2025年高級化工儀表維修工理論知識試題庫及答案一、選擇題1.以下哪種儀表不屬于溫度測量儀表（）A.熱電偶B.熱電阻C.壓力變送器D.雙金屬溫度計答案：C。壓力變送器是用于測量壓力的儀表，而熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計都是常見的溫度測量儀表。熱電偶利用熱電效應測量溫度；熱電阻通過電阻隨溫度變化的特性來測量溫度；雙金屬溫度計基于兩種不同膨脹系數的金屬片受熱變形來指示溫度。2.差壓式流量計的節(jié)流裝置中，最常用的是（）A.孔板B.噴嘴C.文丘里管D.均速管答案：A?？装迨遣顗菏搅髁坑嫻?jié)流裝置中最常用的，它結構簡單、制造方便、成本較低，應用廣泛。噴嘴和文丘里管也用于差壓式流量測量，但相對孔板來說，其制造工藝要求較高，成本也相對較高。均速管也是一種流量測量元件，但它不屬于節(jié)流裝置。3.調節(jié)閥的流量特性中，等百分比特性是指（）A.相對流量與相對行程成線性關系B.相對流量的變化率與相對行程成正比C.相對流量的變化率與相對行程成反比D.相對流量與相對行程成對數關系答案：B。等百分比特性調節(jié)閥的特點是相對流量的變化率與相對行程成正比，即調節(jié)閥在小開度時，流量變化較小；在大開度時，流量變化較大。線性特性是相對流量與相對行程成線性關系。而C選項的描述是錯誤的，D選項也不符合等百分比特性的定義。4.用于測量液體液位的儀表中，不能用于測量敞口容器液位的是（）A.差壓式液位計B.浮球液位計C.電容式液位計D.雷達液位計答案：A。差壓式液位計測量敞口容器液位時，需要將差壓變送器的低壓側通大氣。如果是密閉容器，可通過測量容器內液體上下部的壓力差來計算液位。浮球液位計、電容式液位計和雷達液位計都可以用于敞口容器液位的測量。浮球液位計利用浮球隨液位升降來測量液位；電容式液位計根據電容值隨液位變化的原理工作；雷達液位計通過發(fā)射和接收雷達波來測量液位。5.儀表的精度等級是指儀表的（）A.最大相對誤差B.允許誤差C.引用誤差D.基本誤差答案：C。儀表的精度等級是根據儀表的引用誤差來劃分的。引用誤差是指絕對誤差與儀表量程之比的百分數。最大相對誤差是指測量值的絕對誤差與被測量的真值之比的百分數；允許誤差是指儀表在規(guī)定的正常工作條件下所允許的最大誤差；基本誤差是指儀表在規(guī)定的正常工作條件下的誤差。6.熱電阻三線制接法的主要目的是（）A.提高測量精度B.減小環(huán)境溫度的影響C.便于信號傳輸D.降低成本答案：A。熱電阻三線制接法可以消除連接導線電阻變化對測量結果的影響，從而提高測量精度。當采用三線制時，測量電橋的兩個橋臂分別連接兩根導線，導線電阻的變化對電橋平衡的影響可以相互抵消。減小環(huán)境溫度的影響并不是三線制接法的主要目的；三線制接法在信號傳輸方面并沒有特別的優(yōu)勢；也不會降低成本，反而可能會增加一些導線成本。7.氣動調節(jié)閥的氣開、氣關選擇原則主要是根據（）A.工藝生產的安全要求B.調節(jié)閥的流量特性C.調節(jié)閥的口徑大小D.氣源壓力的大小答案：A。氣動調節(jié)閥氣開、氣關的選擇主要依據工藝生產的安全要求。當氣源中斷時，氣開閥關閉，氣關閥打開。在一些工藝過程中，如介質為易燃易爆物質，為了防止泄漏，應選擇氣開閥；而在一些需要緊急放空的場合，應選擇氣關閥。