仪表培训教材试题

等，还控制D/A转换为数字信号，送入CPU进行处理。处理后的数字信号分两路：一路通D/A转换为4—20mADC输出，作为模拟指示记录仪或调节器的输入信号；另一路经数字通讯器送出数字信号，供通讯以及作为数字显示器或数字式调节器等的输入信号。

在需要进行远传遥控时，只要将远传通讯器连接在变送器输出4—20mADC回路的任一端子上，既能进行询问、诊断和设定调整。

34、电容式差压变送器是没有杠杆的两线制变送器，整个变送器无机械传动及调整装置。它以差动电容作为敏感测量元件，并且采用全封闭焊接的固体化结构。

变送器由测量部件、转换和放大电路三部分组成。其中测量部分包括感压膜片及差动电容等；转换电路包括振荡器、解调器和振荡控制放大电路等。

测量部件的作用是把被测差压转换成电容量的变化。它由正、负压测量室和差动电容敏感元件等部分组成。

转换电路的作用是将上述差动电容的相对变化量转换成差动电流，作为后面放大电路的输入信号。它由振荡器、解调器、振荡控制放大器等组成。

放大电路的作用是将电流信号放大，使变送器的输出为4-20mA的直流信号，传送到纪录仪和调节器等工业仪表。 35、什么是两线制，有何优点？

两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅两根导线，这两根导线既是电源线，又是信号线。

与四线制相比其优点是：(1)可节省大量电缆线和安装费用。

(2)利于安全防爆。

四、温度测量仪表

1、国际实际温标采用（基准铂电阻温度计）、（基准铂铑-铂热偶）、（基准光学高温计）等三种标准仪器来分段复现热力学温标。

2、常用温标有三种，分别为：摄氏温标（℃）华氏温标（oF）、凯氏温标（K）。三

者的关系是：℃=5/9（oF-32）； ℃=K-273.15

3、对组成热电偶的热电极材料，一般有以下几方面的要求： (1)要有稳定的物理和（化学性能）； (2)要有较小的（电阻温度）系数； (3)温度每改变一度时，（热电势）的改变量要尽可能大；

(4)（温度）和（热电势）之间成线性关系，并要有良好的（重现性）； (5)材料结构要（均匀），并要有（韧性）。

4、热电偶的热电特性由（热电偶的电极材料的化学成分和物理性能决定）。热电势的大小与（组成热电偶的材料）及（两端温度）有关，与热电偶的（粗细）和（长短）无关。

5、现场使用铂铑-铂热偶，错用了镍铬-镍硅的补偿导线，若极性连接正确，将造成（过）补偿，使仪表指示（偏高）；若极性接错，则造成（欠）补偿，使仪表指示（偏低）。

6、为分辨S型热电偶的正、负极，可根据偶丝的软硬程度来判断。较硬者是（铂铑）丝，为（正）极。欲分辨K型热电偶的正、负极，可由偶丝 是否能明显被磁化来判断。能明显被磁化者是（镍铝或镍硅）丝，为（负）极。

7、在热电偶测温回路中，只要显示仪表和连接导线两端温度相同，热电偶总电势值

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不会因它们的接入而改变。这是根据（中间导体）定律而得出的结论。 8、热电偶产生热电势的条件是（两热电极材料不同）、（两接点温度不同）。

9、工业上常用的热电偶有镍铬-镍硅和铂铑-铂，其分度号分别为K和S 。它们在0oC时热电势分别为4.095mV和0.645mV 。

10、工业上常用的热电阻有（铂热电阻）和（铜热电阻），其分度号分别为Pt100和Cu50它们在0oC时电阻值分别为（100欧姆）和（50欧姆）。

11、玻璃温度计是利用（感温液体受热膨胀原理）工作的，其精度等级为（0.5~2.5）级；压力式温度计是利用（气体、液体或蒸汽的体积或压力随温度变化的）性质设计制成的测温仪表，其精度等级为（1.0~2.5）级。 12、采用补偿导线且连接正确，但并没有实现热电偶测温的冷端温度补偿。正确吗？为什么？

