仪表知识问答.docx

1、仪表知识问答仪表知识问答自控部1 什么叫基本误差和附加误差？答：仪表的基本误差是指仪表在规定的参比工作条件下，既该仪表在标准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。附加误差是仪表在非规定的参比工作条件下使用时另外产生的误差，如电源波动附加误差、温度附加误差等。2 什么是精度等级？精度越高越灵敏对不对？为什么？答：精度等级实际上是准确度等级，是仪表按准确度高低分成的等级，决定了仪表的基本误差的最大允许值。通常称精度等级。仪表的灵敏度是仪表达到稳态后，输出增量与输入增量之比，比值越大，越灵敏，或说引起输出变化的最小输入增量越小，越灵敏。所以精度高并不意味着灵敏度高。3 直接

2、比较法校验仪表即采用被校表与标准表的示值直接比较来校验，如何选择标准表？答：一是标准表与被校表性质相同，如被校表是直流电压表，标准表也应是直流电压表； 二是与被校表额定值相适应或不超过被校表的额定值的25%；三是标准表的允许误差不应超过被校表允许误差的1/3。例如，量程相同时，被校表是15级，标准表应选05级。4 有人在校弹簧管压力表时经常用手轻敲表壳，这是允许的吗？答：这不仅是允许的，还是必须的，但轻敲表壳后指针变动量不得超过最大允许误差绝对值的1/2，轻敲前、后的示值与标准值之差均应符合精度要求，同一检定点在上行程和下行程轻敲后的读数之差不应超过最大允许误差值。5 差压变送器的检测元件为什

3、么要做成膜盒结构，用单膜片行不行？答：因为膜盒能耐单向工作压力，差压变送器的工作压力常比所测差压大得多，由于操作不慎或其它异常原因，测量元件难免会承受比测量范围大很多的单向工作压力，而单膜片加工方便，灵敏度高，但它不能耐单向过载，所以绝大部分差压变送器采用膜盒。同时膜盒组件在使用的差压范围内，灵敏度和线性很好，当差压超范围时，受影响少。6 请说明测量蒸汽流量的差压变送器安装后初次起动的操作步骤。答：如下（1）检查各个阀门、导压管、活接头等是否已连接牢固； （2）检查二次阀和排污阀是否关闭，平衡阀是否关闭（三伐组）； （3）稍开一次阀（根部伐），然后检查导压管、阀门、活接头等，如果不漏就把一次阀

4、全开； （4）分别打开排污阀，进行排污后，关闭排污阀； （5）拧松差压室丝堵，排除其中的空气； （6）待导压管内充满凝结水后方可起动差压变送器； （7）起动差压变送器，开正压阀，关平衡阀，开负压阀。7 下图为工艺管道截面图，请标出液体、气体和蒸汽的引压口位置，并说明原因。 答：测量气体时，为了使气体内的少量凝结液能顺利地回工艺管道，而不流入测量管道和仪表内部，取压口应在管道的上半部，如图的1处。测量液体时，为了让液体内析出的少量气体能顺利地返回工艺管道，而不进入测量管道和仪表内部，取压口最好在与管道水平中心以下成045夹角内，如图3处。对于蒸汽介质，应保持测量管道内有稳定的冷凝液，同时也防止工

5、艺管底部的固体介质进入测量管道和仪表内部，取压口最好在管道水平中心以上成045角内，如图2处。8 叙述三阀组的起动、停运顺序？对于蒸汽流量变送器和带负迁的液位变送器在操作中需注意什么？答：起动顺序：（1） 打开正向阀（2） 关闭平衡阀（3） 打开负压阀停运的顺序：（1） 关闭负向阀（2） 打开平衡阀（3） 关闭正向阀对于蒸汽流量计和带负向迁移的液位计来说，在起动或停运三阀组的操作过程中，不可有正、负压阀和平衡阀同时打开的状态，即使开着的时间很短也是不允许的。在三个阀都开着的情况下，负压侧冷凝器里的凝结液或隔离罐里的隔离液将会流失，导致仪表指示不准，甚至被迫停运。9 简述电磁流量计的工作原理。答

