MPa，精度为1.0级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。
解：δmax=×100%=1.25%
△max=1.6×1.0%=0.01 6 MPa>0.01 MPa ∴该压力表不符合要求
△max=1.0×1.0%=0.01 MPa=0.01 MPa ∴该压力表符合要求
3-18、某台空压机的缓冲器，其工作压力范围为1.1~1.6 MPa，工艺要求就地观察罐内压力，并要求测量结果的误差不得大于罐内压力的±5%，试选择一台合适的压力计（类型、测量范围、精度等级），并说明其理由。
解：∵P max≤A ∴A≥2.13 MPa △max=1.1×±5%=0.055 MPa ∵P min≥A ∴A≤3.3 MPa ∴选用量程为0~2.5 MPa的压力表3-19、某合成氨厂合成塔压力控制指标为14 MPa，要求误差不得超过0.4 MPa，试选用一台就地指示的压力表（给出型号、测量范围、精度等级）。
解：由题可知：被测对象压力为高压，设所用压力表量程为A
∴P max≤A ∴A≥14×=23.3 MPa 根据量程系列选
P min≥A ∴A≤14×3=42 MPa 用0~25 MPa的压力表
δmax=×100%=1.6% ∴根据精度等级选择1.5级仪表
3-20、现有一台测量范围为0~1.6 MPa，精度为1.5级的普通弹簧管压力表，校验后，其结果如下表。
试问这台表合格否？它能否用于某空气贮罐的压力测量（该贮罐工作压力为
0.8~1.0 MPa的绝对误差不允许大于0.05 MPa）？
解：δmax=×100%=1.25% ∴根据精度等级选择1.5级仪表,合格。
△max=1.6×1.5%=0.024 MPa<0.05 MPa A≥1.0×=1.3 MPa
A≤0.8×3=2.4 MPa ∴所选压力表量程为~0.6 MPa，符合要求δ=±1.5%×1.6=±0.024<0.05 ∴精度等级符合要求
3-48、测量高温液体（指它的蒸汽在常温下要冷凝的情况）时，经常在负压管上装有冷凝罐（见图3-91），问这时用差压变送器来测量液位时，要不要迁移，迁移量应如何考虑？
解：
=ρg(H+)+
=ρg+
△P=ρg(H+-)<0
∴有零点迁移，且为负迁移
即当H=0时将变送器的输出值调回4 mA
当H=Hmax时，将变送器的输出值调回20 mA
3-54、什么是热电偶的热电特性？热电偶的热电势由哪两部分组成？
答：将两种不同导体A、B统一一个闭合回路，若两接触点温度不同，则回路中有一定大小电流，表明回路有电势，则为热电特性。
热电动势包括：接触电势、温差电势
3-56、用热电偶测量时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？
答：在工程测试中，冷端温度随环境温度变化而变化。若T≠0℃，将引入测量误差，因此必须对冷端进行补偿。
方法；延长导线法、0℃恒温法、冷端温度修正法、电桥补偿法
3-58、用K型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mV，冷端（室温）为25℃，求设备的温度？如果改用E型热电偶来测温，在相同的条件下，E型热电偶测得的热电势为多少？
解：(1)（T，25）=20 mV 查表得（25，0）=1.0005 mV
∴（T，0）=（T，25）+（25，0）=20+1.0005=21.0005 mV
(2)（T，0）=（T，25）+（25，0）
∴（T，25）=37683.4-1496.5 uV=36.1869 uV
3-59、现用一支镍铬-铜镍热电偶来测温，其冷端温度为30℃，显示仪表的机械零位在0℃时，这时指示值为400℃，则认为换热器内的温度为430℃对不对？为什么？正确值为多少度？
解：（T，0）=（T，30）+（30，0）
=28943+1801=30744 uV
查表得T=422℃
3-60、试述热电阻测温原理？常用测温热电阻有哪几种？热电阻的分度号主要
有几种？相应的各为多少？
答：热电阻是利用物质的电阻率随温度变化的特性制成的电阻式测量系统。常
用的热电阻有铂热电阻、铜热电阻。
铂热电阻的分度号主要为Pt100和Pt50两种，其0℃时的电阻值分别为100
Ω和50Ω。此外还有=1000Ω的Pt1000铂热电阻。
标准化铜热电阻的一般为100Ω和50Ω两种，对应的分度号为Cu100和Cu50
3-62、用分度号为Pt100铂电阻测温，在计算时错用了Cu100的分度表，查得
的温度为140℃，问实际温度为多少？
解：查表得140℃时=159.96Ω∴=159.96Ω
查表得=159.93Ω时, =157℃=160.30Ω时,=158℃
∴△T==2.941℃∴=157+2.941×(159.96-159.93)=157.088℃3-63、用分度号为Cu50、百度电阻比W（100）=/=1.42铜热电阻测某一反应器内温度，当被测温度为50℃时，该热电阻的阻值为多少？若测某一
环境温度时热电阻的阻值为92Ω，该环境温度为多少？
解：△R==0.21Ω∴=(1+0.21)×50=60.5Ω
T==200℃
5-1、什么是控制器的控制规律？控制器有哪些基本控制规律？
答：所谓控制规律是指控制器的输出信号与输入信号之间的关系，控制器的控
制规律有：位式控制、比例控制、积分控制、微分控制、比例积分控制、比例
微分控制、比例积分微分控制
5-4、何为比例控制器的比例度？一台DDZ-Ⅱ型液位比例控制器，其液位的测量范围为0~1.2 m，若指示值从0.4 m增加到0.6 m比例控制器的输出相应从5 mA 增大到7 mA，试求控制器的比例度及放大系数。
解：已知DDZ-Ⅱ型液位比例控制器的现场传输信号0~10 mA
∴δ=×100%=83.33% ∴Kp==120%
5-5、一台DDZ-Ⅲ型温度比例控制器，测量的全量程为0~1000℃，指示值变化100℃，控制器比例度为80%，求相应的控制器输出将变化多少？
解：已知DDZ-Ⅲ型温度控制器的现场传输信号4~20 mA
δ=×100%=80% ∴P=2 mA
5-9、一台具有比例积分控制规律的DDZ-Ⅱ型控制器，其比例度δ为200%，稳
态时输出为5 mA。在某瞬间，输入突然变化了0.5 mA，经过30s后，输出由5 mA 变为6 mA，该项控制器的积分时间为多少？
解：已知DDZ-Ⅱ型比例积分控制器的现场传输信号0~10 mA
∵△P=+∴==10s
5-10、某台DDZ-Ⅲ型比例积分控制器，比例度δ为100%，积分时间为2 min.
