2024年10月熱工儀表檢修工考試題(附參考答案解析)一、選擇題（每題2分，共30分）1.熱電偶輸出的熱電勢(shì)與（）有關(guān)。A.熱電偶兩端溫度B.熱電偶熱端溫度C.熱電偶兩端溫度和電極材料D.熱電偶冷端溫度答案：C解析：熱電偶的熱電勢(shì)大小主要取決于熱電偶的電極材料以及兩端的溫度差。不同的電極材料其熱電特性不同，而熱電勢(shì)是由兩端溫度差異產(chǎn)生的，所以與兩端溫度和電極材料都有關(guān)。2.熱電阻溫度計(jì)是基于（）的原理來(lái)測(cè)量溫度的。A.熱阻效應(yīng)B.熱電效應(yīng)C.熱磁效應(yīng)D.熱光效應(yīng)答案：A解析：熱電阻溫度計(jì)利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性（即熱阻效應(yīng)）來(lái)測(cè)量溫度。熱電效應(yīng)是熱電偶的工作原理，熱磁效應(yīng)和熱光效應(yīng)與熱電阻測(cè)量溫度無(wú)關(guān)。3.用電子電位差計(jì)測(cè)熱電偶溫度，如果熱端溫度升高2℃，室溫（冷端溫度）下降2℃，則儀表的指示（）。A.升高2℃B.下降2℃C.升高4℃D.不變答案：C解析：電子電位差計(jì)測(cè)量熱電偶溫度時(shí)，熱電勢(shì)與熱端和冷端的溫度差有關(guān)。熱端溫度升高2℃，熱電勢(shì)會(huì)因熱端溫度升高而增大；室溫（冷端溫度）下降2℃，相當(dāng)于溫度差又增大了2℃，所以總的溫度差增大了4℃，儀表指示升高4℃。4.下列關(guān)于壓力變送器的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）。A.壓力變送器能將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)B.壓力變送器的輸出信號(hào)一般有420mA、010mA等C.壓力變送器只能測(cè)量表壓D.壓力變送器可用于工業(yè)過(guò)程中的壓力監(jiān)測(cè)和控制答案：C解析：壓力變送器不僅能測(cè)量表壓，還能測(cè)量絕壓、差壓等。它可以將各種壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，常見(jiàn)的輸出信號(hào)有420mA、010mA等，廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程中的壓力監(jiān)測(cè)和控制。5.校驗(yàn)壓力表時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)壓力表的精度等級(jí)應(yīng)不低于被校壓力表精度等級(jí)的（）。A.1/2B.1/3C.1/4D.1/5答案：B解析：為了保證校驗(yàn)的準(zhǔn)確性，標(biāo)準(zhǔn)壓力表的精度等級(jí)應(yīng)不低于被校壓力表精度等級(jí)的1/3。這樣可以使標(biāo)準(zhǔn)表的測(cè)量誤差對(duì)被校表的校驗(yàn)結(jié)果影響較小。6.下列哪種流量測(cè)量?jī)x表的測(cè)量原理基于流體的節(jié)流原理（）。A.電磁流量計(jì)B.渦街流量計(jì)C.孔板流量計(jì)D.超聲波流量計(jì)答案：C解析：孔板流量計(jì)是基于流體的節(jié)流原理工作的。當(dāng)流體流經(jīng)孔板時(shí)，會(huì)在孔板前后產(chǎn)生壓力差，通過(guò)測(cè)量這個(gè)壓力差來(lái)計(jì)算流量。電磁流量計(jì)基于電磁感應(yīng)原理，渦街流量計(jì)基于流體振動(dòng)原理，超聲波流量計(jì)基于超聲波在流體中的傳播特性。7.某溫度變送器的量程為0100℃，輸出信號(hào)為420mA，當(dāng)輸入溫度為50℃時(shí)，輸出信號(hào)應(yīng)為（）mA。A.8B.12C.16D.20答案：B解析：首先計(jì)算溫度量程范圍為1000=100℃，電流量程范圍為204=16mA。每1℃對(duì)應(yīng)的電流變化為16÷100=0.16mA/℃。當(dāng)輸入溫度為50℃時(shí)，相對(duì)于量程起點(diǎn)0℃升高了50℃，電流增加50×0.16=8mA，再加上起點(diǎn)電流4mA，所以輸出信號(hào)為4+8=12mA。8.熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)中，比例積分微分（PID）控制器的積分作用主要是為了（）。A.消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差B.加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度C.減小系統(tǒng)的超調(diào)量D.增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力答案：A解析：積分作用的主要目的是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。只要系統(tǒng)存在誤差，積分作用就會(huì)不斷積累，使控制器的輸出不斷變化，直到誤差消除。比例作用主要是加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，微分作用主要是減小系統(tǒng)的超調(diào)量。9.熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是（）。A.補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化B.延長(zhǎng)熱電偶的長(zhǎng)度C.提高熱電偶的測(cè)量精度D.