仪表中级理论习题(附参考答案)

仪表中级理论习题(附参考答案)一、选择题（每题2分，共40分）1.以下哪种传感器不属于温度传感器（）A.热电偶B.热电阻C.电容式传感器D.热敏电阻答案：C。热电偶、热电阻和热敏电阻都是常见的温度传感器，而电容式传感器主要用于测量压力、位移等物理量，并非温度传感器。2.在工业自动化系统中，PLC代表的是（）A.可编程逻辑控制器B.分布式控制系统C.现场总线控制系统D.监控与数据采集系统答案：A。可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）简称PLC；分布式控制系统是DCS；现场总线控制系统是FCS；监控与数据采集系统是SCADA。3.测量压力时，一般要求压力表的量程为被测压力的（）A.11.5倍B.1.52倍C.22.5倍D.2.53倍答案：B。为了保证测量的准确性和压力表的使用寿命，一般要求压力表的量程为被测压力的1.52倍。4.以下哪种流量测量仪表适用于测量高粘度流体（）A.孔板流量计B.涡轮流量计C.椭圆齿轮流量计D.电磁流量计答案：C。椭圆齿轮流量计是容积式流量计，适用于测量高粘度流体；孔板流量计、涡轮流量计对流体粘度有一定要求；电磁流量计只能测量导电液体。5.仪表的精度等级是根据（）来划分的。A.最大绝对误差B.最大相对误差C.最大引用误差D.平均误差答案：C。仪表的精度等级是根据最大引用误差来划分的，它反映了仪表测量的准确程度。6.热电偶产生热电势的条件是（）A.两热电极材料相同，两接点温度相同B.两热电极材料相同，两接点温度不同C.两热电极材料不同，两接点温度相同D.两热电极材料不同，两接点温度不同答案：D。热电偶产生热电势需要两热电极材料不同且两接点温度不同。7.下列哪种调节规律适用于对象滞后较小、负荷变化不大、工艺要求不太高的场合（）A.比例调节B.积分调节C.微分调节D.比例积分微分调节答案：A。比例调节规律简单，适用于对象滞后较小、负荷变化不大、工艺要求不太高的场合；积分调节主要用于消除余差；微分调节能超前控制；比例积分微分调节综合了三者的优点，但相对复杂。8.在控制系统中，测量变送装置、控制器、执行器各环节的输出信号为（）A.输入信号B.被控信号C.控制信号D.测量信号答案：C。在控制系统中，测量变送装置将被控变量转换为测量信号，控制器根据测量信号与设定值的偏差进行运算输出控制信号，执行器根据控制信号动作来改变被控变量。9.用万用表测量电阻时，应将被测电阻（）A.串联在电路中B.并联在电路中C.与电源并联D.从电路中断开答案：D。用万用表测量电阻时，必须将被测电阻从电路中断开，否则会受到电路中其他元件的影响，导致测量不准确。10.以下哪种仪表可用于测量液位（）A.差压变送器B.涡街流量计C.压力传感器D.温度传感器答案：A。差压变送器可以通过测量液位变化引起的差压来测量液位；涡街流量计用于测量流量；压力传感器主要测量压力；温度传感器测量温度。11.对于气动调节阀，当信号压力增加时，阀门开度增大的是（）A.气开阀B.气关阀C.正装阀D.反装阀答案：A。气开阀是信号压力增加时阀门开度增大；气关阀是信号压力增加时阀门开度减小；正装阀和反装阀是指阀芯的安装方式，与阀门的气开气关特性不同。12.仪表的灵敏度是指（）A.仪表输出变化量与输入变化量之比B.仪表输出的最大值与最小值之比C.仪表输入的最大值与最小值之比D.仪表的测量范围答案：A。仪表的灵敏度是指仪表输出变化量与输入变化量之比，它反映了仪表对输入信号变化的敏感程度。13.集散控制系统（DCS）的基本结构不包括（）A.现场控制站B.操作站C.工程师站D.继电器答案：D。集散控制系统（DCS）的基本结构包括现场控制站、操作站、工程师站等；继电器不属于DCS的基本结构。14.热电阻通常采用三线制接法，其目的是（）A.提高测量精度B.减小环境温度的影响C.便于安装D.降低成本答案：A。热电阻采用三线制接法可以减小连接导线电阻变化对测量结果的影响，从而提高测量精度。15.以下哪种干扰属于外部干扰（）A.内部元件的热噪声B.电源波动C.信号线间的电磁耦合D.雷电干扰答案：D。内部元件的热噪声、电源波动、信号线间的电磁耦合都属于内部干扰；雷电干扰是来自外部环境的干扰。16.