調節(jié)閥的流量特性與氣開、氣關選擇無關；調節(jié)閥的口徑大小是根據流量等工藝參數確定的；氣源壓力的大小主要影響調節(jié)閥的動作，但不是氣開、氣關選擇的主要原則。8.以下哪種傳感器可用于測量物體的位移（）A.壓力傳感器B.溫度傳感器C.光電傳感器D.濕度傳感器答案：C。光電傳感器可以通過檢測物體對光的遮擋或反射來測量物體的位移。壓力傳感器用于測量壓力；溫度傳感器用于測量溫度；濕度傳感器用于測量濕度。它們都不能直接測量物體的位移。9.可編程邏輯控制器（PLC）的編程語言中，最常用的是（）A.梯形圖B.指令表C.功能塊圖D.結構化文本答案：A。梯形圖是PLC最常用的編程語言，它形象直觀，類似于繼電器控制電路，易于理解和掌握，對于熟悉電氣控制的人員來說很容易上手。指令表是一種文本形式的編程語言，相對較抽象；功能塊圖是一種圖形化的編程語言，常用于復雜的控制功能；結構化文本類似于高級編程語言，使用相對較少。10.測量儀表的靈敏度是指（）A.儀表輸出變化量與輸入變化量之比B.儀表的測量范圍C.儀表的精度等級D.儀表的響應時間答案：A。測量儀表的靈敏度定義為儀表輸出變化量與輸入變化量之比。它反映了儀表對被測量變化的敏感程度。儀表的測量范圍是指儀表能夠測量的被測量的最小值到最大值的區(qū)間；精度等級是根據引用誤差劃分的；響應時間是指儀表從輸入信號變化到輸出信號達到穩(wěn)定值所需的時間。二、判斷題1.熱電偶的熱電勢大小只與熱端和冷端的溫度有關，與熱電偶的材料無關。（×）答案解析：熱電偶的熱電勢大小不僅與熱端和冷端的溫度有關，還與熱電偶的材料密切相關。不同材料的熱電偶具有不同的熱電特性，在相同的溫度差下，產生的熱電勢是不同的。2.壓力變送器的輸出信號一定是4-20mA電流信號。（×）答案解析：壓力變送器的輸出信號有多種形式，常見的有4-20mA電流信號、0-5V電壓信號等。不同的應用場合和用戶需求可能會選擇不同輸出信號的壓力變送器。3.調節(jié)閥的流量系數Cv值越大，說明調節(jié)閥的流通能力越強。（√）答案解析：流量系數Cv是衡量調節(jié)閥流通能力的一個重要參數。Cv值越大，表示在相同的壓力差下，調節(jié)閥能夠通過的流體流量越大，即調節(jié)閥的流通能力越強。4.電容式液位計可以測量任何導電液體的液位。（×）答案解析：電容式液位計對于導電液體的測量有一定的局限性。當液體的電導率過高時，會影響電容式液位計的測量精度，甚至可能導致測量不準確。此外，電容式液位計還受到介質介電常數變化、容器材質等因素的影響。5.儀表的回程誤差是指在相同條件下，儀表正反行程測量同一被測量時，輸出值的最大差值。（√）答案解析：回程誤差也稱為變差，它反映了儀表在正反行程中輸出特性的不一致性。在相同的測量條件下，對同一被測量進行正反行程測量，輸出值的最大差值就是回程誤差。6.熱電阻的阻值隨溫度的升高而減小。（×）答案解析：大多數熱電阻（如鉑熱電阻、銅熱電阻）的阻值隨溫度的升高而增大，具有正的溫度系數。只有少數特殊材料的熱電阻可能具有負的溫度系數，但在工業(yè)測量中應用較少。7.氣動調節(jié)閥的氣源壓力越高，調節(jié)閥的動作越靈敏。（×）答案解析：氣動調節(jié)閥的動作靈敏性不僅僅取決于氣源壓力。雖然適當提高氣源壓力可以保證調節(jié)閥有足夠的驅動力，但過高的氣源壓力可能會導致調節(jié)閥的膜片等部件損壞，而且調節(jié)閥的動作靈敏性還與閥門的結構、摩擦力等因素有關。8.光電傳感器只能用于檢測物體的有無，不能測量物體的距離。