熱工儀表檢修模擬練習(xí)題+參考答案一、填空題（每題2分，共20分）1.熱電偶的工作原理基于________效應(yīng)，其熱電勢(shì)由________電勢(shì)和________電勢(shì)組成。2.熱電阻常用的材料有________和________，其中________的溫度系數(shù)更大，適用于高精度測(cè)量。3.壓力變送器的零點(diǎn)遷移分為_(kāi)_______遷移和________遷移，當(dāng)測(cè)量介質(zhì)為液體且取壓點(diǎn)低于儀表安裝位置時(shí)，需進(jìn)行________遷移。4.電磁流量計(jì)的測(cè)量原理是________定律，其傳感器必須保證測(cè)量管內(nèi)________，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差。5.差壓式流量計(jì)的流量計(jì)算公式為_(kāi)_______，其中α為_(kāi)_______，ε為_(kāi)_______。6.浮筒液位計(jì)的測(cè)量原理基于________定律，其輸出信號(hào)與液位的關(guān)系為_(kāi)_______（線性/非線性）。7.DCS系統(tǒng)中AI卡件的常見(jiàn)類(lèi)型有________、________和________，分別用于接收不同信號(hào)類(lèi)型的輸入。8.執(zhí)行器按驅(qū)動(dòng)方式可分為_(kāi)_______、________和________三類(lèi)，其中________執(zhí)行器適用于防爆場(chǎng)合。9.熱工儀表校驗(yàn)的基本誤差是指________，回差是指________。10.熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是________，其材料應(yīng)與熱電偶的________部分一致。二、選擇題（每題3分，共30分）1.測(cè)量鍋爐主蒸汽溫度（約540℃）時(shí)，應(yīng)選用（）熱電偶。A.S型（鉑銠10-鉑）B.K型（鎳鉻-鎳硅）C.E型（鎳鉻-銅鎳）D.T型（銅-銅鎳）2.某熱電阻分度號(hào)為Pt100，0℃時(shí)電阻為100Ω，100℃時(shí)電阻約為（）。A.138.5ΩB.148.5ΩC.128.5ΩD.118.5Ω3.壓力變送器校驗(yàn)時(shí)，若輸入4mA對(duì)應(yīng)0kPa，20mA對(duì)應(yīng)100kPa，當(dāng)輸入50kPa時(shí)，理想輸出應(yīng)為（）。A.8mAB.12mAC.16mAD.20mA4.電磁流量計(jì)安裝時(shí)，傳感器上游直管段長(zhǎng)度應(yīng)至少為（）倍管徑，下游直管段長(zhǎng)度應(yīng)至少為（）倍管徑。A.5，3B.10，5C.15，10D.20，155.浮筒液位計(jì)測(cè)量密度為0.8g/cm3的液體時(shí)，若浮筒長(zhǎng)度為500mm，浮筒重量為0.5kg，當(dāng)液位為100%時(shí)，浮筒受到的浮力為（）。A.0.392NB.3.92NC.39.2ND.392N6.DCS系統(tǒng)中，某AI卡件輸入信號(hào)為4-20mA，若現(xiàn)場(chǎng)變送器輸出為12mA，經(jīng)卡件轉(zhuǎn)換后對(duì)應(yīng)的數(shù)字量（假設(shè)量程為0-32000）約為（）。A.8000B.16000C.24000D.320007.氣動(dòng)執(zhí)行器的氣源壓力通常為（）。A.0.1-0.2MPaB.0.2-0.4MPaC.0.4-0.6MPaD.0.6-0.8MPa8.某溫度顯示儀表出現(xiàn)跳變，可能的原因不包括（）。A.熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線接觸不良B.熱電阻接線端子松動(dòng)C.DCS卡件通道故障D.被測(cè)介質(zhì)溫度穩(wěn)定9.校驗(yàn)差壓變送器時(shí)，若正壓室漏壓，會(huì)導(dǎo)致（）。A.輸出偏大B.輸出偏小C.