稳态时，输出为5 mA。某瞬间，输入突然增加了0.2 mA，试问经过5 min后，输出将由5 mA变化到多少？
解：已知DDZ-Ⅲ型比例积分控制器的现场传输信号4~20 mA
∵△P=+∴5+△P=5+×0.2+×0.2×5=5.7 mA
5-12、试写出比例积分微分（PID）三作用控制规律的数学表达式。
△P=[A++A(-1)]
5-13、试分析比例、积分、微分控制规律各自的特点。
答：比例控制：1、根据“偏差的大小”工作2、有差控制3、反应快，控制及时
积分控制：1、根据“偏差是否存在”工作 2、无差控制 3、反应慢
微分控制：1、根据“偏差变化速度”工作2、超前控制3、不能单独使用
6-1、气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？
答：气动执行器主要由执行机构与控制机构两大部分组成。
执行机构是将控制信号的大小转换为阀杆位移的装置。
控制机构是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。
6-4、试分别说明什么叫控制阀的流量特性和理想流量特性？常用的控制阀理想流量特性有哪些？
答：控制阀的流量特性是指操纵介质渡过阀门的相对流量与阀门的相对开度间这关系。
在不考虑控制阀前后压差变化时得到的流量特性称为理想流量特性。
常用的控制阀理想流量特性有：直线、等百分比、抛物线及快等几种流量特性。6-8、已知阀的最大流量=50，可调范围R=30。
1、计算其最小流量，并说明是否就是阀的泄漏量。
2、若阀的流量特性为直线流量特性，问在理想情况下阀的相对行程し为0.2
及0.8时的流量值Q。
解：1、∵R=∴==1.667
并不等于控制阀全关时的泄漏量，一般它是的2%~4%
2、直线流量特性：∵=+（1-）し∴=50×（+（1-）×0.2）=11.33∴=50×（+（1-）×0.8）=40.33
等百分比流量特性：∵=（し）
∴=50×=3.29
∴=50×=25.32
7-1、简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？
答：一个自动控制系统主要是由两大部分组成：一部分是起控制作用的全套仪表，称自动化装置，包括测量元件及变送器、控制器、执行器；另一部分是自
动化装置所控制的生产设备即被控对象。
7-2、图7-21是一反应器温度控制系统示意图。试画出这一系统的方块图，并说明各方块的含义，指出它们具体代表什么。假定该反应器温度控制系统中，反应器内需维持一定温度，以利反应进行，但温度不允许过高，否则有爆炸危险。试确定执行器的气开、气关型式和控制器的正、反作用。
答：（1）被控对象：反应器
被控变量：反应器内的温度
操纵变量：蒸汽流量 可能干扰；原料和蒸汽输入的流量、压力、温度
控制器：温度控制器 执行器：蒸汽控制阀门 测量变送器；温度测量变送器
（2）执行器应为气开型式，控制器奕为反作用。
7-13、试确定图7-22所示两个系统中执行器的气开、气关型式及控制器的正、反作用。
1、 图7-22（a ）为一加热器出口物料温度控制系统，要求物料温度不能过高，
否则容易分解。
2、 图7-22（b ）为一冷却器出口物料温度控制系统，要求物料温度不能太低，
否则容易结晶。
答：
1、执行器应为气
开型式，控制器应
为反作用；
2、执行器应为气型
式，
控制器应为正作用
7-14、图7-23为贮槽液位控制系统，为安全起见，贮槽内液体严格禁止溢出，试在下述两情况下，分别确定执行器的气开、气关型式及控制器的正、反作用。
1、选择流入量
为操纵变量。
2、选择流出量 为操纵变量。
答：
1、执行器应为气开型式，控制器应为反作用；
2、执行器应为气关型式，控制器应为反作用
7-15、图7-24所示为一锅炉汽包液位控制系统的示意图，要求锅炉不能烧干。试画出该系统的方块图，判断控制阀的气开、气关型式，确定控制器的正、反作用，并简述当加热室温度升高导致蒸汽蒸发量增加时，该项控制系统是如何克服扰动的。
答：
1、执行器应为气关型式，控制器应为正作用；
2、当加热室温度升高导致蒸汽蒸发量增加时，汽包
内液位下降，液位控制器输出减小，阀门开度增加，
冷水流量增加，从而使汽包内液位升高，减少蒸汽
蒸发量。
7-16、图7-25所示为精馏塔温度控制系统的示意图，它通过控制进入再沸器的蒸汽量实现被控变量的稳定。试画出该项控制系统的方块图，确定控制阀的气开、气关型式和控制器的正、反作用，并简述由于外界扰动使精馏塔温度升高时该系统的控制过程（此处假定精馏塔的温度不能太高）。
答：
1、执行器应为气开型式，控制器应为反作用；
2、由于外界扰动使精馏塔温度升高时，温度控制
器输出减小，从而减小阀门开度，使蒸汽流量减
少，使再沸器的温度降低，从而降低精馏塔的温
度。
化工仪表及自动化考试试题汇总及答案
《化工仪表与自动化》课程测试试题一 一、填空题（36分） 1、过程控制系统是由_控制器__、_执行器__、__测量变送__和_被控对象_等环节组成。 2、过程控制系统中按被控参数的名称来分有__压力__、_流量___、_温度__、_液位_等控制系统。 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在机理，通过__物料_和_能量_物料平衡关系，用__机理建模__的方法求取过程的数学模型。 4、控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响___越小____;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量__越差 ____;干扰通道的纯滞后对调节质量_有影响，纯滞后越大，质量越差__。 5、选择控制方案时，总是力图使调节通道的放大倍数（增益）大于__干扰通 道的放大倍数（增益）。 6．某调节系统采用比例积分作用调节器，先用纯比例调整到合适的调节输出，再加入积分作用的后，应_减小调节器的放大倍数_,才能使稳定性不变。 7．描述控制系统的品质指标的参数有最大偏差、衰减比和余差等。8．串级调节系统,一般情况下主回路选择___PID______或__PI__调节规律调节器,副回路选用__P_调节规律调节器；如果副回路采用差压法测流量，应采用什么装置_开放器___补偿。 9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号围是0.02~0.1MPa；电Ⅱ型标准信号围是4~20mA；电Ⅲ型标准信号围是0~10mA。 二、综合题（54分）
1、（10分）画出气关式类型执行器的两种简单结构示意简图；在控制系统中如何选择执行器类型？举例说明。 答： 在控制系统中，执行器是按安全原则选择类型的，也就是当控制信号中断时，要保证设备和操作人员的安全。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。 2、（14分）热电偶为什么要进行冷端温度补偿？有哪些冷端温度补偿方法？原理是什么？ 答：①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。但实际中热电偶冷端温度不等于零，且经常波动，这必然造成输出减少，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。 ②热电偶常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶 ③ 冰浴法：用冰槽使t0保持零度。 计算法：E AB（t，0）＝E AB（t，t0）＋E AB（t0，0） 仪表零点调整法：将仪表的机械零点调到t0 补偿电桥法：用电桥产生E AB（t0，0）与E AB（t，t0）叠加，即可消除t0变化对测量的影响。
