(2025年)自动化仪表试题附答案大全

(2025年)自动化仪表试题附答案大全一、单项选择题（每题2分，共40分）1.工业用热电偶测量温度时，若冷端温度为30℃，测得热电势为33.29mV，已知该热电偶在1000℃时的热电势为41.27mV，30℃时为1.20mV，则实际被测温度约为（）A.980℃B.1010℃C.950℃D.1030℃答案：A（计算方法：补偿后热电势=33.29+1.20=34.49mV，查分度表34.49mV对应约980℃）2.某压力变送器量程为0~1.6MPa，精度等级0.5级，其最大绝对误差为（）A.±0.008MPaB.±0.016MPaC.±0.004MPaD.±0.024MPa答案：A（最大绝对误差=量程×精度等级=1.6×0.5%=0.008MPa）3.电磁流量计不能测量的介质是（）A.污水B.海水C.汽油D.稀释硫酸答案：C（电磁流量计要求介质电导率≥5μS/cm，汽油电导率极低，无法测量）4.涡街流量计的输出信号频率与（）成正比A.介质密度B.管道截面积C.漩涡发生体迎流面宽度D.流体流速答案：D（涡街频率f=St×v/d，St为斯特劳哈尔数，d为漩涡发生体宽度，v为流速）5.雷达物位计的测量原理基于（）A.超声波反射B.电磁波反射C.压力差D.电容变化答案：B（雷达发射高频电磁波，经介质表面反射后接收，通过时间差计算物位）6.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.简化电路D.增加测量范围答案：B（三线制通过电桥平衡抵消引线电阻对测量的影响）7.差压式流量计中，孔板的取压方式最常用的是（）A.角接取压B.法兰取压C.径距取压D.理论取压答案：B（工业中法兰取压（取压孔距孔板上下游端面25.4mm）应用最广）8.压力仪表的量程选择时，被测压力的最大值应不超过量程的（）A.1/3B.2/3C.3/4D.4/5答案：B（为保证精度和延长寿命，正常工作压力应在量程的1/3~2/3，最大不超过2/3）9.超声波物位计测量时，若介质温度升高，声速增大，会导致测量结果（）A.偏大B.偏小C.不变D.波动答案：B（温度升高，声速v=331+0.6T，时间t=2H/v，H=vt/2，若v增大，相同t对应H减小，显示值偏小）10.智能压力变送器与传统模拟变送器的主要区别是（）A.增加了A/D转换B.集成微处理器C.采用4~20mA输出D.提高了量程比答案：B（智能仪表通过微处理器实现线性化、补偿、通信等功能）11.双金属温度计的工作原理是（）A.热膨胀系数差异B.热电效应C.热阻效应D.辐射测温答案：A（两种膨胀系数不同的金属片叠焊，温度变化时弯曲变形带动指针）12.浮筒式液位计测量的是（）A.液位高度B.液体密度C.浮力变化D.静压变化答案：C（浮筒浸入液体中，浮力变化=ρgV排，通过力转换测量液位）13.校验温度变送器时，输入标准毫伏信号，输出应符合（）A.0~5VB.4~20mAC.1~5VD.以上均可（取决于输出类型）答案：D（温度变送器输出可选4~20mA、0~5V等，需按设计要求校验）14.某流量系统设计最大流量为100m³/h，选用孔板流量计，当流量为50m³/h时，差压约为最大差压的（）A.25%B.50%C.75%D.100%答案：A（流量与差压平方根成正比，q=K√ΔP，q1/q2=√(ΔP1/ΔP2)，(50/100)²=ΔP1/ΔP2→ΔP1=25%ΔP2）15.氧化锆氧量计的工作条件是（）A.高温（600℃以上）B.低温（100℃以下）C.常压D.高压答案：A（氧化锆需在高温下形成氧离子导电，通常工作温度600~800℃）16.压力开关的设定值调整是通过改变（）A.弹簧预紧力B.