《检测与过程控制》习题集.docx
《《检测与过程控制》习题集.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《检测与过程控制》习题集.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
《检测与过程控制》习题集
《检测与过程控制》习题集
《检测与过程控制》习题集
1、计算机控制系统的类型很多，其中最为典型的控制系统是哪四种？
（0.2）
答：
DDC（直接数字控制系统）PCS（管控一体化系统）DCS（集散控制系统）FCS（现场总线网络控制系统）
2、图1为某测控仪表的单片机共阳型LED数码管显示接口电路，软件采用动态扫描显示方式，试确定其显示十进制数码0～9的段码表。
（0.2）
数字
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
段码表
0X03
0X3F
0X4A
0X2A
0X36
0XA2
0X82
0X3B
0X02
0X22
3、何谓直接测量？
何谓间接测量？
什么情况下可采用间接测量方式？
（1.1）
答:
直接测量：
对被测量进行测量时，直接可以得到待测量的数值。
间接测量：
用测量一个或多个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测量的数值。
采用间接测量方式：
在采用直接测量方式，直接测量不方便或直接测量误差大于情况下可采用采用间接测量方式
4、一般检测系统是由哪几部分组成？
其中的检测环节的主要设备有哪些？
变换环节主要由什么电路构成？
目前常用的硬件信号调理方法（模拟信号调理技术）有哪几些？
（1.2）
答：
检测系统组成：
检测环节、变换环节、显示环节
检测环节的主要设备：
敏感元件、传感器、变换器
变换环节主要电路构成：
信号调理电路组成
硬件信号调理方法：
测量电桥、信号放大、信号隔离、硬件滤波、v/f转换、v/i转换
5、传感器的种类很多，从能量的角度出发，可将传感器划分为哪两种类型？
（1.2）
答：
能量控制型传感器和能量转换型传感器
6、何谓能量控制型传感器？
何谓能量转换型传感器？
（1.2）
答：
能量控制型传感器：
指被测量的变化转换成电参数的变化，传感器需外加激励电源，才可将电参数的变化转化为电量的变化。
能量转换型传感器：
可以直接将被测量的变化转换成电压、电流的变化，不需要外加激励电源。
7、变送器的输出目前通用的两种标准直流电流信号分别为多少mA？
而变送器输出的标准空气压力信号为多少kPa？
它们与被测参数的性质和测量范围有无关系？
（1.2）
答：
两种标准直流电流信号：
4~20mA和0~10mA
变送器输出的标准空气压力信号：
20~100kPa
它们与被测参数的性质和测量范围无关
8、检测仪表按信号的输出（显示）形式可分为哪几类？
（1.3）
答：
模拟式仪表和数字式仪表
9、根据被测参数的不同，检测系统按被测参数可分为哪几类？
（1.3）
答：
机械参数、电气参数、过程参数等
10、检测系统按照仪表使用的能源类型不同可分为哪几类？
（1.3）
答：
机械式仪表检测系统\电动式仪表检测系统\气动式仪表检测系统和光电式仪表检测系统
11、检测系统的基本特性是指什么？
其基本特性包括哪两类？
（1.4）
答：
基本特性：
检测系统的输出与输入的关系；其基本特性包括：
静态特性和动态特性
12、什么是检测系统的静态特性？
工程上常用哪几个指标来衡量仪表或系统的静态特性的品质？
（1.4）
答：
检测系统的静态特性：
当系统输入量不随时间变化时，输出与输入之间的关系。
指标：
灵敏度s、变差、线性度、准确度
13、何谓灵敏度？
何谓线性度？
（1.4）
答：
灵敏度：
是个有量纲的放大倍数，它具有可传递性，对于串联构成的检测系统，其总的灵敏度是各个仪表灵敏度之积。
14、一个8位和12位的0～5V的A/D转换器，它们的分辨率各为多少mV/字？
它们的相对误差又各为多少？
（1.4）
答：
5/（2^8-1）=19.6mv;误差=19.6/2=9.8。
5/（2^12-1）=12.21mv;误差=12.21/2=6.105。
15、检定某台精度为1.5级的压力表，已知其量程为：
0～100Pa，检定过程中发现在50Pa处的最大误差为1.6Pa，试判断这台压力表是否合格？
（1.4）
解：
qmax=1.6/100*100%=1.6%＞1.5%;所以不合格.
