3月仪器仪表制造工高级工练习题(含参考答案解析)

3月仪器仪表制造工高级工练习题(含参考答案解析)一、选择题1.下列哪种传感器可用于测量物体的位移？（）A.温度传感器B.压力传感器C.光电传感器D.位移传感器答案：D解析：温度传感器主要用于测量温度；压力传感器用于测量压力；光电传感器常用于检测物体的有无、计数等；而位移传感器专门用于测量物体的位移。2.在仪表控制系统中，PID控制器的积分作用主要是为了（）。A.消除余差B.加快响应速度C.减小超调量D.提高系统稳定性答案：A解析：比例作用主要是加快系统的响应速度；积分作用是为了消除系统的余差，使系统的输出能够更准确地跟踪设定值；微分作用主要是减小超调量，提高系统的稳定性。3.某仪表的精度等级为0.5级，其测量范围为0100℃，则该仪表的最大绝对误差为（）。A.±0.5℃B.±1℃C.±0.25℃D.±0.1℃答案：A解析：精度等级是指仪表的最大引用误差去掉百分号后的数值。最大引用误差=（最大绝对误差/测量范围上限测量范围下限）×100%。已知精度等级为0.5级，测量范围为0100℃，则最大绝对误差=精度等级×（测量范围上限测量范围下限）/100=0.5×（1000）/100=±0.5℃。4.以下哪种信号传输方式抗干扰能力最强？（）A.电压信号传输B.电流信号传输C.数字信号传输D.模拟信号传输答案：C解析：电压信号传输和模拟信号传输容易受到外界干扰的影响；电流信号传输相对电压信号传输抗干扰能力稍强一些；而数字信号传输采用二进制编码，具有较强的抗干扰能力，能够更准确地传输信息。5.对于热电偶温度计，冷端温度补偿的目的是（）。A.提高测量精度B.增加测量范围C.加快响应速度D.降低成本答案：A解析：热电偶的热电势与热端和冷端的温度差有关，当冷端温度变化时，会影响测量结果的准确性。冷端温度补偿就是为了消除冷端温度变化对测量结果的影响，从而提高测量精度。二、判断题1.仪器仪表的灵敏度越高，其测量精度就一定越高。（）答案：错误解析：灵敏度是指仪表对被测量变化的反应能力，而测量精度不仅与灵敏度有关，还与仪表的误差、重复性等因素有关。灵敏度高并不意味着测量精度一定高。2.压力传感器的输出信号一定是模拟信号。（）答案：错误解析：压力传感器的输出信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。随着技术的发展，越来越多的压力传感器采用数字输出方式，以提高信号传输的抗干扰能力和准确性。3.在仪表控制系统中，比例度越大，系统的控制作用越强。（）答案：错误解析：比例度是指控制器的输入变化量与输出变化量的比值。比例度越大，控制器的输出变化量相对输入变化量就越小，系统的控制作用越弱；比例度越小，控制作用越强。4.数字万用表可以测量交流电压、直流电压、电阻等多种参数。（）答案：正确解析：数字万用表是一种常用的测量仪器，具有多种测量功能，可以测量交流电压、直流电压、电阻、电流等多种参数。5.热电偶的热电势只与热端和冷端的温度有关，与热电偶的材料无关。（）答案：错误解析：热电偶的热电势不仅与热端和冷端的温度有关，还与热电偶的材料有关。不同材料的热电偶具有不同的热电特性，其热电势与温度的关系也不同。三、简答题1.简述仪器仪表故障诊断的一般步骤。答案：（1）故障调查：了解故障发生的时间、现象、环境等信息，收集相关的运行记录和历史数据。（2）故障分析：根据故障现象，结合仪器仪表的工作原理和结构，分析可能的故障原因。（3）故障检测：使用合适的检测工具和方法，对仪器仪表进行检测，确定故障的具体位置。（4）故障排除：根据检测结果，采取相应的措施排除故障，如更换损坏的部件、调整参数等。（5）故障验证：在排除故障后，对仪器仪表进行测试和验证，确保其正常运行。（6）总结经验：对故障诊断和排除的过程进行总结，积累经验，以便今后更好地处理类似故障。