仪器仪表基础知识问答.docx
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仪器仪表基础知识问答
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仪表基础知识问答试卷（包含问题和答案）
一、基础知识部分
1、 什么是测量？
答：
测量就是将已知的标准量和未知的被测物理量进行比较的过程。
2、 测量如何分类？
答：
按形式可分为直接测量、间接测量和组合测量
3、 什么是测量误差？
答：
在进行任何测量过程中，由于测量方法的不完善，测量设备、测量环境以及人的观察力等都不可避免的出现一定的误差，而使测量结果受到歪曲，使测量结果与被测真值之间存在一定差值，这个差值即是测量误差。
4、 仪表的检定方法有哪些？
答：
1、示值比较法2标准物质法
5、 热的三种传递方式是哪些？
答：
传导、对流、辐射
6、 三极管的输出特性区分为哪三个区域？
答：
截止区、放大区、饱和区
7、 执行器是由哪几部分组成的？
答：
执行器由执行机构和调节阀组成。
8、 什么叫PID调节？
答：
PID调节就是指调节仪表具有比例（P）、积分（I）、微分（D）作用的功能。
9、 动圈式温度仪表由哪几部分组成？
答：
指示调节型包括三部分：
动圈测量机构、测量电路和电子调节电路。
指示型只有两部分：
动圈测量机构和测量电路。
10、什么叫灵敏度？
答：
灵敏度是仪表对被测量物体的反应能力，它反映仪表对被测参数的变化的灵敏程度。
11、电偶的电动势大小与哪些因素有关？
答：
热电偶的材料和两接点的温度差。
12、热电偶产生电动势的条件是什么？
答：
两电极的材料不同和两接点的温度不同
13、压力式温度计的测量范围是多少？
答：
0~300℃
14、为什么测量二极管好坏时，不能使用万用表的＊1档？
答：
电流过大，容易损坏二极管。
15、差压变送器导压管漏会有什么结果？
答：
正压侧漏会使仪表指示值偏低，负压侧漏指示值偏高。
二、控制理论部分
1、什么叫闭环控制？
答：
闭环控制系统是根据被控量与给定值的偏差进行控制的系统。
2、闭环控制中，常用什么参数来衡量控制质量？
答：
分析一个闭环控制系统的性能时，常用上升时间和过度过程时间来衡量系统的快速
性，超调量和衰减度来代表系统的稳定性，静差大小来表示系统的准确性。
3、什么叫顺序控制？
答：
根据生产工艺的要求，对开关量实现有规律的控制，称之为顺序控制。
4、变送器的作用是什么？
答：
变送器的作用是将测量元件测出的被控量变换成控制器所需要的信号类型。
5、比例调节器作用的优点是什么？
答：
比例调节器作用的优点是反应速度快，调节作用能立即见效，即当有偏差信号输入
时，调节器的输出立即与偏差成比例的变化，较快的克服干扰所引起的被调参数的波动。
输出的偏差信号越大，输出的调节作用越强，这是比例调节器的一个显著特点。
6、在电动PID调节中，偏差检测电路的作用是什么？
答：
偏差检测电路的作用是将输入信号与给定信号进行比较，并将比较后的偏差信号送
到调制式放大器的输入端
7、简述PID调节系统的过度过程。
答：
当干扰出现时，微分调节立即动作，同时，比例调节也起克服作用，使偏差的幅度
减小，接着积分开始起作用，该系统较比例积分系统具有更强的克服偏差的能力。
PID调节写只经过短暂的衰减震荡后，偏差即被消除，进入新的稳定状态。
8、简述三冲量给水调节系统的信号来源
