化工仪表及自动化作业参考答案[1]

第一章自动控制系统基本概念

1.什么是化工自动化？它有什么重要意义？

答: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。

实现化工自动化，能加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量、减轻劳动强度、保证生产安全，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.化工自动化主要包括哪些内容？

答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。

3.自动控制系统怎样构成？各组成环节起什么作用？

答:自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来说，它包括检测元件及变送器、控制器、执行器等；另一部分是受自动化装置控制的被控对象。

在自动控制系统中，检测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的信号(如气压信号或电压、电流信号等)。控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号(如气压信号或电流信号)发送给执行器,执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流人(或流出)被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。

什么叫操纵变量？

受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。（或：具体实现控制作用的变量叫做操纵变量）

4.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？

答自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。

闭环自动控制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。如图1-1 ( a)即是一个闭环自动控制。图中控制器接受检测元件及变送器送来的测量信号，并与设定值相比较得到偏差信号，再根据偏差的大小和方向，调整蒸汽阀门的开度，改变蒸汽流量，使热物料出口温度回到设定值上。从图1-1, (b)所示的控制系统方块图可以清楚看出，操纵变量(蒸汽流量)通过被控对象去影响被控变量，而被控变量又通过自动控制装置去影响操纵变量。从信号传递关系上看，构成了一个闭合回路。

(a) (b)

图1-1 闭环自动控制基本结构

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。从信号传递关系上看，未构成闭合回路。

开环控制系统分为两种，一种按设定值进行控制，如图1-2 (a)所示。这种控制方式的操纵变量(蒸汽流量)与设定值保持一定的函数关系，当设定值变化时，操纵变量随其变化进而改变被控变量。另一种是按扰动进行控制，即所谓前馈控制系统，如图1-2 (b)所示。这种控制方式是通过对扰动信号的测量，根据其变化情况产生相应控制作用，进而改变被控变量。

(a)按设定值进行控制的开环系统(b)按扰动进行控制的开环系统

图1-2开环控制系统基本结构

开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况，也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要。

5.什么是反馈？什么是正反馈和负反馈？

答:把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端的做法叫做反馈。

反馈信号的作用方向与设定信号相反，即偏差信号为两者之差，这种反馈叫做负反馈；反之为正反馈。

6. 根据设定值的形式，闭环控制系统可以分为哪几类？

在闭环控制系统中，按照设定值的不同形式又可分为：(1)定值控制系统；(2)随动控制系统；(3)程序控制系统。

7. 什么是控制系统的静态与动态？

答:在自动化领域内，把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为控制系统的静态。在这种状态下，自动控制系统的输人(设定值和干扰)及输出(被控变量)都保持不变，系统内各组成环节都不改变其原来的状态，它们输人、输出信号的变化率为零。而此时生产仍在进行，物料和能量仍然有进有出。因此，静态反映的是相对平衡状态。

系统的动态是被控变量随时间而变化的不平衡状态。当一个原来处于相对平衡状态的系统，受到扰动作用的影响，其平衡状态受到破坏，被控变量偏离设定值，此时，控制器就会改变原来的状态，产生相应的控制作用，改变操纵变量克服扰动的影响，力图恢复平衡状态。从扰动发生，经过控制，直到系统重新建立平衡，在这段时间中整个系统都处于变动状态中。

9.控制系统运行的基本要求是什么？

答:自动控制系统的基本要求是系统运行必须是稳定的，并应保证满足一定的精度要求或某些规定的性能指标，但最基本的要求是稳定的，也就是说系统投人运行后，被控变量不致失控而发散。

10.在阶跃扰动作用下，自动控制系统的过渡过程有哪些基本形式？哪些过渡过程能基本满足控制要求？

答:过渡过程中被控变量的变化情况与干扰的形式有关。在阶跃扰动作用下，其过渡过程曲线有以下几种形式。①发散振荡过程；②非振荡发散过程；③等幅振荡过程；④衰减振荡过程；⑤非振荡衰减过程。

在上述五种过渡过程形式中，非振荡衰减过程和衰减振荡过程是稳定过程，能基本满足控制要求。但由于非振荡衰减过程中被控变量达到新的稳态值的进程过于缓慢，致使被控变量长时间偏离设定值，所以一般不采用。只有当生产工艺不允许被控变量振荡时才考虑采用这种形式的过渡过程。

11.衰减振荡过程的品质指标有哪些？

答:衰减振荡过程的品质指标主要有：最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期(或频率)等。

12、什么是传递函数？

答:对于如图1-6所示的线性系统，在初始条件为零时，它的输出与输入的拉普拉斯式之比，即系统在复数s 域的输出与输人之比，称为系统的传递函数，记为)

()()(s X s Y s G 。

图1-6 系统的输人输出关系

第二节 例 题 分 析

1. 在石油化工生产过程中，常常利用液态丙烯汽化吸收裂解气体的热量，使裂解气体的温度下降到规定的数值上。

图1-9是一个简化的丙烯冷却器温度控制系统。被冷却的物料是乙烯裂解气，其温度要求控制在(15±1.5)℃。如果温度太高，冷却后的气体会包含过多的水分，对生产造成有害影响；如果温度太低，乙烯裂解气会产生结晶析出，堵塞管道。

图1-9丙烯冷却器温度控制系统示意图

(1)指出系统中被控对象、被控变量和操纵变量各是什么？

(2)试画出该控制系统的组成方块图。

(3)试比较图1-9及它的方块图，说明操纵变量的信号流向与物料的实际流动方向不同。

解

(1)在丙烯冷却器温度控制系统中，被控对象为丙烯冷却器；被控变量为乙烯裂解气的出口温度；操纵变量为气态丙烯的流量。

(2)该系统方块图如图1-10所示。

图1-10丙烯冷却器温度控制系统方块图

注：θ为乙烯裂解气的出口温度；θsp为乙烯裂解气的出口温度设定值

(3)在图1-9中，气态丙烯的流向是由丙烯冷却器流出。而在方块图中，气态丙烯作为操纵变量，其信号的流向是指向丙烯冷却器的。

2.某化学反应器工艺规定的操作温度为(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80℃。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1-13所示。试求最大偏差、衰减比和振荡周期等过渡过程品质指标，并说明该控制系统是否满足题中的工艺要求。

图1-13 过渡过程曲线

解由过渡过程曲线可知

最大偏差A=950-900=50℃

衰减比第一个波峰值B=950-908=42℃

第二个波峰值B'=918-908=10℃

衰减比n=42:10=4.2

振荡周期T=45-9=36min

余差C=908-900＝8℃

过渡时间为47min。

由于最大偏差为50℃，不超过80℃，故满足题中关于最大偏差的工艺要求。

第三节习题

2.锅炉是化工、炼油等企业中常见的主要设备。汽包水位是影响蒸汽质量及锅炉安全的一个十分重要的参数。水位过高，会使蒸汽带液，降低了蒸汽的质量和产量，甚至会损坏后续设备。而水位过低，轻则影响汽液平衡，重则烧干锅炉甚至引起爆炸。因此，必须对汽包水位进行严格的控制。图1-27是一类简单锅炉汽包水位控制示意图，要求：

(1)画出该控制系统方块图；

(2)指出该系统中被控对象、被控变量、操纵变量、扰动变量各是什么？

图1-27 锅炉汽包水位控制示意图

答：(1)锅炉汽包水位控制系统方块图如图1-36所示。

图1-36锅炉汽包水位控制系统方块图

注：h为锅炉汽包水位；h0为锅炉汽包水位设定值

(2)被控对象：锅炉汽包。

被控变量：锅炉汽包水位。

操纵变量：锅炉给水量。

扰动量：冷水温度、压力，蒸汽压力、流量，燃烧状况等。

6.图1-31为一组在阶跃扰动作用下的过渡过程曲线。

(1)指出每种过程曲线的名称；

(2)试指出哪些过程曲线能基本满足控制要求？哪些不能？为什么？

(a) (b) (c) (d)

图1-31 过渡过程曲线

答：

(1) (a)等幅振荡；(b)衰减振荡；(c)非振荡衰减；(d)发散振荡。

(2) (b)，(c)能基本满足控制要求，(a), (d)不能。因为(b), (c)对应的过渡过程是稳定的。

8.某化学反应器工艺规定操作温度为(800±10)℃。为确保生产安全，控制中温度最高不得超过850℃。现运行的温度控制系统，在最大阶跃扰动下的过渡过程曲线如图1-33所示。

(1)分别求出最大偏差、余差、衰减比、过渡时间(温度进入按±2％新稳态值即视为系统已稳定来确定)和振荡周期。

(2)说明此温度控制系统是否满足工艺要求。

图1-33 温度控制系统过渡过程曲线

答：最大偏差：A=45℃。

余差：C=5℃。

衰减比：n=4:1。

过渡时间：T s=25min。

振荡周期：T=13min。

该系统满足正艺要求。

第二章过程特性及其数学模型

一.问题解答

1.什么是被控对象特性？什么是被控对象的数学模型？

答:被控对象特性是指被控对象输人与输出之间的关系。即当被控对象的输人量发生变化时，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。对象的输人量有控制作用和扰动作用，输出量是被控变量。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。

