(2025年)化工自動(dòng)化控制儀表考試試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.某化工反應(yīng)釜需測(cè)量-50℃~300℃范圍內(nèi)的溫度，優(yōu)先選用的檢測(cè)儀表是（）。A.S型熱電偶B.Pt100熱電阻C.雙金屬溫度計(jì)D.輻射溫度計(jì)答案：B2.關(guān)于孔板流量計(jì)的安裝要求，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.孔板銳角應(yīng)迎向流體流動(dòng)方向B.前后直管段長(zhǎng)度通常要求前10D后5D（D為管道內(nèi)徑）C.測(cè)量液體時(shí)，取壓口應(yīng)在管道下半部與水平中心線成45°以內(nèi)D.測(cè)量蒸汽時(shí)，導(dǎo)壓管應(yīng)向下傾斜至冷凝器答案：D（蒸汽導(dǎo)壓管應(yīng)向上傾斜至冷凝器，避免積液）3.氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力主要取決于（）。A.膜片面積與信號(hào)壓力B.彈簧剛度與行程C.閥桿直徑與填料摩擦力D.閥芯形狀與流體壓差答案：A4.某腐蝕性液體（電導(dǎo)率＞5μS/cm）的流量測(cè)量，最適宜的儀表是（）。A.渦輪流量計(jì)B.電磁流量計(jì)C.轉(zhuǎn)子流量計(jì)D.渦街流量計(jì)答案：B5.熱電阻采用三線制接法的主要目的是（）。A.提高測(cè)量精度B.簡(jiǎn)化接線C.增加測(cè)量范圍D.降低成本答案：A（抵消引線電阻對(duì)測(cè)量的影響）6.雷達(dá)物位計(jì)的測(cè)量原理基于（）。A.超聲波反射B.微波反射C.電容變化D.壓力差答案：B7.智能壓力變送器的核心部件是（）。A.彈性敏感元件B.模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊C.微處理器D.顯示面板答案：C8.某調(diào)節(jié)系統(tǒng)要求在信號(hào)中斷時(shí)調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，應(yīng)選擇（）。A.氣開式調(diào)節(jié)閥B.氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥C.電開式調(diào)節(jié)閥D.電關(guān)式調(diào)節(jié)閥答案：A（氣開式：無(wú)信號(hào)時(shí)彈簧力使閥關(guān)）9.熱電偶的熱電勢(shì)大小主要取決于（）。A.熱端溫度B.冷端溫度C.熱端與冷端的溫差D.熱電偶的長(zhǎng)度答案：C10.關(guān)于差壓式液位計(jì)的安裝，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)密度變化較大時(shí)，應(yīng)采用（）。A.無(wú)遷移安裝B.負(fù)遷移安裝C.正遷移安裝D.密度補(bǔ)償功能答案：D11.渦街流量計(jì)的輸出信號(hào)與（）成正比。A.流體流速B.流體壓力C.流體密度D.流體溫度答案：A12.雙法蘭液位計(jì)測(cè)量密閉容器液位時(shí)，其量程由（）決定。A.容器高度B.介質(zhì)密度與兩法蘭間距C.容器壓力D.環(huán)境溫度答案：B（量程=介質(zhì)密度×重力加速度×兩法蘭中心距）13.數(shù)字式顯示儀表的A/D轉(zhuǎn)換是指（）。A.模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量B.數(shù)字量轉(zhuǎn)模擬量C.電流轉(zhuǎn)電壓D.頻率轉(zhuǎn)電流答案：A14.某管道內(nèi)介質(zhì)為高壓蒸汽（3.5MPa，300℃），應(yīng)選用的壓力檢測(cè)儀表是（）。A.彈簧管壓力表B.電容式壓力變送器C.膜盒壓力表D.活塞式壓力計(jì)答案：B（高壓、高溫場(chǎng)合需遠(yuǎn)傳且精度較高的變送器）15.調(diào)節(jié)閥的流量特性中，適用于負(fù)荷變化大、要求調(diào)節(jié)精度高的場(chǎng)合的是（）。A.快開特性B.線性特性C.等百分比特性D.拋物線特性答案：C（等百分比特性的相對(duì)流量變化率恒定，調(diào)節(jié)更平穩(wěn)）16.關(guān)于DCS系統(tǒng)的特點(diǎn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.分散控制，集中管理B.可靠性高C.擴(kuò)展性差D.人機(jī)界面友好答案：C（DCS具備良好的擴(kuò)展性）17.