無(wú)輸出D.輸出波動(dòng)10.以下關(guān)于熱工儀表接地的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）。A.信號(hào)屏蔽層應(yīng)單端接地B.保護(hù)接地與信號(hào)接地可共用同一接地體C.接地電阻應(yīng)小于4ΩD.儀表外殼接地屬于保護(hù)接地三、判斷題（每題2分，共20分）1.熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)哪康氖窍涠藴囟茸兓瘜?duì)測(cè)量的影響。（）2.熱電阻測(cè)量回路中，三線制接法可以消除導(dǎo)線電阻的影響。（）3.壓力變送器的量程調(diào)整會(huì)影響零點(diǎn)，零點(diǎn)調(diào)整不會(huì)影響量程。（）4.電磁流量計(jì)可以測(cè)量氣體流量。（）5.差壓式流量計(jì)的孔板應(yīng)安裝在直管段的上游側(cè)，銳角面朝向流體來(lái)流方向。（）6.浮筒液位計(jì)的測(cè)量精度與被測(cè)液體的密度無(wú)關(guān)。（）7.DCS系統(tǒng)中，AO卡件輸出信號(hào)為4-20mA時(shí)，其負(fù)載電阻一般不超過(guò)500Ω。（）8.電動(dòng)執(zhí)行器的伺服放大器故障會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行器無(wú)法動(dòng)作。（）9.校驗(yàn)熱工儀表時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)器的精度應(yīng)至少比被校儀表高2個(gè)等級(jí)。（）10.熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接時(shí)，正負(fù)極可以互換。（）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述熱電阻的校驗(yàn)步驟（以Pt100為例，使用恒溫槽和萬(wàn)用表）。2.壓力變送器出現(xiàn)“輸出信號(hào)偏高”故障時(shí)，應(yīng)如何排查？3.電磁流量計(jì)投運(yùn)前需要檢查哪些內(nèi)容？4.簡(jiǎn)述DCS系統(tǒng)AI卡件的校驗(yàn)方法（以4-20mA輸入卡件為例）。五、實(shí)操題（10分）某電廠需校驗(yàn)一臺(tái)量程為0-1.6MPa的壓力變送器（輸出4-20mA），請(qǐng)寫(xiě)出詳細(xì)的校驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。六、故障分析題（20分）某鍋爐省煤器入口溫度測(cè)點(diǎn)（K型熱電偶，配補(bǔ)償導(dǎo)線，DCS顯示）出現(xiàn)以下現(xiàn)象：-DCS畫(huà)面顯示溫度值波動(dòng)大（±15℃），且與相鄰測(cè)點(diǎn)偏差超過(guò)30℃；-現(xiàn)場(chǎng)用萬(wàn)用表測(cè)量熱電偶輸出電勢(shì)，發(fā)現(xiàn)數(shù)值不穩(wěn)定；-檢查補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶接線端子，無(wú)松動(dòng)；-測(cè)量DCS卡件通道電壓信號(hào)，波動(dòng)與顯示值一致。請(qǐng)分析可能的故障原因，并提出排查步驟。參考答案一、填空題1.塞貝克；接觸；溫差2.鉑（Pt）；銅（Cu）；鉑3.正；負(fù)；正4.法拉第電磁感應(yīng)；充滿(mǎn)被測(cè)介質(zhì)5.\(q_v=\alpha\varepsilonA\sqrt{\frac{2\Deltap}{\rho}}\)；流量系數(shù)；可膨脹性系數(shù)6.阿基米德；線性7.毫伏型（mV）；電阻型（RTD）；電流型（mA）8.氣動(dòng)；電動(dòng)；液動(dòng)；氣動(dòng)9.儀表在全量程范圍內(nèi)各點(diǎn)示值誤差的最大值；同一輸入信號(hào)正反行程輸出的最大差值10.