2025年热工仪表工(初级工)试题库及参考答案解析

2025年热工仪表工(初级工)试题库及参考答案解析一、选择题（每题2分，共30题）1.下列热工参数中，属于过程参数的是（）A.电流B.温度C.频率D.电阻答案：B解析：热工过程参数主要包括温度、压力、流量、物位、成分分析等，电流、频率、电阻属于电气参数。2.工业用热电偶的分度号“K”代表（）A.铂铑10-铂B.镍铬-镍硅C.镍铬-康铜D.铂铑30-铂铑6答案：B解析：常见热电偶分度号：S（铂铑10-铂）、K（镍铬-镍硅）、E（镍铬-康铜）、B（铂铑30-铂铑6）。3.弹簧管式压力表的核心测量元件是（）A.游丝B.指针C.弹簧管D.齿轮传动机构答案：C解析：弹簧管在压力作用下产生弹性形变，通过传动机构带动指针转动，是压力表的核心检测部件。4.差压式流量计的流量与差压的关系是（）A.正比B.平方正比C.反比D.平方反比答案：B解析：根据伯努利方程，流量Q=K√ΔP（K为常数），因此流量与差压的平方根成正比。5.热电阻测温时，采用三线制接法的主要目的是（）A.提高灵敏度B.减小引线电阻误差C.简化接线D.增加测量范围答案：B解析：三线制通过将两根引线分别接入电桥的相邻桥臂，第三根引线作为补偿，可有效抵消引线电阻对测量结果的影响。6.一体化温度变送器的输出信号通常是（）A.0-5VDCB.4-20mADCC.0-10mADCD.1-5VDC答案：B解析：工业现场标准信号为4-20mADC（两线制），便于长距离传输且抗干扰能力强。7.压力表的量程选择应满足被测压力正常值为量程的（）A.1/3以下B.1/3~2/3C.2/3以上D.任意范围答案：B解析：为保证测量精度和仪表寿命，正常工作压力应在量程的1/3~2/3之间，最高压力不超过量程的3/4。8.电磁流量计的测量原理基于（）A.欧姆定律B.法拉第电磁感应定律C.楞次定律D.焦耳定律答案：B解析：导电液体在磁场中流动切割磁感线时，产生感应电动势，电动势大小与流速成正比。9.热电阻的分度号“Pt100”表示（）A.铂热电阻，0℃时电阻值100ΩB.铜热电阻，0℃时电阻值100ΩC.铂热电阻，100℃时电阻值100ΩD.铜热电阻，100℃时电阻值100Ω答案：A解析：分度号中“Pt”代表铂，“Cu”代表铜，数字表示0℃时的标称电阻值（如Pt100为100Ω，Cu50为50Ω）。10.压力开关的作用是（）A.连续测量压力B.当压力达到设定值时输出开关信号C.显示压力数值D.转换压力信号为电信号答案：B解析：压力开关属于开关量仪表，用于检测压力是否达到设定阈值并输出触点信号。11.校验温度仪表时，标准器的精度应至少比被校仪表高（）A.1个等级B.2个等级C.3个等级D.相同等级答案：A解析：根据计量检定规程，标准器精度需高于被校仪表至少一个等级（如被校仪表0.5级，标准器需0.2级及以上）。12.双金属温度计的工作原理是（）A.液体热膨胀B.气体热膨胀C.两种金属的热膨胀系数差异D.热电效应答案：C解析：双金属片由膨胀系数不同的两种金属轧制而成，温度变化时因变形量不同产生弯曲，带动指针转动。13.下列哪种情况会导致热电偶测量误差增大（）A.补偿导线与热电偶分度号匹配B.热电偶插入深度不足C.冷端温度恒定D.保护套管导热良好答案：B解析：插入深度不足会导致热电偶受环境温度影响，无法准确反映被测介质温度，引起测量误差。14.浮筒式液位计主要用于测量（）A.敞口容器液位B.密闭容器液位C.固体料位D.界面答案：B解析：浮筒式液位计通过检测浮筒在液体中受浮力变化测量液位，适用于密闭容器（如带压储罐）。15.