热控专业考试习题库及答案

热控专业考试习题库及答案第一部分：单项选择题（共30题，每题1分）1.在热电偶测温回路中，正确使用补偿导线的前提是（）。A.补偿导线与热电偶材质相同B.补偿导线与热电偶热电特性相同C.补偿导线两端温度相等D.补偿导线直径与热电偶相同2.工业上常用的压力仪表中，能测脉动压力且具有较高测量精度的仪表是（）。A.弹簧管压力表B.膜盒压力表C.压电式压力变送器D.液柱式压力计3.某Pt100热电阻在0℃时的阻值为100Ω，则在100℃时的阻值约为（）。（电阻温度系数α≈0.00385）A.100ΩB.103.85ΩC.138.5ΩD.115.4Ω4.在自动控制系统中，PI调节器中的“I”作用指的是（）。A.比例作用B.积分作用C.微分作用D.前馈作用5.汽包锅炉水位测量中，能够对汽包水位进行压力自动补偿的测量系统是（）。A.单室平衡容器B.双室平衡容器C.电接点水位计D.磁翻板液位计6.下列关于氧化锆氧量分析仪的叙述，正确的是（）。A.只能在高温下工作B.传感器本身是一个浓差电池C.输出信号与氧浓度成线性关系D.不需要参比气体7.标准孔板流量计测量流量时，流量与差压的关系是（）。A.流量与差压成正比B.流量与差差压的平方成正比C.流量与差压的平方根成正比D.流量与差压成反比8.DCS系统中的“DO”通道表示（）。A.模拟量输入B.模拟量输出C.开关量输入D.开关量输出9.在PID调节器中，微分时间Td越大，微分作用（）。A.越强B.越弱C.不变D.消失10.评价调节系统过渡过程质量的指标中，反映系统稳定性的指标是（）。A.衰减比B.静态偏差C.超调量D.调节时间11.热工信号报警系统，当参数恢复到正常值时，报警状态（）。A.自动解除B.需人工确认解除C.保持报警直到断电D.闪烁提示12.电动执行机构中，伺服放大器的作用是（）。A.放大功率信号B.综合输入信号和反馈信号并进行比较放大C.转换信号类型D.驱动电机正反转13.锅炉主蒸汽温度控制系统中，通常以（）作为导前信号。A.主蒸汽温度B.减温器后蒸汽温度C.汽包压力D.烟气温度14.某变送器的量程为0~100kPa，输出信号为4~20mA，当输入为50kPa时，输出电流为（）。A.8mAB.12mAC.16mAD.20mA15.逻辑运算“与”门（AND）的逻辑表达式为Y=A·B，当A=1，B=0时，输出Y为（）。A.1B.0C.高阻态D.不定16.汽轮机监视仪表（TSI）中，测量转子轴向位移的传感器通常是（）。A.电涡流传感器B.压电式加速度传感器C.磁电式速度传感器D.霍尔传感器17.下列哪种情况适合采用前馈控制？（）A.干扰通道时间常数大于控制通道B.干扰通道时间常数小于控制通道C.干扰频繁且可测D.系统纯滞后时间大18.串级控制系统中，副回路的主要作用是（）。A.消除主回路的偏差B.克服主要干扰C.保证主参数的稳定D.增大系统滞后19.1151系列电容式变送器采用的是（）原理。A.压阻效应B.压电效应C.电容变化D.霍尔效应20.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引起的误差C.提高测量灵敏度D.节省导线21.在分散控制系统（DCS）中，操作员站的主要功能是（）。A.数据采集与处理B.过程控制与运算C.人机接口与监视操作D.网络通讯管理22.比例积分微分（PID）调节器中，积分作用的主要目的是消除（）。A.动态偏差B.静态偏差C.干扰D.震荡23.热电偶冷端温度补偿器中，产生电势的原理是（）。A.塞贝克效应B.珀尔帖效应C.汤姆逊效应D.电磁感应24.汽轮机危急跳闸系统（ETS）中，通常采用（）逻辑。A.单一信号跳闸B.二取一C.三取二D.四取三25.现场总线控制系统的核心是（）。A.计算机B.现场总线C.智能仪表D.操作系统26.调节阀的流量特性是指（）。A.流量与阀芯位移之间的关系B.流量与压差之间的关系C.压差与阀芯位移之间的关系D.流量与温度之间的关系27.