仪表工理论试题 高 级 3.docx

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仪表工理论试题高级3

仪表工理论试题高级3

计算题     (A)

1.{KHD:

工艺基本知识,th=199}****有一台差压变送器,其测量范围为0~10000Pa,在该仪表的说明书中规定可实现的负迁移100%(最大迁移量-100%),试问该表的最大迁移量是多少?

答文:

**解:

负迁移就是在不改变量程的条件下将零点(或称起点)向负方向迁移,迁移量占量程的百分数就是迁移的百分数。

迁移量=10000×100%=10000Pa,因此,对0~10000Pa的变送器可迁移-10000~0Pa。

2.{KHD:

工艺基本知识,th=205}****某压力表刻度0~100kPa,在50kPa处计量检定值为49.5kPa,求在50kPa处仪表示值的绝对误差,示值相对误差和示值引用误差?

答文:

**解:

仪表示值的绝对误差=50-49.5=0.5kPa

仪表示值相对误差=(0.5/50)×100%=1%

仪表示值引用误差=(0.5/100)×100%=0.5%

3.{KHD:

工艺基本知识,th=242}****有两个调节阀,其可调比R1=R2=30,第一个阀最大流量Q1max=100m3/h,第二个阀最大流量Q2max=4m3/h,采用分程调节时,可调比可达到多少?

答文:

**解:

第一个阀的最小流量为

Q1min=100/30=3.3(m3/h)

第二个阀的最小流量为

Q2min=4/30=0.134(M3/H)

∴R=Q1max/Q2min=100/0.134=740

可调比可达740。

4.{KHD:

工艺基本知识,th=263}****用法兰液位计测量开口容器内的液位,其最高液位和最低液位到仪表的距离分别为h1=1m和h2=3m(见图).若被测介质的密度为ρ=980kg/m3,求

1.变送器的量程为多少?

2.是否需要迁移?

迁移量为多少?

3.如液面的高度h=2.5m,电液面计的输出为多少?

答文:

**解:

1.仪表的量程是指当液位由最低升到最高时,液面计上所增加的压力.故量程Δp为

Δp=(h2-h1)ρg=(3-1)×980×9.807=19221.7(Pa)

2.当液位最低时,液面计正负压室的受力分别为P+=h2ρg=1×980×9.807=9610.9(Pa)P-=0

于是液面计的迁移量P为

P=9610.9-0=9610.9Pa

因P+>P-,故仪表为正适移.

3.当液位h=2.5m时,仪表的输出为Io=(h-h2)/(h1-h2)×(20-4)+4=(2.5-1)/(3-1)×16+4=16mA

5.{KHD:

工艺基本知识,th=382}****某台差压计的最大差压为1600mmH2O,精度等级为1级,试问该表最大允许的误差是多少?

若校验点为800mmH2O,那么该点差压允许变化的范围是多少?

答文:

**解:

1600×1%=16mmH2O这就是仪表的最大允许误差.

在800mmH2O高的校验点,差压允许变化的范围为800±16mmH2O,就是说差压允许在784到816mmH2O范围内变化.

6.{KHD:

工艺基本知识,th=386}****如图所示,用差压变送器测量闭口容器的液位.已知h1=50cm,h2=200cm,h3=140cm,被测介质的密度ρ1=0.85g/cm3,负压管内的隔离液为水,求变送器的调校范围和迁移量.

答文:

**解:

仪表的量程ΔP为

ΔP=h2•ρ1•g=200×0.85×980.7×100/1000=16671.9Pa

当液位最低时,变送器正、负压室的受力为(不考虑容器内的工作压力)

P+=h3•ρ1•g=140×0.85×980.7×100/1000=11670.3Pa

P_=(h1+h2+h3)ρ0g=(50+200+140)×1×980.7×100/1000=38247.3Pa(ρ0____水的密度)

于是仪表的迁移量P为

P=P+-P-=11670.3-38247.3=-26577Pa

因P+<P_,故为负迁移.

