2025年儀表工(高級(jí))儀表工考試題庫(含答案)一、過程測量與儀表選型1.【單選】某催化裂化裝置再生器頂部煙氣溫度長期運(yùn)行在720℃左右，介質(zhì)含微量催化劑粉塵且存在5m/s流速。若要求測量誤差≤±1.0%FS，下列方案中最合理的是（）。A.K型鎧裝熱電偶+非接地型露頭+Inconel600護(hù)套B.S型鉑銠熱電偶+剛玉雙孔管+碳化硅外護(hù)管C.B型鉑銠熱電偶+金屬陶瓷護(hù)套+氣體吹掃D.N型鎳硅熱電偶+不銹鋼護(hù)套+氧化鎂絕緣答案：C解析：B型熱電偶在700℃以上長期穩(wěn)定性優(yōu)于S、K、N型；金屬陶瓷護(hù)套抗沖刷、抗剝落；吹掃可防止套管積灰導(dǎo)致導(dǎo)熱誤差。A護(hù)套耐溫不足，B剛玉抗熱震差，D不銹鋼氧化后導(dǎo)通造成漂移。2.【單選】用一臺(tái)0.05級(jí)活塞式壓力計(jì)對(duì)量程0～10MPa、0.2級(jí)智能變送器進(jìn)行五點(diǎn)循環(huán)檢定，環(huán)境溫度23℃，大氣壓100.5kPa。當(dāng)加壓至8MPa時(shí)變送器輸出19.92mA，標(biāo)準(zhǔn)器讀數(shù)為8.012MPa，則該點(diǎn)基本誤差為（）。A.?0.08%B.?0.10%C.+0.06%D.+0.12%答案：B解析：理論電流=（8/10）×16+4=16.80mA，實(shí)測19.92mA對(duì)應(yīng)壓力=（19.92?4）/16×10=9.95MPa；誤差=（9.95?8.012）/10×100%≈?0.10%。負(fù)號(hào)表示示值偏低。3.【多選】關(guān)于科里奧利質(zhì)量流量計(jì)安裝，下列做法會(huì)導(dǎo)致零點(diǎn)漂移的有（）。A.流量計(jì)兩側(cè)安裝軟管以消除膨脹節(jié)應(yīng)力B.用扭矩扳手按交叉順序緊固法蘭，扭矩值高于GB/T9124推薦值30%C.流量計(jì)外殼做電氣跨接，與地網(wǎng)形成等電位D.下游側(cè)單管段加裝DN50截止閥作為流量調(diào)節(jié)答案：B、D解析：過扭矩使測量管產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，改變諧振頻率；下游閥門節(jié)流產(chǎn)生脈動(dòng)，誘發(fā)相位差漂移。A軟管釋放應(yīng)力，C等電位抑制干擾，均不會(huì)引起零點(diǎn)漂移。4.【判斷】根據(jù)JJG8822019，對(duì)0.5級(jí)壓力變送器進(jìn)行后續(xù)檢定，只需在20%、40%、60%、80%、100%五點(diǎn)進(jìn)行，正反行程各一次即可判定合格。（）答案：錯(cuò)誤解析：規(guī)程要求至少6點(diǎn)（含零點(diǎn)），且需做兩個(gè)循環(huán)；若僅做單向5點(diǎn)，無法評(píng)估遲滯誤差。5.【填空】用差壓法測敞口罐液位，介質(zhì)密度ρ=1200kg/m3，差壓變送器量程0～60kPa，對(duì)應(yīng)液位0～5m。若遷移后當(dāng)液位2.5m時(shí)輸出12mA，則遷移量為________kPa，遷移后量程上限為________kPa。答案：30；90解析：2.5m對(duì)應(yīng)靜壓=1200×9.81×2.5=29.43kPa≈30kPa；零點(diǎn)遷移+30kPa，原上限60kPa遷移后90kPa。6.【計(jì)算】某渦街流量計(jì)出廠標(biāo)定系數(shù)K=1.025脈沖/L，現(xiàn)場管道內(nèi)徑與標(biāo)定一致，但介質(zhì)由水改為密度850kg/m3、運(yùn)動(dòng)黏度1.2cSt的汽油。若儀表仍按原系數(shù)計(jì)數(shù)，當(dāng)顯示累積流量為150m3時(shí)，真實(shí)體積流量為多少升？