简单的单回路反馈控制系统由（）组成。A.被控对象、变送器、调节器、执行器B.被控对象、调节器、执行器C.变送器、调节器、执行器D.被控对象、变送器、调节器28.锅炉炉膛压力保护中，防止炉膛内爆的措施主要是（）。A.增加引风量B.减少送风量C.设置炉膛压力高/低跳闸及快关风机挡板D.增大炉膛负压设定值29.仪表的精度等级是根据（）来划分的。A.绝对误差B.相对误差C.最大引用误差D.系统误差30.在给水自动控制系统中，通常采用三冲量控制，这三个冲量是指（）。A.汽包水位、给水流量、蒸汽流量B.汽包水位、给水压力、蒸汽压力C.汽包压力、给水流量、蒸汽流量D.汽包水位、给水温度、蒸汽温度第二部分：多项选择题（共15题，每题2分）1.下列关于热电偶测温回路的说法，正确的有（）。A.热电偶回路热电势的大小，与热电极材料和两端温度有关B.中间导体定律，只要接入的中间导体两端温度相同，不影响总热电势C.参考电极定律，可以方便地利用标准热电极确定各种材料的热电特性D.均质导体定律，要求热电极材料必须是均匀的2.DCS系统的主要特点包括（）。A.控制功能分散B.显示操作集中C.采用分级递阶结构D.系统可靠性高，采用冗余技术3.智能变送器通常具有的功能有（）。A.自诊断B.远程通讯组态C.线性化处理D.温度压力自动补偿4.调节阀常用的流量特性有（）。A.直线流量特性B.等百分比（对数）流量特性C.快开流量特性D.抛物线流量特性5.下列属于顺序控制系统的设备有（）。A.输煤皮带B.磨煤机C.给水泵D.凝汽器水位调节阀6.产生测量误差的主要原因包括（）。A.仪表本身的不完善B.环境条件的变化C.测量方法的缺陷D.观测者的主观因素7.锅炉MFT（主燃料跳闸）动作的条件通常包括（）。A.炉膛压力过高B.炉膛压力过低C.汽包水位过高D.全部引风机跳闸8.PID调节器参数整定的常用方法有（）。A.临界比例度法B.衰减曲线法C.经验试凑法D.响应曲线法9.现代大型机组协调控制系统（CCS）的控制模式包括（）。A.锅炉跟随（BF）模式B.汽轮机跟随（TF）模式C.机炉协调（CC）模式D.手动模式10.压力测量的取样管路敷设要求包括（）。A.取样点应选在流速稳定的直管段B.测量蒸汽压力时，应加装冷凝圈（冷凝罐）C.管路应尽量短，减少迟延D.差压测量管路两液柱应保持水平11.汽轮机DEH控制系统的主要功能有（）。A.转速控制B.负荷控制C.超速保护D.一次调频12.仪表信号接地通常分为（）。A.保护接地B.信号屏蔽接地C.信号源接地D.信号回路接地13.影响汽包水位测量的因素有（）。A.汽包压力变化B.给水温度变化C.负荷变化D.环境温度变化14.下列关于PLC（可编程逻辑控制器）的描述，正确的有（）。A.主要用于开关量逻辑控制B.采用循环扫描的工作方式C.抗干扰能力强D.编程语言通常采用梯形图15.仪表校验时，标准表的精度等级要求应为被校表精度等级的（）。A.1/2B.1/3C.1/4D.1/5第三部分：判断题（共20题，每题0.5分）1.热电偶产生的热电势与热电偶两端温度差成正比。（）2.使用补偿导线连接热电偶时，补偿导线的极性必须与热电偶极性一致。（）3.压力表测量的表压加上大气压力即为绝对压力。（）4.在比例控制系统中，比例带（PB）越大，比例作用越强。（）5.积分作用能够消除系统的稳态误差，但会增加系统的超调量。（）6.微分作用具有超前调节的功能，能改善系统的动态特性，但容易引入高频干扰。（）7.孔板流量计适用于测量高粘度、低雷诺数的流体流量。（）8.氧化锆氧量传感器需要在600℃以上的高温环境下才能正常工作。（）9.DCS系统的现场控制站（DPU）通常采用1:1冗余配置以提高可靠性。（）10.逻辑“或”门电路，当所有输入都为0时，输出才为0。（）11.电动执行机构的行程时间越短，响应速度越快。（）12.热电阻测温时，采用二线制接法最精确。（）13.串级控制系统中，主调节器的输出是副调节器的给定值。（）14.前馈控制是开环控制，因此不需要反馈信号。（）15.