2025年仪表工(高级)仪表工考试题库(含答案)

2025年仪表工(高级)仪表工考试题库(含答案)一、过程测量与仪表选型1.【单选】某催化裂化装置再生器顶部烟气温度长期运行在720℃左右，介质含微量催化剂粉尘且存在5m/s流速。若要求测量误差≤±1.0%FS，下列方案中最合理的是（）。A.K型铠装热电偶+非接地型露头+Inconel600护套B.S型铂铑热电偶+刚玉双孔管+碳化硅外护管C.B型铂铑热电偶+金属陶瓷护套+气体吹扫D.N型镍硅热电偶+不锈钢护套+氧化镁绝缘答案：C解析：B型热电偶在700℃以上长期稳定性优于S、K、N型；金属陶瓷护套抗冲刷、抗剥落；吹扫可防止套管积灰导致导热误差。A护套耐温不足，B刚玉抗热震差，D不锈钢氧化后导通造成漂移。2.【单选】用一台0.05级活塞式压力计对量程0～10MPa、0.2级智能变送器进行五点循环检定，环境温度23℃，大气压100.5kPa。当加压至8MPa时变送器输出19.92mA，标准器读数为8.012MPa，则该点基本误差为（）。A.−0.08%B.−0.10%C.+0.06%D.+0.12%答案：B解析：理论电流=（8/10）×16+4=16.80mA，实测19.92mA对应压力=（19.92−4）/16×10=9.95MPa；误差=（9.95−8.012）/10×100%≈−0.10%。负号表示示值偏低。3.【多选】关于科里奥利质量流量计安装，下列做法会导致零点漂移的有（）。A.流量计两侧安装软管以消除膨胀节应力B.用扭矩扳手按交叉顺序紧固法兰，扭矩值高于GB/T9124推荐值30%C.流量计外壳做电气跨接，与地网形成等电位D.下游侧单管段加装DN50截止阀作为流量调节答案：B、D解析：过扭矩使测量管产生机械应力，改变谐振频率；下游阀门节流产生脉动，诱发相位差漂移。A软管释放应力，C等电位抑制干扰，均不会引起零点漂移。4.【判断】根据JJG8822019，对0.5级压力变送器进行后续检定，只需在20%、40%、60%、80%、100%五点进行，正反行程各一次即可判定合格。（）答案：错误解析：规程要求至少6点（含零点），且需做两个循环；若仅做单向5点，无法评估迟滞误差。5.【填空】用差压法测敞口罐液位，介质密度ρ=1200kg/m³，差压变送器量程0～60kPa，对应液位0～5m。若迁移后当液位2.5m时输出12mA，则迁移量为________kPa，迁移后量程上限为________kPa。答案：30；90解析：2.5m对应静压=1200×9.81×2.5=29.43kPa≈30kPa；零点迁移+30kPa，原上限60kPa迁移后90kPa。6.【计算】某涡街流量计出厂标定系数K=1.025脉冲/L，现场管道内径与标定一致，但介质由水改为密度850kg/m³、运动黏度1.2cSt的汽油。若仪表仍按原系数计数，当显示累积流量为150m³时，真实体积流量为多少升？答案：150000L解析：涡街频率仅与流速和斯特劳哈尔数有关，与密度、黏度基本无关（在Re>10000区），故系数不变，真实体积=150m³=150000L。7.【简答】说明在SIL验证中，如何根据仪表的λDU计算PFDavg，并给出简化公式。答案：PFDavg≈λDU×TI/2，其中λDU为危险未检测故障率（h⁻¹），TI为验证测试间隔（h）。该公式基于指数分布假设及平均占空比推导，适用于低需求模式。8.【案例】某装置采用双法兰差压液位计测液氨储罐，毛细管充硅油ρ=950kg/m³，环境温度−10℃时硅油密度变为970kg/m³。若未做温度补偿，当实际液位3m时，变送器输出将偏高还是偏低？幅度多少？答案：偏高；幅度约2.1%解析：冷缩使硅油密度增大，毛细管静压增大，相当于给变送器额外正向压差ΔP=(970−950)×9.81×3=588Pa；量程ΔPmax=ρgHmax=950×9.81×3≈27.96kPa；误差=0.588/27.96≈2.1%。