仪表的调校范围为

-26577~(-26577+16671.9)=-9905.1Pa

7.{KHD:

工艺基本知识,th=464}****若被测介质的实际温度为500℃,仪表的示值为495℃,试确定测量温度的绝对误差、相对误差和对仪表示值的修正值.

答文:

**解:

测量的绝对误差Δx=x-x0=495-500=-5℃

对仪表示值的修正值C=x0-x=500-495=5℃

示值相对误差δ=Δx/x0×100%=5/500×100%=1%

8.{KHD:

工艺基本知识,th=465}****有一个变化范围为320~360kPa的压力.若用下列A、B两台压力变送器进行测量,那么在正常情况下哪一台的测量准确度高些?

压力变送器A:

1级,0~600kPa.压力变送器B:

1级,250~500kPa.

答文:

**解:

用变送器A时,测量结果的最大误差

δmax=±1%×(600-0)=±6kPa

若用变送器B,则

δmax=±1%×(500-250)=±0.5kPa

显然,用变送器B测量准确度高些.

9.{KHD:

工艺基本知识,th=466}****已知工作状态下的质量流量标尺上限qM=500t/h,工作状况下被测流体密度ρ=857.0943kg/m3,试求工作状态下最大的体积流量qv.

答文:

**解:

质量流量qM和体积流量qv之间的关系为:

qM=ρqv

qv=qM/ρ=50000/857.0943=583.37m3/h

10.{KHD:

工艺基本知识,th=467}****过热蒸汽的质量流量M=100t/h,选用的管道内径D=200mm.若蒸汽的密度ρ=38kg/m3,则蒸汽在管道内的平均流速为多少?

答文:

**解:

质量流量M和体积流量Q的关系为

Q=M/ρ

∴Q=100×1000/38=2631(m3/h)

=0.731(m3/s)

管道截面积S为

S=π/4D2=π/4(0.2)2

=0.0314(m2)

∵Q=S•u

∴蒸汽的平均流速u为

u=Q/S=0.731/0.0314

=23.3(m/s)

11.

12.{KHD:

工艺基本知识,th=469}****某装置溶剂再生塔液面采用沉筒液面计测量,量程800mm,被测介质重度1.1gf/cm3,现场如何用水换算校验?

答文:

**答:

被测介质重度为1.1gf/cm3,显然用水进行校验,则液面变化范围将超出测量范围H.这种情况,可用缩小输出压力范围的方法进行换算,而液面变化范围仍为H.换算:

ΔP水=ΔP介•γ水/γ介=80×1/1.1

=72.7kPa

即水液面高度变化800mm,输出风压变化应为72.7kPa.若校验0%、50%、100%三点,则:

当H水=0时,P出=20kPa

H水=400mm时,P出=56.4kPa

H水=800mm时,P出=92.7kPa

调整仪表零点和量程范围,使得三点精度均符合要求,即校验完毕.

13.{KHD:

工艺基本知识,th=470}****某人将镍铬-镍硅补偿导线极性接反,当电炉温度控制于800℃时,若热电偶接线盒处温度为50℃,仪表接线板处温度为40℃,问测量结果和实际相差多少?

答文:

**解:

当补偿导线正确连接时,仪表实得电势为

33.29mV(800℃)-1.61mV(40℃)

=31.68mV

查表得761℃

如补偿导线接反,则仪表实得电势为

[33.29mV(800℃)-2.02mV(50℃)]-[2.02mV(5

0℃)-1.6mV(40℃)]

=30.86mV

查表得741.5℃

和实际相差-19.5℃.

14.{KHD:

工艺基本知识,th=471}****一支分度号为Cu50的热电阻,它在0℃时的电阻R0=50Ω.在200℃时,它的电阻值Rt为多少欧?

