化工仪表试考试模拟题及参考答案

化工仪表试考试模拟题及参考答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列哪种仪表不属于过程检测仪表（）A.温度仪表B.压力仪表C.流量仪表D.执行器2.热电阻温度计是基于（）原理测温的。A.热电效应B.热阻效应C.热辐射效应D.热传导效应3.测量压力时，压力表的安装高度与测点高度不一致，会产生（）误差。A.系统B.随机C.疏忽D.动态4.差压式流量计的节流装置中，最常用的是（）。A.孔板B.喷嘴C.文丘里管D.均速管5.浮筒式液位计是基于（）原理工作的。A.连通器B.阿基米德C.静压平衡D.电磁感应6.下列哪种调节阀的流量特性为等百分比特性（）A.直线流量特性调节阀B.对数流量特性调节阀C.快开流量特性调节阀D.抛物线流量特性调节阀7.自动控制系统中，被控变量的设定值变化无规律，这样的控制系统属于（）。A.定值控制系统B.随动控制系统C.程序控制系统D.前馈控制系统8.比例控制规律的特点是（）。A.控制及时，有余差B.控制不及时，有余差C.控制及时，无余差D.控制不及时，无余差9.积分控制规律的主要作用是（）。A.消除余差B.加快控制速度C.克服干扰D.提高稳定性10.微分控制规律适用于（）的对象。A.纯滞后大B.时间常数大C.时间常数小D.干扰频繁11.仪表的精度等级是由（）决定的。A.绝对误差B.相对误差C.引用误差D.系统误差12.热电偶温度计中，补偿导线的作用是（）。A.补偿热端温度变化B.补偿冷端温度变化C.延长热电偶的长度D.提高测量精度13.气动调节阀的执行机构有正作用和反作用两种，当信号压力增大时，推杆向下移动的是（）执行机构。A.正作用B.反作用C.正装D.反装14.在自动控制系统中，过渡过程的衰减比一般希望为（）。A.4:1～10:1B.1:4～1:10C.2:1～5:1D.1:2～1:515.下列哪种防爆类型适用于有可燃性粉尘存在的场所（）A.隔爆型B.增安型C.本质安全型D.粉尘防爆型二、多项选择题（每题3分，共15分）1.化工生产中常用的参数检测包括（）。A.温度检测B.压力检测C.流量检测D.液位检测2.热电偶的基本定律有（）。A.均质导体定律B.中间导体定律C.中间温度定律D.参考电极定律3.自动控制系统按其结构可分为（）。A.开环控制系统B.闭环控制系统C.复合控制系统D.前馈控制系统4.调节阀的流量特性主要有（）。A.直线流量特性B.等百分比流量特性C.快开流量特性D.抛物线流量特性5.下列属于智能仪表特点的有（）。A.具有数据处理功能B.具有自诊断功能C.可与计算机通信D.精度高、可靠性强三、判断题（每题1分，共10分）1.仪表的灵敏度越高，其测量精度也越高。（）2.热电阻温度计的测量精度比热电偶温度计高。（）3.差压式流量计的测量精度与流体的密度、粘度等参数无关。（）4.浮球式液位计适用于测量粘度较大的液体液位。（）5.调节阀的气开、气关选择主要根据工艺生产的安全要求来确定。（）6.比例积分微分控制规律是一种最理想的控制规律，适用于所有的控制对象。（）7.自动控制系统的过渡过程越快越好。（）8.仪表的允许误差就是仪表的测量误差。（）9.热电偶的热电势大小只与热端和冷端的温度有关，与热电偶的材料和长度无关。（）10.气动调节阀的气源压力一般为0.14MPa。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述化工仪表在化工生产中的作用。2.什么是仪表的精度等级？如何确定仪表的精度等级？3.简述热电偶温度计的工作原理。4.简述自动控制系统的组成及各部分的作用。五、计算题（每题12.5分，共25分）1.某压力表的测量范围为0～10MPa，精度等级为1.5级，求该压力表的允许误差和最大绝对误差。2.用一台差压式流量计测量水的流量，已知节流装置的孔径比β=0.6，差压变送器的量程为0～80kPa，当差压变送器输出信号为12mA时，求此时的流量（假设流量系数C=0.98，可膨胀性系数ε=1）。参考答案一、单项选择题1.D。执行器属于执行装置，不是过程检测仪表，温度、压力、流量仪表用于检测过程参数。2.B。热电阻温度计基于热阻效应，即导体或半导体的电阻随温度变化而变化。3.A。安装高度不一致产生的误差是固定的，属于系统误差。4.A。孔板是差压式流量计中最常用的节流装置。5.B。浮筒式液位计基于阿基米德原理，通过浮筒所受浮力变化测量液位。6.B。对数流量特性调节阀的流量特性为等百分比特性。7.B。设定值变化无规律的控制系统属于随动控制系统。8.A。比例控制规律控制及时，但会产生余差。9.A。积分控制规律的主要作用是消除余差。10.B。微分控制规律适用于时间常数大的对象，可提前预测变化。11.C。仪表的精度等级由引用误差决定。12.C。补偿导线的作用是延长热电偶的长度，将冷端延伸到温度恒定的地方。13.A。信号压力增大，推杆向下移动的是正作用执行机构。14.A。过渡过程的衰减比一般希望为4:1～10:1。15.D。粉尘防爆型适用于有可燃性粉尘存在的场所。二、多项选择题1.ABCD。化工生产中常用的参数检测包括温度、压力、流量、液位检测。2.ABCD。热电偶的基本定律包括均质导体定律、中间导体定律、中间温度定律、参考电极定律。3.ABC。自动控制系统按结构可分为开环、闭环、复合控制系统。