6、：电磁流量计由变送器和转换器两部分组成，二者之间用连接线（包括励磁线、信号线）相互连接。变送器基于电磁感应定律工作，被测介质在垂直于磁力线的方向上流动，在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势EX。EX = d10-4其中，B磁感应强度，d两电极间距（管径）v被测介质平均流速，当两电极间距离，磁感应强度一定时，则EX与流量成正比。转换器是一个高输入阻抗，且能抑制各种干扰成分的交流毫伏转换器。10 图示为用差压变送器测量闭口容器的液位，已知h2=200,h3=140,被测液密度为0.85g/3 。求变送器的量程和迁移量。(g=9.807g/2)图中为什么要加冷凝器？如容器内外温差较大或

7、被测液体易凝结则测量方式有何改变？答：量程为：P = h2g = 2000.85980.7100/1000 = 16671.9 Pa在液位最低时，P+ = h3g = 1400.85980.7100/1000 = 11670.3 PaP= 0所以本题是正迁移，迁移量为P+P=11670.3 Pa。从本题可以看出，液体的气相在操作中不易凝结，所以负向管中不必加隔离液，但被测液体的气相总有一定的凝结，故通常在负压排污阀前加一冷凝管，以保证测量精度不受凝结液影响。如容器内外温差较大或被测液体易凝结的测量场合，则负压导管内需要加隔离液，一般有一定的负迁移。 干隔离管 最高液位 h2 最低液位 h3 +

8、 - 冷凝器11 为什么电磁流量计对接地要求高，接地应注意什么？答：电磁流量计信号较弱，满量程时仅2.58mv，流量很少时仅几微伏，外界略有干扰就会影响测量精度，因此，变送器外壳、屏蔽线、测量导管以及变送器的管道都要接地，并要单独设置接地点，绝不能连接在电机、电器等公用地线或上下水管道上。转换器部分已通过电缆接地，故勿再接地，以免地电位不同而引入干扰。12 用吹气法测量稀硫酸贮罐的液位，已知稀硫酸密度=1.25g/3 ，测出U型管中的差压为200Hg，问贮罐中液位为多少？200mmHg 解：U型管的压力：P = 200Hg = 26.66 kPa此压力即为稀硫酸液面至吹气管下端之压力,所以液面

9、至吹气管下端之高度H为：H = P/ = 26.66103/1.251049.807 = 217.6吹气管下端至罐底距离为150;即15，所以液位高度为:217.6 + 15 = 232.6 = 2.326 M 13 有一气动浮筒液位变送器用来测量界面，其浮筒长度L=800，被测液体的重度分别为重=1.2g/3，轻=0.8g/3 。试求输出为0%、50%和100%时所对应的灌水高度。答：最高界面（输出为100%）所对应的最大灌水高度为：L = 1.2800/1.0 = 960 最低界面 (输出为0%)所对应的最小灌水高度为：l = 0.8800/1.0 = 640 由此可知用水代校时界面的变化

10、范围为：Ll = 960640 = 320 显然，在最高界面时用水已不能进行校验，这时可将零位降到800320=480处进行校验。其灌水高度和输出压力的对应关系为：灌水高度，液位指示，%输出压力，kPa4806408000501002060100这样校验后，再把浮筒室灌水到640，并把输出压力调整到20 kPa，完成全部校验。14 热电偶测温时为什么需要进行冷端补偿？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，所以测量中的冷端温度不可能保持在0不变，也不可能固定在一个固定的温度不变，而热

11、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，必需进行冷端温度补偿。15 一台测温仪表的补偿导线与热电偶的极性接反了，同时又与仪表输入端接反了，问能产生附加误差吗？附加误差大约是多少？答：能产生附加测量误差，误差值与补偿导线两端误差有关。表达式：未接反：e（表端）=e（热端）+e（冷端）；接反：e（表端）=e（热端）-e（冷端）。若温差为零，e（冷端）=0，仪表示值无附加误差，若热偶冷端温度高于仪表输入端温度，e（冷端）0，仪表示值将比实际值低两倍的温差值，例如：实际温度为100冷端温度为25，仪表输入端温度为15，则仪表示值约为80，