因为在50pa上的最大误差与量程的比值百分比超过了精度值1.5而规定为取大不取小故应为2.5级而非1.5级.
16、某热电偶的灵敏度为0.04mV/℃把它放在温度为1200℃处，若以指示表处温度50℃为冷端，试求其热电势的大小？
（1.4）
答：
U=0.04mV/℃*（1200-50）℃=46mV.
17、某温度测量仪表的测量范围是-50～50℃，求该仪表的测量上、下限值和量程各为多少？
若该仪表的精度为0.5级，试问其允许的最大绝对误差是多少？
（1.4）
答：
测量上、下限值和量程分别为：
-50℃50℃100℃；
因为Qmax=Xmax/L所以Xmax=Qmax*L=100*0.5%=0.05℃；
18、某弹簧管压力表的测量范围为0—1.6Mpa，准确度等级为2.5级，，求这块仪表允许的最大绝对误差是多少？
（1.4）
答：
Qmax=Xmax/L所以Xmax=Qmax*L=1.6*2.5%=0.046Mpa；
19、现有一台压力检测仪表，其测量范围为0—100kPa，已知这台仪表的最大绝对误差均为0.9kPa，试确定它的准确度等级。
（国家规定的标准精度等级有：
…、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.5…等）（1.4）
答：
Qmax=Xmax/L=0.9kPa/100kPa=0.009=0.9%；所以它的准确度等级为1.0。
20、有一台温度计，它的测量范围为0～200℃，精度等级为0.5级，求该表可能出现的最大绝对误差？
（1.4）
答：
因为Qmax=Xmax/L；所以Xmax=Qmax*L=100*0.5%=0.5℃。
21、某弹簧管压力表的测量范围为0—1.6Mpa，准确度等级为2.5级，校验时在某点出现的最大绝对误差为0.05Mpa，问这块仪表是否合格？
为什么？
（1.4）
答：
因为Qmax=Xmax/L；所以Xmax=Qmax*L=1.6*2.5%=0.04Mpa<0.5Mpa；所以不合格
22、某台测温仪表的温度测量范围为100～600℃，经检验发现仪表的基本误差为±6℃，试确定该仪表的精度等级？
（国家规定的标准精度等级有：
…、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.5…等）（1.4）
答：
Qmax=正负Xmax/L*100%=正负1.2%；所以该仪表的精度等级为1.5.
23、某位移传感器，在输入位移变化0.5mm时，输出电压变化100mV,求其灵敏度？
（1.4）
答：
100mV/0.5mm=200mV/mm=2mV/m.
25、测量误差可分为哪三类？
何谓绝对误差、随机误差、粗大误差？
（2.2）
答：
系统误差、随即误差和粗大误差
系统误差：
在同一条件下多次重复测量同一量值时，其误差的绝对值和符号保持不变或按某一确定的规律变化的误差。
随机误差：
在同一条件下多次重复测量同一量值时，其误差的绝对值和符号已已不可预知的方式变化。
粗大误差：
在同一条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差。
27、由于仪表放置的位置问题，使观测人员只能从一个非正常的角度对指针式仪表读数，由此产生的读数误差属于哪种类型的误差？
（2.2）系统误差
28、要求垂直安装的仪表，没有能按照规定安装造成的测量误差属于哪种误差？
系统误差
29、用万用表测量电阻时由于零点未调整好，测得的阻值始终偏大这是何种误差？
系统误差
30、由于仪表刻度（数值）不清楚，使用人员读错数据造成的误差，试分析该误差属于何种误差？
（2.2）粗大误差
31、传感器的基本结构由哪几部分组成？
实际的传感器结构有何特点？
（3．1）
答：
敏感元件：
让被测量的变化引起另一个量的变化；转换元件：
将变化量转化成电参数；
转换电路：
将电参量转化成标准量输出信号，实际的传感器由以上一种两种或三种组成
32、电阻式传感器的基本原理是什么？
（3.2）
答：
基本原理是将被测物理量转换成电阻值的变化，然后利用测量电路测出电阻的变化量，从而达到对被测物理量检测的目的。
33、何谓导体或半导体“应变效应”？
金属材料与半导体材料的“应变效应”有何不同？
（3.2）
答:
导体或半导体材料在外力作用下（如压力或拉力）产生机械变形，其阻值将发生变化，这种现象称为“应变效应”。
半导体应变片灵敏系数高，比金属应变片高50—80倍，且尺寸小，滞后小，动态特性好，但其温度稳定性较差，在测量较大应变时非线性严重。
34、已知有一金属电阻应变片的电阻为100Ω，应变灵敏度系数为K＝2,当感受应变为0.005时，求该应变片的电阻量？
（3.2）
答：
因为K=△R/R÷⊱；所以△R=k*R⊱=2*100*0.005=1.
