2025年矿业仪表测量与控制技术测试试卷及答案

2025年矿业仪表测量与控制技术测试试卷及答案考试时长：120分钟满分：100分试卷名称：2025年矿业仪表测量与控制技术测试试卷考核对象：矿业工程相关专业学生及行业从业者题型分值分布：-判断题（20分）-单选题（20分）-多选题（20分）-案例分析（18分）-论述题（22分）总分：100分---一、判断题（共10题，每题2分，总分20分）1.气压式液位计适用于测量高温高压液体的液位。2.在矿业通风系统中，风速传感器通常采用超声波原理进行测量。3.PLC（可编程逻辑控制器）在矿业自动化控制中属于开环控制系统。4.振动式液位计的测量精度受介质粘度影响较大。5.矿山安全监控系统中，甲烷传感器的报警阈值通常为1.0%。6.气体流量计的测量范围与管道内流体流速成正比关系。7.电动执行机构在控制系统中主要用于调节阀门的开度。8.矿用压力传感器的防爆等级通常为ExdIIBT4。9.智能仪表的数字通信接口通常采用Modbus协议。10.在矿业排水系统中，液位开关的常闭触点用于启动水泵。二、单选题（共10题，每题2分，总分20分）1.下列哪种仪表适用于测量矿井中的粉尘浓度？A.气体流量计B.振动式液位计C.尘埃浓度传感器D.压力变送器2.PLC控制系统中，以下哪种指令用于实现顺序控制？A.MOV（数据传送）B.LD（触点加载）C.SET（置位）D.RST（复位）3.矿山中常用的防爆电气设备等级为？A.ExdIICB.ExdIIBC.ExdIICD.ExdIIC4.下列哪种液位测量仪表对介质粘度敏感？A.静压式液位计B.气压式液位计C.振动式液位计D.浮球式液位计5.在矿业自动化系统中，以下哪种通信协议用于设备间数据交换？A.RS-232B.ModbusC.EthernetD.CAN6.电动执行机构的输出功率通常取决于？A.电机电压B.阀门口径C.控制信号频率D.介质温度7.矿山安全监控系统中，以下哪种气体浓度超标会导致人员窒息？A.二氧化碳（CO₂）B.氧气（O₂）C.一氧化碳（CO）D.氮气（N₂）8.气体流量计的测量原理通常基于？A.动压差B.静压差C.质量流量D.体积流量9.在矿业排水系统中，以下哪种仪表用于监测水泵运行状态？A.温度传感器B.压力变送器C.电流互感器D.液位开关10.PLC编程中，以下哪种指令用于实现定时控制？A.LDB.TIM（定时器）C.SETD.RST三、多选题（共10题，每题2分，总分20分）1.矿业中常用的防爆电气设备类型包括？A.防爆电机B.防爆传感器C.防爆仪表D.防爆控制器2.液位测量仪表的常见类型包括？A.静压式液位计B.振动式液位计C.浮球式液位计D.气压式液位计3.PLC控制系统的优势包括？A.可编程性B.可靠性高C.维护简单D.成本低廉4.矿山安全监控系统中的传感器类型包括？A.甲烷传感器B.温度传感器C.风速传感器D.压力传感器5.气体流量计的测量误差可能由以下因素引起？A.管道内流体不均匀B.传感器校准误差C.温度变化D.流体粘度变化6.电动执行机构的组成部分包括？A.电机B.齿轮箱C.阀体D.控制电路7.矿业自动化系统的常见通信协议包括？A.ModbusB.ProfibusC.Ethernet/IPD.CANopen8.振动式液位计的测量原理基于？A.介质密度B.介质粘度C.介质振动频率D.介质压力9.矿山排水系统中，以下哪些设备属于关键部件？A.水泵B.阀门C.液位开关D.压力变送器10.PLC编程中，以下哪种指令用于实现逻辑控制？A.LDB.ANDC.ORD.NOT四、案例分析（共3题，每题6分，总分18分）案例1：矿井通风系统中的风速测量与控制某矿井通风系统采用超声波风速传感器监测风速，传感器安装高度为5米，环境温度为20℃，相对湿度为60%。实测风速为5m/s，系统要求风速范围为3-8m/s。现要求设计一个基于PLC的控制系统，当风速低于3m/s或高于8m/s时，自动启动或停止风机。请简述系统设计思路及关键参数设置。案例2：矿井排水系统中的液位监测与报警某矿井排水系统采用静压式液位计监测水池液位，水池最大容量为100m³，液位计测量范围为0-10m。系统要求当液位低于2m时启动水泵，高于8m时停止水泵，并设置高液位报警。请说明液位计的选型依据及报警逻辑设计。案例3：矿井安全监控系统中的甲烷浓度监测某矿井工作面安装甲烷传感器，报警阈值为1.0%（体积分数），断电阈值为1.5%。现传感器检测到甲烷浓度突然上升至1.2%，系统应如何响应？请说明响应流程及安全措施。五、论述题（共2题，每题11分，总分22分）论述1：矿业自动化控制系统中的传感器选型与优化论述矿业自动化控制系统中传感器的选型原则，并结合实际案例说明如何优化传感器性能以提高测量精度。论述2：矿业仪表测量与控制技术的安全性与可靠性分析矿业仪表测量与控制技术在安全性、可靠性方面的特殊要求，并提出相应的技术措施。---标准答案及解析一、判断题1.×（气压式液位计适用于低压、低温液体，高温高压需选用耐压型液位计）2.×（风速传感器通常采用热式或超声波原理）3.×（PLC属于闭环控制系统，通过反馈调节）4.√（振动频率受介质粘度影响）5.√（甲烷浓度超标会导致窒息）6.×（测量范围与管道截面积和流速有关）7.√（电动执行机构用于调节阀门）8.√（ExdIIBT4为矿用隔爆型电气设备）9.√（Modbus为常用数字通信协议）10.×（常开触点用于启动水泵）二、单选题1.C（尘埃浓度传感器用于测量粉尘）2.B（LD用于顺序控制）3.B（ExdIIB为常用防爆等级）4.C（振动式液位计对粘度敏感）5.B（Modbus为常用通信协议）6.B（阀门口径影响输出功率）7.C（一氧化碳会导致窒息）8.A（气体流量计基于动压差原理）9.D（电流互感器监测水泵运行状态）10.B（TIM为定时器指令）三、多选题1.ABCD（防爆电机、传感器、仪表、控制器均属防爆设备）2.ABCD（静压式、振动式、浮球式、气压式均为常见液位计类型）3.ABC（可编程性、可靠性高、维护简单）4.ABCD（甲烷、温度、风速、压力均为安全监控传感器）5.ABCD（流体不均匀、校准误差、温度变化、粘度变化均影响测量误差）6.ABCD（电机、齿轮箱、阀体、控制电路均为执行机构部件）7.ABCD（Modbus、Profibus、Ethernet/IP、CANopen均为常用通信协议）8.C（振动频率反映介质特性）9.ABCD（水泵、阀门、液位开关、压力变送器均为关键部件）10.ABCD（LD、AND、OR、NOT均为逻辑控制指令）四、案例分析案例1解析-设计思路：PLC读取风速传感器信号，当风速低于3m/s或高于8m/s时，输出控制信号启动或停止风机。-关键参数：传感器量程0-10m/s，报警阈值3/8m/s，控制逻辑为比较指令（CMP）。案例2解析-选型依据：静压式液位计适用于大容量水池，测量范围匹配。-报警逻辑：低液位（<2m）启动水泵，高液位（>8m）停止水泵，高液位报警（>8m）触发声光报警。案例3解析-响应流程：