2025 年大学测控技术与仪器（化工仪表）试题及答案

2025年大学测控技术与仪器（化工仪表）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.化工仪表中，用于测量压力的仪表是（）A.温度计B.流量计C.压力表D.液位计2.下列哪种传感器不属于温度传感器（）A.热电偶B.热电阻C.应变片D.热敏电阻3.化工生产中，测量流量的仪表精度要求一般为（）A.0.1级B.0.5级C.1级D.2级4.对于液位测量，电容式液位计是基于（）原理工作的。A.电容变化B.电磁感应C.超声波反射D.静压变化5.工业自动化仪表中，PID控制器的积分作用主要用于（）A.消除稳态误差B.加快响应速度C.提高稳定性D.抑制干扰6.测量腐蚀性介质压力时，应选用（）压力表。A.普通压力表B.不锈钢压力表C.隔膜式压力表D.远传压力表7.热电阻温度计的测量电路一般采用（）A.平衡电桥B.不平衡电桥C.放大器D.滤波器8.在化工仪表中，智能仪表的核心部件是（）A.微处理器B.传感器C.显示器D.执行器9.超声波液位计适用于测量（）液位。A.敞口容器B.密闭容器C.高温容器D.强腐蚀性容器10.压力变送器输出信号一般为（）A.0-5VB.4-20mAC.0-10mAD.220VAC二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填在括号内）1.化工仪表的性能指标包括（）A.精度B.灵敏度C.重复性D.线性度E.分辨率2.温度测量仪表按测量方式可分为（）A.接触式B.非接触式C.热电偶式D.热电阻式E.辐射式3.流量测量的方法有（）A.容积法B.速度法C.质量法D.差压法E.电磁法4.液位测量仪表中，属于直读式的有（）A.玻璃管液位计B.玻璃板液位计C.浮球液位计D.磁翻板液位计E.超声波液位计5.工业自动化控制系统中常用的控制算法有（）A.PID控制B.模糊控制C.神经网络控制D.自适应控制E.位式控制三、判断题（总共10题，每题2分，正确的打“√”，错误的打“×”）1.化工仪表的精度等级数值越小，测量精度越高。（）2.热电偶的热电势只与热端温度有关，与冷端温度无关。（）3.涡街流量计是基于流体振动原理测量流量的。（）4.电容式压力传感器的灵敏度与极板间距离成正比。（）5.智能仪表只能实现自动测量，不能进行自动控制。（）6.热电阻温度计在使用时必须采用三线制接法以消除引线电阻的影响。（）7.电磁流量计可以测量任何流体的流量。（）8.浮筒式液位计的液位与浮筒所受浮力成正比。（）9.工业自动化仪表的发展趋势是智能化、网络化、微型化。（）10.压力开关是一种简单的压力控制仪表，只能控制一个固定的压力值。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述热电偶的工作原理及优点2.说明PID控制器中比例、积分、微分作用的含义及对控制系统性能的影响3.分析电磁流量计在化工生产中测量流量时可能出现测量误差的原因及解决方法五、综合题（总共2题，每题15分）1.在一个化工生产流程中，需要测量管道内液体的压力、温度、流量和液位。请选择合适的仪表，并说明理由。同时，画出一个简单的测量控制系统示意图2.某化工反应釜内温度控制系统采用PID控制器。已知当前温度设定值为150℃，实际温度为140℃，温度变化速率为5℃/min。若比例系数Kp=2，积分时间Ti=0.5min，微分时间Td=0.1min，计算此时PID控制器的输出值答案：一、选择题1.C2.C3.B4.A5.A6.C7.A8.A9.A10.B二、多项选择题1.ABCDE2.AB3.ABCDE4.AB5.ABCD三、判断题1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.√9.√10.×四、简答题1.热电偶工作原理：两种不同材料的导体两端焊接组成闭合回路，当两端温度不同时，回路中就会产生热电势。优点：结构简单、测量范围广、精度高、响应速度快、可测局部温度等。2.比例作用：根据偏差大小成比例输出控制信号，能快速响应偏差，使系统克服干扰，但存在稳态误差。积分作用：消除稳态误差，使系统输出无余差，但会降低系统稳定性。微分作用：根据偏差变化速率提前给出控制信号，加快系统响应速度，增强系统稳定性。3.测量误差原因：流体电导率变化、电极表面污染、外界磁场干扰、安装位置不当等。解决方法：选择合适电极材料、定期清洗电极、采取电磁屏蔽措施、正确安装流量计等。五、综合题1.压力：选用弹簧管压力表，结构简单，能直接显示压力值。温度：热电偶温度计，测量范围广，精度较高。流量：涡轮流量计，测量精度高，适用于液体流量测量。液位：浮球液位计，结构简单，能直观显示液位。测量控制系统示意图：管道上分别安装压力、温度、流量、液位测量仪表，信号传输至控制中心进行处理和控制。2.首先计算偏差e=150-140=10℃。比例项输出：uP=Kp×e=2×10=20。积分项输出：uI=Kp/Ti×∫edt，由于d