(2025年)自動(dòng)化中級(jí)工試卷(儀表類)題附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.某壓力測量系統(tǒng)中，被測介質(zhì)為腐蝕性氣體，應(yīng)優(yōu)先選用的壓力儀表是（）A.彈簧管壓力表B.電容式壓力變送器C.膜盒式壓力表D.液柱式壓力計(jì)答案：B（電容式壓力變送器采用隔離膜片，適用于腐蝕性介質(zhì)）2.Pt100熱電阻在100℃時(shí)的標(biāo)稱電阻值為（）A.100ΩB.138.5ΩC.103.9ΩD.121.4Ω答案：B（Pt100分度號(hào)定義0℃為100Ω，100℃為138.5Ω）3.渦街流量計(jì)的測量原理基于（）A.伯努利方程B.卡門渦街效應(yīng)C.電磁感應(yīng)定律D.科里奧利力答案：B（流體流經(jīng)漩渦發(fā)生體時(shí)產(chǎn)生交替漩渦，頻率與流速成正比）4.雷達(dá)物位計(jì)測量液體物位時(shí)，若介質(zhì)表面有大量泡沫，可能導(dǎo)致（）A.測量值偏高B.測量值偏低C.信號(hào)衰減嚴(yán)重D.無影響答案：C（泡沫會(huì)散射雷達(dá)波，導(dǎo)致回波信號(hào)減弱）5.4-20mA電流信號(hào)傳輸時(shí)，若導(dǎo)線電阻過大，會(huì)直接影響（）A.信號(hào)精度B.傳輸距離C.抗干擾能力D.負(fù)載能力答案：D（電流信號(hào)負(fù)載能力與電源電壓和導(dǎo)線電阻相關(guān)，R總=（U電源-12V）/0.02A）6.一臺(tái)量程為0-10MPa的壓力儀表，精度等級(jí)0.5級(jí)，其最大絕對誤差為（）A.±0.05MPaB.±0.1MPaC.±0.5MPaD.±0.025MPa答案：A（最大絕對誤差=量程×精度等級(jí)%=10×0.5%=0.05MPa）7.HART協(xié)議通信中，數(shù)字信號(hào)疊加在（）A.220V交流電源B.4-20mA電流信號(hào)C.1-5V電壓信號(hào)D.脈沖信號(hào)答案：B（HART采用FSK調(diào)制，數(shù)字信號(hào)疊加在4-20mA模擬信號(hào)上）8.防爆標(biāo)志“ExdIIBT3”中，“T3”表示（）A.防爆類型為隔爆型B.氣體組別為IIBC.最高表面溫度不超過200℃D.適用爆炸性氣體環(huán)境答案：C（T3對應(yīng)最高表面溫度200℃，T4為135℃，T5為100℃）9.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開式結(jié)構(gòu)是指（）A.無氣壓時(shí)閥門全開B.氣壓增大時(shí)閥門關(guān)閉C.無氣壓時(shí)閥門全關(guān)D.氣壓與開度無關(guān)答案：C（氣開式：輸入氣壓增大，閥門開度增大；無信號(hào)時(shí)關(guān)閉）10.智能儀表的自診斷功能不包括（）A.傳感器故障檢測B.通信中斷報(bào)警C.歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)D.電源電壓異常提示答案：C（歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)屬于數(shù)據(jù)記錄功能，非自診斷）11.電磁流量計(jì)不能測量的介質(zhì)是（）A.污水B.海水C.汽油D.酸溶液答案：C（電磁流量計(jì)要求介質(zhì)電導(dǎo)率≥5μS/cm，汽油電導(dǎo)率極低）12.熱電阻測溫時(shí)，采用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.增加抗干擾能力答案：A（三線制可抵消導(dǎo)線電阻對測量結(jié)果的影響）13.某溫度變送器輸入范圍0-100℃，輸出4-20mA，當(dāng)輸入50℃時(shí)，理論輸出為（）A.12mAB.10mAC.16mAD.8mA答案：A（(50-0)/(100-0)=(I-4)/(20-4)→I=12mA）14.儀表接地時(shí)，保護(hù)接地與信號(hào)接地應(yīng)（）A.共用同一接地體B.分開接地C.接地電阻≥10ΩD.無需接地答案：A（工業(yè)儀表通常要求保護(hù)接地與信號(hào)接地共地，接地電阻≤4Ω）15.超聲波物位計(jì)測量固體顆粒料位時(shí)，可能出現(xiàn)的主要問題是（）A.粉塵散射聲波B.溫度影響聲速C.料面傾斜D.以上都是答案：D（粉塵、溫度、料面形態(tài)均會(huì)影響超聲波測量）16.壓力開關(guān)的切換差是指（）A.設(shè)定值與復(fù)位值的差值B.最大工作壓力與最小工作壓力的差值C.量程上限與下限的差值D.輸出信號(hào)的波動(dòng)范圍答案：A（切換差=動(dòng)作壓力-復(fù)位壓力）17.工業(yè)現(xiàn)場儀表抗電磁干擾的有效措施是（）A.