锅炉给水控制系统中，单冲量控制适用于低负荷工况。（）16.真空越高，绝对压力的数值越大。（）17.仪表的回差（变差）是指仪表正反行程示值之差。（）18.汽轮机轴向位移增大，通常意味着推力轴承瓦块磨损。（）19.报警信号通常采用声光报警，光报警通常包括平光和闪光。（）20.在PLC梯形图中，线圈和触点可以使用无数次。（）第四部分：填空题（共20空，每空1分）1.热电偶测温原理是基于__________效应。2.工业标准信号中，模拟电流信号通常为__________mA，模拟电压信号通常为__________V。3.调节阀的“气开式”是指当气源压力中断时，阀门处于__________位置。4.在自动控制系统中，被控变量偏离给定值的最大偏差称为__________。5.1151变送器采用__________进行信号传输，属于二线制仪表。6.锅炉燃烧控制系统的三个主要子回路是__________控制、__________控制和__________控制。7.PID调节器的三个参数是比例带、__________和__________。8.某压力表量程为0-1.6MPa，精度等级为1.5级，则其允许的最大绝对误差为__________MPa。9.汽轮机振动测量通常采用__________传感器，安装在__________上。10.在DCS系统中，HMI是指__________。11.测量误差按性质可分为系统误差、__________和粗大误差。12.热电阻温度计Pt100在0℃时的电阻值为__________Ω。13.逻辑运算中，A=1，B=1，则A与B的结果是__________，A或B的结果是__________。14.调节系统的过渡过程形式主要有发散振荡、等幅振荡、__________和__________。15.双室平衡容器用于测量汽包水位时，利用__________原理将水位转换为差压。第五部分：简答题（共8题，每题5分）1.简述热电偶冷端温度补偿的常用方法。2.请写出PID调节器中比例（P）、积分（I）、微分（D）三种调节作用分别对控制系统性能的影响。3.什么是串级控制系统？它相比单回路控制系统有哪些主要优点？4.简述DCS（分散控制系统）的“分散”与“集中”含义。5.为什么在测量蒸汽流量时需要进行温度和压力补偿？6.简述气动执行机构中“气开”与“气关”的选择原则。7.什么是调节阀的流量特性？常用的理想流量特性有哪几种？8.简述锅炉MFT（主燃料跳闸）的主要功能及常见触发条件（至少列举4项）。第六部分：计算与分析题（共6题，每题10分）1.某测温系统采用K分度热电偶，冷端温度为30℃，仪表（无冷端补偿）指示为800℃。已知K型热电偶在30℃时的电势E(30,0)=1.203mV，在800℃时的电势E(800,0)=33.275mV。求被测实际温度是多少？（可查阅分度表或估算：E(830,0)=34.525mV）2.有一台电动执行器，输入信号为4-20mA，对应全行程0-100%。现测得输入电流为12mA，问此时执行器的输出位置是多少？若执行器全行程时间为100秒，现从全关位置（0%）动作到全开位置（100%），需要多少时间？3.某流量测量系统采用孔板配差压变送器，设计差压量程为0-40kPa，对应流量量程为0-100t/h。现差压变送器输出信号为12mA（对应量程的50%），求此时的瞬时流量是多少？4.在单回路控制系统中，广义对象的传递函数为G(s)=10/(10s+1)，采用比例控制器Kp。试求：(1)若要求系统的闭环特征方程根为实数且阻尼比为1（临界阻尼），比例系数Kp应设定为多少？(2)此时系统的阶跃响应是否有余差？若有，余差大小与Kp的关系如何？5.某压力变送器量程为0~2.5MPa，精度等级为0.5级。在校验过程中，各校验点的实测数据如下（上行程/下行程，单位MPa）：0.25点：0.252/0.2481.25点：1.253/1.2472.50点：2.505/2.495计算该变送器的变差（回差），并判断该表是否合格。6.