保護(hù)熱電偶答案：B解析：熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的主要作用是將熱電偶的冷端延伸到溫度相對(duì)穩(wěn)定的地方，相當(dāng)于延長(zhǎng)了熱電偶的長(zhǎng)度，使冷端遠(yuǎn)離高溫區(qū)，便于對(duì)冷端溫度進(jìn)行處理和補(bǔ)償。雖然它在一定程度上有助于提高測(cè)量精度，但主要功能是延長(zhǎng)熱電偶長(zhǎng)度。10.用萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)，若指針指示在刻度盤的中間位置，說(shuō)明（）。A.測(cè)量的電阻值接近萬(wàn)用表的中值電阻B.測(cè)量的電阻值很小C.測(cè)量的電阻值很大D.萬(wàn)用表?yè)p壞答案：A解析：萬(wàn)用表在測(cè)量電阻時(shí)，指針指示在刻度盤中間位置時(shí)，測(cè)量的電阻值接近萬(wàn)用表的中值電阻。此時(shí)測(cè)量的精度相對(duì)較高。當(dāng)指針靠近刻度盤左端時(shí)，測(cè)量的電阻值較大；靠近右端時(shí)，測(cè)量的電阻值較小。11.在熱工儀表檢修中，對(duì)電纜進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量時(shí)，應(yīng)使用（）。A.萬(wàn)用表B.兆歐表C.電橋D.示波器答案：B解析：兆歐表專門用于測(cè)量電氣設(shè)備和線路的絕緣電阻。萬(wàn)用表雖然也能測(cè)量電阻，但一般用于測(cè)量較低阻值的電阻，對(duì)于絕緣電阻的測(cè)量精度不夠。電橋主要用于精確測(cè)量電阻、電容等參數(shù)，示波器用于觀察電信號(hào)的波形。12.熱工儀表的精度等級(jí)是指儀表在（）時(shí)的最大允許誤差。A.正常工作條件B.額定工作條件C.極限工作條件D.任意工作條件答案：B解析：熱工儀表的精度等級(jí)是指儀表在額定工作條件下的最大允許誤差。額定工作條件是儀表規(guī)定的正常使用條件，在這個(gè)條件下確定的精度等級(jí)才能準(zhǔn)確反映儀表的性能。13.對(duì)于氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用方式有（）。A.正作用和反作用B.氣開(kāi)式和氣關(guān)式C.線性和非線性D.快開(kāi)和慢開(kāi)答案：B解析：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用方式主要分為氣開(kāi)式和氣關(guān)式。氣開(kāi)式是指當(dāng)有氣壓信號(hào)輸入時(shí)，閥門打開(kāi)；氣關(guān)式是指當(dāng)有氣壓信號(hào)輸入時(shí)，閥門關(guān)閉。正作用和反作用一般用于描述控制器的輸出與輸入之間的關(guān)系，線性和非線性是調(diào)節(jié)閥的流量特性，快開(kāi)和慢開(kāi)是閥門的開(kāi)啟特性。14.熱電阻溫度計(jì)在使用中，為了減小測(cè)量誤差，通常采用（）連接方式。A.二線制B.三線制C.四線制D.五線制答案：B解析：熱電阻采用三線制連接方式可以減小連接導(dǎo)線電阻變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。二線制連接方式會(huì)受到導(dǎo)線電阻的較大影響，四線制雖然能更精確地測(cè)量，但相對(duì)復(fù)雜，成本較高。五線制一般不用于熱電阻連接。15.某壓力表的量程為01MPa，精度等級(jí)為1.5級(jí)，則該壓力表的最大允許誤差為（）MPa。A.±0.01B.±0.015C.±0.02D.±0.025答案：B解析：最大允許誤差=量程×精度等級(jí)÷100=1×1.5÷100=±0.015MPa。二、判斷題（每題2分，共20分）1.熱電偶的熱電勢(shì)大小只與熱端溫度有關(guān)，與冷端溫度無(wú)關(guān)。（×）解析：熱電偶的熱電勢(shì)大小與熱端和冷端的溫度差有關(guān)，冷端溫度變化會(huì)影響熱電勢(shì)的大小，所以需要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。2.壓力變送器的輸出信號(hào)與輸入壓力之間一定是線性關(guān)系。（×）解析：雖然大多數(shù)壓力變送器的輸出信號(hào)與輸入壓力近似呈線性關(guān)系，但實(shí)際上可能存在一定的非線性誤差，特別是在壓力范圍的兩端。3.熱工儀表在安裝前必須進(jìn)行校驗(yàn)，以確保其測(cè)量精度。（√）解析：為了保證熱工儀表在使用過(guò)程中能夠準(zhǔn)確測(cè)量，安裝前進(jìn)行校驗(yàn)是必要的。4.電磁流量計(jì)可以測(cè)量任何導(dǎo)電液體的流量。（×）解析：電磁流量計(jì)要求被測(cè)液體具有一定的電導(dǎo)率，對(duì)于電導(dǎo)率極低的液體，測(cè)量效果會(huì)受到影響，甚至無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。5.用萬(wàn)用表測(cè)量電壓時(shí)，應(yīng)將萬(wàn)用表串聯(lián)在被測(cè)電路中。（×）解析：用萬(wàn)用表測(cè)量電壓時(shí)，應(yīng)將萬(wàn)用表并聯(lián)在被測(cè)電路兩端；測(cè)量電流時(shí)才需要將萬(wàn)用表串聯(lián)在被測(cè)電路中。6.熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（√）解析：反饋環(huán)節(jié)可以將系統(tǒng)的輸出信號(hào)反饋到輸入端，與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整控制器的輸出，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小系統(tǒng)的誤差。