试题||仪表工高级工试题（带答案）2021.11.03

高级工试题
一、填空
1.在调校仪表时，数据的记录和数据的处理应遵循的基本原则是（有效数字原则）·
2．测量方法和理论引起的误差属于（ 系统 ）误差。
3.仪表的精度不仅与（绝对误差 ）有关，还与仪表的（ 测量范围）有关。
4.表示仪表精度的相对百分误差、非线性误差、变差等都是指仪表在检测过程中达（稳态 ）后的误差，都属（ 稳态或静态）误差．
5.汽轮机的超速试验时，应检查超速信号的（ 动作值）和保护装置的（动作情况）。
6.干扰线与套管之间以及套管与信号线之间存在分布电容，所以容易形成静电感应，只有（接地），这种静电感应才会消失。
7.差动电容式差压变送器主要包括（ 变送器）和（测量电路）两部分．
8.常用的压力校验仪器是（活塞式压力计）和（压力校验泵）。
9.按工作原理分，物位测量仪表可分为（直读式 ）、（浮力式）、（静压式）、（电磁式）、（声波式）、（核辐射式）等类型。
10.为了解决导压管线被腐蚀、被堵塞的问题，可采用（法兰式差压变送器），这种变送器的（法兰）直接与容器上的法兰相接，在膜盒，毛细管和测量室所组成的密封系统充满（硅油）作为传压介质。
11.双闭环比值调节系统由（两）闭环回路，当主参数受干扰变化时副参数（跟踪变化），当副参数受干扰变化时主参数（不变化）。
12.离心泵流量控制有（直读节流）、（改变转速）、（旁路回流量调节）等控制方式。
13在一般情况下应选用（薄膜式）执行机构，大口径和高压差时应选用（活塞式）执行机构，大转矩蝶阀应选用（气动长行程）执行机构．
14.随着DCS和PLC的发展，两者之间的界线越来越（模糊），功能相互（渗透）。
15.第三代集散控制系统的主要特征是（ 开放系统）。
16.自20世纪70年代以来，以微机为核心的分布式控制系统将现代高科技的最新成就，（计算机技术）、（通讯技术）、（ CRT显示）和（自动控制）集为一体，使自动化仪表装置向系统化、分散化、多样化和高性能化的方向产生了一个质的飞跃。
17.可编程序控制器(PLC)是综合了（计算机技术）、（自动控制技术）和（通讯技术）的一种新型的、通用的自动控制装置．
18.现代可编程序控制的输出信号有（开关信号）、（数字信号）、（频率信号 ）脉冲信号和模拟信号等。
19.差压计或差压变送器（正负压室 ）与测量管道的连接必须正确，引压管倾斜方向和坡度以及（隔离器）、（冷凝器）、（沉降器）、（集气器 ）的安装均应符合设计文件的规定。
20.综合控制系统是一个总称，它包括（计算机控制）系统、（ 分散控制）系统、（可编程序控制）系统、现场控制系统和计算机集成制造系统等。
21.仪表控制系统有（检测系统）、（控制和调节系统）、（报警系统）、联锁系统和综合控制系统等。
22.为了使孔板流量计的流量系数α趋向稳定，流体的雷诺数应大于（界限雷诺数）。
23.温度变化对科氏力的大小（无影响），但对测量管的扭曲（有影响），因为温度变化对流量管的弹性系数（有影响）。
24.静压式液位计是根据流体（静压平衡）原理而工作的，它可分为（ 压力）式和（ 差压）式两大类。
25.各种射线都具有不同的能量，同种射线的（能量）越高，（穿透）能力越强。
26.用于工业核仪表的射线多为（B）、（ Y ）、（X）射线，也有用（a）射线的。
27.从PLC应用系统的角度考虑，可以将系统分成（硬件）和（软件）。
二、判断题
1. 加大灵敏度，可以提高仪表的精度。         ( x )
2．仪表的精度在数值上等于基本误差。         ( d)
3.在仪表安装中，如设有特定的要求，尽量减小安装的管路长度，以减小仪表动态特性中的时滞。    (  d  )
4.在数据处理中，应遵循的基本原则是客观．    (  x  )
5.4973系列的pH电极长期不使用应保存在干燥的室温环境中．  (  x  )
7.当被测压力不高，且压力表与取压口又不在同一高度时，要对由此高度差引起的测量误差进行修正．    (    )
8.超声波物位计由于探头不能承受过高温度，所以不能对高温介质进行物位测量．    (   x )
9.可编程调节器设定启动方式为热启动时，仪表运行过程中失电，如果重新上电，则仪表工作在手动方式，输出值保持从前的输出值。  ( d   )
10.当某一调节系统的稳定性和品质不能满足预定的要求时，可以通过改变除受控系统对象以外的系统结构及参数或添加一些元件来调整．(   x )
11.气开气关阀的选择主要是从工艺角度考虑．当系统因故障等使信号压力中断时，阀处于全开还是全关状态才能避免损坏设备和保护操作人员。( d   )
12.DCS系统的发展趋势是朝着管控一体化的生产管理系统，即计算机集成制造系统(CIMS)的方向发展。    ( d   )
13.在数字电路中，高电平和低电平指的是一定的电压范围，并不是一个固定不变的数值．    (   x )
14.仪表保护接地系统应接到电气工程低压电气设备的保护接地网上，连接应牢固可靠，可以串联接地。 （ d ）
15.控制仪表可以具有信号转换、运算、记录、显示、操作、控制、执行、监视和保护等功能。控制器有时也称为调节器。 （ x ）  
16.测量酸、碱的仪表和设备可以安装在酸、碱室内，其他仪表不得安装在酸、碱室内。（  d  ）
17.热处理的目的是改善金属材料性能。（ d  ）