12、若热偶冷端温度低于仪表输入端温度，e（冷端）0，仪表示值将比实际温度高两倍的温差值，例如实际温度为100，冷端温度为15，仪表输入端温度为25，则仪表示值约为120。16 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，问测量结果和实际差多少?Eu (800)=33.29 mv；Eu (50)=2.02 mv； Eu (40)=1.61 mv；解：当补偿导线正确连接时，仪表实得电势为33.29 1.61 = 31.68 mv如补偿导线接反，则仪表实得电势为(33.29-2.02)-(2.02-1.61)=30.86 mv查表得741

13、.5,和实际相差19.5 。17 定位器和调节阀阀杆连接的反馈杆脱落时，定位器的输出如何变化？答：定位器和调节阀连接的反馈杆脱落，定位器就没有反馈，成了高放大倍数的气动放大器。如果定位器是正作用，即信号增加，输出也增加，则阀杆脱落，输出跑最大，如果是反作用，则跑零。18下图为加热炉温度调节系统，根据工艺要求，出现故障时炉子应当熄火。试说明调节阀的气开、气关形式，并简述调节系统的动作过程？ 调节器 炉 进料 燃料答：故障情况下，气源压力为零，应切断燃料，以确保炉子熄火。故要求调节阀为气开式，气源中断时关闭。当炉温增高时，要求燃料量减少，即减少调节阀开度。由于是气开阀，所以要求调节器输出减少，应选

14、用反作用调节器。调节系统的动作过程为：进料减少，温度上升，调节器输出下降，调节阀关小，燃料量减少，炉温下降；反之，由于各种原因引起炉温下降，调节器输出增大，调节阀开大，燃料量增加，炉温升高。19什么是比例、积分、微分调节规律？在自动调节过程中起什么作用？答：比例调节依据“偏差的大小”来动作，它的输出与输入偏差的大小成比例。比例调节及时有力，但有余差。在系统中起着稳定被调参数的作用；积分调节依据“偏差是否存在”来动作，它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差消失时，积分才会停止，其作用是消除余差；微分调节依据“偏差变化速度”来动作，它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其效果是阻止被调参数的一

15、切变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象有很好的效果。20什么场合下选用比例（P）、比例积分（PI）、比例积分微分（PID）调节规律？答：比例调节规律适用于负荷变化较小，纯滞后不太大而工艺要求不高又允许有余差的调节系统；比例积分调节规律适用于对象调节通道时间常数较小、系统负荷变化较大（需要消除干扰引起的余差）、纯滞后不大（时间常数不是太大）而被调参数不允许与给定值有偏差的调节系统；比例积分微分调节规律适用于容量滞后较大，纯滞后不太大，不允许有余差的对象。21、气动薄膜调节阀，若阀杆在全行程的50%位置，则流过阀的流量是否也在最大量的50%？答：不一定，要以阀的结构特性而定。在阀两端压差恒定的情

16、况下，如果是快开阀，则流量大于50%；如果是直线阀，则流量等于50%；如果是对数阀（等百分比阀），则小于50%。22 气动调节阀的辅助装置有哪些？各起什么作用？答：气动调节器的辅助装置有如下一些：i. 阀门定位器包括电气阀门定位器和气动阀门定位器，用于改善调节阀的工作特性，实现正确定位。ii. 阀位开关显示调节阀上、下限的行程工作位置。iii. 气动保位阀气源故障时，保持阀门当时位置。iv. 三通、四通电磁阀实现气路的自动切换。v. 手轮机构系统故障时，可切换进行手动操作。vi. 气动继动器使执行机构动作加快，减少传递时间。vii. 空气过滤减压阀作为气源净化、调压之用。viii. 贮气罐气源