可编程控制器中，输入继电器的触点可以（）A.无限次使用B.只能使用一次C.只能使用两次D.不能使用答案：A。可编程控制器中，输入继电器的触点可以在程序中无限次使用。17.在自动控制系统中，被控变量是指（）A.设定值B.干扰值C.需要控制的工艺参数D.控制器的输出值答案：C。在自动控制系统中，被控变量是指需要控制的工艺参数，如温度、压力、流量等；设定值是希望被控变量达到的值；干扰值是影响被控变量的因素；控制器的输出值是控制信号。18.压力测量仪表的选用主要考虑以下因素，除了（）A.测量范围B.精度等级C.介质性质D.安装位置答案：D。压力测量仪表的选用主要考虑测量范围、精度等级、介质性质等因素；安装位置主要影响仪表的安装方式和维护便利性，不是选用仪表的主要考虑因素。19.以下哪种传感器可用于测量位移（）A.应变式传感器B.电感式传感器C.压电式传感器D.霍尔传感器答案：B。电感式传感器可以通过测量电感量的变化来测量位移；应变式传感器主要用于测量力、压力等；压电式传感器用于测量动态力、加速度等；霍尔传感器可用于测量磁场、电流等。20.在控制系统中，积分时间Ti越大，积分作用（）A.越强B.越弱C.不变D.先强后弱答案：B。在控制系统中，积分时间Ti越大，积分作用越弱，消除余差的速度越慢；Ti越小，积分作用越强，消除余差的速度越快。二、判断题（每题1分，共20分）1.仪表的测量范围就是仪表的量程。（×）解析：仪表的量程是测量范围的上限值与下限值之差，测量范围是指仪表能够测量的最小值到最大值的区间，二者概念不同。2.热电偶的热电势大小只与热电极材料和两接点温度有关，与热电极的长度和直径无关。（√）解析：根据热电偶的工作原理，热电势大小取决于热电极材料和两接点温度，热电极的长度和直径不影响热电势的产生。3.比例调节能消除余差。（×）解析：比例调节会产生余差，积分调节可以消除余差。4.电磁流量计可以测量气体流量。（×）解析：电磁流量计只能测量导电液体的流量，不能测量气体流量。5.仪表的精度等级越高，测量结果越准确。（√）解析：精度等级反映了仪表的准确程度，精度等级越高，测量误差越小，测量结果越准确。6.热电阻的阻值随温度升高而增大。（√）解析：大多数热电阻具有正的温度系数，即阻值随温度升高而增大。7.在控制系统中，控制器的输出信号直接控制被控对象。（×）解析：控制器的输出信号通过执行器来控制被控对象，执行器是直接作用于被控对象的环节。8.气动调节阀的气开气关选择主要根据工艺安全要求。（√）解析：气开气关的选择要考虑在气源故障等情况下，阀门的关闭或打开状态对工艺安全的影响。9.用万用表测量电压时，应将万用表串联在被测电路中。（×）解析：用万用表测量电压时，应将万用表并联在被测电路两端。10.集散控制系统（DCS）是一种集中控制、分散管理的系统。（×）解析：集散控制系统是一种分散控制、集中管理的系统，它将控制功能分散到各个现场控制站，通过通信网络实现集中管理。11.压力变送器的输出信号与被测压力成线性关系。（√）解析：一般压力变送器的设计要求输出信号与被测压力成线性关系，以便于测量和控制。12.液位计的测量精度只与仪表本身的精度有关。（×）解析：液位计的测量精度不仅与仪表本身的精度有关，还与安装方式、环境条件、被测介质特性等因素有关。13.可编程控制器的编程语言只有梯形图一种。（×）解析：可编程控制器的编程语言有梯形图、指令表、功能块图、顺序功能图等多种。14.传感器的输出信号必须是电信号。（√）解析：传感器的作用是将非电物理量转换为电信号，以便于后续的处理和传输。15.调节系统的过渡过程时间越短越好。（×）解析：过渡过程时间过短可能会导致系统出现较大的波动和超调，需要综合考虑系统的稳定性、准确性等因素来确定合适的过渡过程时间。16.仪表的零点迁移就是将仪表的测量范围整体移动。（√）解析：零点迁移是通过调整仪表的零点，使仪表的测量范围整体移动，以适应不同的测量要求。17.对于同一台仪表，量程越小，精度越高。（√）解析：在仪表的精度等级一定的情况下，量程越小，允许的绝对误差越小，相对精度越高。18.电容式传感器可以测量压力、位移、液位等多种物理量。（√）解析：电容式传感器通过测量电容值的变化来测量物理量，可用于测量压力、位移、液位等。19.