答文:

**解:

1.如精确计算,则根据公式

Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3)

式中  t—温度,已知t=200℃;

A、B、C—分度常数,分别为

A=4.28899×0.001 1/℃,

B=-2.133×0.0000001 1/℃,

C=1.233×1000000000 1/℃

所以 Rt=50(1+4.28899×0.001×200-2.133×0.

0000001×40000+1.233×1000000000×8000000

=92.9565Ω

2.若近似地算,则可根据公式

Rt=R0(1+At)

=50(1+4.28899×0.001×200)

=92.8899Ω

3.也可根据R100/R0=1.4280近似地计算

∵Rt=(R100-R0)/100•t+R0

∴Rt=(1.4280×50-50)/100×200+50

=92.8Ω

在仪表的使用维护中,可以根据R100/R0值或A值,在测得热电阻的情况下,近似地算出相应的温度.或知道了温度,粗略地算出相应的电阻,从而可以分析判断仪表的故障所在.因此,记住每种热电阻的R100/R0值或A值,对仪表工来说,是很有用的.

15.{KHD:

工艺基本知识,th=472}****在热电阻温度计中,电阻和温度的关系是线性的吗?

答文:

**答:

严格说来,电阻和温度的关系是非线性的,是成二次方三次方的关系.例如铜热电阻的特性公式为

Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3)

式中 Rt、R0—为温度t℃和温度0℃时的电阻值;

A、B、C—分度常数,分别为

A=4.28899×0.001 1/℃

B=-2.133×0.0000001 1/℃

C=1.233×1000000000 1/℃

在分度系数A、B、C中,由于ABC,所以上式可近似地写为

Rt≈R0(1+At)

≈R0(1+4.28899×0.001t)

这是一个线性关系式,即电阻和温度的关系可近似地认为线性.

16.{KHD:

工艺基本知识,th=473}****用氧化锆氧分析器测定烟气中的氧含量,若在750℃条件下,烟气中氧含量分别为1%,5%和10%时,试用能斯特方程分别求出所产生的池电势值.

答文:

**解:

750℃条件下氧化锆测氧电池的能斯特方程是:

E(mv)=50.741g•P0/P

分别以P=1%,P=5%和P=10%代入上式后分别得:

E=50.741g•20.6%/1%=66.7mV

E=50.741g•20.6%/5%=31.2mV

E=50.741g•20.6%/10%=15.9mV

所以,在750℃条件下,1%、5%和10%的烟气应分别产生66.7mV,31.5mV和15.9mV的池电势.

17.{KHD:

工艺基本知识,th=485}****如图所示,用法兰液面计测量闭口容器的界位.已知h1=20cm,h2=20cm,h3=200cm,h4=30cm,被测轻液体密度ρ1=0.8g/cm3,重液体密度ρ2=1.1g/cm3,液面计毛细管内的硅油密度ρ0=0.95g/cm3,求

1.仪表的量程和迁移量;

2.仪表在使用过程中改变了位置,对输出有无影响?

答文:

**解:

1.仪表的量程ΔP为

ΔP=h3(ρ2-ρ1)g

=200(1.1-0.8)×980.7×100/1000

=5884.2Pa

液面最低时,仪表正、负压室的压力为

P+=P1+(h1+h2+h3)ρ1g+h4ρ2g-hρ0g

=P1+(20+20+200)×0.8×980.7×100/1000+30

×1.1×980.7×100/1000-h×0.95×980.7×100/1

000

=P1+22065.7-93.2h

P-=P1+h1ρ1g+(h2+h3+h4-h)ρ0g

=P1+20×0.8×980.7×100/1000+(20+200+30-

h)×0.95×980.7×100/1000

=P1+24860.7-93.2h

于是仪表的迁移量

P=P+-P_=-2795Pa

因P+<P-,故为负迁移.

当差压信号由-2795增到(-2795+5884.2)=3089.2Pa时,仪表的输出由4mA增到20mA或20kPa增到100kPa.

