热工仪表高级工复习题及答案

热工仪表高级工复习题及答案一、选择题1.热电偶测量温度时，以下说法正确的是（）A.热电偶的热电势只与热端温度有关B.热电偶的热电势只与冷端温度有关C.热电偶的热电势与热端和冷端温度都有关D.热电偶的热电势与热端和冷端温度都无关答案：C2.以下哪种温度计属于膨胀式温度计（）A.热电偶温度计B.热电阻温度计C.玻璃液体温度计D.辐射温度计答案：C3.热电阻温度计是利用金属导体的（）随温度变化而变化的特性来测量温度的。A.电阻值B.热电势C.热容量D.膨胀系数答案：A4.仪表的精度等级是根据仪表的（）来划分的。A.最大绝对误差B.相对百分误差C.引用误差D.基本误差答案：C5.以下哪种校验方法是校验热工仪表最常用的方法（）A.标准仪表比较法B.标准信号校验法C.实物校验法D.动态校验法答案：B6.热电偶补偿导线的作用是（）A.延伸热电偶冷端B.提高热电偶的灵敏度C.增加热电偶的热电势D.改变热电偶的分度号答案：A7.热电阻温度计的测量电路一般采用（）A.二线制B.三线制C.四线制D.五线制答案：B8.以下哪种仪表不属于压力仪表（）A.弹簧管压力表B.活塞式压力计C.电子天平D.压力变送器答案：C9.压力变送器输出信号一般为（）A.05VB.010VC.420mAD.020mA答案：C10.差压式流量计是基于流体流动的（）原理来测量流量的。A.节流B.动量C.电磁感应D.热传导答案：A11.超声波流量计是利用超声波在流体中的传播特性来测量（）的仪表。A.流量B.压力C.温度D.液位答案：A12.以下哪种流量计适用于测量高粘度液体的流量（）A.电磁流量计B.涡街流量计C.椭圆齿轮流量计D.孔板流量计答案：C13.测量液位的仪表中，浮筒式液位计属于（）液位计。A.直读式B.浮力式C.静压式D.电容式答案：B14.电容式液位计是利用（）变化来测量液位的。A.电容量B.电阻值C.电压D.电流答案：A15.热工自动化系统中，集散控制系统的英文缩写是（）A.DCSB.PLCC.FCSD.SCADA答案：A16.在DCS系统中，过程控制站的主要功能是（）A.数据采集B.控制算法运算C.人机界面操作D.系统管理答案：B17.可编程逻辑控制器（PLC）的编程语言中，（）类似于继电器控制电路图。A.梯形图B.指令表C.功能块图D.结构化文本答案：A18.智能仪表的核心部件是（）A.微处理器B.传感器C.显示器D.电源答案：A19.智能仪表与传统仪表相比，具有以下特点（）（多选）A.精度高B.功能强C.可靠性高D.便于实现自动化答案：ABCD20.热工仪表的安装位置应避免（）（多选）A.振动源B.强磁场C.高温环境D.潮湿环境答案：ABCD二、填空题1.热电偶的热电势大小与热电偶的材料和两端温度有关，其表达式为E（T，T0）=____________________。答案：E（T，T0）=E（T，Tn）+E（Tn，T0），其中E（T，Tn）是热端温度T与中间温度Tn的热电势，E（Tn，T0）是中间温度Tn与冷端温度T0的热电势。2.热电阻温度计的测量范围一般为____________________。答案：-200℃650℃3.仪表的基本误差是指仪表在____________________情况下的最大误差。答案：规定的正常工作条件4.校验热电阻温度计一般采用____________________校验法。答案：比较5.热电偶的冷端温度补偿方法有____________________、____________________、____________________等。答案：补偿导线法、冷端温度修正法、补偿电桥法6.压力的法定计量单位是____________________。答案：帕斯卡（Pa）7.弹簧管压力表主要由____________________、____________________、____________________等部分组成。答案：弹簧管、机芯、表盘8.