膜片面积C.触点间距D.介质密度答案：A（弹簧预紧力决定触发压力，调整弹簧压缩量可改变设定值）17.热电偶的分度号S表示（）A.铂铑10-铂B.铂铑30-铂铑6C.镍铬-镍硅D.铜-康铜答案：A（S分度号为铂铑10-铂热电偶，B为铂铑30-铂铑6，K为镍铬-镍硅，T为铜-康铜）18.雷达物位计的天线类型中，适用于强腐蚀性介质的是（）A.抛物面天线B.杆式天线（聚四氟乙烯材质）C.喇叭天线D.平面天线答案：B（杆式天线采用聚四氟乙烯（PTFE）防腐涂层，适用于强腐蚀环境）19.热电阻的分度号Pt100表示（）A.0℃时电阻100Ω，材质铂B.100℃时电阻100Ω，材质铂C.0℃时电阻10Ω，材质铂D.100℃时电阻10Ω，材质铂答案：A（Pt100即铂热电阻，0℃时电阻值为100Ω）20.工业用压力仪表的检定周期一般为（）A.3个月B.6个月C.1年D.2年答案：B（根据JJG49-2013，弹簧管压力表检定周期一般不超过6个月）二、填空题（每空1分，共20分）1.热电偶的基本工作原理是______效应，由两种不同材料的导体组成闭合回路，当两接点温度不同时产生热电势。答案：塞贝克2.压力测量中，绝对压力=表压+______。答案：大气压力3.电磁流量计的传感器必须______安装，且测量管内始终充满介质。答案：水平（或垂直，介质自下而上）4.涡街流量计的漩涡分离频率与流体流速成______，因此可通过测量频率得到流量。答案：正比5.热电阻测温时，常用的引线方式有二线制、三线制和______，其中______抗干扰能力最强。答案：四线制；四线制6.差压式流量计由______、差压信号管路和差压计三部分组成。答案：节流装置（或孔板/喷嘴/文丘里管）7.雷达物位计按信号传输方式分为______（接触式）和______（非接触式）。答案：导波雷达；喇叭口雷达（或自由空间雷达）8.压力仪表的精度等级是指最大______误差与量程的百分比。答案：引用9.双法兰液位计的毛细管内充有______，用于传递压力信号。答案：硅油（或惰性液体）10.温度变送器的作用是将温度传感器输出的______信号转换为标准电流或电压信号。答案：毫伏（或电阻）11.超声波物位计的测量盲区是指______附近无法测量的区域。答案：探头12.智能仪表的核心部件是______，可实现自校准、自诊断和通信功能。答案：微处理器（或CPU）13.浮子式液位计通过浮子的______变化反映液位高度，适用于清洁液体测量。答案：浮力（或位置）14.氧化锆氧量计测量的是______中的氧含量，其输出电势与氧浓度的______成正比。答案：烟气（或气体）；对数15.压力开关的回差是指______与复位压力的差值。答案：动作压力三、简答题（每题6分，共30分）1.简述热电偶与热电阻测温的主要区别。答案：①测温原理不同：热电偶基于塞贝克效应（热电势），热电阻基于电阻随温度变化（热阻效应）；②测量范围不同：热电偶适用于高温（-200~1800℃），热电阻适用于中低温（-200~850℃）；③输出信号不同：热电偶输出毫伏信号，需冷端补偿；热电阻输出电阻信号，需恒流源激励；④材料不同：热电偶为两种不同金属，热电阻为单一金属（铂、铜等）。2.差压式流量计测量流量时，为何需要对介质的密度、温度、压力进行补偿？答案：差压式流量计的流量公式q=K√(ΔP/ρ)，其中ρ为介质密度。实际测量中，介质的密度受温度、压力影响显著（如气体密度ρ=P/(RT)）。若工况温度、压力偏离设计值，ρ变化会导致流量测量误差。因此需通过温度、压力传感器实时检测，对密度进行修正，确保流量计算准确。3.电磁流量计的选型需考虑哪些关键参数？