定量地表达对象输人输出关系的数学表达式，称为该对象的数学模型。

2.什么是控制通道？什么是干扰通道？在反馈控制系统中它们是怎样影响被控变量的？

答:干扰变量与控制变量都是作用于被控对象的输人量，它们都会引起被控变量变化。由干扰变量影响被控变量变化的通道称干扰通道，由控制变量影响被控变量变化的通道称控制通道，如图2-1所示。

图2-1 干扰输人变量、控制输人变量与对象输出变量之间的关系

在反馈控制系统中，干扰变量总是通过干扰通道破坏系统的平衡状态，使被控变量离开设定值。为了对抗和抵消干扰变量的影响，就必须由自动化装置不断地施加控制作用(即操纵变量)通过控制通道，力图使被控变量始终保持在工艺生产所要

求控制的技术指标(即设定值)上。

3. 简述建立对象数学模型的主要方法。

答:一是机理分析法。二是实验测取法。以上两种方法又称机理建模和实验建模，将以上两种方法结合起来，称为混合建模。 4. 稳态数学模型与动态数学模型有什么不同？

答:稳态数学模型描述的是对象在稳态时的输入量与输出量之间的关系；动态数学模型描述的是对象在输人量改变以后输出量的变化情况。稳态数学模型是动态数学模型在对象达到平衡时的特例。

6.为什么说放大系数K 是对象的静态特性？而时间常数T 和滞后时间τ是对象的动态特性？ 答:放大系数K 反映的是对象处于稳定状态下的输出和输人之间的关系，所以放大系数是描述对象静态特性的参数。 时间常数T 是指当对象受到阶跃输入作用后，被控变量如果保持初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间,是反映被控变量变化快慢的参数，因此它是对象的一个重要的动态参数。

滞后时间τ是指对象在受到输入作用后，被控变量不能立即而迅速地变化这种现象的参数。因此它是反映对象动态特性的重要参数。

7.何谓系统辨识和参数估计？

答:应用对象的输人输出的实测数据来确定其数学模型的结构和参数，通常称为系统辨识。在已知对象数学模型结构的基础上，通过实测数据来确定其中的某些参数，称为参数估计。

8.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？

答：对象的纯滞后一般是由于介质的输送或热的传递需要一段时间引起的。在控制通道，如果存在纯滞后，会使控制作用不及时，造成被控变量的最大偏差增加，控制质量下降，稳定性降低。在扰动通道，如果存在纯滞后，相当于将扰动推迟一段时间才进入系统，并不影响控制系统的控制品质。

对象的容量滞后一般是由于物料或能量的传递需要通过一定的阻力而引起的。容量滞后增加，会使对象的时间常数T 增加。在控制通道，T 大，会使控制作用对被控变量的影响来得慢，系统稳定性降低。T 小，会使控制作用对被控变量的影响来得快，系统的控制质量有所提高，但时间常数不能太大或太小，且各环节的时间常数要适当匹配，否则都会影响控制质量。在扰动通道，如果容量滞后增加，扰动作用对被控变量的影响比较平稳，一般是有利于控制的。

二. 例题分析

1. 已知一个具有纯滞后的一阶过程的时间常数为4min ，放大系数为10，纯滞后时间为lmin ，试写出描述该过程特性的一阶微分方程式。

解 该过程特性仍为一阶微分方程式，但由于存在纯滞后lmin ，故输出y (t)比输人x (t)在时间坐标上平移了lmin ，假定方程式中的时间量纲为min ，则微分方程式为

)(10)1(d )1(4t x t y t

t dy =+++ 2. 已知一个对象为具有纯滞后的一阶特性，其时间常数为5，放大系数为10，纯滞后时间为2。

(1)试写出描述该对象的微分方程；

(2)求出描述该对象的传递函数。

解(1)与题6类似，该对象的微分方程式数学模型为

)(10)2(d )2(5t x t y t

t dy =+++ [1] 式中y 表示输出变量，x 表示输入变量。

(2)将式[1]在零初始条件下，两端都取拉普拉斯变换，则有

)(10)()(522s X e s Y e s sY s s =+

则对象的传递函数为

s e s s X s Y s G 21

510)()()(+==

第三章 检测仪表与传感器

一. 问题解答

1. 什么叫测量过程？

答 测量过程实质上都是将被测参数与其相应的测量单位进行比较的过程。一般它都是利用专门的技术工具，即测量仪表将被测参数经过一次或多次的信号能量形式的转换，最后获得一种便于测量的信号能量形式，并由指针位移或数字形式显示出来。

2. 何谓仪表的精度等级？

答 仪表的精确度简称精度，是用来表示仪表测量结果的可靠程度。任何测量过程都存在着测量误差。在使用仪表测量生产过程中的工艺变量时，不仅需要知道仪表的指示值，而且还应该了解仪表的精度。

仪表的精度等级是按国家统一规定的允许误差大小来划分成若干等级的。仪表精度等级数值越小，说明仪表测量准确度越高。目前中国生产的仪表精度等级有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等。仪表的精度等级是将仪表允许相对百分误差的“±”号及“%”去掉后的数值，以一定的符号形式表示在仪表标尺板上，如1.0外加一个圆圈或三角形。精度等级1.0，说明该仪表允许相对百分误差为1.0%。

3.电动模拟式变送器、数字式变送器二者的输出信号有什么不同？

答模拟式变送器的输出信号一般为统一标准的模拟量信号，例如：DDZ- II型仪表输出0~10mA DC，DDZ-III型仪表输出4~20mA DC等，在一条电缆上只能传输一个模拟量信号。智能式变送器的输出信号则为数字信号，数字通信可以实现多个信号在同一条通信电缆(总线)上传输，但它们必须遵循共同的通信规范和标准。

11.电动模拟式变送器的电源和输出信号的连接方式有哪几种？目前在工业现场最常见的是哪一种？

答电动模拟式变送器传输电源和输出信号有四线制和二线制两种连接方式。目前大多数变送器均为二线制连接方式。

15.测压仪表有哪几类？各基于什么原理？

答测压仪表按其转换原理不同，主要有四大类：液柱式压力计，它是将被测压力转换成液柱高度来进行测量的；弹性式压力计，它是将被测压力转换成弹性元件变形的位移来进行测量的；电气式压力计，它是通过机械和电气元件将被测压力转换成电量来进行测量的；活塞式压力计，它是根据液压原理，将被测压力转换成活塞上所加平衡祛码的质量来进行测量的。

16.作为感受压力的弹性元件有哪几种？各有什么特点？

答主要的弹性元件有：①弹簧管，可分单圈弹簧管与多圈弹簧管，它们的测压范围较宽，最高可测量高达1000MPa 的压力；②膜片，可分平薄膜、波纹膜、膜盒等，它的测压范围较弹簧管式的为低，通常可与其他转换环节结合起来，组成相应的变送器；③波纹管，这种弹性元件易变形，常用于微压与低压的测量。

24.体积流量、质量流量、瞬时流量、累积流量的含义各是什么？

答流量通常是指单位时间内流经管道某截面的流体的数量，也就是所谓的瞬时流量；在某一段时间内流过流体的总和，称为总量或累积流量。

以体积表示的瞬时流量称为体积流量，以质量表示的瞬时流量称为质量流量。

26.什么叫节流现象？流体经节流装置时为什么会产生静压差？

答节流现象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。

27.试述差压式流量计测量流量的原理。并说明哪些因素对差压式流量计的流量测量有影响？

答根据流体力学中的伯努利方程和流体连续性方程，可以导出流体流经节流装置时的压差与流量之间有一定的对应关系，其定量关系符合流量基本方程式。根据这个方程式，就可以由测量得到的压差来计算出流过的流量值，这就是差压式流量计测量流量的原理。

由于流量基本方程是在一定的条件下推导而得的，这些条件包括节流装置的形式、尺寸、取压方式以及流体的工艺条件(密度、温度、压力、雷诺数等)，当以上这些条件改变时都会影响流量的测量。

37.根据工作原理不同，物位测量仪表有哪些主要类型？

答按其工作原理主要有下列几种类型。

(1)直读式物位仪表(2)差压式物位仪表(3)浮力式物位仪表(4)电磁式物位仪表(5)核辐射式物位仪表(6)声波式物位仪表(7)光学式物位仪表。

40.在液位测量中，如何判断“正迁移”和“负迁移”？

答在液位测量中，当被测液位H=0时，如果差压变送器的输人信号△p>0，则为“正迁移”；反之，当H=0时，△p

50.热电偶补偿导线的作用是什么？在选择使用补偿导线时需要注意什么问题？

答由热电偶测温原理知道，只有当热电偶冷端温度保持不变时，热电势才是被测温度的单值函数。茬实际应用中，由于热电偶的工作端与冷端离得很近，而且冷端又暴露在空间，易受到周围环境温度波动的影响，因而冷端温度难以保持恒定。当然也可以把热电偶做得很长，使冷端远离工作端，但是这样做会多消耗许多贵重金属材料。解决这一问题的方法是采用一种专用导线，将热电偶的冷端延伸出来，这种专用导线称为“补偿导线”。

在使用热电偶补偿导线时，要注意型号相配，极性不能接错，热电偶与补偿导线连接端所处的温度不应超过100℃。52.用热电偶测温时，要进行冷端温度补偿，其冷端温度补偿的方法有哪几种？

答冷端温度补偿的方法有以下几种：(1)冷端温度保持为0℃的方法；(2)冷端温度修正方法；(3)校正仪表零点法；(4)补偿电桥法；(5)补偿热电偶法。

56.试述DDZ-III型温度变送器的用途。

答DDZ-III型温度变送器的用途在于它与各种类型的热电偶、热电阻配套使用，将温度转换成4~20mA和1~5V的统一标准信号，又可与具有毫伏输出的各种变送器配合，使其转换成4~20mA和1~5V的统一输出信号。然后，它和显示单元、控制单元配合，实现对温度及其他各种参数进行显示、控制。

二.例题分析

(2)问该压力表是否符合1. 0级精度？

解(1)首先计算出各点正、反行程标准表读数的差值，找出其中的最大差值(指绝对值)。本题的最大绝对差值发生在6MPa 处，其值为6.06-5.94=0.12(MPa)。

%2.1%1000

1012.0%100=?-=?=量程最大绝对差值变差 (2)由于该表的变差已超过1.0级表的允许误差，故不符合1.0级精度。

2. 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多少？若用标准压力计来校验该压力表，在校验点为0.5MPa 时，标准压力计上读数为0.508MPa ，试问被校压力表在这一点是否符合1级精度，为什么？

解 最大绝对误差)MPa (01.0%1)01(max =?-=?

