化工仪表试题库完整附答案

化工仪表试题库完整附答案一、选择题1.下列哪种仪表不属于温度测量仪表（）A.热电偶B.热电阻C.压力变送器D.双金属温度计答案：C。热电偶、热电阻和双金属温度计都是常见的温度测量仪表，而压力变送器是用于测量压力的仪表。2.工业上常用的压力表示方法是（）A.绝对压力B.表压力C.真空度D.以上都是答案：D。在工业上，绝对压力、表压力和真空度都有应用。绝对压力是指物体所受的实际压力；表压力是指以大气压为基准，高于大气压的压力值；真空度是指低于大气压的压力值。3.测量液体流量时，节流装置的取压口位置应在（）A.管道的上半部B.管道的下半部C.管道水平中心线以下与管道水平中心线成0°45°夹角范围内D.管道水平中心线以上与管道水平中心线成0°45°夹角范围内答案：C。测量液体流量时，为了防止气体进入导压管，取压口位置应在管道水平中心线以下与管道水平中心线成0°45°夹角范围内。4.气动执行器的气开、气关选择原则是（）A.根据工艺生产的安全要求B.根据控制器的正反作用C.根据调节阀的流量特性D.根据测量值的大小答案：A。气动执行器的气开、气关选择主要是根据工艺生产的安全要求。当气源中断时，气开阀关闭，气关阀打开，以保证生产过程的安全。5.下列哪种流量计属于容积式流量计（）A.涡轮流量计B.椭圆齿轮流量计C.电磁流量计D.涡街流量计答案：B。椭圆齿轮流量计是典型的容积式流量计，它通过测量椭圆齿轮的转动次数来计算流体的流量。涡轮流量计、电磁流量计和涡街流量计都属于速度式流量计。6.热电偶的热电势与（）有关。A.热电偶的材料B.热电偶两端的温度C.热电偶的长度D.A和B答案：D。热电偶的热电势与热电偶的材料和两端的温度有关，与热电偶的长度无关。不同材料的热电偶具有不同的热电特性，热电势的大小取决于两端的温度差。7.热电阻温度计是基于（）原理来测量温度的。A.热电效应B.热阻效应C.光电效应D.磁电效应答案：B。热电阻温度计是基于热阻效应，即金属导体的电阻值随温度的变化而变化的原理来测量温度的。8.下列哪种控制规律适用于控制对象滞后较小、负荷变化不大、工艺要求不太高的场合（）A.P控制B.PI控制C.PD控制D.PID控制答案：A。P（比例）控制适用于控制对象滞后较小、负荷变化不大、工艺要求不太高的场合。PI（比例积分）控制适用于控制对象滞后较小、负荷变化较大、要求消除余差的场合。PD（比例微分）控制适用于控制对象滞后较大的场合。PID（比例积分微分）控制适用于控制对象滞后大、负荷变化大、控制质量要求高的场合。9.调节阀的流量特性有（）A.直线流量特性B.等百分比流量特性C.快开流量特性D.以上都是答案：D。调节阀的流量特性主要有直线流量特性、等百分比流量特性和快开流量特性三种。不同的流量特性适用于不同的工艺要求。10.下列哪种仪表可以用于测量物位（）A.差压变送器B.雷达物位计C.超声波物位计D.以上都是答案：D。差压变送器可以通过测量液位上下的压力差来测量液位；雷达物位计利用雷达波来测量物位；超声波物位计通过发射和接收超声波来测量物位。二、填空题1.化工仪表按其在自动控制系统中的作用可分为（检测仪表）、（显示仪表）、（控制仪表）和（执行器）。2.热电偶冷端温度补偿方法有（冷端温度保持为0℃法）、（冷端温度修正法）、（补偿电桥法）和（软件补偿法）。3.压力测量仪表按其工作原理可分为（液柱式压力计）、（弹性式压力计）、（电气式压力计）和（活塞式压力计）。4.流量测量仪表可分为（速度式流量计）、（容积式流量计）和（质量流量计）三大类。