热工仪表及控制装置试验职业技能试卷及答案

热工仪表及控制装置试验职业技能试卷及答案一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分。在每小题列出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的）1.在工业生产中，最常用的压力检测仪表是（）。A.液柱式压力计B.弹性式压力计C.活塞式压力计D.电位器式压力计2.国际温标（ITS-90）规定，水的三相点热力学温度为（）。A.273.15KB.273.16KC.0℃D.100℃3.铂热电阻（Pt100）在0℃时的阻值为（）。A.50ΩB.100ΩC.10ΩD.1000Ω4.补偿导线的作用是（）。A.补偿热电偶冷端温度变化对测量的影响B.延长热电偶的使用寿命C.将热电偶的参考端从热源附近移到环境温度较恒定的地方D.提高测量信号的灵敏度5.孔板流量计的流量系数与（）有关。A.雷诺数B.管道内径C.流体密度D.以上都是6.在自动控制系统中，被控变量是指（）。A.控制器的输出信号B.测量变送器的输出信号C.工艺要求需要控制的工艺参数D.干扰变量7.比例积分微分（PID）控制规律中，积分作用的主要目的是（）。A.消除余差B.加快响应速度C.克服滞后D.抑制超调8.某压力变送器的测量范围为0~1.6MPa，精度等级为1.0级，则其最大允许绝对误差为（）。A.±0.016MPaB.±0.16MPaC.±1.6MPaD.±0.01MPa9.热电偶产生的热电势大小取决于（）。A.热电偶两端的温度差和热电偶材料B.热电偶热端的温度C.热电偶冷端的温度D.热电偶的长度10.执行器中，气动薄膜调节阀的调节机构是（）。A.执行机构B.调节机构C.定位器D.转换器11.1151系列电容式变送器采用的是（）转换原理。A.压阻式B.电容式C.压电式D.应变片式12.在校验仪表时，标准表的允许误差应不超过被校表允许误差的（）。A.1/2B.1/3C.1/4D.1/513.涡轮流量计属于（）流量计。A.容积式B.速度式C.差压式D.质量式14.双金属温度计是利用（）原理制成的。A.热电效应B.热电阻效应C.两种金属的膨胀系数不同D.压电效应15.调节阀的流量特性是指（）。A.流体通过阀门的相对流量与阀门相对开度之间的关系B.阀门开度与行程之间的关系C.流体通过阀门的绝对流量D.阀门前后的压差16.现场总线控制系统（FCS）的核心是（）。A.计算机B.现场总线C.PLCD.DCS17.氧化锆氧量分析仪是基于（）原理工作的。A.磁性B.电化学C.光学D.热导18.为了减小测量误差，压力表测量的压力值应选在仪表量程的（）范围内。A.1/3~1/2B.1/3~2/3C.1/2~2/3D.1/2~3/419.数字万用表的测量准确度通常用（）表示。A.满度误差百分比B.读数误差百分比C.读数误差百分比加字数D.绝对误差20.在DCS系统中，操作员站的主要功能是（）。A.数据采集和控制运算B.人机接口和系统监控C.过程控制D.网络通讯21.热电阻测温时，常采用三线制接法，其主要目的是（）。A.减小环境温度变化的影响B.消除线路电阻随温度变化带来的测量误差C.提高测量灵敏度D.节省导线22.下列哪种阀门适用于高压差、低噪音的场合？（）A.直通单座阀B.直通双座阀C.套筒阀D.蝶阀23.智能变送器的通讯协议通常采用（）。A.HARTB.TCP/IPC.RS232D.USB24.检查液位变送器零点时，应（）。A.打开平衡阀，关闭高低压室截止阀B.关闭平衡阀，打开高低压室截止阀C.打开平衡阀，打开高低压室截止阀D.关闭平衡阀，关闭高低压室截止阀25.仪表的回差是指（）。A.同一输入值正反行程输出值之间的最大差值B.输出值与真实值之差C.仪表量程与上限之比D.仪表灵敏度26.锅炉汽包水位测量通常采用（）。A.单室平衡容器B.双室平衡容器C.环形平衡容器D.直接测量27.电磁流量计不能测量（）的流量。A.脏污液体B.腐蚀性液体C.导电液体D.气体28.仪表管路敷设时，导压管与工艺管道连接的根部取源阀应（）。A.水平安装B.垂直安装C.倾斜45度安装D.任意角度安装29.零点迁移的实质是（）。