18.对称孔板的两侧端面均无圆锥角，两端面的技术要求也相同，所以孔板的流向是不固定的。（ d  ）
19.靶式流量计适用于低雷诺数的流量测量，因此没有所谓界限雷诺数。（  d ）
20.靶式流量计垂直安装在管道上时，流体应自下而上。（ x  ）
21.如果模拟变送器采用了微处理器，即成为智能变送器。（  x ）
22.变送器的量程比越大，则它的性能越好，所以在选用智能变送器时，主要应根据它的量程比大小。（x   ）
23.智能变送器的零点和量程都可以在手持通讯器上进行设定和修改，所以不需要通压力信号进行校验。（   ）
24.罗斯蒙特3051C智能变送器的传感器是硅电容式，它将被测参数转换成电容的变化，然后通过测电容来得到被测差压或压力值。（  d ）
三、选择题
1．在流量补偿中进行的压力、温度修正是修正的(  a  )误差．
   A.系统误差；   B．偶然误差；   C.疏忽误差；  D．随加误差
2.若一台1151压力变送器接线有接地现象，则会(  a d )．
   A.电压降低；  B．电压升高；  c．电流降低；  D．电流增大
3.测量稳定压力时，被测介质的最大工作压力不得超过仪表量程的(  c  )．
   A．1／2；  B．1／3；  C．2／3；  D. 3／5
4.一台1151压力变送椿量程范围为o～300kPa，现零位正迁50％，则仪表的量程为(  b  )。
   A．150kPa；  B．300kPa；  C 450kPa；  D．250kPa
5.若一台压力变送器在现场使用时发现量程偏小，将变送器量程扩大，而二次显示仪表量程未做修改，则所测压力示值比实际压力值(   b )．
   A.偏大；  B.偏小；  C.不变
6. 过渡过程品质指标中，余差表示(  a  )．
   A.新稳击值与给定值之差；  B.测量值与给定值之差；
   C.调节参敷与被调参数之差；  D．超调量与给定值之差
7.关于调节系统方块图的说法，正确的是(  b  )。
   A.一个方块代表一个设备；
   B.方块间的连线代衰的是方块间物料关系；
   c.方块间连线代表方块间能量关系；
   D.方块间连线只代表信号关系
8.锅炉燃烧调节中的风量调节一般选用(  b  )．
   A．均匀调节系统； B.比值调节系统；  C．前馈调节系统；  D.三冲量调节系统
9.在研究动态特性时可以将(  c  )看作系统对象环节的输入量．
   A.干扰作用； B.控制起作用；  C．干扰作用和控制作用； D．测量仪表辖信号
10.正确选择压缩机防喘振调节阀作用形式是(  c  )．
   A.阀前式；   B.气开式；    C.气关式；  D．阀后式
11.我国生产的单、双座调节阀，R值一般为( b )．
   A．10；   B．30；   C．50
12.(  a  )是采用扫描方式工作的．
   A.可编程序控制器；  B．工控机； C.普通PC机；  D.单片机
13.对于西门子PLC，FB表示的是(  a  )．
   A.功能块；  B.组织块；   C．功能调用；  D．数据块
14.油压千斤顶在使用的过程中只允许使用的方向是（  b  ）。
A、水平；B、垂直；C、倾斜；D、任意方向
15.分析质量数据的分布情况，用（ c   ）
A、控制图；B、排列图；C、直方图；D、因果图
16.特殊工序是指（   c ）
A、需要有特殊技巧或工艺的工序；B、有特殊质量要求的工序；C、加工质量不能通过其后产品验证和试验确定的工序；D、关键工序
17.转子流量计中流体流动方向是（ b   ）
A、自上而下；B、自下而上；C、都可以
18.用压力法测量开口容器液位时，液位的高低取决于（  b  ）。
A、取压点位置和容器横截面；B、取压点位置和介质密度C、介质密度和横截面
19.调节阀在实际运行时阀位应当在（  a  ）为适宜。
    A、30%～80%；B、15%～90%；C、20%～100%
20.有一气动阀门定位器表现为有输入信号无输出压力，你认为造成的主要原因有（   b ）
    A、阀内件卡涩等故障；B、放大器故障；C、喷嘴挡板污垢
21.控制高粘度、带纤维、细颗粒的流体，选用（ d   ）最为合适。
A、蝶阀；B、套筒阀；C、直通双座阀；D、偏心旋转阀
22.ST3000系列智能变送器的传感器是（  b  ）。
A、硅电容；B、复合半导体；C、硅谐振
23.双法兰变送器的响应时间比普通变送器要长，为了缩短法兰变送器的传送时间，变送器的环境温度（ a   ）
A、不宜太低；B、不宜太高；C、要恒定
24.有一法兰规格为ANSI 150 LB 3″，它的实际使用压力为（ c   ）
A、150LB；B、大于150LB；C、可能大于也可能小于150LB
25.被分析的气体内含有固体或液体杂质时，取源部件的轴线与水平线之间的仰角应大于（ b    ）度。
    A、20；B、15；C、30；D、45
26.串级调节系统的方块图中有（ abde     ）
     A、两个调节器；B、两个变送器；C、两个调节阀；D、两个被测对象；E、两个给定值
27.质量管理是一个组织（c      ）工作的一个重要组成部分。
     A、职能管理；B、专业管理；C、全面管理；D、经济管理
四、 简答题
1. 对于不同的介质，热电偶和热电阻的套管插入介质的有效深度为多少?