仪器分析课后习题答案
第十二章 【12.5】 如果要用电解的方法从含1.00×10-2mol/L Ag +,2.00mol/L Cu 2+的溶液中，使Ag+完全析出(浓度达到10-6mol/L)而与Cu 2+完全分离。铂阴极的电位应控制在什么数值上？（VS.SCE,不考虑超电位） 【解】先算Cu 的 起始析出电位： Ag 的 起始析出电位： ∵ Ag 的析出电位比Cu 的析出电位正 ∴ Ag 应当先析出 当 时，可视为全部析出 铂阴极的电位应控制在0.203V 上,才能够完全把Cu2+ 和Ag+分离 【12.6】 （5）若电解液体积为100mL ，电流维持在0.500A 。问需要电解多长时间铅离子浓度才减小到 0.01mol/L ？ 【解】（1）阳极: 4OH - ﹣4e - →2H 2O+O 2 Ea θ =1.23V 阴极：Pb 2+＋2e - → Pb Ec θ =﹣ 0.126V ()220.059,lg 0.3462 Cu Cu Cu Cu v ??Θ++ ??=+ =??(,)0.059lg[]0.681Ag Ag Ag Ag v ??Θ++=+=6[]10/Ag mol l +-=3 3 -63 SCE =0.799+0.059lg10=0.445v 0.445v-0.242v=0.203v ????'=-=
Ea=1.23+(0.0592/4)×4×lg10﹣5=0.934V Ec=﹣0.126+（0.0592/2）×lg0.2=﹣0.147V E=Ec﹣Ea=﹣1.081V （2）IR=0.5×0.8=0.4V （3）U=Ea＋ηa﹣（Ec＋ηc）＋iR=2.25V （4）阴极电位变为：﹣0.1852 同理：U=0.934+0.1852+0.77+0.4=2.29V （5）t=Q/I=nzF/I=（0.200-0.01）×0.1×2×96487/0.500=7.33×103S 【12.7】 【12.8】用库仑滴定法测定某有机一元酸的摩尔质量，溶解 0.0231g纯净试样于乙醇与水的混合溶剂中, 以电解产生的 OH-进行滴定，用酚酞作指示剂，通过0.0427A 的恒定电流，经6min42s到达终点，试计算此有机酸的摩尔质量。【解】 m=（M/Fn）×it t=402s；i=0.0427；m=0.0231g；F=96485；n=1 解得 M = 129.8g/mol
自控仪表试题与答案
自控仪表 重点复习题及参考答案 一、填空题 1.成品油管道常用的压力仪表有(压力开关) (压力变送器) (差压变送器) (压力表) (差压表) 2.从大的方面来看，成品油管道常有的阀门执行机构有 (电动执行机构 ) (电液执行机 构) 3.压力变送器是将压力信号转换为标准 ( 电流信号)或(电压信号)的仪表。 4.压力或差压变送器既具有就地显示功能也有远传功能,从压力传感器将压力转换成电量 的途径来看,主要有电容式、电感式、电阻式等。在长输管道中应用较为广泛的是(电容式）压力传感器。 5.压力开关是一种借助弹性元件受压后产生（位移）以驱使微动开关工作的压力控制仪表。 6.双金属温度计是由两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的（测温元件） 7.热电偶温度计是以热电效应为基础将温度变化转换为（热电势）进行温度测量的测温仪 表。 8.热电阻是利用导体在温度变化时本身（电阻）也随着发生相应变化的特性来测量温度的。 9.涡轮式流量计是一种（速度）式流量计。 10.管道凸出物和弯道的局部阻力对液体流动稳定性影响很大，所以，在流量计节流孔板前 后必须留有适当长度（直管段） 11.转子流量计是属于（恒压）降流量计。 12.在使用过程中，当DBB阀门出现过扭矩时作为输油站的操作人员处理的基本方法是：(进 行排污处理)。 13.开关型球阀在使用时，要么（全开），要么（全关），不能打在（中间位），否则会损坏球 面，造成阀体内漏。 14.使用压力开关的目的主要是为了进行实现（联锁报警） 15.流量计的种类很多，有容积式流量计、节流式流量计、动压式流量计、变面积式流量计、 （叶轮式流量计）、（振动式流量计）、（电磁流量计）、（超声波流量计）、（量热式流量计）、（质量流量计）等。 16.密度计的测量原理多种多样，其中智能化程度较高、测量精度较高、测量方式较先进、 运行较稳定的密度计主要有：(在线同位素密度计)、(振动式密度计)等。 17.为了保证仪表的安全运行和仪表精度，仪表系统的接地电阻必须小于( 4 )欧姆。 18.在自控系统中，仪表位号首位为F代表(流量)，D代表 (密度) 19.磁致伸缩液位计要调试的主要参数有：(量程上线)、(量程下线)、(偏差值)。 20.超声波液位计检测时存在500mm左右的死区，调试超声波液位计时，必须把量程上限设 定值比被测罐或池的高度少500 mm，这样才能准确的检测液位。 21.超声波流量计油一对或多对传感器，为了能够准确的测试流量，每一个传感器的发射部 位需要加上（偶合剂）。 22.涡轮流量变送器应（水平）安装。 23.超声波流量计的检测精度与介质的（粘度）有关。 24.按照工作原理压力开关可分为（位移式）（力平衡式） 25.管道上常用的液位计有（差压式液位计）、（伺服液位计）、（磁致伸缩液位计）、（超声波 液位计） 26.利用超声波测量流量计的原理主要有（时差法）、（多普勒法）。
仪器分析课后习题答案
第一章绪论 第二章光学分析法导论 第三章紫外－可见吸收光谱法 第四章红外吸收光谱法 第五章分子发光分析法 第六章原子发射光谱法 第七章原子吸收与原子荧光光谱法第八章电化学分析导论 第九章电位分析法 第十章极谱分析法 第十一章电解及库仑分析法 第十二章色谱分析法
第一章绪论 1．解释下列名词： （1）仪器分析和化学分析；（2）标准曲线与线性范围；（3）灵敏度、精密度、准确度和检出限。 答：（1）仪器分析和化学分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、电、热、磁等）为基础的分析方法，这类方法一般需要特殊的仪器，又称为仪器分析法；化学分析是以物质化学反应为基础的分析方法。 （2）标准曲线与线性范围：标准曲线是被测物质的浓度或含量与仪器响应信号的关系曲线；标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。 （3）灵敏度、精密度、准确度和检出限：物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度；精密度是指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度；试样含量的测定值与试样含量的真实值（或标准值）相符合的程度称为准确度；某
一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。