数字式显示仪表的基本组成不包括（）A.传感器B.信号处理电路C.模数转换D.数字显示单元答案：A解析：数字式显示仪表通常接收传感器输出的电信号，其自身不包含传感器，核心是信号处理、A/D转换和显示单元。16.压力表的精度等级是指（）A.最大绝对误差与量程的百分比B.最大引用误差与量程的百分比C.最大相对误差与量程的百分比D.基本误差限的百分数答案：D解析：精度等级是仪表基本误差限的百分数（如1.0级表示基本误差限为±1%FS）。17.热电阻温度计的测量范围通常为（）A.-200℃~850℃B.0℃~1600℃C.500℃~2000℃D.-50℃~300℃答案：A解析：铂热电阻（Pt100）测量范围-200℃~850℃，铜热电阻（Cu50）-50℃~150℃，综合选A。18.涡街流量计的输出信号频率与（）成正比A.流体密度B.流体流速C.流体压力D.流体温度答案：B解析：涡街流量计利用卡门涡街原理，漩涡脱落频率与流速成正比，通过检测频率计算流量。19.安装压力变送器时，取压点应选择在（）A.管道弯管处B.介质流速稳定的直管段C.阀门附近D.管道底部（测气体）答案：B解析：取压点应选在流速稳定、无涡流的直管段（上游10D、下游5D以上，D为管道直径）。20.下列属于接触式测温仪表的是（）A.辐射温度计B.红外测温仪C.热电偶D.光学高温计答案：C解析：接触式测温需与被测物体直接接触（如热电偶、热电阻），非接触式通过辐射测温（如红外、光学高温计）。21.差压变送器的三阀组操作顺序正确的是（）A.开正压阀→关平衡阀→开负压阀B.开正压阀→开平衡阀→开负压阀C.关平衡阀→开正压阀→开负压阀D.开平衡阀→开正压阀→关平衡阀→开负压阀答案：A解析：正确顺序为：先开正压阀，再关平衡阀（防止正负压室短路），最后开负压阀，避免单向受压损坏膜盒。22.玻璃管液位计的缺点是（）A.结构复杂B.不能远传C.精度低D.耐高压答案：B解析：玻璃管液位计通过连通器原理就地显示液位，无法输出电信号实现远传监控。23.校验0~1MPa、0.5级压力表时，标准压力表的量程应选择（）A.0~1MPaB.0~1.6MPaC.0~2.5MPaD.0~0.6MPa答案：B解析：标准表量程应覆盖被校表量程，通常选择被校表量程的1.5倍左右（1×1.5=1.5MPa，最接近的是1.6MPa）。24.热工仪表的“三线制”接线中，三线的作用是（）A.电源正、信号正、信号负B.电源正、电源负、信号C.两根测量线、一根补偿线D.电源正、信号正、公共端答案：C解析：三线制用于热电阻时，两根线连接电桥测量端，第三根线作为补偿线抵消引线电阻。25.下列哪种情况会导致电磁流量计无输出（）A.介质电导率符合要求B.传感器内充满介质C.电极被绝缘物质覆盖D.接地良好答案：C解析：电极被绝缘物质覆盖会阻断感应电动势的传输，导致无信号输出。26.压力仪表的“量程迁移”是指（）A.改变仪表的测量上限B.改变仪表的零点C.同时改变零点和量程D.调整仪表精度答案：B解析：量程迁移是通过调整零点使仪表测量范围平移（如0~1MPa迁移为0.2~1.2MPa），量程（上限-下限）不变。27.温度变送器的作用是（）A.将温度信号转换为温度值显示B.将温度传感器的信号转换为标准电信号C.放大温度传感器的输出信号D.补偿热电偶冷端温度答案：B解析：温度变送器接收热电偶/热电阻的信号，经线性化处理后输出4-20mA等标准信号，便于远传。28.安装孔板流量计时，孔板的锐边应（）A.迎着流体流动方向B.背着流体流动方向C.水平放置D.垂直放置答案：A解析：孔板锐边迎向流体，可保证流体收缩正确，减少测量误差。