7.熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線可以隨意使用，不需要考慮型號(hào)匹配。（×）解析：熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線必須與熱電偶的型號(hào)相匹配，否則會(huì)產(chǎn)生附加的熱電勢(shì)，影響測(cè)量精度。8.校驗(yàn)流量計(jì)時(shí)，只需要校驗(yàn)其流量測(cè)量的準(zhǔn)確性，不需要考慮其壓力損失。（×）解析：校驗(yàn)流量計(jì)時(shí)，不僅要保證流量測(cè)量的準(zhǔn)確性，還需要考慮其壓力損失。壓力損失過(guò)大可能會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行和能耗。9.熱工儀表的靈敏度越高，其測(cè)量精度就越高。（×）解析：靈敏度是指儀表對(duì)被測(cè)量變化的反應(yīng)能力，而測(cè)量精度是指測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值的接近程度。靈敏度高并不一定意味著測(cè)量精度高，還可能受到其他因素的影響，如儀表的線性度、重復(fù)性等。10.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣源壓力必須保持穩(wěn)定，否則會(huì)影響閥門的調(diào)節(jié)性能。（√）解析：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥依靠氣源壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門動(dòng)作，如果氣源壓力不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致閥門的開(kāi)度不準(zhǔn)確，從而影響調(diào)節(jié)性能。三、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）1.簡(jiǎn)述熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)脑蚝统Ｓ梅椒?。答案：原因：熱電偶的熱電?shì)大小與熱端和冷端的溫度差有關(guān)，只有在冷端溫度保持恒定的情況下，熱電勢(shì)才與熱端溫度成單值函數(shù)關(guān)系。但在實(shí)際應(yīng)用中，冷端溫度往往會(huì)隨環(huán)境溫度變化而變化，從而影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以需要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。常用方法：（1）冰點(diǎn)法：將冷端置于0℃的冰水混合物中，這種方法精度高，但操作不方便，適用于實(shí)驗(yàn)室等對(duì)測(cè)量精度要求較高的場(chǎng)合。（2）計(jì)算修正法：根據(jù)冷端溫度的實(shí)際測(cè)量值，通過(guò)熱電勢(shì)與溫度的關(guān)系公式進(jìn)行計(jì)算，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。這種方法需要準(zhǔn)確測(cè)量冷端溫度，且計(jì)算過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。（3）補(bǔ)償電橋法：利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢(shì)來(lái)補(bǔ)償冷端溫度變化引起的熱電勢(shì)變化。電橋的一個(gè)橋臂由熱敏電阻組成，其阻值隨溫度變化，當(dāng)冷端溫度變化時(shí)，電橋輸出一個(gè)相應(yīng)的補(bǔ)償電勢(shì)。（4）補(bǔ)償導(dǎo)線法：使用與熱電偶具有相同熱電特性的補(bǔ)償導(dǎo)線將冷端延伸到溫度相對(duì)穩(wěn)定的地方，然后再進(jìn)行冷端溫度處理。這種方法簡(jiǎn)單易行，是最常用的冷端溫度補(bǔ)償方法之一。2.簡(jiǎn)述壓力變送器的工作原理和校驗(yàn)步驟。答案：工作原理：壓力變送器一般由壓力傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和輸出電路組成。壓力傳感器將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，如應(yīng)變式壓力傳感器通過(guò)壓力作用使應(yīng)變片的電阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生與壓力成比例的電壓信號(hào)；電容式壓力傳感器則通過(guò)壓力改變電容值，進(jìn)而輸出電信號(hào)。信號(hào)調(diào)理電路對(duì)傳感器輸出的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，使其成為適合后續(xù)處理的信號(hào)。輸出電路將調(diào)理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)，如420mA或010V等，以便進(jìn)行傳輸和顯示。校驗(yàn)步驟：（1）準(zhǔn)備工作：選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)壓力表和壓力源，確保標(biāo)準(zhǔn)壓力表的精度等級(jí)不低于被校壓力變送器精度等級(jí)的1/3。