將熱電偶冷端延伸至溫度穩(wěn)定的控制室；熱電特性二、選擇題1.A（S型熱電偶最高使用溫度可達(dá)1600℃，適用于高溫測(cè)量）2.A（Pt100的分度表中，100℃時(shí)電阻約為138.5Ω）3.B（50kPa為量程的50%，對(duì)應(yīng)輸出4+16×50%=12mA）4.B（電磁流量計(jì)要求上游10倍管徑、下游5倍管徑的直管段）5.B（浮力=密度×體積×重力加速度=0.8×103kg/m3×(0.5m×πr2)×9.8N/kg，但浮筒體積=長(zhǎng)度×橫截面積，假設(shè)橫截面積為S，浮力=0.8×103×0.5×S×9.8=3920S；浮筒重量=0.5kg×9.8=4.9N，當(dāng)液位100%時(shí)，浮力=排開(kāi)液體重量=0.8×103×0.5×S×9.8=3920S。若浮筒重量為0.5kg（即4.9N），則浮力應(yīng)等于排開(kāi)液體的重量，計(jì)算得3.92N為合理值）6.B（12mA為量程的50%，對(duì)應(yīng)32000×50%=16000）7.C（氣動(dòng)執(zhí)行器標(biāo)準(zhǔn)氣源壓力為0.4-0.6MPa）8.D（被測(cè)介質(zhì)溫度穩(wěn)定時(shí)，顯示應(yīng)穩(wěn)定，跳變與介質(zhì)無(wú)關(guān)）9.A（正壓室漏壓會(huì)導(dǎo)致實(shí)際差壓小于輸入差壓，輸出信號(hào)偏大）10.B（保護(hù)接地與信號(hào)接地應(yīng)分開(kāi)，避免干擾）三、判斷題1.√（冷端溫度補(bǔ)償通過(guò)電路或計(jì)算修正冷端溫度變化的影響）2.√（三線制通過(guò)平衡導(dǎo)線電阻，消除其對(duì)測(cè)量的影響）3.×（量程調(diào)整會(huì)改變斜率，可能影響零點(diǎn)；零點(diǎn)調(diào)整改變截距，不影響量程）4.×（電磁流量計(jì)只能測(cè)量導(dǎo)電液體，不能測(cè)氣體）5.√（孔板銳角面應(yīng)朝向流體，確保差壓準(zhǔn)確）6.×（浮筒液位計(jì)的輸出與液體密度直接相關(guān)，密度變化需重新標(biāo)定）7.√（4-20mA信號(hào)的負(fù)載電阻一般不超過(guò)500Ω，否則會(huì)導(dǎo)致電壓不足）8.√（伺服放大器是電動(dòng)執(zhí)行器的控制核心，故障會(huì)導(dǎo)致無(wú)法動(dòng)作）9.√（標(biāo)準(zhǔn)器精度需至少高2個(gè)等級(jí)，以保證校驗(yàn)準(zhǔn)確性）10.×（熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)極必須對(duì)應(yīng)，否則會(huì)導(dǎo)致熱電勢(shì)抵消）四、簡(jiǎn)答題1.熱電阻校驗(yàn)步驟：①準(zhǔn)備設(shè)備：恒溫槽、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻（精度0.01級(jí)）、萬(wàn)用表（精度0.05級(jí)）、導(dǎo)線等；②連接線路：將被校Pt100和標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻同時(shí)插入恒溫槽，采用三線制接法接入萬(wàn)用表；③升溫校驗(yàn)：將恒溫槽溫度穩(wěn)定在0℃、50℃、100℃（覆蓋量程），每個(gè)溫度點(diǎn)穩(wěn)定10分鐘；④測(cè)量記錄：分別測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻和被校電阻的阻值，計(jì)算被校電阻的實(shí)際值與分度表理論值的偏差；⑤誤差計(jì)算：基本誤差=（被校值-理論值）/量程×100%，應(yīng)不超過(guò)儀表精度等級(jí)；⑥結(jié)果判定：若誤差符合要求，標(biāo)記“合格”；否則需調(diào)整或更換。2.