在0.5MPa 处，校验得到的绝对误差为0.508-0.5=0.008(MPa)，此值小于该压力表的允许最大绝对误差，故在这一校验点符合1级精度。

3. 如果某反应器最大压力为0.8MPa ，允许最大绝对误差为0.01MPa 。现用一台测量范围为0~1.6MPa ，精度为1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0~1.0MPa ，精度为1级的压力表，问能符合误差要求吗？试说明其理由。

解 测量范围为0~1.6MPa ，精度为1级的压力表的允许最大绝对误差为

)MPa (016.0%1)06.1(=?-

已经超出了工艺上允许的最大绝对误差，故不能符合工艺上的误差要求。若采用一台测量范围为0~1.0MPa ，精度为1级的压力表，这时允许的最大绝对误差为

)MPa (01.0%1)00.1(=?-

故能符合工艺上的误差要求。

4. 某控制系统根据工艺设计要求，需要选择一个量程为0~100m 3/h 的流量计，流量检测误差小于±0.6m 3/h ，试问选择何种精度等级的流量计才能满足要求？

解 工艺上允许的相对百分误差为

%6.0%1000

1006.0±=?-±=δ 因此选择0.5级精度的流量计才能满足要求。

5. 某温度控制系统，最高温度为700℃，要求测量的绝对误差不超过±10℃，现有两台量程分别为0~1600℃和0~1000℃的1.0级温度检测仪表，试问应该选择哪台仪表更合适？如果有量程均为0~1000℃，精度等级分别为1. 0级和0.5级的两台温度变送器，那么又应该选择哪台仪表更合适？试说明理由。

解 对于量程为0~1600℃和0~1000℃的l.0级仪表，其允许的最大绝对误差分别为：(1600-0)×1%=16(℃)和(1000-0) ×1%=10(℃)，因此。0~1600℃量程的仪表其绝对误差已经超出了工艺上允许的绝对误差(±10℃)，故不能选用。另外，对于最高温度仅为700℃的温度控制系统，其量程也没有必要选0~1600℃这么大量程的仪表。因此，本温度控制系统应该选择0~1000℃量程的1.0级温度检测仪表，这时其绝对误差也能满足要求(±10℃)。

如果有量程均为0~1000℃，精度等级分别为1.0级和0.5级的两台温度变送器，应该选择1.0级的更为合适。这时两台仪表都能满足工艺要求，应该选择其中精度较低的仪表，这样可以节省投资，日常维护也比较方便。

(2)确定仪表的允许误差及精度等级；

(3)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)首先计算出各点的绝对误差，找出其中的最大绝对误差是在400℃这一点，其值为6400406max

=-=?(℃)； (2) %2.1%1000

5006%100max =?-=??=量程允δ故该温度计的精度等级确定为1.5级； (3)当仪表最大绝对误差变为±8℃后，相对百分误差%6.1%1000

5008=?-=δ，已经超过了1.5级仪表的最大允许相对百分误差1.5%，故已不符合仪表出厂时的精度要求。

7. 如何根据待测工艺变量的要求来选择仪表的量程和精度？现欲测往复泵出口压力(约1.2MPa)，工艺要求±0.05MPa ，就地指示。可供选择的弹簧管压力表的精度为：1.0级，1.5级，2.5级，4.0级，测量范围为0~1.6MPa ，0~2.5MPa ，0~4.0MPa 。试选择压力表的量程和精度。

解 量程是根据所要测量的工艺变量来确定的。在仪表精度等级一定的前提下适当缩小量程，可以减小测量误差，提高测量准确性。一般而言，仪表的上限应为被测工艺变量的4/3倍或3/2倍，若工艺变量波动较大，例如测量泵的出口压力，则相应取为3/2倍或2倍。为了保证测量值的准确度，通常被测工艺变量的值以不低于仪表全量程的1/3为宜。

仪表精度是根据工艺生产上所允许的最大测量误差来确定的。一般来说，所选用的仪表越精密，则测量结果越精确、可靠。但不能认为选用的仪表准确度越高越好，因为越精密的仪表，一般价格越贵，操作和维护越费事。因此，在满足工艺要求的前提下，应尽可能选用准确度较低、价廉耐用的仪表。

当往复泵的出口压力为1.2MPa 时，由于往复泵的出口压力波动较大，可取仪表上限为正常压力的2倍，即2.4MPa ，所以应选择测量范围为0~2.5MPa 的弹簧管压力表。由于出口压力不低出2.5MPa 的1/3，故能保证测量值的准确度。

根据题意，允许的相对百分误差%2%1005

.205.0±=?±=δ，故应选择的精度等级为1.5级。 10.某合成氨厂合成塔压力控制指标为14MPa ，要求误差不超过0.4MPa ，试选用一台就地指示的压力表(给出型号、测量范围、精度级)。

解 由于合成塔内的压力比较平稳，故压力测量上限可选工作压力的3/2倍，即14×3/2=21(MPa)，测量范围可选0~25MPa 。

根据所选量程和误差要求，算得允许相对百分误差

%6.1%1000

254.0=?-=δ，压力表的精度等级应选1.5级。 由于所测的介质是氨气，由产品目录可选氨用压力表YA-100。

11.有一台DDZ-III 型两线制差压变送器，已知其测量范围为20~100kPa ，当输人信号为40kPa 和70kPa 时，变送器的输出信号分别是多少？

解 当输入为40 kPa 时，其输出为

)mA (84)2040(20

1004200=+---=

I 当输入为70kPa 时，其输出为 )mA (144)2070(201004200=+---=

I 18.图3-15所示的液位测量系统中采用双法兰差压变送器来测量某介质的液位。已知介质液位的变化范围h =0~950mm ，介质

密度ρ=1200kg/m 3，两取压口之间的高度差H =1200mm ，变送器毛细管中填充的硅油密度为ρ1= 950kg/m 3，试确定变送器的

量程和迁移量。

图3-15 液位测量系统

解 )Pa (4.1118381.9120095.0max max =??==?g h p ρ

因此变送器量程可选0~16kPa 。 负迁移量为)Pa (4.1118381.99502.11=??=g

H ρ 19.用K 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 热电偶来测温时，在相同的条件下，E 热电偶测得的热电势为多少？

解((1)当热电势为20mV 时，此时冷端温度为25℃，即

mV 20),(0=t t E

查表可得 mV 1)0,25()0,(0==E t E

因为 mV 21120)0,(),()0,(00=+=+=t E t t E t E

由此电势，查表可得t =509℃，即设备温度为509℃。

(2)若改用E 热电偶来测温时，此时冷端温度仍为25℃。查表可得

mV 5.1)0,25()0,(0==E t E

设备温度为509℃，查表可得

mV 7.37)0,509()0,(==E t E 因为 mV 2.365.17.37)0,()0,(),(00=-=-=t E t E t t E

即E 热电偶测得的热电势为36.2mV 。

22.测温系统如图3-17所示。请说出这是工业上用的哪种温度计？已知热电偶的分度号为K ，但错用与E 配套的显示仪表，当仪表指示为160℃时，请计算实际温度t x 为多少度？(室温为25℃)

图3-17 测温系统图 解

这是工业上用的热电偶温度计。查分度号E ，可得160℃时的电势为10501μV ，这电势实际上是由K 热电偶产生

的，即 V 10501)25,(μ=x t E

查分度号K ，可得V 1000)0,20(μ=E ，由此可见，

V 11501100010501)0,25()25,()0,(μ=+=+=E t E t E x x

由这个数值查分度号K ，可得实际温度t x =283℃。

第四章 显示仪表

一. 问题解答

1. 自动电子电位差计是如何基于补偿测量法工作的？线路电阻(即外阻)值的变化，对电子电位差计的测量有无影响？为什么？

答 图4-1是自动电子电位差计的简单原理图。当热电势E t 与已知的直流压降相比较时，若E t ≠E CB ，其比较之后的差值(即不平衡信号)经放大器放大后，输出足以驱动可逆电机的功率，使可逆电机又通过一套传动系统去带动滑动触点C 的移动，直到E t =E CB 时为止。这时放大器输入端的输入信号为零，可逆电机不再转动，测量线路就达到了平衡，这样E CB 就可以代表被测量的E t 值。

