2025年仪表静电防护试题及答案

2025年仪表静电防护试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.仪表设备在搬运过程中因摩擦产生静电的主要起电机制是（）A.感应起电B.接触-分离起电C.电解起电D.压电起电2.某化工装置中压力变送器金属外壳的接地电阻应控制在（）以内A.1ΩB.4ΩC.10ΩD.20Ω3.按照人体模型（HBM）划分，ESD敏感等级为Class2的仪表电子元件，其抗静电电压阈值范围是（）A.0-199VB.200-999VC.1000-3999VD.4000V以上4.下列材料中，最适合用于制造仪表防静电包装的是（）A.普通塑料（电阻率10^14Ω·cm）B.导电塑料（电阻率10^6Ω·cm）C.玻璃（电阻率10^12Ω·cm）D.纯棉织物（电阻率10^9Ω·cm）5.仪表实验室环境湿度控制在（）时，既能有效抑制静电积累，又能避免设备受潮A.20%-30%RHB.30%-40%RHC.40%-60%RHD.60%-70%RH6.检修人员使用普通塑料工具拆卸仪表电路板时，最可能引发的静电危害是（）A.电磁干扰导致信号漂移B.元件PN结击穿C.金属外壳腐蚀D.显示屏幕老化7.某防爆区域仪表的防静电接地系统与防雷接地系统共用时，两者接地体的最小间距应不小于（）A.1mB.3mC.5mD.10m8.用于检测仪表表面静电电压的非接触式仪器，其测量精度应至少达到（）A.±1VB.±5VC.±10VD.±50V9.仪表车间使用的防静电地板，其表面电阻应满足（）A.10^3Ω-10^5ΩB.10^5Ω-10^7ΩC.10^7Ω-10^9ΩD.10^9Ω-10^11Ω10.以下关于仪表静电防护标识的描述，正确的是（）A.仅需在ESD敏感元件外包装标注B.需在设备操作面板和维护手册同时标注C.标识颜色应为红色加粗字体D.标识内容只需包含“防静电”字样11.某温度变送器因静电导致AD转换芯片损坏，故障现象最可能表现为（）A.显示值始终为0B.显示值剧烈波动C.电源指示灯不亮D.输出信号超量程12.静电防护管理中，“ESD安全操作区”的边界应设置（）A.黄色警示线B.红色隔离带C.绿色安全标识D.透明塑料帘13.仪表机柜内信号线与电源线的间距应至少保持（），以减少静电耦合干扰A.5cmB.10cmC.15cmD.20cm14.下列静电消除设备中，适用于仪表精密部件在线除静电的是（）A.离子风机B.接地金属链C.防静电毛刷D.增湿器15.新购入的仪表防静电手环，其对地电阻的合格范围是（）A.100Ω-1kΩB.1kΩ-10kΩC.10kΩ-100kΩD.1MΩ-10MΩ二、多项选择题（每题3分，共15分，多选、错选不得分，少选得1分）16.仪表静电产生的主要途径包括（）A.固体材料间的摩擦B.液体在管道内的流动C.气体高速喷射D.仪表通电时的电磁感应17.静电对仪表的危害表现为（）A.击穿半导体元件PN结B.导致模拟信号传输失真C.引发可燃气体爆炸D.加速金属外壳氧化18.仪表静电防护的技术措施包括（）A.设备外壳可靠接地B.操作环境湿度控制C.使用屏蔽电缆D.定期检测接地电阻19.下列关于仪表接地系统的描述，正确的有（）A.接地体应采用铜材或镀锌钢材B.接地引下线需避免直角弯C.多台仪表可共用接地干线D.接地电阻每年检测一次即可20.ESD敏感仪表的存储要求包括（）A.放置于防静电周转箱B.与金属物体保持10cm以上间距C.环境湿度≤30%RHD.避免阳光直射三、判断题（每题2分，共20分，正确打“√”，错误打“×”）21.仪表塑料外壳因不导电，无需进行静电防护（）22.湿度越高，静电积累越少，因此仪表车间应保持80%以上RH（）23.防静电手环使用时只需接触皮肤，无需连接接地端（）24.仪表信号电缆的屏蔽层应单端接地以避免地环路干扰（）25.静电放电（ESD）的能量虽小，但足以损坏微电子产品（）26.仪表检修时，可将工具临时放置在设备金属外壳上导走静电（）27.防爆区域仪表的防静电接地可与设备基础钢筋直接焊接（）28.静电电压表测量时，探头需直接接触被测表面（）29.更换仪表电路板时，需先关闭电源并释放自身静电（）30.防静电工作服的导电纤维含量越高，防静电效果越好（）四、简答题（每题6分，共30分）31.简述仪表静电放电（ESD）的三种主要形式及其危害特点。32.仪表接地系统设计应遵循哪些关键原则？33.列举5种仪表维护中常见的静电违规操作，并说明其风险。34.说明如何通过“等电位连接”降低仪表静电危害，具体实施步骤有哪些？35.某企业仪表车间拟采购静电防护设备，需重点审核哪些技术参数？