答：
在三冲量给水调节系统中，调节器接受三个输入信号：
主信号汽包水位H，前馈信号蒸汽流量D，和反馈信号给水流量W。
其中，蒸汽流量和给水流量是引起汽包水位变化的主要原因，当引起汽包水位变化的扰动一经发生，调节系统立即动作，能即使有效的控制水位的变化。
9、 级控制系统的调节器选择的一般原则是什么？
答：
（1）副回路应包围强扰动引入处
（2）副回路要尽可能将大时间常数的对象部分包围。
（3）主副调节器要选择不同调节规律的调节器。
10、为什么不能单独使用微分调节？
答：
单纯的微分调节器的输出只能反映偏差信号的速度，不能反应偏差大小，调节的结果不能消除静差，因此不能单独的使用微分调节器，而总要和比例或积分规律结合起来使用。
11、我厂的给水控制采用的是什么控制方式？
答：
串级三冲量控制
12、在给水控制中，哪个是主信号，哪个是副信号，哪个要反接？
答：
汽包液位是主信号，给水流量和蒸汽流量是副信号，蒸汽流量要反接。
13、什么叫负反馈？
答：
指输出端送回的反馈信号与输入信号相位相反，信号相互抵消，对输入信号起减弱作用。
14、自动系统中，实现无扰切换应满足什么条件？
答：
调节器的输出等于给定。
三、测量元件部分
1、 我厂现场使用的主要测温元件有哪些？
答：
有热电偶和热电阻
2、 热电偶是利用什么原理工作的？
答：
热电偶是利用热电偶的热电效应工作的。
3、 热电阻的测量范围是多少？
答：
-200℃～650℃
4、 工业普通热电偶由哪几部分组成？
答：
工业普通热电偶由热电极、绝缘管、保护管和接线盒四部分组成。
5、 我厂使用的流量计量仪表是什么？
答：
弯管流量计
6、 差压式流量计包括哪几部分？
答：
节流元件、引压导管、差压计
7、 标准节流元件有哪些？
答：
喷嘴，孔板和文丘里管
8、 补偿导线的作用是什么？
答：
补偿导线的作用是把热电偶的冷端离热源较远及环境温度较稳定的地方。
9、 数字电压表包括哪两个部分？
答：
模/数转换部分和计数部分
10、电子电位差计放大级通过什么控制可逆电机的转动方向？
答：
输入信号的相位
11、自动平衡电桥的主要作用是什么？
答：
与热电阻配合，用于显示和记录温度。
12、我厂主要使用的差压变送器是什么型号的？
答：
DDZ—Ⅱ型差压变送器
13、DDZ—Ⅱ仪表所使用的信号制类型是什么？
答：
0～10mADC
14、对于气体流量的测量应引入哪些量做补偿？
答：
温度和压力
15、给水流量的测量应引入哪些量做补偿？
答：
温度
16、标准孔板的优点和缺点是什么？
答：
优点是加工方便，省料，造价低；缺点是压力损失较大。
17、节流装置的工作原理是什么？
答：
在管道内部安装有截面变化的孔板或喷嘴等节流装置，当液体流经节流件时，由于流收缩，则在节流件的前后产生静压差，利用压差与流速的关系可进一步测量出流量。
18、温度变送器的作用是什么？
答：
与热电偶或热电阻配合使用，把温度或者温差转换为电流信号。
19、为什么热电阻要采用三线制连接？
答：
为了克服连接导线电阻的影响。
20、为什么热电偶输入回路要具有冷端温度补偿的作用？
答：
因为当使用热电偶时，总是希望冷端温度是恒定不变的，然而，这在工业生产中是难以得到的，因此，要使用冷端温度补偿器，当热电偶的输出随着冷端温度的变化而变化时，桥路的输出也应随着变化，并且两者的变化大小相等，方向相反，这样，就可以补偿因热电偶冷端温度变化所引起的测量误差了。
21、什么叫静压误差？
答：
