2025年化工自動(dòng)化控制儀表考試題(附答案)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列溫度檢測儀表中，適用于中低溫（-200℃~500℃）測量且輸出電阻信號的是（）。A.熱電偶B.熱電阻C.輻射溫度計(jì)D.雙金屬溫度計(jì)2.電容式壓力變送器的核心測量元件是（）。A.彈性膜片B.電容極板C.電感線圈D.應(yīng)變片3.差壓式流量計(jì)測量液體流量時(shí)，差壓變送器的安裝位置應(yīng)（）管道，以避免氣體積聚。A.高于B.低于C.平行于D.傾斜于4.雷達(dá)液位計(jì)測量物位時(shí)，其工作原理基于（）。A.超聲波反射B.微波反射C.浮力變化D.壓力差5.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的“氣開”特性是指（）。A.有氣時(shí)閥關(guān)，無氣時(shí)閥開B.有氣時(shí)閥開，無氣時(shí)閥關(guān)C.氣源壓力增大時(shí)閥開度減小D.氣源壓力與開度無關(guān)6.某溫度儀表的量程為0~1000℃，最大絕對誤差為±5℃，其精度等級為（）。A.0.5級B.1.0級C.1.5級D.2.0級7.在PID控制中，積分作用的主要目的是（）。A.減小動(dòng)態(tài)偏差B.消除靜態(tài)偏差C.抑制超調(diào)D.提高響應(yīng)速度8.下列儀表中，屬于接觸式物位檢測儀表的是（）。A.超聲波液位計(jì)B.射頻導(dǎo)納液位計(jì)C.雷達(dá)液位計(jì)D.激光液位計(jì)9.工業(yè)現(xiàn)場常用的4-20mA信號傳輸中，采用電流信號而非電壓信號的主要原因是（）。A.抗干擾能力強(qiáng)B.信號衰減小C.易于轉(zhuǎn)換D.成本更低10.DCS系統(tǒng)的核心設(shè)計(jì)思想是（）。A.集中控制、集中管理B.分散控制、集中管理C.分散控制、分散管理D.集中控制、分散管理二、填空題（每空1分，共20分）1.標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)過程模擬信號中，電流信號范圍為______，氣壓信號范圍為______。2.熱電阻常用的三線制接法可以消除______對測量結(jié)果的影響。3.熱電偶的工作原理基于______效應(yīng)，其輸出電勢與______和______的溫度差有關(guān)。4.渦街流量計(jì)的測量原理是利用流體流過漩渦發(fā)生體時(shí)產(chǎn)生的______，其頻率與流體______成正比。5.調(diào)節(jié)閥的流量特性包括______、______和等百分比特性，其中______特性在小開度時(shí)調(diào)節(jié)作用強(qiáng)，大開度時(shí)作用平緩。6.儀表的防爆標(biāo)志“ExdIIBT4”中，“d”表示______，“IIB”表示______，“T4”表示______。7.工業(yè)控制系統(tǒng)中，常見的執(zhí)行器分為______執(zhí)行器和______執(zhí)行器兩大類。8.儀表校驗(yàn)時(shí)，通常需要進(jìn)行______和______校驗(yàn)，以確定其基本誤差和回差。三、判斷題（每題2分，共10分）1.熱電阻的測量精度高于熱電偶，因此更適用于高溫（>1000℃）環(huán)境。（）2.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣源中斷時(shí)，氣開閥會(huì)保持當(dāng)前開度。（）3.電磁流量計(jì)可以測量非導(dǎo)電介質(zhì)（如汽油）的流量。（）4.儀表的精度等級越高（如0.1級），其測量誤差越小。（）5.DCS系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)主要是為了提高系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。（）四、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述差壓式流量計(jì)的組成及工作原理。2.比較氣動(dòng)執(zhí)行器與電動(dòng)執(zhí)行器的優(yōu)缺點(diǎn)（各列出3點(diǎn)）。3.說明PID控制器中比例（P）、積分（I）、微分（D）參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。4.某儲(chǔ)罐需測量腐蝕性液體（密度ρ=1.2g/cm3）的液位，設(shè)計(jì)壓力0.5MPa，溫度80℃，請推薦一種合適的物位儀表，并說明選擇依據(jù)。