《传感器及应用》常用物理量检测系统的故障判断（举一反三考点练）- 课后自测（卷2）原卷+答案版

举一反三考点练 《传感器及应用》常用物理量检测系统的故障判断-课后自测 知识点一 温度检测系统故障的判断 1. （简答题）简述热电偶温度检测系统中，温度指示偏高可能的原因有哪些。 2.（分析题）在使用热电阻作为测温元件的温度检测系统中，发现温度指示变化缓慢，试分析可能的原因。 3.（填空题）温度检测系统中，热电偶产生的热电势由______和______组成。当冷端温度发生变化时，为保证测量准确性，常用的补偿方法有______、______等。 4.（简答题）简述热电阻温度检测系统的组成及各部分作用。 5.（分析题）在热电偶温度检测系统运行中，突然出现温度指示无规律波动，试分析可能的故障原因。 知识点二 流量检测系统故障的判断 1.（简答题）简述流量检测系统中，流量指示值一直为零，但实际流量不为零的可能原因。 2.（分析题）在使用电磁流量计测量导电液体流量时，发现流量指示值波动很大，分析可能的原因。 3.（简答题）简述涡街流量计测量流量的原理，并说明测量值偏低可能的原因。 4.（填空题）流量检测系统中，常用的差压式流量计由______、______和______组成。当差压式流量计测量值偏高时，可能的原因有______（填一种即可）。 5.（简答题）简述超声波流量计测量流量的原理。 知识点三 压力检测系统故障的判断 1.（简答题）简述压力检测系统中，压力指示值比实际压力偏低可能的原因。 2.（分析题）在使用弹簧管压力表测量压力时，发现指针无法回零，分析可能的原因。 3.（简答题）简述智能压力变送器无法与上位机通信的可能原因。 4.（填空题）压力检测系统中，常见的压力检测元件有_______、_______、_______（列举三种） 5.（简答题）简述压力检测系统的组成及各部分的作用。 知识点四 流量检测系统故障的判断 1.（简答题）简述流量检测系统中，流量指示值波动剧烈的常见原因。 2.（分析题）在使用孔板流量计测量液体流量时，发现流量测量值一直不变，分析可能的原因。 3.（简答题）简述电磁流量计测量误差大的原因。 4.（填空题）流量检测系统中，常用的流量检测方法有_______、_______、_______（列举三种） 5.（简答题）简述超声波流量计在测量气体流量时，受哪些因素影响较大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《传感器及应用》常用物理量检测系统的故障判断-课后自测 知识点一 温度检测系统故障的判断 1. （简答题）简述热电偶温度检测系统中，温度指示偏高可能的原因有哪些。 【答案】 1.热电偶发生短路，部分热电势被旁路，导致显示温度偏高。 2.温度变送器故障，如放大倍数异常增大，使输出信号偏高，显示温度也随之偏高。 3.冷端温度补偿不准确，若实际冷端温度低于补偿计算的温度，会使测量热电势偏大，显示温度偏高。 4.显示仪表故障，内部参数设置错误，对输入信号错误处理，导致显示温度偏高 2.（分析题）在使用热电阻作为测温元件的温度检测系统中，发现温度指示变化缓慢，试分析可能的原因。 【答案】 热电阻方面：热电阻本身响应时间长，比如材质老化或受到腐蚀，导致其对温度变化的反应变得迟钝；热电阻保护套管结垢严重，阻碍了热量传递，使热电阻感知温度变化滞后，造成温度指示变化缓慢。 线路方面：连接热电阻的导线电阻过大，可能是导线过长、线径过小，或者导线存在接触不良的情况，导致信号传输延迟，影响温度指示速度。 测量仪表方面：温度变送器或显示仪表的时间常数设置过大，对信号的处理速度慢；仪表内部的滤波电路参数不合理，过度滤波使信号变化变得平缓，致使温度指示变化缓慢。 3.（填空题）温度检测系统中，热电偶产生的热电势由______和______组成。当冷端温度发生变化时，为保证测量准确性，常用的补偿方法有______、______等。 【答案】接触电势；温差电势；冰浴法；补偿导线法（冷端温度校正法、仪表机械零点调整法、自动补偿法等任意两种均可） 4.（简答题）简述热电阻温度检测系统的组成及各部分作用。 【答案】 热电阻：是感温元件，利用电阻随温度变化的特性来测量温度，将温度信号转换为电阻信号。 