答案：150000L解析：渦街頻率僅與流速和斯特勞哈爾數(shù)有關(guān)，與密度、黏度基本無關(guān)（在Re>10000區(qū)），故系數(shù)不變，真實(shí)體積=150m3=150000L。7.【簡答】說明在SIL驗(yàn)證中，如何根據(jù)儀表的λDU計(jì)算PFDavg，并給出簡化公式。答案：PFDavg≈λDU×TI/2，其中λDU為危險(xiǎn)未檢測故障率（h?1），TI為驗(yàn)證測試間隔（h）。該公式基于指數(shù)分布假設(shè)及平均占空比推導(dǎo)，適用于低需求模式。8.【案例】某裝置采用雙法蘭差壓液位計(jì)測液氨儲(chǔ)罐，毛細(xì)管充硅油ρ=950kg/m3，環(huán)境溫度?10℃時(shí)硅油密度變?yōu)?70kg/m3。若未做溫度補(bǔ)償，當(dāng)實(shí)際液位3m時(shí)，變送器輸出將偏高還是偏低？幅度多少？答案：偏高；幅度約2.1%解析：冷縮使硅油密度增大，毛細(xì)管靜壓增大，相當(dāng)于給變送器額外正向壓差ΔP=(970?950)×9.81×3=588Pa；量程ΔPmax=ρgHmax=950×9.81×3≈27.96kPa；誤差=0.588/27.96≈2.1%。二、過程控制與系統(tǒng)整定9.【單選】某溫度回路采用PID控制，對(duì)象為一階慣性加純滯后，K=2.5℃/%，T=80s，L=16s。按ZN臨界比例度法整定，若臨界增益Ku=4.8，臨界周期Tu=32s，則PID參數(shù)最接近（）。A.P=2.9，I=16s，D=4sB.P=3.2，I=32s，D=8sC.P=2.4，I=24s，D=6sD.P=2.0，I=48s，D=12s答案：A解析：ZN經(jīng)典公式：Kp=0.6Ku=2.88；Ti=0.5Tu=16s；Td=0.125Tu=4s。10.【多選】下列關(guān)于分程控制描述正確的是（）。A.一個(gè)控制器輸出同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)調(diào)節(jié)閥，閥門動(dòng)作方向可同向或異向B.分程點(diǎn)一般設(shè)在50%輸出，但可通過閥門定位器任意調(diào)整C.采用分程可提高系統(tǒng)可調(diào)比，但可能引入流量特性突變D.分程控制必須采用電氣閥門定位器，氣動(dòng)定位器無法實(shí)現(xiàn)答案：A、B、C解析：分程靠定位器凸輪或數(shù)字設(shè)定實(shí)現(xiàn)，氣動(dòng)定位器亦可；D錯(cuò)誤。11.【判斷】在DCS中，當(dāng)AO模塊出現(xiàn)“Watchdog”報(bào)警時(shí)，表明該通道輸出電流已強(qiáng)制進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)，閥位將保持報(bào)警前一刻位置。（）答案：錯(cuò)誤解析：Watchdog超時(shí)通常觸發(fā)模塊FailSafe，輸出跳轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)安全值（一般為4mA或20mA），而非保持。12.【填空】某串級(jí)回路，主被控變量為反應(yīng)器溫度，副變量為夾套蒸汽流量。若副回路比例度設(shè)為δ2，主回路比例度設(shè)為δ1，則當(dāng)副回路閉環(huán)增益為1時(shí)，主回路等效對(duì)象增益將變?yōu)樵瓕?duì)象增益的________倍。答案：1解析：副回路隨動(dòng)跟蹤，理想情況下等效增益為1，主回路整定不受副對(duì)象增益變化影響。13.【計(jì)算】用繼電器自整定法測得溫度回路極限振蕩幅值a=0.8℃，繼電器幅值d=5%，已知對(duì)象純滯后L=20s，求對(duì)象增益K與臨界周期Tu。答案：K=4d/(πa)=4×5/(π×0.8)≈7.96%/℃；Tu=2L=40s解析：依據(jù)繼電器反饋理論，K=4d/πa，Tu≈2L（一階近似）。