A.改变测量范围的下限B.改变测量范围的上限C.改变测量范围的大小D.同时改变上下限30.在比例控制系统中，比例带（PB）与比例增益（Kp）的关系是（）。A.PB=KpB.PB=1/KpC.PB=Kp100%C.PB=Kp100%D.PB=100/Kp二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题列出的五个选项中，有二个或二个以上是符合题目要求的，多选、少选、错选均不得分）1.下列关于热电偶回路的正确说法有（）。A.回路热电势的大小与热电偶的材质和两端温度有关B.回路热电势的大小与热电偶的直径和长度有关C.中间导体定律指出，回路中接入第三种导体，只要其两端温度相同，则不影响总热电势D.参考端温度恒定是热电偶准确测量的必要条件E.热电偶测温时，补偿导线必须与热电偶分度号一致2.造成孔板流量计测量误差增大的原因可能包括（）。A.孔板入口边缘磨损B.导压管堵塞或泄漏C.流体密度发生变化未进行补偿D.孔板安装方向反了E.差压变送器零点漂移3.调节阀气开、气关形式的选择原则主要依据（）。A.工艺生产的安全要求B.介质特性C.节约能源D.方便操作E.减小噪音4.智能仪表的主要特点有（）。A.具有自诊断功能B.具有数据通信功能C.具有运算处理功能D.精度比传统仪表高E.只能测量单一参数5.仪表接地系统主要包括（）。A.保护接地B.屏蔽接地C.信号接地D.本质安全接地E.防雷接地6.下列属于典型PID控制规律的是（）。A.比例控制（P）B.积分控制（I）C.微分控制（D）D.位式控制E.比例积分控制（PI）7.压力表校验时，常用的标准器有（）。A.活塞式压力计B.标准弹簧管压力表C.数字压力计D.压力变送器E.液柱式压力计8.液位测量方法主要有（）。A.连通器原理（玻璃板、玻璃管）B.浮力原理（浮球、浮筒）C.静压原理（压力式、差压式）D.超声波原理E.电容原理9.DCS系统（集散控制系统）的特点包括（）。A.控制功能分散B.操作管理集中C.可靠性高D.系统扩展灵活E.成本低廉10.下列关于仪表安装的说法，正确的有（）。A.测温元件应安装在能代表被测介质温度的地方B.压力取源部件应安装在流速稳定的地方C.节流装置安装时必须保证流体充满管道D.导压管应尽量短以减少滞后E.仪表盘内配线应整齐美观，接线端子应有标号三、判断题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.弹簧管压力表的指针偏转角的大小与被测压力成正比。（）2.热电偶分度表是在冷端温度为0℃时制定的。（）3.使用补偿导线连接热电偶时，补偿导线的极性可以反接，只要在二次仪表处调整即可。（）4.孔板流量计属于差压式流量计，其差压与流量成正比。（）5.调节阀的流量特性可以通过阀门定位器进行改变。（）6.仪表的灵敏度越高，其测量精度也一定越高。（）7.在热电阻测温回路中，当采用三线制接法时，导线电阻对测量结果的影响可以完全消除。（）8.气动执行器具有防爆结构简单、工作可靠等优点。（）9.PID控制器中，微分时间Td越大，微分作用越强。（）10.标准孔板一般适用于测量洁净流体，不适用于测量含固体颗粒或高粘度的流体。（）11.1151压力变送器采用差动电容作为敏感元件，具有高精度、高稳定性的特点。（）12.现场仪表的信号通常采用4~20mADC标准信号，其中4mA对应量程下限，20mA对应量程上限。（）13.双金属温度计可以远传信号。（）14.涡街流量计的输出信号频率与流体的平均流速成正比。（）15.在自动控制系统中，闭环系统肯定比开环系统性能好。（）16.仪表管路试压时，试验压力通常为设计压力的1.5倍。（）17.氧化锆氧量分析仪探头需要在高温下工作（通常600℃以上）。（）18.为了防止干扰，信号电缆与电源电缆应敷设在同一电缆桥架内，但需保持距离。（）19.零点迁移和量程调整可以同时进行。（）20.仪表的回差包含在仪表的基本误差内。（）四、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）1.测量误差按其性质可分为系统误差、__________和粗大误差。2.