2025年仪表题库及答案

2025年仪表题库及答案一、选择题（每题2分，共30分）1.工业现场常用的热电阻中，测量精度最高的是（）。A.铜热电阻（Cu50）B.铂热电阻（Pt100）C.镍热电阻（Ni100）D.半导体热敏电阻答案：B（铂热电阻稳定性好、精度高，常用于工业精密测温）2.差压式流量计测量气体流量时，若取压口位于管道下方，可能导致（）。A.导压管内积液，测量值偏低B.导压管内积气，测量值偏高C.导压管堵塞，测量值波动D.无影响，气体密度小不沉降答案：A（气体中可能含冷凝液，取压口在下方会导致导压管积液，增加附加差压，实际差压减小，测量值偏低）3.智能压力变送器采用HART协议通信时，需要满足的条件是（）。A.必须断开电源单独供电B.信号线上叠加2kHz正弦波调制信号C.仅支持4-20mA电流信号传输D.通信距离不超过100米答案：B（HART协议通过FSK技术在4-20mA信号上叠加1200Hz和2200Hz的正弦波，实现数字通信，无需断开电源）4.浮筒式液位计测量液体密度变化时，会导致（）。A.测量值与实际液位成反比变化B.测量值不受密度影响C.测量值随密度增大而偏高D.测量值随密度减小而偏低答案：A（浮筒浮力F=ρgV排，液位不变时，密度ρ变化会导致浮力变化，输出信号与ρ成反比，因此密度增大时测量值偏低，密度减小时偏高）5.电磁流量计的测量管内衬材料选择需考虑的关键因素是（）。A.管道压力等级B.被测介质的腐蚀性和温度C.管道振动频率D.介质电导率范围答案：B（内衬直接接触介质，需耐腐蚀；同时需满足介质温度要求，如聚四氟乙烯耐温约180℃，橡胶耐温约80℃）6.双金属温度计的感温元件由两种（）不同的金属片叠焊而成。A.热膨胀系数B.电阻率C.密度D.弹性模量答案：A（双金属片受热时因膨胀系数差异产生弯曲，带动指针转动指示温度）7.超声波物位计测量固体颗粒料位时，易出现误差的原因是（）。A.固体表面反射率低，回波信号弱B.固体颗粒运动产生多普勒频移C.固体介电常数不稳定D.超声波在固体中传播速度变化大答案：A（固体表面粗糙且颗粒松散，对超声波反射率低，易导致回波信号丢失或误判）8.氧化锆氧量计的工作原理基于（）。A.气体热导效应B.电化学浓差电池C.红外吸收光谱D.磁压力效应答案：B（氧化锆在高温下作为固体电解质，两侧氧浓度不同时产生电势差，电势与氧浓度对数成正比）9.涡街流量计的漩涡分离频率与（）成正比。A.介质密度B.管道直径C.介质流速D.漩涡发生体宽度答案：C（涡街频率f=St×v/d，其中St为斯特劳哈尔数，v为流速，d为发生体特征宽度，因此频率与流速成正比）10.压力变送器进行量程迁移时，若负迁移量超过最大允许值，会导致（）。A.输出信号无法达到上限值B.零点漂移增大C.线性度变差D.传感器膜片过载损坏答案：C（迁移量超过允许范围会使传感器工作在非线性区域，导致输出与输入不成正比）11.热电阻三线制接法中，第三根导线的作用是（）。A.提供参考地电位B.补偿连接导线的电阻误差C.增强信号抗干扰能力D.实现温度信号的差分传输答案：B（三线制通过电桥平衡，使两根引线电阻在桥臂中相互抵消，减少导线电阻对测量的影响）12.电容式物位计测量非导电液体时，液位升高会导致（）。A.电容值增大B.电容值减小C.电容值不变D.电容值先增后减答案：A（非导电液体介电常数ε大于空气，液位升高时，电极间介质平均ε增大，电容C=εA/d，因此电容值增大）13.校验0-1MPa的压力变送器时，标准表应选择（）。A.0-1.6MPa，0.5级B.0-1MPa，0.25级C.0-0.6MPa，0.1级D.0-2.5MPa，1.0级答案：B（标准表量程应覆盖被校表量程，精度等级至少高于被校表2个等级，通常选择0.25级及以上）14.热电偶补偿导线的作用是（）。A.延长热电偶丝长度，降低成本B.补偿热电偶冷端温度变化C.提高热电偶的灵敏度D.增强信号抗电磁干扰能力答案：B（补偿导线将热电偶冷端延伸至温度稳定的控制室，配合冷端补偿器消除冷端温度波动对测量的影响）15.