29.下列不属于热工仪表日常维护内容的是（）A.清洁仪表表面B.检查接线端子是否松动C.校验仪表精度D.观察指示值是否正常答案：C解析：日常维护包括外观检查、接线紧固、运行监测等，校验属于定期检定，不属于日常维护。30.当被测介质为高温蒸汽时，压力取压管应（）A.直接连接压力表B.加装冷凝罐C.倾斜向下安装D.水平安装答案：B解析：高温蒸汽会损坏压力表，需通过冷凝罐使蒸汽冷凝为液体，形成隔离段。二、判断题（每题1分，共20题）1.热电偶的热电势大小仅与两端温度有关，与热电极长度无关。（）答案：√解析：热电势由塞贝克效应产生，只与热端和冷端的温度差及材料有关，与热电极长度、直径无关。2.压力表的指针松动会导致示值误差增大。（）答案：√解析：指针松动会导致指针与传动机构不同步，造成示值偏差。3.热电阻测温时，若引线电阻增大，会导致测量值偏低。（）答案：×解析：引线电阻增大相当于热电阻总电阻增大，会使测量值偏高（如Pt100在0℃时应为100Ω，若引线电阻增加5Ω，显示电阻为105Ω，对应温度约12.5℃）。4.电磁流量计可以测量气体流量。（）答案：×解析：电磁流量计要求被测介质具有一定电导率（>5μS/cm），气体不导电，无法测量。5.双金属温度计可以用于振动较大的场合。（）答案：√解析：双金属温度计结构简单、耐振动，适合工业现场振动环境。6.差压式流量计的孔板安装反方向会导致差压值变小。（）答案：√解析：孔板锐边背向流体时，流体收缩位置后移，正负压室差压减小，流量示值偏低。7.压力开关的设定值可以随意调整。（）答案：×解析：压力开关的设定值需根据工艺要求调整，且调整后需验证动作准确性。8.玻璃管液位计适用于高压、高温介质的液位测量。（）答案：×解析：玻璃管耐压、耐高温能力有限，一般用于低压、低温场合。9.热电阻的引出线采用屏蔽电缆可以减少电磁干扰。（）答案：√解析：屏蔽电缆可有效隔离外部电磁场对微弱电阻信号的干扰。10.校验压力变送器时，只需检查上限点的误差。（）答案：×解析：需检查包括零点、量程点及中间点（如0%、25%、50%、75%、100%）的基本误差和回差。11.一体化温度变送器可以直接安装在热电偶或热电阻的接线盒内。（）答案：√解析：一体化设计将变送器与传感器集成，减少信号传输距离，降低干扰。12.浮子式液位计的浮子密度应大于被测液体密度。（）答案：×解析：浮子需漂浮在液体表面，密度应小于被测液体密度。13.压力表的校验周期一般为6个月。（）答案：√解析：根据《计量法》，工业用压力表校验周期通常不超过6个月。14.涡街流量计对直管段要求不高，可以安装在阀门附近。（）答案：×解析：涡街流量计对流速分布敏感，需保证上游15D、下游5D以上的直管段。15.热工仪表的接地应与电气设备共用接地体。（）答案：×解析：热工仪表应单独接地（接地电阻≤4Ω），避免电气接地干扰信号。16.热电偶补偿导线的作用是将冷端延伸至温度恒定的地方。（）答案：√解析：补偿导线与热电偶材料热电特性相近，可将冷端从现场（温度波动大）延伸至控制室（温度稳定）。17.压力变送器的输出信号为0mA时，可能是电源故障或线路断路。（）答案：√解析：两线制变送器电源与信号共用，电源故障或线路断路会导致无电流输出。18.孔板流量计的测量精度与介质密度无关。（）答案：×解析：流量计算公式中包含介质密度参数，密度变化会影响测量结果。19.数字式仪表的分辨率越高，测量精度一定越高。（）答案：×解析：分辨率是显示最小变化量的能力，精度由基本误差决定，高分辨率不一定高精度。20.安装温度计时，保护套管的材质应与被测介质相容，避免腐蚀。