2． 对试样中某一成分进行5次测定，所得测定结果（单位 g mL 1 ）分别为 0.36，0.38，0.35，0.37，0.39。 （1） 计算测定结果的相对标准偏差； （2） 如果试样中该成分的真实含量是0.38 g mL 1，试计算测定结果的相对误差。 解：（1）测定结果的平均值 37 .05 39 .037.035.038.036.0=++++= x g mL 1 标准偏差 1 222221 2 0158.01 5)37.039.0()37.037.0()37.035.0()37.038.0()37.036.0(1 ) (-=?=--+-+-+-+-= --= ∑mL g n x x s n i i μ 相对标准偏差 %27.4%10037.00158.0%100=?=?= x s s r （2）相对误差 %63.2%10038 .038 .037.0%100-=?-= ?-= μ μ x E r 。
《自动化仪表》习题答案-复制
第1章（P15） 1、基本练习题 （1）简述过程控制的特点。 Q：1）系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2）被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制；5）定值控制是过程控制的主要形式。 （2）什么是过程控制系统？试用框图表示其一般组成。 Q：1）过程控制是生产过程自动化的简称。它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动进行。2）组成框图： （3）)单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？ Q：各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。1）模拟仪表的信号：气动0.02~0.1MPa、电动Ⅲ型：4~20mADC或1~5V DC。2）数字式仪表的信号：无统一标准。 （4）试将图1-2加热炉控制系统流程图用框图表示。 Q：是串级控制系统。方块图： （5）过程控制系统的单项性能指标有哪些？各自是如何定义的？ Q：1）最大偏差、超调量、衰减比、余差、调节时间、峰值时间、振荡周期和频率。2）略 （8）通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。 Q：1）按结构不同，分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统；按设定值不同，分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。2）略
（10）只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗？为什么？ Q：1）不是这样。2）比如对安全火花型防爆仪表，还有安全等级方面的考虑等。 （11）构成安全火花型防爆系统的仪表都是安全火花型的吗？为什么？ Q：1）是。2）这是构成安全火花型防爆系统的一个条件。 2、综合练习题 （1）简述图1-11所示系统的工作原理，画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。 Q：1）图为液位控制系统，由储水箱（被控过程）、液位检测器（测量变送器）、液位控制器、调节阀组成的反馈控制系统，为了达到对水箱液位进行控制的目的，对液位进行检测，经过液 位控制器来控制调节阀，从而调节q1（流量）来实现液位控制的作用。2）框图： 3）控制器输入输出分别为：设定值与反馈值之差e(t )、控制量u(t )；执行器输入输出分别为：控制量u(t )、操作变量q1(t ) ；被控对象的输入输出为：操作变量q1(t ) 、扰动量q2(t ) ，被控量h ；所用仪表为：控制器（例如PID 控制器）、调节阀、液位测量变送器。 （2）什么是仪表的信号制？通常，现场与控制室仪表之间采用直流电流信号、控制室内部仪表之间采用直流电压信号，这是为什么？ Q：1）自动化仪表的信号制是指在成套系列仪表中，各个仪表的输入/输出信号均采用某种统一的标准形式，使各个仪表间的任意连接成为可能。2）略 （3）某化学反应过程规定操作温度为800℃，最大超调量小于或等于5﹪，要求设计的定值控
化工仪表及自动化课后习题答案
第1章自动控制系统基本概念 P16 1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 2、一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。 4、自动控制系统主要由哪些环节组成？ 自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 5、p7 6、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03； FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。 7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。 8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。 9、被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该变量的名称来称呼，如温度控制系统，压力制系统等。 给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序变化的。 操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节（操纵）的变量。或实现控制作用的变量。 操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。 10、控制作用是对在受到外界干扰影响偏离正常状态后，回复到规定范围内。干扰作用是引起被控变量偏离给定值，除操控变量以外的各种因素。 11、该温度控制系统的方块图 题解1-11图反应器温度控制系统方块图 其中，被控对象：反应器；被控变量：反应器内的温度；操纵变量：冷却水流量。 可能影响被控变量的干扰因素主要有A、B两种物料的温度、进料量，冷却水的压力、温度，环境温度的高低等。 若当反应器内的被控温度在干扰作用下升高时，其测量值与给定值比较，获得偏差信号，经温度控制器运算处理后，输出控制信号去驱动控制阀，使其开度增大，冷却水流量增大，这样使反应器内的温度降下来。所以该温度控制系统是一个具有负反馈的闭环控制系统。 12、反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反（反相），则叠加的结果将使净输入信号减弱，这种反馈叫负反馈。负反馈可以减小非线性失真。因为引入负反馈后，输出端的失真波形反馈到输入端，与输入波形叠加，因此净输入信号成为正半周小，负半周大的波形，此波形放大后，使其输出端正、负半周波形之间的差异减小，从而减小了放大电路输出波形的非线性失真。 13、在11题 15、定值控制系统、随动控制系统、程序控制系统。 16、在自动化领域中，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态，把被控变量随时间而变化的不平衡状态称为系统的动态。∵干扰是客观存在的，是不可避免的。一个自动控制系统投入运行时，时时刻刻都受到干扰作用，破坏正常的工艺生产状态。这就需要通过自动化装置不断施加控制作用去对抗或抵消干扰作用的影响，使被控变量保持在工艺所要求的技术指标上。一个正常工作的自动控制系统，总受到频繁的干扰作用，总处在频繁的动态过程中。∴了解系统动态更为重要。 17、阶跃作用：在某一瞬间t0，干扰突然地阶跃式地加到系统上，并保持在这个幅度。 采用阶跃干扰的原因：阶跃干扰比较突然，比较危险，对被控变量的影响也最大。如果一个控制系统能够有效克服阶跃干扰，对其