壓力變送器輸出偏高排查步驟：①檢查輸入壓力：用標(biāo)準(zhǔn)壓力表測(cè)量實(shí)際壓力，確認(rèn)是否與變送器輸入一致；②檢查零點(diǎn)：關(guān)閉取壓閥，打開(kāi)平衡閥，確認(rèn)零點(diǎn)輸出是否為4mA（或?qū)?yīng)下限值）；③檢查量程：輸入滿(mǎn)量程壓力，確認(rèn)輸出是否為20mA（或?qū)?yīng)上限值），若超差需重新標(biāo)定；④檢查線路：用萬(wàn)用表測(cè)量回路電流，確認(rèn)是否存在導(dǎo)線短路或干擾（如電磁干擾導(dǎo)致電流增大）；⑤檢查膜片：拆檢變送器膜片，確認(rèn)是否有變形、堵塞（如被測(cè)介質(zhì)結(jié)晶導(dǎo)致膜片受壓增大）；⑥檢查DCS設(shè)置：確認(rèn)卡件量程設(shè)置與變送器量程一致，避免因量程設(shè)置錯(cuò)誤導(dǎo)致顯示偏高。3.電磁流量計(jì)投運(yùn)前檢查內(nèi)容：①安裝檢查：確認(rèn)傳感器與管道同軸，法蘭密封良好，無(wú)泄漏；上游直管段長(zhǎng)度符合要求（≥10D），下游≥5D；②接地檢查：傳感器接地端子與管道接地連接，接地電阻≤4Ω，避免電磁干擾；③介質(zhì)檢查：確認(rèn)管道內(nèi)充滿(mǎn)被測(cè)介質(zhì)（無(wú)氣泡），介質(zhì)電導(dǎo)率符合要求（≥5μS/cm）；④線路檢查：信號(hào)電纜與電源電纜分開(kāi)敷設(shè)，屏蔽層單端接地；檢查轉(zhuǎn)換器與傳感器接線是否正確；⑤通電測(cè)試：接通電源，觀察轉(zhuǎn)換器顯示是否正常（如空管報(bào)警是否消除，流量示值是否穩(wěn)定）；⑥零點(diǎn)校準(zhǔn)：管道內(nèi)介質(zhì)靜止時(shí)，進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)，確保無(wú)干擾信號(hào)影響。4.DCS系統(tǒng)AI卡件校驗(yàn)方法（4-20mA輸入）：①準(zhǔn)備設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)電流源（精度0.05級(jí)）、萬(wàn)用表、信號(hào)發(fā)生器；②斷開(kāi)連接：將卡件從系統(tǒng)中拔出（或斷開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)），接入標(biāo)準(zhǔn)電流源；③輸入信號(hào)：分別輸入4mA（0%）、8mA（25%）、12mA（50%）、16mA（75%）、20mA（100%）；④讀取數(shù)值：通過(guò)DCS工程師站讀取卡件轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量（如0-32000），記錄每個(gè)點(diǎn)的實(shí)際值；⑤計(jì)算誤差：基本誤差=（實(shí)際數(shù)字量-理論數(shù)字量）/滿(mǎn)量程×100%，應(yīng)≤卡件精度（如0.1%）；⑥檢查線性度：各點(diǎn)誤差應(yīng)均勻分布，無(wú)明顯非線性偏差；⑦恢復(fù)連接：校驗(yàn)合格后，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)接線，測(cè)試實(shí)際信號(hào)輸入是否正常。五、實(shí)操題（壓力變送器校驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)）校驗(yàn)步驟：1.準(zhǔn)備工具：標(biāo)準(zhǔn)壓力源（如活塞式壓力計(jì)，精度0.05級(jí)）、標(biāo)準(zhǔn)電流表（0.05級(jí)）、萬(wàn)用表、螺絲刀、記錄表格。2.連接設(shè)備：將壓力變送器正壓室與壓力源出口連接，負(fù)壓室通大氣（表壓測(cè)量）；電流表串聯(lián)在變送器輸出回路（或使用萬(wàn)用表電流檔）。3.通電預(yù)熱：接通24VDC電源，預(yù)熱15分鐘，確保儀表穩(wěn)定。4.零點(diǎn)調(diào)整：關(guān)閉壓力源，緩慢泄壓至0MPa，觀察電流表輸出是否為4mA±0.08mA（0.5級(jí)儀表允許誤差）。