14.【簡答】解釋“積分飽和”現(xiàn)象，并給出DCS中兩種抗積分飽和算法名稱。答案：當(dāng)調(diào)節(jié)閥達(dá)到機(jī)械限位，偏差長期存在，控制器積分項(xiàng)持續(xù)累加超出輸出限幅，導(dǎo)致退出限位時(shí)響應(yīng)滯后。算法：①反算抗飽和（Backcalculation）；②積分分離（Conditionalintegration）。15.【案例】某加熱爐出口溫度采用Smith預(yù)估補(bǔ)償，模型增益Km=1.8，滯后Lm=30s，時(shí)間常數(shù)Tm=60s。實(shí)際對(duì)象L變?yōu)?5s時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定裕度如何變化？答案：滯后失配15s，相位裕度減小，可能出現(xiàn)振蕩；依據(jù)頻率域分析，相位滯后增加ωΔL，若原截止頻率ωc≈0.04rad/s，則相位裕度減小約0.04×15×180/π≈34°，系統(tǒng)趨于不穩(wěn)定，需重新整定。三、安全儀表系統(tǒng)與功能安全16.【單選】某SIL2回路要求PFDavg<1×10?2，已知傳感器λDU=2×10??h?1，邏輯求解器PFD=5×10?3，最終元件λDU=4×10??h?1，TI=1年（8760h），則傳感器需冗余配置的最小方式為（）。A.1oo2B.2oo3C.2oo2D.1oo1答案：A解析：單傳感器PFD=λDU×TI/2=8.76×10?3，與邏輯單元疊加已超目標(biāo)；1oo2后PFD≈(λDU×TI)2/3=2.6×10??，滿足。17.【多選】下列關(guān)于冗余容錯(cuò)描述正確的是（）。A.2oo3架構(gòu)可容忍一次危險(xiǎn)失效和一次安全失效B.1oo2D具有診斷覆蓋，可將危險(xiǎn)失效轉(zhuǎn)化為安全失效C.MooN系統(tǒng)中，M越小，安全性越高，可用性越低D.共因失效β因子會(huì)顯著增加冗余系統(tǒng)PFD答案：B、D解析：A只能容忍一次安全失效；C應(yīng)為M越小安全性越低；B、D正確。18.【判斷】在IEC61511中，SIL驗(yàn)證計(jì)算時(shí)，若采用Route2h簡化法，可不必知道每個(gè)組件的λ，只需查閱認(rèn)證證書中的SIL限制即可。（）答案：正確解析：Route2h允許使用經(jīng)認(rèn)證的SIL等級(jí)，無需詳細(xì)失效數(shù)據(jù)。19.【填空】某閥門經(jīng)FMEDA分析，λDU=3×10??h?1，DC=90%，則剩余未被檢測的危險(xiǎn)失效率為________h?1。答案：3×10??解析：λDU(剩余)=λDU×(1?DC)=3×10??×0.1=3×10??。20.【計(jì)算】某SIL3回路采用2oo3壓力開關(guān)，單開關(guān)λDU=1.2×10??h?1，β=5%，TI=2年，求共因失效對(duì)PFD的貢獻(xiàn)。答案：PFDccf=β×λDU×TI/2=0.05×1.2×10??×8760=5.26×10??解析：共因部分直接疊加，不享受冗余折扣。21.【簡答】說明ProofTest與DiagnosticTest的區(qū)別。答案：ProofTest是周期性離線測試，用于檢測未被診斷覆蓋的失效，降低λDU；DiagnosticTest是在線連續(xù)監(jiān)測，可立即報(bào)警并導(dǎo)向安全狀態(tài)，降低失效后果時(shí)間。22.【案例】某裝置設(shè)置SIF：當(dāng)壓力≥1.6MPa時(shí)切斷進(jìn)料閥。現(xiàn)場校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)閥門實(shí)際關(guān)斷時(shí)間3.2s，而工藝要求泄壓必須在5s內(nèi)完成。