仪器分析课后习题答案
第三章 紫外－可见吸收光谱法 1、已知丙酮的正己烷溶液的两个吸收峰 138nm 和279nm 分别属于л→л*跃迁和n →л*跃迁，试计算л、n 、л*轨道间的能量差，并分别以电子伏特（ev ），焦耳（J ）表示。 解：对于л→л*跃迁，λ1＝138nm ＝1.38×10－7m 则ν＝νC ＝C/λ1=3×108/1.38×10－7=2.17×1015s -1 则E=hv=6.62×10-34×2.17×1015=1.44×10-18J E=hv=4.136×10－15×2.17×1015＝8.98ev 对于n →л*跃迁，λ2＝279nm ＝2.79×10－7 m 则ν＝νC ＝C/λ1=3×108/2.79×10－7=1.08×1015s -1 则E=hv=6.62×10-34×1.08×1015=7.12×10-19J E=hv=4.136×10－15×1.08×1015＝4.47ev 答：л→л*跃迁的能量差为1.44×10-18J ，合8.98ev ；n →л*跃迁的能量差为7.12×10-19J ，合4.47ev 。 3、作为苯环的取代基，－NH 3＋不具有助色作用，－NH 2却具有助色作用；－DH 的助色作 用明显小于－O －。试说明原因。 答：助色团中至少要有一对非键电子n ，这样才能与苯环上的л电子相互作用产生助色作用，由于－NH 2中还有一对非键n 电子，因此有助色作用，而形成－NH 3＋基团时，非 键n 电子消失了，则助色作用也就随之消失了。 由于氧负离子O －中的非键n 电子比羟基中的氧原子多了一对，因此其助色作用更 为显著。 4、铬黑T 在PH<6时为红色（m ax λ＝515nm ），在PH ＝7时为蓝色（m ax λ＝615nm ）， PH ＝9.5时与Mg 2＋形成的螯合物为紫红色（m ax λ＝542nm ），试从吸收光谱产生机理上给予解释。（参考书P23） 解: 由于铬黑T 在PH<6、PH ＝7、PH ＝9.5时其最大吸收波长均在可见光波长范围内，因此所得的化合物有颜色，呈吸收波长的互补色。由于当PH<6到PH ＝7到PH ＝9.5试，最大吸收波长有m ax λ＝515nm 到m ax λ＝615nm 到m ax λ＝542nm ，吸收峰先红移后蓝移，因此铬黑T 在PH<6时为红色，PH ＝7时为蓝色，PH ＝9.5时为紫红色。 5、4－甲基戊烯酮有两种异构体： （左图） 和 H 2C C CH 3C CH 3O
化工仪表及自动化课后习题答案第四版
第一章，自动控制系统 1、化工自动化主要包括哪些内容。自动检测，自动保护，自动操纵和自动控制等。 2、闭环控制系统与开环控制系统的区别。闭环控制系统有负反馈，开环系统中被控变量是不反馈到输入端的。 3、自动控制系统主要有哪些环节组成。 自动化装置及被控对象。 4、什么是负反馈，负反馈在自动控制系统中的意义。这种把系统的输出信号直接或经过一些环节重新返回到输入端的做法叫做反馈，当反馈信号取负值时叫负反馈。 5、自动控制系统分类。定值控制系统，随动控制系统，程序控制系统 6、自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有及影响因素。最大偏差，衰减比，余差，过渡时间，振荡周期对象的性质，主要包括换热器的负荷大小，换热器的结构、尺寸、材质等，换热器内的换热情况、散热情况及结垢程度等。 7、什么是静态和动态。当进入被控对象的量和流出对象的量相等时处于静态。从干扰发生开始，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这一段时间中，整个系统的各个环节和信号都处于变动状态之中，所以这种状态叫做动态。 第二章，过程特性及其数学模型 1、什么是对象特征，为什么要研究它。对象输入量与输出量之间的关系系统的控制质量与组成系统的每一个环节的特性都有密切的关系。特别是被控对象的特性对控制质量的影响很大。 2、建立对象的数学模型有哪两类 机理建模：根据对象或生产过程的内部机理，列写出各种有关的平衡方程，从而获取对象的数学模型。 实验建模：用实验的方法来研究对象的特性，对实验得到的数据或曲线再加以必要的数据处理，使之转化为描述对象特性的数学模型。 混合建模：将机理建模和实验建模结合起来的，先由机理分析的方法提供数学模型的结构形式，然后对其中某些未知的或不确定的参数利用实测的方法给予确定。 3、反映对象特性的参数有哪些。各有什么物理意义。它们对自动控制系统有什么影响。 放大系数K:对象重新稳定后的输出变化量与输入变化量之比。对象的放大系数K越大，就表示对象的输入量有一定变化时对输出量的影响越大。 时间常数T:对象受到干扰作用后，被控变量到达新的稳定值所需的时间。时间常数越大，表示对象受到干扰作用后，被控变量变化的越慢，到达新的稳定值所需的时间越长。滞后时间: 在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速地变化，这样造成了滞后所需的时间。滞后的存在不利于控制，系统受到干扰作用后，由于存在滞后，被控变量不能立即反映出来，于是就不能及时产生控制作用，整个系统的控制质量就会受到严重的影响，所以应当尽量把滞后时间减到最小。 4、对象的纯滞后和容量滞后各是什么原因造成的对控制过程有什么影响。传递滞后一般由于介质的输送需要一段时间而引起的，或是测量点选择不当，测量元件安装不合适造成的。容量滞后由于物料或能量的传递需要通过一定阻力而引起的。滞后的存在不利于控制，系统受到干扰作用后，由于存在滞后，被控变量不能立即反映出来，于是就不能及时产生控制作用，整个系统的控制质量就会受到严重的影响。 第三章，检测仪表 1、测量过程将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。 2、何谓测量误差，测量误差的表示方法主要有哪两种，各是什么意义。由仪表读得的被测值与被测真值之间总是存在一定的差距，这一差距就是测量误差。绝对误差：仪表指示值和被测量读得真值之间的差值。 相对误差：某一点的绝对误差与标准表在这一点的指示值之比。
化工仪表及自动化课后习题答案
