化工儀表維修工理論知識習題(附答案)一、選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪種溫度檢測元件屬于熱電式傳感器？A.雙金屬溫度計B.玻璃液體溫度計C.熱電偶D.輻射溫度計答案：C2.壓力變送器的量程為0-1.6MPa，當輸入壓力為0.8MPa時，輸出電流應(yīng)為（）。A.4mAB.12mAC.20mAD.8mA答案：B（計算：(0.8/1.6)×(20-4)+4=12mA）3.渦街流量計的測量原理基于（）。A.伯努利方程B.卡門渦街原理C.電磁感應(yīng)定律D.流體動量守恒答案：B4.浮筒式液位計的測量范圍由（）決定。A.浮筒的長度B.浮筒的直徑C.介質(zhì)的密度D.容器的高度答案：A（浮筒長度決定可測量的液位變化范圍）5.氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)輸出力主要取決于（）。A.膜片面積與輸入氣壓B.彈簧剛度C.閥桿行程D.閥芯形狀答案：A（輸出力=膜片面積×輸入氣壓-彈簧反力）6.熱電阻三線制接法的主要目的是（）。A.提高測量精度B.簡化接線C.降低成本D.增強抗干擾能力答案：A（抵消導線電阻對測量的影響）7.差壓式流量計的流量與差壓的關(guān)系為（）。A.流量與差壓成正比B.流量與差壓的平方根成正比C.流量與差壓的平方成正比D.流量與差壓成反比答案：B8.智能壓力變送器的傳感器通常采用（）。A.電容式B.電感式C.電阻應(yīng)變式D.壓電式答案：A（電容式傳感器精度高、穩(wěn)定性好）9.熱電偶補償導線的作用是（）。A.延長熱電偶的冷端至溫度穩(wěn)定的地方B.提高熱電偶的靈敏度C.增加熱電偶的測量范圍D.增強抗干擾能力答案：A10.某調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用PID控制，若比例度δ增大，則系統(tǒng)的（）。A.穩(wěn)定性提高，靜態(tài)偏差增大B.穩(wěn)定性降低，靜態(tài)偏差減小C.響應(yīng)速度加快，超調(diào)量增大D.響應(yīng)速度減慢，超調(diào)量減小答案：A（比例度增大，比例作用減弱，系統(tǒng)更穩(wěn)定，但靜態(tài)偏差增大）11.超聲波物位計的測量原理基于（）。A.超聲波在介質(zhì)中的反射時間B.超聲波的頻率變化C.超聲波的能量衰減D.超聲波的相位差答案：A（通過測量聲波發(fā)射到接收的時間差計算物位）12.電磁流量計的測量管內(nèi)襯材料應(yīng)選擇（）。A.導電材料B.絕緣材料C.導磁材料D.耐高溫材料答案：B（確保被測介質(zhì)切割磁感線產(chǎn)生的電勢不被短路）13.氣動調(diào)節(jié)閥的氣開式結(jié)構(gòu)是指（）。A.輸入氣壓增大時，閥門開度增大B.輸入氣壓增大時，閥門開度減小C.無氣壓時閥門全開D.無氣壓時閥門全關(guān)答案：A（氣開式：氣壓信號增大，閥桿向下移動，閥芯離開閥座，開度增大）14.氧化鋯氧量計的工作條件是（）。A.高溫且被測氣體中存在氧氣濃度差B.低溫且被測氣體干燥C.常溫且被測氣體無腐蝕性D.高壓且被測氣體流速穩(wěn)定答案：A（氧化鋯需在高溫下形成氧離子導電，通過兩側(cè)氧濃度差產(chǎn)生電勢）15.數(shù)字式顯示儀表的A/D轉(zhuǎn)換是指（）。A.模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量B.數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量C.交流量轉(zhuǎn)換為直流量D.電信號轉(zhuǎn)換為非電信號答案：A二、判斷題（每題1分，共10分）1.熱電阻的測量電路中，二線制接法比三線制接法精度更高。（）答案：×（三線制可抵消導線電阻影響，精度更高）2.壓力變送器的遷移是為了測量負壓力或密閉容器的液位。（）答案：√（如測量密閉容器液位時，需考慮氣相壓力影響，通過遷移抵消）3.渦街流量計對被測介質(zhì)的清潔度要求較高，不適用于含顆粒的流體。（）答案：√（顆粒會磨損漩渦發(fā)生體，影響測量精度）4.浮子式液位計的浮子密度應(yīng)大于被測介質(zhì)密度。（）答案：×（浮子密度需小于介質(zhì)密度才能浮在表面）5.PID控制中，積分作用可以消除靜態(tài)偏差，但會降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。（）答案：√（積分作用會積累誤差，可能導致超調(diào)或振蕩）6.電磁流量計可以測量氣體流量。（）答案：×（電磁流量計僅適用于導電液體，氣體不導電）7.氣動調(diào)節(jié)閥的膜片損壞會導致閥門無法動作或輸出力不足。（）答案：√（膜片是傳遞氣壓的關(guān)鍵部件，損壞后無法有效產(chǎn)生推力）8.熱電偶的熱電勢大小僅與熱端和冷端的溫度有關(guān)，與熱電偶的長度無關(guān)。