活塞式压力计是一种____________________压力标准器具。答案：高精度9.差压式流量计主要由____________________、____________________、____________________等部分组成。答案：节流装置、差压变送器、流量显示仪表10.电磁流量计的测量原理是基于____________________定律。答案：电磁感应11.超声波流量计测量流量时，超声波在流体中的传播速度与流体的____________________有关。答案：流速12.浮筒式液位计的测量原理是根据浮筒所受的____________________来测量液位的。答案：浮力13.电容式液位计测量液位时，电容量的变化与____________________有关。答案：液位高度14.DCS系统一般由____________________、____________________、____________________、____________________等部分组成。答案：过程控制站、操作站、工程师站、通信网络15.PLC的编程语言主要有____________________、____________________、____________________、____________________等。答案：梯形图、指令表、功能块图、结构化文本16.智能仪表的信号传输方式有____________________、____________________、____________________等。答案：模拟信号传输、数字信号传输、现场总线传输17.热工仪表安装时，电缆桥架应____________________敷设，电缆应____________________敷设。答案：水平，分层18.热工仪表的接地电阻一般应不大于____________________Ω。答案：419.校验仪表时，标准仪表的精度等级应比被校验仪表高____________________级。答案：1220.热工自动化系统的调试一般包括____________________、____________________、____________________等阶段。答案：单体调试、系统调试、联调三、判断题1.热电偶的热电势只与热端温度有关，与冷端温度无关。（）答案：×2.热电阻温度计的测量精度比热电偶温度计高。（）答案：×3.仪表的精度等级越高，测量误差越小。（）答案：√4.校验热电阻温度计可以采用标准信号校验法。（）答案：×5.热电偶补偿导线可以延长热电偶的热端。（）答案：×6.压力变送器输出信号的大小与被测压力成正比。（）答案：√7.弹簧管压力表的指针偏转角度与被测压力成正比。（）答案：√8.活塞式压力计可以作为高精度的压力测量仪表使用。（）答案：×9.差压式流量计测量流量时，节流装置前后的压力差与流量成正比。（）答案：√10.电磁流量计只能测量导电液体的流量。（）答案：√11.超声波流量计测量流量时不受流体粘度的影响。（）答案：√12.浮筒式液位计适用于测量各种液位。（）答案：×13.电容式液位计测量液位时，电容量的变化与液位高度成反比。（）答案：×14.DCS系统中，过程控制站主要负责数据采集和控制算法运算。（）答案：√15.PLC的编程语言中，梯形图最适合初学者使用。（）答案：√16.智能仪表具有自动诊断和故障报警功能。（）答案：√17.热工仪表安装时，传感器应安装在振动较小的地方。（）答案：√18.热工仪表的接地电阻越大越好。（）答案：×19.校验仪表时，环境温度对校验结果没有影响。（）答案：×20.热工自动化系统调试完成后就可以投入正式运行。（）答案：×四、简答题1.简述热电偶的工作原理。答案：热电偶是基于热电效应工作的。当两种不同材料的导体或半导体A、B组成一个闭合回路，若两个接点的温度不同，则在该回路中就会产生热电动势，这种现象称为热电效应。热电动势由接触电动势和温差电动势组成。