將壓力源、標(biāo)準(zhǔn)壓力表和被校壓力變送器正確連接，檢查連接是否牢固，有無(wú)泄漏。（2）零點(diǎn)校準(zhǔn)：在壓力為零的情況下，調(diào)整壓力變送器的零點(diǎn)電位器，使輸出信號(hào)為4mA（對(duì)于420mA輸出）或相應(yīng)的零點(diǎn)值。（3）量程校準(zhǔn)：將壓力源緩慢升壓至壓力變送器的量程上限，待壓力穩(wěn)定后，調(diào)整量程電位器，使輸出信號(hào)為20mA（對(duì)于420mA輸出）。（4）多點(diǎn)校驗(yàn)：在量程范圍內(nèi)選擇多個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)，如0%、25%、50%、75%、100%等，分別記錄標(biāo)準(zhǔn)壓力表的讀數(shù)和壓力變送器的輸出信號(hào)，計(jì)算每個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)的誤差。（5）誤差判斷：將計(jì)算得到的誤差與壓力變送器的精度等級(jí)進(jìn)行比較，如果誤差在允許范圍內(nèi)，則認(rèn)為壓力變送器合格；否則，需要進(jìn)行調(diào)整或維修。（6）復(fù)校：校驗(yàn)完成后，再次進(jìn)行零點(diǎn)和量程校準(zhǔn)，確保校驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。3.簡(jiǎn)述熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和各部分的作用。答案：熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由被控對(duì)象、測(cè)量變送器、控制器和執(zhí)行器四部分組成。（1）被控對(duì)象：是指需要進(jìn)行控制的生產(chǎn)過(guò)程或設(shè)備，如鍋爐、汽輪機(jī)等。被控對(duì)象具有一定的特性，如慣性、滯后等，這些特性會(huì)影響控制系統(tǒng)的性能。（2）測(cè)量變送器：其作用是對(duì)被控對(duì)象的各種參數(shù)，如溫度、壓力、流量等進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)或其他形式的信號(hào)，以便傳輸給控制器。測(cè)量變送器的準(zhǔn)確性和可靠性直接影響控制系統(tǒng)的控制精度。（3）控制器：根據(jù)測(cè)量變送器送來(lái)的信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，按照一定的控制規(guī)律（如比例、積分、微分等）計(jì)算出控制信號(hào)，并將其輸出給執(zhí)行器?？刂破鞯淖饔檬歉鶕?jù)被控對(duì)象的運(yùn)行情況，自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，使被控對(duì)象的參數(shù)保持在設(shè)定值附近。（4）執(zhí)行器：接收控制器輸出的控制信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的機(jī)械動(dòng)作，如調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度變化、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化等，從而改變被控對(duì)象的輸入量，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的控制。執(zhí)行器的動(dòng)作速度和精度會(huì)影響控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制效果。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.已知某孔板流量計(jì)的孔徑$d=50mm$，管道內(nèi)徑$D=100mm$，流量系數(shù)$\alpha=0.6$，被測(cè)流體為水，密度$\rho=1000kg/m^3$，孔板前后的壓力差$\Deltap=5000Pa$，求通過(guò)孔板的水的流量$Q$（單位：$m^3/h$）。答案：首先根據(jù)公式計(jì)算孔板的面積比$\beta$：$\beta=\fracskmigiu{D}=\frac{50}{100}=0.5$然后根據(jù)孔板流量計(jì)的流量計(jì)算公式$Q=\alphaA_0\sqrt{\frac{2\Deltap}{\rho}}$，其中$A_0$為孔板的流通面積，$A_0=\frac{\pi}{4}d^2=\frac{\pi}{4}\times(0.05)^2=0.001963m^2$將已知數(shù)據(jù)代入公式可得：$Q=0.6\times0.001963\times\sqrt{\frac{2\times5000}{1000}}$$=0.6\times0.001963\times\sqrt{10}$$=0.6\times0.001963\times3.162$$=0.00368m^3/s$將流量單位轉(zhuǎn)換為$m^3/h$：$Q=0.00368\times3600=13.25m^3/h$答：通過(guò)孔板的水的流量為$13.25m^3/h$。2.某溫度控制系統(tǒng)采用PID控制器，已知比例系數(shù)$K_p=2$，積分時(shí)間$T_i=1min$，微分時(shí)間$T_d=0.5min$，設(shè)定值$r(t)=50^{\circ}C$，初始時(shí)刻系統(tǒng)的輸出$y(0)=40^{\circ}C$，誤差$e(0)=r(0)y(0)=5040=10^{\circ}C$，在$t=