2025年熱工檢測(cè)技術(shù)模擬試題與參考答案解析一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某K型熱電偶測(cè)量溫度時(shí)，冷端溫度為30℃，測(cè)得熱電勢(shì)為36.0mV。查K型分度表，30℃對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)為1.203mV，1000℃對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)為40.096mV，900℃對(duì)應(yīng)的為37.326mV，800℃對(duì)應(yīng)的為33.275mV，則被測(cè)溫度約為（）。A.920℃B.940℃C.960℃D.980℃2.下列壓力檢測(cè)元件中，靈敏度最高的是（）。A.彈簧管B.膜片C.波紋管D.應(yīng)變片3.標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量流量時(shí)，若實(shí)際安裝時(shí)孔板方向裝反（即銳角端背向流體），則測(cè)量結(jié)果會(huì)（）。A.偏大B.偏小C.不變D.無(wú)法確定4.熱電阻采用三線制接法的主要目的是（）。A.提高靈敏度B.減小引線電阻誤差C.簡(jiǎn)化電路D.增強(qiáng)抗干擾能力5.超聲波流量計(jì)測(cè)量液體流量時(shí)，若液體中含有大量氣泡，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差增大的主要原因是（）。A.超聲波衰減加劇B.聲速變化C.反射信號(hào)紊亂D.傳感器表面結(jié)垢6.氧化鋯氧量計(jì)工作時(shí)，要求參比氣體與被測(cè)氣體的（）必須不同才能產(chǎn)生電勢(shì)。A.溫度B.壓力C.氧分壓D.流速7.某壓力變送器量程為0~1.6MPa，輸出信號(hào)為4~20mA。當(dāng)輸入壓力為0.8MPa時(shí)，理論輸出電流應(yīng)為（）。A.8mAB.12mAC.16mAD.20mA8.下列物位檢測(cè)儀表中，受被測(cè)介質(zhì)密度變化影響最小的是（）。A.差壓式液位計(jì)B.浮筒式液位計(jì)C.雷達(dá)液位計(jì)D.電容式液位計(jì)9.熱電偶冷端補(bǔ)償器的作用是（）。A.將冷端溫度恒定在0℃B.補(bǔ)償冷端溫度變化引起的熱電勢(shì)誤差C.提高熱電偶的靈敏度D.延長(zhǎng)熱電偶的使用壽命10.渦街流量計(jì)的輸出頻率與（）成正比。A.流體密度B.流體黏度C.流速D.管道直徑二、填空題（每空1分，共20分）1.熱電阻的材料通常選用______和______，因其具有較大的電阻溫度系數(shù)和良好的穩(wěn)定性。2.標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置包括______、______和______，其中______是最常用的節(jié)流元件。3.壓力檢測(cè)中，絕對(duì)壓力、表壓和大氣壓的關(guān)系為：______=絕對(duì)壓力大氣壓。4.熱電偶的基本定律包括______、______和______，其中______是熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)睦碚撘罁?jù)。5.超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理可分為_(kāi)_____和______，其中______適用于大管徑、低流速測(cè)量。6.氧化鋯氧量計(jì)正常工作的前提是傳感器溫度需維持在______℃以上，以保證固體電解質(zhì)具有良好的______。7.差壓式流量計(jì)的流量計(jì)算公式為_(kāi)_____，其中______是流量系數(shù)，與節(jié)流件形式、雷諾數(shù)等因素有關(guān)。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述熱電偶與熱電阻在測(cè)溫原理和應(yīng)用場(chǎng)景上的主要區(qū)別。2.壓力變送器校驗(yàn)時(shí)，需完成哪些主要步驟？請(qǐng)說(shuō)明各步驟的目的。3.