接触电动势是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势；温差电动势是由于同一导体的两端温度不同而产生的电动势。热电偶的热电势只与热电偶的材料和两端温度有关，通过测量热电势的大小就可以测量温度。2.热电阻温度计有哪些优点？答案：热电阻温度计具有以下优点：（1）测量精度高，稳定性好。（2）测量范围宽，可满足不同温度范围的测量需求。（3）结构简单，使用方便。（4）输出信号为电信号，便于远传和记录。（5）不受环境气氛影响，可在各种环境下使用。3.如何校验弹簧管压力表？答案：校验弹簧管压力表一般采用标准仪表比较法，步骤如下：（1）将被校验压力表和标准压力表安装在压力校验台上，连接好管路。（2）缓慢升压，观察被校验压力表和标准压力表的指针变化，记录不同压力点下的读数。（3）计算各压力点下被校验压力表的绝对误差和相对百分误差。（4）检查被校验压力表的指针回零情况、轻敲位移等。（5）根据校验结果判断被校验压力表是否合格。4.差压式流量计的工作原理是什么？答案：差压式流量计基于流体流动的节流原理。当流体流经节流装置（如孔板、喷嘴、文丘里管等）时，由于节流装置的流通面积突然缩小，流体流速加快，静压降低，在节流装置前后产生压力差。这个压力差与流体的流量之间存在一定的关系，通过测量压力差就可以计算出流体的流量。流量计算公式为：Q=CεΑ√(2ΔP/ρ)，其中Q为流量，C为流出系数，ε为可膨胀性系数，Α为节流装置的开孔面积，ΔP为节流装置前后的压力差，ρ为流体密度。5.电磁流量计的测量原理及特点是什么？答案：电磁流量计的测量原理基于电磁感应定律。当导电液体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中会产生感应电动势，其大小与液体流速和磁场强度成正比。电磁流量计具有以下特点：（1）测量精度高，可测量各种导电液体的流量。（2）测量范围宽，线性度好。（3）不受流体压力、温度、粘度等参数的影响。（4）反应迅速，可实现实时测量。（5）无机械惯性，使用寿命长。6.简述浮筒式液位计的工作原理。答案：浮筒式液位计的工作原理是根据浮筒所受的浮力来测量液位的。浮筒垂直悬挂在液体中，当液位变化时，浮筒浸入液体的深度改变，其所受浮力也随之变化。浮力的变化通过杠杆系统传递给仪表的测量机构，使指针发生偏转，从而指示出液位的高度。7.DCS系统有哪些特点？答案：DCS系统具有以下特点：（1）分散控制：系统采用分散式结构，将控制功能分散到各个过程控制站，提高了系统的可靠性和灵活性。（2）集中管理：通过操作站实现集中监控和管理，方便操作人员对整个生产过程进行操作和管理。（3）功能强大：具备数据采集、控制算法运算、报警处理、历史数据存储等多种功能。（4）易于扩展：系统具有良好的开放性和扩展性，可方便地增加新的控制回路和功能模块。（5）可靠性高：采用冗余设计、故障诊断和容错技术，保证系统的可靠运行。8.简述PLC的编程语言及其特点。答案：PLC的编程语言主要有以下几种：（1）梯形图：类似于继电器控制电路图，直观易懂，适合电气技术人员使用。（2）指令表：用助记符表示的编程语言，便于编程和记忆。（3）功能块图：以功能块为单位来表示程序，适合于复杂控制系统的编程。（4）结构化文本：类似于高级编程语言，具有很强的逻辑表达能力，适合于编写复杂的控制算法。9.热工仪表安装时应注意哪些事项？答案：热工仪表安装时应注意以下事项：（1）安装位置应选择在便于操作、维护和观察的地方，避免振动源、强磁场、高温和潮湿环境。（2）仪表的安装应牢固可靠，水平度和垂直度应符合要求。（3）传感器的安装应保证其测量准确，如热电偶、热电阻的插入深度应符合规定。（4）电缆桥架应水平敷设，电缆应分层敷设，避免交叉和混乱。（5）仪表的接地应良好，接地电阻应符合要求。（6）安装过程中应注意保护仪表和设备，避免损坏。10.如何进行热工仪表的故障诊断与排除？答案：进行热工仪表的故障诊断与排除可按以下步骤进行：（1）观察现象：了解仪表的故障现象，如指示异常、输出信号异常等。