化工儀表試測試題+答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.在自動化控制系統(tǒng)中，測量元件起（）作用。A.比較B.放大C.轉(zhuǎn)換D.反饋2.下列哪種儀表不屬于流量儀表（）。A.轉(zhuǎn)子流量計B.壓力變送器C.電磁流量計D.孔板流量計3.熱電偶的熱電勢的大小與（）有關(guān)。A.熱電偶的材料B.熱電偶兩端溫度C.熱電偶的粗細(xì)D.A和B4.壓力儀表的選用中，為保證彈性元件能在彈性變形的安全范圍內(nèi)可靠地工作，在選擇壓力表量程時，必須考慮到留有足夠的余地，一般在被測壓力較穩(wěn)定的情況下，最大工作壓力不應(yīng)超過儀表量程的（）。A.1/3B.2/3C.3/4D.1/25.下列哪種閥門不是自動閥門（）。A.閘閥B.止回閥C.安全閥D.疏水閥6.當(dāng)被控對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，可選用（）控制規(guī)律。A.PB.PIC.PDD.PID7.某溫度控制系統(tǒng)，要求控制精度較高，控制規(guī)律應(yīng)該選擇（）。A.PB.PIC.PDD.PID8.熱電阻溫度計是基于（）原理測溫的。A.熱電效應(yīng)B.熱阻效應(yīng)C.熱輻射效應(yīng)D.熱傳導(dǎo)效應(yīng)9.差壓式流量計是基于（）原理工作的。A.伯努利方程B.牛頓第二定律C.歐姆定律D.能量守恒定律10.氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有（）兩種。A.薄膜式和活塞式B.彈簧式和杠桿式C.齒輪式和鏈條式D.電動式和液動式11.調(diào)節(jié)閥的流量特性取決于（）。A.閥芯形狀B.閥座尺寸C.閥前后壓差D.A和C12.在數(shù)字式顯示儀表中，A/D轉(zhuǎn)換器的作用是（）。A.將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量B.將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量C.放大信號D.濾波信號13.集散控制系統(tǒng)（DCS）的核心是（）。A.現(xiàn)場控制站B.操作員站C.工程師站D.通信網(wǎng)絡(luò)14.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言中，最常用的是（）。A.梯形圖語言B.指令表語言C.功能塊圖語言D.結(jié)構(gòu)化文本語言15.儀表的精度等級是指儀表的（）。A.最大誤差B.引用誤差C.基本誤差的最大允許值D.附加誤差二、填空題（每題2分，共20分）1.測量誤差按其性質(zhì)可分為______誤差、______誤差和______誤差。2.熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ衉_____、______和______等。3.壓力測量儀表按其工作原理可分為______式、______式、______式和______式四大類。4.流量測量儀表按其測量原理可分為______式、______式、______式、______式和______式等。5.自動控制系統(tǒng)按其給定值的形式不同可分為______控制系統(tǒng)、______控制系統(tǒng)和______控制系統(tǒng)。6.控制器的基本控制規(guī)律有______、______、______和______四種。7.調(diào)節(jié)閥的流量特性有______流量特性、______流量特性、______流量特性和______流量特性。8.數(shù)字式顯示儀表主要由______、______、______和______等部分組成。9.集散控制系統(tǒng)（DCS）一般由______、______、______和______等部分組成。10.可編程邏輯控制器（PLC）的輸入/輸出模塊分為______模塊、______模塊和______模塊。三、判斷題（每題1分，共10分）1.測量誤差是指測量結(jié)果與真實值之間的差值，誤差越小，測量精度越高。（）2.熱電偶的熱電勢與熱電偶的長度和粗細(xì)有關(guān)。（）3.壓力變送器可以將壓力信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號輸出。（）4.轉(zhuǎn)子流量計的測量原理是基于節(jié)流原理。（）5.積分控制作用可以消除系統(tǒng)的余差，但會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。（）6.調(diào)節(jié)閥的氣開式和氣關(guān)式是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正作用和反作用決定的。（）7.數(shù)字式顯示儀表可以直接顯示被測參數(shù)的數(shù)字值，不需要進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。（）8.集散控制系統(tǒng)（DCS）是一種集中控制、分散管理的控制系統(tǒng)。（）9.可編程邏輯控制器（PLC）只能用于工業(yè)自動化控制，不能用于民用領(lǐng)域。（）10.儀表的精度等級越高，其測量誤差越小。（）四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述熱電偶的工作原理。2.簡述自動控制系統(tǒng)的組成及各部分的作用。3.簡述調(diào)節(jié)閥的流量特性及其選擇原則。五、計算題（10分）已知某溫度控制系統(tǒng)采用熱電偶測量溫度，熱電偶的分度號為K，測量時冷端溫度為20℃，測得熱電勢為33.29mV，試求被測溫度。