第三章 检测仪表与传感器
一、基本要求
1．掌握仪表精度的意义与测量误差的关系。 2．了解仪表的性能指标。
3．初步掌握各种压力检测仪表的基本原理及压力表的选用方法。 4．了解各种流量计的测量原理。重点是差压式流量计及转子流量计。 5．了解各种液位测量方法。初步掌握液位测量中零点迁移的意义及计算方法。
6．掌握热电偶温度计及热电阻温度计的测温原理。熟悉热电偶温度测量中的冷端温度补偿的作用及方法。
7．了解DDZ-Ⅲ型显示仪表的基本结构及原理。 二、常用概念
1. 精度 2. 绝对误差 3. 相对误差： 4. 相对百分误差 5. 允许相对误： 6. 仪表精度等级 7. 灵敏度 8. 灵敏限 9. 分辨力 10. 线性度 11. 反应时间
三、问答题：
1. 工业压力计按敏感元件通常可以分为哪几种类型？试简述各种压力计的工作原理。
2. 试述压力计选型的主要内容及安装注意事项。 3. 试述流量计的分类及其工作原理。 4. 试述物位计的分类及其工作原理。
5. 试述温度测量仪表的种类及其工作原理 四、选择题：
1． 1.5级仪表的精度等级可写为：（ ） A.1.5级 B. ± 1.5级 C. +1.5级 D. 1.5 2. 下列不属于节流装置的是（ ）。
A、孔板； B、喷嘴； C、长径喷嘴 D、阿纽巴管
3．温度越高，铂、镍、铜等材料的电阻值越（ ）。 A. 大 B. 小 C. 不变 D. 不一定
4． 双金属温度计的感温元件，测量温度时必须是（ ） A 浸液1/2； B 全部浸液； C 浸液2/3； D 浸入任何长度 5.关于压力计安装的描述错误的是（ ）
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A. 要选择测量介质拐弯处安装；
B. 测量流动介质时，应使取压点与流动方向垂直安装； C. 测量液体压力时，取压点应安装在管道下部； D. 测量蒸汽压力时应安装凝液管。
6.下列仪表中属于恒压降的仪表是（ ）。 A.孔板流量计 B.文丘里管式流量计 C.电磁流量计 D.转子流量计
7.在下列物位检测仪表中，能够检测出两种不同液体界面的仪表是（ ） A.压差式物位仪表 B.压力式物位仪表 C.电容式物位仪表 D.称重式液罐计量仪
8.在下列物位检测仪表中，不与被测物体发生实际接触并可以检测物位的仪表是（ ）。
A.称重式液罐计量仪 B.核辐射物位仪表 C.压差式物位仪表 D.电容式物位仪表
9.在下列工业用流量计中，属于容积式流量计的是 （ ）。 A. 转子流量计 B. 电磁流量计
C. 椭圆齿轮流量计 D. 科里奥利力式流量计
10.测量稳定压力时，被测介质的最大工作压力不得超过仪表量程的( )。 A.1／2； B.1／3； C.2／3； D.3／5
11.关于压力测量仪表的下列描述中，错误的是 （ ）。
A. 液柱式压力计是根据流体静力学的原理，将被测压力转换成为液柱高度进行测量的；
B. 弹性式压力计利用弹性元件变形的位移进行测量的； C. 电气式压力计是将压力转换为电量来进行测量的；
D. 活塞式压力计是将压力转换为活塞位移来进行测量的。 12. 热电偶信号，在采集过程中，实质上是（ C）。
A 电流信号； B 热电阻信号； C 电压信号； D 数字信号。 13.关于温度检测仪表的下列描述中错误的是 （ ）。 A. 玻璃管温度计属于膨胀式温度计的一种； B. 测量的温度大于600度的温度计为高温计；
C. 热电偶是由两种不同的金属材料构成的，不同材料构成的热电偶在相同的触点温度下所产生的电势相同；
D.在热电偶回路中引入第三种导线对热电偶所产生的电势无影响。 14.热电偶输出电压与（ ）有关。
A. 热电偶两端温度 B. 热电偶两端温度和电极材料
C.热电偶热端温度 D.热电偶两端温度、电极材料及长度 15.镍铬－镍硅热电偶的分度号是（ ）。 A、E B、S C、K D、B
16.关于用热电偶与补偿导线配接进行温度测量时，以下说法不正确的是（ ） A、热电偶与补偿导线应该配接 B、补偿导线也有极性
C、采用了补偿导线后可以不进行冷端温度补偿
D、在一定温度范围内，热电偶与补偿导线有近似相同的热电特性
17.一台安装在设备内最低液位下方的压力式液位变送器，为了测量准确，压力
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变送器必须采用（A）。
A、正迁移 B、负迁移 C、无迁移 D、不确定 18. 差压式液位计进行负向迁移后,其量程(C )。
A、 变大 B、 变小 C、 不变 D、 视迁移大小而定 19. 用电容式液位计测量导电液体的液位时，介电常数是不变的，那么液位变化 相当于(C)在改变。
A、电极电容 B、电极电感 C、电极面积 D、电极能量 20. 一台1151压力变送器量程范围为0～3OOkPa，现零位正迁50％，则 仪表的量程为（B ）。
A．150kPa B．300kPa C． 450kPa D．250kPa
五、填空题
1. 某温度表的精度为0.5级，其测量下限是50℃，上限是850℃。则此表的量程是 ；测量范围是 ；允许相对百分误差是 ；最大绝对误差是 。
2.热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有 、 、 、 、 五种。
3.弹簧管压力表是利用 产生__ _与被测压力相平衡来测量的。 4.差压式流量计是利用 _原理测量流量的。
5.电容式差压变送器的测量部分是先将 转变成 ，然后再变成_ 作
为转换部分的输入。
6.液位变送器测量进行零点迁移时只改变_ __，不改变_ _。 7. 在常用的热电偶温度计中，精度较高的是_ _热电偶，线性最好的是_ _ 热电偶，灵敏度较高的是_ __热电偶。
8．常用的热电阻材料是__ ，分度号是_ 、 ， 、 __ ，线性好的是_ __热电阻，它适于测量_ __温度。 9.热电偶是基于 原理工作的。 六、综合题：
1. 热电偶测温时，使用补偿导线的目的是什么？它能否进行冷端温度补偿？如不能应如何处理？
2. 某压力仪表的测量范围是100～1100Pa，其精度为0.5级，则这台表的量程是多少？允许相对百分误差是多少？最大绝对误差是多少？
3.一台测温仪表，其测温范围为0～300 ℃，已知其最大绝对误差为±2℃，则其精度等级为多少？
4.有一台测压仪表，其标尺范围为0～400 KPa，要求测量时最大绝对误差不超过5 KPa ，则应该选择精度等级为多少的仪表才能满足要求。 作业20．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?
