仪表专业工程师考试问答题及答案.docx

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仪表专业工程师考试问答题及答案

仪表专业工程师考试问答题与答案（150题）

（2013年10月10日）

1.   简述标准大气压也即ATM基准线的定义？

什么是绝对压力？

什么是表压力（相对压力）？

什么是负压（真空表压力）？

答：

（1）在纬度45?

的海平面上，当气温为0℃时，空气在地球引力的作用下产生的气压，作用于1m2表面上的压力。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

也称为真空度。

2.   简述压力开关的工作原理？

答：

当被测压力超过额定值时，弹性元件的自由端（产生位移），直接或经过比较后推动（开关元件），改变（开关元件）的通断状态，达到控制被测压力的目的。

3.   什么叫仪表的灵敏度、回差、分辨率？

答：

灵敏度：

仪表的灵敏度是指其输出信号的变化值与对应的输入信号的变化值的比值。

回差：

 被测量分别按增加和减少两个方向缓慢变化，使仪表指示同一示值的两个输入量之差称为该仪表在该点的回差。

分辨率：

分辨率反映仪表对输入量微小变化的反应能力。

4.   热电阻由几部分组成?

引线为什么采用三线制?

答：

由热电阻体、绝缘套管、保护套管与接线盒组成。

采用三线制的目的是减少引线电阻变化引起的附加误差。

5.   补偿导线与热电偶配套使用时，应注意那些问题？

答：

（1）补偿导线必须与热电偶配套，不同型号的热电偶应选用不同的补偿导线。

（2）补偿导线与热电偶连接时应正极接正极，负极接负极。

（3）补偿导线与热电偶连接的两个接点必须同温。

6.   用热电偶测温度时，发现热电势输出不稳定，是什么原因引起的?

答：

1）热电偶接线柱与热电极接触不良。

2）热电偶测量线路绝缘破损，引起继续短路或接地。

3）热电偶安装不牢或外部震动。

4）热电极将断未断。

5）外界干扰（交流漏电、电磁场感应等）。

7.   热电偶测温为什么要进行冷端补偿？

答：

热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0℃时分度的，在实际应用中，由于热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以冷端温度不可能保持在0℃不变，也不可能固定在某个温度不变，而热电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度，所以如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差，为了消除这种误差，必然进行冷端补偿。

8.   双金属温度计的工作原理？

答：

它有两片膨胀系数不同的金属牢固地粘合在一起，其一端固定，另一端通过传动机构和指针相连。

当指针温度变化时，由于膨胀系数不同，双金属片产生角位移，带动指针指示相应温度，这便是双金属温度计的工作原理。

9.   电磁流量计的测量原理？

答：

电磁流量计是根据法拉第电磁感应原理制成的一种流量计，当被测导电液体流过管道时，切割磁力线，于是在和磁场与流动方向垂直的方向上产生感应电势，其值和被测流体的流速成比例，因此测量感应电势就可以测出被测导电液体的流量。

