仪表综合班组维修岗位自主培训试题及答案

仪表综合班组维修岗位自主培训试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在压力测量中，若选用弹簧管压力表测量脉动压力，则其量程应选择为稳定压力的（）倍。A.1~1.5B.1.5~2C.2~2.5D.2.5~3答案：C2.一台差压变送器的测量范围为0~100kPa，对应输出电流为4~20mA。当输入差压为50kPa时，其理论输出电流应为（）。A.8mAB.12mAC.16mAD.18mA答案：B解析：输出电流I=4+3.热电阻测温时，为了消除引线电阻的影响，通常采用（）线制接线方式。A.两B.三C.四D.单答案：B4.调节阀的流量特性中，在开度变化相同百分比时，流量变化百分比始终保持不变的是（）特性。A.快开B.直线C.抛物线D.等百分比答案：D5.在安全栅（安全保持器）应用中，其本质安全侧（现场侧）与非本质安全侧（控制室侧）之间必须进行（）隔离。A.光电B.变压器C.电阻D.以上都不是，是能量限制和电气隔离答案：D6.用万用表测量4-20mA电流信号时，正确的操作是将万用表（）在回路中。A.并联B.串联C.先并联后串联D.先串联后并联答案：B7.涡街流量计是基于（）原理工作的。A.流体振动B.电磁感应C.差压D.热传导答案：A8.一台气动薄膜调节阀，当输入信号压力增加时，阀杆向下移动，阀芯与阀座之间的流通面积减小，该阀为（）。A.气开式，正作用B.气关式，正作用C.气开式，反作用D.气关式，反作用答案：A9.在DCS系统中，用于完成过程控制数据采集和直接控制功能的核心部件是（）。A.操作员站B.工程师站C.控制站D.服务器答案：C10.热电偶补偿导线的作用是（）。A.补偿热电偶冷端温度变化B.延长热电偶的冷端到温度稳定的地方C.补偿热电偶的热电势D.提高测量精度答案：B11.罗斯蒙特3051系列压力变送器进行零点校验时，应在（）压力下进行。A.大气压B.量程的50%C.量程上限D.量程下限（通常为0或真空，视型号）答案：D12.仪表电缆敷设时，信号电缆与动力电缆之间的最小平行净距应为（）。A.100mmB.200mmC.300mmD.500mm答案：D13.仪表位号PIC-101中，字母“P”表示（）。A.压力B.点C.指示D.控制答案：A14.在调节系统投运前，需要将调节器置于（）模式，并正确设置PID参数。A.自动（AUTO）B.手动（MAN）C.串级（CAS）D.远程（REM）答案：B15.超声波流量计属于（）流量计。A.速度式B.容积式C.质量式D.差压式答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分，多选、少选、错选均不得分）1.下列仪表设备中，属于执行器单元的有（）。A.电气阀门定位器B.气动薄膜调节阀C.电磁流量计D.电气转换器E.伺服放大器答案：A,B,D,E2.可能导致差压式流量计测量值偏低的因素有（）。A.正压侧引压管轻微泄漏B.负压侧引压管堵塞C.三阀组平衡阀内漏D.流体密度低于设计值E.差压变送器零点漂移（负漂）答案：A,C,E3.关于仪表接地，下列说法正确的有（）。A.保护接地电阻应不大于4ΩB.工作接地（信号接地）电阻应不大于1ΩC.本质安全系统接地电阻应不大于1ΩD.DCS系统应建立独立的接地网E.仪表电缆屏蔽层应单端接地答案：A,B,C,E4.调节阀常见的附件包括（）。A.阀门定位器B.电磁阀C.限位开关D.手轮机构E.气动放大器答案：A,B,C,D,E5.仪表工在检修作业时，必须遵守的安全规定有（）。A.办理相应的工作票（如检修工作票、仪表作业票）B.对联锁保护系统进行检修前，必须履行联锁工作票（或安全作业票）手续，并经工艺人员确认C.在有毒有害区域作业需佩戴合适的防护用品D.检修带电仪表时，可直接断开电源进行作业E.对压力、流量等系统进行排放时，应注意介质特性，防止伤害和污染答案：A,B,C,E三、判断题（每题1分，共10分）1.孔板流量计安装时，要求孔板中心与管道中心重合，且锐边应对着流体的下游方向。（）答案：错误。锐边应对着流体的上游方向。2.热电阻断路时，显示仪表通常会指示最大值（如热电阻断线保护功能未启用，可能指示溢出或最小值，取决于仪表设计，常见设计为指示最大值或开路报警）。在工业常用温度范围内，Pt100热电阻断路，多数数显表会显示“OL”或最大量程值。（）答案：正确。常见设计如此。3.