工业上常用的热电偶分度号有S、K、E、__________等。3.压力表校验时，通常在被校表量程的__________点均匀选取校验点。4.椭圆齿轮流量计属于__________式流量计，特别适合测量高粘度流体。5.调节阀的“气开”形式是指当气源压力中断时，阀门处于__________位置。6.比例积分（PI）控制器中，积分时间Ti越小，积分作用越__________。7.DCS系统通常由操作站、__________、过程控制站和通讯网络组成。8.热电阻Pt100在100℃时的电阻值约为__________Ω（按分度表标准近似值）。9.标准孔板的取压方式主要有角接取压、__________和法兰取压。10.仪表的精度等级通常以一系列标准百分数数值表示，如0.1、0.2、0.5、1.0、__________等。11.1151变送器的测量膜盒感受到差压后，通过__________将位移转换成电容的变化。12.气动仪表的标准信号范围是__________kPa。13.在安装差压流量计时，节流装置前后的直管段长度应满足__________的要求。14.仪表管路进行伴热时，蒸汽伴热管应与导压管__________敷设。15.智能变送器利用手操器（HART通讯器）可以进行参数修改、__________和自诊断。16.超声波液位计是利用超声波在__________中的传播特性来测量液位的。17.锅炉炉膛火焰检测通常利用__________原理或紫外线原理。18.电缆桥架安装时，水平敷设的支架间距一般为__________米。19.在计算机控制系统中，用于将现场模拟信号转换为数字信号的装置是__________。20.调节阀的口径选择通常依据流通能力__________进行计算。五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述热电偶测温的基本原理及中间导体定律的内容。2.什么是调节阀的流量特性？常用的流量特性有哪几种？各适用于什么场合？3.简述孔板流量计安装时应注意的事项。4.在自动控制系统中，什么是积分饱和现象？如何防止积分饱和？5.简述智能变送器与传统模拟变送器相比有哪些优点。六、计算与分析题（本大题共3小题，共50分）1.（15分）某测温系统采用K分度号热电偶，配套使用的补偿导线为K型，仪表（无冷端补偿）在控制室内显示。已知：（1）热电偶热端温度t=（2）热电偶冷端（即补偿导线与热电偶连接处）温度=C（3）控制室仪表端（补偿导线与仪表连接处）温度=C查K分度表得：EEE求：输入到仪表的电势值是多少？仪表显示的温度如果按照C刻度，显示值会偏高还是偏低？（需计算说明）2.（15分）有一台电动III型差压变送器，原测量范围为0∼100kPa（1）求原量程下的灵敏度（mA（2）求新量程下的灵敏度（mA（3）若输入差压为100k3.（20分）如图所示（文字描述），一个简单的水箱液位控制系统。水箱流出量由负载决定（扰动），流入量由调节阀控制。液位变送器（LT）测量液位h并传送给液位控制器（LC），控制器输出控制调节阀开度。（1）画出该控制系统的方块图。（2）若调节阀选定为“气关阀”，控制器应选为正作用还是反作用？请说明判断过程。（3）假设系统在稳定状态下，突然流出量增大，简述该控制系统的调节过程（即液位如何变化，控制器如何反应，阀门如何动作，液位最终如何恢复）。参考答案及评分标准一、单项选择题（每小题1分，共30分）1.B2.B3.B4.C5.D6.C7.A8.A9.A10.B11.B12.B13.B14.C15.A16.B17.B18.B19.C20.B21.B22.C23.A24.A25.A26.B27.D28.A29.A30.D二、多项选择题（每小题2分，共20分）1.ACDE2.ABCDE3.AB4.ABCD5.ABCDE6.ABCE7.ABCE8.ABCDE9.ABCD10.ABCDE三、判断题（每小题1分，共20分）1.×（弹簧管压力表的位移与压力并非严格线性，但在弹性范围内近似线性，但非严格正比，且制造时有非线性校正，此处通常理解为“非严格正比”或“在弹性范围内近似”，但在严格考试中，位移与压力关系受刚度影响，一般称成比例关系，但若指指针偏转角，对于单圈弹簧管是近似线性的。