10.             电磁流量计在工作时，发现信号越来越小或突然下降，原因可能有哪些？

答：

当测量导管中没有介质时，电极间实际是绝缘的，造成上述情况的主要原因是电极间的绝缘变坏或被短路，发现上述情况应从几个方面考虑：

1）测量导管内壁可能沉积污垢，应予以清洗和擦拭电极。

2）测量导管衬里可能被破坏，应予以更换。

3）信号插座可能被腐蚀，应予以清理或更换。

11.             什么叫绝对误差，相对误差？

答：

绝对误差是指示值与实际值的代数差，即绝对误差=测量值—真值。

相对误差是绝对误差与实际值之比的百分数，即相对误差=绝对误差/实际值×100%。

12.             什么是安全火花？

什么是安全火花型防爆仪表？

答：

安全火花是指该火花的能量不足以引燃周围可燃性物质。

安全火花型防爆仪表是指在正常状态和事故状态下产生的火花均为安全火花仪表。

13.             差压式物位计的工作原理？

答：

是利用静压差原理的液位计，是根据液柱的静压力与液位高度成比例的关系工作的。

14. 气动单元组合仪表有什么优点？

答：

气动仪表的优点是：

工作可靠，防火防爆，便于维修，价格较低，抗外界干扰（如磁场、温度、潮霉等）能力强。

缺点是传递速度慢，传送距离短，气源装置复杂，与工业控制机的联系不方便等。

15. 什么是调节阀的流通能力,确定流通能力的目的是什么？

答：

流通能力C表示调节阀的容量，其定义为：

调节阀全开，阀前后压差为0.1MPa、流体重度为1g/cm3，每小时通过阀门的流体流量m3或kg。

流通能力C表示了调节阀的结构参数，根据调节阀C值，查出公称直径和阀门直径。

16. 什么叫超声波？

超声波的工作原理？

答：

频率超过20000HZ的声波称之为超声波。

超声波是利用压电晶体的压电效应和逆压电效应的原理来实现电能--超声能相互转换的。

有一些晶体，当在它的两个面上施加交变电压时，晶片将按其厚度方向做伸长和压缩的交替变化，即产生了震动，其振动频率的高低与所加交变电压的频率相同，这样就能在晶片周围的媒质上产生相同频率的声波，如果所加的交变电压的频率是超声频率，晶体所发射的声波就是超声波。

这种效应为逆压电效应。

反之，当振动的外力作用在压电晶片的两个面上而使其发生变形，就会有相应频率的电荷输出，这种效应应称为压电效应。

17. 超声波物位检测，主要有哪两种方式？

答：

一种是声波阻断式，利用声波在气体、液体和固体介质中的吸收衰减不同，来检测在超声波探头前是否有液体或固体物料存在；一种是可以连续测量物位变化的超声波物位计，它是利用超声波在介质的分界面上会产生反射的特性来检测物位的。

18. 什么是压力开关？

它的工作原理？

答：

压力开关是一种简单的压力控制装置。

当被测压力达到额定值时，压力开关可发出警报或控制信号。

压力开关的工作原理是：

当被测压力超过额定值时，弹性元件的的自由端产生位移直接或经过比较后推动开关元件，改变开关元件的通断状态，达到控制被测压力的目的。

开关形式有常开式和常闭式。

调节方式有两位式和三位式。

19. 利用差压变送器测量水蒸汽流量，在排污后为什么要等一段时间后才能启动差压变送器？

答：

对于测量蒸汽的差压变送器，排污时会将导压管内冷凝液放掉，投运前应等导压管内充满冷凝液，并使正负压导管中的冷凝面有相等的高度和保持恒定。

这样，当差压急剧变化时，才不会产生测量误差。

20. 怎样判断现场运行中差压变送器的工作是否正常？

答：

由于差压变送器的故障多是零点漂移和导压管堵塞，所以在现场很少对刻度逐点校验，而是检查它的零点和变化趋势，具体方法如下：

1）零点检查：

关闭正、负压截止阀。

打开平衡阀，此时电动差压变送器电流应为4mA。

2）变化趋势检查：

零点以后，各阀门恢复原来的开表状态，打开负压室的排污阀。

这时变送器的输出应最大即电动差压变送器为20mA以上。

若只打开正压室排污阀，则输出为最小，即电动差压变送器为4mA。

打开排污阀时，被测介质排出很少或没有。

说明导压管有堵塞现象，要设法疏通。

21. 皮带秤速度传感器的作用？

重力传感器使用应注意哪些事项?