控制系统的稳定性是指系统在受到干扰作用后，能够自动恢复到原来的平衡状态。（√）解析：稳定性是控制系统的重要性能指标，系统在受到干扰后应能自动恢复到平衡状态。20.温度传感器的响应时间越短越好。（√）解析：响应时间短意味着温度传感器能够快速准确地反映温度的变化，提高测量的及时性和准确性。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述热电偶的工作原理。答：热电偶是基于热电效应工作的。两种不同材料的导体（或半导体）A和B组成一个闭合回路，当两个接点1和2的温度不同时（T≠T0），在回路中就会产生热电势，形成电流，这种现象称为热电效应。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自由电子密度不同，在它们的接触处会发生电子扩散，当扩散达到动态平衡时，在接触处形成的电位差。温差电势是同一导体的两端因温度不同而产生的电位差，温度高处的电子能量大，向温度低处扩散，从而形成电位差。热电偶产生热电势的条件是两热电极材料不同且两接点温度不同。2.说明气动调节阀气开气关的选择原则。答：气动调节阀气开气关的选择主要根据工艺安全要求来确定，具体原则如下：（1）从工艺生产的安全角度考虑：当气源中断时，应保证设备和操作人员的安全。例如，在加热炉的燃料气管道上，应选用气开阀。因为当气源中断时，气开阀关闭，可防止燃料气继续进入加热炉，避免发生爆炸等安全事故。而在冷却介质的管道上，应选用气关阀，当气源中断时，气关阀打开，保证冷却介质继续流动，防止设备因过热而损坏。（2）从保证产品质量的角度考虑：当出现故障时，应尽量保证产品质量不受影响。如在精馏塔的回流管道上，可选用气关阀，当气源中断时，阀门打开，保证回流液的供应，维持精馏塔的正常操作，保证产品质量。（3）从降低经济损失的角度考虑：选择气开气关方式应使生产过程中因故障造成的经济损失最小。例如，在一些贵重物料的输送管道上，可选用气关阀，防止物料泄漏造成经济损失。3.简述可编程控制器（PLC）的基本组成和工作原理。答：可编程控制器（PLC）的基本组成包括以下几个部分：（1）中央处理器（CPU）：是PLC的核心部件，它按照系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作。主要完成以下任务：接收并存储用户程序和数据；诊断PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误；采集现场输入信号的状态和数据；执行用户程序，完成各种逻辑和算术运算；输出控制信号，驱动外部执行元件。（2）存储器：用于存储系统程序、用户程序和数据。系统程序由PLC制造商编写，用户不能修改，它决定了PLC的基本功能。用户程序是用户根据控制要求编写的程序。数据存储器用于存储PLC在运行过程中采集到的现场数据和运算结果等。（3）输入输出接口（I/O接口）：是PLC与外部设备连接的桥梁。输入接口用于接收来自现场的各种信号，如按钮、限位开关、传感器等的信号，并将其转换为PLC内部能够处理的数字信号。输出接口用于将PLC的运算结果转换为驱动外部执行元件的信号，如继电器触点、晶体管输出等，驱动电磁阀、接触器等执行元件。（4）电源：为PLC提供工作电源，一般有直流24V和交流220V等多种电源类型。（5）编程器：用于用户程序的编写、调试和监控等操作。早期的编程器为专用编程器，现在也可以使用计算机通过编程软件进行编程。PLC的工作原理是采用循环扫描的工作方式。具体工作过程分为三个阶段：（1）输入采样阶段：PLC在这个阶段按顺序逐个读取所有输入端子的状态，并将其存入输入映像寄存器中。在本扫描周期内，输入映像寄存器的内容不会随外部输入信号的变化而改变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段。（2）程序执行阶段：PLC按用户程序的顺序，从第一条指令开始，逐条执行用户程序。在执行过程中，根据输入映像寄存器和其他元件映像寄存器的状态，进行逻辑和算术运算，并将运算结果存入相应的元件映像寄存器中。（3）输出刷新阶段：当所有用户程序执行完毕后，将输出映像寄存器中的内容传送到输出锁存器中，通过输出接口驱动外部执行元件。然后