第1章自动控制系统基本概念P16 1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。在化工设备上，配备上一些自动化装置，代替操作人员的部分直接劳动，使生产在不同程度上自动地进行，这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法，称为化工自动化。实现化工生产过程自动化的意义：（1）加快生产速度，降低生产成本，提高产品产量和质量。（2）减轻劳动强度，改善劳动条件。（3）能够保证生产安全，防止事故发生或扩大，达到延长设备使用寿命，提高设备利用能力的目的。（4）能改变劳动方式，提高工人文化技术水平，为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。 2、一般要包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。 3、闭环控制有反馈环节，通过反馈系统是系统的精确度提高,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定性要求高的系统. 开环控制没有反馈环节，系统的稳定性不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定性精确度要求不高的简单的系统。 4、自动控制系统主要由哪些环节组成？ 自动控制系统主要由测量元件与变送器、自动控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 5、p7 6、PI-307表示就地安装的压力指示仪表，工段号为3，仪表序号为07； TRC-303表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的温度控制仪表；工段号为3，仪表序号为03；FRC-305表示集中仪表盘安装的，具有指示记录功能的流量控制仪表；工段号为3，仪表序号为05。7、方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形，由于各个环节在图中都用一个方块表示，故称之为方块图。 8、测量变送装置的功能是测量被控变量的大小并转化为一种特定的、统一的输出信号（如气压信号或电压、电流信号等）送往控制器；控制器接受测量变送器送来的信号，与工艺上需要保持的被控变量的设定值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用特定信号（气压或电流）发送出去。执行器即控制阀，它能自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度，从而改变操纵变量的大小。 9、被控对象（对象）——自动控制系统中，工艺参数需要控制的生产过程、生产设备或机器。被控变量——被控对象内要求保持设定值的工艺参数。控系统通常用该变量的名称来称呼，如温度控制系统，压力制系统等。 给定值（或设定值或期望值）——人们希望控制系统实现的目标，即被控变量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序变化的。 操纵变量（调节变量）——对被控变量具有较强的直接影响且便于调节（操纵）的变量。或实现控制作用的变量。 操纵介质(操纵剂)——用来实现控制作用的物料。 10、控制作用是对在受到外界干扰影响偏离正常状态后，回复到规定范围内。干扰作用是引起被控变量偏离给定值，除操控变量以外的各种因素。 11、该温度控制系统的方块图
仪器分析习题及课后答案..
色谱法习题 一、选择题 1.在色谱分析中, 用于定性分析的参数是 ( ) A.保留值 B.峰面积 C.分离度 D.半峰宽 2.在色谱分析中, 用于定量分析的参数是 ( ) A.保留时间 B.保留体积 C.半峰宽 D.峰面积 3. 良好的气-液色谱固定液为 ( ) A.蒸气压低、稳定性好 B.化学性质稳定 C.溶解度大, 对相邻两组分有一定的分离能力 D. (1)、(2)和(3) 4. 在气-液色谱分析中, 良好的载体为 ( ) A.粒度适宜、均匀, 表面积大 (2)表面没有吸附中心和催化中心 C.化学惰性、热稳定性好, 有一定的机械强度 D. (1)、(2)和(3) 5. 试指出下列说法中, 哪一个不正确? 气相色谱法常用的载气是 ( ) A.氢气 B.氮气 C.氧气 D.氦气 6.在液相色谱中，范第姆特方程中的哪一项对柱效的影响可以忽略（） A.涡流扩散项 B.分子扩散项 C.流动区域的流动相传质阻力 D.停滞区域的流动相传质阻力 7. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？ ( ) A.H2 B.He C. Ar D.N2 8.热导池检测器是一种 ( ) A.浓度型检测器 B.质量型检测器 C.只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器 D.只对含硫、磷化合物有响应的检测器 9. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？ ( ) A.H2 B.He C.Ar D.N2 10.含氯农药的检测使用哪种色谱检测器为最佳？( ) A. 火焰离子化检测器 B. 热导检测器 C. 电子捕获检测器 D. 火焰光度检测器 11. 某色谱柱长1m时，其分离度为1.0，问要实现完全分离（R=1.5），色谱柱至少应为多长： A. 1.5m B. 2.25m C. 3m D. 4.5m 12. 气相色谱检测器中，通用型检测器是： A. 热导池检测器 B. 氢火焰离子化检测器 C. 火焰光度检测器 D. 差示折光检测器 13. 使用热导池检测器时,下列操作哪种是正确的： Ａ.先开载气,后开桥电流, 先关载气,后关桥电流 B. 先开桥电流,后开载气, 先关载气,后关桥电流 C. 先开载气,后开桥电流, 先关桥电流,后关载气 D. 先开桥电流,后开载气, 先关桥电流,后关载气 14. 下列哪种方法不适用于分析试样中铅、镉等金属离子的含量 A. 气相色谱法 B. 原子吸收分光光度法 C. 可见分光光度法 D. 伏安法
化工仪表及自动化课堂例题
教材外课堂例题（注：部分例题不需要掌握，所以未列出） 1.某台往复式压缩机的出口压力范围为25～28MPa ，测量误差不得大于1MPa 。工艺上要求就地观察，并能高低限报警，试正确选用一台压力表，指出型号、精度与测量范围。 解 由于往复式压缩机的出口压力脉动较大，所以选择仪表的上限值为 根据就地观察及能进行高低限报警的要求，由本章附录，可查得选用YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa 。 由于 ，故被测压力的最小值不低于满量程的 1/3，这是允许的。另外，根据测量误差的要求，可算得允许误差为 所以，精度等级为级的仪表完全可以满足误差要求。至此，可以确定，选择的压力表为YX-150型电接点压力表，测量范围为0～60MPa ，精度等级为级。 2. 如果某反应器最大压力为，允许最大绝对误差为±。现用一台测量范围为0～，准确度为级的压力表来进行测量，问能否符合工艺上的误差要求若采用一台测量范围为0～，准确度为级的压力表，问能符合误差要求吗试说明其理由。 解：对于测量范围为0～，准确度为级的压力表，允许的最大绝对误差为 ×% = (MPa) 因为此数值超过了工艺上允许的最大绝对误差数值,所以是不合格的。对于测量范围为0～，准确度亦为级的压力表,允许的最大绝对误差为 MPa p p 562282max 1=?=?=316025>% 67.1%100601 =?
