2025年热工仪表高级工试题库(附答案解析)

2025年热工仪表高级工试题库(附答案解析)一、选择题（每题2分，共30分）1.某Pt100热电阻在0℃时的电阻值为100Ω，其温度系数α=0.00385Ω/Ω·℃。当测得电阻值为138.5Ω时，对应的温度为（）。A.85℃B.100℃C.138.5℃D.200℃2.差压式流量计测量蒸汽流量时，若未对差压信号进行温度压力补偿，当实际蒸汽压力高于设计值时，仪表显示值会（）。A.偏大B.偏小C.不变D.波动3.智能压力变送器的零点迁移功能主要用于（）。A.修正传感器非线性误差B.适应不同安装位置的静压影响C.提高测量精度D.扩展量程范围4.热电偶补偿导线的作用是（）。A.延长热电偶冷端至温度稳定区域B.提高热电势输出C.消除冷端温度变化影响D.增强抗干扰能力5.雷达液位计测量介质为轻油（介电常数ε=2.5）时，若误将参数设置为水（ε=80），则测量值会（）。A.偏大B.偏小C.不变D.跳变6.热工仪表校验时，标准器的精度等级应至少比被校仪表高（）。A.0.5级B.1个数量级C.2级D.3个数量级7.DCS系统中，AI模块的输入信号类型为4-20mA时，若信号线与动力线平行敷设且未加屏蔽，可能导致（）。A.信号增益异常B.共模干扰C.差模干扰D.量程漂移8.涡街流量计的测量原理基于（）。A.伯努利方程B.卡门涡街理论C.科里奥利力D.电磁感应9.氧化锆氧量计测量烟气含氧量时，若参比气（空气）压力高于烟气压力，会导致（）。A.测量值偏高B.测量值偏低C.无影响D.传感器损坏10.热电阻三线制接法中，两根引线接入电桥同一桥臂的目的是（）。A.消除引线电阻随温度变化的影响B.简化接线C.提高灵敏度D.降低成本11.超声波物位计测量液体时，若液面有大量泡沫，会导致（）。A.回波信号增强B.回波信号衰减C.测量值稳定D.无影响12.校验0-1.6MPa、0.5级压力变送器时，标准压力源的最大允许误差应不超过（）。A.±0.008MPaB.±0.016MPaC.±0.004MPaD.±0.032MPa13.热电偶分度号S对应的材料是（）。A.铂铑10-铂B.镍铬-镍硅C.铂铑30-铂铑6D.铜-康铜14.电磁流量计测量导电液体时，若液体电导率低于仪表最低要求，会导致（）。A.输出信号波动B.测量值为零C.量程上限跳变D.无影响15.热工保护系统中，压力开关的动作值与复位值之差称为（）。A.死区B.回差C.精度D.量程二、判断题（每题1分，共10分）1.热电阻测量回路中，若引线电阻不对称，会导致测量误差。（）2.差压式流量计的孔板应安装在调节阀上游，以避免流体扰动影响。（）3.智能仪表的数字通信协议（如HART）仅用于参数设置，不影响测量精度。（）4.热电偶冷端补偿器的作用是将冷端温度固定为0℃。（）5.超声波流量计测量气体时，温度变化对声速的影响可忽略不计。（）6.压力变送器的量程迁移后，其输出信号的线性度会发生改变。（）7.DCS系统接地电阻应小于4Ω，且保护接地与屏蔽接地需分开。（）8.雷达液位计的测量精度主要受介质介电常数影响，与罐内障碍物无关。（）9.校验温度变送器时，输入毫伏信号模拟热电偶，需考虑冷端补偿。（）10.热工仪表的抗干扰措施中，屏蔽层单端接地可抑制高频干扰，双端接地可抑制低频干扰。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述热电偶与热电阻测温原理的主要区别，并说明各自适用的温度范围。2.差压式流量计由哪几部分组成？安装时需注意哪些关键事项？3.智能压力变送器与传统模拟变送器相比，主要优势有哪些？4.简述DCS系统中AI模块（模拟量输入）的信号处理流程。5.分析热电阻测量温度时显示值偏低的可能原因（至少列出5项）。四、计算题（每题8分，共30分）1.某K型热电偶（分度表：30℃时热电势1.203mV，100℃时4.095mV）测量某设备温度，冷端温度为30℃，测得热电势为3.5mV，求实际温度。2.一台量程为0-10kPa的差压变送器，安装时正压室比负压室高2m，介质密度为800kg/m³，求零点迁移量及迁移后的量程范围（g取9.8m/s²）。3.某电磁流量计口径为DN100，满量程流量为100m³/h，输出电流为20mA。当输出电流为12mA时，实际流量是多少？4.某Pt100热电阻在50℃时的电阻值为119.4Ω（查表值），现场测量时显示电阻为118Ω，若引线电阻每根为0.5Ω，判断是否存在测量误差，并计算真实温度（α=0.00385Ω/Ω·℃）。5.校验一台0-100℃、0.5级的温度变送器，输入标准温度信号为50℃时，输出电流应为多少？