线 ： 号 学 ：订名 姓 ： 级 班 业 专装 ： 院 学 安徽农业大学2011~2012学年第二学期 《自动化仪表与过程控制》试卷 (A卷)
考试形式:闭卷笔试，2小时，满分100分 适用专业:09电气 题 号 一 二 三 四 五 总 分 得 分
得分 评阅人 一、单项选择题(共10小题，每小题2分，共20分)
(注意：第一大题答案请写入下面的答题卡中)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C A A A C A B B
1、 控制系统的反馈信号使得原来信号增强的叫做( B ) A、 负反馈 B、正反馈 C、前馈
2、 某测温仪表范围为200~1000℃，根据工艺要求，温度指示值不允许超过±6℃，则应选仪表的精度等级为( A )
A、0.5级 B、1.0级 C、1.5级 3、 常见的自动控制系统是一个( C )系统。
A、开环控制 B、前馈控制 C、反馈控制 4、 积分作用可用来( A )
A、消除余差 B、克服纯滞后 C、克服容量滞后 5、 下列表达式中，表示比例积分调节规律的是( A ) A、?MV?Kp(DV?1dDVT)B、?MV?Kp(DV?TDdt)C、?MV?KpDV I?DVdt6、 压力表的测量使用范围一般为其量程的( A )处。 A、1/3~2/3 B、<2/3 C、>1/3
7、 常见的调节阀按其工作方式分有气动、电动和液动，其中加工、安装和维护工作量大，但动力强劲，常用于航空航天、矿山机械的是 ( C ) A、电动调节阀 B、气动调节阀 C、液动调节阀 8、 如图所示直通双座阀，下列表述正确的是( A )
A、适于大压差场合 B、不适于大管径场合 C、泄漏量较小
9、 对象受到阶跃输入后，输出达到新的稳态值的63.2％所需的时间，就是( B ) A、放大倍数 B、时间常数 C、纯滞后时间
10、有些工艺对象不允许长时间施加较大幅度的扰动，在实验法建立其数学模型时应采用( B )
A、阶跃响应曲线法 B、方波响应曲线法 C、最小二乘法
得分 评阅人 二、判断题(共5小题，每小题2分，共10分)
( × )1、工业过程控制系统大部分是随动系统。 ( × )2、被调参数为温度的对象，时间常数和滞后都比较小。 ( × )3、用电子电位差计测热电偶温度，若冷端温度下降3℃，热端温度升高3℃，
则示值约升高6℃。
( √ )4、测量液体管道静压时，应选择在管道中间偏下方45度取压。 ( √ )5、零点迁移的实质是测量范围的平移，它并不改变仪表的量程。
得分 评阅人 三、填空题(共10小题，每题2分，共20分)
1、 自动调节系统方块图中，给定值SV，测量值 PV，偏差DV之间的关系是 DV=SV-PV 。
2、 弹性式式压力计是根据弹性元件的 变形 和所受压力成比例的原理工作的。
3、 DDZ-Ⅲ型调节仪表现场传输信号为 4~20mA 电流、1~5V电压的ADC。 4、 DDZ和QDZ分别表示电动单元组合仪表和 气动单元组合 仪表。
5、 调节阀的流量特性是指被调介质流过阀门的相对流量与阀门的 相对开度 之间的关系。
6、 选择串级调节系统的 副参数 应使主要干扰包括在副回路内。
7、 实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。 8、 根据检测误差出现的规律性，可以将误差分为 系统误差 、随机误差和疏忽误差。 9、 比例度 就是指控制器输入偏差的相对变化值与相应的输出相对变化值之比，用百分数表示。
10、被控过程的数学模型建模方法有机理演绎法、 试验辨识法 和混合法。
得分 评阅人 四、计算分析题(共5小题，每题8分，共40分)
1、 DDZ-Ⅲ型PID基型调节器输入电路如图所示，试求V01。
1VF?(V01?VB)V?VF0?VF2解：反相输入端“虚断” ：i（2分） ??RRR同相输入端“虚断”：