什么是旋翼式蒸汽流量计？

答：

（1）速度传感器把滚轮的转速（正比于皮带传送速度）转换成频率信号f。

（2）注意零漂和温漂。

（3）将应变电阻片贴在专门的传感部件--弹性元件上，弹性元件为力敏元件，把被测重量的大小转换成应变量的变化，然后再把应变量的变化转换成电阻量的变化。

22. 什么是旋翼式蒸汽流量计？

答：

用于测量干饱和蒸汽或过热度不大的过热蒸汽流量，它不需要外加能源就可在现场直接读数，还可对温度、压力的波动进行校正。

23. 怎样操作仪表三阀组？

答：

打开的顺序为：

打开正压阀、关闭平衡阀、打开负压阀。

停运的顺序为：

关闭负压阀、打开平衡阀、关闭正压阀。

24. 标准节流装置有几种，各是什么？

答：

有三种，分别是孔板、喷嘴、文丘利管。

25. 测温元件在管道、设备上安装时，固定方式有几种？

温度测量有几种方式？

答：

（1）一般有两种：

1）螺纹连接头固定。

2）法兰固定。

（2）温度测量分为接触式和非接触式两类。

26. 我们现场常用的抗干扰措施有那几种？

答：

浮空、屏蔽、接地、滤波。

27. 我们现场常用的保温、伴热措施有哪些？

答：

保温箱保温、蒸汽伴热、电伴热。

28. 热电偶与仪表使用时，热电势比实际值大（显示仪表指示偏高）是什么原因造成的？

答：

热电偶与显示仪表不配套；补偿导线与热电偶不配套；有直流干扰信号进入。

29. 用热电偶测温度时,发现热电势比实际值小（显示仪表指示偏低），是什么原因引起的?

答：

1）热电极短路。

2）热电偶的接线处积灰，造成短路。

3）补偿导线间短路。

4）热电偶热电极变质。

5）补偿导线与热电偶不配套。

30. 接触式测温仪表有那种？

普通热电偶由几部分组成？

答：

（1）接触式仪表主要有膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶、热电阻与半导体二极管温度计。

（2）热电偶由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒等几部分组成。

31. 什么是流量？

什么是体积流量？

质量流量？

答：

工业上的流量，通常是指单位时间内流过管道截面积的流体数量，也称瞬时流量；流体数量若以质量表示时，则流量称为质量流量；流体数量若以体积表示时，则流量称为体积流量。

32. 电子皮带秤主要由几部分组成？

答：

电子皮带秤由秤重显示控制器、称重传感器、荷重承受装置与速度传感器组成。

33. 取压口开口原则？

答：

（1）孔径不可大，但在压力波动频繁、幅度较大、和对动态响应要求高时，孔径应适当加大。

（2）取压口的轴线应尽可能垂直于流线，偏斜不超过5—10°。

（3）取压口的表面应无毛刺和凹凸不平，应无明显倒角或别样的扩口。

34. 孔板流量计的测量原理？

答：

当被测流体（气体或液体）充满管道并流经节流装置时，流束将在节流处形成局部收缩，从而使流体的动能和势能相互转换，使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生压差，假设管道内的流体是连续且不可压缩的，通过测量节流装置前后的压差为△P,便可求出流经管道的体积流量和质量流量。

35. 为了确保测量的准确性，测温元件的安装应按照那些要求进行？

答：

1）测温元件在管道中安装，应保证测温元件与流体充分接触，测温元件应迎着被测介质流向，至少要与被介质形成顺流。

2）测温元件的工作端应处于管道中流速最大处。

3）要有足够的插入深度。

4）接线盒盖应向上。

36. 调节阀的结构一般由哪两部分组成？

简述一下调节阀的工作原理。

答：

调节阀一般由阀体部件与执行机构两大部分组成。

阀体部分是调节阀的调节部分，它直接与介质接触，由执行机构推动其发生位移而改变节流面积，达到调节的目的。

37. 根据阀体部件结构的不同，主要有哪几种形式的调节阀？

答：

根据使用对象的不同，有不同的阀体部件结构（包括阀体、上阀盖组件、下阀盖组件、阀内件等），主要形式有直通（单/双座）阀、套筒阀、隔膜阀、蝶阀、球阀等。

38. 什么是调节阀的执行机构？

根据力传递形式的不同，调节阀执行机构主要有哪几种？

答：

执行机构是调节阀的推动装置，它根据信号大小产生相应的推动力作为阀体动作的动力。

根据力传递方式的不同，调节阀执行机构主要分为直行程和角行程两种。

39. 根据调节阀动作能源方式不同，调节阀分为哪几类？

答：

根据调节阀动作能源方式的不同，调节阀分为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀等几类。

40. 试述阀门定位器的定义、分类与用途。

答：

阀门定位器是调节阀的主要附件，与气动调节阀大大配套使用，它接受调节器的输出信号，然后以它的输出信号去控制气动调节阀，当调节阀动作后，阀杆的位移又通过机械装置反馈到阀门定位器，阀位状况通过电信号传给上位系统。