某汽包水位测量采用双室平衡容器，差压变送器量程对应为0~±300mmH2O（对应水位-300mm~+300mm）。正常运行时，差压变送器测得差压为150mmH2O。求此时汽包的实际水位值（假设正压室恒定，水位越高差压越小，且呈线性关系）。第七部分：参考答案第一部分：单项选择题1.B2.C3.C4.B5.B6.B7.C8.D9.A10.A11.B12.B13.B14.B15.B16.A17.C18.B19.C20.B21.C22.B23.A24.C25.B26.A27.A28.C29.C30.A第二部分：多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABC5.AB6.ABCD7.ABD8.ABC9.ABC10.ABCD11.ABCD12.AB13.AC14.ABCD15.B第三部分：判断题1.×(热电势与温度差呈非线性关系)2.√3.√4.×(比例带越大，比例作用越弱)5.√6.√7.×(适用于洁净流体，高粘度需特殊处理)8.√9.√10.√11.√12.×(三线制或四线制更精确，二线制有线路电阻误差)13.√14.√15.√16.×(真空越高，绝对压力数值越低)17.√18.√19.√20.√第四部分：填空题1.塞贝克2.4~20，1~53.全关（或关闭）4.超调量5.4~20mADC6.燃料量，送风量，引风量7.积分时间，微分时间8.0.0249.电涡流，轴承盖（或轴瓦）10.人机接口（或人机界面）11.随机误差12.10013.1，114.衰减振荡，非周期衰减15.静压力第五部分：简答题1.答：(1)冷端温度补偿法：将热电偶冷端置于恒温器中，如冰点槽（0℃）。(2)补偿导线法：利用廉价金属导线将热电偶冷端延伸到温度相对稳定的仪表室。(3)计算修正法：测量冷端温度，根据中间温度定律进行人工计算修正。(4)自动补偿电桥法：利用不平衡电桥产生的电势自动补偿冷端温度变化产生的热电势。2.答：(1)比例作用（P）：调节迅速，能与偏差同步变化。比例带越大，调节作用越弱，系统稳定性好但静差大；比例带越小，调节作用越强，静差小但可能导致系统震荡。(2)积分作用（I）：能消除系统的稳态误差（静差）。积分时间越短，积分作用越强，消除静差越快，但可能降低系统稳定性，增加超调。(3)微分作用（D）：具有超前调节能力，能预测偏差变化趋势，改善系统动态特性，减少超调，缩短调节时间。但对噪声敏感。3.答：串级控制系统是由两个或多个调节器串联工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的控制系统。主要优点：(1)改善了对象特性，减小了对象的滞后和时间常数，加快了工作频率。(2)具有较强的抗干扰能力，特别是能克服进入副回路的二次干扰。(3)提高了系统的工作频率，使调节过程更加及时。4.答：“分散”指控制功能分散，将控制任务下放到现场控制站，各站独立处理局部数据，风险分散，单一故障不影响全局。“集中”指管理监视集中，所有数据汇总到中央操作员站，操作员可以在控制室集中监视和管理整个生产过程。5.答：孔板流量计的设计是基于流体在设计工况下的密度（温度、压力确定）。当实际运行中蒸汽的温度和压力偏离设计值时，蒸汽的密度会发生变化。根据流量公式Q=k√(ΔP/ρ)，如果仍按设计密度计算，会产生测量误差。因此需要引入温度和压力信号，实时计算当前密度，对流量测量值进行补偿，以保证测量精度。6.答：选择原则主要从工艺生产安全角度考虑：(1)气开式（FO）：当气源中断时，阀门处于全关位置。适用于调节阀打开时危险或造成浪费的场合（如加热炉燃料进口）。(2)气关式（FC）：当气源中断时，阀门处于全开位置。适用于调节阀关闭时危险或造成事故的场合（如锅炉给水调节阀，保证断气时不断水）。7.答：调节阀的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度（位移）之间的关系。常用的理想流量特性有：(1)直线流量特性：相对流量与相对开度成线性关系。