图4-1 电子电位差计原理图

由此可知，电子电位差计是利用已知的电压E CB 去补偿未知的热电势E t 的，故是基于补偿测量法工作的。由于当E t =E CB 时，热电偶回路是没有电流流过的，因此线路电阻值的变化，对电子电位差计的测量不会造成影响的。

10.数字式显示仪表主要由哪几部分组成？各部分有何作用？

答 数字式显示仪表通常包括信号变换、前置放大、非线性校正或开方运算、模/数(A/D)转换、标度变换、数字显示、电压/电流(V/I)转换及各种控制电路等部分。

信号变换电路是为了将生产过程中的工艺变量经过检测变送后的信号，转换成相应的电压或电流值；前置放大电路是为了将输入的微小信号放大至伏级电压信号；非线性校正电路一般是为了校正检测元件的非线性特性；开方运算电路通常是为了将差压信号转换成相应的流量值；A/D 转换是为了将模拟量转换成断续变化的数字量；标度变换电路实质上就是进行比例尺的变更，使数显仪表的显示值和被测原始参数统一起来；数字显示部分就是被测数据以数字形式显示出来；V/I 转换电路是为了将电压信号转换成直流电流标准信号；控制电路可以根据PID 控制规律或其他控制规律进行运算，输出控制信号。

11.试简述无纸记录仪的主要特点。

答 无纸记录仪是一种以CPU 为核心、采用液晶显示的新型显示记录仪表，完全摒弃了传统记录仪的机械传动、纸张和笔。其记录信号是通过CPU 来进行转化和保存的，记录信号可以根据需要在屏幕上放大或缩小，便于观察，并且可以将记录曲线或数据送往打印机进行打印，或送往个人计算机加以保存和进一步处理。无纸记录仪精度高，价格与一般记录仪相仿。

二. 例题分析

1. 对于配有镍铬一镍硅热电偶，且标尺始端为0℃的电子电位差计，当热电偶的热端为0℃，冷端为25℃时，问这时应指示多少度？输人信号为多少？若热端为0℃，冷端也为0℃时，这时应指示多少度？输人信号为多少？

解 因为自动电子电位差计的冷端温度补偿是按冷端为25℃设计的，所以当热电偶的热端温度为0℃，冷端温度为25℃时，指示的应是热端温度0℃，这时放大器的输入信号为0。若热端和冷端均为0℃时，送到放大器的输人信号约为＋1000μV ，这时应指在25℃。

2. 图4-7所示为一自动平衡电桥的测量桥路示意图，请问在下列情况仪表的指针、起点温度、量程会如何变化？为什么？(1)温度升高；(2)仪表停电；(3)加大R 6; (4)减小R 5；(5) A 线断；(6) B 线断；(7) C 线断。

图4-7 自动平衡电桥 解

(1)当温度升高时，指针向M 方向移动。因为温度升高，R t 增加，只有减小与R t 串联的电阻才能使电桥达到新的

平衡。

(2)仪表停电时，指针随拨随停，因为此时U OD =0，放大器没有输出信号。

(3)加大R 6，指针向M 方向移动，因为R 6与R t 串联，当R 6增加时，U OD 增加，指针只有左移电桥才能达到新的平衡。这样使得M 点的起点温度降低。

(4)减小R 5，流过R P 的电流减小，量程也就减小。

(5)A 线断开，相当于R t →∞，温度升高，这时指针指到N 点。

(6) B 线断开，U OD 不能为零，而是正数，这样指针左移直到M 点。

(7) C 线断开，U OD 永远为零，指针可停留在任何位置。

3. 热电阻短路或断路时，电子自动平衡电桥指针分别指在何处？

解 热电阻短路，相当于R t =0，指针会直指向始端，直到受到限位为止，相当于温度非常低。

热电阻断路，相当于R t →∞，指针会直指向终端，直到受限位为止，相当于温度非常高。

三. 习题

1.一台与热电偶配套的自动平衡电子电位差计，其冷端温度补偿是按冷端为25℃设计的。问在下列两种情况下，其温度指示值会偏低或偏高？

(1)实际冷端温度低于25℃；

(2)实际冷端温度高于25℃。

答：1. (1)偏高；(2)偏低。

3.在自动电子平衡电桥中，连接电源的线路电阻若发生变化，对测量的结果有否影响？

答：没有影响。

第五章 自动控制仪表

一. 问题解答

1. 从控制仪表的发展及结构原理来看，主要有哪几种类型？

答 主要有三种类型：基地式控制仪表、单元组合式仪表和以微处理器为基础的控制装置。

2. 控制器的控制规律是指什么？常用的控制规律有哪些？

答 所谓控制器的控制规律是指控制器的输出信号p 与输人偏差信号e 之间的关系，即 )()(x z f e f p -==

式中，z 为测量值信号；x 为给定值信号；f 为某种函数关系。

常用的控制规律有位式控制、比例控制(P)、积分控制(I)、微分控制(D)以及它们的组合控制规律，例PI, PD, PID 等。

3. 什么是比例控制规律？

答 比例控制规律(P)是指控制器的输出信号变化量p 与输人偏差信号变化量e 之间成比例关系，即

e K p P =

式中，K p 为比例放大系数。

4. 什么是积分控制规律？什么是比例积分控制规律？

答 积分控制规律是指控制器的输出变量p 与输人偏差e 的积分成正比，即

?=edt K p I

式中，K I 为积分比例系数。

在比例控制的基础上，再加上积分控制作用，便构成比例积分控制规律，其输出p 与输入e 的关系为：

)(I P ?+=edt K e K p

5. 什么是微分控制与比例微分控制？

答 微分控制规律是指控制器的输出变化量p 与输人偏差e 的变化速度成正比，即

dt

de T p D = 式中，T D 为微分时间。 在比例控制的基础上，再加上微分控制作用，便构成比例微分控制规律，其输出p 与输入e 的关系为 )(D

P dt de T e K p += 14.试写出比例积分微分(PID)三作用控制规律的数学表达式。

答

)1(D I P dt

de T edt T e K p ++=? 二. 例题分析

1. 一台DDZ-III 型温度比例控制器，测量的全量程为0~1000℃，当指示值变化100℃,控制器比例度为80%，求相应的控制器输出将变化多少？

解 根据比例度的定义

%100min max 0min max

????? ??-?-?=I I I x x e δ 代人有关数据，得%10042001000100%800???

? ??-?-=I 可解得输出变化量△I 0=2(mA)

2. 某比例控制器输入信号为4~20mA ，输出信号为1~5V ，当比例度为60％时，输入变化6mA ，所引起的输出变化量是多少？

解

代人比例度的公式，有

%60%100154206%100=???? ??-?-=?U 3. 200~1200℃。当温度给定值由800℃变动到850℃时，其输出由12mA 变化到16mA 。试求该控制器的比例度及放大系数。该控制器是高于正作用还是反作用控制器，为什么？

解 根据比例度的定义，并代人有关数据，可得比例度为 %

20%10042012162001200800850%100min max min max =???

? ??----=????

? ??--?=p p p x x e δ 由于是单元组合式仪表，输人到温度控制器的信号是由温度变送器来的4~20mA DC 信号，与输出信号一样，都是统一的标准信号，所以温度控制器的放大系数与其比例度成倒数关系，故有 5%2011P ==

=δK 该控制器当给定信号增加时，其输出信号也是增加的。由于给定信号与测量信号在进行比较时，是相减的运算，控制器的输人信号(偏差)等于测量信号减去给定信号，所以当给定信号增加时，控制器的偏差信号是减小的，而这时输出信号反而增加，故该控制器属于反作用式控制器。

第六章 执行器

一. 问题解答

1. 气动执行器主要由哪两部分组成？各起什么作用？

答 气动执行器由执行机构和控制机构（阀）两部分组成。执行机构是执行器的推动装置，它根据控制信号（由控制器来）压力的大小产生相应的推力，推动控制机构动作，所以它是将信号压力的大小转换为阀杆位移的装置。控制机构是指控制阀，它是执行器的控制部分，它直接与被控介质接触，控制流体的流量，所以它是将阀杆的位移转换为流过阀的流量的装置。

2. 气动执行机构主要有哪几种结构形式？各有什么特点？

答 气动执行机构主要有薄膜式和活塞式两种结构形式。

薄膜式执行机构的结构简单、价格便宜、维修方便、应用最为广泛。它可以用作一般控制阀的推动装置，组成气动薄膜式执行器，习惯上称为气动薄膜控制阀。

气动活塞式执行机构的特点是推力大，主要适用于大口径、高压降的控制阀或蝶阀的推动装置。

除薄膜式和活塞式执行机构外，还有长行程执行机构，它的行程长、转矩大，适用于输出转角（00~900）和力矩的场合，如用于蝶阀或风门的推动装置。

3. 何谓正作用执行器？何谓反作用执行器？

答 当输人信号增大时，执行器的流通截面积增大，即流过执行器的流量增大，称为正作用；当输入信号增大时，流过执行器的流量减小，称为反作用。

4. 控制阀的结构形式主要有哪些？各有什么特点？主要使用在什么场合？

5. 控制阀的流量特性是指什么？

答 控制阀的流量特性是指被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（或相对位移）之间的关系，即

)(max L

l f Q Q = 式中相对流量max Q Q 是控制阀某一开度时的流量Q 与全开时的流量Q max 之比。相对开度L l 是控制阀某一开度时的阀杆行程l 与阀杆全行程L 之比。