介质为高温高压的蒸汽，当管道公称通径等于或小于250nan时，有效深度为70mm；
当管道公称通径大于250mm时，有效深度为100mm。对于管道等于或小于500mm的汽、气、液体介质，有效深度约为管道外径的1/2。外径大于500mm时，有效深度为300mm。对于烟，风及风粉混合物介质，有效深度为管道外径的1/3一1/2。

2. 使用电动砂轮机时要注意哪些事项?

(1)使用前必须严格检查各零部件的紧固是否可靠，砂轮片有无裂纹、损伤，有效半径是否符合要求，防护罩和护玻璃是否完善，砂轮片与磨件托架间是否符合要求，操作开关是否灵活可靠，接地是否完好，运转是否正常等。
   (2)磨削时用力要适当，严禁撞击磨削；
   (3)磨件应顺着砂轮片旋转方向磨削；
   (4)操作人员应站在砂轮片的侧面或斜侧位置；
   (5)拆卸、更换零部件时，必须切断电源。

3. 综合控制系统设备安装前应具备哪些条件?

1）基础底座安装完毕；
    2）地板、顶棚、内墙、门窗施工完毕；
    3）空调系统已投入使用；
    4）供电系统及室内照明施工完毕并已投入运行；
    5）接地系统施工完毕，接地电阻符合设计规定。
4. 光缆敷设应符合哪些要求?

1）光缆敷设前应进行外观检查和光纤导通检查；

2）光缆的弯曲半径不应小于光缆外径的15倍；
5. 回路试验应在系统投入运行前进行，试验前应具备哪些条件?

1）回路中的仪表设备、装置和仪表线路、仪表管道安装完毕；

2）组成回路的各仪表的单台试验和校准已经完成；

3）仪表配线和配管经检查确认正确完整，配件附件齐全；

4）回路的电源气源和液压源已能正常供给并符合仪表运行的要求。
6．什么叫绝对误差、相对误差和引用误差?

绝对误差是测量结果与真值之差，即绝对误差=测量值-真值。
相对误差是绝对误差与被测量值之比，常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示，即相对误差＝绝对误差/仪表示值×100％． 引用误差是绝对误差与量程之比，以百分数表示，即引用误差＝绝对误差/量程×100％．

7．用节流装置配合差压变送器测定流量时，冷凝器起什么作用?对冷凝器有什么要求?

冷凝器的作用是将被测蒸汽冷凝，并使正负压管中的冷凝液有相等的高度且保持恒定．为此，冷凝器的容积应为差压变送器工作空间最大容积的3倍，水平方向的横截面积不得小于差压变送器的工作面积，以便忽略由于冷凝中冷凝液波动或产生附加误差．
8．差压变送器测量蒸汽流量和液体流量时，为什么要采用不同的开表方法？

在测量蒸汽流量时，差压变送器的测量管路内，充满了蒸汽冷凝液，开表时，若三阀组的3 个阀门都同时处于开启状态，就会造成管路内的冷凝液流失，使蒸汽进入导压管，从而导致仪表不能工作．在测量一般液体流量时，差压变送器的测量管路内是全部充满的液体介质，当三阀组的3个阀都处于开启状态时，不存在因液体流失进入测量管路的问题．
     综上所述，测量蒸汽流量的差压变送器开表时，三阀组件的3个阀门严禁同时处于开启状态．

9．差压变送器测量液体流量时，若变送器安装位置高于节流装置，试述开表前的排气方法及注意事项．

排气方法如下。
      ①检查三阀组各阀位置：正、负取压阀处于关闭，平衡阀全开．
      ②缓慢地同时打开三阀组正、负取压阀，然后旋松正、负差压的排气螺钉组件，排气后旋紧排气螺钉组件．
      ③关闭三阀组正、负取压阀．
      ④打开正、负压侧气体收集排气阀，排除导压管内的气体，关闭排气阀。
注意事项：排气过程中，防止仪表超量程；当液体温度较高时，注意差压室的温度不能太高，以免影响仪表的使用．

10．EJA型智能变送器的调零方法有哪两种?

