仪表专业试题2025年0721附答案

仪表专业试题2025年0721附答案一、单项选择题（每题2分，共20题，40分）1.某工业现场需测量强腐蚀性液体的体积流量，且管道直径为300mm，介质电导率大于5μS/cm，最适宜选用的流量计是（）。A.涡轮流量计B.电磁流量计C.转子流量计D.超声波流量计2.热电阻测温时，若采用三线制接法，主要目的是（）。A.提高测量精度B.简化接线C.降低成本D.增加抗干扰能力3.压力变送器的量程为0~1.6MPa，精度等级0.5级，其最大绝对误差为（）。A.±0.008MPaB.±0.016MPaC.±0.08MPaD.±0.16MPa4.用于测量高温高压蒸汽流量的标准节流装置中，最常用的取压方式是（）。A.角接取压B.法兰取压C.径距取压D.理论取压5.智能压力变送器的输出信号为4~20mADC，当被测压力为量程的60%时，输出电流应为（）。A.11.2mAB.12.8mAC.14.4mAD.16.0mA6.热电偶测温时，若冷端温度为30℃，显示仪表未进行冷端补偿，测得热电势为33.28mV（对应1000℃时的热电势为41.27mV，30℃时为1.20mV），则实际被测温度约为（）。A.900℃B.950℃C.1000℃D.1030℃7.雷达物位计测量储罐内汽油（介电常数ε≈2）的液位时，若发射频率为26GHz，最大测量距离为30m，其波长约为（）。（光速c=3×10⁸m/s）A.0.0115mB.0.023mC.0.046mD.0.092m8.下列哪种仪表的测量原理基于流体振动现象？（）A.电磁流量计B.涡街流量计C.科氏力质量流量计D.超声波流量计9.DCS系统中，I/O模块的主要功能是（）。A.数据运算B.人机交互C.信号转换与隔离D.控制策略执行10.用于测量pH值的玻璃电极，其敏感膜的主要成分是（）。A.二氧化硅B.氧化钠C.氧化钙D.氧化铝11.气动执行器的气开式结构是指（）。A.输入信号增大时，阀门开度增大B.输入信号增大时，阀门开度减小C.无信号时阀门全开D.无信号时阀门全关12.下列仪表中，不需要外部电源供电的是（）。A.热电阻B.热电偶C.压力变送器D.电磁流量计13.超声波物位计测量液位时，若介质表面有大量泡沫，可能导致的问题是（）。A.测量值偏高B.测量值偏低C.信号波动大D.无影响14.智能仪表的HART通信协议采用的是（）。A.数字信号叠加在4~20mA模拟信号上B.纯数字信号传输C.无线传输方式D.光纤传输方式15.某储罐采用双法兰差压变送器测量液位，若正负压室法兰间距为5m，介质密度为800kg/m³，当地重力加速度g=9.8m/s²，则变送器的量程应为（）。A.0~39.2kPaB.0~58.8kPaC.0~78.4kPaD.0~98.0kPa16.校验温度变送器时，若输入信号为Pt100热电阻（0℃时100Ω，100℃时138.5Ω），当输入119.25Ω时，对应的温度应为（）。A.50℃B.75℃C.100℃D.125℃17.下列哪项不是电磁流量计的组成部分？（）A.测量管B.励磁线圈C.漩涡发生体D.电极18.仪表接地系统中，保护接地的主要作用是（）。A.防止电磁干扰B.保障人员安全C.提高测量精度D.稳定信号传输19.用于测量微小差压（如500Pa）的变送器，最适宜选用的传感器是（）。A.电容式B.扩散硅式C.振弦式D.应变片式20.工业现场中，仪表电缆与动力电缆平行敷设时，最小间距应不小于（）。A.50mmB.100mmC.200mmD.500mm二、填空题（每空1分，共15空，15分）1.标准节流装置由________、________和取压装置三部分组成。2.热电阻常用的材料有________（测量中低温）和________（测量高温）。3.气动调节阀的执行机构主要有________式和________式两种。4.智能仪表的核心部件是________，其具备________、________等功能（至少填两项）。5.电磁流量计的测量原理基于________定律，其输出信号与________成正比。6.仪表气源系统中，压缩空气的露点应比环境最低温度低________℃以上，含油量应小于________mg/m³。7.DCS系统的“冗余”设计通常包括________冗余和________冗余（至少填两种）。三、简答题（每题5分，共5题，25分）1.简述差压式流量计的工作原理及选型时需考虑的主要因素。2.分析热电阻测温时常见的误差来源，并提出减小误差的措施。3.智能仪表相比传统模拟仪表有哪些优势？列举3项并简要说明。4.气动执行器与电动执行器在工业应用中各有哪些优缺点？5.简述DCS系统中“信号隔离”的作用及常用隔离方式。四、计算题（每题6分，共5题，30分）1.某管道内介质为水（密度ρ=1000kg/m³），采用孔板流量计测量流量，已知孔板直径d=50mm，管道直径D=100mm，差压变送器量程为0~10kPa，流量系数C=0.6，可膨胀系数ε=1.0。求当差压为5kPa时，管道内的体积流量（单位：m³/h）。（提示：流量公式qᵥ=C×ε×(πd²/4)×√(2Δp/ρ)）2.某K型热电偶（分度号K）测量炉温，冷端温度t₀=25℃，测得热电势E(t,t₀)=36.28mV。