仪表精度等级的数字越小，表示该仪表的精确度越低。（）答案：错误。数字越小，精度等级越高，精确度越高。4.电磁流量计只能测量导电液体的体积流量，对介质温度、密度、粘度变化不敏感。（）答案：正确。5.调节器的比例度δ越大，比例控制作用越强，系统响应越快。（）答案：错误。比例度δ越大，比例增益Kc越小，控制作用越弱。6.浮筒液位计是基于阿基米德浮力原理工作的，可用于测量界面的液位。（）答案：正确。7.在爆炸危险场所，仪表接线必须采用防爆挠性连接管。（）答案：错误。不是必须，根据防爆要求和现场振动、位移等情况决定是否采用。8.智能变送器可以通过手持通讯器（HART手操器）在线修改量程、零点迁移、阻尼时间等参数，而无需中断信号输出。（）答案：正确。9.仪表风（仪表空气）的主要质量指标是压力、流量和温度，对含油量、含水量没有严格要求。（）答案：错误。对含油量、含水量、含尘量有严格要求。10.冗余配置是提高DCS系统可靠性的重要手段，常见的有控制器冗余、电源冗余、网络冗余等。（）答案：正确。四、填空题（每空1分，共20分）1.根据自动化仪表信号能源的不同，调节阀可分为__________调节阀和__________调节阀。答案：气动；电动2.国际温标中，热力学温度的单位是__________，常用符号__________表示。答案：开尔文；K3.压力单位的换算：1标准大气压（atm）=__________kPa=__________mmHg。答案：101.325；7604.在PID调节规律中，P代表__________控制，I代表__________控制，D代表__________控制。答案：比例；积分；微分5.仪表施工图中，PG表示__________，LG表示__________，TT表示__________。答案：压力表；液位计；温度变送器6.用标准压力源校验一台压力变送器，已知标准压力值为80.0kPa，变送器输出电流读数为16.02mA，其理论输出值应为__________mA，则该点的示值误差为__________mA。（变送器量程0~100kPa，输出4~20mA）答案：16.00；+0.02解析：理论输出I理=4+20-4100-0×80=4+12.8=16.8mA7.热电偶产生热电势的两个必要条件是：两电极材料__________，两接点温度__________。答案：不同；不同8.仪表管路的敷设应保持__________的坡度，其倾斜方向应能保证排除__________或__________。答案：1：10~1：100；气体；冷凝液9.调节阀的泄漏量等级中，__________级泄漏量最小，常用于要求严密关闭的场合。答案：VI（或6）10.仪表电缆的标称截面通常有__________mm²、__________mm²、__________mm²等。答案：1.0；1.5；2.5（答案不唯一，常见即可）五、简答题（每题5分，共25分）1.简述气动薄膜调节阀“气开式”与“气关式”的选择原则。答案：气开式与气关式的选择主要从工艺生产安全角度出发。当信号压力中断时，应保证工艺设备和生产的安全。如果阀门处于打开位置时危害性小，则应选用气关式；如果阀门处于关闭位置时危害性小，则应选用气开式。例如，加热炉的燃料气调节阀应选用气开式，以保证在气源中断时阀门关闭，切断燃料，避免炉温过高发生事故；而锅炉进水调节阀一般选用气关式，以保证在气源中断时阀门全开，保证锅炉供水，防止干烧。2.什么是差压变送器的“零点迁移”？简述正迁移和负迁移的概念及适用场合。答案：零点迁移是指为了适应实际测量需要，通过调整变送器，使得当输入差压为测量下限时，变送器的输出电流为4mA（而非输入为0时输出4mA）。正迁移：测量下限大于0，即输入差压为某一正值时输出4mA。适用于测量液位时，负压侧存在固定液柱静压（如负压引压管有隔离液）或测量压力时存在固定背压。负迁移：测量下限小于0，即输入差压为某一负值时输出4mA。适用于测量液位时，正压侧引压管液柱静压大于负压侧，导致未投用时变送器承受负差压（如密闭容器液位测量，负压侧连接到气相）。3.简述仪表工在巡检时，对现场压力变送器（包括引压管路）应检查的主要内容。答案：1.变送器本体：外观是否完好，有无锈蚀、泄漏；铭牌是否清晰；表盖密封是否良好。2.显示与状态：液晶显示（如有）是否正常，有无报警信息；指针指示（如有）是否在正常范围。3.引压管路：接头、阀门、排污阀有无泄漏；保温伴热（如需）是否正常；管路有无堵塞、冻凝迹象。