35、一个电阻值为200Ω的电阻应变片，当感受应变为1.5×10-4时，其电阻变化为0.15Ω，问该应变片的灵敏度系数是多少（3.2）
答：
K=△R/R÷⊱=0.15/200÷1.5×10-4=11.25
36、一个电阻值为250Ω的电阻应变片，当感受应变为1.5×10-4时，其电阻变化为0.15Ω，求该应变片的灵敏度系数？
（3.2）
答：
K=△R/R÷⊱=0.15/250÷1.5×10-4=4
37、电容传感器有哪几种结构形式？
简述变面积型电容传感器的工作原理？
（3.3）
答：
变极距式、变面积式和变介电常数式
工作原理：
反应位移等机械量或压力等过程的变化。
38、何谓“正压电效应”？
何谓“逆压电效应”？
最常用的压电材料是什么？
（3.4）
答：
某些材料在沿一定方向受外力（压力或拉力）作用时，不仅几何尺寸变化而发生变形，而且材料内部电荷分布发生变化从而使得在其两个相对表面上产生一定的符号相反、数值相等的电荷，当外力去掉后，它们又恢复到不带电状态。
这种现象称“正压电效应”。
在特定的面上施加电场后，则会在相应的面上产生形变和应力；去掉电场后，形变和应力消失。
这称之为“逆压电效应”。
最常用的压电材料是石英晶体和压电陶瓷。
39、何谓霍尔效应？
（3.5）
答：
霍尔元件垂直放置于磁感应强度为B的磁场中，当有电流通过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象叫霍尔效应。
40、变磁阻式传感器根据结构不同可分为哪几种？
（3.5）
答：
开磁路式和闭磁路式
41、半导体PN结的测温原理是什么？
半导体集成温度传感器的输出类型有哪几种？
（3.6）
答：
原理：
将感温PN结晶体管与有关电子线路集成化，可以构成集成温度传感器。
电压输出或电流输出
42、何谓温标？
目前使用的温标主要有三种？
摄氏温标和华氏温标是如何定义的？
（3.6）
答：
为了客观地计量物体的温度，必须建立一个衡量温度的标尺，简称温标。
摄氏温标：
在标准大气压力下，水的冰点为0摄氏度，水沸点为100摄氏度。
两者中间分180等份。
对应每份的温度定义为1摄氏度。
单位为“oC”。
华氏温标：
在标准大气压力下，水的冰点为32华氏度，水沸点为212华氏度，中间分180等份。
对应每份的温度定义为1华氏度。
单位为“oF”。
43、何谓中间导体定理？
（3.6）
答：
中间导体定理：
在实际工作应用中，为了测量热电偶回路中的热电势，总要在热电偶与测量仪表之间增加连接导线。
44、试述热电阻测温原理,常用的热电阻有哪几种？
（3.6）
答：
以热电阻为感温元件，并配以相应的显示仪表和连接导线组成。
45、简述热电偶的工作原理？
热电偶为什么要进行冷端补偿？
采用热电偶测温时，冷端温度
补偿有哪几种方法？
（3.6）
答：
工作原理：
只要测出回路中总的热电势，就能确定测量点的温度。
尽管利用补偿导线将热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方延伸至温度较低且较恒定的地方，但冷端温度并不为零。
这样必然引入测量和指示误差，因此，在实际使用中，还必须采取一些冷端温度补偿措施。
有三种：
1、冷端恒温法2、计算校正法3、补偿电桥法
46、什么叫热电效应？
热电势由哪几部分组成？
热电偶产生热电势的必要条件是什么？
答：
将两种不同的导体A、B连接成闭合回路，将它们的两个接点分别置于温度为T及T0（设T大于T0）的热源中，则在该回路内就会产生热电动势。