（）答案：√解析：保护套管直接接触介质，需选择耐腐蚀、耐高温的材质（如316L不锈钢、哈氏合金等）。三、简答题（每题5分，共10题）1.简述热电偶的工作原理。答案：热电偶基于塞贝克效应，由两种不同材料的导体A、B组成闭合回路。当两接点温度不同（T>T0）时，回路中产生热电势，其大小与热电极材料及两接点温度有关。热电势由接触电势（不同材料电子浓度差异）和温差电势（同一材料两端温度差异）组成，总热电势为两者代数和。2.压力仪表安装时应注意哪些事项？答案：（1）取压点选择：在介质流速稳定的直管段，避免弯头、阀门附近；（2）取压方向：测气体在管道上半部，测液体在管道下半部且避开底部沉积；（3）导压管安装：长度≤50m，倾斜度≥1:10，防止积液或积气；（4）隔离措施：高温介质加冷凝罐，腐蚀性介质加隔离罐；（5）固定牢固：避免振动导致仪表损坏；（6）接地要求：防爆场合需可靠接地。3.热电阻测温时，为什么需要采用三线制或四线制？答案：热电阻的测量信号为电阻值，引线电阻会叠加到测量结果中。三线制将两根引线分别接入电桥的相邻桥臂，第三根引线作为补偿，使引线电阻在电桥中相互抵消；四线制用两根线提供恒流源，另两根线测量电压，完全消除引线电阻影响（伏安法原理），适用于高精度测量。4.简述电磁流量计的安装要求。答案：（1）满管安装：确保测量管内始终充满介质，避免气泡；（2）直管段要求：上游≥5D，下游≥3D（D为管道直径）；（3）接地要求：传感器单独接地（接地电阻≤100Ω），避免管道杂散电流干扰；（4）避免强磁场：远离电机、变压器等强电磁设备；（5）方向标识：传感器外壳箭头与介质流动方向一致；（6）垂直安装时，介质应自下而上流动，防止颗粒沉积。5.如何判断压力变送器输出信号异常？答案：（1）观察显示：现场表头与控制室DCS显示是否一致；（2）短接测试：断开变送器输出，短接信号端子，观察DCS是否显示0mA（判断线路是否正常）；（3）外接电源：用万用表测量变送器输出端电压（两线制应为12-36VDC）；（4）模拟输入：用信号发生器输入标准压力信号，检查输出是否线性；（5）检查零点：关闭取压阀，打开平衡阀，输出应接近4mA（零点）。6.简述双金属温度计的优缺点。答案：优点：结构简单、耐振动、无需外部电源、价格低廉、就地显示清晰；缺点：测量精度较低（一般±1%~±2.5%FS）、不能远传信号、测量范围较窄（-80℃~600℃）、响应速度较慢。7.差压式流量计由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答案：由节流装置、导压管、差压变送器组成。节流装置（如孔板、喷嘴）在管道中产生局部收缩，使流体流速增加、静压力降低，形成差压；导压管将节流装置产生的差压传递至差压变送器；差压变送器将差压信号转换为标准电信号（4-20mA），供显示或控制使用。8.热工仪表日常维护的主要内容有哪些？答案：（1）外观检查：清洁仪表表面，检查保护盖、密封件是否完好；（2）运行监测：观察指示值是否正常（与工艺参数匹配），有无波动或跳变；（3）接线检查：紧固接线端子，防止松动、氧化；（4）环境检查：确认仪表周围温度、湿度符合要求，无腐蚀性气体；（5）导压管检查：查看有无泄漏、堵塞（用手触摸导压管温度，判断介质是否流动）；（6）标识检查：确认位号、量程标签清晰完整。9.热电偶常见故障及处理方法有哪些？答案：（1）示值偏低：可能原因为补偿导线极性接反、冷端温度过高、热电偶短路；处理方法：检查补偿导线极性，降低冷端温度，排查热电极是否绝缘损坏。