查K型热电偶分度表：E(850℃,0℃)=35.31mV，E(900℃,0℃)=37.32mV，E(25℃,0℃)=1.00mV。计算实际炉温t。3.某涡街流量计的仪表系数为100脉冲/m³，输出频率信号为50Hz，求管道内的体积流量（单位：m³/h）。4.某pH计标定后，测量标准缓冲溶液（pH=4.00，25℃时）的输出电势为-180mV；测量另一标准缓冲溶液（pH=6.86）时输出电势为-50mV。计算该pH计的电极斜率（单位：mV/pH），并判断是否符合理论值（理论斜率约为59.16mV/pH，25℃）。5.某雷达物位计测量储罐内液位，已知发射脉冲到接收回波的时间差为2μs，光速c=3×10⁸m/s，罐底到雷达天线的距离为10m，求当前液位高度（假设介质表面无反射损耗）。五、综合分析题（共1题，30分）某化工厂蒸汽管道（介质为过热蒸汽，压力1.6MPa，温度300℃，管道内径200mm）的流量测量系统出现异常：DCS显示流量值波动大，且与工艺实际负荷不匹配。现场检查发现差压变送器输出电流（4~20mA）波动频繁，孔板前后取压管内有冷凝水积聚。（1）分析可能导致流量测量异常的原因（至少5条）。（2）提出针对性的排查与解决措施。参考答案一、单项选择题1.B2.A3.A4.B5.C6.B7.A8.B9.C10.A11.A12.B13.C14.A15.A16.B17.C18.B19.A20.C二、填空题1.节流件、测量管2.铂（Pt）、铜（Cu）3.薄膜、活塞4.微处理器（或CPU）、自诊断、数字通信（或数据存储、非线性补偿）5.法拉第电磁感应、流速（或平均流速）6.10、17.电源、CPU（或通信、I/O模块）三、简答题1.工作原理：基于伯努利方程和流体连续性方程，流体流经节流件时流速增加、静压力降低，通过测量节流件前后的差压来反映流量大小。选型因素：介质性质（腐蚀性、导电性、温度压力）、管道尺寸、流量范围、精度要求、安装条件（直管段长度）。2.误差来源：①热电阻引出线电阻的影响；②环境温度变化导致的线路电阻变化；③测量电路的噪声干扰；④热电阻本身的自热效应。减小措施：采用三线制或四线制接线；使用恒流源供电并补偿线路电阻；屏蔽电缆减少干扰；降低测量电流以减小自热。3.优势：①数字通信：支持HART、Modbus等协议，可远程配置与诊断；②自诊断功能：检测传感器故障、线路短路/断路等；③非线性补偿：通过软件修正传感器非线性特性，提高精度；④多参数测量：可同时输出流量、压力、温度等参数（任选3项）。4.气动执行器优点：本质安全（防爆）、结构简单、抗干扰能力强；缺点：需气源系统、响应速度较慢、输出力受气源压力影响。电动执行器优点：响应快、控制精度高、无需气源；缺点：防爆性能差（需特殊处理）、结构复杂、维护成本高。5.作用：防止不同回路之间的干扰（如地电位差、电磁耦合），保护设备和人员安全。隔离方式：光电隔离（通过光耦实现电-光-电转换）、电磁隔离（变压器隔离）、电容隔离（通过电容传递信号）。四、计算题1.计算步骤：d=0.05m，D=0.1m，Δp=5×10³Pa，ρ=1000kg/m³qᵥ=0.6×1.0×(π×0.05²/4)×√(2×5×10³/1000)=0.6×(0.000625π)×√10≈0.6×0.0019635×3.1623≈0.00372m³/s=13.39m³/h（保留两位小数）2.实际热电势E(t,0℃)=E(t,t₀)+E(t₀,0℃)=36.28+1.00=37.28mV查分度表，37.28mV介于850℃（35.31mV）和900℃（37.32mV）之间，采用线性插值：温度t=850+(37.28-35.31)/(37.32-35.31)×50≈850+1.97/2.01×50≈850+49≈899℃≈900℃3.流量q=频率f/仪表系数K=50Hz/(100脉冲/m³)=0.5m³/s=1800m³/h（注意：1Hz=1脉冲/s）4.斜率S=(E2-E1)/(pH2-pH1)=(-50-(-180))/(6.86-4.00)=130/2.86≈45.45mV/pH理论斜率约59.16mV/pH，实际斜率偏低，可能电极老化或污染。5.雷达波传播距离L=c×t/2=3×10⁸×2×10⁻⁶/2=300m（错误，实际应为：时间差2μs对应往返距离，单程距离=3×10⁸×2×10⁻⁶/2=300m？显然不合理，正确计算应为：时间差t=2μs=2×10⁻⁶s，单程时间t/2=1×10⁻⁶s，距离=3×10⁸×1×10⁻⁶=300m，这与储罐高度10m矛盾，说明题目参数可能有误。正确场景下，假设时间差为20μs，则单程距离=3×10⁸×10×10⁻⁶=3000mm=3m，液位高度=10m-3m=7m。此处按题目数据修正：可能时间差为20μs，答案液位高度=10m-(3×10⁸×20×10⁻⁶/2)=10m-3m=7m。）五、综合分析题（1）可能原因：①取压管内冷凝水积聚导致差压信号波动（蒸汽冷却形成冷凝水，液柱高度变化影响差压）；②差压变送器膜盒受冷凝水冲击或结垢，灵敏度下降；③孔板安装方向错误（如锐角面反装），导致差压异常；④蒸汽密度补偿参数设置错误（未根据压力、温度修正密度）；⑤管道