雷达物位计的测量精度主要取决于（）。A.发射功率B.天线尺寸C.信号处理算法D.介质介电常数答案：C（现代雷达通过高频信号和智能算法（如回波识别、虚假回波抑制）提高精度，发射功率和天线尺寸影响量程而非精度）二、判断题（每题1分，共10分）1.电磁流量计可以测量气体流量。（）答案：×（电磁流量计要求介质电导率≥5μS/cm，气体不导电，无法测量）2.压力开关的设定值是指动作时的压力值，复位值是指恢复时的压力值，两者之差为死区。（）答案：√（死区=动作值-复位值，确保开关不会频繁动作）3.超声波流量计安装时，上下游直管段要求通常为前10D后5D（D为管道直径）。（）答案：√（直管段保证流速分布均匀，减少涡流影响）4.热电阻的分度号Pt100表示0℃时电阻值为100Ω，100℃时约为138.5Ω。（）答案：√（Pt100的R0=100Ω，R100=138.5Ω，符合IEC60751标准）5.浮子式流量计（转子流量计）必须垂直安装，且流体自下而上流动。（）答案：√（浮子重力与流体升力平衡，垂直安装确保浮子自由上下移动）6.智能仪表的数字通信功能可以实现远程组态、诊断和数据上传。（）答案：√（如HART、Profibus-PA协议支持远程参数设置和状态监测）7.压力变送器的输出信号为4-20mA时，20mA对应量程上限，4mA对应量程下限。（）答案：√（标准两线制变送器通常以4mA为零点，20mA为满量程）8.热电偶的热电势大小仅与热端和冷端的温度有关，与热电极的长度和直径无关。（）答案：√（热电势由塞贝克效应产生，与材料和两端温差有关，与热电极尺寸无关）9.电容式压力变送器的测量膜片位移与被测压力成正比，通过电容变化转换为电信号。（）答案：√（膜片两侧压力差引起位移，改变电容极板间距，电容变化量与压力差成正比）10.物位计的量程是指从最低测量点到最高测量点的垂直距离。（）答案：√（量程定义为可测量的物位范围，通常为两点间的垂直高度）三、简答题（每题5分，共40分）1.简述涡街流量计的工作原理及安装注意事项。答案：涡街流量计基于卡门涡街原理，当流体流经漩涡发生体（如三角柱）时，两侧交替产生漩涡，漩涡分离频率与流速成正比。通过检测频率信号（如压电传感器或电容传感器）计算流量。安装注意事项：①上下游需足够直管段（前10D后5D）；②避免管道振动（尤其是与漩涡频率共振）；③介质需满管流动；④发生体轴线与管道轴线垂直；⑤测量液体时，传感器应安装在管道下半部，避免气体积聚。2.如何判断热电阻测量回路是否存在断线故障？答案：①观察显示仪表：热电阻断线时，铂电阻（正温度系数）会导致显示值趋向无穷大（如Pt100断线显示约+300℃以上），铜电阻（Cu50）可能显示更高值；②用万用表测量热电阻两端电阻：正常时R0（如Pt100为100Ω），断线时电阻为无穷大；③检查接线端子：查看是否松动、氧化或虚接；④短接热电阻信号端：若显示值回零或正常，说明断线发生在热电阻至仪表之间的线路。3.智能压力变送器出现“输出信号跳变”故障，可能的原因及排查步骤是什么？答案：可能原因：①导压管堵塞或积液（液体测量时）、积气（气体测量时）；②介质波动（如泵启停引起压力脉动）；③电磁干扰（附近有大功率电机、变频器）；④传感器膜片损坏；⑤电子模块故障（如AD转换芯片异常）。排查步骤：①检查导压管：吹扫或排液/排气，观察输出是否稳定；②增加阻尼时间（通过手操器设置阻尼系数）；③远离干扰源或增加屏蔽电缆；④用标准压力源校验，输入稳定压力观察输出是否跳变（若稳定则排除传感器问题）；⑤更换电子模块测试（判断是否为硬件故障）。4.说明电磁流量计选型时需要考虑的主要参数。答案：①介质电导率：需≥5μS/cm（纯水需≥20μS/cm）；②介质温度：选择合适内衬（如聚四氟乙烯耐温-40~180℃，橡胶耐温-20~80℃）；③管道压力：内衬和法兰需满足工作压力（如PN1.6、PN4.0）；④口径：与工艺管道匹配（或缩径安装，需计算流速是否在0.5~10m/s范围内）；⑤防爆要求：防爆区域选隔爆型（Exd）或本安型（Exi）；⑥输出信号：4-20mA、HART、Profibus等；⑦安装方式：法兰式、夹装式或插入式。