二、过程控制与系统整定9.【单选】某温度回路采用PID控制，对象为一阶惯性加纯滞后，K=2.5℃/%，T=80s，L=16s。按ZN临界比例度法整定，若临界增益Ku=4.8，临界周期Tu=32s，则PID参数最接近（）。A.P=2.9，I=16s，D=4sB.P=3.2，I=32s，D=8sC.P=2.4，I=24s，D=6sD.P=2.0，I=48s，D=12s答案：A解析：ZN经典公式：Kp=0.6Ku=2.88；Ti=0.5Tu=16s；Td=0.125Tu=4s。10.【多选】下列关于分程控制描述正确的是（）。A.一个控制器输出同时驱动两个调节阀，阀门动作方向可同向或异向B.分程点一般设在50%输出，但可通过阀门定位器任意调整C.采用分程可提高系统可调比，但可能引入流量特性突变D.分程控制必须采用电气阀门定位器，气动定位器无法实现答案：A、B、C解析：分程靠定位器凸轮或数字设定实现，气动定位器亦可；D错误。11.【判断】在DCS中，当AO模块出现“Watchdog”报警时，表明该通道输出电流已强制进入高阻抗状态，阀位将保持报警前一刻位置。（）答案：错误解析：Watchdog超时通常触发模块FailSafe，输出跳转到预设安全值（一般为4mA或20mA），而非保持。12.【填空】某串级回路，主被控变量为反应器温度，副变量为夹套蒸汽流量。若副回路比例度设为δ2，主回路比例度设为δ1，则当副回路闭环增益为1时，主回路等效对象增益将变为原对象增益的________倍。答案：1解析：副回路随动跟踪，理想情况下等效增益为1，主回路整定不受副对象增益变化影响。13.【计算】用继电器自整定法测得温度回路极限振荡幅值a=0.8℃，继电器幅值d=5%，已知对象纯滞后L=20s，求对象增益K与临界周期Tu。答案：K=4d/(πa)=4×5/(π×0.8)≈7.96%/℃；Tu=2L=40s解析：依据继电器反馈理论，K=4d/πa，Tu≈2L（一阶近似）。14.【简答】解释“积分饱和”现象，并给出DCS中两种抗积分饱和算法名称。答案：当调节阀达到机械限位，偏差长期存在，控制器积分项持续累加超出输出限幅，导致退出限位时响应滞后。算法：①反算抗饱和（Backcalculation）；②积分分离（Conditionalintegration）。15.【案例】某加热炉出口温度采用Smith预估补偿，模型增益Km=1.8，滞后Lm=30s，时间常数Tm=60s。实际对象L变为45s时，系统稳定裕度如何变化？答案：滞后失配15s，相位裕度减小，可能出现振荡；依据频率域分析，相位滞后增加ωΔL，若原截止频率ωc≈0.04rad/s，则相位裕度减小约0.04×15×180/π≈34°，系统趋于不稳定，需重新整定。三、安全仪表系统与功能安全16.【单选】某SIL2回路要求PFDavg<1×10⁻²，已知传感器λDU=2×10⁻⁶h⁻¹，逻辑求解器PFD=5×10⁻³，最终元件λDU=4×10⁻⁶h⁻¹，TI=1年（8760h），则传感器需冗余配置的最小方式为（）。A.1oo2B.2oo3C.2oo2D.1oo1答案：A解析：单传感器PFD=λDU×TI/2=8.76×10⁻³，与逻辑单元叠加已超目标；1oo2后PFD≈(λDU×TI)²/3=2.6×10⁻⁵，满足。17.【多选】下列关于冗余容错描述正确的是（）。A.2oo3架构可容忍一次危险失效和一次安全失效B.1oo2D具有诊断覆盖，可将危险失效转化为安全失效C.MooN系统中，M越小，安全性越高，可用性越低D.共因失效β因子会显著增加冗余系统PFD答案：B、D解析：A只能容忍一次安全失效；C应为M越小安全性越低；B、D正确。18.【判断】在IEC61511中，SIL验证计算时，若采用Route2h简化法，可不必知道每个组件的λ，只需查阅认证证书中的SIL限制即可。（）答案：正确解析：Route2h允许使用经认证的SIL等级，无需详细失效数据。