若偏差超范圍，調(diào)節(jié)變送器零點(diǎn)電位器（或通過(guò)手操器調(diào)整）。5.量程調(diào)整：緩慢加壓至1.6MPa（滿(mǎn)量程），穩(wěn)定2分鐘后觀察輸出是否為20mA±0.32mA。若偏差超范圍，調(diào)節(jié)量程電位器（或手操器），注意量程調(diào)整可能影響零點(diǎn)，需反復(fù)校準(zhǔn)至零點(diǎn)和量程均符合要求。6.基本誤差測(cè)試：分別輸入0MPa（0%）、0.4MPa（25%）、0.8MPa（50%）、1.2MPa（75%）、1.6MPa（100%），每個(gè)點(diǎn)正行程（升壓）和反行程（降壓）各測(cè)一次，記錄電流表輸出值。7.計(jì)算誤差：-基本誤差=（實(shí)際輸出-理論輸出）/（20mA-4mA）×100%；-回差=同一輸入點(diǎn)正反行程輸出的最大差值；-需滿(mǎn)足儀表精度等級(jí)（如0.5級(jí)儀表基本誤差≤±0.5%，回差≤0.5%）。8.密封性檢查：加壓至1.6MPa，關(guān)閉壓力源，觀察10分鐘內(nèi)壓力下降是否≤1%量程（0.016MPa），確認(rèn)無(wú)泄漏。9.記錄結(jié)果：填寫(xiě)校驗(yàn)報(bào)告，包括儀表型號(hào)、量程、精度、校驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)論（合格/不合格）。注意事項(xiàng)：-壓力源升壓/降壓應(yīng)緩慢，避免超壓損壞變送器膜片；-校驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)符合儀表要求（通常20±5℃），避免溫度漂移影響；-電流表需串聯(lián)在回路中，確保測(cè)量準(zhǔn)確；-若使用手操器校準(zhǔn)，需確認(rèn)通訊協(xié)議匹配（如HART協(xié)議），并備份儀表參數(shù)；-校驗(yàn)后需恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)安裝，確保取壓閥、排污閥狀態(tài)正確，避免介質(zhì)泄漏。六、故障分析題可能的故障原因：1.熱電偶內(nèi)部故障：熱電偶絲氧化、斷裂或局部短路，導(dǎo)致熱電勢(shì)輸出不穩(wěn)定；2.補(bǔ)償導(dǎo)線故障：補(bǔ)償導(dǎo)線絕緣層破損，引起信號(hào)干擾（如接地或與動(dòng)力線并行導(dǎo)致電磁干擾）；3.接線盒進(jìn)水或受潮：接線盒密封不良，雨水或蒸汽進(jìn)入導(dǎo)致接線端子間漏電，熱電勢(shì)被分流；4.熱電偶安裝問(wèn)題：熱電偶插入深度不足（未完全接觸被測(cè)介質(zhì)），或保護(hù)套管結(jié)垢（熱阻增大），導(dǎo)致測(cè)量滯后、波動(dòng)；5.DCS卡件故障：卡件通道老化或?yàn)V波參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，無(wú)法有效抑制干擾信號(hào)；6.現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾：附近有大功率電機(jī)、變頻器等設(shè)備，產(chǎn)生電磁輻射干擾信號(hào)回路。排查步驟：1.檢查熱電偶本體：-拆卸熱電偶，觀察外觀是否有氧化、斷裂（如K型熱電偶鎳鉻絲易氧化變脆）；-用萬(wàn)用表測(cè)量熱電偶電阻（正常K型熱電偶電阻約幾歐姆），若電阻無(wú)窮大或不穩(wěn)定，說(shuō)明內(nèi)部斷路或接觸不良；-用高溫爐模擬實(shí)際溫度（如300℃），測(cè)量熱電勢(shì)是否穩(wěn)定（參考K型分度表，300℃時(shí)熱電勢(shì)約12.209mV）。2.檢查補(bǔ)償導(dǎo)線：-斷開(kāi)DCS端補(bǔ)償導(dǎo)線，用萬(wàn)用表測(cè)量導(dǎo)線通斷（正常電阻≤1Ω），若電阻過(guò)大或不穩(wěn)定，說(shuō)明導(dǎo)線斷裂或接觸不良；-測(cè)量導(dǎo)線絕緣電阻（用500V兆歐表），應(yīng)≥