4.ABCD。调节阀的流量特性主要有直线、等百分比、快开、抛物线流量特性。5.ABCD。智能仪表具有数据处理、自诊断功能，可与计算机通信，精度高、可靠性强。三、判断题1.×。灵敏度高不一定测量精度高，还与其他因素有关。2.√。热电阻温度计测量精度比热电偶温度计高。3.×。差压式流量计测量精度与流体密度、粘度等参数有关。4.√。浮球式液位计适用于测量粘度较大的液体液位。5.√。调节阀气开、气关选择根据工艺生产安全要求确定。6.×。比例积分微分控制规律不是适用于所有控制对象。7.×。过渡过程并非越快越好，要综合考虑稳定性等因素。8.×。允许误差是仪表在规定条件下的最大误差，与测量误差不同。9.×。热电势与热电偶材料有关。10.√。气动调节阀气源压力一般为0.14MPa。四、简答题1.化工仪表在化工生产中的作用：①检测作用，实时监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、液位等，为操作人员提供准确的生产信息。②控制作用，根据检测到的参数，自动调节生产过程，使生产在规定的工艺条件下进行，保证产品质量和生产安全。③安全保护作用，当生产过程出现异常时，仪表能及时发出报警信号，甚至自动采取措施，防止事故发生。2.仪表的精度等级是指仪表在规定的工作条件下，其最大引用误差的绝对值去掉百分号后的数值。确定仪表精度等级的方法：先计算仪表的最大引用误差，公式为$\delta_{max}=\frac{\Delta_{max}}{A_{U}-A_{L}}\times100\%$，其中$\Delta_{max}$是仪表的最大绝对误差，$A_{U}$是仪表的上限值，$A_{L}$是仪表的下限值。然后将计算结果与国家规定的精度等级系列值比较，选取不小于计算结果的最接近的精度等级值作为该仪表的精度等级。3.热电偶温度计的工作原理：两种不同的导体或半导体A和B组成一个闭合回路，当两个接点温度不同时（设$T>T_{0}$），在回路中就会产生热电势，这种现象称为热电效应。该热电势由接触电势和温差电势组成，热电势的大小与热端和冷端的温度有关，通过测量热电势就可以得到热端的温度。4.自动控制系统由被控对象、测量变送装置、控制器和执行器组成。被控对象是需要进行控制的生产设备或过程；测量变送装置的作用是将被控变量的实际值测量出来，并转换成标准信号输送给控制器；控制器接收测量变送装置送来的信号，与设定值进行比较，根据偏差按一定的控制规律计算出控制信号；执行器根据控制器送来的控制信号，改变操纵变量的大小，从而实现对被控变量的控制。五、计算题1.（1）允许误差：根据精度等级的定义，允许误差$\delta_{允}=\pm1.5\%$。（2）最大绝对误差：$\Delta_{max}=\delta_{允}\times(A_{U}-A_{L})=\pm1.5\%\times(10-0)=\pm0.15MPa$。2.（1）差压变送器输出信号与差压的关系：差压变送器输出信号为4-20mA，对应量程0-80kPa。当输出信号为12mA时，差压$\Deltap$为：$\frac{12-4}{20-4}=\frac{\Deltap}{80}$，解得$\Deltap=40kPa=40\times10^{3}Pa$。（2）根据差压式流量计的流量公式$q_{m}=C\varepsilonA_{0}\sqrt{2\rho\Deltap}$，对于水，$\rho=1000kg/m^{3}$，节流面积$A_{0}=\frac{\pi}{4}d_{0}^{2}$，已知$\beta=\frac{d_{0}}{D}=0.6$（$d_{0}$为节流孔直径，$D$为管道直径），这里不影响计算，可直接使用公式。$q_{m}=C\varepsilonA_{0}\sqrt{2\rho\Deltap}=0.98\times1\timesA_{0}\sqrt{2\times1000\times40\times10^{3}}$。若只考虑流量与差压的关系，$q_{m1}/q_{m2}=\sqrt{\Deltap_{1}/\Deltap_{2}}$，当差压为满量程80kPa时设流量为$q_{m2}$，对应差压为40kPa时流量为$q_{m1}$，假设满量程流量$q_{m2}$对应的差压$\Deltap_{2}=80kPa$，则$q_{m1}=q_{m2}\sqrt{\frac{\Deltap_{1}}{\Deltap_{2}}}$。由于差压与流量的平方成正比，当差压为量程一半时，流量为满量程流量的$\sqrt{\frac{1}{2}}$倍。若不考虑其他因素，设满量程流量为$q_{m2}$，则此时流量$q_{m}=\sqrt{\frac{40}{80}}q_{m2}=\frac{\sqrt{2}}{2}q_{m2}$。若假设节流装置的相关参数使得满量程流量$q_{m2}$在差压为80kPa时可计算为$q_{m2}=C\varepsilonA_{0}\sqrt{2\rho\times80\times10^{3}}$，代入数据$C=0.98$，$\varepsilon=1$，$\rho=1000kg/m^{3}$，可得$q_{m2}=0.98\times1\timesA_{0}\sqrt{2\times1000\times80\times10^{3}}$，则$q_{m}=\fr