某溫度控制系統(tǒng)出現(xiàn)測(cè)量值波動(dòng)大，可能的原因不包括（）。A.熱電偶接線松動(dòng)B.補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶不匹配C.調(diào)節(jié)閥填料過(guò)緊D.被測(cè)介質(zhì)溫度本身波動(dòng)答案：C（填料過(guò)緊會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥動(dòng)作遲緩，而非測(cè)量值波動(dòng)）18.電磁流量計(jì)不能測(cè)量的介質(zhì)是（）。A.污水B.鹽酸C.汽油D.海水答案：C（汽油電導(dǎo)率極低，無(wú)法產(chǎn)生有效電勢(shì)）19.閥門定位器的主要作用是（）。A.增加閥門的開關(guān)速度B.提高閥門位置的控制精度C.降低流體阻力D.延長(zhǎng)閥門壽命答案：B20.熱電阻測(cè)量回路中，若引線電阻增大，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量值（）。A.偏高B.偏低C.不變D.波動(dòng)答案：A（三線制雖能抵消部分影響，但引線電阻過(guò)大仍會(huì)引入正誤差）二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）1.熱電偶的分度號(hào)是指其材料組合及熱電勢(shì)與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（）答案：√2.轉(zhuǎn)子流量計(jì)必須垂直安裝，且流體自下而上流動(dòng)。（）答案：√3.氣動(dòng)執(zhí)行器的輸出力比電動(dòng)執(zhí)行器大，適用于大口徑、高壓差場(chǎng)合。（）答案：√4.壓力變送器的量程遷移是為了抵消安裝位置引起的附加壓力。（）答案：√5.渦街流量計(jì)對(duì)直管段要求低，可用于高粘度流體測(cè)量。（）答案：×（渦街流量計(jì)不適用于高粘度流體）6.雷達(dá)物位計(jì)的測(cè)量精度受介質(zhì)揮發(fā)、蒸汽的影響較大。（）答案：×（雷達(dá)使用微波，抗蒸汽干擾能力強(qiáng)）7.雙金屬溫度計(jì)的測(cè)量精度高于熱電阻。（）答案：×（熱電阻精度更高）8.調(diào)節(jié)閥的氣關(guān)式是指有信號(hào)壓力時(shí)閥門關(guān)閉，無(wú)信號(hào)時(shí)打開。（）答案：×（氣關(guān)式：信號(hào)增大，閥門關(guān)閉）9.智能儀表的通信功能通常支持HART、Modbus等協(xié)議。（）答案：√10.差壓式流量計(jì)的壓損與流量平方成正比，長(zhǎng)期運(yùn)行能耗較高。（）答案：√三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述熱電偶測(cè)量溫度時(shí)，為什么需要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？常用的補(bǔ)償方法有哪些？答案：熱電偶的熱電勢(shì)僅與熱端和冷端的溫差有關(guān)，若冷端溫度不為0℃或波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。常用補(bǔ)償方法：（1）冷端恒溫法（將冷端置于恒溫容器）；（2）補(bǔ)償導(dǎo)線法（用與熱電偶熱電特性相近的導(dǎo)線將冷端延伸至溫度穩(wěn)定處）；（3）電橋補(bǔ)償法（利用不平衡電橋產(chǎn)生電勢(shì)抵消冷端溫度變化的影響）；（4）軟件補(bǔ)償法（在顯示儀表中通過(guò)溫度傳感器測(cè)量冷端溫度，用公式修正熱電勢(shì)）。2.比較氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、防爆性能好、輸出力大、可靠性高；缺點(diǎn)：需氣源系統(tǒng)、動(dòng)作速度較慢、控制精度受氣源質(zhì)量影響。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需氣源、動(dòng)作響應(yīng)快、調(diào)節(jié)精度高、便于與DCS直接連接；缺點(diǎn)：防爆性能差（需特殊處理）、高負(fù)載時(shí)電機(jī)易過(guò)熱、成本較高。3.某化工裝置需測(cè)量管道內(nèi)硫酸（強(qiáng)腐蝕性）的流量，應(yīng)如何選擇流量?jī)x表？說(shuō)明理由。答案：應(yīng)選擇電磁流量計(jì)。