（2）检查电源：检查仪表的电源是否正常，电压是否符合要求。（3）检查线路：检查仪表的输入、输出线路是否连接正确，有无断路、短路等情况。（4）检查传感器：对于有传感器的仪表，检查传感器是否正常工作，如热电偶、热电阻是否损坏。（5）检查仪表内部：打开仪表外壳，检查内部元件是否有损坏、松动等情况。（6）使用校验设备：使用标准仪表或校验设备对仪表进行校验，判断仪表是否存在故障。（7）分析故障原因：根据检查结果，分析故障产生的原因，确定故障部位。（8）排除故障：针对故障原因采取相应的措施进行排除，如更换损坏的元件、修复线路等。（9）验证结果：排除故障后，对仪表进行测试，验证故障是否已排除，仪表是否恢复正常工作。五、计算题1.已知某热电偶的热电势E（T，T0）=38.5mV，冷端温度T0=25℃，热电偶的分度号为K，求热端温度T。解：根据K型热电偶分度表，当冷端温度T0=25℃时，对应的热电势E（25，0）=1.00mV。则热端温度对应的热电势E（T，0）=E（T，T0）+E（T0，0）=38.5+1.00=39.5mV。查K型热电偶分度表，可得热端温度T≈950℃。2.有一热电阻温度计，其电阻值R=120.5Ω，已知该热电阻在0℃时的电阻值R0=100Ω，其电阻温度系数α=0.00392Ω/Ω·℃，求被测温度t。解：根据热电阻的温度计算公式R=R0(1+αt)，可得：120.5=100(1+0.00392t)1+0.00392t=120.5/1000.00392t=1.2051t=(1.2051)/0.00392≈52℃3.某弹簧管压力表的量程为01.6MPa，精度等级为1.5级，求该压力表的允许误差。解：允许误差=量程×精度等级%=1.6×1.5%=0.024MPa4.已知某差压式流量计的节流装置为孔板，其开孔直径d=50mm，管道内径D=100mm，被测流体为水，密度ρ=1000kg/m³，当节流装置前后的压力差ΔP=16000Pa时，求水的流量Q。（流出系数C=0.62，可膨胀性系数ε=1）解：首先计算节流装置的开孔面积Α=πd²/4=π×(0.05)²/4=0.00196m²根据差压式流量计的流量计算公式Q=CεΑ√(2ΔP/ρ)，可得：Q=0.62×1×0.00196√(2×16000/1000)≈0.02m³/s5.某电磁流量计的管道内径D=150mm，被测流体为导电率σ=500μS/cm的工业用水，磁场强度B=0.5T，当测得感应电动势E=10mV时，求水的流量Q。解：根据电磁流量计流量计算公式Q=E/(BπDσ)，可得：Q=10×10⁻³/(0.5×π×0.15×500×10⁻⁶)≈0.849m³/s六、案例分析题1.某火力发电厂热控系统中，一台压力变送器输出信号异常，指示值偏高。请分析可能的原因及解决方法。答案：可能的原因及解决方法如下：（1）压力变送器零点漂移：检查变送器的零点调整，重新调整零点，使其输出为标准值。（2）测量管路堵塞：检查测量管路是否堵塞，清理堵塞物，确保压力信号能够正常传递。（3）变送器内部元件损坏：如传感器、放大器等损坏，更换损坏的元件。（4）环境温度影响：检查环境温度是否过高或过低，如有必要采取温度补偿措施。（5）信号干扰：检查信号传输线路是否受到干扰，采取屏蔽、滤波等措施消除干扰。2.某化工企业的DCS系统中，部分控制回路出现失控现象。请分析可能的原因及处理措施。答案：可能的原因及处理措施如下：（1）硬件故障：检查过程控制站的硬件设备，如CPU、I/O模块等是否故障，更换故障硬件。（2）软件故障：检查控制算法程序是否有错误，重新下载正确的程序。（3）通信故障：检查通信网络是否正常，如网线是否松动、交换机是否故障等，修复通信故障。（4）干扰问题：检查系统是否受到电磁干扰，采取屏蔽、接地等抗干扰措施。（5）人为误操作：检查操作人员是否有误操作，加强培训，规范操作流程。3.某热电厂的热电阻温度计测量温度不准确，显示值与实际值偏差较大。请分析可能的原因及解决