化工仪表及自动化习题集.docx
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化工仪表及自动化习题集
1、过程控制系统是由______、______、______和______等环节组成。
1题、（4分）回答要点：
①控制器②执行器③测量变送④被控对象
7．描述控制系统的品质指标的参数有、和等。
7题、（4分）回答要点：
①最大偏差②衰减比③余差
9．仪表自动化标准中，气动仪表标准信号范围是；电Ⅱ型标准信号范围是；电Ⅲ型标准信号范围是。
9题、（4分）回答要点：
①0.02～0.1Mpa②4～20mA
7.热电偶的热电特性与___________________________________有关，与
__________无关。
7题、（5分）回答要点：
①热电偶材料、两接点温度②热电偶的几何尺寸。
4.控制对象的干扰通道的动态特性对过渡过程的影响是:
干扰通道的时间常数愈大,对被控变量的影响;干扰通道容量滞后愈多,则调节质量;干扰通道的纯滞后对调节质量。
4题、（4分）回答要点：
①影响小②变好③无影响
6、?
?
热电偶温度计中常用的冷端温度补偿方法有、、
、、五种。
6：
公式计算法、冰浴法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法、补偿热电偶。
1、?
?
检测仪表的基本组成有、和三个部分。
1：
测量、传动放大、显示。
4、?
?
描述对象特性的三个参数是、和。
4：
放大系数、时间常数、滞后时间
3、弹簧管压力表是利用产生____________与被测压力相平衡来测量的。
3题、（4分）回答要点：
①弹簧管②位移
8、电容式差压变送器的测量部分是先将转变成，然后再变成8题、（4分）回答要点：
①差压②位移③电容变化量
1.测量时环境温度的改变造成的误差属于（B）A.疏失误差B.随机误差C.系统误差D.基本误差）。
2.某温度计刻度范围为0～600℃，通过检定，在整个刻度范围内，最大基本误差为±7.2℃，按国家工业仪表的规定，该温度计的精度等级为（C）A.1.0级B.1.2级C.1.5级D.2.0级））。
3.通常称K分度热电偶指的是下列何种热电偶?
（C）A.铂铑10—铂B.铂铑30—铂铑C.镍铬—镍硅6D.铜—铜镍
4.在热电偶测温系统中，如果补偿导线型号正确而和热电偶冷端极性接反，则会使指示温度比正确的测量值（B）。
A.偏高B.偏低C.不受影响D.不同型号情况不同。
5.用光学高温计测量实际物体的温度时，所测得结果是物体的亮度温度，它和
物体的真实温度相比（C）。
A.亮度温度低于真实温度B.亮度温度高于真实温度C.亮度温度等于真实温度D.因不同物体而或高、或低
6.某压力表标尺范围为0～25Mpa，要求其测量误差不超过±0.1Mpa，则此表的精度至少是（D）A.0.2级B.0.3级C.0.4级D.0.5级。
7.为了减小云母水位计的指示误差△H，应该（A）A.缩短云母水位计的汽水连通管高度LB.加长云母水位计的汽水连通管高度LC.将云母水位计中心线的安装位置等于汽包中心线D.将云母水位计中心线的安装位置偏高于汽包中心线约△H值
8.超声流量计是属于（B）A.容积式流量计C.差压式流量计）。
B.速度式流量计D.阻力式流量计）。
9.以下常见的各种弹性元件中，测量范围最大的是（D）A.波纹膜C.波纹管B.挠性膜D.单圈弹簧管
10.目前在火力发电厂中大量使用的1151系列差压（压力）变送器，其结构及原理是属于（D）。
A.力平衡式压力变送器B.扩散硅压力变送器C.霍尔式压力变送器D.电容式压力变送器
11.为维护电网周波不变，应及时调节火电厂汽轮机的转速，使其维持在（C）。
A.2000转/分C.3000转/分B.2500转/分D.4000转/分
1、在管上安装孔板，如果方向安反会造成（C）
A差压计倒指示B差压计变大C差压计指示变小
2、转子流量计中的流体流动的方向是（B）
A自上而下B自下而上C自上而下和自下而上都可以
3、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
4、转子流量计中转子上下的压差由（C）决定.