(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。(3)快开流量特性：小开度时流量很大，随着开度增加流量很快达到饱和。8.答：功能：MFT是锅炉主燃料跳闸系统，用于在锅炉发生危急工况时，瞬间切断所有进入炉膛的燃料（煤粉、油等），并停运相关制粉设备，以防止锅炉爆燃或设备损坏。常见触发条件：(1)炉膛压力过高（高II值）。(2)炉膛压力过低（低II值）。(3)汽包水位过高（高III值）。(4)汽包水位过低（低III值）。(5)全部引风机跳闸。(6)全部送风机跳闸。(7)火焰检测丧失（全炉膛灭火）。(8)手动MFT按钮按下。(9)燃料丧失。(10)关键风量小于设定值。第六部分：计算与分析题1.解：根据中间温度定律：E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)已知：t0=30℃,仪表测量值E(t,30)=E(800,0)=33.275mVE(30,0)=1.203mV实际热电势E(t,0)=33.275+1.203=34.478mV查阅K型分度表（或根据题目提示E(830,0)=34.525mV进行估算）：由于34.478mV非常接近34.525mV，且略小。对应温度约为829℃~830℃。(注：若精确计算，需插值，此处答约829℃或830℃均可)答：被测实际温度约为829℃。2.解：(1)计算输出位置：输入范围4-20mA，对应0-100%。电流12mA对应的百分比为：(124)/(204)×100%=8/16×100%=50%所以执行器输出位置在50%开度。(2)计算动作时间：全行程时间定义为从0%到100%所需时间。题目已知全行程时间为100秒。所以从全关到全开需要100秒。答：输出位置为50%，动作时间为100秒。3.解：根据差压式流量计原理：Q=K×√ΔP设最大流量为Qmax=100t/h，最大差压为ΔPmax=40kPa。输出12mA对应差压为量程的50%，即ΔP=20kPa。则：Q/Qmax=√(ΔP/ΔPmax)Q/100=√(20/40)=√0.5≈0.7071Q=100×0.7071≈70.71t/h答：此时的瞬时流量约为70.71t/h。4.解：(1)系统闭环特征方程：1+G(s)Kp=01+[10Kp/(10s+1)]=010s+1+10Kp=0s+(1+10Kp)/10=0特征根s=-(1+10Kp)/10这是一个一阶系统，对于一阶系统，只要特征根为负实数，就是非周期衰减（过阻尼）。若要临界阻尼（一阶系统通常无临界阻尼概念，临界阻尼通常指二阶系统ζ=1。此处若视为二阶系统欠阻尼临界，题目可能有误，或仅指稳定边界）。修正理解：对于一阶系统，不存在震荡，只有过阻尼。若题目意指“临界稳定”则Kp=-0.1（不可能）。若题目意指“最快响应且无超调”，则Kp越大越好。修正理解：对于一阶系统，不存在震荡，只有过阻尼。若题目意指“临界稳定”则Kp=-0.1（不可能）。若题目意指“最快响应且无超调”，则Kp越大越好。另一种理解：若对象是二阶惯性，例如G(s)=10/[(10s+1)(s+1)]，则：另一种理解：若对象是二阶惯性，例如G(s)=10/[(10s+1)(s+1)]，则：1+10Kp/[(10s+1)(s+1)]=0=>10s^2+11s+1+10Kp=0ζ=11/(2√(10(1+10Kp)))ζ=11/(2√(10(1+10Kp)))令ζ=1=>11=2√(10+100Kp)=>121=4(10+100Kp)=>121=40+400Kp=>81=400Kp=>Kp=0.2025。鉴于题目对象传递函数给的是一阶，通常一阶系统讨论阻尼比无意义。假设题目隐含指二阶或者考察稳定性。鉴于题目对象传递函数给的是一阶，通常一阶系统讨论阻尼比无意义。假设题目隐含指二阶或者考察稳定性。按题目一阶G(s)作答：该系统为一阶系统，Kp>0时系统稳定，响应为非周期衰减。按题目一阶