19.【填空】某阀门经FMEDA分析，λDU=3×10⁻⁷h⁻¹，DC=90%，则剩余未被检测的危险失效率为________h⁻¹。答案：3×10⁻⁸解析：λDU(剩余)=λDU×(1−DC)=3×10⁻⁷×0.1=3×10⁻⁸。20.【计算】某SIL3回路采用2oo3压力开关，单开关λDU=1.2×10⁻⁶h⁻¹，β=5%，TI=2年，求共因失效对PFD的贡献。答案：PFDccf=β×λDU×TI/2=0.05×1.2×10⁻⁶×8760=5.26×10⁻⁴解析：共因部分直接叠加，不享受冗余折扣。21.【简答】说明ProofTest与DiagnosticTest的区别。答案：ProofTest是周期性离线测试，用于检测未被诊断覆盖的失效，降低λDU；DiagnosticTest是在线连续监测，可立即报警并导向安全状态，降低失效后果时间。22.【案例】某装置设置SIF：当压力≥1.6MPa时切断进料阀。现场校验发现阀门实际关断时间3.2s，而工艺要求泄压必须在5s内完成。若仅考虑阀门动作时间，是否满足SIL时间要求？答案：满足解析：SIL关注响应时间不超过工艺安全时间，5s限值未超；但需叠加传感器、逻辑扫描及通信时间，若总和<5s仍满足，否则需优化。四、在线分析与维护技术23.【单选】某红外气体分析仪采用NDIR原理，测量CO量程0～5000ppm。若光源老化导致光强下降20%，仪器采用单光束双波长法，则测量结果将（）。A.偏高B.偏低C.无影响D.跳变答案：C解析：双波长法通过测量通道与参考通道比值消除光强漂移，光源老化对比值无影响。24.【多选】下列属于基于风险检验（RBI）核心输入数据的有（）。A.失效概率（PoF）B.失效后果（CoF）C.检验有效性等级D.企业财务折旧率答案：A、B、C解析：财务折旧与风险矩阵无关。25.【判断】采用AMS设备管理系统对HART仪表进行状态监测时，若设备状态位出现“Critical”报警，则必须立即停车检修。（）答案：错误解析：Critical仅表示需尽快处理，是否停车由工艺风险分析决定，可切换至冗余仪表或降负荷运行。26.【填空】某电磁流量计电极结垢导致阻抗由20MΩ降至2MΩ，若转换器输入阻抗>200MΩ，则流量示值相对误差约________%。答案：1解析：误差≈R垢/(R转换器+R垢)≈2/202≈1%。27.【计算】某pH计玻璃电极斜率由59.16mV/pH降至54mV/pH，若采用两点校准（pH7与pH4），测得未知样显示9.5pH，则真实pH为多少？答案：9.42解析：斜率比=54/59.16=0.913；真实ΔpH=(9.5−7)/0.913=2.74；真实pH=7+2.74=9.74，但方向相反，修正后实际pH=7+(9.5−7)×0.913=9.42。28.【简答】解释“漂移（Drift）”与“偏差（Bias）”在计量确认中的区别。答案：漂移是随时间缓慢变化的系统性偏移，需通过周期性校准修正；偏差是单次校准与参考值之间的差值，用于修正当前示值。29.【案例】某厂采用油液分析诊断泵轴承状态，发现Fe颗粒浓度由15ppm突升至120ppm，且PQ指数>5000，应给出何种维护建议？答案：立即安排停机检查轴承，已出现严重疲劳剥落，继续运行将导致抱轴。五、先进控制与优化30.【单选】某多变量预测控制器采用阶跃响应模型，若模型时域N=60，采样周期Ts=2min，则模型可覆盖的动态时间为（）。A.60minB.120minC.30minD.180min答案：B解析：覆盖时间=N×Ts=120min。31.【多选】下列属于鲁棒PIDtuning方法的有（）。A.ZieglerNicholsB.LambdaC.TyreusLuybenD.SkogestadIMC答案：B、D解析：Lambda与SkogestadIMC明确考虑模型误差，ZN与TL基于临界振荡，无鲁棒性指标。32