正确。因为所连接的补偿导线的另一端温度必须恒定或配用的仪表本身具有冷端温度自动补偿导线方能起到冷端温度补偿作用，否则，则失去起应有的意义。 13、补偿导线型号中的第一个字母与热电偶的分度号相对应，第二个字母X表示延伸型补偿导线，字母C表示补偿型补偿导线。 14、热电偶测温时为什么需要进行冷端补偿？

热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度与热电势的关系曲线是在冷端温度为0℃时分度的。在实际应用中，由于热电偶工作端（热端）和自由端（冷端）相距很近，而且冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以测温中的冷端温度不可能保持在0℃不变，势必引起测量误差。为了消除这种误差，必须进行冷端温度补偿。

15、国内常用的热电偶有那几种？各有什么特点？ (1)铂铑—铂热电偶（S）。测温范围为0-1300℃,短期可测1600℃。

特点：热电性能稳定，测量准确性高可用于精密温度测量和作基准热电偶。 (2)镍铬—镍硅（镍铬—镍铝）热电偶（K），测温范围为0-1000℃，短期可测1200℃. 特点：化学稳定性较高，热氧化性及抗腐蚀性较强，复制性好，产生的热电势大，线性好，价格便宜，灵敏度高，但精度偏低，它完全能满足工业测量的要求，是工业生产中最常用的一种热电偶。

(3)镍铬—考铜热电偶（E）测量范围为：-50-600℃。

特点：灵敏度高，价格便宜，但测量范围范围低且窄，考铜合金易受氧化而变质。 (4)铂铑30-铂铑6热电偶（B）测量范围为：0-1600℃。

特点：可长期测量1600℃。高温，短期可测1800℃。性能稳定，精度高，适于在氧化性介质中使用，但它产生的热电势小，且价格贵，另外，B热电偶在低温时尤其在0-500℃范围内，热电势变化大，可以采用补偿导线和冷端补偿。 16、 试述铠装热电偶的主要特点？ 主要特点有：

(1)热惰性小，反应速度快； (2)热接点的热容量小； (3)耐腐性好，寿命长；

(4)机械强度高，可耐强烈的震动和冲击，适用于各种高压装置；

(5)容易做成各种特殊用途的形式，如用以制作多点式热电偶、炉管表面热电偶、微型热电偶等、长短可根据需要而定。

17、 在热电偶的安装中，热电偶的热端接地与不接地有何区别？

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热电偶热端与保护套管的管壁接触（相当于接地）同不与保护管接触相比较，热端接地的测量滞后要小的多，同时还可以减小干扰，提高测量的可靠性与精确度。但是，热电偶的工作端（热端）能否接地，需视二次表输入的结构形式而定。热电偶热端接地则要求二次仪表输入电路与热电偶的热端不能有公共的接地点。

18、热电偶或补偿导线短路时，显示仪表的示值约为短路处的温度值。习惯上称短路时仪表指示室温。热电偶或补偿导线断路时，显示仪表的示值不动，而有“断偶”保护的仪表示值为仪表上限。

19、热电阻常见故障如下，试分析其原因； (1)显示仪表示值比实际值低或示值不稳。 (2)显示仪表指示最大。 (3)显示仪表指示负值。

可能原因如下： (1)保护管内有金属屑、灰尘；接线柱间积灰；热电阻短路。

(2)电阻断路；引出线断路。

(3)显示仪表与热电阻接线有错；热电阻短路。 (4)电阻丝受腐蚀变质。

20、温度仪表最高使用指示值一般为满量程的90%。正常的指示值为满量程的1/2 ～3/4 。

五、分析仪表

1、过程分析仪器(在线分析器)是指用在工业过程中对物质的成分及性质完全自动分析与测量的仪器仪表.