（）答案：√（熱電勢由兩端溫度差決定，與材料長度無關(guān)）9.超聲波物位計不能用于真空環(huán)境測量。（）答案：√（超聲波需介質(zhì)傳播，真空無介質(zhì)無法傳遞）10.智能儀表的通信功能通常采用4-20mA信號。（）答案：×（4-20mA是模擬信號，智能儀表多采用HART、Modbus等數(shù)字通信協(xié)議）三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述熱電偶的工作原理及使用時的注意事項。答案：熱電偶基于塞貝克效應(yīng)，兩種不同材料的導體組成閉合回路，兩端溫度不同時回路中產(chǎn)生熱電勢。注意事項：①冷端溫度補償（如補償導線、冷端恒溫法）；②避免電磁干擾；③測量端與被測介質(zhì)充分接觸；④定期校驗防止材料老化。2.差壓式流量計由哪幾部分組成？安裝時需注意哪些問題？答案：組成：節(jié)流裝置（孔板、噴嘴等）、差壓變送器、引壓導管。安裝注意：①節(jié)流裝置方向正確（孔板銳邊迎向流體）；②引壓導管水平段應(yīng)有坡度（液體測量時向下傾斜，氣體向上傾斜）；③避免導管內(nèi)積液或氣體滯留；④直管段長度滿足要求（前10D后5D，D為管道內(nèi)徑）。3.簡述氣動薄膜調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)組成及氣開、氣關(guān)式的選擇原則。答案：結(jié)構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)（膜片、彈簧、閥桿）、調(diào)節(jié)機構(gòu)（閥體、閥芯、閥座）。選擇原則：從工藝安全出發(fā)，當信號中斷（無氣壓）時，閥門應(yīng)處于使生產(chǎn)系統(tǒng)安全的位置。例如，加熱爐燃料氣閥應(yīng)選氣開式（斷氣時關(guān)閉，防止燃料泄漏）；冷卻介質(zhì)閥選氣關(guān)式（斷氣時全開，防止設(shè)備超溫）。4.熱電阻常見故障有哪些？如何判斷？答案：故障及判斷：①斷路（顯示無窮大）：用萬用表測量熱電阻兩端，電阻值遠大于標稱值或無窮大；②短路（顯示偏低或負值）：電阻值小于標稱值；③接線松動（顯示波動）：檢查接線端子是否緊固；④保護套管泄漏（測量誤差大）：觀察套管是否有介質(zhì)滲入痕跡，或測量絕緣電阻（應(yīng)大于20MΩ）。5.簡述PID控制器中比例、積分、微分作用的特點及對系統(tǒng)的影響。答案：比例（P）：輸出與偏差成正比，作用及時但不能消除靜態(tài)偏差；比例度δ越小，比例作用越強，系統(tǒng)響應(yīng)快但易振蕩。積分（I）：輸出與偏差的積分成正比，消除靜態(tài)偏差；積分時間Ti越小，積分作用越強，消除偏差快但易超調(diào)。微分（D）：輸出與偏差變化率成正比，預(yù)測偏差變化趨勢；微分時間Td越大，抑制超調(diào)能力越強，但抗干擾能力下降。6.如何對壓力變送器進行零點遷移？舉例說明負遷移的應(yīng)用場景。答案：零點遷移通過調(diào)整變送器的零點，使測量范圍平移。例如，測量密閉容器內(nèi)的液位，容器底部壓力P=ρgh+P0（P0為氣相壓力），若P0=0.2MPa，量程為0-1MPa（對應(yīng)h=0-10m），則實際輸入壓力范圍為0.2-1.2MPa，需將變送器零點遷移-0.2MPa，使輸出4-20mA對應(yīng)h=0-10m。負遷移即零點向負方向調(diào)整，抵消固定背壓的影響。四、計算題（每題10分，共30分）1.某鉑電阻溫度計（Pt100）在0℃時電阻為100Ω，100℃時為138.5Ω。采用三線制接法，測得某溫度下熱電阻的總電阻為119.25Ω（已扣除導線電阻），求此時的溫度。（鉑電阻的分度號為Pt100，溫度系數(shù)α=0.00385Ω/Ω·℃）答案：鉑電阻的電阻-溫度關(guān)系為：Rt=R0(1+αt)已知R0=100Ω，Rt=119.25Ω，α=0.00385Ω/Ω·℃代入公式得：119.25=100×(1+0.00385t)解得：t=(119.25/100-1)/0.00385≈50℃2.某差壓式流量計的孔板設(shè)計差壓為0-80kPa，對應(yīng)流量0-500m3/h。實際運行中測得差壓為45kPa，求此時的流量（假設(shè)流量系數(shù)、密度等參數(shù)不變）。答案：流量與差壓的平方根成正比，即Q=K√ΔP設(shè)計時Qmax=500m3/h對應(yīng)ΔPmax=80kPa，故K=Qmax/√ΔPmax=500/√80≈55.90實際差壓ΔP=45kPa時，流量Q=55.90×√45≈55.90×6.708≈375m3/h3.某氣動調(diào)節(jié)閥的膜片有效面積為250cm2，彈簧范圍為20-100kPa（對應(yīng)閥桿全關(guān)到全開）。當輸入氣壓為60kPa時，閥桿輸出力為多少？（彈簧剛度k=5N/mm，全行程L=20mm）答案：輸出力F=膜片面積×輸入氣壓-彈簧反力膜片面積A=250cm2=0.025m2，輸入氣壓P=60kPa=60×1