向变送器的正、负压室同时输入相同的压力，变送器输出零位随着静压的变化而改变，这种由静压而产生的误差，叫做静压误差。
22、何谓非线性？
产生的原因是什么？
答：
变送器的输入压力与输出压力不呈直线关系的现象称之为非线性。
原因是测量元件的转换误差。
23、工业上常用的压力表精度等级有哪些？
答：
0.5、1、1.5、2、2.5、4
24、差压变送器测量元件的作用是什么？
答：
将差压信号转换为集中力信号
25、U型管压力计包括哪几部分？
答：
玻璃管、标尺、液柱
26、压力式液位计的工作原理是什么/
答：
各种液体的介电常数不同，当液位变化时，置于容器液体中的电容或容器本身的电容就会发生变化，可通过测量其变化来测量液位的变化量。
27、超声波液位计有什么优点和缺点？
答：
超声波液位计可以定点和连续的测量，很方便的提供遥测和遥控信号，又有很大的适应性，对介质的状态无苛求，且不需要运动不见，其传播速度并不直接与媒介的介电常数、电导率，热导率有关，且经济耐用，使用与安装方便。
缺点是不能测量有气泡及悬浮物的液位，在液面有较大的波动时于测量不利，使测量带来误差。
28、电子自动平衡电桥是应用什么原理制成的？
答：
电桥平衡原理
29、稳压电源的关键部件是什么？
答：
稳压管
30、电子自动平衡电桥是平衡电桥吗？
答：
不是
有关压力的一些解释：
1、大气压：
地球表面上的空气柱因重力而产生的压力。
它和所处的海拔高度、纬度及气象状况有关。
2、差压（压差）：
两个压力之间的相对差值。
3、绝对压力：
介质（液体、气体或蒸汽）所处空间的所有压力。
绝对压力是相对零压力而言的压力。
4、表压力（相对压力）：
如果绝对压力和大气压的差值是一个正值，那么这个正值就是表压力，即表压力=绝对压力-大气压＞0。
5、负压（真空表压力）：
和“表压力“相对应，如果绝对压力和大气压的差值是一个负值，那么这个负值就是负压力，即负压力=绝对压力-大气压＜0。
6、静态压力：
一般理解为“不随时间变化的压力，或者是随时间变化较缓慢的压力，即在流体中不受流速影响而测得的表压力值”。
7、动态压力：
和“静态压力”相对应，“随时间快速变化的压力，即动压是指单位体积的流体所具有的动能大小。
”通常用1/2ρν2计算。
式中ρ—流体密度；v—流体运动速度。
”
HART协议和现场总线技术有哪些异同？
HART和现场总线技术都可以实现对现场设备的状态、参数等进行远程访问。
同时，两种技术都支持在一条总线上连接多台设备的联网方式。
HART和现场总线都采用设备描述，实现设备的互操作和综合运用。
所以，它们之间有一定的相似之处。
它们之间的不同有以下四点：
1）现场总线采用真正的全数字通信，而HART是以FSK方式叠加在原有的4～20mA模拟信号上的，因此可以直接联入现有的DCS系统中而不需要重新组态；
2）现场总线多采用多点连接，HART协议一般仅在做监测运用的时候才会采用多点连接方式；
3）用现场总线组成的控制系统中，设备间可以直接进行通信，而不需要经过主机干预；
4）现场总线设备相对HART设备而言，可以提供更多的诊断信息。
所以现场总线设备适用于高速的网络控制系统中，而HART设备的优越性则体现在与现有模拟系统的兼容上。
智能压力/差压变送器较模拟变送器有什么优越性？
智能化仪表的优越性主要有：
对仪表制造过程——简化调校过程、补偿传感器缺陷（如线性化、环境因素补偿等）、提高仪表性能、降低制造成本、可形成多参数复合仪表。
