2025高級(jí)化工儀表維修工理論知識(shí)考試題庫及答案一、選擇題1.熱電偶測(cè)量溫度時(shí)，其熱電勢(shì)大?。ǎ.只與熱電偶材料和兩端溫度有關(guān)B.只與熱電偶材料有關(guān)C.只與兩端溫度有關(guān)D.與熱電偶材料、兩端溫度和熱偶絲粗細(xì)有關(guān)答案：A。解析：熱電偶的熱電勢(shì)大小主要取決于熱電偶的材料以及熱電偶兩端的溫度，與熱偶絲粗細(xì)無關(guān)。2.某壓力儀表的精度等級(jí)為1.0級(jí)，量程為010MPa，則該儀表的最大絕對(duì)誤差為（）。A.±0.01MPaB.±0.1MPaC.±1MPaD.±10MPa答案：B。解析：根據(jù)精度等級(jí)的定義，最大絕對(duì)誤差=量程×精度等級(jí)，即10×1.0%=±0.1MPa。3.下列哪種流量測(cè)量儀表屬于容積式流量計(jì)（）。A.孔板流量計(jì)B.渦輪流量計(jì)C.橢圓齒輪流量計(jì)D.電磁流量計(jì)答案：C。解析：橢圓齒輪流量計(jì)是典型的容積式流量計(jì)，通過測(cè)量流體在固定容積的腔室內(nèi)的流動(dòng)次數(shù)來測(cè)量流量?？装辶髁坑?jì)是差壓式流量計(jì)，渦輪流量計(jì)是速度式流量計(jì)，電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理的流量計(jì)。4.在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用于將被控變量的測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較的部件是（）。A.控制器B.執(zhí)行器C.變送器D.比較器答案：D。解析：比較器的作用就是將被控變量的測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較，得出偏差信號(hào)，為控制器的調(diào)節(jié)提供依據(jù)。5.當(dāng)用熱電阻測(cè)量溫度時(shí)，熱電阻在電橋中采用三線制接法的目的是（）。A.提高測(cè)量靈敏度B.減小非線性誤差C.消除引線電阻的影響D.增大測(cè)量范圍答案：C。解析：熱電阻三線制接法可以通過電橋的平衡原理，有效地消除引線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提高測(cè)量精度。6.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)選擇原則是（）。A.根據(jù)工藝生產(chǎn)的安全要求B.根據(jù)調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式C.根據(jù)控制器的輸出信號(hào)D.根據(jù)被控對(duì)象的特性答案：A。解析：氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥氣開、氣關(guān)的選擇主要是從工藝生產(chǎn)的安全角度出發(fā)，例如在一些場合，當(dāng)氣源中斷時(shí)，調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)能保證生產(chǎn)安全，則選擇氣開閥；反之則選擇氣關(guān)閥。7.數(shù)字式萬用表的A/D轉(zhuǎn)換器的作用是（）。A.將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量B.將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量C.放大信號(hào)D.濾波信號(hào)答案：A。解析：A/D轉(zhuǎn)換器即模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其作用是將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便數(shù)字式萬用表進(jìn)行顯示和處理。8.以下哪種傳感器可以用于測(cè)量物體的位移（）。A.熱電偶B.壓力傳感器C.電感式傳感器D.光電傳感器答案：C。解析：電感式傳感器可以通過檢測(cè)電感量的變化來測(cè)量物體的位移。熱電偶用于測(cè)量溫度，壓力傳感器用于測(cè)量壓力，光電傳感器主要用于檢測(cè)物體的有無、計(jì)數(shù)等。9.在控制系統(tǒng)中，比例控制器的特點(diǎn)是（）。A.能消除余差B.控制作用及時(shí)、快速C.控制結(jié)果無偏差D.會(huì)產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象答案：B。解析：比例控制器的輸出與輸入偏差成比例關(guān)系，控制作用及時(shí)、快速，但不能消除余差。