12月热工仪表检修工试题与答案

12月热工仪表检修工试题与答案一、选择题1.热电阻温度计是基于（）的原理来测量温度的。A.热阻效应B.热电效应C.热辐射效应D.热膨胀效应答案：A。热电阻温度计是利用金属导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性（即热阻效应）来测量温度的，而热电效应是热电偶的工作原理，热辐射效应常用于辐射温度计，热膨胀效应常用于膨胀式温度计。2.下列哪种热电偶的分度号是K型（）。A.镍铬镍硅B.铂铑10铂C.镍铬康铜D.铂铑30铂铑6答案：A。K型热电偶即镍铬镍硅热电偶；铂铑10铂是S型热电偶；镍铬康铜是E型热电偶；铂铑30铂铑6是B型热电偶。3.压力变送器的量程比是指（）。A.最大测量范围与最小测量范围之比B.最大测量值与最小测量值之比C.最大输出信号与最小输出信号之比D.量程与精度之比答案：A。压力变送器的量程比是指其最大测量范围与最小测量范围之比，它反映了变送器的测量范围可调程度。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.均速管答案：A。在差压式流量计的节流装置中，孔板结构简单、制造方便、成本低，是最常用的节流元件；喷嘴和文丘里管也有应用，但相对孔板使用频率稍低；均速管是一种测量平均流速的装置，不属于典型的节流装置。5.热工仪表的精度等级是根据（）来划分的。A.最大绝对误差B.最大相对误差C.最大引用误差D.允许误差答案：C。热工仪表的精度等级是根据最大引用误差来划分的，最大引用误差是指仪表的绝对误差与量程之比的百分数。二、判断题1.热电阻的三线制接法可以减小连接导线电阻变化引起的测量误差。（）答案：正确。热电阻采用三线制接法时，通过电桥电路的设计，可以使连接导线电阻的变化对测量结果的影响相互抵消或减小，从而提高测量的准确性。2.热电偶补偿导线的作用是将热电偶的冷端延伸到温度相对稳定的地方，其热电特性应与所配热电偶相同。（）答案：正确。热电偶补偿导线的作用就是将热电偶的冷端延伸到远离热源、温度相对稳定的控制室等地方，并且其热电特性要与所配热电偶在一定温度范围内相同，以保证测量的准确性。3.压力变送器的输出信号一定是420mA电流信号。（）答案：错误。压力变送器的输出信号有多种形式，常见的有420mA电流信号、05V电压信号等，并非一定是420mA电流信号。4.差压式流量计测量流量时，流量与差压成正比。（）答案：错误。差压式流量计测量流量时，流量与差压的平方根成正比，其流量计算公式为\(q_{v}=C\varepsilonA\sqrt{\frac{2\Deltap}{\rho}}\)（其中\(q_{v}\)为体积流量，\(\Deltap\)为差压）。5.热工仪表校验时，只要测量值在允许误差范围内，就认为仪表合格。（）答案：正确。热工仪表校验的主要依据就是测量值是否在仪表规定的允许误差范围内，如果在范围内，则认为仪表合格。三、简答题1.简述热电阻温度计的优缺点。优点：测量精度高，尤其是铂热电阻，其稳定性和准确性都比较好，可用于精密温度测量。测量范围较宽，一般可以测量200℃到+850℃甚至更高的温度范围。输出信号为电阻值，便于远距离传输和与电子仪表配合使用，可实现自动化测量和控制。缺点：热响应时间较长，即对温度变化的响应速度相对较慢，不适合测量快速变化的温度。需要有外电源供电，增加了电路的复杂性和功耗。电阻值与温度之间的关系是非线性的，在某些情况下需要进行线性化处理。2.热电偶在使用时为什么要进行冷端温度补偿？常用的冷端温度补偿方法有哪些？原因：热电偶的热电势大小不仅与热端温度有关，还与冷端温度有关。只有当冷端温度保持恒定（通常为0℃）时，热电势才与热端温度成单值函数关系。但在实际应用中，冷端温度往往会随环境温度变化而变化，从而导致测量误差，所以需要进行冷端温度补偿。常用的冷端温度补偿方法有：冰浴法：将热电偶的冷端置于0℃的冰水中，使冷端温度恒定为0℃，这种方法精度高，但使用不方便，适用于实验室等对测量精度要求较高的场合。计算修正法：通过测量冷端实际温度，根据热电偶的分度表，计算出冷端温度不为0℃时的热电势修正值，然后对测量得到的热电势进行修正。补偿电桥法：利用不平衡电桥产生的电压来补偿冷端温度变化引起的热电势变化，电桥的一个桥臂由热敏电阻等温度敏感元件组成，其阻值随冷端温度变化而变化，从而产生相应的补偿电压。集成温度传感器补偿法：利用集成温度传感器测量冷端温度，然后通过电子电路将补偿信号叠加到热电偶的输出信号中，实现冷端温度补偿。3.简述压力变送器的工作原理。压力变送器一般由压力传感器、信号调理电路和输出电路等部分组成。其工作原理是：压力传感器感受被测压力的变化，并将压力信号转换为与之成比例的电信号。