（×）答案解析：光電傳感器有多種類型，其中一些類型（如激光測距傳感器）可以通過測量光的傳播時間或相位差來精確測量物體的距離。除了檢測物體的有無外，光電傳感器在距離測量、位置檢測等方面也有廣泛的應用。9.PLC的輸入輸出模塊可以直接與現場的傳感器和執(zhí)行器連接。（√）答案解析：PLC的輸入模塊用于接收現場傳感器的信號，輸出模塊用于向現場執(zhí)行器發(fā)送控制信號。輸入輸出模塊經過專門的設計，具有一定的電氣隔離和信號處理能力，可以直接與現場的傳感器和執(zhí)行器連接。10.儀表的分辨率越高，測量精度就越高。（×）答案解析：分辨率是指儀表能夠檢測到的被測量的最小變化量，而測量精度是指測量結果與被測量真值的接近程度。分辨率高只是說明儀表能夠檢測到更微小的變化，但測量精度還受到儀表的誤差、校準等多種因素的影響。分辨率高并不一定意味著測量精度高。三、簡答題1.簡述熱電偶的工作原理。答案：熱電偶是基于熱電效應工作的。兩種不同材料的導體或半導體A和B組成一個閉合回路，當兩個接點1和2的溫度不同時（設T＞T0），在回路中就會產生電動勢，這種現象稱為熱電效應，該電動勢稱為熱電勢。熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成。接觸電勢是由于兩種不同導體的自由電子密度不同而在接觸處形成的電勢差；溫差電勢是同一導體的兩端因溫度不同而產生的電勢差。熱電偶的熱電勢大小只與組成熱電偶的材料和兩個接點的溫度有關，與熱電偶的長度、粗細無關。通過測量熱電勢的大小，就可以根據熱電偶的分度表來確定測量端的溫度。2.差壓式流量計的工作原理是什么？使用時需要注意哪些問題？答案：差壓式流量計的工作原理是基于流體流動的節(jié)流原理。當流體流經節(jié)流裝置（如孔板、噴嘴等）時，流束會在節(jié)流裝置處形成局部收縮，使流速增加，靜壓力降低，在節(jié)流裝置前后產生壓力差。根據伯努利方程和流體連續(xù)性方程，流體的流量與節(jié)流裝置前后的壓力差的平方根成正比。通過測量節(jié)流裝置前后的壓力差，就可以計算出流體的流量。使用差壓式流量計時需要注意以下問題：（1）節(jié)流裝置的安裝必須符合規(guī)定要求，包括安裝位置、直管段長度等。一般要求節(jié)流裝置前后有一定長度的直管段，以保證流體流動的穩(wěn)定性，減少測量誤差。（2）要正確選擇差壓變送器的量程，量程過小可能會導致差壓變送器過載，量程過大則會降低測量精度。（3）要注意介質的性質，如溫度、壓力、粘度、腐蝕性等。對于高溫、高壓、腐蝕性介質，需要選擇合適的節(jié)流裝置和差壓變送器材質。（4）定期對差壓式流量計進行維護和校準，檢查節(jié)流裝置是否堵塞、磨損，差壓變送器的零點和量程是否準確等。3.簡述氣動調節(jié)閥的組成和工作過程。答案：氣動調節(jié)閥主要由執(zhí)行機構和調節(jié)機構兩部分組成。執(zhí)行機構是調節(jié)閥的推動裝置，它按控制信號壓力的大小產生相應的推力，使推桿產生相應的位移，從而帶動調節(jié)機構動作。常見的執(zhí)行機構有薄膜式執(zhí)行機構和活塞式執(zhí)行機構。調節(jié)機構是調節(jié)閥的調節(jié)部分，它直接與介質接觸，通過改變閥芯的位置來改變調節(jié)閥的流通面積，從而調節(jié)介質的流量、壓力等參數。