10．为什么说等百分特性又叫对数特性？与线性特性比较起来有什么优点？

答 等百分比流量特性是指单位相对开度变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系，即控制阀的放大系数随相对流量的增加而增加，即

max max )()(Q Q K L l d Q Q d =

将上式积分得

C L

l K Q Q +=max ln 由上式可以看出，等百分流量特性的相对流量的对数值与相位行程成正比，故又称对数特性。

由于等百分比流量特性的控制阀，其放大系数随相对流量的增加而增加，在同样的行程变化值下，流量小时，流量变化小，控制平稳缓和；流量大时，流量变化大，控制灵敏有效，这是它比起线性特性的控制阀来说所具有的优点。

12．什么是串联管道中的阻力比s ？s 值的减少为什么会使理想流量特性发生畸变？

答 s 值表示控制阀全开时阀上压差与系统总压差之比。当s =1时，说明系统总压差全部降在控制阀上，所以控制阀在工作过程中，随着阀开度的变化，阀两端的压差是不变的，故工作流量特性与理想流量特性是一致的。当s 值小于1时，系统的总压差一部分降在控制阀，另一部分降在与控制阀串联的管道上。随着阀的开度增大，流量增加，降在串联管道上的压差增加，从而使降在控制阀上的压差减少，因而流过控制阀的流量也减少。所以随着s 值减小，会使理想流量特性发生畸变，阀的开度越大，使实际流量值离开理想值越大。具体来说，会使理想的直线流量特性畸变为快开特性，使理想的等百分比流量特性畸变为直线特性。

13．什么是并联管道中的分流比x?试说明x 值的变化对控制阀流量特性的影响。

答 x 值表示并联管道时，控制阀全开时流过控制阀的流量与总管的总流量之比，当x =1时，说明流过控制阀的流量等于总管的流量，即旁路流量为零，如果这时阀的流量为理想流量特性，那么，随着x 值的减少，说明流过旁路的流量增加。这时，控制阀即使关死，也有一部分流体从旁路通过，所以控制阀所能控制的最小流量比原先的大大增加，使控制阀的可调范围减小，阀的流量特性发生畸变。

15．什么叫气动执行器的气开式与气关式？其选择原则是什么？

答 随着送往执行器的气压信号的增加，阀逐渐打开的称为气开式，反之称为气关式。气开、气关式的选择主要是由工艺生产上安全条件决定的。一般来讲，阀全开时，生产过程或设备比较危险的选气开式；阀全关时，生产过程或设备比较危险的应选择气关式。

18．试述电-气转换器的用途与工作原理。

答 电-气转换器是将电信号转换为相应的气信号的一种装置。在控制系统中，如果所使用的控制器是电动控制器，

其输出信号为0~10mA DC或4~20mA DC，但所选择的执行器为气动执行器，其输人信号一般为20~l00kPa。这时就需要采用电-气转换器，先将控制器的输出电信号转换为相应的气信号，才能为气动执行器所接受。

电-气转换器是接力矩平衡原理工作的。当由输入电流所产生的电磁力与由输出气压所产生的反馈力相平衡时，就建立了输出气压信号与输人电流信号的一一对应关系。

19．试述电-气阀门定位器的用途。

答电一气阀门定位器除了能将电信号转换为气信号外，还能够使阀杆位移与送来的信号大小保持线性关系，即实现控制器来的输人信号与阀门位置之间关系的准确定位，故取名为定位器。定位器可以使用在阀的不平衡力较大或阀杆移动摩擦力较大等场合，同时还可以利用定位器来改变阀的流量特性，改变执行器的正、反作用。在分程控制中，利用定位器可以使阀在不同的信号段范围内作全行程移动。

20．试述电一气阀门定位器的基本原理与工作过程。

答电-气阀门定位器的基本原理是力矩平衡原理。当由输人电流所产生的电磁力与由阀门位置所产生的反馈力在杠杆系统中建立力矩平衡时，就使一定的输人电流信号对应于一定的阀门位置。

23．什么是数字阀？它有哪些特点？

答数字阀是一种位式的数字执行器，由一系列并联安装而且按二进制排列的阀门所组成。

数字阀的特点是分辨率高、精度高、反应速度快、关闭特性好、没有滞后、线性好、噪声小、可以与计算机相连。

但是数字阀结构复杂、部件多、价格贵。此外由于对控制信号过于敏感，容易造成误操作。

24．阀前后压差保持不变时的流量特性称为理想流量特性，理想流量特性主要有直线、等百分比（对数）、抛物线及快开等几种。图2中的( )表示的是( )特性。

A. 曲线1；

B. 曲线2；

C. 曲线2；

D. 曲线4

图2理想流量特性

文献检索第一次作业参考答案

第一次作业 1、什么是文献？科技文献包括有哪些类型的出版物（十大文献源）？ 文献是记录知识的一切载体。具体地说，文献是将知识、信息用文字、符号、图像、音频等记录在一定的物质载体上的结合体。 科技文献按出版形式划分：连续出版物（期刊、报纸）、图书、科技报告、会议文献、标准文献、专利文献、学位论文、政府出版物、产品资料、档案文 献十大类型。 2、专利申请须具备哪“三性”，请简要说明。并简述我国的专利审查制度。 专利申请必须具备的三星“新颖性、创造性、实用性”。 新颖性：是指在专利申请日以前没有同样的发明或实用新型，在国内外出 版物上没有公开发表过，这是第一个标准，第二标准，是指在国内没有公开使 用或者说以其他方式为公众所知。 创造性：根据中国专利法对创造性的定义，是指同申请日以前已有的技术 相比，发明有突出的实质特点和显著的进步。 实用性：是指发明或者实用新型能够创造或者使用，并且能够产生积极效果。能够制造或者使用，就是它能够工业批量地制造出来。 我国专利法规定：发明专利、实用新型专利和外观设计专利。依据《专 利法》，发明专利申请的审批程序包括：受理、初步审查阶段、公布、实审 以及授权5个阶段，实用新型和外观设计申请不进行早期公布和实质审查， 只有3个阶段。 受理阶段 专利局收到专利申请后进行审查，如果符合受理条件，专利局将确定申 请日，给予申请号，并且核实过文件清单后，发出受理通知书，通知申请人。如果申请文件未打字、印刷或字迹不清、有涂改的;或者附图及图片未用绘 图工具和黑色墨水绘制、照片模糊不清有涂改的;或者申请文件不齐备的;或 者请求书中缺申请人姓名或名称及地址不详的;或专利申请类别不明确或无 法确定的，以及外国单位和个人未经涉外专利代理机构直接寄来的专利申请 不予受理。 初步审查阶段 经受理后的专利申请按照规定缴纳申请费的，自动进入初审阶段。初审 前发明专利申请首先要进行保密审查，需要保密的，按保密程序处理。 在初审是要对申请是否存在明显缺陷进行审查，主要包括审查内容是否 属于《专利法》中不授予专利权的范围，是否明显缺乏技术内容不能构成技 术方案，是否缺乏单一性，申请文件是否齐备及格式是否符合要求。若是外 国申请人还要进行资格审查及申请手续审查。不合格的，专利局将通知申请 人在规定的期限内补正或陈述意见，逾期不答复的，申请将被视为撤回。经

化工仪表及自动化第四版答案(终极版)

工仪表及自动化（自制课后答案终极版） 第一章自动控制系统基本概念 1.什么是化工仪表与自动化？它有什么重要意义？ 答：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方法，称为化工自动化。 它的重要意义如下 加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量。 减轻劳动强度、改善劳动条件。 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，提高设备利用率、保障人身安全的目的。 生产过程自动化的实现，能根本改变劳动方式，提高工人文化技术水平，以适应当代信息技术革命和信息产业革命的需要。 2.化工自动化主要包括哪些内容？ 答：①自动检测系统，利用各种仪表对生产过程中主要工艺参数进行测量、指示或记录的部分②自动信号和联锁保护系统，对某些关键性参数设有自动信号联锁保护装置，是生产过程中的一种安全装置 ③自动操纵及自动开停车系统自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤,将生产过程自动地投入运行或自动停车。 ④自动控制系统对生产中某些关键性参数进行自动控制,使它们在受到外界干扰的影响而偏离正常状态时,能自动地调回到规定的数值范围内。 3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？ 答；开环控制系统不能自动地觉察被控变量的变化情况，也不能判断操纵变量的校正作用是否适合实际需要。也就是最本质的区别是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。闭环控制系统可以及时了解被控对象的情况，有针对性的根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近与所希望的状态。 4.自动控制系统主要由哪些环节组成？ 答：主要由测量与变送器、自动控制器、执行器、被控对象组成。 9.试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量？ 答：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫被控对象。 生产过程中所要保持恒定的变量，在自动控制系统中称为被控变量。 工艺上希望保持的被控变量即给定值。 具体实现控制作用的变量叫做操纵变量。 12.什么是负反馈？负反馈在自动控制系统中有什么重要意义？ 答：系统的输出变量是被控变量，但是它经过测量元件和变送器后，又返回到系统的输入端，能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。 负反馈在自动控制系统中的重要意义是当被控变量，y受到干扰的影响而升高时，只有负反馈才能使反馈信号升高，经过比较到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降回到给定值，这样就达到了控制的目的。