若题目强调严格正比则为错。标准答案通常视为：×，因为自由端位移与压力关系取决于管壁厚及形状，有非线性因素。但在初级考试中有时视为对。此处按严谨标准：×，因为存在弹性滞后和非线性，虽然仪表刻度是线性的，但测量元件本身非线性。）修正：通常教材认为“弹簧管受压后自由端位移与被测压力成正比”是基本原理，故判√。但考虑到实际物理特性，若出题意在考非线性，则为×。一般职业技能鉴定题库中，此题常判√。但为了严谨，参考标准题库：本题答案为√（指设计原理上）。修正：通常教材认为“弹簧管受压后自由端位移与被测压力成正比”是基本原理，故判√。但考虑到实际物理特性，若出题意在考非线性，则为×。一般职业技能鉴定题库中，此题常判√。但为了严谨，参考标准题库：本题答案为√（指设计原理上）。重新确认：弹簧管自由端的位移与被测压力的关系在弹性范围内是近似线性的，但严格来说并非绝对正比。但在职业技能考试基础题中，通常认为：√。重新确认：弹簧管自由端的位移与被测压力的关系在弹性范围内是近似线性的，但严格来说并非绝对正比。但在职业技能考试基础题中，通常认为：√。请以标准题库为准：1.√请以标准题库为准：1.√2.√3.×4.×5.√6.×7.√8.√9.√10.√11.√12.√13.×14.√15.×16.√17.√18.×19.√20.√四、填空题（每空1分，共20分）1.随机误差2.B（或T）3.均匀（或主要）4.容积5.全关（或关闭）6.强7.工程师站8.138.50（或138.5）9.径距取压（或理论取压）10.1.511.测量电路（或转换电路/电容-电流转换器）12.20~10013.规范（或设计/标准）14.平行（或紧贴）15.读取测量值16.气体（或介质）17.红外（或光电）18.2~3（或2）19.A/D转换器（模数转换器）20.Kv（或Cv）五、简答题（每小题6分，共30分）1.答：基本原理：热电偶是基于热电效应原理工作的。将两种不同材料的导体A和B焊接在一起，构成一个闭合回路。当两个接点温度不同（t>中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种金属材料C，只要该材料C的两端温度相同，则回路中产生的热电势保持不变，即第三种导体的接入不影响原热电偶的热电势。（3分）2.答：流量特性：指流体介质通过调节阀的相对流量与阀门的相对开度（位移）之间的关系。（2分）常用特性及适用场合：（1）直线流量特性：相对流量与相对开度成正比。适用于阀前后压差变化小，负荷变化小的场合。（2分）（2）等百分比（对数）流量特性：单位行程变化引起的流量变化百分比相等。适用于负荷变化大，阀前后压差变化大的场合，应用最广。（2分）3.答：（1）节流装置必须安装在水平直管段上，且前后应有足够的直管段长度。（1.5分）（2）节流装置的开孔中心必须与管道轴线同心。（1.5分）（3）流体必须充满管道，且流向应与节流装置上的箭头标志一致。（1.5分）（4）安装处不得有泄漏，垫片内径不得小于管道内径。（1.5分）4.答：积分饱和现象：在PID控制系统中，当系统出现较大偏差时，积分作用会使控制器的输出不断增加（或减小），直到超出执行机构的物理极限（如气开阀全开为100%），此时控制器输出虽然继续变化，但执行机构已停留在极限位置无法再调节，当偏差反向时，输出由于积分累积过大，需要很长时间才能从极限退回，导致控制不及时，这种现象称为积分饱和。（3分）防止措施：采用积分分离法（偏差大时切除积分）、限幅法、钳位法等。（3分）6.答：（1）精度高，一般可达0.1级或更高。（1.5分）（2）具有自诊断功能，能检测自身故障并报警。（1.5分）（3）具有数字通信功能（如HART协议），可远程进行参数组态、量程调整和读取数据。（1.5分）（4）功能丰富，可进行线性化、开方等运算，且稳定性好。（1.5分）六、计算与分析题（共50分）1.解：根据中间导体定律，补偿导线相当于延长了热电偶。总热电势等于热端到冷端的热电势加上冷端到仪表端的热电势（因补偿导线与热电偶热电特性相同）。或者直接利用公式：E这里t=C,=CE(E(输入到仪表的电势值：=E分析显示值：仪表测量的是32.477m仪表内部通常按E(查表32.4