(1)变送器外调零螺钉调零  在调节变送器外调零螺钉前，需确认以下两点。
      ①参数项“J20  EXT  ZERO  ADJ”量示“ENABLE”。
      ②用一字螺丝刀调节调零螺钉，顺时针使输出增大，逆时针使输出减小。
   (2)使用终端BT200进行调零  参数项“J10  ZERO  ADJ  ”，按ENTER键两次．
调零后，不能立即断电，如调零后30s内断电，零点将恢复到原值．

11．何谓挂重法校验浮筒液位计?

用挂重法校验浮筒液位计，是将浮筒取下后，挂上与各校验点对应的某一重量来进行的，该重量等于浮筒重量(包括挂链重量)与液面在校验点时浮筒所受的浮力之差。

12．什么叫汽包虚假液位现象?

锅炉汽包虚假水位现象指在蒸汽流量突然增大时，按锅炉物料平衡关系水位应下降，但实际情况是干扰出现时汽包压力下降，汽包内水的沸腾加剧，液位反而上升，然后再下降．此现象叫锅炉汽包的虚假液位现象．

13．什么叫静态数学模型?

静态数学模型指的是系统输入变量保持不变时，输出变量与输入变量之间的数学关系。

14. 什么是现场总线? 现场总线有哪些特点?

所谓总线，是指传递信息的公共通路，它是计算机和测量控制系统中的重要组成部分。现场总线是指安装在过程现场的智能自动化仪表和装置，与设置在控制室内的仪表控制设备连接起来的一种全数字化、双向、串行、多站的通信网络。

15. 用孔板测量流量，孔板安装在调节阀前为什么是合理的?

在节流装置测量流量的理论推导中，理论上有两个假设，即流体流动是连续的，并且流体流动过程中遵守能量守恒定律。这就告诉我们孔板不能安装在气液两相并存的地方，以免增大测量误差。有的液体(如液化烃)经调节阀降压后，有时会有部分汽化，形成两相共存。因此，流量孔板应尽量安装在调节阀前，这种安装方式是合理的。

16. 怎样操作仪表三阀组，需要注意什么?

.操作仪表三阀组，需注意两个原则：
   1）不能让导压管内的凝结水或隔离液流失；
   2）不可使测量元件(膜盒或波纹管)受压或受热。
   三阀组的启动顺序应该是(见图a)：
    a.打开正压阀；
    b．关闭平衡阀；
    c打开负压阀。
   停运的顺序与上述相反，即：
    a．关闭负压阀；
    b．打开平衡阀；
    c．关闭正压阀。
     此外，对于蒸汽流量计和带负向迁移的液位计来说，见图(b)．在启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。从图可知，在三个阀都开着的情况下，负压侧冷凝器里的凝结水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。

17. 我国的防爆标志由哪几部分构成?分别说明其含义。

.防爆标志一般由以下5个部分构成：
   1）防爆总标志Ex——表示该设备为防爆电气设备；
   2）防爆结构形式——表明该设备采用何种措施进行防爆，如d为隔爆型，p为正压型，i为本安型等；
   3）防爆设备类别——分为两大类，I为煤矿井下用电气设备，Ⅱ为工厂用电气设备；
   4）防爆级别——分为A、B、c三级，说明其防爆能力的强弱；
   5）温度组别——分为Tl一T6六组．说明该设备的最高表面温度允许值。

18. 什么是本安关联设备?它是否具有防爆功能?

本安关联设备是指与本安设备有电气连接，井可能影响本安设备本安性能的有关设备，如各种安全栅及其他具有限流、限压功能的保护装置等。
   本安关联设备内部不具有本安电路，一般安装在没有爆炸性气体混合物的非危险场所。如果装在危险场所，则必须符合防爆要求，兼具有与其场所相应的防爆结构，如采用隔爆外壳等。

19. 什么叫隔离?何时情况下应采用隔离方式进行测量?

隔离是采用隔离液、隔离膜片使被测介质与仪表部件不直接接触，以保护仪表和实现测量的一种方式。
      对于腐蚀性介质，当测量仪表的材质不能满足抗腐蚀的要求时，为保护仪表，可采用隔离。
      对于粘稠性介质、含固体物介质、有毒介质，或在环境温度下可能汽化、冷凝、结晶、沉淀的介质，为实现测量，也可采用隔离。

20. 什么叫吹洗?吹洗适用于哪些场合?