2.由于仪表的调校范围和液位计安装高度无关,所以仪表调校后,再改变安装位置,不影响仪表输出.

18.{KHD:

工艺基本知识,th=487}****如图所示,用差压液面计测量容器液位.为了防止被测介质进入导管和仪表机体而影响测量,故从正压导管内打密度ρ2=790kg/m3的冲洗液,负压导管内打密度ρ1=1.128kg/m3的气体(打气体是为了节约液体冲洗液).若图中h1=0.2m,h2=2m,h3=1.5m,被测介质密度ρ3=1050kg/m3,则

1.液位计的测量范围和迁移量为多少?

2.正向导压管为什么有一段弯曲(见图)?

答文:

**解:

1.仪表的量程ΔP为

ΔP=h2ρ3g=2×1050×9.807=20594.7Pa

液位最低时,液位计正、负压室的受力为(不考虑容器内的工作压力)

P+=h3ρ2g=1.5×790×9.807=11621.3Pa

P_=(h1+h2+h3)ρ1g=(0.2+2+1.5)×1.128×9.807=40.9Pa

于是迁移量P为

P=P+-P_=11621.3-40.9=11580.4Pa

因P+>P_,故为正迁移.仪表的测量范围为11580.4~(11580.4+20594.7)=32175.1Pa

2.在正向导压管上加了一段弯管,这是为了防止冲洗油停打时,被测重介质不致进入导压管和仪表机体.为此,弯管应有一定的高度.

19.{KHD:

工艺基本知识,th=488}****如图所示,通过双室平衡容器来测量锅炉汽泡水位.已知P1=3.82MPa,ρ汽=19.7kg/m3,ρ液=800.4kg/m3,ρ冷=915.8kg/m3,h1=0.6m,h2=1.5m,求差压变送器的量程及迁移量.

答文:

**解:

差压液位计的量程ΔP

ΔP=h1(ρ液-ρ汽)g=0.6(800.4-19.7)×9.807=4593.8Pa

当液位最低时,差压液位计的正、负压室的受力为

P+=P1+h1ρ汽g+h2ρ水g

=3.82×1000000+0.6×19.6×9.807+h2ρ水g

=3820115.3+h2ρ水g

P_=P1+h1ρ冷g+h2ρ水g

=3.82×100000+0.6×915.8×9.807+h2ρ水g

=3825388.8+h2ρ水g

于是迁移量P=P+-P_=-5273.5Pa

因P+<P-,故为负迁移

仪表的测量范围为-5273.5~(-5273.5+4593.8)=679.7Pa

20.{KHD:

工艺基本知识,th=504}****某人在如图所示线图中做试验时,K合上,线圈中有1A电流.当他打开K时,伏特表突然烧坏,问是什么原因?

伏特表量程为500V,内电阻为250KΩ.

答文:

**答:

在电感线圈中,当电流发生变化时,线圈的自感电动势阻止电流变化,所以K打开的瞬间,电流仍为1A,不能突变.K已经打开,伏特表与电感线圈构成闭合回路,1A电流在伏特表内阻上产生V=1×250=250KV,损坏了伏特表.

21.{KHD:

工艺基本知识,th=560}****有一液位调节系统,在启动前对变送器、调节和执行器进行联校检查:

调节器比例度置于20%,当测量值等于给定值而使偏差信号为零时,阀位处于50%;当调节器给定值突变7%,试部在突变瞬间阀位处于什么位置?

答文:

**解:

在测量值不变的情况下,给定值变化7%也就是偏差变化7%,因此

(100/20)×0.07+0.5=0.85

(100/20)×(-0.07)+0.5=0.15

在这样的输入偏差下,调节阀阀位应从50%突变到85%或15%。

视调节器所定的作用方向和给定值的变化方向而定。

23.{KHD:

工艺基本知识,th=578}****用一只标准压力表检定甲.乙里两只压力表时,读得标准表的指示值为100KPa,甲.乙两表的读数各为101.0KPa和99.5KPa,求它们的绝对误差和修正值. 