4.电气连接：接线盒密封是否良好，电缆入口密封接头是否紧固，电缆有无破损。5.环境：安装支架是否牢固，周围有无杂物、腐蚀性介质或强烈振动源。6.三阀组状态（如为差压变送器）：平衡阀应关闭，高低压阀应全开（正常运行状态）。4.DCS控制系统常见的故障类型有哪些？（至少列出5种）答案：1.电源故障：如卡件电源、系统电源、机柜风扇电源故障。2.通信网络故障：如网络节点故障、通信电缆故障、交换机故障、通信协议错误等。3.硬件故障：如控制器（CPU）故障、I/O卡件故障、通道故障、操作站硬件（如硬盘、内存）故障。4.软件故障：如操作系统异常、控制组态软件错误、应用程序错误、数据库错误、病毒侵害等。5.信号故障：如现场仪表信号异常（断线、短路、干扰）导致的I/O通道异常指示。6.人为故障：如误操作（误删组态、误改参数）、维护不当等。5.简述热电阻（如Pt100）测温时出现显示值异常偏高（如显示最大值或远高于实际值）的可能原因。答案：1.热电阻元件本身局部短路（如绝缘下降，但导致显示值偏高的短路情况较少见，更多是导致阻值变小显示偏高，或部分短路导致非线性变化）。更常见导致显示异常偏高的原因是：2.显示仪表或安全栅的电阻-电流/电压转换部分故障，输出饱和。3.热电阻接线端子接触不良或松动，导致接触电阻增大，但通常会导致显示值偏大（因为总电阻增大）。对于Pt100，阻值增大对应温度升高。4.连接导线中存在较大的感应电势或干扰信号。5.仪表量程设置错误。6.补偿导线或连接电缆误接（如将高阻值误接入）。实际上，热电阻断路是导致显示“溢出”或最大值的更常见原因。若为阻值增大导致的偏高，则可能原因包括：电阻丝氧化、局部断路但未完全断开、接线接触电阻大、环境温度对导线电阻影响未完全补偿（三线制接线不正确）等。六、计算题（每题10分，共20分）1.用一台单法兰液位变送器测量敞口容器内的液位，已知被测介质密度为ρ=850kg/m3，液位测量范围H=0∼3m，变送器安装高度与容器最低液位在同一水平面上。当地重力加速度(1)变送器需要测量的压力量程ΔP（单位：kPa）。(2)若变送器输出为4~20mA，当液位为2m时，变送器的理论输出电流值I是多少？(3)如果实际安装时，变送器安装在最低液位下方0.5m处，需要进行何种迁移？迁移后的测量下限对应压力是多少？（即0%液位时变送器感受的压力）答案：(1)压力量程ΔP=ρgH=850×9.8×3=24990Pa=24.99kPa≈25.0kPa(2)当液位h=2m时，压力P=ρgh=850×9.8×2=16660Pa=16.66kPa输出电流I=4+计算比例：16.66/25.0=0.6664I=4+16×0.6664=4+10.6624=14.6624mA≈14.66mA(3)变送器安装在最低液位下方0.5m处。当液位为0（最低）时，变送器法兰膜片受到静压为P0此时变送器已有4.165kPa的输入压力，但要求输出为4mA。因此需要进行“负迁移”，将测量下限设置为-4.165kPa（或迁移量为-4.165kPa）。迁移后的量程为：测量下限Pmin=-4.165kPa（对应0%液位，输出4mA），测量上限2.某蒸汽流量测量系统采用标准孔板配差压变送器，设计参数如下：最大流量Qmax=50t/h，对应差压ΔP试计算：(1)当差压变送器输出电流为12mA时，对应的差压值ΔP是多少？(2)此时的瞬时流量Q是多少t/h？(3)若因工况变化，蒸汽实际密度变为ρ'=4.5kg/m3，而仪表参数未修改，仍按答案：(1)输出电流I=12mA，量程跨度16mA，对应百分比：(12-4)/16=8/16=0.5对应差压值ΔP=0.5×60kPa=30kPa(2)流量与差压的平方根成正比，即Q/所以Q=(3)根据流量公式Q=k2设实际工况下，真实流量Q真=30t/h，真实密度ρ'=4.5kg/m仪表按设计密度ρ=5.0计算显示流量Q显，它接收到的差压信号是ΔP真由式(1)和式(2)相比：Q所以Q答：仪表显示流量约为31.62t/h，比实际流量偏高。七、综合应用题（每题20分，共40分）1.案例分析：某装置一台用于控制反应器温度的蒸汽调节阀（气开式），突然出现全开状态无法关闭，导致反应器温度持续下降，工艺操作异常。请根据此故障现象，系统分析可能导致该故障的原因（从控制信号、仪表空气、阀门本身、定位器、附件等各个方面列出至少8种可能原因），并简述相应的检查判断步骤或处理方法。答案：可能原因及检查处理：1.