增加導(dǎo)線長度B.采用屏蔽電纜并單端接地C.提高信號(hào)電壓D.不接地答案：B（屏蔽電纜單端接地可抑制電磁耦合干擾）18.校驗(yàn)差壓變送器時(shí)，需模擬的輸入信號(hào)是（）A.溫度信號(hào)B.差壓信號(hào)C.流量信號(hào)D.壓力信號(hào)答案：B（差壓變送器輸入為兩側(cè)壓力差）19.某智能儀表顯示“LO”故障代碼，可能原因是（）A.輸入信號(hào)超限低B.電源電壓過高C.通信中斷D.傳感器短路答案：A（“LO”通常表示輸入低于量程下限）20.調(diào)節(jié)閥的流量特性中，等百分比特性適用于（）A.負(fù)荷變化小的系統(tǒng)B.負(fù)荷變化大的系統(tǒng)C.要求線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)D.高壓差場合答案：B（等百分比特性在小開度時(shí)調(diào)節(jié)靈敏，大開度時(shí)平緩，適合負(fù)荷變化大的系統(tǒng)）二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.儀表的精度等級(jí)越高，測量誤差越小。（）答案：√（精度等級(jí)數(shù)值越小，最大引用誤差越?。?.熱電偶測溫時(shí)，補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是延長熱電極。（）答案：×（補(bǔ)償導(dǎo)線用于將冷端延伸至溫度穩(wěn)定的控制室，材質(zhì)與熱電極不同）3.轉(zhuǎn)子流量計(jì)必須垂直安裝，流體自下而上流動(dòng)。（）答案：√（轉(zhuǎn)子靠流體浮力和重力平衡，垂直安裝是基本要求）4.壓力變送器的輸出信號(hào)與被測壓力成線性關(guān)系。（）答案：√（壓力變送器通常采用線性轉(zhuǎn)換電路）5.雷達(dá)物位計(jì)可以測量真空容器內(nèi)的物位。（）答案：√（雷達(dá)波傳播無需介質(zhì)，可用于真空環(huán)境）6.智能儀表支持?jǐn)?shù)字通信，因此無需校準(zhǔn)。（）答案：×（智能儀表仍需定期校準(zhǔn)，數(shù)字通信不替代量值溯源）7.防爆儀表在爆炸危險(xiǎn)區(qū)域使用時(shí)，可隨意開蓋維修。（）答案：×（必須斷電并確認(rèn)無爆炸危險(xiǎn)后才能開蓋）8.電磁流量計(jì)的測量管必須滿管，否則測量誤差大。（）答案：√（不滿管時(shí)，電極與介質(zhì)接觸面積變化，影響信號(hào)）9.熱電阻的測量電路中，惠斯通電橋用于將電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。（）答案：√（熱電阻通常接入惠斯通電橋進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換）10.氣動(dòng)執(zhí)行器的氣源壓力越高，調(diào)節(jié)速度越快，因此應(yīng)盡量提高氣源壓力。（）答案：×（氣源壓力需符合執(zhí)行器額定范圍，過高可能損壞膜片）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述差壓式流量計(jì)的組成及工作原理。答案：組成：節(jié)流裝置（如孔板、噴嘴）、差壓變送器、顯示儀表。工作原理：流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，流速增加，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，通過測量差壓并經(jīng)開方運(yùn)算得到流量。2.溫度變送器校準(zhǔn)的主要步驟有哪些？答案：（1）準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：恒溫槽（或干體爐）、標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)、萬用表；（2）通電預(yù)熱30分鐘；（3）輸入標(biāo)準(zhǔn)溫度點(diǎn)（如0℃、50℃、100℃），記錄變送器輸出電流；（4）計(jì)算各點(diǎn)誤差（實(shí)際輸出-理論輸出）；（5）調(diào)整零點(diǎn)（0℃對應(yīng)4mA）和量程（100℃對應(yīng)20mA）；（6）重復(fù)校準(zhǔn)至誤差符合精度要求；（7）記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并出具報(bào)告。3.智能儀表相比傳統(tǒng)模擬儀表有哪些主要特點(diǎn)？