五、案例分析题（15分）某化工厂催化裂化装置DCS系统出现异常：多台温度变送器显示值突然跳变，经检查确认传感器和电缆无物理损坏。维护人员发现以下情况：①近期为节能将车间湿度从50%RH降至30%RH；②检修人员佩戴的防静电手环未连接接地端；③新更换的仪表机柜未做等电位连接；④部分信号电缆与动力电缆平行敷设且间距仅8cm。问题：（1）分析导致仪表异常的主要静电因素（8分）；（2）提出针对性的整改措施（7分）。答案一、单项选择题1.B2.B3.C4.B5.C6.B7.B8.B9.C10.B11.B12.A13.B14.A15.D二、多项选择题16.ABC17.ABC18.ABCD19.ABC20.ABD三、判断题21.×22.×23.×24.√25.√26.×27.×28.×29.√30.×四、简答题31.仪表静电放电的三种主要形式及危害特点：①电晕放电：发生在尖锐金属表面，能量小（约1mJ），主要导致电磁干扰，影响信号传输稳定性；②刷形放电：发生在绝缘体与导体间，能量中等（约10mJ），可能损坏低耐压电子元件（如CMOS电路）；③火花放电：发生在导体间，能量大（可达100mJ以上），可直接击穿半导体PN结，导致元件永久性失效，在防爆区可能引燃可燃气体。32.仪表接地系统设计关键原则：①独立接地：与防雷、电力接地系统分开（间距≥3m），避免地电位反击；②低阻抗：接地电阻≤4Ω（防爆区≤1Ω），接地体采用铜排或镀锌角钢（长度≥2.5m，埋深≥0.8m）；③等电位连接：机柜、外壳、屏蔽层通过铜缆（≥4mm²）连接至同一接地汇流排，消除电位差；④防腐蚀：接地体表面做防腐处理（如热镀锌），引下线采用绝缘护套；⑤可检测性：设置接地检测端子，便于定期（每季度）测量接地电阻。33.仪表维护中常见的5种静电违规操作及风险：①未佩戴防静电装备直接接触电路板：人体静电（可达数千伏）可能击穿敏感元件（如AD转换芯片）；②使用普通塑料工具拆卸设备：塑料摩擦起电（电压可达10kV），通过工具传递至元件；③设备外壳未接地即进行检修：外壳积累的静电荷（如感应电）可能通过人体放电损坏内部电路；④在低湿度环境（<30%RH）操作：空气导电性差，静电消散慢，积累风险增加；⑤随意放置ESD敏感元件：如直接放在普通桌面（电阻率高），元件表面静电荷无法导走，可能因触碰放电损坏。34.等电位连接降低静电危害的原理及实施步骤：原理：通过将所有金属部件（机柜、外壳、屏蔽层、工具）连接至同一电位点，消除不同物体间的电位差，避免静电荷在接触时瞬间放电。实施步骤：①确定等电位基准点（如专用接地汇流排）；②用截面积≥4mm²的多股铜缆将机柜外壳、仪表金属支架、屏蔽电缆外层连接至基准点；③检修工具（如螺丝刀）通过1MΩ电阻连接至基准点（防止短路）；④操作平台铺设防静电台垫并连接至基准点；⑤测试各连接点间的电阻（≤0.1Ω），确保等电位效果；⑥定期检查连接点是否松动或氧化，及时维护。35.采购静电防护设备需审核的技术参数：①离子风机：平衡电压（≤±50V）、消电时间（≤2s）、工作距离（≥1m）、臭氧浓度（≤0.05ppm）；②防静电地板：表面电阻（10^7Ω-10^9Ω）、体积电阻（10^6Ω-10^8Ω）、耐磨等级（≥T级）；③防静电手环：对地电阻（1MΩ-10MΩ）、弹性带断裂强度（≥50N）、连接器导电性（≤0.1Ω）；④静电电压表：测量范围（0-30kV）、精度（±5%）、响应时间（≤0.5s）；⑤防静电包装材料：表面电阻（10^5Ω-10^11Ω）、屏蔽效能（≥30dB）、耐温范围（-40℃-85℃）。五、案例分析题（1）主要静电因素分析：①环境湿度降低（30%RH）：空气干燥导致物体表面电阻率升高（>10^12Ω·cm），静电消散时间延长，设备及人体易积累静电荷（可达5kV以上）；②防静电手环未接地：检修人员人体静电无法导走，接触仪表时发生ESD（人体模型放电电压可达2kV-10kV），干扰或损坏内部电路；③机柜未做等电位连接：机柜与仪表外壳存在电位差（可能达数百伏），静电荷通过信号线或金属接触点放电，影响信号传输；④信号电缆与动力电缆间距不足：动力电缆周围存在静电场（电场强度可达100V/m），通过电容耦合在信号电缆上感应静电压（可达数百毫伏），导致AD转换误差，显示值跳变。（2）整改措施：①恢复车间湿度至40%-60%RH：安装超声波加湿器，配置温湿度监控系统（精度±2%RH），设置低湿度报警（<35%RH时自动启动）；②规范防静电手环使用：要求检修人员佩戴时必须连接接地端（通过1MΩ电阻），每日班前用检测仪（精度±10%）测试手环电阻（1MΩ-10MΩ为合格）；③完善等电位连接：为新机柜增加4mm²铜缆连接至车间接地汇流排