（K型熱電偶在20℃時的熱電勢為0.798mV）化工儀表測試題答案一、選擇題1.答案：C解析：測量元件的作用是將被測參數(shù)（如溫度、壓力、流量等）轉(zhuǎn)換為與之有一定關(guān)系的便于測量的信號（如電信號、氣信號等），所以起轉(zhuǎn)換作用，選C。2.答案：B解析：壓力變送器是用于測量壓力的儀表，不屬于流量儀表。轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、孔板流量計都是常見的流量測量儀表，選B。3.答案：D解析：熱電偶的熱電勢大小與熱電偶的材料以及熱電偶兩端的溫度有關(guān)，與熱電偶的粗細(xì)無關(guān)，選D。4.答案：C解析：在被測壓力較穩(wěn)定的情況下，最大工作壓力不應(yīng)超過儀表量程的3/4，這樣能保證彈性元件在彈性變形的安全范圍內(nèi)可靠工作，選C。5.答案：A解析：閘閥是手動閥門，需要人工操作來控制閥門的開啟和關(guān)閉。止回閥、安全閥、疏水閥都是自動閥門，它們能根據(jù)介質(zhì)的流動情況、壓力等自動動作，選A。6.答案：D解析：當(dāng)被控對象的滯后較大，干擾比較劇烈、頻繁時，PID控制規(guī)律綜合了比例（P）、積分（I）、微分（D）三種控制作用的優(yōu)點，能更好地適應(yīng)這種復(fù)雜的控制情況，選D。7.答案：B解析：對于要求控制精度較高的溫度控制系統(tǒng)，PI控制規(guī)律既能通過比例作用快速響應(yīng)偏差，又能通過積分作用消除系統(tǒng)的余差，滿足高精度控制的要求，選B。8.答案：B解析：熱電阻溫度計是基于熱阻效應(yīng)原理測溫的，即金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化，通過測量電阻值來確定溫度，選B。9.答案：A解析：差壓式流量計是基于伯努利方程原理工作的，通過測量流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓差來計算流量，選A。10.答案：A解析：氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要有薄膜式和活塞式兩種，它們利用壓縮空氣的壓力推動閥芯運動，實現(xiàn)對流體的控制，選A。11.答案：D解析：調(diào)節(jié)閥的流量特性取決于閥芯形狀和閥前后壓差。閥芯形狀決定了調(diào)節(jié)閥的固有流量特性，而閥前后壓差會影響實際的流量特性，選D。12.答案：A解析：在數(shù)字式顯示儀表中，A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將模擬量（如連續(xù)變化的電壓、電流信號）轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以便進(jìn)行數(shù)字處理和顯示，選A。13.答案：A解析：集散控制系統(tǒng)（DCS）的核心是現(xiàn)場控制站，它直接與生產(chǎn)過程的各種設(shè)備相連，完成數(shù)據(jù)采集、控制運算和輸出控制信號等任務(wù)，選A。14.答案：A解析：可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言中，梯形圖語言最常用，它具有直觀、易懂的特點，類似于繼電器控制電路，容易被電氣工程師和技術(shù)人員掌握，選A。15.答案：C解析：儀表的精度等級是指儀表基本誤差的最大允許值，它反映了儀表測量的準(zhǔn)確程度，選C。二、填空題1.系統(tǒng)、隨機(jī)、粗大2.冷端恒溫法、補(bǔ)償導(dǎo)線法、冷端溫度校正法3.液柱、彈性、電氣、活塞4.節(jié)流、速度、容積、質(zhì)量、電磁5.定值、隨動、程序6.比例、積分、微分、比例積分微分7.直線、等百分比、拋物線、快開8.傳感器、信號處理、A/D轉(zhuǎn)換、顯示裝置9.現(xiàn)場控制站、操作員站、工程師站、通信網(wǎng)絡(luò)10.數(shù)字量輸入、數(shù)字量輸出、模擬量三、判斷題1.答案：√解析：測量誤差是測量結(jié)果與真實值之間的差值，誤差越小，說明測量結(jié)果越接近真實值，測量精度就越高，該說法正確。2.答案：×解析：熱電偶的熱電勢只與熱電偶的材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電偶的長度和粗細(xì)無關(guān)，該說法錯誤。3.答案：√解析：壓力變送器可以將壓力信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號（如4-20mA、1-5V等）輸出，以便后續(xù)的顯示、記錄和控制，該說法正確。4.答案：×解析：轉(zhuǎn)子流量計的測量原理是基于力平衡原理，而不是節(jié)流原理，該說法錯誤。5.答案：√解析：積分控制作用可以對偏差進(jìn)行積分，從而消除系統(tǒng)的余差，但積分作用會使系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢，穩(wěn)定性下降，該說法正確。6.答案：×解析：調(diào)節(jié)閥的氣開式和氣關(guān)式是由調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)和作用方式?jīng)Q定的，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正作用和反作用有關(guān)，但不是唯一決定因素，還與閥芯的安裝方式等有關(guān)，該說法錯誤。7.答案：×解析：數(shù)字式顯示儀表需要先將模擬量通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，才能進(jìn)行顯示，該說法錯誤。8.