第一次作业参考答案

第一次作业参考答案 1、、电能生产的主要特点有哪些？ 答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。 2、对电力系统运行的基本要求是什么？ 答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。 3、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？ 答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备称为II类负荷；I类、II类负荷以外的负荷称为III类负荷。 I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电； II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电； III类负荷可以停电。 4、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。（图中已标出线路的额定电压）

答：上述电力系统中发电机、变压器的额定电压如下： G ：10.5KV ；T1：10.5/242KV ；T2：220/121/38.5KV ；T3：35/6.3KV 5、为什么110KV 及以上的架空输电线路需要全线架设避雷线而35KV 及以下架空输电线路不需全线架设避雷线？ 答：因为110KV 及以上系统采用中性点直接接地的中性点运行方式，这种运行方式的优点是：正常运行情况下各相对地电压为相电压，系统发生单相接地短路故障时，非故障相对地电压仍为相电压，电气设备和输电线路的对地绝缘只要按承受相电压考虑，从而降低电气设备和输电线路的绝缘费用，提高电力系统运行的经济性；缺点是发生单相接地短路时需要切除故障线路，供电可靠性差。考虑到输电线路的单相接地绝大部分是由于雷击输电线路引起，全线路架设避雷线，就是为了减少雷击输电线路造成单相接地短路故障的机会，提高220KV 电力系统的供电可靠性。 35KV 及以下系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的中性点运行方式，即使雷击输电 线路造成单相接地时，电力系统也可以继续运行，供电可靠性高，所以无需全线架设避雷线。 6、在下图所示的电力系统中已知KV U 3/10=φ，A U C 3530=φω,如要把单相接地时流过接地点的电流补偿到20A ，请计算所需消弧线圈的电感系数。 解： 单相接地故障时的相量图如下：

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。

数值分析第一次作业及参考答案

数值计算方法第一次作业及参考答案 1. 已测得函数()y f x =的三对数据：（0，1），（－1，5），（2，－1）， （1）用Lagrange 插值求二次插值多项式。（2）构造差商表。（3）用Newton 插值求二次插值多项式。 解：(1)Lagrange 插值基函数为 0(1)(2)1 ()(1)(2)(01)(02)2 x x l x x x +-= =-+-+- 同理 1211 ()(2),()(1)36 l x x x l x x x = -=+ 故 2 20 2151 ()()(1)(2)(2)(1) 23631 i i i p x y l x x x x x x x x x =-==-+-+-++=-+∑ （2）令0120,1,2x x x ==-=，则一阶差商、二阶差商为 011215 5(1) [,]4, [,]20(1) 12 f x x f x x ---= =-= =----- 0124(2) [,,]102 f x x x ---= =- 实际演算中可列一张差商表： （3）用对角线上的数据写出插值多项式 2 2()1(4)(0)1*(0)(1)31P x x x x x x =+--+-+=-+ 2. 在44x -≤≤上给出()x f x e =的等距节点函数表，若用二次插值求x e 的近似值，要使 截断误差不超过6 10-，问使用函数表的步长h 应取多少 解： ()40000(), (),[4,4],,,, 1.x k x f x e f x e e x x h x x h x x th t ==≤∈--+=+≤考察点及

(3) 2000 4 43 4 3 () ()[(()]()[()] 3! (1)(1) (1)(1) 3!3! .(4,4). 6 f R x x x h x x x x h t t t e t h th t h e h e ξ ξ =----+ -+ ≤+??-= ≤∈- 则 4 36 ((1)(1) 100.006. t t t h - -+± << Q在点 得 3.求2 () f x x =在［a,b］上的分段线性插值函数() h I x，并估计误差。 解： 22 22 11 1 111 22 11 11 1 () () k k k k h k k k k k k k k k k k k k k k k k k x x x x x x I x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ++ + +++ ++ ++ + --- =+= --- ?-? -=+- - [] 2 11 22 11 ()()()[()] 11 ()() 44 h h k k k k k k k k R x f x I x x x x x x x x x x x x x h ++ ++ =-=-+- =--≤-= 4.已知单调连续函数() y f x =的如下数据 用插值法计算x约为多少时() 1. f x=（小数点后至少保留4位） 解：作辅助函数()()1, g x f x =-则问题转化为x为多少时，()0. g x=此时可作新 的关于() i g x的函数表。由() f x单调连续知() g x也单调连续，因此可对() g x的数值进行反插。的牛顿型插值多项式为 1()0.110.097345( 2.23)0.451565( 2.23)( 1.10) 0.255894( 2.23)( 1.10)(0.17) x g y y y y y y y - ==-+++++ -++-

(带答案版)化工仪表及自动化习题

化工仪表及自动化习题（2014） 一.填空题。 1.自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、控制器（中心环节）和执行器组成。 2.自动控制在阶越干扰作用下的过渡过程有：①非周期衰减过程；②衰减振荡过程；③等幅振动过程；④发散振荡过程几种基本形式。 3.描述对象特性的参数有：放大系数K、时间常数T、滞后时间τ。 4.自动控制系统与自动检测、自动操纵等系统相比较最本质的区别为自动控制系统有负反馈。 5.控制阀的理想流量特性主要有直线流量特性、抛物线流量特性、对数流量特性、快开特性等几种。 6.研究对象的特性就是用数学的方法来描述出对象输入量与输出量之间的关系，这种对象特性的数学模型主要有参量模型和非参量模型两大类。 。 7.标准信号是指物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号。例如，直流电流4~20mA、空气压力 ~都是当前通用的标准信号。 8.弹性式压力计是将被测压力转换成弹性元件变形的位移进行测量的。例如弹簧管压力计、波纹管压力计和膜式压力计。 9.热电阻温度计主要是测量 500℃以下的中、低温，目前应用最广泛的热电阻是铂电阻和铜电阻。 10.节流件应用最广泛的是孔板，其次是喷嘴、文丘里管等。 11.化工自动化是一门综合性的技术学科，它应用自动控制学科、仪器仪表学科及计算机学科的理论和技术服务于化学工程学科。 12.为了实现化工生产过程自动化，一般要包括自动检测、自动保护、自动控制和自动操纵等方面的内容。 13.差压式流量计是基于流体流动的节流原理，采用流体流经节流装置时产生的压力差而实现流量测量的，差压式流量计也称为节流式流量计。 14.气动差压变送器中，当液位高度H为0时，变送器输出信号为的气压信号，当液位高度H为最高时，变送器输出信号为。 ` 15.电气式压力计的种类有霍尔片式压力传感器、应变片式压力传感器、压阻式压力传感器、力矩平衡式压力变送器、电容式压力变送器，霍尔片式弹簧管压力表的核心是：霍尔元件，它是利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的间接测量。其实质是将压力转换成电信号进行传输及显示的仪表，利用霍尔效应实现位移-电势的线性转换。 16.转子流量计是以压降不变，利用节流面积的变化来反映流量大小，从而实现流量测量的仪表。它又称浮子流量计、面积式流量计，适用于测量管径20mm以下管道的流量。据指示形式与传送信号不同分指示式、电远传式、气远传式转子流量计三种。通过转子流量计介质的流量与转子在锥形管中平衡时的高度成正比。转子流量计的标定：在工业基准状态（20℃，）下用水或空气标定。 二、名词解释

第一次作业及答案

第一次作业 一、单项选择题 1．需求规律说明（B ）。 A．药品的价格上涨会使药品质量提高B．计算机价格下降导致销售量增加 C．丝绸价格提高，游览公园的人数增加D．汽车的价格提高，小汽车的销售量减少 E．羽毛球的价格下降，球拍的销售量增加 2．当羽毛球拍的价格下降时，对羽毛球的需求量将（C ）。A．减少B．不变 C. 增加D．视具体情况而定E．以上都有可能 3．其他条件不变，牛奶价格下降将导致牛奶的（D ）。 A．需求下降B．需求增加C．需求量下降D．需求量增加E．无法确定 4．当出租车租金上涨后，对公共汽车服务的（A ）。 A．需求增加B．需求量增加C．需求减少D．需求量减少E．无法确定 5．以下几种情况中，（B ）项是需求规律的例外。 A．某商品价格上升，另一商品需求量也上升B．某商品价格上升，需求量也上升 C．消费者收入增加，对某商品的需求增加

6．消费者偏好改变，对某商品的消费量随着消费者收入的增加而减少，则该商品是（ D ）。 A．替代品B．互补品C．正常品D．低档品E．无法确定 7．供求规律说明（D ）。 A．生产技术提高会使商品的供给量增加 B．政策鼓励某商品的生产，因而该商品的供给量增加 C．消费者更喜欢某商品，使该商品的价格上升 D．某商品价格上升将导致对该商品的供给量增加 E．以上都对 8. 假如生产某种商品所需原料的价格上升了，这种商品的( B )。A．需求曲线将向左移动B．供给曲线向左移动C．供给曲线将向右移动 9. 政府为了扶持农业，对农产品规定高于均衡价格的支持价格。政府要维持支持价格，应 该采取下面的相应措施（ C ）。 A．增加对农产品的税收B．实行农产品配给制C．收购过剩的农产品 10. 政府把价格限制在均衡价格以下可能导致( A )。 A．黑市交易B．大量积压C．买者买到了希望购买的商品 11. 当需求的增加幅度远大于供给增加幅度的时候，( B )。