这种现象称之为热电效应。
由两种导体的接触电势（或称帕尔贴电势）和单一导体温差电势（或称汤姆逊电势）组成。
47、已知型号为TMP36的电压输出型集成温度传感器的温度系数为20mV/℃，25℃时的输出电压为250mV，试计算温度为100℃时的输出电压值？
（3.6）
答：
U=250mv+（100℃-25℃）*20mv/℃=1750mv
48、简述电容式差压传感器的基本原理？
电容式差压变送器输出的标准电流信号是多少？
答：
电容式差压传感器是利用转换元件将差压或压力变化成电容变化，再通过一定的测量线路，将电容的变化量进一步转换为0到10mA或4到20mA电流信号从而达到测量压力的目的。
标准电流信号是0到10mA或4到20mA
49、何谓表压力？
（3.7）
答：
表压力是一个相对压力，它以环境大气压力为参考照点，实质上是绝对压力与环境大气压力的差压。
50、何谓体积流量？
何谓质量流量？
（3.8）
答：
体积流量:
单位时间内流过管道的某个横切面流体的体积数量。
质量流量:
单位时间内流过管道的某个横切面流体的质量数量。
51、虚拟仪器的硬件一般有哪些部分组成？
使用LabVIEW设计的程序（VI）包括哪几个部分？
答：
虚拟仪器的硬件一般由计算机硬件平台和测控功能硬件两部分组成。
使用LabVIEW设计的程序（VI）包括：
程序前面板、程序框图和图标\连接器。
52、何谓简单控制系统？
一般是指由哪四部分？
（5.2）
答：
简单控制系统：
保证容器内的液面稳定在某一给定液位上。
由被控对象、测量变送单元、控制器和执行机构四部分组成。
53、按控制系统输入信号变化规律不同，控制系统通常可分哪三种？
而按控制方式不同可分为哪四种？
（5．3）
答：
控制系统通常可分：
定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统三种。
控制方式不同可分：
开环控制系统、闭环控制系统、位式控制系统和复合控制系统四种。
54、何谓开环控制系统？
何谓闭环控制系统？
（5.3）
答：
开环控制系统：
指控制系统中装置与被控对象之间只有前向作用关系，而不存在反向信息传递关系的控制系统。
闭环控制系统：
指控制系统中装置存在反向信息传递关系的控制系统。
55、定值控制与随动控制有何区别？
（5.3）
答：
定值控制操作的目的是克服各种干扰的影响，使被控变量以一定精度维持在期望值附近。
而随动控制目的是使系统的被控变量能按照规定的函数关系，以一定的精度迅速平稳地跟随给定值得变化。
56、什么叫位式控制？
（5.3）
答：
位式控制是指控制器输出信号是非连续信号，而仅仅是可数的有限个“位置”信号的控制方式。
57、何谓PID控制？
PID控制规律有何作用？
（5.5）
答：
比例积分微分调节。
具有超前控制的能力，有利于克服系统的容量滞后。
58、常规控制器主要有哪三种控制规律？
其中的哪一种控制作用是各种控制器的基本控制
用？
（5．5）
答：
常规控制器主要有比例、比例积分和比例积分微分三种控制规律。
比例控制作用是各种控制器的基本控制作用。
59、PID控制中P、I、D各代表什么含意？
简述PID控制器中的比例、积分、微分控制规
各起什么作用？
（5.5）
答：
P：
比例I：
积分D：
微分
比例：
控制器输出信号与偏差信号成正比。
积分：
在比例控制规律的基础上增加积分控制作用。
微分：
依据偏差的运动趋势发出控制信号。
60、什么是串级控制？
串级控制中主副回路各起什么作用？
串级控制主要应用于什么
所?