17、故障时，由它取代，使阀能继续工作。23 图示氨冷器，用液氨冷却液铜，要求出口铜液温度恒定。为保证氨冷器内有一定汽化空间，并避免液氨带入冰机造成事故，采用温度液位串级调节。a) 试画出温度液位串级调节系统示意图和方块图；b) 试确定气动调节阀的气开、气关形式；c) 试确定调节器的正反作用形式。 气氨 铜液 LT TT TC LC 液氨答：1） 气氨 铜液 LT TT TC LC 液氨 SP串级调节示意图方块图如下：温度 液位 气动 液位 温度给+ 调节器 +- 调节器 调节阀 对象 对象 铜液定 出口值 副回路 液位变送器 温度主回路 温度测量、变送器2） 气开式调节阀；3）液位调节器为反作用，

18、温度调节器为正作用。24 何谓分程调节系统？设置分程调节系统的目的是什么？答：分程调节系统就是一个调节器同时控制两个或两个发上的调节阀，每个调节阀根据工艺的要求在调节器输出的一段信号范围内动作。 设置分程调节系统的主要目的是扩大可调范围，所以能满足特殊调节系统的要求，如：a) 善调节品质，改善调节阀的工作条件。b) 满足开停车时小流量和正常生产时的大流量的要求，使之都能有较好的调节质量。c) 满足正常生产和事故状态下的稳定性和安全性。25 简述离心式压缩机喘振的原因。答：压缩机在运转过程中，流量不断减小，小到最小流量界限时，就会在压缩机流道中出现严重的气体介质涡动，流动严重恶化，使压缩机出口压

19、力突然大幅度下降。由于压缩机总是和管网系统联合工作的，这时管网中的压力并不马上降低，于是管网中原气体压力就会大于压缩机出口压力，因而管网中的气流就会倒流向压缩机，直到管网中的压力降至压缩机出口压力时倒流才停止。压缩机又开始向管网供气，压缩机的流量又增大，恢复正常工作，但当管网中的压力恢复到原来压力时，压缩机流量又减少，系统中气体又产生倒流，如此周而复始，产生周期性气体振荡现象就称为“喘振”。26 什么叫可变极限流量的防喘振控制系统？常用的控制系统方法是什么？答：在压缩机负荷有可能通过调速来改变的场合，因为不同转速工况下其极限喘振流量是一个变数，它随转速的下降而变小，所以最合理的防喘振控制方案应

20、是留有适当的安全裕量，使防喘振调节器沿着控制线工作，这就构成可变极限流量的防喘振控制系统 常用的控制方案有两种：其一是采用测量压缩机的转速，经函数发生器作为流量调节器给定值。其二是根据防喘振控制线的数学表达式,建立数学模型，就可以用数字仪表和微处理器来实现。 27 微机系统与现场的输入、输出通道上，一般都加有光电隔离接口电路，这种接口线路有什么特点？答：1）在输入输出通道上采用光电耦合器件，在输入端为发光源，输出端为受光器，用光线来耦合信号，使输入、输出没有电的直接联系，可以有效防止漏电、短路、打火、感应引起的过电压窜入微机系统，损坏部件。2）输入信号采用电源回路，使输入回路有较低阻抗，可抑制

21、由电容耦合造成的干扰信号。3）信号的单向传送，输出端与输入端互相不影响，可防止工业控制系统的执行单元中电机、电磁阀、继电器等感性负载、输电线路长等出现的尖峰干扰。4）无公共接地问题，使微机和驱动系统不因公共接地不良带来干扰。28 请说明微处理器、微型计算机、微型计算机系统、单片机之间的区别？答：（1）微处理器是大规模集成电路CPU，它由几片或一片大规模集成电路芯片组成，其中包括算术逻辑部件（ALU）、寄存器（REGISTEP）、控制器（UP）。（2）微型计算机由微处理器加上半导体存储器和输入/输出接口电路组成，三者通过外部总线连接起来。（3）计算机配上成套功能齐全的外围调和，以及较为丰富的系统