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

人力资源开发与管理-第一次作业及答案

《人力资源开发与管理》第一次作业答案 一、单项选择题。本大题共10个小题，每小题2.0 分，共20.0分。在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.与员工同甘共苦、同舟共济，反映了以下人本管理的哪方面基本内容（） A.人的管理第一 B.以激励为主要方式 C.积极开发人力资源 D.培育和发挥团队精神 2.假设你是一个大公司的中层管理人员，如果你获得提升，在以下几种选择继任者的标 准中，你会优先考虑哪一条（） A.是否具有较高的学历与较强的业务能力 B.能否得到部门成员及上级领导的普遍认同 C.能否保持你原先形成的管理风格 D.是否具备创新开拓能力 3.刚进公司的几个大学生很自然地形成了一个团队，大家兄弟相待，一起解决各自遇到 的难题，包括各自负责的经营工作。几年下来，这个团队的凝聚力很强，每个人都非常珍视这个团队。又过几年，这个团队的成员普遍得到较好的发展，但地位、收入等方面并没有形成多大的差距，然而大家却都感到团队的凝聚力没有以前那么强大了。 你认为造成松散的原因是什么（） A.团队成员的能力增强了，独立性提高了 B.没有更高层次的目标推动 C.团队成员之间因工作繁忙而沟通太少 D.没有及时吸收新的团队成员 4.某保险公司X市分公司为开发一项新业务，从不同部门抽调若干员工组建了一个项目 团队，为激励他们高度热情地投身于新工作，你认为选择哪一种沟通媒介最合适（） A.电子邮件

B.电话 C.面谈 D.简报 5.你是一家连锁快餐集团属下的一个分店经理，集团公司为你确定了今年上半年的经营 目标：从今年1月1日到6月30日之间，将销售额相对去年同期提高6%。你认为（） A.该目标已经给分店经理一个明确无误的指令，是一个可考核的执行性目标。 B.该目标没有提出一个度量目标是否完成的客观标准，所以需要进一步改进。 C.该目标没有平衡利润与销售增长之间的关系，可能给分店经理以误导，需要改 进。 D.该目标没有规定清楚如何达成目标的步骤、措施和资源配置，需要进一步改进。 6.失业保险所属的员工福利类型是（） A.企业福利 B.法定福利 C.生活福利 D.有偿假期 7.张莉今年26岁，是某电脑公司市场开发部经理，思路敏锐，干劲十足，不久前刚获 得某名牌大学硕士学位，目前工资待遇相当高。假如你是张莉的领导，你认为以下哪一种激励方式最能增进她的工作绩效（）？ A.采取以个人工作绩效为考核依据的奖励制度 B.减少对她的监督，使她有更多的决策和行动自由。 C.对她的成绩给予公开表扬。 D.提高她地位的象征(例如，更豪华的办公室，新的头衔，专用秘书等)。 8.一般员工提出辞职时，组织应该（） A.为员工解决困难把他争取回来

中国通史(1)第一次形成性作业及答案

中国通史（1）第一次形成性作业答案 一、选择题（每题1分，共20分） 1、北京猿人的婚姻形态处在： ①杂交时期②血缘婚时期③族外婚时期④对偶婚时期 2、北京猿人身体各部发展不平衡，进化最快的是： ①手②脚③大脑④腿 3、著名的文化遗存——半坡遗址是处于： ①母系氏族公社初期②父系氏族公社时期 ③古人时期④母系氏族公社发展、繁荣时期 4、在西周的诸侯国中，建都商丘的是： ①齐②鲁③燕④宋 5、我国已发现的最早的人类化石是： ①蓝田人②元谋人③北京人④山顶洞人 6、夏朝是我国历史上第一个： ①父权制国家②封建领主制国家③封建地主制国家④奴隶制国家 7、西周共和行政元年是公元前何年： ①771年②770年③841年④403年 8、我国古代的法家创始人是： ①韩非②申不害③李悝④李斯 9、母系氏族公社开始于： ①距今十万年前②距今五万年前③距今二十万年前④距今一万年前 10、商朝的建立者是： ①伊尹②盘庚③成汤④武丁 11、弭兵运动的发动国是： ①宋国②楚国③晋国④卫国 12、道家的创始人是： ①老子②荀子③庄子④李悝 13、西周“国人暴动”中的“国人”多是指的： ①奴隶②平民③中小领主④农奴

14、马陵之战的交战国是： ①魏与齐②楚与齐③楚与晋④魏与赵 15、我国古代最早的一部文集是： ①《春秋》②《左传》③《仪礼》④《尚书》 16、《孙子兵法》的作者是： ①孙权②孙武③孙膑④孙坚 17、废除“禅让制”，确立王位世袭制的是： ①禹②益③启④汤 18、商朝最强盛的时期在： ①成汤时期②盘庚时期③武丁时期④商纣王时期 19、商朝盘庚时期，将国都由奄迁至： ①朝歌②镐京③亳④殷 20、我国最早的一条人工运河是： ①灵渠②邗沟③郑国渠④白渠 二、名词解释（每题5分，共20分） 甲骨文是中国已发现的古代文字中时代最早、体系较为完整的文字。有时候也被认为是汉字的书体之一，也是现存中国最古老的一种成熟文字。甲骨文又称契文、龟甲文或龟甲兽骨文。 春秋五霸秋时期，诸侯国不再听命于天子，相互兼并，于是出现了“挟天子以令诸侯”的情况，这样的大国称为“霸主”。各大国都争当霸主，于是就出现了大国争霸的局面。一般认为，齐桓公、晋文公、秦穆公、宋襄公、楚庄王为“五霸”。实际上宋襄公想称霸却未做到。而吴、越两国却相继到中原争霸，影响较大。 李悝改革李悝是我国古代法家的创始人，于公元前400年左右被魏文侯任用为相，在魏国进行改革。主要内容为：削弱世卿世禄制度，选贤任能。“尽地力”；“善平籴”；制定《法经》。这些改革促进了社会生产的发展，稳定了社会秩序?，使魏国成为战国前期最强大的国家。 文景之治刘邦的儿子文帝和孙子景帝统治时期，由于社会稳定，广大农民积极生产，；也由于他们父子进一步改善政策，减轻了人民的负担，使社会经济由

成本管理第一次作业参考答案.doc

作业及讲评栏作者：xx 成本管理第一次作业参考答案 一、单项选择题 1.企业在生产各种工业产品等过程中发生的各种耗费，称为（C ）。 A.成本 B.产品成本 C.生产费用 D.经营费用 2.产品成本实际包括的内容称为（B ）。 A.生产费用 B.成本开支范围 C.成本 D.制造成本 3.企业对于一些主要产品、主要费用应采用比较复杂、详细的方法进行分配和计算，而对于一些次要的产品、费用采用简化的方法进行合并计算和分配的原则称为（D ）。 A.实际成本计价原则 B.成本分期原则 C.合法性原则 D.重要性原则 4.工业企业成本核算的内容是（C ）。 A．产品生产成本B.期间费用C.产品生产成本和期间费用D.各成本项目的费用 5.当几种产品共同耗用几种材料的情况下，材料费用的分配可采用 （D ）。 A.定额耗用量比例分配法 B.产品产量比例分配法 C.产品重量比例分配法 D.产品材料定额成本比例分配法 6.某企业生产产品经过２道工序，各工序的工时定额分别为３０小时和４０小时，则第二道工序在产品的完工率约为（ D ）。 A.６８％ B.６９％ C.７０％ D.７１％ 7.采用约当产量法计算在产品成本时，影响在产品成本准确性的关键因素是（B ）。

A.在产品的数量 B.在产品的完工程度 C.完工产品的数量 D.废品的数量 8.最基本的成本计算方法是（A ）。 A.品种法 B.分批法 C.分步法 D.分类法 9.管理上不要求计算各步骤完工半成品所耗半成品费用和本步骤加工费用，而要求按原始成本项目计算产品成本的企业，采用分步法计算成本时，应采用（D ）。 A.综合结转法 B.分项结转法 C.按计划成本结转法 D.平行结转法 10.在大量生产的企业里，要求连续不断地重复生产一种或若干种产品，因而管理上只要求而且也只能按照（B ）。 A.产品的批别计算成本 B.产品的品种计算成本 C.产品的类别计算成本 D.产品的步骤计算成本 二、多项选择题 1.产品的价值取决于生产上耗用的社会必要劳动量，它的组成内容包括（ABD）。 A.产品中所耗用的物化劳动的价值 B.劳动者为自己劳动所创造的价值 C.企业生产中发生的全部支出 D.劳动者剩余劳动所创造的价值 E.劳动者创造价值的总和 2.在进行成本核算时，在不同时期、不同产品以及产成品和在产品之间正确分摊费用，应分清有关成本的几个界线包括（ABCD ）。 A.分清本期成本和下期成本的界线 B.分清各种产品成本的界线 C.分清在产品成本和产成品成本的界线 D.分清计入产品成本和不应计入产品成本的界线 E.分清本企业产品成本和其他企业产品成本的界线