阀门定位器按其结构形式和工作原理可以分成气动阀门定位器、电－气阀门定位器和智能式阀门定位器。

阀门定位器能够增大调节阀的输出功率，减少调节信号的传递滞后，加快阀杆的移动速度，能够提高阀门的线性度，克服阀杆的磨擦力并消除不平衡力的影响，从而保证调节阀的正确定位。

41. 简述电动调节阀的组成和工作原理。

答：

电动调节阀一般由伺服放大器和执行机构组成。

伺服放大器的作用是将来自控制器的输入信号，通过磁路去控制触发器和可控硅开关，来控制驱动执行机构的伺服电机的动力电源。

当伺服放大器输入为零时，放大器输出也为零，伺服电机不转动，输出轴稳定在原来位置，其位置发送器的反馈信号也为零。

当伺服放大器有输入ISR时，它与其极性相反的位置反馈信号If在前置磁放大器中进行比较，由于差值的存在，就有磁势产生。

此磁势产生的电流触发可控硅，驱动伺服电机使执行器向磁势减小的方向转动。

当位置反馈信号If又等于输入信号ISR时，磁势又为零。

输出轴稳定在输入信号相对应的转角位置上。

输出轴转角θ与输入信号ISR的关系为θ＝KISR。

在伺服电动机尾端通常还装有电磁制动器，当电机接通电源后，制动盘与电机轴脱离，电机可以转动。

当电机断电后，制动盘把电机轴抱死，可以使带负载的轴停止在一定位置上。

42. 什么是自力式调节阀？

答：

自力式调节阀也称为直接作用调节阀，它不需要外部能源，直接利用被调拿云握雾的能量来推动调节机构，实现自动控制。

自力式调节阀可以实现温度、压力、压差、流量等参数的调节。

43. 描述一个典型的计算机控制系统的组成。

答：

一个典型的计算机控制系统通常由上位监控系统和下位PLC/DCS控制系统组成，上位监控系统主要由工业PC与其相关的软件组成，是一套完整的计算机系统，下位PLC/DCS控制系统是一套以PLC/DCS控制器为核心构成的，通常包含PLC的基本组成模板、I/O模板与其接口通道设备元件等。

上位监控系统与下位PLC/DCS控制系统之间通过通讯实现数据交换，完成对对象的过程监控。

44. 你所知道的PLC系统/DCS系统应用控制程序编程工具软件有哪些？

你所知道的上位监控系统应用控制程序编程工具软件有哪些？

答：

（1）不同的PLC系统、DCS系统有其专用的应用控制程序编程工具软件，如SIEMENS　S7－300/400系列PLC编程软件包是STEP7，日本山武HarmonaspR100系列DCS编程软件包是RTC，等等。

（2）目前用的比较多的监控系统应用程序编程工具软件，国外的有WINCC、FIX、INTOUCH等。

国内的有组态王等。

45. 通常仪表提供给控制系统的标准信号主要有哪几种？

答：

通常仪表提供给控制系统的标准主要有：

热电偶信号（±50mV）、热电阻信号（Pt100）、4－20mA信号、1－5V信号等。

46. 计算机系统主要由哪两部分组成？

硬件结构主要有哪几大部分？

答：

计算机系统主要由硬件、软件两大部分组成，硬件结构从概念上来说主要由中央处理器（运算器、控制器）、存贮器、输入设备、输出设备等几大部分组成。

47. 简述变送器的作用。

答：

变送器在自动检测和控制系统中的作用，是对各种工艺参数，如温度、压力、流量、液位、成份等物理量进行检测，以供显示、记录或控制之用，获取精确、可靠的过程参数值是进行控制的基础。