若实际输出为12.1mA，判断是否合格（输出信号为4-20mA）。答案解析一、选择题1.B。Pt100电阻公式：Rt=R0(1+αt)，代入数据得t=(138.5-100)/(100×0.00385)=100℃。2.B。蒸汽密度与压力成正比，未补偿时仪表按设计密度计算，实际密度更大，差压对应流量公式中密度项偏大，显示值偏小。3.B。零点迁移用于抵消安装位置导致的静压（如负压室高于正压室时的液柱静压）。4.A。补偿导线仅延长冷端至温度稳定处，冷端温度仍需通过补偿器修正。5.B。雷达液位计测量距离与介电常数平方根成反比，ε设置偏大时，计算距离偏小，显示液位偏低。6.B。标准器精度应至少比被校仪表高1个数量级（如被校0.5级，标准应≤0.1级）。7.C。平行敷设易引入电磁感应，产生与信号同方向的差模干扰。8.B。涡街流量计利用流体绕过漩涡发生体时产生的卡门涡街频率与流速成正比。9.A。参比气压力高会导致氧气向烟气侧扩散，测量电势增大，显示含氧量偏高。10.A。三线制中两根引线接入同一桥臂，引线电阻变化相互抵消，消除温度影响。11.B。泡沫会吸收或散射超声波，导致回波信号衰减，测量值波动或丢失。12.A。0.5级变送器允许误差±0.5%×1.6=±0.008MPa，标准器误差应≤被校仪表误差的1/3，即±0.0027MPa，但选项中最接近的是A（可能题目简化要求标准器精度直接高于被校1个数量级）。13.A。S型为铂铑10-铂热电偶，R型为铂铑13-铂，B型为铂铑30-铂铑6。14.B。电导率过低时，电极无法检测到有效信号，输出趋近于零。15.B。回差是动作值与复位值之差，死区通常指不灵敏区。二、判断题1.√。三线制要求引线电阻对称，不对称会导致电桥失衡，产生误差。2.√。调节阀下游流体易产生涡流，孔板应安装在调节阀上游5倍管径以上位置。3.×。HART协议可实现远程校准和误差补偿，直接影响测量精度。4.×。冷端补偿器是将冷端温度变化的影响通过电路抵消，并非固定为0℃。5.×。气体声速与温度平方根成正比，温度变化需补偿。6.×。量程迁移仅改变零点和量程，线性度由传感器本身决定。7.√。DCS接地要求严格，保护接地与屏蔽接地分开可避免地电流干扰。8.×。罐内障碍物可能反射雷达波，导致虚假回波，影响精度。9.√。模拟热电偶输入时，需将冷端温度（如室温）对应的电势叠加到输入信号中。10.√。单端接地抑制高频（电容耦合），双端接地抑制低频（电感耦合）。三、简答题1.热电偶基于塞贝克效应（两种不同材料导体温差产生热电势），适用于中高温（-200℃~1800℃）；热电阻基于金属电阻随温度变化的特性（正温度系数），适用于中低温（-200℃~850℃）。2.组成：节流装置（孔板/喷嘴）、差压变送器、引压管路。安装注意：节流装置方向（标记“+”为上游）、引压管倾斜度（≥1:10）、蒸汽测量时需安装冷凝罐且双罐液位一致、避免振动干扰。3.优势：数字通信（HART/Modbus）实现远程配置；内置温度/压力补偿算法；自诊断功能（传感器故障、线路短路）；量程比宽（可达100:1）；非线性修正提高精度。4.流程：现场信号（4-20mA/0-5V）经隔离器防干扰→输入模块进行信号调理（滤波、放大）→A/D转换（将模拟量转为数字量）→微处理器线性化处理（查表或公式计算）→数据经总线传输至DCS控制器。5.可能原因：热电阻内部短路（电阻值降低）；引线绝缘损坏（对地漏电）；接线端子氧化（接触电阻增大）；显示仪表量程设置错误（量程偏大）；补偿导线极性接反（相当于串联负电势）；环境温度低于实际测量点（如保护管未密封导致散热）。四、计算题1.冷端30℃时，热电势需修正。实际热电势=测量值+冷端电势=3.5+1.203=4.703mV。查K型分度表，4.095mV对应100℃，5.268mV对应120℃，线性插值：(4.703-4.095)/(5.268-4.095)=0.608/1.173≈0.518，故温度=100+0.518×20≈110.36℃。2.迁移量ΔP=ρgh=800×9.8×2=15680Pa=15.68kPa（正压室高，需负迁移）。原量程0-10kPa，迁移后量程为-15.68kPa~-5.68kPa（零点从0迁至-15.68kPa，量程宽度不变）。3.流量与电流成正比（线性输出）。满量程20mA对应100m³/h，12mA时流量=100×(12-4)/(20-4)=100×8/16=50m³/h。4.引线电阻总误差=0.5×2=1Ω（三线制中一根引线在电桥公共端，不影响）。真实电阻=测量值+1=118+1=119Ω。根据Rt=10