5.简述双法兰差压式液位计的工作原理及量程迁移计算方法。答案：工作原理：通过两个法兰将毛细管内的填充液（硅油）与被测介质隔离，正压法兰测液位底部压力，负压法兰测气相压力（或大气压），差压ΔP=ρgh（ρ为介质密度，h为液位高度）。量程迁移：当负压法兰高于正压法兰时（如地下罐），需进行负迁移；反之（如高位罐）需正迁移。迁移量=ρgΔH（ΔH为两法兰中心垂直距离）。例如，两法兰间距3m，介质密度800kg/m³，迁移量=800×9.8×3=23520Pa，若量程为0-3m，则实际测量范围为-23520Pa~0Pa（对应0-3m液位）。6.热电偶与热电阻在测温时的主要区别有哪些？答案：①测温原理：热电偶基于塞贝克效应（两种不同材料热电势差），热电阻基于金属电阻随温度变化的特性；②测温范围：热电偶（-200~1800℃）更广，热电阻（-200~850℃）；③输出信号：热电偶输出mV级电压，需冷端补偿；热电阻输出电阻值，需恒流源激励；④精度：热电阻（0.1~0.5℃）高于热电偶（0.5~2℃）；⑤结构：热电偶为双金属丝，热电阻为单金属丝绕制；⑥响应时间：热电偶（更快，约0.1~1s）短于热电阻（约1~5s）。7.如何对0-100℃的一体化温度变送器进行现场校验？答案：校验步骤：①准备设备：恒温油槽（或干体炉）、标准铂电阻（0.1级）、万用表（精度0.05级）；②将温度变送器的感温元件（如Pt100）与标准铂电阻同时插入恒温槽，确保深度一致；③设置恒温槽温度为20℃（零点）、60℃（中点）、100℃（满程），每个温度点稳定10分钟；④读取标准铂电阻的温度值Tstd，同时测量变送器输出电流Iout；⑤计算误差：零点误差=（Iout@20℃-4mA）/(20mA-4mA)×100℃-20℃；满程误差=（Iout@100℃-20mA）/(20mA-4mA)×100℃-100℃；线性误差取各点最大偏差；⑥若误差超过允许范围（通常≤0.5%FS），通过手操器或变送器上的调零/调满按钮重新校准。8.简述超声波流量计的分类及外夹式安装的注意事项。答案：分类：按测量原理分时差法（测量顺流/逆流超声波传播时间差）、多普勒法（测量颗粒反射波频差）；按安装方式分管道式（插入管道）、外夹式（夹持在管道外壁）、插入式（探针插入管道）。外夹式安装注意事项：①管道材质需均匀（如碳钢、不锈钢），避免铸铁（气孔多）；②管道内壁无结垢或衬里（结垢会衰减超声波）；③选择合适传感器位置（上游10D，下游5D，避开弯头、阀门）；④清理管道外壁油污、锈迹，涂抹耦合剂（确保声能传递）；⑤传感器安装方向与管道轴线平行，间距按仪表计算的L值（L=K×D，K为系数）；⑥信号强度需≥80%（通过仪表显示判断耦合效果）。四、计算题（每题10分，共20分）1.某差压式流量计测量蒸汽流量，设计参数：差压范围0-10kPa，设计密度ρ0=5kg/m³，实际运行时蒸汽密度ρ1=4kg/m³，求当差压表示值为5kPa时，实际流量是多少？（假设流量与差压平方根成正比）答案：设计流量公式：Q0=K√(ΔP0×ρ0)实际流量公式：Q1=K√(ΔP1×ρ1)已知ΔP1=5kPa（表示值），ΔP0=10kPa（设计满差压），ρ0=5kg/m³，ρ1=4kg/m³设计满流量Q0max=K√(10×5)=K√50实际差压表示值为5kPa时，对应设计差压比例为5/10=0.5，设计流量Q0=Q0max×√0.5=K√50×√0.5=K√25=5K实际流量Q1=K√(5×4)=K√20=2K√5≈4.472K因此，实际流量与设计显示流量的比值为Q1/Q0=4.472K/5K≈0.894，即实际流量为设计显示流量的89.4%。若设计显示流量为Q0=5K（对应差压5kPa），则实际流量约为4.472K。2.一台压力变送器量程为0-1.6MPa，精度0.5级，现需测量0.2-1.4MPa的压力，拟进行