控制信号故障：DCS输出信号卡件故障，持续输出大信号（如20mA）；安全栅故障输出饱和；信号线对地短路或对电源短路，导致进入定位器的电流信号远大于给定值。检查：在控制室端子排或安全栅输出端断开信号线，用万用表测量DCS侧输出电流是否正常（工艺要求关闭时应为小信号，如4mA或更低）。若DCS输出正常，则故障在后续环节；若DCS输出始终最大，则检查DCS输出卡件及组态。2.仪表空气压力不足或失压：仪表空气总管压力低；过滤减压阀堵塞或故障；至该阀的支管阀门误关或泄漏。检查：检查定位器气源压力表指示是否正常（通常需0.14MPa或以上）。检查气源管路阀门、过滤器、减压阀。3.电气阀门定位器故障：定位器内部电路板故障，误将输出开到最大；定位器零点漂移严重；反馈杆脱落或松动，导致定位器误判阀位，持续输出最大气源。检查：断开定位器输入信号，观察定位器输出是否归零（气开阀，无信号时定位器输出应为0，阀关闭）。若断开信号后阀门仍不关，则问题在定位器或之后。检查定位器反馈杆连接。4.气动放大器或继动器故障：如果阀门配有独立的气动放大器，其故障可能导致输出不受控。检查：同上，通过分段隔离判断。5.调节阀阀芯阀杆卡涩：阀芯与阀座间有异物卡住；阀杆因介质结晶、腐蚀或填料过紧而卡死，无法向下移动。检查：关闭工艺隔离阀，排空介质，尝试现场手动操作手轮（如有）或通过旁路给膜头通气，看阀杆能否动作。需注意安全。6.调节阀膜头故障：膜片破裂、老化漏气，导致弹簧力无法推动阀杆关闭（对于气开阀，膜片漏气会导致供气不足，通常应关阀，但若破裂严重且气源持续供应，可能无法建立足够压力推动弹簧，阀可能停留在某一位置，不一定全开。但膜头大量漏气通常导致阀门关闭）。此处“全开无法关闭”更可能是气路故障导致持续供气。检查：检查膜头排气口是否有持续漏气声。可关闭气源，观察阀门是否在弹簧作用下关闭。7.电磁阀故障（如果配有）：用于联锁或切换的电磁阀故障，卡在通气位置，导致气源持续供给膜头。检查：检查电磁阀状态指示灯，手动测试电磁阀动作是否正常。8.阀门定位器供气回路泄漏：定位器至膜头的气路管线或接头严重泄漏，导致定位器输出的控制气压无法在膜头保持。检查：听漏气声音，用肥皂水检漏。但泄漏通常导致阀门关不严或动作缓慢，而非全开。9.DCS组态或操作问题：操作员站误将阀门置于“手动”且输出设为100%；阀门被强制在“全开”状态；控制回路处于“串级”模式，且主调输出最大等。检查：检查DCS画面该阀门的控制模式（MAN/AUTO/CAS）、输出值、报警状态、权限设置等。10.反馈回路故障：阀位反馈信号（如阀位变送器）故障，始终反馈全关信号，导致控制系统误判阀门未开，从而持续输出开阀信号。检查：对比DCS显示的阀位反馈信号与现场实际阀杆位置是否一致。2.请详细描述你对一台新安装的智能压力变送器（以罗斯蒙特3051为例）进行单校（单体校验）的完整步骤，从校验前准备到校验完成后的工作，包括所需工具、校验点选择、数据记录、误差计算、合格判断及处理。答案：校验前准备：1.工具与设备准备：标准压力源（数字压力校验仪或活塞式压力计，精度至少为被校变送器精度的1/3~1/4）；标准电流表（或使用压力校验仪的电流测量功能，精度满足要求）；HART手操器（或具备相同功能的组态软件及通讯设备）；24VDC稳压电源及连接导线；生料带、扳手等工具；校验记录单。2.安全与措施：确认变送器已从工艺管道上隔离，泄压至零，并办理相关作业票。确保工作环境安全，无易燃易爆物。对于测量有毒有害介质的变送器，需进行吹扫、清洗并确认安全。3.变送器检查：外观检查，确认型号、量程代码、出厂编号与设计一致。检查连接螺纹、膜片有无损伤。记录铭牌信息。4.接线与通电：按变送器接线图正确连接电源（24VDC）和电流表（串联在回路中）。使用HART手操器并联在信号回路上（注意负载电阻要求）。通电预热15-30分钟。校验步骤：1.组态检查与设置：用手操器读取变送器当前组态，包括传感器量程上限（URL）、量程下限（LRL）、工程单位、输出类型（线性/开方）、阻尼时间等。记录并与设计值核对。如有不符，根据校验需求决定是否修改（通常校验前恢复出厂设置或设置为一个包含校验点的合适量程，如0~100%URL）。2.零点与量程初调（可选）：如果变送器已知零点和量程偏差较大，可先进行粗略调整。通常先调零：输入下限压力（如0kPa），用手操器或变送器本体零点螺钉（如支持）调整，使输出为4.000mA。再调量程：输入上限压力，调整量程螺钉或用手操器软件调整，使输