22、软件后，一般就称为微型计算机系统。（4）单片机是把计算机主要部分都集成在一个芯片上的单微型计算机，由于它的结构与指定功能都是按工业控制要求设计的，故又叫单片微型控制器。29、调节阀由哪几部分组成？答：根据国际电工委员会（IEC）对调节阀（国外叫做控制阀Control Valve）的定义，调节阀由执行机构和阀体部件两部分组成，即调节阀=执行机构+阀体部件其中，执行机构是调节阀的推动装置，它按信号压力的大小产生相应的推力，使推杆产生相应的位移，从而带动调节阀的阀芯动作。阀体部件是调节阀的调节部分，它直接与介质接触，由阀芯的动作，改变调节阀节流面积，达到调节的目的。30、调节阀执行机构分几大类？气动

23、执行机构常见的有几种？答：调节阀执行机构分气动、液动和电动三大类。 常见的气动执行机构有气动薄膜式、气动活塞式（气缸式）、气动长行程机构和侧装式气动薄膜机构（又叫增力型气动薄膜机构）。31、调节阀根据结构形式分主要有哪几种？答：主要有直通单座阀、直通双座阀、蝶阀、三通阀、隔膜阀、阀体分离阀和套筒阀（笼式阀）。32、叙述直通单座调节阀的特点及应用场合。答：直通单座调节阀阀体内只有一个阀芯和阀座，主要特点是：a.泄漏量小，标准泄漏量为0.01C；b.许用压差小，DN100的阀P为120kPa；c.流通能力小，DN100的阀C=120.这种阀适用于要求泄漏量小和压差较小的场合（当压差大时必须选用推力

24、大的执行机构，或配用阀门定位器）。33、试述套筒调节阀的主要优点，并说明为什么具有这些优点？答：套筒调节阀是六十年代发展起来的新品种，它兼有单、双座阀的优点，在稳定性、寿命、装卸、维修等方面又优于单、双座阀，因此它已成为调节阀的主流，其结构如图所示。其主要优点是：a.稳定性好由于套筒阀的阀塞上的不平衡孔，可以减少介质作用在阀塞上的不平衡力。同时，套筒与阀塞间导向面大，加之不平衡力变化较小，因此不易引起阀芯振动。b.互换性和通用性强只要更换套筒，就可以得到不同的流量系数和不同的流量特性。c.许用压差大，热膨胀影响小从平衡原理上看，带平衡孔的套筒阀与双座阀一样，因此许用压差大。又由于套筒、阀塞采用

25、同一种材料制成，温度变化引起的膨胀基本一样。同时，套筒、阀塞形状基本一致，故热膨胀影响小。（一般调节阀阀芯、阀座采用的不是同一种材料，因而随温度增加泄漏量也会增加）。d.维修方便套筒通过上阀盖被压紧在阀体上，不象单、双座阀那样，阀座是通过螺纹与阀体连接的，因此拆装非常方便，而且拆装套筒时阀体可不从管道上卸下来，对仪表维修工人来讲，这要算是最突出的优点了。e.使用寿命长由于阀塞底部为平面，在产生气蚀时，气泡破裂产生的冲击波作用在阀塞下面的窨内，冲击能量没有作用在阀塞上而是被介质自身吸收。而单、双座阀冲击能量却直接作用在其阀芯头部，因此套筒阀气蚀的破坏比单、双座阀小。另一方面，套筒密封面与节流面（

26、窗口）分开，介质高速流动姑密封而后冲刷也大为减少。所以套筒阀的使用寿命比单、双座阀长。f.噪音低在产生闪蒸的情况下，由于套筒阀气蚀破坏小，加之的振动也小于单、双座阀（因套筒与阀塞有较大较长的导向），所以它比单、双座阀的噪音要低10分贝以上。34、蝶阀有何特点，适用于什么场合？有哪些主要品种？答：蝶阀又叫翻板阀，其优点是：a.流通能力大，约为同口径双座阀的1.52倍；b.价格便宜，特别是在口径较大时；c.阻力损失小，流体通过时压降低；d.沉积物不易积存；e.结构紧凑，安装窨很小。缺点：a.操作转矩大，如口径较大或压差高时，需配用较大的执行机构；b.泄漏量较大，普通型为2C；c.作为调节用的某些蝶

