2025年化工自动化控制仪表考试题(附答案)

2025年化工自动化控制仪表考试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.下列温度检测仪表中，适用于中低温（-200℃~500℃）测量且输出电阻信号的是（）。A.热电偶B.热电阻C.辐射温度计D.双金属温度计2.电容式压力变送器的核心测量元件是（）。A.弹性膜片B.电容极板C.电感线圈D.应变片3.差压式流量计测量液体流量时，差压变送器的安装位置应（）管道，以避免气体积聚。A.高于B.低于C.平行于D.倾斜于4.雷达液位计测量物位时，其工作原理基于（）。A.超声波反射B.微波反射C.浮力变化D.压力差5.气动调节阀的“气开”特性是指（）。A.有气时阀关，无气时阀开B.有气时阀开，无气时阀关C.气源压力增大时阀开度减小D.气源压力与开度无关6.某温度仪表的量程为0~1000℃，最大绝对误差为±5℃，其精度等级为（）。A.0.5级B.1.0级C.1.5级D.2.0级7.在PID控制中，积分作用的主要目的是（）。A.减小动态偏差B.消除静态偏差C.抑制超调D.提高响应速度8.下列仪表中，属于接触式物位检测仪表的是（）。A.超声波液位计B.射频导纳液位计C.雷达液位计D.激光液位计9.工业现场常用的4-20mA信号传输中，采用电流信号而非电压信号的主要原因是（）。A.抗干扰能力强B.信号衰减小C.易于转换D.成本更低10.DCS系统的核心设计思想是（）。A.集中控制、集中管理B.分散控制、集中管理C.分散控制、分散管理D.集中控制、分散管理二、填空题（每空1分，共20分）1.标准工业过程模拟信号中，电流信号范围为______，气压信号范围为______。2.热电阻常用的三线制接法可以消除______对测量结果的影响。3.热电偶的工作原理基于______效应，其输出电势与______和______的温度差有关。4.涡街流量计的测量原理是利用流体流过漩涡发生体时产生的______，其频率与流体______成正比。5.调节阀的流量特性包括______、______和等百分比特性，其中______特性在小开度时调节作用强，大开度时作用平缓。6.仪表的防爆标志“ExdIIBT4”中，“d”表示______，“IIB”表示______，“T4”表示______。7.工业控制系统中，常见的执行器分为______执行器和______执行器两大类。8.仪表校验时，通常需要进行______和______校验，以确定其基本误差和回差。三、判断题（每题2分，共10分）1.热电阻的测量精度高于热电偶，因此更适用于高温（>1000℃）环境。（）2.气动调节阀的气源中断时，气开阀会保持当前开度。（）3.电磁流量计可以测量非导电介质（如汽油）的流量。（）4.仪表的精度等级越高（如0.1级），其测量误差越小。（）5.DCS系统的冗余设计主要是为了提高系统的可靠性和抗干扰能力。（）四、简答题（每题8分，共32分）1.简述差压式流量计的组成及工作原理。2.比较气动执行器与电动执行器的优缺点（各列出3点）。3.说明PID控制器中比例（P）、积分（I）、微分（D）参数对系统性能的影响。4.某储罐需测量腐蚀性液体（密度ρ=1.2g/cm³）的液位，设计压力0.5MPa，温度80℃，请推荐一种合适的物位仪表，并说明选择依据。五、综合分析题（共18分）题目1（10分）：某化工反应釜的温度控制系统采用“热电阻+PID控制器+气动调节阀（气开式）”组成，近期出现温度持续偏高且调节效果差的现象。请分析可能的故障原因，并列出排查步骤。题目2（8分）：某车间需测量蒸汽管道（DN150，工作压力1.6MPa，温度250℃，最大流量8t/h）的质量流量，要求精度0.5级，抗振动能力强。请选择一种合适的流量仪表，并说明选择理由（需列出至少3项依据）。参考答案一、单项选择题1.B2.B3.B4.B5.B6.A7.B8.B9.A10.B二、填空题1.4-20mA；20-100kPa2.导线电阻3.塞贝克；热端（测量端）；冷端（参考端）4.卡门涡街；流速5.直线；快开；快开6.隔爆型；气体防爆类别；最高表面温度组别（≤135℃）7.气动；电动8.上行（正行程）；下行（反行程）三、判断题1.×（热电阻适用于中低温，高温需用热电偶）2.×（气开阀无气时关闭）3.×（电磁流量计仅适用于导电介质）4.√（精度等级数值越小，允许误差越小）5.√（冗余设计可避免单点故障）四、简答题1.组成：差压式流量计由节流装置（如孔板、喷嘴）、差压变送器、引压管线组成。原理：流体流经节流装置时，流速增大、静压力降低，在节流件前后产生差压；根据伯努利方程，差压与流量的平方成正比，通过测量差压可计算流量。2.气动执行器：优点—结构简单、防爆性能好、输出力大；缺点—需气源、响应速度较慢、控制精度较低。电动执行器：优点—能源方便（220V/24V）、响应快、控制精度高；缺点—防爆需特殊处理、结构复杂、成本较高。3.比例（P）：比例度（δ）越小，控制作用越强，可减小动态偏差，但过小时会导致系统振荡；积分（I）：积分时间（Ti）越小，积分作用越强，可消除静态偏差，但过小时会加剧振荡；微分（D）：微分时间（Td）越大，对偏差变化的敏感程度越高，可抑制超调、改善动态特性，但过大会引入噪声干扰。4.推荐仪表：射频导纳液位计（或磁翻板液位计带防腐衬里）。依据：①射频导纳可测量腐蚀性介质，探头可选用聚四氟乙烯防腐材质；②工作压力0.5MPa（≤1.6MPa）、温度80℃（≤200℃）在仪表适用范围内；③非接触式（或接触式但防腐）设计，避免介质腐蚀；④输出信号可远传，满足自动化控制需求。五、综合分析题题目1：可能故障原因：①热电阻故障（如接线松动、电阻值漂移），导致测量温度低于实际值，控制器误开大调节阀；②气动调节阀卡堵（阀芯与阀座摩擦、介质结晶），无法关小开度；③PID参数设置不当（比例度太大、积分时间过长），调节作用不足；④引压管线堵塞（若为间接测量），导致温度信号滞后；⑤工艺干扰（如进料量突然增大、夹套冷却水流量减小）。排查步骤：①现场用万用表测量热电阻的电阻值，与实际温度对应的标准电阻值对比（如100℃时Pt100约138.5Ω）；②检查调节阀气源压力（应≥0.4MPa），手动切换到旁路，观察阀杆能否灵活动作；③查看控制器历史曲线，分析输出信号与温度变化的响应关系，重新整定PID参数（如减小比例度、缩短积分时间）；④检查夹套冷却水阀门开度及流量计，确认冷却量是否正常；⑤若以上正常，考虑工艺侧问题（如进料温度），联系工艺人员排查。题目2：选择仪表：涡街流量计。理由：①测量蒸汽