氣動調節(jié)閥的工作過程如下：當控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號（一般為氣壓信號）時，該信號輸入到執(zhí)行機構的氣室中。氣室內的壓力變化使執(zhí)行機構的推桿產生位移，推桿的位移通過連接裝置傳遞給調節(jié)機構的閥芯，使閥芯在閥座內移動，改變閥芯與閥座之間的流通面積。當閥芯開度增大時，調節(jié)閥的流通面積增大，介質的流量增加；當閥芯開度減小時，調節(jié)閥的流通面積減小，介質的流量減小。通過不斷調整閥芯的開度，就可以實現對介質流量、壓力等參數的調節(jié)。4.如何選擇合適的液位測量儀表？答案：選擇合適的液位測量儀表需要考慮以下幾個方面：（1）測量對象的性質：包括介質的物理性質（如密度、粘度、腐蝕性等）和化學性質。對于腐蝕性介質，應選擇耐腐蝕的液位計，如超聲波液位計、雷達液位計等；對于高粘度介質，浮球液位計可能不太適用，可選擇靜壓式液位計。（2）測量范圍：根據液位的變化范圍選擇合適量程的液位計。測量范圍應覆蓋液位的最高值和最低值，并且要留有一定的余量。（3）測量精度要求：不同的應用場合對測量精度的要求不同。對于一些需要精確控制液位的場合，如化工生產中的反應釜液位控制，應選擇精度較高的液位計，如電容式液位計、磁致伸縮液位計等；而對于一些對精度要求不高的場合，如水箱液位的監(jiān)測，可選擇價格較低的液位計，如玻璃管液位計。（4）安裝條件：考慮容器的形狀、大小、安裝空間等因素。對于一些小型容器，可能適合安裝浮球液位計；而對于大型儲罐，雷達液位計或超聲波液位計可能更合適。同時，還要考慮安裝的便利性和維護的難易程度。（5）環(huán)境條件：包括溫度、壓力、濕度、粉塵等環(huán)境因素。在高溫、高壓環(huán)境下，應選擇能夠承受相應溫度和壓力的液位計；在有粉塵的環(huán)境中，應選擇防護等級較高的液位計。（6）經濟性：在滿足測量要求的前提下，應考慮液位計的價格、運行成本等因素，選擇性價比高的液位計。5.簡述PLC的編程語言及其特點。答案：PLC常用的編程語言有以下幾種：（1）梯形圖（LD）：這是PLC最常用的編程語言，它的特點是形象直觀，類似于繼電器控制電路。梯形圖由觸點、線圈和連接導線組成，很容易被熟悉電氣控制的人員理解和掌握。它采用自上而下、從左到右的順序進行編程，符合電氣控制的邏輯思維習慣。梯形圖編程簡單，易于調試和修改，適用于大多數的工業(yè)控制場合。（2）指令表（STL）：指令表是一種文本形式的編程語言，類似于計算機的匯編語言。它由一系列的指令組成，每個指令對應一個操作碼和操作數。指令表編程簡潔，占用存儲空間小，執(zhí)行速度快。但它相對較抽象，對于不熟悉編程的人員來說，理解和掌握起來有一定的難度。指令表常用于一些對程序存儲空間和執(zhí)行速度要求較高的場合。（3）功能塊圖（FBD）：功能塊圖是一種圖形化的編程語言，它采用功能塊來表示各種邏輯功能和運算功能。功能塊之間通過信號線連接，直觀地表示了數據的流向和邏輯關系。功能塊圖編程具有直觀、易懂的特點，適合于復雜的邏輯控制和運算控制。它可以將一些常用的功能封裝成功能塊，方便重復使用和維護。（4）結構化文本（ST）：結構化文本類似于高級編程語言，如C語言。它采用結構化的程序設計方法，使用變量、常量、函數、語句等進行編程。結構化文本編程具有很強的靈活性和表達能力，可以實現復雜的算法和控制邏輯。但它對編程人員的要求較高，需要具備一定的編程基礎。結構化文本常用于一些對控制算法要求較高的場合。四、計算題1.