对仪表安装调试过程——简化安装调试过程（如对线、清零）、降低安装调试成本。
对仪表运行过程——提高测量质量、有利于进行软测量、便于仪表的维护校验和资产管理（需要系统和设备管理软件的支持）。
压力/差压变送器有哪些选型原则？
在压力/差压变送器的选用上主要依据：
以被测介质的性质指标为准，以节约资金、便于安装和维护为参考。
如被测介质为高黏度易结晶强腐蚀的场合，必须选用隔离型变送器。
在选型时要考虑它的介质对膜盒金属的腐蚀，一定要选好膜盒材质，变送器的膜盒材质有普通不锈钢、304不锈钢、316L不锈钢、钽膜盒材质等。
在选型时要考虑被测介质的温度，如果温度高一般为200℃～400℃，要选用高温型，否则硅油会产生汽化膨胀，使测量不准。
在选型时要考虑设备工作压力等级，变送器的压力等级必须与应用场合相符合。
从选用变送器测量范围上来说，一般变送器都具有一定的量程可调范围，最好将使用的量程范围设在它量程的1/4～3/4段，这样精度会有保证，对于微差压变送器来说更是重要。
实践中有些应用场合（液位测量）需要对变送器的测量范围迁移，根据现场安装位置计算出测量范围和迁移量，迁移有正迁移和负迁移之分。
为何变送器输出固定在20.8mA？
如何解决？
变送器输出固定在20.8mA，表示当前主过程变量大于传感器的设定量程上限，仪表处于输出饱和状态。
可以进行以下几项检查：
1）检查设定的传感器量程上限或传感器极限量程是否大于或等于当前被测信号，确定所选的传感器型号和设定量程的正确性；
2）检查导压管是否存在泄漏或堵塞，如果使用引压阀，检查阀门是否完全打开；
3）确认引入的被测信号是稳定的输入量；如果被测量是液体，确认不存在残留气体；如果被测量事干燥气体，确认不存在液体；
4）检查传感器法兰测是否存在沉淀，法兰是否有被腐蚀现象；
5）如果是远传法兰型变送器，检查两个被测信号间是否存在位差，计算由位差所引起的差压是否大于传感器量程；
6）检查供电电源是否在12V～24VDC之间；
7）利用手持操作器对仪表进行自检和参数读取，检验是否智能电子部件故障或未经初始化。
变送器的维护包括哪些工作？
变送器的维护工作主要包括以下几个方面：
1）巡回检查：
仪表指示情况，仪表示值有无异常；
气动变送器气源压力是否正常；
电动变送器电源电压是否正常；
环境温度、湿度、清洁状况；仪表和工艺接口、导压管和阀门之间有无泄漏、腐蚀。
2）定期维护：
定期检查零点，定期进行校验；
定期进行排污、排凝、放空；
定期对易堵介质的导压管进行吹扫，定期灌隔离液。
3）设备大检查：
检查仪表使用质量，达到准确、灵敏，指示误差、静压误差符合要求，零位正确；
仪表零部件完整无缺，无严重锈垢、损坏，铭牌清晰无误，紧固件不得松动，接插件接触良好，端子接线牢固；技术资料齐全、准确、符合管理要求。
质量流量控制器的工作压差范围是个什么概念?
质量流量控制器（MFC）中设置有一个气体流量调节阀门，阀门能使通过控制器的流量从零调节到测量的满量程，在工作的过程当中，控制器的入口和出口之间会产生一个气压降，即压差。
MFC的工作压差范围通常为0.1～0.3MPa，若压差低于最低值（0.1MPa），有可能控制达不到满量程值;若高于最高值（0.3MPa），有可能关闭时流量不能小于2%F.S。
用户使用MFC时，无论用户工作的反应室是真空还是高压，应做到使MFC进出气两端的压差保持在所要求压差范围之内，并且要求气压要相对稳定。
电磁流量计常见故障现象有哪些?