吹洗包括吹气和冲液。吹气是通过测量管线向测量对象连续定量地吹人气体。冲液是通过测量管线向测量对象连续定量地冲人液体。两者的目的都是使被测介质与仪表部件不直接接触．达到保护仪表实现测量的目的。
吹洗的应用范围限于对腐蚀性、粘稠性、结晶性、熔融性、沉淀性介质进行液位、压力、流量测量，且在采用隔离方式难以满足要求的场合。真空对象不宜采用吹洗方式进行测量。

21. 被控对象、调节阀、调节器的正反作用方向各是怎样规定的?

被控对象的正、反作用方向规定为：当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象属于“正作用”；反之，被控变量随操纵变量的增加而降低的对象属于“反作用”。
       调节阀的作用方向由它的气开、气关型式来确定。气开阀为“正”方向，气关阀为“反”方向。
      如果将调节器的输入偏差信号定义为测量值减去给定值，那么当偏差增加时，其输出也增加的调节器称为“正作用”调节器；反之，调节器的输出信号随偏差的增加而减小的称为“反作用”调节器。

22. 如何检查氧气压力表内有无油脂?

在进行氧气压力表示值检定时，应先检查表内有无油脂。方法是，先将纯净的温水注入弹簧管内，经过摇荡，再将水倒入盛有清水的器皿内。如水面上没有彩色的油影，即可认为没有油脂。

23. 有一EJA智能变送器，启动以后输出不变化，该如何检查?

1)连接手持终端BT200,并让它进行自诊断.EJA的自诊断功能是很强的,属于编程组态面的错误,过程变量的异常情况,它都能诊断出来。
     2）检查引压导管连接情况，包括导管的连接、阀门的连接和开断是否正确，以及有无泄漏、堵塞等情况。

24. 浮筒液位计的校验方法有几种?

主要有灌液法和挂重法两种。在现场一般采用液校的方法，倘若被测液体不是水或酒精，则可以通过密度换算用水和酒精代校。在检修期间可采用挂重校验法。校验时，把浮筒取下，挂上砝码盘，计算出浮筒的起始端、中间和终端的值，进行加砝码校验。

25. 电接点压力表在检定时有些什么特殊的要求?

.电接点压力表在检定时，除了检查示值精度之外，还需：
     1）检查压力表的电器部分与外壳之间的绝缘电阻，一般应不小于20MΩ(工作电压500V)；
     2）应检定信号误差，方法是将上限和下限的信号接触指针分别定于3个以上不同的检定点上(检定点在测量范围的20％一80％间任选)。要求标准表的读数与信号示值间的误差不超过最大允许基本误差绝对值的1.5倍。

26. 什么是标准节流装置?什么是非标准节流装置?

所谓标准节流装置，就是有关计算数据都经系统试验而有统一的图表和计算公式。按统一标准规定进行设计、制作和安装的标准节流装置不必经过个别标定就可使用。非标准节值装置，则是指那些试验数据不很充分，设计制作后必须经过个别标定才能使用的节流装置。

五、计算题
1．一被测介质压力为1.OMPa，仪表所处环境温度为：ta＝55℃，用一弹簧管压力表进行测量，要求测量精度δa为1％，请选择该压力表的测量范围Pd和精度等级δd?(温度系数β为0．0001)

根据规定，被测值不超过仪表量程Pd的2／3，则有2／3Pd≥Pa，Pd≥3／2 Pa =3／2×1．O＝1．5MPa所以压力表的测量范围应选择0一1．6MPa。
温度附加误差： ΔPF＝Pdβ(ta-25)＝1．5×O．0001×(55-25)=0.0045 Mpa
压力表允许误差：δd＝要求测量精度一温度附加误差=1×l％-0.0045=0.0055 Mpa
仪表精度为(O．0055／1．6-0)×100％=O．34%所以应选择一测量范围为0～1．6MPa，精度为  0．25级的压力表。

2．用单法兰液面计测量开口容器液位，液面计已经校好，后因实际维护需要，仪表安装位置下移了一段距离ΔH，通过计算求出仪表的指示将怎样变化?该如何处理?

设介质的最低液位为法兰的中心，当液位是低时，液面计正压侧所受压力为Hρg(ρ为液面计毛细管中充灌液的密度)，调校时应把Hρg正迁移掉。但若迁移好后，仪表又下移了一段距离ΔH，则液位最低时，仪表正压侧所受压力为Hρg+ΔHρg，相当于正压室又多了ΔHρg，所以液面计的输出要上升，此时若要保证测量准确，需将ΔHρg也正迁移掉才行。

3．通过推导说明浮球液位计是如何测量界面的，其条件是什么?