2.说明PID控制器中比例、积分、微分三个参数的作用及对系统性能的影响。答案：（1）比例作用：作用：成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减小偏差。对系统性能的影响：比例系数增大，系统的响应速度加快，能快速减小偏差，但可能会导致系统超调增大，甚至引起系统不稳定；比例系数减小，系统的稳定性提高，但响应速度变慢，消除偏差的时间变长。（2）积分作用：作用：主要用于消除系统的余差，只要偏差存在，积分作用就会不断积累，输出控制量，直到偏差为零。对系统性能的影响：积分时间常数减小，积分作用增强，能更快地消除余差，但可能会使系统的稳定性下降，超调增大；积分时间常数增大，积分作用减弱，系统的稳定性提高，但消除余差的速度变慢。（3）微分作用：作用：根据偏差的变化率来产生控制作用，提前预测偏差的变化趋势，从而改善系统的动态性能。对系统性能的影响：微分时间常数增大，微分作用增强，能有效减小超调，提高系统的稳定性和响应速度；但微分作用过强会对噪声敏感，引入不必要的干扰。四、计算题1.某台压力变送器的测量范围为010MPa，精度等级为1.0级，当输入压力为5MPa时，其测量值为5.05MPa，试计算该变送器的绝对误差、相对误差和引用误差。答案：（1）绝对误差：绝对误差=测量值真实值=5.055=+0.05MPa（2）相对误差：相对误差=（绝对误差/真实值）×100%=（0.05/5）×100%=+1%（3）引用误差：引用误差=（绝对误差/测量范围上限测量范围下限）×100%=（0.05/100）×100%=+0.5%2.已知某热电偶的热电势与温度的关系为E=0.04t+0.001t²（E为热电势，单位为mV；t为温度，单位为℃），当热电势E=10mV时，试求对应的温度t。答案：将E=10mV代入E=0.04t+0.001t²中，得到方程：10=0.04t+0.001t²整理为标准的一元二次方程形式：0.001t²+0.04t10=0根据一元二次方程的求根公式t=[b±√(b²4ac)]/（2a），其中a=0.001，b=0.04，c=10。先计算判别式Δ=b²4ac=（0.04）²4×0.001×（10）=0.0016+0.04=0.0416则t=[0.04±√0.0416]/（2×0.001）t₁=[0.04+√0.0416]/0.002≈[0.04+0.204]/0.002=0.164/0.002=82℃t₂=[0.04√0.0416]/0.002≈[0.040.204]/0.002=0.244/0.002=122℃（温度不能为负，舍去）所以对应的温度t约为82℃。五、综合题1.某工厂的一个液位控制系统采用了浮球液位计和电动调节阀，系统要求液位保持在57m的范围内。当液位低于5m时，调节阀打开，向容器内注水；当液位高于7m时，调节阀关闭，停止注水。请简要描述该液位控制系统的工作原理，并分析可能出现的故障及解决方法。答案：工作原理：浮球液位计安装在容器内，浮球随着液位的变化而上下移动。浮球液位计将液位的高度转换为电信号，传输给控制系统。控制系统根据接收到的液位信号与设定的液位范围（57m）进行比较。当液位低于5m时，控制系统发出信号，打开电动调节阀，使水流入容器；当液位高于7m时，控制系统发出信号，关闭电动调节阀，停止注水，从而实现液位的自动控制。可能出现的故障及解决方法：（1）液位计故障：现象：液位显示不准确或无显示。原因：浮球损坏、液位计接线松动、液位计内部电路故障等。解决方法：检查浮球是否损坏，如有损坏则更换浮球；检查接线是否松动，重新连接牢固；若液位计内部电路故障，需联系厂家进行维修或更换液位计。（2）调节阀故障：现象：调节阀无法正常打开或关闭。原因：调节阀电机故障、阀门卡死、控制信号异常等。解决方法：检查调节