连接导线：用于将热电阻的电阻信号传输到测量仪表，要求其电阻稳定且尽量小，以减少对测量结果的影响。 温度变送器：将热电阻的电阻信号转换为标准的电信号（如4-20mA电流信号或1-5V电压信号），便于远距离传输和后续仪表的处理。 显示仪表：接收变送器输出的信号，并将其转换为直观的温度值显示出来，供操作人员读取和监控。 5.（分析题）在热电偶温度检测系统运行中，突然出现温度指示无规律波动，试分析可能的故障原因。 【答案】 可能原因： 1.电气干扰：附近有强电磁干扰源，如大型电机、变压器等，干扰了热电偶输出的微弱热电势信号。 2.热电偶损坏：热电偶的热端或冷端焊点松动、开裂，导致接触不良，热电势不稳定。 3.补偿导线问题：补偿导线绝缘损坏，出现漏电现象，影响信号传输；或者补偿导线与热电偶、测量仪表连接不可靠。 4.测量仪表故障：温度变送器或显示仪表内部电路故障，如电子元件性能不稳定、电路板虚焊等。 知识点二 流量检测系统故障的判断 1.（简答题）简述流量检测系统中，流量指示值一直为零，但实际流量不为零的可能原因。 【答案】 检测元件故障：如孔板流量计的孔板堵塞，使流体无法正常通过节流装置产生差压信号；涡街流量计的旋涡发生体被异物缠绕，无法产生稳定的旋涡，导致检测不到流量信号。 信号传输故障：连接检测元件与显示仪表的信号传输线断路，信号无法传输；或者传输线的屏蔽层损坏，受到强电磁干扰，使信号失真为零。 显示仪表故障：显示仪表的输入模块损坏，无法正确接收和处理流量信号；仪表内部的参数设置错误，如量程设置不当，将实际有流量的信号误判为零。 2.（分析题）在使用电磁流量计测量导电液体流量时，发现流量指示值波动很大，分析可能的原因。 【答案】 可能原因： 1.流体状态：被测液体中含有大量气泡，导致液体的导电性不均匀，影响电磁感应；或者流体流速不稳定，存在紊流现象，使感应电动势波动。 2.电磁干扰：电磁流量计周围有强电磁干扰源，如大型电机、变压器等，干扰了电磁流量计的测量磁场和感应信号。 3.电极问题：电磁流量计的电极被腐蚀、污染，导致电极与液体之间的接触电阻变化，影响感应电动势的测量。 4.安装问题：电磁流量计安装位置不当，如安装在管道的弯头、阀门附近，导致流体流速分布不均匀；或者安装方向错误，不符合电磁流量计的使用要求。。 3.（简答题）简述涡街流量计测量流量的原理，并说明测量值偏低可能的原因。 【答案】 测量原理：涡街流量计是利用流体振荡原理工作的。当流体流经旋涡发生体时，在其下游两侧交替产生有规律的旋涡，这种旋涡称为卡门涡街。旋涡的频率与流体流速成正比，通过检测旋涡的频率，就可以计算出流体的流速，进而得到流量。 测量值偏低原因： 1.旋涡发生体故障：旋涡发生体被腐蚀、磨损，导致其形状改变，使产生的旋涡频率不准确，从而使测量的流量值偏低。 2.传感器故障**：检测旋涡频率的传感器灵敏度下降，无法准确检测到旋涡信号，或者传感器安装位置不当，不能有效接收旋涡信号。 3.管道泄漏：流量计下游的管道存在泄漏，实际流经流量计的流量大于管道出口处的流量，导致测量值偏低。 4.（填空题）流量检测系统中，常用的差压式流量计由______、______和______组成。当差压式流量计测量值偏高时，可能的原因有______（填一种即可）。 【答案】节流装置（如孔板、喷嘴等）；导压管；差压变送器；节流装置磨损（或导压管堵塞、差压变送器故障使输出信号偏大等） 5.（简答题）简述超声波流量计测量流量的原理。 【答案】 测量原理：超声波流量计利用超声波在流体中的传播特性来测量流量。它通过测量超声波在顺流和逆流方向传播的时间差、频率差或相位差，来计算流体的流速，进而得到流量。 知识点三 压力检测系统故障的判断 1.（简答题）简述压力检测系统中，压力指示值比实际压力偏低可能的原因。 【答案】 压力传感器故障：如传感器膜片损坏，导致压力传递异常，无法准确感知实际压力；传感器内部的应变片老化、变质，使其灵敏度下降，输出信号减弱。 引压管路问题：引压管泄漏，部分压力损失，导致传递到传感器的压力低于实际压力；引压管堵塞，如被杂质、冷凝液等堵塞，压力无法正常传递。 压力变送器故障：变送器的放大倍数异常减小，使输出信号偏低；或者变送器的零点漂移，输出信号整体偏低。 显示仪表故障：显示仪表内部的信号处理电路故障，对输入信号错误处理，导致显示值偏低；仪表的量程设置错误，实际压力在错误量程下显示偏低。 