理由：（1）硫酸電導(dǎo)率＞5μS/cm，滿足電磁流量計(jì)對(duì)被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率的要求；（2）電磁流量計(jì)測(cè)量管無(wú)活動(dòng)部件和阻力件，可避免硫酸對(duì)儀表的腐蝕；（3）測(cè)量精度高（通?！?.5%~±1%），適用于化工過(guò)程控制；（4）輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)電流或頻率信號(hào)，便于與控制系統(tǒng)集成。4.分析智能閥門定位器相比傳統(tǒng)機(jī)械定位器的優(yōu)勢(shì)。答案：（1）數(shù)字化控制：通過(guò)微處理器實(shí)現(xiàn)精確的閥門位置控制，線性度和回差更??；（2）自診斷功能：可檢測(cè)閥門卡滯、填料過(guò)緊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)泄漏等故障并報(bào)警；（3）通信功能：支持HART、Profibus等協(xié)議，便于遠(yuǎn)程組態(tài)和參數(shù)調(diào)整；（4）多種流量特性可選：通過(guò)軟件設(shè)置可實(shí)現(xiàn)線性、等百分比、快開等特性，無(wú)需更換凸輪；（5）抗干擾能力強(qiáng)：數(shù)字信號(hào)傳輸減少外界電磁干擾影響。5.簡(jiǎn)述差壓式液位計(jì)的工作原理及正遷移、負(fù)遷移的應(yīng)用場(chǎng)景。答案：工作原理：利用液體高度產(chǎn)生的靜壓差測(cè)量液位，差壓ΔP=ρgh（ρ為介質(zhì)密度，g為重力加速度，h為液位高度）。正遷移：當(dāng)儀表安裝位置低于容器最低液位時(shí)，差壓變送器的零點(diǎn)需向上遷移（抵消安裝高度引起的附加靜壓）；負(fù)遷移：當(dāng)容器內(nèi)有氣相壓力或安裝位置高于最高液位時(shí)，差壓變送器的零點(diǎn)需向下遷移（抵消氣相壓力或負(fù)靜壓的影響）。四、綜合題（每題15分，共30分）1.某反應(yīng)釜需控制溫度在200℃~250℃，采用電加熱方式，設(shè)計(jì)一套溫度控制系統(tǒng)，要求：（1）選擇溫度檢測(cè)儀表、控制儀表及執(zhí)行器；（2）畫出簡(jiǎn)單控制流程圖；（3）說(shuō)明系統(tǒng)工作過(guò)程。答案：（1）儀表選擇：溫度檢測(cè)：K型熱電偶（測(cè)量范圍0℃~1300℃，適用于200℃~250℃），配溫度變送器（將mV信號(hào)轉(zhuǎn)換為4~20mA）；控制儀表：DCS系統(tǒng)（實(shí)現(xiàn)PID控制算法）；執(zhí)行器：電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（調(diào)節(jié)加熱介質(zhì)流量，如導(dǎo)熱油；電加熱可直接調(diào)節(jié)加熱功率，此處假設(shè)通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油流量控溫）。（2）控制流程圖：反應(yīng)釜→熱電偶→溫度變送器→DCS（PID模塊）→電動(dòng)調(diào)節(jié)閥→導(dǎo)熱油管道→反應(yīng)釜。（3）工作過(guò)程：熱電偶檢測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)溫度，經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換為4~20mA信號(hào)輸入DCS；DCS將測(cè)量值與設(shè)定值（225℃）比較，計(jì)算偏差并通過(guò)PID算法輸出控制信號(hào)（4~20mA）至電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；調(diào)節(jié)閥根據(jù)信號(hào)大小調(diào)節(jié)導(dǎo)熱油流量，增加或減少反應(yīng)釜的熱量輸入，最終使溫度穩(wěn)定在設(shè)定值附近。2.某裝置蒸汽流量測(cè)量系統(tǒng)（采用孔板+差壓變送器）出現(xiàn)顯示值偏低的故障，分析可能原因及排查步驟。答案：可能原因：（1）孔板安裝方向錯(cuò)誤（銳角背向流體），導(dǎo)致差壓減?。唬?）導(dǎo)壓管堵塞或泄漏（正壓側(cè)堵塞或負(fù)壓側(cè)泄漏，差壓ΔP降低）；（3）差壓變送器零點(diǎn)漂移（零點(diǎn)偏高，輸出信號(hào)偏低）；（4）未進(jìn)行溫壓補(bǔ)償（蒸汽密度隨溫度壓力變化，實(shí)際密度低于設(shè)計(jì)值）；（5）二次儀表（如流量積算儀）參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤（量程、密度、流出系數(shù)等）。排查步驟：（1）檢查孔板安裝方