（6.2）
答：
串级控制系统是一种依据系统结构命名的复杂控制系统。
主控制回路为定值系统，而其余的副控制回路相对于主控制器的输出而言为随动控制系统，但是对于进入副回路扰动而言，副回路为定值控制系统。
主要应用于存在激烈变化和幅值较大的干扰、有较大滞后环节、非线性环节，又对控制精度要求较高的工业对象系统的控制.
61、何谓前馈控制？
（6.3）
答：
前馈控制：
根据干扰信号产生合适的控制作用，做到在干扰信号出现的同时便有针对性地发出控制信号，将干扰克服于其对被控变量产生影响之前，保持被控变量维持在设定值的一种控制方案。
62、比值控制的目的是什么？
比值控制有几种构成形式？
（6.4）
答：
比值控制的目的是实现两个或两个以上的参数符合一定比例关系。
63、什么是均匀控制？
（6.5）
答：
均匀控制是为了实现均衡前后两参数的变化而开发的一种控制方法。
64、何谓选择性控制？
选择性控制的主要类型有哪三种？
（6.6）
答：
凡是在控制回路中引入选择器的系统都称为选择性控制系统。
选择性控制的主要类型有：
1、开关型选择性控制2、连续型选择性控制系统
3、混合型选择性控制系统三种。
65、何谓分程控制？
（6.7）
答：
以一个控制器的输出信号的不同信号段分别控制不同的控制阀，且使阀门在其控制信号段内能够完成从全关动作的控制称为分程控制。
2、检测系统的基本特性是指什么？
其基本特性包括哪两类？
答：
检测系统的基本特性是指检测系统的输出与输入的关系；其基本特性包括静态特性和动态特性。
3、什么是检测系统的静态特性？
工程上常用哪几个指衡量仪表或系统的静态特性的品质？
答:
检测系统的静态特性是指系统的输入量不随时间变化的状态时，输出与输入之间的关系；常用灵敏度、变差、线性度、准确度衡量静态特性的品质。
7、电阻式传感器的基本原理是什么。
答：
将被测量物理量转换成电阻值的变化，然后利用测量电路的变化测出电阻的变化值，从而达到对被测物理量检测的目的。
16、何谓简单控制系统？
一般是指由哪四部分？
答：
是由变送单元、控制器、调节阀、和被控对象构成的单回路反馈控制系统
19、何谓A/D?
何谓D/A?
答：
A/D将模拟量转换成与其对应的数字量的过程；D/A将数字量转换成与其对应的模拟量
20、计算机进行A/D转换时，是否一定需要取样保持电路？
什么情况下能不用？
答：
不一定，当对直流或变化缓慢的低频信号进行处理时可不使用取样保持电路。
21、何谓计算机的系统总线？
根据总线上传输信息的不同，计算机系统总线可分为哪三种？
而从系统结构层次上区分可分哪三种总线？
根据信息传送方式不同又可分为哪两种总线？
答:
总线实际是连接多个功能部件或系统的一组公用信号线；根据总线上传输信息不同，计算机系统总线分为地址总线、数据总线以及控制总线；从系统结构上分，总线分为芯片总线、内总线、外总线；根据信息传送方式，总线可以分为，并行总线和串行总线。
24、常规控制器主要有哪三种控制规律？
其中的控制作用是各种控制器的基本控制作用？
答：
常规控制器主要有比例（P）、比例积分（PI）、比例积分微分（PID）三种控制规律；比例控制作用是各种控制器基本的控制作用。
46、按控制方式分类，自动控制系统可分为哪些类型？
答：
可分为开环，闭环，位式以及复位控制系统
69、简单控制（单回路反馈控制）、串级控制、前馈控制等系统的结构、特点及控制原理框图。
升级会员 