化工自动化及仪表习题和答案解析华理

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1、范文范例指导学习《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：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θc3）Ps↑→Qs↑→θo↑→e↑→Qs↓2.图a为流量控制系统，主要克服阀前

2、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。图a图b解：1)图a：Q1；Q1；管道；P1图b：h；Q1；储液槽；Q1、Q22)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。word版本整理分享范文范例指导学习解：1）n===42）

3、emax

4、=

5、B+C

6、=B

7、-r=75-30=453）e（∞）=r-y（∞）=30-35=-54）估测：32min4.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。∞△解：1）放大系数K===0.32）时间常数T=2.5min（40+3*0.632的θ所对应的时间）3）纯滞后τ=1min5.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(

8、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。word版本整理分享范文范例指导学习2）×(10-0)+0=6mA(电动Ⅱ型0~10mA)3)×（20-4）+4=13.6mA(电动Ⅲ型

9、4~20mA)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（℃）0100200300400500标准表读数（℃）01031983034064951）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）δmax===±1.2%因此精度等级为1.53）δmax===±1.6%>±1.5%∴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.

10、05Mpa，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0～1.6,0～2.5,0～4.0Mpa。试选择压力表的精度和量程。解：往复泵出口压力波动较大选量程为0~2.5Mpa。同时1.2>2.5×δmax∴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

11、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？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℃word版本整理分享范文范例指导学习，则当仪表示值为6000kg/h时，实际流量为多少？（设ρ∝P/T，P：绝对压力，T：绝对温度）解：qm=Cqm×qv’=1.0472×6000=6284.51kg/h15.常用的流量计有哪几种？各有何主要特点？16.常用的压力、液位检测元件有哪些？17.用差压变送

12、器测量如图所示敞口储槽液位。已知被测介质密度ρ=90