（2）示值偏高：可能原因为热电极变质（氧化）、补偿导线与热电偶分度号不匹配；处理方法：更换热电偶，使用同分度号补偿导线。（3）示值波动大：可能原因为热电偶安装不牢固、保护套管损坏、外界干扰；处理方法：固定热电偶，更换保护套管，增加屏蔽措施。（4）无信号输出：可能原因为热电极断路、补偿导线断开、显示仪表故障；处理方法：用万用表测量热电偶电阻（正常为几欧~几十欧，断路为∞），检查导线通断，测试显示仪表输入信号。10.简述压力开关的校验步骤。答案：（1）准备工具：压力校验台、标准压力表、万用表；（2）连接设备：将压力开关接入校验台，万用表监测触点通断；（3）升压校验：缓慢加压至设定值上限，观察触点是否动作（常开变常闭），记录动作压力；（4）降压校验：缓慢泄压至设定值下限，观察触点是否复位（常闭变常开），记录复位压力；（5）重复测试：至少做3次升压/降压循环，确认动作压力和复位压力的重复性；（6）调整偏差：若动作压力超差，通过调节螺钉调整弹簧预紧力；（7）记录结果：填写校验记录，标注是否合格。四、计算题（每题8分，共5题）1.某Pt100热电阻在200℃时的电阻值是多少？（已知Pt100的电阻温度系数α=0.00385Ω/Ω·℃，0℃时电阻R0=100Ω）答案：根据热电阻计算公式R=R0(1+αt)，代入数据得R=100×(1+0.00385×200)=100×1.77=177Ω。2.一台0~1.6MPa、1.0级的压力表，其最大允许绝对误差是多少？答案：最大允许绝对误差=量程×精度等级=1.6MPa×1.0%=0.016MPa。3.某温度变送器输入范围为0~100℃（对应热电阻0~138.5Ω），输出范围4~20mA。当输入温度为60℃时，输出电流应为多少？答案：（1）60℃对应电阻R=100+0.385×60=123.1Ω（Pt100）；（2）电流输出=4+(20-4)×(60-0)/(100-0)=4+16×0.6=13.6mA。4.用U型管压力计测量某管道内的水压力，已知U型管内充水银（密度ρ=13600kg/m³），两侧液面高度差h=500mm，当地大气压P0=101.3kPa，求管道内绝对压力（g=9.8m/s²）。答案：表压P表=ρgh=13600×9.8×0.5=66640Pa=66.64kPa；绝对压力P绝=P0+P表=101.3+66.64=167.94kPa。5.一台量程为0~100kPa的差压变送器，精度0.5级，实测各点误差如下：0kPa时+0.1kPa，25kPa时+0.2kPa，50kPa时+0.3kPa，75kPa时+0.4kPa，100kPa时+0.5kPa。判断该变送器是否合格。答案：（1）最大绝对误差=0.5kPa；（2）基本误差限=量程×精度等级=100×0.5%=0.5kPa；（3）实测最大误差等于基本误差限，符合0.5级要求，合格。五、实操题（每题10分，共2题）1.请简述使用压力校验台校验0~1MPa、1.0级压力变送器的操作步骤。答案：（1）准备工作：确认校验台清洁，连接标准压力模块（量程0~1.6MPa，精度0.2级），准备24V直流电源、万用表（测电流）。（2）接线：将压力变送器正压室与校验台出口连接，负压室通大气；变送器电源端接24VDC正极，输出端接万用表正极，万用表负极接24VDC负极（两线制）。（3）零点校准：关闭校验台截止阀，打开泄压阀，使压力为0kPa，调整变送器零点电位器，使输出为4.00mA（允许±0.02mA偏差）。（4）量程校准：缓慢加压至1MPa（通过手泵或电动泵），待压力稳定后，调整量程电位器，使输出为20.00mA（允许±0.05mA