5.调节阀的流通能力是指在调节阀全开，阀前后压差为（100kPa），流体密度为（1000kg/m³）时，每小时通过调节阀的流体体积数（m³/h）。6.自动控制系统按给定值的变化规律可分为（定值控制系统）、（随动控制系统）和（程序控制系统）。7.控制器的基本控制规律有（比例控制）、（积分控制）、（微分控制）以及它们的组合控制规律。8.物位测量仪表按其工作原理可分为（直读式物位计）、（差压式物位计）、（浮力式物位计）、（电气式物位计）和（辐射式物位计）等。9.测量误差按其性质可分为（系统误差）、（随机误差）和（粗大误差）。10.仪表的精度等级是根据仪表的（最大引用误差）来划分的。三、判断题1.热电偶的热电势大小只与热电偶的材料和两端的温度有关，与热电偶的中间温度分布无关。（√）解释：根据热电偶的中间温度定律，热电偶的热电势大小只与热电偶的材料和两端的温度有关，与热电偶的中间温度分布无关。2.热电阻温度计的测量精度比热电偶温度计高。（√）解释：热电阻温度计一般用于中低温测量，其测量精度相对较高；热电偶温度计适用于较宽的温度范围，但在低温段测量精度相对较低。3.表压力就是绝对压力与大气压力之差。（√）解释：表压力的定义就是以大气压为基准，高于大气压的压力值，即绝对压力与大气压力之差。4.测量气体流量时，节流装置的取压口位置应在管道的下半部。（×）解释：测量气体流量时，为了防止液体进入导压管，取压口位置应在管道的上半部。5.调节阀的气开、气关选择只与控制器的正反作用有关。（×）解释：调节阀的气开、气关选择主要根据工艺生产的安全要求，而不是只与控制器的正反作用有关。6.积分控制可以消除余差，但会使系统的稳定性变差。（√）解释：积分控制的作用是消除余差，但积分作用会使系统的相位滞后增加，从而使系统的稳定性变差。7.电磁流量计可以测量气体流量。（×）解释：电磁流量计是基于电磁感应原理来测量导电液体的流量，不能测量气体流量。8.雷达物位计不受介质的密度、粘度等因素的影响。（√）解释：雷达物位计是利用雷达波来测量物位，其测量不受介质的密度、粘度等因素的影响。9.自动控制系统的过渡过程是指系统从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程。（√）解释：这是自动控制系统过渡过程的定义。10.仪表的灵敏度越高，其测量精度就越高。（×）解释：仪表的灵敏度和测量精度是两个不同的概念，灵敏度高并不一定意味着测量精度高，测量精度还与仪表的误差等因素有关。四、简答题1.简述热电偶的工作原理。答：热电偶是由两种不同的导体或半导体A和B组成的闭合回路。当两个接点温度不同时，由于不同材料的电子密度不同，在接点处会产生热电势。在热电偶回路中，热电势由接触电势和温差电势两部分组成。接触电势是由于两种不同导体的电子密度不同，在接触处形成的电势差；温差电势是由于同一导体两端温度不同，电子的扩散速度不同而产生的电势差。总的热电势等于两个接点处的接触电势和温差电势的代数和。当热电偶的一端温度保持不变（冷端），另一端温度变化（热端）时，热电势就会随热端温度的变化而变化，通过测量热电势就可以测量温度。2.简述热电阻温度计的工作原理及特点。答：热电阻温度计是基于热阻效应工作的，即金属导体的电阻值随温度的升高而增大。常用的热电阻材料有铂、铜等。当热电阻置于被测温度场中时，其电阻值会随温度的变化而变化，通过测量电阻值的变化就可以确定温度。热电阻温度计的特点有：测量精度高，适用于中低温测量；稳定性好，复现性强；输出信号大，便于远传和实现多点测量。