積分控制器能消除余差，而積分飽和現(xiàn)象是積分控制器可能出現(xiàn)的問題。10.對(duì)于調(diào)節(jié)閥的流量特性，等百分比特性是指（）。A.相對(duì)流量與相對(duì)行程成線性關(guān)系B.相對(duì)流量的相對(duì)變化與相對(duì)行程成線性關(guān)系C.流量與行程成線性關(guān)系D.流量的變化與行程的變化成線性關(guān)系答案：B。解析：等百分比特性調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)是相對(duì)流量的相對(duì)變化與相對(duì)行程成線性關(guān)系，即調(diào)節(jié)閥在不同開度下，相同的行程變化所引起的流量變化百分比是相同的。二、判斷題1.熱電偶的熱電勢(shì)大小與熱偶絲的長短和粗細(xì)有關(guān)。（×）解析：熱電偶的熱電勢(shì)大小只與熱電偶材料和兩端溫度有關(guān)，與熱偶絲的長短和粗細(xì)無關(guān)。2.壓力變送器的輸出信號(hào)一般為420mADC。（√）解析：在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，420mADC是壓力變送器等過程儀表常用的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)。3.電磁流量計(jì)可以測(cè)量氣體的流量。（×）解析：電磁流量計(jì)是基于電磁感應(yīng)原理工作的，只能測(cè)量導(dǎo)電液體的流量，不能測(cè)量氣體流量。4.自動(dòng)控制系統(tǒng)中，控制器的輸出信號(hào)直接控制被控對(duì)象。（×）解析：控制器的輸出信號(hào)一般先作用于執(zhí)行器，由執(zhí)行器來控制被控對(duì)象。5.熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大。（√）解析：大多數(shù)熱電阻具有正的溫度系數(shù)，即阻值隨溫度的升高而增大。6.氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式可以通過改變閥芯的安裝方向來改變。（√）解析：通過改變閥芯的安裝方向以及調(diào)整閥門的氣路連接等方式，可以改變氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式。7.數(shù)字式儀表的精度一般比模擬式儀表高。（√）解析：數(shù)字式儀表采用數(shù)字技術(shù)處理信號(hào)，具有更高的分辨率和測(cè)量精度，且受外界干擾影響相對(duì)較小。8.傳感器的靈敏度越高越好。（×）解析：傳感器的靈敏度并非越高越好，靈敏度過高可能會(huì)導(dǎo)致傳感器對(duì)微小干擾信號(hào)也產(chǎn)生響應(yīng)，從而降低測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性。9.在PID控制器中，積分作用可以消除余差。（√）解析：積分控制器的輸出與偏差的積分成正比，只要存在偏差，積分作用就會(huì)不斷積累，直到偏差消除，從而消除余差。10.調(diào)節(jié)閥的流通能力C值越大，說明調(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)范圍越大。（√）解析：流通能力C值反映了調(diào)節(jié)閥的流量通過能力，C值越大，在相同的壓差下，調(diào)節(jié)閥能夠通過的流量就越大，流量調(diào)節(jié)范圍也就越大。三、簡答題1.簡述熱電偶的工作原理。答：熱電偶是基于熱電效應(yīng)工作的。兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，例如熱端（測(cè)量端）溫度為$T$，冷端（參考端）溫度為$T_0$，由于不同材料的電子密度不同，在兩個(gè)接點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生接觸電勢(shì)，同時(shí)由于同一導(dǎo)體兩端溫度不同會(huì)產(chǎn)生溫差電勢(shì)。這些電勢(shì)的綜合作用使得回路中產(chǎn)生熱電勢(shì)，熱電勢(shì)的大小與熱電偶材料以及兩端溫度有關(guān)。通過測(cè)量熱電勢(shì)的大小，并結(jié)合已知的冷端溫度，就可以確定熱端的溫度。2.說明壓力測(cè)量儀表的分類及各自特點(diǎn)。答：壓力測(cè)量儀表主要分為以下幾類：液柱式壓力計(jì)：利用液體高度來測(cè)量壓力，如U型管壓力計(jì)、單管壓力計(jì)等。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測(cè)量精度較高，但量程較小，一般用于測(cè)量較低壓力和真空度。