27、阀，其转动角度被限制在60。，可调范围小。蝶阀特别适用于低差压、大口径、大流量的气体和浆状液体。对于一般的调节阀DN300mm就是大阀，只有个别到DN450，而对于 蝶阀来说，DN500以下是小阀，DN5001000是中规格阀，最大的蝶阀口径可达9m。可见，大口径管路用的调节阀主要是蝶阀蝶阀的主要品种有：普通蝶阀、软密封蝶阀（采用聚四氟乙烯、橡胶密封圈，泄漏量很小）、偏心蝶伐（二偏心或三偏心）、高温蝶阀、高压蝶阀、低转矩蝶阀等。蝶阀的阀板有平板形、S形、鱼尾形等。35、叙述隔膜调节阀的特点和适用场合。答：隔膜调节阀用耐腐蚀衬里的阀体和腐蚀隔膜代替阀芯和阀座，由隔膜起调节作用。其结构如图所示。优

28、点：a.采用橡胶和聚四氟乙烯等材料做隔膜，抗腐蚀性能好；b.结构简单，流路阻力小；c.流通能力较同口径的其他阀大；d.能严密关闭；e.流体被隔膜与阀门可动部件隔开，无需填料函也不会外泄。缺点：a.由于隔膜和衬里材质限制，耐压、耐温较低，一般只能用于1.6MPa、150以下；b.控制特性差，可调范围小，流量特性近似快开特性，60行程前近似线性，60后流量变化很小。隔膜调节阀适用于强酸、强碱等强腐蚀介质的调节，也能用于高粘度及悬浮颗粒流体的调节。36、调节阀常用填料有哪两种，并填空。答：调节阀常用填料有四氟填料和石墨填料。a、（四氟填料）的摩擦力小，可不带定位器使用。b、（石墨填料）的摩擦力大，应

29、带定位器使用。c、（石墨填料）的工作温度为200+600d、（四氟填料）的工作温度为40+250e、常温（40+250）下，应优先选用（四氟填料）f、中温下（40+450），（四氟填料）必须加散热片使用。g、中温下，（石墨填料）可以不带散热片使用，故经济性好。h、（石墨填料）对于蒸汽、高温水介质使用最佳，应优先选用。i、高温（+450+600）下，不能使用（四氟填料）。j、（四氟填料）使用寿命短，在极限温度下只能使用到35个月。k、（石墨填料）的禁用介质为高温、高浓度强氧化剂。l、（四氟填料）的禁用介质为熔融状碱金属、高温三氟化氯及氟元素。37、填空a.调节阀所能控制的最大流量（Qmax）与最

30、小流量（Qmin）之比，称为调节阀的（ 可调比），以R表示。b.当阀两端压差保持恒定时，上述流量比称为（ 理想可调比 ）c.实际使用中，阀两端压差是变化的，这时上述流量比称为（ 实际可调比 ）。d.理想可调比取决于（ 阀芯结构 ）。e.实际可调比取决于（ 阀芯结构 ）和（ 配管状况 ）。f.我国生产的直通单、双座调节阀，R值为（ 30 ）。38、调节阀可控制的最小流量与泄漏量是一回事，这句话对吗？答：不对。可控流量（Qmin）是可调流量的下限值，它一般为最大流量（Qmax）的24，而泄漏量是阀全关时泄漏的量，泄漏量仅为最大流量的0.50.001。39、填空a.被调介质流过阀门的相对流量（Q/Qmax）与阀门相对行程（l/L）之间的关系称为调节阀的（流量特性）。b.阀前后压差保持不变时，上述关系称为（理想流量特性）。c.实际使用中，阀前后压差总是变化的，此时上述关系称为（工作流量特性）。d.理想流量特性取决于（阀芯形状）。e.工作流量特性取决于（阀芯形状）和（配管状况）。40、填空（大、小、好、差）a.关小与调节阀串联的切断阀，会使可调比变（小），流量特性变（差）。b.打开与调节阀并联的旁路阀，会使可调比变（小），流量特性变（差）。c.对可调比