3.简述压力测量仪表的选择原则。答：压力测量仪表的选择原则如下：（1）根据被测压力的大小选择合适量程的仪表，一般要求被测压力在仪表量程的1/32/3范围内，以保证测量精度。（2）根据被测介质的性质选择合适的仪表，如对于腐蚀性介质，应选择具有耐腐蚀性能的仪表；对于粘性介质，应选择不易堵塞的仪表。（3）根据测量要求的精度选择合适精度等级的仪表，精度等级越高，测量误差越小，但价格也越高。（4）根据使用环境选择合适的仪表，如在易燃易爆环境中，应选择防爆型仪表。（5）考虑仪表的安装方式、维护方便性等因素。4.简述流量测量的基本方法及各类流量计的特点。答：流量测量的基本方法有速度式、容积式和质量式。速度式流量计的特点：测量管道内流体的平均流速，通过流速与管道截面积的乘积来计算流量。优点是测量范围宽、精度较高、响应速度快；缺点是对流体的粘度、密度等物性参数有一定要求，且需要进行流量系数的校准。常见的速度式流量计有涡轮流量计、电磁流量计、涡街流量计等。容积式流量计的特点：通过测量一定时间内流体充满的固定容积的次数来计算流量。优点是测量精度高、对流体的物性参数不敏感；缺点是结构复杂、价格较高、不适用于高粘度流体。常见的容积式流量计有椭圆齿轮流量计、腰轮流量计等。质量式流量计的特点：直接测量流体的质量流量，不受流体的密度、温度、压力等因素的影响。优点是测量精度高、可靠性好；缺点是价格昂贵、安装要求高。常见的质量式流量计有科里奥利质量流量计等。5.简述调节阀的流量特性及其选择原则。答：调节阀的流量特性是指调节阀的相对流量与相对开度之间的关系。常见的流量特性有直线流量特性、等百分比流量特性和快开流量特性。直线流量特性：调节阀的相对流量与相对开度成直线关系。其特点是在小开度时，流量变化大；在大开度时，流量变化小。适用于负荷变化小、工艺要求不高的场合。等百分比流量特性：调节阀的相对流量的相对变化率与相对开度成正比。其特点是在小开度时，流量变化小；在大开度时，流量变化大。适用于负荷变化大、要求调节精度高的场合。快开流量特性：在小开度时，流量就有较大的变化，随着开度的增大，流量变化逐渐减小。适用于快速切断的场合。调节阀流量特性的选择原则：根据工艺过程的特点和要求选择合适的流量特性。对于负荷变化小、调节精度要求不高的场合，可选择直线流量特性；对于负荷变化大、调节精度要求高的场合，应选择等百分比流量特性；对于需要快速切断的场合，选择快开流量特性。五、计算题1.已知某热电偶的热电势为33.29mV，冷端温度为20℃，查该热电偶的分度表可知，20℃时的热电势为0.80mV，求热端温度。解：根据热电偶的中间温度定律，实际热电势E(t,t₀)等于热端温度t对应的热电势E(t,0)减去冷端温度t₀对应的热电势E(t₀,0)。已知E(t,t₀)=33.29mV，E(t₀,0)=0.80mV，则E(t,0)=E(t,t₀)+E(t₀,0)=33.29+0.80=34.09mV。查该热电偶的分度表，找到热电势为34.09mV对应的温度，即为热端温度。假设查得对应的温度为800℃，则热端温度为800℃。2.某压力变送器的量程为0100kPa，输出信号为420mA。当输入压力为60kPa时，求输出电流值。解：首先计算压力变送器的量程范围ΔP=1000=100kPa，输出信号范围ΔI=204=16mA。根据线性关系，输出电流I与输入压力P的关系为：I当P=60kPa时，I所以当输入压力为60kPa时，输出电流值为13.6mA。3.某管道内流体的流量为50m³/h，采用孔