答文:

**甲表的绝对误差

ΔX=X-X0=101.0-100=1.0KPa

乙表的绝对误差

ΔX=99.6-100=-0.5KPa

对仪表读数的修正值

甲表       C1=-ΔX1=1.0KPa

乙表  C2=-ΔX2=0.5KPa

24.{KHD:

工艺基本知识,th=613}****已知丙烷的最低爆炸下限为2.1%如果标准气中丙烷含量为0.6%,那么通入该标准气报警器应指示在多少?

答文:

**解:

标准气中丙烷含量/丙烷爆炸下限=0.6%/2.1%=29%LEL答:

通入该标准气报警器应指示在29%.

26.{KHD:

工艺基本知识,th=854}****当可燃气体报警器标定在跨度被调整时,已知标准气中丙烷含量为0.1%,而丙烷爆炸下限为2.1%,试计算:

如被测气为丙烷.指针应指示多少?

转换器输出为4~20mA时,则对应多少mA?

答文:

**解:

  0.9%/2.1%=43%LEL

  则转换器输出为4~20mA时,对应43/100x16+4=10.88mA.     

27.{KHD:

工艺基本知识,th=855}****用一只0.2级50mA和一只0.5级10mA的电流表分别测量出8mA的电流时,试问哪只电流表的测量结果准确些?

为什么?

答文:

**答:

设用50mA电表所测的真实值为A1,用10mA电表所测的真实值为A2.根据相对误差公式得:

     A1-8

    -----=±0.2%

      50

     A1=8±01.mA

     A2-8 

    -----=±0.5%

      10

     A2=8±0.05mA

所以0.5级10mA电流表所测得的结果准确些.     

28.{KHD:

工艺基本知识,th=856}****有一台电流表共有两档,一档是0~25mA,另一档是0~50mA,它的精度为0.5%,用来校对温度变送器输出,问应当用哪一档?

为什么?

答文:

**答:

由于温度变送器的输出范围是4~20mA,用第一档和第二档时其测量误差分别为:

   δ1=(25-0)x0.5%=0.125

   δ2=(50-0)x0.5%=0.25

   δ2>δ1,所以应采用0~25mA,这一档.

论述题     (A)

1.{KHD:

工艺基本知识,th=267}****分散控制系统(DCS)一般由哪几个部分构成?

答文:

**答:

一般由四大部分构成.

1.过程输入/输出接口单元

又叫数据采集站、监视站等,是为生产过程中的非控制变量设置的数据采集装置,它不但能完成数据采集和预处理,还可以对实时数据作进一步加工处理,供CRT操作站显示和打印,实现开环监视.

2.过程控制单元

又叫控制器、控制站等,是DCS的核心部分,对生产过程进行闭环控制,可控制数个至数十个回路,还可进行批量(顺序)控制.

3.CRT操作站

是DCS的人-机接口装置,除监视操作打印报表外,系统的组态、编程也在操作站上进行.

4.高速数据通路

又叫高速通信总线、大道、公路等,是一种具有高速通信能力的信息总线,一般采用双绞线、同轴电缆或光导纤维构成.

有的DCS还挂接有上位计算机,实现集中管理和最佳控制等功能.

DCS的基本构成如图所示.

2.{KHD:

工艺基本知识,th=384}****安装差压计的引压导管有什么要求?

答文:

**答:

1.为了避免差压信号在传送时失真,正负压导管应尽量靠近敷设.

2.导管应保持垂直或与水平面之间成不小于1:

12的倾斜度,弯曲处应为均匀的圆角.

3.导压管既应不受外界热源的影响,又要注意保温.如加伴热时,则不要过热,以使液体汽化,产生假差压.

4.导压管较长时,应在最高点和最低点分别装设集气器和排气阀、沉降器和排污阀.

5.导压管的内径应视介质的性质而定,一般为10~13mm,但最小不小于6mm,长度最好在16m以内.