渦街流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量時(shí)，為何需要同時(shí)測(cè)量溫度和壓力？4.電容式物位計(jì)的測(cè)量原理是什么？被測(cè)介質(zhì)的哪些特性會(huì)影響其測(cè)量精度？5.分析熱工檢測(cè)系統(tǒng)中常見(jiàn)的測(cè)量誤差來(lái)源，并列舉三種減小誤差的措施。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某Pt100熱電阻在0℃時(shí)電阻為100Ω，100℃時(shí)為138.5Ω，其電阻溫度關(guān)系近似為R_t=R_0(1+αt)，其中α為電阻溫度系數(shù)?，F(xiàn)測(cè)得該熱電阻的電阻值為125Ω，求被測(cè)溫度（保留兩位小數(shù)）。2.用標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量管道內(nèi)水的流量，已知管道內(nèi)徑D=200mm，孔板孔徑d=100mm，節(jié)流件前后差壓Δp=50kPa，流量系數(shù)α=0.6，水的密度ρ=1000kg/m3，膨脹系數(shù)ε=1（不可壓縮流體）。求管道內(nèi)水的體積流量（單位：m3/h，保留兩位小數(shù)）。五、綜合分析題（10分）某火力發(fā)電廠鍋爐過(guò)熱器出口溫度測(cè)量系統(tǒng)采用K型熱電偶（分度號(hào)K），配套溫度變送器（輸入范圍0~1200℃，輸出4~20mA）和DCS顯示儀表。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)DCS顯示溫度比實(shí)際值偏低約50℃，請(qǐng)分析可能的故障原因及排查步驟。參考答案與解析一、單項(xiàng)選擇題1.答案：B解析：根據(jù)中間溫度定律，總熱電勢(shì)E(t,t?)=E(t,0)E(t?,0)。已知E(t,30)=36.0mV，E(30,0)=1.203mV，因此E(t,0)=36.0+1.203=37.203mV。查分度表，900℃對(duì)應(yīng)37.326mV，800℃對(duì)應(yīng)33.275mV，37.203mV接近900℃，插值計(jì)算：(37.20333.275)/(37.32633.275)=3.928/4.051≈0.969，故溫度≈800+0.969×100≈940℃。2.答案：D解析：應(yīng)變片通過(guò)金屬應(yīng)變效應(yīng)將壓力轉(zhuǎn)換為電阻變化，靈敏度（單位壓力引起的輸出變化）高于彈簧管、膜片等彈性元件。3.答案：B解析：孔板銳角端應(yīng)迎向流體，裝反后流體收縮截面后移，差壓減小，導(dǎo)致計(jì)算流量偏小。4.答案：B解析：三線制通過(guò)將兩根引線分別接入電橋相鄰橋臂，抵消引線電阻隨溫度變化的影響，減小測(cè)量誤差。5.答案：C解析：氣泡會(huì)反射和散射超聲波，導(dǎo)致接收信號(hào)紊亂，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量超聲波傳播時(shí)間差。6.答案：C解析：氧化鋯電勢(shì)與兩側(cè)氧分壓的對(duì)數(shù)成正比（能斯特方程），需兩側(cè)氧分壓不同才能產(chǎn)生電勢(shì)。7.答案：B解析：輸出電流I=4+(204)×(0.8/1.6)=4+8=12mA。8.答案：C解析：雷達(dá)液位計(jì)通過(guò)電磁波反射測(cè)距，與介質(zhì)密度無(wú)關(guān)；差壓式、浮筒式依賴(lài)密度，電容式受介電常數(shù)（與密度相關(guān)）影響。9.答案：B解析：冷端補(bǔ)償器通過(guò)電橋產(chǎn)生與冷端溫度對(duì)應(yīng)的電勢(shì)，補(bǔ)償因冷端溫度不為0℃導(dǎo)致的熱電勢(shì)誤差。10.答案：C解析：渦街頻率f=St×v/d（St為斯特勞哈爾數(shù)，d為漩渦發(fā)生體寬度），與流速v成正比。二、填空題1.鉑；銅（或鎳）2.節(jié)流件；取壓裝置；前后直管段；孔板3.表壓4.均質(zhì)導(dǎo)體定律；中間導(dǎo)體定律；中間溫度定律；中間溫度定律5.時(shí)差法；頻差法（或多普勒法）；時(shí)差法6.600；離子導(dǎo)電性7.q_v=αεA√(2Δp/ρ)；α三、簡(jiǎn)答題1.