设浮球自重为G，体积为V，浮球在介质中的体积分别为V1、V2，两介质的密度分别为ρ1、ρ2。   根据浮球液位计测量原理，浮球的重量G等于浮球在两界面上两种介质内浮力的总和，即 G＝V1ρ1+V2ρ2    则V2=（G-V1ρ1）/ρ2=[G-(V- V2)ρ1]/ρ2=（G- Vρ1）/（ρ1-ρ2）
      由公式可以看出，如果ρ1、ρ2、V、G不变，则V2也不变。当界面变化时，浮球将随界面发生同步变化而带动液位计指示出容器的实际液位．其条件是浮球自重G，体积V，两介质重度ρ1、ρ2都不能变化。

4．工业上常用测量储罐底部液压的方法来计算罐内液体的质量，如图所示，先插一导管在罐内，然后向导管内通压缩空气，当有气泡从液面冒出时，关死截止阀，停止通气，测得B处压力P2为0.16MPa，若储罐截面积为500m2，罐底和侧压处的距离为8m，求罐内液体的质量为多少?

由于压缩空气密度比常压时大，所以应考虑空气重量所产生的压力，即                                                                                           P2=P1+Δρ2gh    (1)  式中，为因压缩而增加的空气密度．
       根据气体方程  Pa/P2=（Pa+P1）/（P2+ΔPa）→Δρ2= P1ρ2/ Pa   （2） 式中，Pa为大气压力；ρ2为空气密度。       将式(2)代人式(1)得 P2 = P1+ P1ρ2gh/ Pa = P1（1+ρ2gh/ Pa）
       查表得ρ2＝1．2kg／m3，Pa＝1．01×lO5Pa所以P2 = P1 (1+1．2× 9．81×8/1．01×105)Pa
       即P1＝O．9991P2  而P1=mg/A  →  m= P1A／g
       所以罐内液体质量m=O．9991×0．16×lO6×500／9．81=8147．6t
            
5．用浮筒液位变送器测量锅炉汽包水位，已知正常工况下，饱和蒸汽的压力为
l0.00MPa(绝压)，对应的饱和水的密度为ρW＝688．4kg／m3，饱和蒸汽的密度ρS＝
55．6 kg／m3，浮筒长度L＝800mm，该浮筒变送器用密度ρl＝1000kg／m3的水校验时，且忽略饱和蒸汽的影响，即认为ρS＝0，试计算在正常工况下，当实际汽包内的水位已降至0％时，仪表指示的水位为 多少?

校验时认为水位为100％时，产生的浮力芦F100＝LsρWg   由于认为ρs=0，则校验水位为0％时，浮力F0＝0。 而实际上，水位为0%时，产生的浮力为F0实＝LSρsg   所以，实际水位为0％时，仪表指示的水位h为h=LSρsg/LSρWg=ρs/ρW =55．6/688．4=8．1％

6. 化简图所示的方块图并写出闭环传递函数。
 原图变为图
               
        传递函数G（S）=C/R=G1G2/(1+G2H1+G1 G2)

7.化简图所示传递函数方块图井写出传递函数．

传递函数G=C/R=G2/[1+ G1G2/(1- G1)]=G2(1-G1)/(1- G1+ G1G2)
     第一列符号无变化，系统稳定。

8．求图所示对数幅频特性的传递函数，并计算动态参数。

该系统由一阶惯性环节加比例环节构成，转折频率ω＝10，则惯性环节为1/(0．1s+1)。
所以 201gK＝20，K＝10，故该系统传递函数为G(s)＝10/(0．1s+1)·
         
9．某比值调节系统，主动量流量变送器量程为F1＝0～1600 m3／h，从动量流量变送器量程F2＝O～2000 m3／h；由孔板产生差压信号，设有开方功能，工艺要求F2／F1＝3。试求比值器应为多大系数．

Kˊ=K×F1max/ F2max=3×1600/2000=2．4

10．某由气动单元组合仪表构成的比值调节系统，气动比值器范围为0～4，信号范围为0.2～1.Obar(1bar＝lO5Pa)，比值系统投运中测得比值器输出信号为0.6bar，问此时比值界比值系数为多大?

①(O．6-0．2)／(1．0-0．2)＝0．5    ②Kˊ＝4×O．5=2

11．某由电动Ⅲ型仪表组成的比值调节系统，主动量流量范围为0～400Nm3／h，从动量流量范围为0～600N m3／h，运行中仪表人员测得比值器输出电流为12mA，按设有开方器考虑，求此时主从动量比值为多少?  (比值器量程为0～4)．

①(12-4)／(20-4)=O．5    ②0．5×4=2．O     ③2．0×400／600=1．3

12．有两台气动薄膜套筒调节阀，其可调比R1＝R1＝50，第一台调节阀的最大流量Q1max＝lOO m3／h，第二台调节阀的最大流量Q2max＝10 m3／h，若采用分程控制时，可调比是多少?