电磁流量计常见故障现象有：
（1）无流量信号；
（2）输出晃动；（3）零点不稳；（4）流量测量值与实际值不符；（5）输山信号超满度值5类。
经常采用的检查手段或方法及其检查内容有哪些？
（1）通用常规仪器检查
（2）替代法利用转换器和传感器间以及转换器内务线路板部件间的互换性，以替代法判别故障所在位置。
（3）信号踪迹法用模拟信号器替代传感器，在液体未流动条件下提供流量信号，以测试电磁流量转换器。
检查首先从显示仪表工作是否正常开始，逆流量信号传送的方向进行。
用模拟信号器测试转换器，以判断故障发生在转换器及其后位仪表还足在转换器的上位传感器发生的。
若足转换器故障，如有条件可方便地借用转换器或转换器内线路板作替代法调试；若是传感器故障需要试调换时，因必须停止运行，关闭管道系统，因涉及面广，常不易办到。
特别是大口径流量传感器，试换工程量大，通常只有在作完其他各项检查，最后才下决心，卸下管道检查传感器测量管内部状况或调换。
使用超声波流量计应注意哪些问题？
（1）根据介质、流量及工作场地的不同，选择合适的流量计型式；
（2）根据不同型式的超声波流量计以合理的方式安装换能器；
（3）定期维护，经常检查流量计工作状态、显示器的连接；
（4）定期校准流量计。
我厂污水排放测量用的是电磁流量计，流量计安装前经过了检定，可计量数据一直和其他流量计指示的量值不一致，原因何在？
极有可能是安装位置不对。
若流量计装于系统的最高处，管道中的气泡会严重影响计量精度；或流量计装在流体向下流动的垂直管道上，有可能产生非满管流。
建议将流量计装在系统位置较低的水平管道上或向上流动的垂直管道上，最好在系统中安装消气器或排气阀
什么是质量流量计？
什么是质量流量控制器？
质量流量计，即MassFlowMeter（缩写为MFM）,是一种精确测量气体流量的仪表，其测量值不因温度或压力的波动而失准，不需要温度压力补偿。
质量流量控制器,即MassFlowController（缩写为MFC）,不但具有质量流量计的功能，更重要的是，它能自动控制气体流量，即用户可根据需要进行流量设定，MFC自动地将流量恒定在设定值上，即使系统压力有波动或环境温度有变化，也不会使其偏离设定值。
简单地说,质量流量控制器就是一个稳流装置,是一个可以手动设定或与计算机联接自动控制的气体稳流装置。
质量流量计/质量流量控制器的主要优点是什么？
（1）流量的测量和控制不因温度或压力的波动而失准。
对于多数流量测控系统而言，很难避免系统的压力波动及环境和介质的温度变化。
对于普通的流量计，压力及温度的波动将导致较大的误差；对于质量流量计/质量流量控制器，则一般可以忽略不计。
（2）测量控制的自动化
质量流量计/质量流量控制器可以将流量测量值以输出标准电信号输出。
这样很容易实现对流量的数字显示﹑累积流量自动计量﹑数据自动记录﹑计算机管理等。
对质量流量控制器而言，还可以实现流量的自动控制。
通常,模拟的MFC/MFM输入输出信号为0～+5V或4～20mA,数字式MFC/MFM还配有RS232或RS485数字串行通讯口,能非常方便地与计算机连接,进行自动控制。
（3）精确地定量控制流量
质量流量控制器可以精确地控制气体的给定量，这对很多工艺过程的流量控制﹑对于不同气体的比例控制等特别有用。
（4）适用范围宽
有很宽的工作压力范围，我们的产品可以从真空直到10MPa;可以适用于多种气体介质（包括一些腐蚀性气体，如HCL）；有很宽的流量范围，我们的产品最小流量范围可达0～5sccm，最大流量范围可达0～200slm。
流量显示的分辨率可达满量程的0.1%,流量控制范围是满量程的2～100%（量程比为--50:
1）,因此在很多领域得到广泛应用。
雷达物位测量装置前景广阔
我国这些年工业发展迅速，种类逐渐齐全，而物位测量仪表作为工业生产不可缺少的重要仪表，需求量很大。
巨大市吸引力也造成了激烈的竞争。
虽然目前国内物位仪表生产厂家众多，但大多是技术含量较低、精度比较低的产品，即便销量可观，经济效益也不可观。
怎样的产品才能有效的占领国内物位仪表市场呢，关键在于开发和生产先进，精确的高档产品。
根据有关机构的调查显示，在物位测量装置的选购标准中，最受人们关注的因素依次是：
精度，可靠性，耐久性，操作简易度，价格，技术支持等。
很明显，精度是人们关心的首要参数。
而很多市场预测也验证了这一观点。