0?VTVS?VTVT?VB（2分） ??RRR由“虚短” 可知：VF?VT（2分）
所以V01 = －2(Vi－ VS) （2分） 注：若包括VB，V01 = －2(Vi－ VS)+ VB不扣分
2、 室温20℃，采用K型热电偶测量某物体温度。与其相配的显示仪表无冷端补偿
功能。测量电路如图所示，当仪表指示为100℃时，求被测物体的温度T (已知：E(20,0)=0.798mV, E(80,0)=3.266mV, E(100,0)=4.095mV, E(110,0)=4.508mV, E(120,0)=4.919mV)。
补偿导线aTbTo4.095+0.798=4.893mV（2分） 4.919-4.508=0.411mV 4.893-4.508=0.385mV
0.385/0.411=0.9367（4分） 110＋0.9367×10≈119（2分）
显示仪表
3、 如图所示容积式流量计，试简述其工作原理
流体通过“计量空间”时，在它的进出口之间产生一定的压力差，其转动部分在此压力差作用下将产生旋转，并将流体由入口排向出口。（2分）
在这个过程中，流体一次次地充满“计量空间”，又一次次地被送往出口。（2分） 对已定的流量计而言，该“计量空间”的体积是确定的，只要测得转子的转动次数，就可以得到被测流体体积的累积值。（4分）
4、 如图所示，用差压变送器测闭口容器液位，已知h1=50cm，h2=200cm，h3=140cm，被测介质密度ρ=0.85g/cm3，负压管内隔离液为水，求： (1) 变送器量程；
(2) 是否需要迁移？迁移量为多少？
答：1、仪表量程?P?h2?g?16.7kPa(3分)
P??h3?g?11.7kPa
2、P??(h1?h2?h3)?水g?38.2kPa
P??P??26.6kPa
需要负迁移，迁移量为26.6kPa(5分)
5、 某换热器出口温度控制系统控制阀开度脉冲响应实验数据如下，矩形脉冲的幅度为2t/h，脉冲宽度为10min，试转换为阶跃响应，如果用具有时滞的一阶惯性环节近似，确定其参数，写出其传函。
解：矩形脉冲可看成两个相反方向的阶跃作用的代数和，因此
y(t)?h1(t)?h2(t)?h1(t)?h1(t???), ???10h1(t)?y(t)?h1(t?10)h1(t)?y(t)?h1(t?10)
h1(1)?y(1)?0.46h1(3)?y(3)?1.7h1(4)?y(4)?3.7h1(5)?y(5)?8h1(8)?y(8)?19h1(10)?y(10)?h1(0)?26.4h1(15)?y(15)?h1(5)?36?8?44h1(20)?y(20)?h1(10)?33.5?26.4?59.9h1(25)?y(25)?h1(15)?27.2?44?71.2h1(30)?y(30)?h1(20)?21?59.9?80.9h1(40)?y(40)?h1(30)?10.4?80.9?91.3h1(50)?y(50)?h1(40)?5.1?91.3?96.4h1(60)?y(60)?h1(50)?2.8?96.4?99.2h1(70)?y(70)?h1(60)?1.1?99.2?100.3h1(80)?y(80)?h1(70)?0.5?100.3?100.8（4分）
y(?)?y(0)100.8?0??50.4
r2可用一阶惯性纯滞后环节，利用两点法，取A(15,44)和B(30,80.9)两点进行计算：
y44M1?ln(1?1)?ln(1?)??0.5736Kr50.4*2y80.9M2?ln(1?2)?ln(1?)??1.6224Kr50.4*2K?T?t2?t130?15??14.3021M1?M2?0.5736?1.6224t2M1?t1M230*(?0.5736)?15*(?1.6224)??6.7963
M1?M2?0.5736?1.6224??可知其传函为：G(s)?50.4-6.8se（4分）
14.3s?1
2012过程控制及其自动化仪表A卷参考答案