×% = (MPa) 因为此数值小于工艺上允许的最大绝对误差,故符合对测量准确度的要求,可以采用。 1.某差压式流量计的流量刻度上限为320m 3/h ,差压上限2500Pa 。当仪表指针指在160m 3/h 时,求相应的差压是多少 (流量计不带开方器) 解：由流量基本方程式可知 流量是与差压的平方根成正比的。当测量的所有条件都不变时,可以认为式中的α、ε、F 0、ρ1均为不变的数。如果假定上题中的 Q 1 = 320m 3/h ;Δp 1 = 2500Pa ; Q 2 = 160m 3/h ;所求的差压为Δp 2 ,则存在下述关系 2.通常认为差压式流量计是属于定节流面积变压降式流量计,而转子流量计是属于变节流面积定压降式流量计,为什么 解：差压式流量计在工作过程中,只要节流元件结构已定,则其尺寸是不变的,因此它是属于定节流面积的。当流量变化时,在节流元件两侧的压降也随之而改变,差压式流量计就是根据这个压降的变化来测量流量的,因此是属于变压降式的。 转子流量计在工作过程中转子是随着流量变化而上下移动的,由于锥形管上部的直径较下部的大,所以转子在锥形管内上下移动时,转子与锥)(62525003201602 2 2Pa p =?=?代入上述数据,得 2121p p Q Q ??=121222p Q Q p ?=?p F Q ?=1 02ραε由此得
自动化仪表习题答案解析
）P15第1章（（1）简述过程控制的特点。 Q：1）系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2）被 控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4）控制过程大多属于慢变过程与参量 控制；5）定值控制是过程控制的主要形式。 （2）什么是过程控制系统？试用框图表示其一般组成。 Q：1）过程控制是生产过程自动化的简称。它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动进行。2）组成框图： f(t)q(t)u(t)e(t)r(t)y(t)执行器控制器对象_z(t)测量变送装置 （3）)单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？
Q：各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。1）模拟仪表的信号：气动0.02~0.1、电动Ⅲ型：4~20或1~5V 。2）数字式仪表的信号：无统一标准。 （4）试将图1-2加热炉控制系统流程图用框图表示。 Q：是串级控制系统。方块图： （5）过程控制系统的单项性能指标有哪些？各自是如何定义的？ Q：1）最大偏差、超调量、衰减比、余差、调节时间、峰值时间、振荡周期和频率。2）略
（8）通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。 Q：1）按结构不同，分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统；按设定值不同，分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。2）略 （10）只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗？为什么？ Q：1）不是这样。2）比如对安全火花型防爆仪表，还有安全等级方面的考虑等。 （11）构成安全火花型防爆系统的仪表都是安全火花型的吗？为什么？ Q：1）是。2）这是构成安全火花型防爆系统的一个条件。 、综合练习题2（1）简述图1-11所示系统的工作原理，画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。
工程自动化及仪表习题解答2
第3章习题解 3-21某压力表的测量范围为0~1MPa ，精度等级为1级，试问此压力表允许的最大绝对误差是…… 答：允许最大误差Δ允max =±(1-0)×1%=±，在校验点时，绝对误差为Δ=，小于允许最大误差，在这点符合1级精度。 3-23如果某反应器最大压力为，允许最大绝对误差为，…… 答：对于1级精度0~的压力表，该表的最大绝对误差为Δmax =±×1%=±，已超出工艺允许的最大绝对误差，不合适。 对于1级精度0~的压力表，该表的最大绝对误差为Δmax =±×1%=±，等于工艺允许的最大绝对误差，从精度上考虑是合适的，但是此时工作压力工作在量程的2/3以外（=>2/3），所以从量程范围上说，是不合适的。所以，总的结果是不合适的。 3-24某台空压机的缓冲器，其工作压力范围是~，…… 答：工艺允许的最大绝对误差为±×5%=±。该表工作在非脉动压力，最大工作压力应在表上限值2/3之内，所以上限值应大于×3/2=，查附录，取0~、级精度的弹簧管压力表。校核：该表最大绝对误差为Δmax =±×最大绝对误差为Δmax =±×1%=±，%=±，小于工艺允许的误差（±），且最小工作压力工作在量程的1/3以外（>1/3），该表合适。 如果该表工作在脉动压力下，又如何呢 3-25某合成氨厂合成塔压力控制指标为14MPa ，要求误差不超过，试选用一只表…… 答：非脉动压力，表上限值>14×3/2=21MPa ，取测量范围0~25MPa ，允许相对误差δmax =±(25-0)×100%=±%，取压力表精度级，查附录可选……。 3-26现有一只测量范围为0~，精度级的…… 答：要求最大绝对误差、最大变差都要符合。表允许误差±×%=，而最大绝对误差，最大变差，符合精度要求，表合格。 又×2/3>，（）×1/3<，表误差符合工艺要求（），表可用。 3-38用转子流量计来测气压为、温度为40℃的CO 2气体的流量时，若已知流量计读数为50L/s ，求CO 2的真实流量（已知CO 2在标准状态时的密度为Hm3）。 解: 流量计标定(空气) ρ0=、P0=、T0=293K Q0=50L/s 测量CO 2 ρ1=、P1=、T1=313K s L Q T P T P Q /1.9950313 10133.0976.129365.0293.101010101=?????==ρρ 3-39 用水（ρw=1）刻度的流量计，测量范围为Q0=0~10 L/min ，转子用密度ρt=7920kg/m3的不锈钢制成，若用来测量密度ρf=L 苯的流量，问测量范围为多少若这时转子材料改为由密度ρt ’=2750kg/m3的铝制成，测量水及苯的流量，其测量范围各是多少 解：w w t Q ρρρ-∝ （1）min)/(1.11~0)10~0(11.1831)10007920(1000)8317920()()(00L Q Q Q f w t w f t f =?=?-?-=--= ρρρρρρ （2）换转子测水流量 min)/(0.5~0)10~0(50.01000 792010002750000L Q Q Q w t w t =?=--=--'='ρρρρ 换转子测苯流量 min)/(7.5~0)0.5~0(15.1831)10002750(1000)8312750()()(00L Q Q Q f w t w f t f =?='?-?-='-'-'='ρρρρρρ
化工仪表及自动化复习题