第一台阀的最小流量为Qlmin＝100／50＝2m3／h
      第二台阀的最小流量为Q2min＝10／50＝0．2m3／h
      则两台阀总可调比为R＝Qlmax／Q2min＝100／0．2＝500

13.一根Φ273×10的钢管，求其每米的重量为多少千克?(已知钢密度ρ=7800kg／m3)

先求出钢管每米的金属体积，再乘以密度即可。
        管子金属体积=管子截面积×长度
        管子截面积=管外径面积—管内径面积
        管外径面积={D/2}2π=O．2372/4×π=58．50×lO-3(m2)
        管内径面积={D-2δ/2}2π=(O．237-2×0.01)2/4×π=50．25×lO-3(m2)
        管子截面积=58．5×lO-3- 50．25×lO-3=8．25×lO-3 (m2)
        管子金属体积=8．25 lO-3-3×l=8．25 lO-3 (m3)
每米管子的重量为：体积×密度(V×ρ)，即 8．25×lO-3×7800=64．35(kg)

六、论述题
1．均匀调节的作用是什么?

均匀调节一般设置在一个设备的出料，即后一个设备进料的场合。均匀调节的作用是保持塔底的液位容器的压力在一定的调节范围以内，同时兼顾到操纵的流量能逐步、平滑地变化，不致影响一个设备的操作．显然，均匀调节既不是严格保持液位在某一个给定值上，也不是严格调节流量在另一个定值上，而是兼顾液位和流量的矛盾，让它们都在各自要求的调节范围内变化。

2．试述均匀调节系统调节器参数的整定方法．

均匀调节目的是允许液面在一定范围内上下波动的情况下，使流量变化比较均匀平稳，以求不至于突然发生大的波动．因此，该调节系统调节器的整定不必也不可能是定值。对于串级均匀结构形式整定过程，首先把副调节器的比例度放在一适当数值上，然后由小到大变化，使副回路调节过程出现缓慢的非周期性衰减过程．再把主调节器的比例度放在一个适当的数值上，逐步由小到大改变比例度，以求得缓慢的非周期衰减过程．在此调节系统的整定过程中主、副调节器都不必加积分。最后，视曲线情况，也可以适当加入一点积分。要指出的是，均匀调节系统从形式上看符合串级调节系统结构，具有主、副调节器，但在参数整定时却不能按一般的串级调节系统的方法去整定。

3．试述串级调节系统是如何实现对非线性特性进行补偿的?

工业对象一般存在非线性，负荷的变化会引起工作点移动，导致静态放大倍数变化，这种变化可以通过调节阀特性补偿，但其局限性较大。串级调节系统具有一定的自适应能力，即当负荷变化引起工作点移动时，主调节器的输出重新调整副调节器的给定值，由副调节器的调节作用来改变调节阀的位置，即包含在副回路中的非线性特性在工作点变化时虽影响副回路的放大倍数，其调节品质也可能有所下降，但副回路闭环后整体相当于一个比例环节，其放大倍数由反馈环节决定，不随负荷变化，从而串级系统特性得到改善。

4．如何设计一套I／ASeries系统?

要完成一套I／ASeries系统的设计，必须做好以下几方面的工作：
      ①控制系统有多少个输入输出点以及这些点的信号类型，以此决定要用哪些型号的FBM及数量；
      ②系统要完成控制任务需用哪些功能块以及它们的处理周期，计算出要用多少块控制处理机：
      ③根据操作员的管理能力、控制与操作的难易程度和工厂人员的配置，确定出WP的个数；
      ④确定是否使用通讯处理机；
      ⑤看看是否有其他设备要连到Ι／A的Nodbus上来，以确定节点总线的长度；
      ⑥根据输入输出点数确定采用小系统还是大系统配置；
      ⑦在定义硬件时，同时要定义必备的软件；
⑧进行各种软件组态。

5．I／ASeries日常软件维护有哪些注意事项?

①作为软件维护，主要工作是做软件备份以及恢复损坏／丢失的软件和监视系统硬盘的使用情况，如有可能最好做一个硬盘的磁带备份；
   ②注意口令字的保密和记忆：
   ③备份盘片要注明备份日期、备份方式，妥善保存；
   ④注意察看硬盘可用区间的大小，在VTl00中，用df-K命令可查看硬盘的使用情况；
   ⑤查找无用的core文件并删除它；
   ⑥删除／var／mail目录中过时的信箱文件；
⑦删除／opt／fox／rptwrt／rpt-run／<report mame>．prn目录中无用的报表输出文件。
6．试分析I／ASeries系统中，计算模块(CALC)和高级计算模块(CALCA)的异同。

(1)相同点
     ①两种计算模块都能完成50步顺序执行的算术和逻辑运算功能．
     ②两种计算模块都有相同数量及类型的输入／输出，8个实型输人，4个实型输出，16个布尔型输入，8个布尔型输出，2个整型输入，6个整型输出，2个长
整型输入，2个长整型输出，24个中间存储器。
   (2)不同点
      ①CALCA模块提供了双操作数的算术和逻辑运算指令，使程序可以缩短到用CALC编写程序的1／3。
      ②CALC模块提供输出限位功能，而CALCA模块不提供输出限位功能，实际上CALCA模块的实型，整形量输入输出参数没有量程的概念。