答：原理區(qū)別：熱電偶基于塞貝克效應(yīng)（兩種不同導(dǎo)體組成回路，溫差產(chǎn)生熱電勢(shì)）；熱電阻基于金屬電阻隨溫度變化的特性（電阻溫度關(guān)系）。應(yīng)用場(chǎng)景：熱電偶適用于高溫測(cè)量（200~1800℃），需冷端補(bǔ)償；熱電阻適用于中低溫（200~850℃），精度更高，需電源激勵(lì)。2.答：步驟及目的：①外觀檢查：確認(rèn)無(wú)機(jī)械損傷、接線牢固；②零點(diǎn)校準(zhǔn)：輸入0壓力，調(diào)整輸出為4mA（或?qū)?yīng)信號(hào)），消除零點(diǎn)漂移；③量程校準(zhǔn)：輸入滿(mǎn)量程壓力，調(diào)整輸出為20mA，確保線性度；④線性度檢查：在25%、50%、75%量程點(diǎn)測(cè)量輸出，驗(yàn)證誤差是否符合精度要求；⑤回程誤差測(cè)試：升壓和降壓過(guò)程中同一壓力點(diǎn)的輸出偏差，評(píng)估遲滯特性。3.答：蒸汽為可壓縮流體，密度隨溫度、壓力變化顯著。渦街流量計(jì)輸出頻率僅與流速相關(guān)，需通過(guò)溫度、壓力測(cè)量計(jì)算實(shí)際密度，結(jié)合流速得到質(zhì)量流量（質(zhì)量流量=密度×流速×截面積）。4.答：原理：電容式物位計(jì)利用被測(cè)介質(zhì)與空氣的介電常數(shù)差異，將物位變化轉(zhuǎn)換為電容變化（C=εA/d，ε為介電常數(shù)，A為極板面積，d為極板間距）。影響因素：介質(zhì)介電常數(shù)穩(wěn)定性（如成分變化）、溫度（影響介電常數(shù)和極板熱膨脹）、掛料（導(dǎo)致虛假電容值）。5.答：誤差來(lái)源：傳感器本身精度（如熱電阻分度誤差）、環(huán)境干擾（電磁噪聲、溫度波動(dòng)）、安裝不當(dāng)（節(jié)流件前后直管段不足）、信號(hào)傳輸誤差（引線電阻、干擾）、計(jì)算模型誤差（如忽略流體壓縮性）。減小措施：選用高精度傳感器、屏蔽電纜抗干擾、嚴(yán)格按規(guī)范安裝（如保證直管段長(zhǎng)度）、采用溫度補(bǔ)償算法、定期校準(zhǔn)。四、計(jì)算題1.解：由R_t=R_0(1+αt)，已知t=100℃時(shí)R_t=138.5Ω，R_0=100Ω，代入得：138.5=100×(1+α×100)→α=(138.5100)/(100×100)=0.00385/℃。當(dāng)R_t=125Ω時(shí)，125=100×(1+0.00385t)→t=(125/1001)/0.00385≈(0.25)/0.00385≈64.94℃。2.解：孔板直徑比β=d/D=100/200=0.5；節(jié)流件流通面積A=πd2/4=3.14×0.12/4=0.00785m2；體積流量公式q_v=αεA√(2Δp/ρ)，代入數(shù)據(jù)：q_v=0.6×1×0.00785×√(2×50000/1000)=0.00471×√(100)=0.00471×10=0.0471m3/s；轉(zhuǎn)換為m3/h：0.0471×3600≈169.56m3/h。五、綜合分析題答：可能故障原因及排查步驟：1.熱電偶故障：原因：熱電極老化（氧化或腐蝕）導(dǎo)致熱電勢(shì)輸出降低；排查：拆卸熱電偶，用標(biāo)準(zhǔn)溫度源（如恒溫爐）校驗(yàn)其熱電勢(shì)輸出是否符合分度表。2.補(bǔ)償導(dǎo)線問(wèn)題：原因：補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)與熱電偶不匹配（非K型）或極性接反，導(dǎo)致冷端補(bǔ)償錯(cuò)誤；排查：檢查補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)（應(yīng)為K型），測(cè)量補(bǔ)償導(dǎo)線兩端極性是否與熱電偶正負(fù)極一致。3.溫度變送器故障：原因：變送器零點(diǎn)漂移（零點(diǎn)偏高）或量程設(shè)置錯(cuò)誤（量程上限大于實(shí)際）；排查：輸入標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)信號(hào)（如對(duì)應(yīng)1200℃的E=48.838mV），檢查輸出是否為20mA；