答案：（1）數(shù)字化處理：采用微處理器，信號(hào)精度高；（2）多功能性：集成顯示、報(bào)警、計(jì)算等功能；（3）通信功能：支持HART、Modbus等協(xié)議，可遠(yuǎn)程配置；（4）自診斷：能檢測傳感器故障、電源異常等；（5）自適應(yīng)：可根據(jù)工況自動(dòng)調(diào)整參數(shù)；（6）存儲(chǔ)功能：記錄歷史數(shù)據(jù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)分析。4.防爆儀表選型需考慮哪些關(guān)鍵因素？答案：（1）爆炸危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)（0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)）；（2）爆炸性氣體組別（IIA、IIB、IIC，IIC防爆要求最高）；（3）氣體溫度組別（T1-T6，對應(yīng)氣體點(diǎn)燃溫度）；（4）環(huán)境條件（溫度、濕度、腐蝕性）；（5）儀表功能要求（量程、精度、輸出信號(hào)）；（6）防爆型式（隔爆型“d”、本安型“i”等）。5.儀表信號(hào)干擾的主要來源及抗干擾措施有哪些？答案：干擾來源：電磁輻射（如電機(jī)、變頻器）、地電位差、線路耦合（電容/電感耦合）、電源波動(dòng)?？垢蓴_措施：（1）屏蔽：信號(hào)電纜采用屏蔽層并單端接地；（2）接地：儀表系統(tǒng)單點(diǎn)接地，接地電阻≤4Ω；（3）隔離：使用信號(hào)隔離器，切斷地環(huán)路；（4）濾波：在電源或信號(hào)端加濾波電路；（5）布線：強(qiáng)電與弱電電纜分開敷設(shè)，避免平行走線；（6）選用雙絞線：減少電磁感應(yīng)干擾。四、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.一臺(tái)量程為0-6MPa的壓力變送器，精度等級(jí)0.2級(jí)，現(xiàn)測量4MPa的壓力，求其最大絕對誤差和測量時(shí)的相對誤差。答案：最大絕對誤差=量程×精度等級(jí)%=6×0.2%=0.012MPa；相對誤差=（最大絕對誤差/測量值）×100%=（0.012/4）×100%=0.3%。2.某Pt100熱電阻在0℃時(shí)電阻為100Ω，100℃時(shí)為138.5Ω，測得其電阻值為119.25Ω，求此時(shí)的溫度（假設(shè)電阻與溫度呈線性關(guān)系）。答案：溫度系數(shù)α=(138.5-100)/(100-0)=0.385Ω/℃；溫度t=(R-R0)/α=(119.25-100)/0.385=19.25/0.385=50℃。3.某氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥用于輸送水（密度1000kg/m3），閥前后壓差為0.3MPa，流量要求為60m3/h，計(jì)算該閥的流量系數(shù)Cv（公式：Cv=Q×√(ρ)/(√(ΔP×100))，其中ΔP單位為bar，1MPa=10bar）。答案：ΔP=0.3MPa=3bar；代入公式：Cv=60×√1000/√(3×100)=60×31.62/√300≈60×31.62/17.32≈60×1.826≈109.56，取Cv=110。五、綜合分析題（每題8分，共16分）1.某車間溫度控制系統(tǒng)（Pt100熱電阻+溫度變送器+PID控制器+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥+加熱爐）出現(xiàn)溫度波動(dòng)大，試分析可能的原因及排查步驟。答案：可能原因：（1）Pt100接線松動(dòng)或氧化，導(dǎo)致信號(hào)波動(dòng)；（2）溫度變送器零點(diǎn)漂移，輸出信號(hào)不穩(wěn)定；（3）PID參數(shù)設(shè)置不當(dāng)（如比例帶過小、積分時(shí)間過短）；（4）電動(dòng)調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏或閥桿卡澀，無法穩(wěn)定調(diào)節(jié)流量；（5）加熱爐熱慣性大，滯后時(shí)間長，系統(tǒng)響應(yīng)慢；（6）現(xiàn)場存在干擾（如變頻器電磁干擾）影響信號(hào)傳輸。排查步驟：（1）用萬用表測量Pt100電阻值，檢查接線是否牢固；（2）校準(zhǔn)溫度變送器，確認(rèn)輸出是否線性；（3）觀察PID輸出信號(hào)是否穩(wěn)定，調(diào)整參數(shù)（增大比例帶、延長積分時(shí)間）；（4）手動(dòng)操作調(diào)節(jié)閥，檢查動(dòng)作是否靈活，關(guān)閉時(shí)是否有泄漏；（5）檢查加熱爐保溫層是否損壞，減少熱損失；（6）使用示波器檢測信號(hào)線路，確認(rèn)是否存在干擾，增加屏蔽措施。2.現(xiàn)場一臺(tái)智能壓力變送器（4-20mA輸出）無信號(hào)輸出，如何進(jìn)行故障排查？答案：排查步驟：（1）檢查電源：用萬用表測量供電電壓是否為24VDC（正常范圍21-28V）；（2）檢查接線：確