例如，常见的电容式压力传感器，当被测压力作用于膜片时，膜片会产生位移，从而使电容值发生变化；压阻式压力传感器则是利用半导体材料的压阻效应，当受到压力作用时，其电阻值会发生变化。信号调理电路对压力传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提高信号的质量和精度。最后，输出电路将经过调理后的电信号转换为标准的输出信号，如420mA电流信号或05V电压信号等，以便与其他仪表或控制系统进行连接和传输。四、计算题1.有一精度等级为1.0级的压力变送器，量程为010MPa，求该变送器的最大允许误差。解：根据最大引用误差的定义，最大引用误差\(\delta_{m}=\frac{\Delta_{m}}{A}\times100\%\)，其中\(\delta_{m}\)为最大引用误差，\(\Delta_{m}\)为最大绝对误差，\(A\)为量程。已知精度等级为1.0级，即最大引用误差\(\delta_{m}=1.0\%\)，量程\(A=100=10MPa\)。由\(\delta_{m}=\frac{\Delta_{m}}{A}\times100\%\)可得\(\Delta_{m}=\delta_{m}\timesA\times\frac{1}{100\%}\)将\(\delta_{m}=1.0\%\)，\(A=10MPa\)代入上式，得\(\Delta_{m}=1.0\%\times10MPa=0.1MPa\)所以该变送器的最大允许误差为\(\pm0.1MPa\)。2.用一台差压式流量计测量水的流量，已知差压变送器测得的差压\(\Deltap=40kPa\)，流量系数\(C=0.95\)，节流件开孔截面积\(A=0.01m^{2}\)，水的密度\(\rho=1000kg/m^{3}\)，求水的体积流量\(q_{v}\)。解：根据差压式流量计的流量计算公式\(q_{v}=C\varepsilonA\sqrt{\frac{2\Deltap}{\rho}}\)，对于一般情况，当不考虑可膨胀性系数\(\varepsilon\)（对于液体\(\varepsilon=1\)）时，公式可简化为\(q_{v}=CA\sqrt{\frac{2\Deltap}{\rho}}\)。将\(C=0.95\)，\(A=0.01m^{2}\)，\(\Deltap=40\times10^{3}Pa\)，\(\rho=1000kg/m^{3}\)代入公式：\[\begin{align}q_{v}&=0.95\times0.01\times\sqrt{\frac{2\times40\times10^{3}}{1000}}\\&=0.95\times0.01\times\sqrt{80}\\&=0.95\times0.01\times8.944\\&=0.085m^{3}/s\end{align}\]所以水的体积流量\(q_{v}\)为\(0.085m^{3}/s\)。五、综合题某工厂的一个温度控制系统中，采用K型热电偶测量温度，热电偶的冷端温度\(t_{0}=25℃\)，测得的热电势\(E(t,t_{0})=33.28mV\)，试求热端温度\(t\)。解：第一步，根据热电偶的中间温度定律\(E(t,t_{0})=E(t,0)E(t_{0},0)\)，我们需要先查出K型热电偶在冷端温度\(t_{0}=25℃\)时对应的热电势\(E(t_{0},0)\)。查K型热电偶分度表可得，当\(t_{0}=25℃\)时，\(E(t_{0},0)=1.00mV\)。第二步，计算热端温度为\(t\)、冷端温度为\(0℃\)时的热电势\(E(t,0)\)。由\(E(t,t_{0})=E(t,0)E(t_{0},0)\)可得\(E(t,0)=E(t,t_{0})+E(t_{0},0)\)，将\(E(t,t_{0})=33.28mV\)，\(E(t_{0},0)=1.00mV\)代入，得\(E(t,0)=33.28+1.00=34.28mV\)。第三步，根据\(E(t,0)=34.28mV\)，再查K型热电偶分度表，通过线性插值法来确定热端温度\(t\)。查分度表可知，当\(E=33.87mV\)时，\(t_{1}=800℃\)；当\(E=34.30mV\)时，\(t_{2}=810℃\)。设热端温度\(t\)在\(t_{1}\)和\(t_{2}\)之间，根据线性插值公式\(\frac{tt_{1}}{t_{2}t_{1}}=\frac{EE_{1}}{E_{2}E_{1}}\)，其中\(E=34.28mV\)，\(E_{1}=33.87mV\)，\(E_{2}=34.30mV\)，\(t_{1}=800℃\)，\(t_{2}=810℃\)。