根据ARC咨询集团的研究报告显示，雷达物位测量装置将是连续物位测量领域前景最被看好的测量装置。
当有效的控制成本和提高效益对于使用者越来越重要的时候，高精度的测量装置变得越来越受欢迎。
随着价格的下降和人们对其技术的认可度不断提高，雷达测量装置在工业上的使用也变得越来越广泛，而不是仅仅在油箱中使用。
因此，雷达物位测量装置以其技术上的不断革新而占领着越来越大的市场份额。
ARC预计全球雷达式物位仪表市场到2007年将达到3.88亿美元，年增长率为10.3%。
雷达式物位仪表取得这一可观增长率时，其他物位测量技术正奋力争取一位数的年增长率
和许多传统的水平测量工艺不同，雷达测量装置具有非常高的精度，并能够适应各种非常恶劣的测量环境，测量时不依赖过程密度，压力和温度等环境因素，制造商们利用这些优点给使用者提供越来越好的产品。
随着雷达式物位技术进入其生命周期成熟期，其广泛采用在很大程度上受其快速ROI（投资回报）、低维护及高可靠性特点的驱动。
用户相信，雷达式物位仪表能提供高性价比，且即使在数量不断增加的情况下也能顺利实施。
而作为一种首次用于罐储量测量的物位测量技术，标志着雷达物位装置已在更广阔的过程物位测量领域中取得了重大进展。
在ARC的研究报告中，接触式和非接触式物位测量装置总体被分为3类：
高端产品，中端产品和低端产品。
总的来说，雷达测量装置会有很好的市场前景，但仍然会受到传统测量装置的“挑战”，供应商们最好根据自己的市场份额和整个市场的增长速度来制定自己的市场策略。
目前被过程控制行业看好的回路供电测量仪表（Looppowereddevices），目前已经非常普遍。
此外，电池供电及无线雷达式物位仪表亦开始在市场上出现。
各种相关技术的不断进步和雷达式物位计的成本的有效控制，正有效的促进着雷达式物位仪表市场的不断增长。
用雷达式物位仪表来取代传统物位测量技术，将为雷达供应商带来巨大的商机。
dinosaur
2007-12-0406:
32
目前国内常用的气体传感器有哪些？
目前按照气敏特性来分，主要分为：
半导体型、电化学型、固体电解质型、接触燃烧型、光化学型等气体传感器，又以前两种最为普遍。
请介绍一下半导体型气体传感器的优缺点。
自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器问世以来，半导体气体传感器已经成为当今应用最普遍、最实用的一类气体传感器。
它具有成本低廉、制造简单、灵敏度高、响应速度快、寿命长、对湿度敏感低和电路简单等优点。
不足之处是必须在高温下工作、对气体或气味的选择性差、元件参数分散、稳定性不理想、功率高等方面。
半导体传感器为什么需要加热？
半导体传感器是利用一种金属氧化物薄膜制成的阻抗器件，其电阻随着气体含量不同而变化。
气体分子在薄膜表面进行还原反应以引起传感器电导率的变化。
为了消除气体分子达到初始状态就必须发生一次氧化反应。
传感器内的加热器可以加速氧化过程，这也是为什么有些低端传感器总是不稳定，其原因就是没有加热或加热电压过低导致温度太低反应不充分。
电化学气体传感器是怎样工作的？
电化学气体传感器是通过检测电流来检测气体的浓度，分为不需供电的原电池式以及需要供电的可控电位电解式，目前可以检测许多有毒气体和氧气，后者还能检测血液中的氧浓度。
电化学传感器的主要优点是气体的高灵敏度以及良好的选择性。
不足之处是有寿命的限制一般为两年。
半导体传感器和电化学传感器的区别？
半导体传感器因其简单低价已经得到广泛应用，但是又因为它的选择性差和稳定性不理想目前还只是在民用级别使用。
而电化学传感器因其良好的选择性和高灵敏度被广泛应用在几乎所有工业场合。
固态电解质气体传感器是怎样的？
顾名思义，固态电解质就是以固体离子导电为电解质的化学电池。
它介于半导体和电化学之间。
选择性，灵敏度高于半导体而寿命又长于电化学，所以也得到了很多的应用，不足之处就是响应时间过长。
接触燃烧式气体传感器是怎样的？
接触燃烧式气体传感器只能测量可燃气体。
又分为直接接触燃烧式和催化接触燃烧式，原理是气敏材料在通电状态下，可燃气体在表面或者在催化剂作用下燃烧，由于燃烧使气敏材料温度升高从而电阻发生变化。
后者因为催化剂的关系具有广普特性应用更广。
光学式气体传感器是怎样的？
光
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