答案：×解析：集散控制系統(tǒng)（DCS）是一種分散控制、集中管理的控制系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)分散控制的安全性和可靠性，以及集中管理的便利性，該說法錯誤。9.答案：×解析：可編程邏輯控制器（PLC）不僅可用于工業(yè)自動化控制，也可用于民用領(lǐng)域，如智能家居、電梯控制等，該說法錯誤。10.答案：√解析：儀表的精度等級越高，其基本誤差的最大允許值越小，測量誤差也就越小，該說法正確。四、簡答題1.簡述熱電偶的工作原理熱電偶是基于熱電效應(yīng)工作的。兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）A和B組成一個閉合回路，當(dāng)兩個接點1和2的溫度不同時（設(shè)$T>T_0$），在回路中就會產(chǎn)生熱電動勢，形成熱電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該熱電動勢稱為熱電勢。熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成。接觸電勢是由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電勢；溫差電勢是同一導(dǎo)體的兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢。熱電偶的熱電勢大小只與熱電偶的材料以及兩端的溫度有關(guān)，與熱電偶的長度、粗細(xì)等無關(guān)。通過測量熱電勢的大小，就可以根據(jù)熱電偶的分度表來確定被測溫度。2.簡述自動控制系統(tǒng)的組成及各部分的作用自動控制系統(tǒng)一般由被控對象、測量元件與變送器、控制器和執(zhí)行器四個基本部分組成。-被控對象：是指需要控制的生產(chǎn)設(shè)備或過程，如反應(yīng)釜、加熱爐等。它是控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)，其輸出參數(shù)（如溫度、壓力、流量等）是需要被控制在一定范圍內(nèi)的。-測量元件與變送器：測量元件用于檢測被控對象的輸出參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)換為與之有一定關(guān)系的便于測量的信號。變送器則將測量元件輸出的信號進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號（如4-20mA、1-5V等），以便傳輸給控制器。-控制器：接收測量元件與變送器送來的信號，并與給定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果按照一定的控制規(guī)律（如比例、積分、微分等）計算出控制信號，輸出給執(zhí)行器。-執(zhí)行器：根據(jù)控制器輸出的控制信號，改變流入或流出被控對象的物料或能量，從而實現(xiàn)對被控對象輸出參數(shù)的控制。常見的執(zhí)行器有調(diào)節(jié)閥、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。3.簡述調(diào)節(jié)閥的流量特性及其選擇原則調(diào)節(jié)閥的流量特性是指介質(zhì)流過調(diào)節(jié)閥的相對流量與調(diào)節(jié)閥的相對開度之間的關(guān)系。常見的流量特性有直線流量特性、等百分比（對數(shù)）流量特性、拋物線流量特性和快開流量特性。-直線流量特性：調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對開度成直線關(guān)系。其特點是在小開度時流量變化大，大開度時流量變化小。適用于負(fù)荷變化小、要求調(diào)節(jié)精度不高的場合。-等百分比流量特性：調(diào)節(jié)閥的相對流量的相對變化率與相對開度成正比。其特點是在小開度時調(diào)節(jié)作用弱，大開度時調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，能適應(yīng)負(fù)荷變化較大的場合。-拋物線流量特性：其流量特性介于直線和等百分比之間。-快開流量特性：在開度較小時就有較大的流量，隨著開度的增大，流量很快達(dá)到最大。適用于兩位式控制或迅速啟閉的場合。選擇調(diào)節(jié)閥流量特性的原則主要考慮以下幾個方面：-工藝生產(chǎn)過程的特點：如負(fù)荷變化情況、被控對象的特性等。如果負(fù)荷變化較大，應(yīng)選擇等百分比流量特性；如果負(fù)荷變化較小，可選擇直線流量特性。-調(diào)節(jié)閥的工作特性：要考慮調(diào)節(jié)閥在實際工作時的前后壓差變化情況，盡量使調(diào)節(jié)閥在整個工作過程中都能保持較好的調(diào)節(jié)性能。-調(diào)節(jié)質(zhì)量的要求：對于要求調(diào)節(jié)精度高、穩(wěn)定性好的系統(tǒng)，應(yīng)選擇合適的流量特性。五、計算題已知冷端溫度$T_0=20℃$，冷端熱電勢$E(T_0,0)=0.798mV$，測得的熱電勢$E(T,T_0)=33.29mV$。根據(jù)熱電偶的熱電勢特性，$E(T,0)=E(T,T_0)+E(T_0,0)$。則$E(T,0)=33.29+0.798=34.088mV$。查K型熱電偶分度表，通過線性插值法來確定被測溫度$T$。先找到與$34.088mV$相鄰的兩個熱電勢值及其對應(yīng)的溫度。假設(shè)相鄰的兩個熱電勢值為$E_1$、$E_2$，對應(yīng)的溫度為$T_1$、$T_2$。設(shè)$E_1<34.088mV<E_2$，根據(jù)線性插值公式：$\frac{T-T_1}{T_2-T_1}=\frac{34.088-E_1}{E_2-E