2.（分析题）在使用弹簧管压力表测量压力时，发现指针无法回零，分析可能的原因。 【答案】 可能原因： 1.弹簧管问题：弹簧管弹性疲劳，长期使用后失去弹性恢复能力；弹簧管内部有杂质或异物，阻碍其自由伸缩。 2.传动机构问题：指针与中心轴之间的连接松动，导致指针不能准确回位；齿轮传动机构磨损、卡滞，影响指针的正常运动。 3.表盘问题：表盘与指针之间有摩擦，阻碍指针回零；表盘安装不平整，使指针运动受阻。 3.（简答题）简述智能压力变送器无法与上位机通信的可能原因。 【答案】 可能原因： 1.通信线路问题：通信线断路、短路或接触不良，导致信号无法正常传输；通信线的屏蔽层损坏，受到外界电磁干扰。 2.通信参数设置问题：智能压力变送器与上位机的通信协议不一致，如波特率、数据位、校验位等设置不同；变送器的地址设置错误，上位机无法识别。 3.设备硬件故障：智能压力变送器的通信模块损坏；上位机的通信接口故障，如串口、网口损坏。 4.（填空题）压力检测系统中，常见的压力检测元件有_______、_______、_______（列举三种） 【答案】弹簧管、应变片、压阻式传感器（电容式传感器、振弦式传感器等也可） 5.（简答题）简述压力检测系统的组成及各部分的作用。 【答案】 压力检测元件：如弹簧管、应变片、压阻式传感器等，作用是将被测压力转换为与之成一定函数关系的其他物理量，如位移、电阻、电压等。 信号转换与传输部分：对于非标准信号输出的检测元件，需要通过变送器将其转换为标准的电信号（如4 - 20mA电流信号、1 - 5V电压信号），便于远距离传输；传输线路负责将信号传输到显示仪表或控制系统。 显示仪表：接收并显示压力信号，将其转换为直观的压力数值，供操作人员读取和监控，如指针式压力表、数字显示仪等。 控制系统：根据压力检测系统提供的压力信号，对工艺过程进行控制，如当压力超过设定值时，自动打开安全阀或调节泵的转速等 知识点四 流量检测系统故障的判断 1.（简答题）简述流量检测系统中，流量指示值波动剧烈的常见原因。 【答案】 流体本身不稳定：被测流体流量本身存在大幅波动，比如泵的运行不稳定，导致输出流量时大时小；或者工艺过程中存在周期性的流量变化。 管道问题：管道振动会传递到流量检测仪表，干扰检测；管道内部有异物或局部堵塞，使流体流速分布不均匀，造成流量指示波动。 检测仪表故障：流量传感器故障，如电极污染、旋涡发生体损坏等，影响检测信号；信号传输线路接触不良，导致信号时断时续，引发流量指示波动。 2.（分析题）在使用孔板流量计测量液体流量时，发现流量测量值一直不变，分析可能的原因。 【答案】 可能原因： 孔板堵塞：管道中的杂质、颗粒等附着在孔板上，导致孔板节流面积不变，差压恒定，流量测量值无变化。 差压变送器故障：差压变送器损坏，如膜片破裂、测量电路故障，无法准确测量差压，输出固定信号，造成流量测量值不变。 信号传输线路故障：信号传输线断路、短路或接触不良，使检测信号无法正常传输到显示仪表，显示仪表接收不到变化信号，流量显示固定。 3.（简答题）简述电磁流量计测量误差大的原因。 【答案】 原因： 流体特性改变：流体中含有大量气泡，改变了流体的导电特性；流体的电导率发生变化，超出电磁流量计的适用范围。 电极问题：电极被腐蚀、污染，导致电极与流体接触不良，影响感应电动势的测量。 安装问题：电磁流量计安装位置不当，如安装在管道的弯头、阀门附近，导致流体流速分布不均匀；安装方向错误，不符合使用要求。 4.（填空题）流量检测系统中，常用的流量检测方法有_______、_______、_______（列举三种） 【答案】差压式、速度式、容积式（质量式、电磁式等也可） 5.（简答题）简述超声波流量计在测量气体流量时，受哪些因素影响较大。 【答案】 气体特性：气体的温度、压力、密度变化会影响超声波的传播速度，从而影响测量精度；气体中含有杂质、粉尘或水蒸气，会使超声波发生散射、折射，干扰测量信号。 管道状况：管道的材质、内壁粗糙度、结垢情况影响超声波的反射和传播；管道的振动可能干扰测量。 安装和环境：安装位置不当，如在管道弯曲、变径处，会导致流速分布不均匀，影响测量；周围环境中的电磁干扰、强噪声影响测量信号的接收和处理 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$