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第四章 自动控制仪表
一、基本要求
1．掌握各种基本控制规律及其特点。
2．熟悉比例度、积分时间、微分时间对控制系统的影响。 3．了解DDZ-Ⅱ型和DDZ-Ⅲ型控制器的特点和基本组成。 二、常用概念
1. 基地式控制仪表 2. 单元组合式控制仪表 3. 控制器的控制规律 4. 双位控制 5. 放大倍数KP 6. 比例度δ 7. 无干扰切换
三、问答题
1. 控制系统按控制规律可以分为哪几类？各类控制规律的特点是什么？ 2. 试述PID控制的数学模型及参数意义。 3. 试述DDZ－Ⅲ仪表的特点。 4.在控制系统应用中，有哪些基本控制规律和组合控制规律？写出各自的表达式？它们各应用在什么场所？ 四、选择题：
1．调节器加入微分作用是用来（ ）。 A. 克服对象的纯滞后 B. 克服对象的惯性滞后 C. 克服对象的惯性滞后和容量滞后 D. 克服对象的容量滞后 2. 调节器的比例度和积分时间正确说法是（ ）。
A. 比例度越大,比例作用越强 B.积分时间越小,积分作用越强 C. 比例度越大,比例作用越弱,积分时间越大,积分作用越强 D. 比例度越小,比例作用越弱,积分时间越小,积分作用越弱
3．在控制系统中，控制器的积分作用过强，会使系统的（ C ）变坏。 A、余差； B、最大偏差； C、稳定性； D、超调量。
4.根据对象特性来选择控制规律时，对于控制通道滞后小，负荷变化不大， 工艺参数不允许有余差的系统，应当选用( B )控制。
A、比例； B、比例积分； C、比例微分；D、比例积分微分。 5．控制系统中控制器正反作用的确定是依据（ ） A. 生产的安全性 B. 实现闭环回路的负反馈 C. 系统放大倍数恰到好处 D. 调节器本身的特性 6、（ ）存在纯滞后，通常不影响控制质量。 A、调节通道 B、测量元件
C、变送器 D、干扰通道 7、调节器的反作用是指（ D ）。
A．测量值大于给定值时，输出增大； B. 测量值大于给定值时，输出减小； C．测量值增大，输出增大； D. 测量值增大，输出减小。
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8、PID 调节器变为纯比例作用，则（ C ）。
A、积分时间置∞、微分时间置∞； B、积分时间置0、微分时间置∞ C、积分时间置∞，微分时间置0； D、积分时间置0，微分时间置0 五、填空题：
1．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是 ；电动Ⅲ型标准信号范围是 。
2．控制系统引入积分作用是为了_ _,但积分的引入会使系统_ __,引入微分作用是为了__ _。
3.表征控制规律的参数是 、 及 。
4.在PID调节中，比例作用是依据 来动作的，在系统中起着 的作用；积分作用是依据 来动作的，在系统中起着 的作用；微分作用是依据 来动作的，在系统中起着 的作用。 5.调节器的比例度越大，则放大倍数越 ，比例作用就越 ，过渡过程曲线越 ，但余差也越 。
6.调节器的积分时间越小，则积分速率越 ，积分特性曲线的斜率越 ，积分作用就越 ，消除余差越 。微分时间越大，微分作用越 。 7. 在PI 控制规律中，过渡过程振荡剧烈，可以适当（ C ）。 A、减小比例度 B、增大输入信号 C、增大积分时间
D、增大开环增益 六、综合题：
1.控制器输入偏差是阶跃信号（见下图），请根据下列已知参数，分别画出P、PI的输出响应曲线。
（1）P输出，已知：比例度δ=50% ；
（2）PI输出，已知：比例度δ=100%，积分时间TI=1分。
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