2、过程分析仪器分类为:电化学式、热学式、磁学式、光学式、射线式、电子光学式、色谱仪器及其它分析仪器。

3、磁氧分析器是对混合气体中的氧进行分析。

影响分析器测量精度的主要因素有：

(1)电源电压不稳定，造成测量误差。 改进方法：采用稳压电源。

(2)气体压力影响。 当大气压力式取样点气体压力变化时，就会直接影响进入传感器的待测气体的压力，出现测量误差。 改进方法：在仪器上安装压力补偿装置，抵消压力变化引起的误差。

(3)传感器倾斜度影响。 改进方法：保证传感器安装位置为水平或垂直。 此外，环境温度的变化，待测气体流量的变化，外加磁场磁钢性能衰减，待测气体中非氧组分含量变化等因素也影响仪表精度。 4、氧化锆分析器在应用中需注意以下问题：

(1)被测气体混合物中有可燃气体时影响误差。 (2)气体流速变化所引起的参比氧渗透误差。

(3)探头寿命问题。取样点工作在700℃时，氧化锆无法正常工作。

5、气相色谱仪工作原理：将混合物中沸点高达400℃及其以下的各组分进行分离，并加以鉴定和定量测定。

6、可燃气体检测器与可燃气体报警器配套，组成可燃气体报警器，用以检测环境空气中一般可燃性气体或液体蒸汽爆炸下限以内的含量。检测器安装于现场，可将可燃性气体浓度转化为电信号送入报警器，由后者显示浓度值。当环境空气中燃性气体浓度达到或超过预置的高限报警值时，报警器会立即发出闪光和声响报警信号。

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第三节 自动控制系统

一、自动控制系统

1、一个简单调节回路包括哪些元件？

调节器、控制阀、变送器、测量元件等。

2、自调系统的过度过程是指调节系统受到干扰以后,在调节器的作用下,被调参数随时间而变化的过程.

3、自调系统的工作品质是用什么标准来衡量的?

(1)最大偏差。(2)余差。(3)衰减比。(4)振荡周期。(5)过度时间。 4、一个线性调节系统的稳定性取决于系统本身的结构和参数.

5、调节系统中调节器正、反作用的确定是依据：实现闭环回路的负反馈。

6、比例调节依据“偏差的大小”来动作的。比例调节及时、有力，但有余差。比例度越小，调节作用越强。积分调节依据“偏差是否存在”来动作。其作用是消除余差。积分时间越短，积分作用越强。微分调节依据“偏差变化速度”来动作。有超前调节的作用，微分时间越长，微分作用越强。 7、什么是串级调节？

在调节系统中，有两个调节器分别接受来自对象不同部位的测量信号。其中一个调节器的输出作为另一个调节阀的给定值（副调节），而后者的输出去控制调节阀（主调节）以改变调节参数，从系统得结构来看，这两个调节器是串接工作的，因此，这样的系统称为串级调节系统。 8、 什么是分程调节？

分程调解是一个调节器的输出信号控制两只或多只调节阀，每只调节阀在调节器输出信号的某段范围内工作。

9、 气动调节阀的工作气源压力范围为0.02-0.1MPa，它与调解器的输出信号有什么对应关系？

气动调节阀的工作气源压力范围为0.02-0.1 MPa，而调解器的输出量程为0-100%，所以0%对应为0.02 MPa，50%对应为气源压力0.06MPa，100%对应为0.1MPa。

二、调节阀

1、 在自动控制系统中，调节阀是构成控制系统不可缺少的重要部分，它主要由执行机构和调节机构（阀体部分）组成。

2、调节阀常用的填料有V型聚四氟乙烯和O型石墨填料两种. 3、试说明下列符号的意义和单位: DN ; PN

DN----- 公称通径 mm; PN---- 公称压力 MPa 4、调节阀所能控制的最大流量(Qmax)与最小流量(Qmin)之比,称为调节阀的可调比,以R表示.

5、被调介质流过阀门的相对流量(Q/Qmax)与阀门相对行程(L/Lmax)之间的关系称为调节阀的流量特性.

6、何谓气开阀、气关阀？“FO”、“FC”那一个表示气开阀，那一个表示气关阀？

气开阀：当无压力信号输入时，调节阀关闭，有压力信号输入时，调节阀打开。

（有气阀开）

气关阀：当无压力信号输入时，调节阀打开，有压力信号输入时，调节阀关闭。

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