按被测参数分类，变送器主要有差压变送器、压力变送器、温度变送器、液位变送器和流量变送器等。

48. 22、简述智能式变送器的硬件构成。

答：

智能式变送器主要包括传感器组件、A/D转换器、微处理器、存储器和通信电路等部分；采用HART协议通信方式的智能式变送器还包括D/A转换器。

传感器组件通常由传感器和信号调理电路组成，信号调理电路用于对传感器的输出信号进行处理，并转换成A/D转换器所能接受的信号。

49. 简述变送器量程调整、零点调整和零点和迁移的目的。

答：

调整的目的，是使变送器输出信号的上限值与测量范围的上限值相对应，相当于改变变送器的输出输出特性的斜率。

零点调整和零点迁移的目的，都是使变送器的输出下限值与测量范围的下限值相对应。

零点调整使变送器的测量起始点为零，而零点迁移是把测量的起始点由零迁移到某一数值（正值或负值）。

进行零点迁移，再辅以调整，可以提高仪表的测量精度。

零点调整的调整量通常比较小，而零点迁移的调整量比较大，可以提高仪表的测量精度。

零点调整的调整量通常比较小，而零点迁移的调整量比较大，可达量程的一倍或数倍。

50. 什么是变送器的二线制和四线制信号传输方式？

答：

二线制传输方式中，供电电源、负载电阻、变送器是串联的，即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号，目前大多数变送器均为二线制变送器；四线制方式中，供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的，即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。

51. 按照检测元件分类，差压变送器主要有哪几类？

答：

主要有：

膜盒式差压变送器、电容式差压变送器、扩散硅式差压变送器、电感式差压变送器、振弦式差压变送器等。

52. 简述膜盒式差压变送器的组成和工作原理。

答：

膜盒式差压变送器由测量部分、杠杆系统、放大器和反馈机构组成。

它是基于力矩平衡原理工作的。

53. 简述电容式差压变送器的工作原理。

答：

电容式差压变送器的检测元件采用电容式压力传感器，组成分测量和放大两大部分。

输入差压作用于测量部分电容式压力传感器的中心感压膜片，从而使感压膜片（即可动电极）与两固定电极所组成电容量发生变化，此电容变化量由电容/电流转换电路转换成电流信号Id，Id和调零与零迁电路产生的调零信号IZ的代数和同反馈电路产生的反馈信号If进行比较，其差值送入放大器，经放大得到整机的输出信号IO。

54. 简述扩散硅式差压变送器的工作原理。

答：

扩散硅式差压变送器的检测元件采用扩散硅压阻传感器，组成分测量和放大转换两大部分。

输入差压ΔP作用于测量部分的扩散硅压阻传感器，压阻效应使硅材料上的扩散电阻（应变电阻）阻值发生变化，从而使这些电阻组成的电桥产生不平衡电压US。

US由前置放大器放大为UO1。

UO1和调零与零迁电路产生的调零信号UZ的代数和送入电压/电流转换器转换为整机的输出信号IO。

55. 采用热电偶测量温度时，为什么要进行冷端温度补偿？

一般有哪些冷端温度补偿方法？

答：

热电偶产生的热电势Et，与热电偶的冷端温度有关。

一般情况下，热电偶的冷端温度并不固定，而是随室温变化，这样就使Et也随室温变化，从而带来测量误差。

因此，要求对热电偶的冷端温度进行补偿，以减小热电偶冷端温度变化所引起的信号测量误差。

在热电偶温度变送器中，设计冷端温度补偿电路，根据热电偶型号的不同，一般按0℃时冷端补偿电势25mV和当温度变化Δt＝50℃时ΔEt＝冷端补偿电势变化量两个条件计算。