彈性式壓力計(jì)：利用彈性元件的變形來測(cè)量壓力，如彈簧管壓力計(jì)、膜片壓力計(jì)等。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、測(cè)量范圍廣，可用于測(cè)量各種壓力，包括高壓、中壓和低壓；缺點(diǎn)是測(cè)量精度相對(duì)較低，彈性元件存在彈性滯后和彈性后效等問題。電氣式壓力計(jì)：將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，如壓力傳感器和壓力變送器。具有測(cè)量精度高、響應(yīng)速度快、便于遠(yuǎn)距離傳輸和與計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制系統(tǒng)中?；钊綁毫τ?jì)：以活塞上所加砝碼的重力與被測(cè)壓力相平衡的原理來測(cè)量壓力，是一種高精度的壓力標(biāo)準(zhǔn)儀器，主要用于壓力的校準(zhǔn)和檢定。3.簡述流量測(cè)量的主要方法及常見的流量測(cè)量儀表。答：流量測(cè)量的主要方法有：差壓式測(cè)量方法：基于流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)產(chǎn)生的壓差與流量之間的關(guān)系來測(cè)量流量。速度式測(cè)量方法：通過測(cè)量流體的流速來計(jì)算流量，流速與流量成正比關(guān)系。容積式測(cè)量方法：通過測(cè)量流體在固定容積的腔室內(nèi)的流動(dòng)次數(shù)來確定流量。質(zhì)量式測(cè)量方法：直接測(cè)量流體的質(zhì)量流量。常見的流量測(cè)量儀表有：差壓式流量計(jì)：如孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)等，結(jié)構(gòu)簡單，但壓力損失較大。速度式流量計(jì)：渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)等，測(cè)量精度較高，響應(yīng)速度快。容積式流量計(jì)：橢圓齒輪流量計(jì)、腰輪流量計(jì)等，適用于高粘度流體的流量測(cè)量，測(cè)量精度較高。質(zhì)量流量計(jì)：科里奧利質(zhì)量流量計(jì)，能夠直接測(cè)量流體的質(zhì)量流量，不受流體密度、溫度、壓力等因素的影響。電磁流量計(jì)：用于測(cè)量導(dǎo)電液體的流量，測(cè)量精度高，壓力損失小。4.分析自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成及各部分的作用。答：自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：被控對(duì)象：是控制系統(tǒng)所控制和操縱的對(duì)象，如化工生產(chǎn)中的反應(yīng)釜、管道等，其輸出是被控變量。測(cè)量變送器：用于測(cè)量被控變量的實(shí)際值，并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)或氣信號(hào)輸出，以便與給定值進(jìn)行比較。比較器：將測(cè)量變送器輸出的測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較，得出偏差信號(hào)?？刂破鳎焊鶕?jù)偏差信號(hào)，按照一定的控制規(guī)律（如比例、積分、微分控制規(guī)律）計(jì)算出控制信號(hào)。執(zhí)行器：接收控制器的控制信號(hào)，改變操縱變量（如調(diào)節(jié)閥的開度），從而對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使被控變量保持在給定值附近。5.簡述熱電阻測(cè)量溫度的原理及三線制接法的優(yōu)點(diǎn)。答：熱電阻測(cè)量溫度的原理是基于金屬或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化的特性。大多數(shù)熱電阻具有正的溫度系數(shù)，即溫度升高時(shí)，電阻值增大；溫度降低時(shí)，電阻值減小。通過測(cè)量熱電阻的阻值，并利用已知的電阻溫度關(guān)系，就可以確定被測(cè)溫度。熱電阻三線制接法的優(yōu)點(diǎn)是可以消除引線電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。在實(shí)際測(cè)量中，熱電阻的引線存在一定的電阻，這些引線電阻會(huì)與熱電阻的電阻串聯(lián)，從而影響測(cè)量精度。采用三線制接法，通過合理的電橋電路設(shè)計(jì)，可以使引線電阻在電橋中相互抵消，從而提高測(cè)量精度。