6.导压管中应装有必要的切断、冲洗、排污等阀门.

3.{KHD:

工艺基本知识,th=398}****DCS的调试一般包括哪些内容?

答文:

**答:

1.常规检查.包括:

核对全部接线,应连接无误;检查导线绝缘电阻和各接地系统的接地电阻,应符合要求;紧固盘所有螺钉,以防运输中有松动;检查全部保险丝和电源进线电压.

2.检查每个机柜(包括操作站)的供电单元,通电一周,做考核性试验(带假负载).

3.操作站的调试.

4.输入组态数据,并进行工艺确认,然后用磁盘复制保护.

5.控制单元、输入/输出单元等的调试.

6.开通数据高速通路,在操作站上把有关的组态数据下行加载到对应的功能单元.

7.在操作站的CRT上调出系统的自诊断画面,检查各单元的硬件状态及通信情况,发现问题,可根据提示的故障代码进行处理.

8.对各种冗余配置的部分,人为模拟故障(如关闭电源),检查后备自动切换功能是否正常.

9.回路联调.

4.{KHD:

工艺基本知识,th=409}****说明下列调节阀型号所表示的含义:

1.ZMBP-16K

2.ZMAN-40BS

3.ZMAM-16B

4.ZMAS-320B

5.ZNAZ-64BS

6.ZSHO-16

7.ZDJW-6B

8.ZSAT-10B

答文:

**答:

1.气动薄膜直通单座调节阀,执行机构为反作用式,整机为气开式,公称压力PN1.6MPa,常温型.

2.气动薄膜直通双座调节阀,执行机构为正作用式,整机为气关式,PN4.0MPa,中温型.

3.气闭式套筒调节阀,正作用式薄膜执行机构,PN1.6MPa,常温型.

4.气关式角型高压调节阀,正作用式薄膜执行机构,PN32MPa,常温型.

5.气关式偏心旋转调节阀,正作用滚筒膜片式执行机构,PN6.4MPa,中温型.

6.气动O型切断球阀,横装式双气缸活塞执行机构,PN6.4MPa,常温型.

7.电关式蝶阀,角行程电动执行机构,PN0.6MPa,常温型.

8.气关式隔膜调节阀,比例式活塞执行机构,PN1.0MPa,常温型.

5.{KHD:

工艺基本知识,th=411}****电气火灾如何进行扑救?

扑救时应注意哪些问题?

答文:

**答:

1.由电气引起的火灾或发生火灾的现场有通电的导线和设备时,首先要想法切断电源.

2.在没有切断电源时,严禁用手直接接触导线,并不得走近故障点.

3.当失火现场带电时,不得用水或导电的灭火器具(如泡沫灭火器)扑救,以防触电和事故扩大.

4.无法切断电源时,可采用不助燃、不导电、无腐蚀作用、灭火速度快的灭火器,如"1121"、二氧化碳、干粉、四氯化碳灭火器等,同时穿戴好绝缘鞋和绝缘手套.

5.对于可密闭电缆沟着火,可采用窒息方法,即将电缆沟的防火门关闭进行扑救.

6.对于电缆沟的大火一时无法扑灭时,可将电源切断,向沟内灌水,用水封方法扑救.

7.变压器着火,如发现有爆炸危险,应立即将油放掉.

6.{KHD:

工艺基本知识,th=414}****操作站一般具有哪些功能?

答文:

**答:

一般具有下述功能:

1.对全部过程变量进行各种格式的显示,并允许操作人员对过程进行干预;

2.对过程变量的历史数据进行处理和存贮;

3.显示和打印过程报警;

4.编制和调用各种用户显示画面;

5.编制和打印各种报表;

6.组态和装载监视控制和管理软件;

7.对通信总线上所连接的设备进行组态,并将组态结果装载到对应设备;

8.完成系统的自诊断.

10.{KHD:

工艺基本知识,th=425}***

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