56. 采用热电阻测量温度时，为什么要进行引线电阻补偿？

一般有哪些引线电阻补偿方法？

答：

在热电阻做测温元件时，若不考虑导线电阻的补偿，则热电阻导线电阻的压降会造成测量误差，导线电阻补偿电路可以消除热电阻连接导线的影响。

为消除导线电阻的影响，热电阻采用三线制接法。

57. 智能温度变送器有哪些特点？

答：

智能式温度变送有如下一些特点：

通用性强；使用方便灵活；具有各种补偿功能；具有控制功能；具有通信功能；具有自诊断功能。

58. 积算器是如何进行流量累计积算的？

答：

流量的累计积算是把反映、瞬时流量大小的输入信号转换成与该输入信号成正比的脉冲频率信号，然后再对该脉冲频率信号进行计数，用该计数值表示所流过的流体总量。

59. 安全栅有哪些作用？

答：

安全栅是构成安全火花防爆系统的关键仪表，其作用是：

一方面保证信号的正常传输；另一方面控制流入危险场的能量在爆炸性气体或爆炸性混合物的点火能量以下，以确保系统的安全火花性能。

60. 电磁流量计将传感器安装在工艺管线上，必须满足那两个条件？

答：

1）目前使用的电磁流量计可自动检测正反流向，传感器壳体上的流向箭头为制造商规定的正流向。

用戾在安装仪表时，应使该流向箭头方向同现场工艺流向保持一致。

2）为确保流量计的测量精度，应保证传感器上游侧至少应有5倍管径的直管段长度，下游侧至少应有2倍管径的直管段长度。

3）传感器的安装场所与安装方位按需要进行。

传感器可以水平、垂直、倾斜安装，但需要保证电极轴线与水平面的锐角不得超过45度，以减少液体中所夹带气泡对测量的影响。

4）流量计测量管内必须完全充满工艺介质，以保证电极完全侵没在被测量的流体中，使测量可靠。

61. 现场如何正确安装热电偶？

答：

首选根据被测工艺对象和使用条件合理选型。

热电偶工作端应安装在有代表性的均匀温度场中；热电偶冷端应小于100度；应避开强磁场和电场，以防干扰。

62. 应变式压力变送器是如何把压力信号变换成电信号的？

答：

通过测量粘结在弹性元件或与弹性元件制成一体的应变电阻阻值的大小，来测量受压弹性元件的应变，用应变电阻阻值表示压力，从而将被测压力信号转换成电信号。

63. 什么是绝对误差、相对误差、引用误差？

答：

绝对误差是指仪表的测量值与被测变量真实值之差；相对误差是指测量的绝对误差与被测变量的真实值之比；引用误差是指绝对误差与测量范围上限值或测量表量程的比值，以百分比表示。

64. 什么是允许误差、基本误差？

答：

根据仪表的使用要求，规定一个在正常情况下允许的最大误差，这个允许的最大误差叫允许误差，通常用最大引用误差来表示。

仪表的基本误差是指仪表出厂时，制造厂保证该仪表在正常工作条件下的最大误差。

一般仪表的基本误差也就是该仪表的允许误差。

65.  数字电压表产生误差的原因主要有哪几项？

答：

（1） 输入电路稳定性引入的误差

（2） 量子化误差

（3） 非线性误差

（4） 不稳定误差

（5） 附加误差

66.  简述智能化仪表的主要特点？

答：

由于采用了微处理器，主要有以下特点

（1） 功能增多、性能提高、一表多用

（2） 具有数据处理功能。

（3） 具用程控功有

（4） 使用维护简单，可靠性强。

67.  周期检定电阻箱时应检定哪些项目？

答：

（1） 外观与线路检查

（2） 残余电阻和开关接触电阻变差的测定

（3） 电阻示值基本误的检定

68.   数字电压表抗干扰能力的测试项目主要有哪些？

答：

（1） 串模干扰抑制比

（2） 共模干扰抑制比

（3） 电磁干扰性能的测试

69. 什么叫电流和电流强度？

答：

电流是指在电场作用下，自由电子或离子所发生的有规则的运动称为电流。

电流强度是指单位时间内通过导体有一截面电荷量的代数和，它是衡量电流强弱的物理量，可用公式I=Q/t表示。

式中，I为电流强度，Q为电荷量，t为电流通过时间。

70. 试述热电偶测温时，参考端为什么要求处于0℃？

答：

由