五、綜合分析題（共18分）題目1（10分）：某化工反應(yīng)釜的溫度控制系統(tǒng)采用“熱電阻+PID控制器+氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（氣開式）”組成，近期出現(xiàn)溫度持續(xù)偏高且調(diào)節(jié)效果差的現(xiàn)象。請分析可能的故障原因，并列出排查步驟。題目2（8分）：某車間需測量蒸汽管道（DN150，工作壓力1.6MPa，溫度250℃，最大流量8t/h）的質(zhì)量流量，要求精度0.5級，抗振動(dòng)能力強(qiáng)。請選擇一種合適的流量儀表，并說明選擇理由（需列出至少3項(xiàng)依據(jù)）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.B4.B5.B6.A7.B8.B9.A10.B二、填空題1.4-20mA；20-100kPa2.導(dǎo)線電阻3.塞貝克；熱端（測量端）；冷端（參考端）4.卡門渦街；流速5.直線；快開；快開6.隔爆型；氣體防爆類別；最高表面溫度組別（≤135℃）7.氣動(dòng)；電動(dòng)8.上行（正行程）；下行（反行程）三、判斷題1.×（熱電阻適用于中低溫，高溫需用熱電偶）2.×（氣開閥無氣時(shí)關(guān)閉）3.×（電磁流量計(jì)僅適用于導(dǎo)電介質(zhì)）4.√（精度等級數(shù)值越小，允許誤差越?。?.√（冗余設(shè)計(jì)可避免單點(diǎn)故障）四、簡答題1.組成：差壓式流量計(jì)由節(jié)流裝置（如孔板、噴嘴）、差壓變送器、引壓管線組成。原理：流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，流速增大、靜壓力降低，在節(jié)流件前后產(chǎn)生差壓；根據(jù)伯努利方程，差壓與流量的平方成正比，通過測量差壓可計(jì)算流量。2.氣動(dòng)執(zhí)行器：優(yōu)點(diǎn)—結(jié)構(gòu)簡單、防爆性能好、輸出力大；缺點(diǎn)—需氣源、響應(yīng)速度較慢、控制精度較低。電動(dòng)執(zhí)行器：優(yōu)點(diǎn)—能源方便（220V/24V）、響應(yīng)快、控制精度高；缺點(diǎn)—防爆需特殊處理、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。3.比例（P）：比例度（δ）越小，控制作用越強(qiáng)，可減小動(dòng)態(tài)偏差，但過小時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩；積分（I）：積分時(shí)間（Ti）越小，積分作用越強(qiáng)，可消除靜態(tài)偏差，但過小時(shí)會(huì)加劇振蕩；微分（D）：微分時(shí)間（Td）越大，對偏差變化的敏感程度越高，可抑制超調(diào)、改善動(dòng)態(tài)特性，但過大會(huì)引入噪聲干擾。4.推薦儀表：射頻導(dǎo)納液位計(jì)（或磁翻板液位計(jì)帶防腐襯里）。依據(jù)：①射頻導(dǎo)納可測量腐蝕性介質(zhì)，探頭可選用聚四氟乙烯防腐材質(zhì)；②工作壓力0.5MPa（≤1.6MPa）、溫度80℃（≤200℃）在儀表適用范圍內(nèi)；③非接觸式（或接觸式但防腐）設(shè)計(jì)，避免介質(zhì)腐蝕；④輸出信號可遠(yuǎn)傳，滿足自動(dòng)化控制需求。五、綜合分析題題目1：可能故障原因：①熱電阻故障（如接線松動(dòng)、電阻值漂移），導(dǎo)致測量溫度低于實(shí)際值，控制器誤開大調(diào)節(jié)閥；②氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥卡堵（閥芯與閥座摩擦、介質(zhì)結(jié)晶），無法關(guān)小開度；③PID參數(shù)設(shè)置不當(dāng)（比例度太大、積分時(shí)間過長），調(diào)節(jié)作用不足；④引壓管線堵塞（若為間接測量），導(dǎo)致溫度信號滯后；⑤工藝干擾（如進(jìn)料量突然增大、夾套冷卻水流量減小）。排查步驟：①現(xiàn)場用萬用表測量熱電阻的電阻值，與實(shí)際溫度對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電阻值對比（如100℃時(shí)Pt100約138.5Ω）；②檢查調(diào)節(jié)閥氣源壓力（應(yīng)≥0.4MPa），手動(dòng)切換到旁路，觀察閥桿能否靈活動(dòng)作；③查看控制器歷史曲線，分析輸出信號與溫度變化的響應(yīng)關(guān)系，重新整定PID參數(shù)（如減小比例度、縮短積分時(shí)間）；④檢查夾套冷卻水閥門開度及流量計(jì)，確認(rèn)冷卻量是否正常；⑤若以上正常，考慮工藝側(cè)問題（如進(jìn)料溫度），聯(lián)系工藝人員排查。題目2：選擇儀表：渦街流量計(jì)。理由：①測量蒸汽