若僅考慮閥門動(dòng)作時(shí)間，是否滿足SIL時(shí)間要求？答案：滿足解析：SIL關(guān)注響應(yīng)時(shí)間不超過工藝安全時(shí)間，5s限值未超；但需疊加傳感器、邏輯掃描及通信時(shí)間，若總和<5s仍滿足，否則需優(yōu)化。四、在線分析與維護(hù)技術(shù)23.【單選】某紅外氣體分析儀采用NDIR原理，測量CO量程0～5000ppm。若光源老化導(dǎo)致光強(qiáng)下降20%，儀器采用單光束雙波長法，則測量結(jié)果將（）。A.偏高B.偏低C.無影響D.跳變答案：C解析：雙波長法通過測量通道與參考通道比值消除光強(qiáng)漂移，光源老化對(duì)比值無影響。24.【多選】下列屬于基于風(fēng)險(xiǎn)檢驗(yàn)（RBI）核心輸入數(shù)據(jù)的有（）。A.失效概率（PoF）B.失效后果（CoF）C.檢驗(yàn)有效性等級(jí)D.企業(yè)財(cái)務(wù)折舊率答案：A、B、C解析：財(cái)務(wù)折舊與風(fēng)險(xiǎn)矩陣無關(guān)。25.【判斷】采用AMS設(shè)備管理系統(tǒng)對(duì)HART儀表進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測時(shí)，若設(shè)備狀態(tài)位出現(xiàn)“Critical”報(bào)警，則必須立即停車檢修。（）答案：錯(cuò)誤解析：Critical僅表示需盡快處理，是否停車由工藝風(fēng)險(xiǎn)分析決定，可切換至冗余儀表或降負(fù)荷運(yùn)行。26.【填空】某電磁流量計(jì)電極結(jié)垢導(dǎo)致阻抗由20MΩ降至2MΩ，若轉(zhuǎn)換器輸入阻抗>200MΩ，則流量示值相對(duì)誤差約________%。答案：1解析：誤差≈R垢/(R轉(zhuǎn)換器+R垢)≈2/202≈1%。27.【計(jì)算】某pH計(jì)玻璃電極斜率由59.16mV/pH降至54mV/pH，若采用兩點(diǎn)校準(zhǔn)（pH7與pH4），測得未知樣顯示9.5pH，則真實(shí)pH為多少？答案：9.42解析：斜率比=54/59.16=0.913；真實(shí)ΔpH=(9.5?7)/0.913=2.74；真實(shí)pH=7+2.74=9.74，但方向相反，修正后實(shí)際pH=7+(9.5?7)×0.913=9.42。28.【簡答】解釋“漂移（Drift）”與“偏差（Bias）”在計(jì)量確認(rèn)中的區(qū)別。答案：漂移是隨時(shí)間緩慢變化的系統(tǒng)性偏移，需通過周期性校準(zhǔn)修正；偏差是單次校準(zhǔn)與參考值之間的差值，用于修正當(dāng)前示值。29.【案例】某廠采用油液分析診斷泵軸承狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)Fe顆粒濃度由15ppm突升至120ppm，且PQ指數(shù)>5000，應(yīng)給出何種維護(hù)建議？答案：立即安排停機(jī)檢查軸承，已出現(xiàn)嚴(yán)重疲勞剝落，繼續(xù)運(yùn)行將導(dǎo)致抱軸。五、先進(jìn)控制與優(yōu)化30.【單選】某多變量預(yù)測控制器采用階躍響應(yīng)模型，若模型時(shí)域N=60，采樣周期Ts=2min，則模型可覆蓋的動(dòng)態(tài)時(shí)間為（）。A.60minB.120minC.30minD.180min答案：B解析：覆蓋時(shí)間=N×Ts=120min。31.【多選】下列屬于魯棒PIDtuning方法的有（）。A.ZieglerNicholsB.LambdaC.TyreusLuybenD.SkogestadIMC答案：B、D解析：Lambda與SkogestadIMC明確考慮模型誤差，ZN與TL基于臨界振蕩，無魯棒性指標(biāo)。32