已知某熱電偶的熱電勢E（t，t0）=33.29mV，冷端溫度t0=20℃，查該熱電偶的分度表得E（20，0）=0.8mV，求熱端溫度t。解：根據熱電偶的中間溫度定律，E（t，0）=E（t，t0）+E（t0，0）。已知E（t，t0）=33.29mV，E（20，0）=0.8mV，所以E（t，0）=33.29+0.8=34.09mV。然后查該熱電偶的分度表，找到熱電勢為34.09mV所對應的溫度t，假設查得對應的溫度為800℃，則熱端溫度t=800℃。2.某差壓式流量計，已知節(jié)流裝置前后的壓力差ΔP=10kPa，流量系數α=0.6，管道內徑D=100mm，流體的密度ρ=1000kg/m3，求流體的體積流量Qv。解：根據差壓式流量計的流量計算公式：$Q_{v}=\alphaA\sqrt{\frac{2\DeltaP}{\rho}}$其中，$A=\frac{\pi}{4}D^{2}$，$D=100mm=0.1m$，則$A=\frac{\pi}{4}\times(0.1)^{2}=0.00785m^{2}$已知$\alpha=0.6$，$\DeltaP=10kPa=10\times10^{3}Pa$，$\rho=1000kg/m^{3}$$Q_{v}=0.6\times0.00785\times\sqrt{\frac{2\times10\times10^{3}}{1000}}$$=0.6\times0.00785\times\sqrt{20}$$=0.6\times0.00785\times4.472$$=0.0209m^{3}/s$$=75.24m^{3}/h$3.某熱電阻在0℃時的阻值R0=100Ω，其電阻溫度系數α=0.00385/℃，當測量溫度為50℃時，求熱電阻的阻值R。解：根據熱電阻的阻值與溫度的關系公式：$R=R_{0}(1+\alphat)$已知$R_{0}=100\Omega$，$\alpha=0.00385/℃$，$t=50℃$$R=100\times(1+0.00385\times50)$$=100\times(1+0.1925)$$=100\times1.1925$$=119.25\Omega$五、案例分析題某化工企業(yè)的反應釜液位控制系統(tǒng)出現故障，液位顯示值波動較大，且與實際液位偏差明顯。已知該液位控制系統(tǒng)采用差壓式液位計測量液位，氣動調節(jié)閥調節(jié)進料流量來控制液位。請分析可能的故障原因并提出相應的解決措施。答案：可能的故障原因及解決措施1.差壓式液位計方面-故障原因-取壓口堵塞：反應釜內的介質可能含有雜質，這些雜質容易在取壓口處堆積，導致取壓不暢，使測量的差壓值不準確，從而引起液位顯示值波動和偏差。-引壓管泄漏：引壓管長期使用可能會出現磨損、腐蝕等情況，導致引壓管泄漏，使差壓測量值不穩(wěn)定。-差壓變送器故障：差壓變送器內部的電子元件可能出現損壞、漂移等問題，影響其測量精度和穩(wěn)定性。-解決措施-對于取壓口堵塞，可關閉取壓閥，采用沖洗或疏通的方法清除取壓口的雜質，然后重新開啟取壓閥。-檢查引壓管，對于有泄漏的部位進行修復或更換引壓管，確保引壓管的密封性。-對差壓變送器進行校準和檢查，若發(fā)現電子元件損壞，及時進行更換。2.氣動調節(jié)閥方面-故障原因-調節(jié)閥閥芯磨損：長期的流體沖刷和摩擦會導致調節(jié)閥閥芯磨損，使調節(jié)閥的流量特性發(fā)生變化，無法準確調節(jié)進料流量，從而影