7．简述WebField ECS-100系统的3层通信网络结构。

①最上层为信息管理网，采用标准的工业以太网，连接了各个控制装置的网桥以及企业内各类管理计算机，用于工厂级的信息传送和管理，是实现全厂综合管理的信息通道。
    ②中间层为过程控制网，采用了双高速冗余工业以太网SCnetⅡ作为其过程控制网络，连接操作站、工程站与控制站等，传输各种实时信息。
    ③底层网络为控制站内部网络(SBUS)，采用主控制卡指挥式令牌网，存储转发通令协议，是控制站各卡件之间进行信息交换的通道。

8．在化工企业中，有一种定位器是7400系列，其简图如图所示。根据提示，结合阀门／定位器的反馈原理叙述其工作原理。
                  
  如图所示，从DCS来的控制信号经过7进入后作用于12信号波纹管，波纹管产生变形推动9反馈板离开一段距离，同时在放大器内部弹簧张力作用下，放大器滑阀13将打开，气源经过打开的节流孔进入气室膜头作用在14膜片上，产生的压力作用于膜头，内部弹簧向下带动推杆往下运动，由于推杆与定位器的反馈板相连，在往下的动作过程中，反馈板在推杆及反馈弹簧的共同作用下将靠近波纹管，及时带动放大器滑阀，压缩放大器内部弹簧，关小节流口，其定位器在给定一个信号压力的情况下会由于上述动作原理自己找到一个动态平衡点，只要仪表人员设定好压缩弹簧张力及量程位置、零位杆位置后，定位器会自动找到这一点而平稳地控制在该信号压力上，如果信号压力扩大或减少，将会带动气源进入膜头，输入扩大或减少，总之，会达到一个动态平衡．

9. 如图所示叙述阀门定位器的工作原理。
    如图所示当信号电流通入力矩电机1的线圈两端时，它与永久磁铁作用后，对主杠杆产生一个推力，使主杠杆绕支点15转动，挡板13靠近喷嘴14，喷嘴背压经功率放大器16放大后，通入到执行机械薄膜气室8，因其压力增加，推动阀杆向下移动，阀杆的移动带动反馈杆9绕凸轮支点4转动，反馈凸轮5也跟着作逆时针方向转动，通过滚轮10使副杠杆6绕支点7转动，并将反馈弹簧11拉伸。反馈弹簧对主杠杆2的拉力与力矩电机产生的推力达到力矩平衡时，定位器处于平衡状态，此时，一定的信号电流就对应一定的阀门位置，弹簧12是调零弹簧，调其预紧力可使挡板的初始位置变化，弹簧3是迁移弹簧，在分程控制中用来改变力矩电机对主杠杆作用力的初始值。
          
10．试述底座找平及就位固定过程。

在适当的位置放置水平仪，以二次抹面的标高为准初找地面，以检查有无过高之处，并估算垫铁高度。控制室内各排盘的标高应一致。如无水平仪，可用胶皮管水平仪代替，即用ф10—12的胶皮管两端各插入一根0.5长的玻璃管，充一带色的水，根据两端水位的对地距离，进行比较。但应保证管内无气泡，管子无泄露，否则将有误差，无法使用。将底座就位，根据盘中心线找正，再用水平仪找平，以预先准备好的，不同厚度的垫铁垫在底座下进行调整。找平后，再校对其叫心线，合适后用电焊将底座、垫铁和埋件等焊牢，对留有基础沟的，应在沟内浇灌混凝土，使之固定。在控制室内的各排底座应有良好接地。

11．试述电动执行机构的安装有什么要求?

(1)执行机构一般安装在调节机构的附近，不得有碍通行和调节机构检修，并应便于操作和维护。
    (2)连杆不宜过长，否则，应加大连杆联接管的直径。
    (3)执行机构和调节机构的转臂应在同一平面内动作。一般在1／2开度时，转臂应与连杆近似垂直。
    (4)执行机构与调节机构用连杆联接后，应使执行机构的操作手轮顺时针转动时调节机构关小，逆时针转动时调节机构开大。如果与此不相符，就应在执行机构上标明开关的手轮方向。   
    (5)当调节机构随主设备产生热态位移时，执行机构的安装应保证其和调节机构的相对位置不变。

12．简述微机分散控制系统的结构主要有哪三种形式，并叙述各种形式的结构特点。

微机分散控制系统的结构主要有星形、环形和总线三种形式。星形结构的结点分为中心结点和普通结点，它们之间专用通信线以辐射方式相连。环形结构是将分散的结点连成一个封闭的环，信息沿环路单向或环向传递，各结点有存储和转发的功能。总线结构是树形只有主干的特例，可看作一个开环，它将网络结点全部连接到一根共享的总线上。

【来源：仪表之家】