四、計(jì)算題1.某壓力變送器的量程為010MPa，精度等級(jí)為1.5級(jí)，當(dāng)測(cè)量值為5MPa時(shí)，求該變送器的最大絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。解：首先求最大絕對(duì)誤差：根據(jù)精度等級(jí)的定義，最大絕對(duì)誤差=量程×精度等級(jí)，即$\Delta_{max}=10\times1.5\%=±0.15MPa$。然后求相對(duì)誤差：相對(duì)誤差=（最大絕對(duì)誤差/測(cè)量值）×100%，即$\delta=（±0.15/5）×100\%=±3\%$。2.已知某孔板流量計(jì)的流量系數(shù)$C=0.6$，孔板孔徑$d=50mm$，管道內(nèi)徑$D=100mm$，被測(cè)流體為水，密度$\rho=1000kg/m^3$，孔板前后的壓差$\Deltap=2000Pa$，求通過孔板的水的流量$Q$。解：根據(jù)孔板流量計(jì)的流量計(jì)算公式$Q=CA_0\sqrt{\frac{2\Deltap}{\rho}}$，其中$A_0$為孔板的流通面積，$A_0=\frac{\pi}{4}d^2$。先計(jì)算$A_0$：$A_0=\frac{\pi}{4}\times(0.05)^2=0.001963m^2$再將各參數(shù)代入流量公式：$Q=0.6\times0.001963\times\sqrt{\frac{2\times2000}{1000}}=0.6\times0.001963\times2=0.002356m^3/s=8.48m^3/h$五、綜合題1.某化工生產(chǎn)過程中，需要對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)的溫度進(jìn)行精確控制，設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，并說明各部分的作用和工作原理。答：系統(tǒng)設(shè)計(jì)該自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由溫度傳感器、溫度變送器、控制器、執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）和反應(yīng)釜（被控對(duì)象）組成。各部分作用及工作原理溫度傳感器：作用：測(cè)量反應(yīng)釜內(nèi)的溫度。工作原理：采用熱電偶或熱電阻作為溫度傳感器。以熱電偶為例，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度發(fā)生變化時(shí)，熱電偶兩端會(huì)產(chǎn)生熱電勢(shì)，熱電勢(shì)的大小與溫度成一定的函數(shù)關(guān)系。通過測(cè)量熱電勢(shì)的大小，就可以得到反應(yīng)釜內(nèi)的溫度。溫度變送器：作用：將溫度傳感器輸出的熱電勢(shì)或電阻信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電信號(hào)（如420mADC），以便與控制器進(jìn)行連接和傳輸。工作原理：溫度變送器內(nèi)部包含信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路等。它首先對(duì)溫度傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行放大、濾波等處理，然后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換輸出標(biāo)準(zhǔn)的模擬電信號(hào)。控制器：作用：根據(jù)溫度變送器送來的測(cè)量值與給定值進(jìn)行比較，按照一定的控制規(guī)律（如PID控制）計(jì)算出控制信號(hào)，并輸出給執(zhí)行器。工作原理：控制器接收溫度測(cè)量值和給定值，計(jì)算兩者之間的偏差。對(duì)于PID控制器，比例作用根據(jù)偏差的大小立即產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用，使系統(tǒng)快速響應(yīng)；積分作用用于消除余差，通過對(duì)偏差的積分不斷調(diào)整控制輸出；微分作用則根據(jù)偏差的變化率提前預(yù)測(cè)系統(tǒng)的變化趨勢(shì)，對(duì)控制輸出進(jìn)行修正。執(zhí)行器（調(diào)節(jié)閥）：作用：根據(jù)控制器輸出的控制信號(hào)，調(diào)節(jié)進(jìn)入反應(yīng)釜的加熱介質(zhì)（如蒸汽）或冷卻介質(zhì)（如水）的流量，從而控制反應(yīng)釜內(nèi)的溫度。工作原理