化工仪表及自动化课后答案

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、化工自动化主要包括哪些内容？ 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。 1-3自动控制系统主要由哪些环节组成？ 解自动控制系统主要由检测变送器、控制器、执行器和被控对象等四个环节组成。 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。 1-5题1-5图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所代表的意义。 题1-5图加热器控制流程图 解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。 6、图为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-30 7、TRC-303、FRC-305所代表的意义。 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。 1-7 在自动控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各起什么作用？ 解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。 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。 1-8．试分别说明什么是被控对象、被控变量、给定值、操纵变量、操纵介质？ 解：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。 8.测量元件与变送器：用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号（如气压信号、电压、电流信号等）；控制器：将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保 持的给定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号送住执行器。执行器：能自动地根据控制器送来 的信号值相应地改变流入（或流出）被控对象的物料量或能量，从而克服扰动影响，实现控制要求。 Ex9.被控对象：在自动控制系统中，将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。被控变量：被控对象

可视计算及应用第一次作业答案

第1次作业答案 1、简析数字图像和模拟图像的区别，以及计算机中图像和图形的区别。 物理世界中的图像是模拟图像，图像中任何两点之间都含有颜色等信息，其信息的量是无限的。根据人眼的视觉机理，可以把物理世界中的连续图像按照一定密度进行采样，每一个像素都有相应的颜色信息（可以用数字表示），我们将这种用离散的、数值的方式所表示的图像称为数字图像。 图形一般是指用计算机生成的画面，如直线、圆、矩形、曲线等；而图像则是指由输入设备捕捉的真实场景画面，并以数字化形式存储在计算机上。图形是一种矢量图，图形文件只保存生成图形的算法（指令）及图形上的某些特征点（因此数据量很小），计算机依据这些特征点和生成算法，即可无失真地原样还原或任意缩放图形；而图像则是点阵图，由一系列像素组成，所有像素的集合构成一幅位图，图像文件需要记录每一个像素的灰度值（或颜色值），因此数据量通常较大，并且图像在几何变换时往往会产生失真（损失细节或产生锯齿）。 2、简述常用的彩色模型。 常用的彩色模型主要有RGB、YUV、YCbCr、HSV几种。 RGB模型：RGB颜色模型是工业界的一种颜色标准，通过对红（R）、绿（G）、蓝（B）三个颜色通道相互叠加得到各种颜色，这个标准几乎涵盖了人类视力所能感知的所有颜色，是目前运用最广的彩色系统之一。RGB颜色模型可以理解为图像中每一个像素的R、G、B 三个分量分别分配一个强度值，为0~255之间的任一整数。RGB图像只需使用三种颜色，就可以通过以不同比例混合而重现16,777,216（224）种颜色。 YUV颜色模型：YUV是PAL和SECAM模拟彩色电视制式所采用的一种颜色编码方法，其中，Y表示亮度，也就是灰度值，而U和V则表示色度，是构成彩色的两个分量，其作用是描述影像的色彩和饱和度。采用YUV颜色空间的重要性在于，它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的：如果只有Y信号分量而没有U、V信号分量，那么这样表示的图像就是黑白灰度图像。与RGB视频信号的传输相比，YUV传输的最大优点在于其只需占用极少的频宽，而RGB则要求三个独立的视频信号同时传输。 YCbCr颜色模型：Y指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，Cr指红色色度分量。YCbCr 其实是YUV经过缩放和偏移的版本，是在计算机系统中应用最多的YUV 家族成员，JPEG、MPEG均采用此方案。YcbCr中的Y与YUV 中的Y含义一致，Cb、Cr同样指的是色度，只是在表示方法上有所不同而已。 HSV颜色模型：H指颜色的色调，描述了具体的颜色；S指颜色的饱和度，衡量颜色的纯度，饱和度越高颜色就越纯，各种单色光的饱和度最高，单色光中掺入的白光愈多，饱和度就愈低；V指颜色的强度，表示颜色的明暗程度，与色光所含的能量有关。相对于RGB 颜色模型，HSV颜色模型的描述方法更接近于人类对于颜色的感知。 3、在Intel IPP中支持的数字图像格式有哪些？ 在Intel IPP中，支持的图像格式有像素图像格式和平面图像格式两大类。 像素图像格式：每一个像素的各个通道的信息数据放在一起，按像素排列。 平面图像格式：一幅图像的三个分量分别存放在三个不同的平面中，每个平面包括某个分量的所有值。 有时候，平面格式更容易对图像进行处理，如在图像压缩中，通常都需要对每个通道单独处理，此时平面格式就会凸显其优势，而像素格式则会明显带来不便。

化工仪表及自动化作业参考答案

第一章自动控制系统基本概念 1?什么是化工自动化？它有什么重要意义？ 答: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。 实现化工自动化，能加快生产速度、降低生产成本、提高产品产量和质量、减轻劳动强度、保证生产安全，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. 化工自动化主要包括哪些内容？ 答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容。 3. 自动控制系统怎样构成？各组成环节起什么作用？ 答:自动控制系统主要由两大部分组成。一部分是起控制作用的全套自动化装置，对于常规仪表来说，它包括检测元件及变送器、控制器、执行器等；另一部分是受自动化装置控制的被控对象。 在自动控制系统中，检测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的信号(如气压信号或电压、电流信号等)。控制器将检测元件及变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的设定值信号进行比较得出偏差，根据偏差的大小及变化趋势，按预先设计好的控制规律进行运算后，将运算结果用特定的信号(如气压信号或电流信号)发送给执行器，执行器能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流人(或流出)被控变量的物料量或能量，克服扰动的影响，最终实现控制要求。 什么叫操纵变量？ 受控制器操纵的，用以克服干扰的影响，使被控变量保持设定值的物料量或能量。(或：具体实现控制作用的变量叫做操纵变量) 4. 闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？ 答自动控制系统按其基本结构形式可分为闭环自动控制系统和开环自动控制系统。 闭环自动控制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。如图1-1 ( a)即是一 个闭环自动控制。图中控制器接受检测元件及变送器送来的测量信号，并与设定值相比较得到偏差信号，再根据偏差的大小和方向，调整蒸汽阀门的开度，改变蒸汽流量，使热物料出口温度回到设定值上。从图1-1, (b)所示的控制系统方块图可以清楚看出，操纵变量(蒸汽流量)通过被控对象去影响被控变量，而被控 变量又通过自动控制装置去影响操纵变量。从信号传递关系上看，构成了一个闭合回路。 葵汽 (a) (b) 图1-1闭环自动控制基本结构 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。从信号传递关系上看， 未构成闭合回路。 开环控制系统分为两种，一种按设定值进行控制，如图1-2 (a)所示。这种控制方式的操纵变量(蒸汽流 量)与设定值保持一定的函数关系，当设定值变化时，操纵变量随其变化进而改变被控变量。另一种是按扰 动进行控制，即所谓前馈控制系统，如图1-2 (b)所示。这种控制方式是通过对扰动信号的测量，根据其变 化情况产生相应控制作用，进而改变被控变量。

《操作系统》第一次作业参考答案

习题与参考答案 ? 1.1总结目前计算环境的特点 答：1、多样化：计算设备种类、速度、容量差异极大，价格日益便宜，人均拥有计算设备数量越来越多。 2、分布式计算：大部分计算和服务都依赖通过网络连接的大量计算设备分布式完成。 3、摩尔定律接近极限，多核化成为未来发展方向。 4、移动计算设备超过台式机，成为主流。 5、触控成为人机交互的重要方式。 ? 1.2 举例说明操作系统的设计目标？ 答：1有效性（1）提高系统资源利用率（2）提高系统吞吐量，例如：有效管理和分配资源，合理组织计算机工作流程 2方便性，使计算机系统更方便用户的使用，例如：图形化接口、文件方式提供用户数据管理等 3可扩充性，计算机硬件和体系结构的迅猛发展及其所对应的更高的功能和性能要求，例如：微内核结构和客户服务器模式，以便于方便地增加新的功能和模块，并能修改老的功能和模块 4开放性，不同厂家与不同类型的计算机及其设备的网络化集成和协同工作，实现应用程序可移植性和互操作性 ? 1.3 作为资源的管理者，操作系统与政府具有类似的作用，请进行具体的类比。答：政府是国家资源的管理者和协调者、社会秩序的维护者以及公共服务的提供者。与政府的职能类似，操作系统也具有资源管理者、仲裁以及公共服务的作用 政府是社会资源的管理者，负责对社会资源的分配、处理以及协调等工作，类似的，操作系统是计算机系统的资源管理者，它负责处管理分配计算机资源，比如说负责分配和控制处理机；负责内存的分配与回收内存；协调不同程序对外设的访问等等。 政府中负责秩序机构包括公检法的机构，同样操作系统也需要防止用户对操作系统本身或者其他用户数据的破坏，保护共享文件资源等。 政府提供道路、水电等公共服务，类似的，操作系统为用户和应用程序提供文件管理、I/O操作等公共服务。 ? 1.4 硬件系统发展变化极快，种类复杂，操作系统是采用什么方法来应对这两个问题的？ 答：现代OS采用虚拟化的技术来实现对硬件变化隔离，即OS通过分层的体系结构，实现对物理机的虚拟化，形成一个逻辑上具有相同计算能力等更方便的虚拟计算机。通过将与硬件密切相关的部分放入OS的底层，而OS的高层为用户提供统一、稳定的