答案：①介质电导率：需≥5μS/cm（一般液体如污水、酸碱液满足，油类不满足）；②介质流速：常用流速范围0.5~10m/s（推荐2~4m/s）；③管道口径：传感器口径应与工艺管道匹配（或缩径安装）；④工作压力：传感器公称压力需≥工艺管道最高压力；⑤介质温度：传感器衬里和电极材料的耐温范围（如聚四氟乙烯衬里耐温-40~180℃）；⑥防爆要求：危险场合需选防爆型（如ExdⅡCT6）。4.雷达物位计相比超声波物位计有哪些优势？答案：①不受介质特性影响：雷达使用电磁波，可穿透真空、蒸汽、粉尘，超声波依赖介质传声，真空或含大量蒸汽时无法测量；②精度更高：雷达精度可达±1mm（高频雷达），超声波受声速变化（温度影响）精度一般±0.2%；③耐温耐压性好：雷达探头耐温可达400℃，耐压4MPa（特殊型号），超声波探头耐温通常≤150℃；④测量范围大：雷达最大量程可达100m（导波雷达），超声波一般≤20m；⑤抗干扰强：雷达频率高（如26GHz），受搅拌、泡沫影响小，超声波易受液面波动反射干扰。5.PID控制器中比例（P）、积分（I）、微分（D）参数的作用分别是什么？答案：①比例（P）：输出与偏差成正比，减小稳态误差，比例系数过大易引起系统振荡；②积分（I）：消除稳态误差（积分作用累积偏差），积分时间越小，积分作用越强，过强会导致系统超调增大；③微分（D）：预测偏差变化趋势（对偏差变化率响应），抑制振荡，提高系统稳定性，微分时间过大易放大噪声。四、计算题（每题10分，共30分）1.某铂热电阻（Pt100）在0℃时电阻为100Ω，100℃时为138.5Ω，其电阻-温度特性近似为R=R0(1+αt)（α为电阻温度系数）。若测得该热电阻的电阻值为119.25Ω，求被测温度t（保留一位小数）。解：由R=R0(1+αt)，已知t=100℃时R=138.5Ω，R0=100Ω，则α=(R100/R0-1)/100=(138.5/100-1)/100=0.00385℃⁻¹当R=119.25Ω时，t=(R/R0-1)/α=(119.25/100-1)/0.00385=(0.1925)/0.00385≈50.0℃答案：50.0℃2.某管道内介质为压缩空气（标准状态下密度ρ0=1.29kg/m³），设计工况为P=0.6MPa（表压），T=80℃，采用孔板流量计测量，设计差压ΔPmax=16kPa。实际运行中，工况变为P=0.5MPa（表压），T=60℃，测得差压ΔP=9kPa，求实际流量q（标准状态下，保留两位小数，大气压P0=0.1MPa）。解：气体流量公式（标准状态）：q=K√(ΔP×P/(T))（简化形式，K为常数）设计工况绝对压力P1=0.6+0.1=0.7MPa=700kPa，温度T1=80+273=353K实际工况绝对压力P2=0.5+0.1=0.6MPa=600kPa，温度T2=60+273=333K设计流量q1=K√(ΔPmax×P1/T1)=K√(16×700/353)=K√(31.73)≈K×5.63实际差压ΔP2=9kPa，实际流量q2=K√(9×600/333)=K√(16.21)≈K×4.03由于设计流量与实际流量的比例为q2/q1=4.03/5.63≈0.716若设计最大流量q1max（标准状态）为Q，则实际流量q2=0.716×Q×√(9/16)=0.716×Q×0.75（注：原题未给设计流量，假设设计最大流量为Q，则实际流量为Q×√(ΔP2/ΔPmax)×√(P1T2/(P2T1))）代入数值：√(9/16)=0.75，√(700×333/(600×353))=√(233100/211800)=√(1.101)≈1.05因此q2=Q×0.75×1.05=0.7875Q（若Q为设计最大流量，如Q=1000m³/h，则q2=787.5m³/h）（注：本题需明确设计流量，假设设