化工仪表及自动化复习题（1） 第一章自动控制系统的基本概念 1．基本要求： （1）掌握自动控制系统的组成，了解各组成部分的作用以及相互影响和联系。 （2）理解自动控制系统中常用的几个术语，掌握方块图的意义及画法。 （3）掌握闭环控制系统在阶跃干扰作用下，过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标的含义。 2．复习题： 1．何谓化工自动化 所谓自动化是在工艺设备上，配备一些自动化装置，用它们来代替操作人员的（部分）直接劳动，使生产在不同程度上按照规定的要求自动地进行，也即：用自动化装置来管理设备（生产过程），使之的正常运行。 2．自动控制系统主要由哪些环节组成各部分的作用是什么自动控制系统主要由被控对象、测量元件及变送器、执行器、控制器组成。其作用：测量元件及变送器用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定信号；控制器将测量元件及变送器送来的测量信号与给定值相比较得出偏差，根据其大小按某种规律进行运算后，将运算结果用特定信号发送给执行器；执行器能自动地根据控制器送来的信号相应地改变流入（或流出）被控对象的物料或能量，克服干扰的影响。 3．简述过渡过程的几种基本形式及过渡过程品质指标的含义 过渡过程的基本形式有：衰减振荡过程、非振荡衰减过程、等幅振荡过程、发散振荡过程。 最大偏差A：指过渡过程中被控变量偏离给定值的最大数值；衰减比：是指过渡过程曲线上同方向第一个波的峰值与第二个波的峰值之比；余差：过渡过程终了时，被控变量所达到的新的稳态值与给定值的差值；过渡时间：控制系统受干扰作用后，被控变量从原稳定状态回复到新的平衡状态所经历的最短时间。 4．什么叫负反馈 将系统的输入信号直接或经过一些环节后又返回输入端并且使原信号减弱的作法叫负反馈。 5．如图为一反应器温度控制系统示意图，试画出该温度控制系统的方块图，并指出该系统中的被控变量、 操纵变量、及可能 引起的干扰各是什么 解：被控变量：釜温； TT TC 载热体 附图：反应釜温度控制系统
刘约权仪器分析课后习题答案
第1章 绪 论 1.1 内容提要 1.1.1 基本概念 分析化学——研究物质的组成、含量、状态和结构的科学。 化学分析——是利用化学反应及其计量关系进行分析测定的一类分析方法。 仪器分析——则是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，并借助于比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性、定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。 准确度——指多次测定的平均值与真值（或标准值）之间的符合程度。常用相对误差E r 来描述，其值越小，准确度越高。 100%r x E μ μ -= ? 式中，x 为样品多次测定的平均值；μ为真值（或标准值）。 精密度——指在相同条件下用同一方法对同一样品进行多次平行测定结果之间的符合程度。 误差——测量值与真实值之差。 偏差——测量值与平均值之差。用来衡量精密度的高低。为了说明分析结果的精密度，以测量结果的平均偏差d 和相对平均偏差r d 表示。单次测量结果的偏差i d ，用该测量值i x 与其算术平均值x 之差来表示。 i i d x x =- 12...n d d d d n +++= 100%r d d x =? 标准偏差 S = 相对标准偏差——指标准偏差在平均值中所占的比例，常用r S 或RSD 表示：
100%r S S x = ? 灵敏度——仪器分析方法的灵敏度是只待测组分单位浓度或单位质量的变化所引起测定信号值的变化程度，以b 表示。 d d (d ) x b c m = = 信号变化量浓度（质量）变化量或 检出限——即检出下限，是指某一分析方法在给定的置信度可以检出待测物质的最小浓度（或最小质量），以D 表示。 03/D S b = 标准曲线——是待测物质的浓度或含量与仪器响应（测定）信号的关系曲线。 一元线性回归法——把反映物质浓度c 仪器响应信号的测量值A 之间关系的一组相关的分析数据，用一元线性回归方程（A a bc =+）表示出来的方法，其中： a A bc =-，121()()()n i i i n i i c c A A b c c ==--=-∑∑ 11 ,n n i i i i c A c A n n ==? ? ? ?== ? ?? ? ∑∑ 式中，b 为回归系数，即回归直线的斜率；a 为直线的截距；c 为浓度（或含量）的平均值；A 为响应信号测量值的平均值。 相关系数——是标准溶液浓度所对应的响应信号测量值A 与浓度c 之间线性关系好坏程度的统计参数，通常以相关系数γ来表征。 样品的采集——从大量的不均匀的待测物质中采集能代表全部待测物质的分析样品的过程。 样品的制备——样品得粉碎、混匀、缩分的过程，称为样品的制备。 样品的提取——采用适当的溶剂和方法，将样品中不同成分从中分离出来的过程，称为提取。 样品的消解——把难溶或难解离的化合物的待测样品转化为便于测定的物质称为样品的消解。 样品的纯化——在测定之前，除掉样品中杂质的操作。 样品的浓缩——在测定前出去过多的溶剂，提高待测组分浓度的过程称为浓缩。
《自动化仪表》习题答案
第1章（P15） （1）简述过程控制的特点。 Q：1）系统由被控过程与系列化生产的自动化仪表组成；2）被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计；3）控制方案丰富多彩，控制要求越来越高；4）控制过程大多属于慢变过程与参量控制；5）定值控制是过程控制的主要形式。 （2）什么是过程控制系统？试用框图表示其一般组成。 Q：1）过程控制是生产过程自动化的简称。它泛指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，是自动化技术的重要组成部分。过程控制通常是对生产过程中的温度、压力、流量、液位、成分和物性等工艺参数进行控制，使其保持为定值或按一定规律变化，以确保产品质量和生产安全，并使生产过程按最优化目标自动进行。2）组成框图： （3）)单元组合式仪表的统一信号是如何规定的？ Q：各个单元模块之间用统一的标准信号进行联络。1）模拟仪表的信号：气动0.02~0.1MPa、电动Ⅲ型：4~20mADC或1~5V DC。2）数字式仪表的信号：无统一标准。 （4）试将图1-2加热炉控制系统流程图用框图表示。 Q：是串级控制系统。方块图：
（5）过程控制系统的单项性能指标有哪些？各自是如何定义的？ Q：1）最大偏差、超调量、衰减比、余差、调节时间、峰值时间、振荡周期和频率。2）略 （8）通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。 Q：1）按结构不同，分为反馈控制系统、前馈控制系统、前馈-反馈复合控制系统；按设定值不同，分为定值控制系统、随动控制系统、顺序控制系统。2）略 （10）只要是防爆仪表就可以用于有爆炸危险的场所吗？为什么？ Q：1）不是这样。2）比如对安全火花型防爆仪表，还有安全等级方面的考虑等。 （11）构成安全火花型防爆系统的仪表都是安全火花型的吗？为什么？ Q：1）是。2）这是构成安全火花型防爆系统的一个条件。 2、综合练习题 （1）简述图1-11所示系统的工作原理，画出控制系统的框图并写明每一框图的输入/输出变量名称和所用仪表的名称。