A流体的速度B流体的压力C转子的重量D转子的结构
5、涡轮流量变送器应（B）安装。
A垂直B水平C倾斜45度D随便安装
6、某涡轮流量计和某涡街流量计均用常温下的水进行标定。
当用它们来测量液氨的体积流量时，（B）
A均需进行粘度和密度的修正
B涡轮流量计需要进行粘度和密度的修正，涡街流量计不需要
C涡街流量计需要进行粘度的修正，涡轮流量计不需要
7、下列哪种元件不是节流元件（D）
A孔板B文丘里管C喷嘴D叶轮
8、不同测量范围的1151差压变送器是由于测量膜片的（A）
A厚度不同B材料不同C直径不同
9、如果压力表的使用范围低于它量程的1/3则（C）
A因压力过低仪表没有指示B精度等级下降C相对误差增加
10、调节阀的填料在高温（+450～+600℃）下，不能使用（A）
A四氟填料B石墨填料
11．反应电阻元件两端的电压与电流、电阻三者关系的定律是（C）。
A：
基尔霍夫B：
焦耳定律C：
欧姆定律D：
全电路定律
12．将电流表扩大量程，应该（B）。
A：
串联电阻B：
并联电阻C：
混联电阻D：
串联电容
13．对称三相电源星形连接时，线电流等于（A）。
A：
相电流B：
相电流的倍数C：
额定容量除以额定电压D：
2倍相电流
1.在管道上安装孔板时，如果将方向装反了会造成：
（B）
A.差压计倒指示；
B.差压计指示变小；
C.差压计指示变大；
D.对差压计指示无影响。
2.调节系统的稳定性是对调节系统最基本的要求，稳定调节过程的衰减率ζ应是：
（C）
A.ζ=0B.ζ<0C.0<ζ<1D.ζ=1
3．调节系统中调节器正、反作用的确定是根据：
（B）
A．实现闭环回路的正反馈。
B．实现闭环回路的负反馈。
C．系统放大倍数恰到好处
D．生产的安全性。
4.以下流量系统采用的仪表及投运方法，哪一条理解不够全面（A）
A.开停灌隔离液的差压流量计的方法同一般差压流量计的启停方法。
B.差压法测流量采用开方器，一是为了读数线性化，二是防止负荷变化影响系统的动态特性。
C.流量调节系统一般不采用阀门定位器。
D.流量调节系统仅采用PI调节器，不采用PID调节器。
5.定值调节系统是（）环调节，前馈系统是（B）环调节。
A．开，闭
B．闭，开
C．开，开
D．闭，闭
6．设制分程调节系统的目的是（C）
A．为了满足工艺的特殊要求
B．扩大可调比
C．为了满足工艺的特殊要求，扩大可调比
7．自动调节系统中实现无扰动切换应满足（A）的条件。
A.调节器的输出电流等于遥控给定电流
B.调节器的输出电流不等于遥控给定电流
C.调节器的输出电流等于调节器给定电流
8.在节流装置的流量测量中进行温度。
压力等修正是修正什么误差（C）
A.疏忽误差
B.偶然误差
C.系统误差
9.一线性调节系统的稳定性（稳定或不稳定）取决于：
（B）
A.干扰作用的形式及强弱。
B.系统本身的结构及参数。
C.干扰作用的形式、强弱和系统本身的结构、参数。
10.如果甲乙两个广义调节对象的动态特性完全相同（如均为二阶对象），甲采用PI作用调节器，乙采用P作用调节器。
当比例带的数值完全相同时，甲，乙两系统的振荡程度相比（A）
A.甲系统振荡程度比乙系统剧烈。
B.乙系统振荡程度比甲系统剧烈。
C.甲，乙两系统的振荡程度相同。
1反馈调节系统（）闭环系统（C）。
习题举例：
A.不一定是B.肯定不是C.肯定是D、无法判断
2恒值调节系统、程序调节系统、随动调节系统是按什么来划
分的（C。
A.按自动调节系统的结构B.按自动调节系统的特性
C.按给定值变化的规律D.调节系统的结构
.3调节器的比例度和积分时间正确说法是（B）。
A.比例度越大,比例作用越强B.积分时间越小,积分作用越强
C.比例度越大,比例作用越弱,积分时间越大,积分作用越强
D.比例度越小,比例作用越弱,积分时间越小,积分作用越弱
4．调节器加入微分作用是用来（C）。
A.克服对象的纯滞后B.克服对象的惯性滞后
C.克服对象的惯性滞后和容量滞后D.克服对象的容量滞后
5．双金属温度计的感温元件，测量温度时必须是（B）
A浸液1/2；B全部浸液；C浸液2/3；D浸入任何长度
6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．测量仪表的信号
7.对调节系统最不利的干扰作用是（B）．
A.阶跃干扰；B．尖脉冲干扰；
C.宽脉冲干扰；D．随机干扰
8．1.5级仪表的精度等级可写为：
（A）
A.1.5级B.+（-）1.5级C.+1.5级D.1.5
.9下列不属于节流装置的是（D）。
A、孔板；B、喷嘴；C、长径喷嘴D、阿纽巴管
10．温度越高,铂、镍、铜等材料的电阻值越（A）。
A.大B.小C.不变D.不一定
1.什么是本质安全型防爆仪表？
采用本质安全型防爆措施的仪表称为本质安全型防爆仪表，也称安全火花型防爆仪表。
2.什么是闭环控制系统？
闭环系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统。
3.什么是开环控制系统？
开环控制系统是指只有顺向控制而没有反向联系的控制系统。
4.什么是差压式流量计？
差压是流量计也叫节流式流量计，是利用流体流经节流装置所产生的压力差而实现流量测量的。
5.什么事标准节流装置？
标准节流装置是差压是流量计的核心，通常包括三个环节：
标准节流件、符合标准的取压装置以节流件前后的直管段。
6.什么事膨胀式温度计？
膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。
7.什么事热电阻温度计？
热电阻温度计是由热电阻（感温元件），显示仪表（不平衡电桥或平衡电桥）以及连接导线所组成。
8.什么是模拟式控制器？
模拟式控制器，是指所传送的信号形式为连续的模拟信号的控制器。
9.什么是电磁式控制器？
接触器是用来频繁地接通或断开电动机或其他负载主电路的一种控制器。
10.什么是主令电器？
主令电器是用来闭合和断开控制电路，用以控制电力拖动系统中电动机的启动、停车、制动以及调速等。
1.敏感元件:
直接影响被测变量,并将它转换成适于测量形式的元件或器件.
2.变送器:
输出为标准信号的传感器
3.调节阀:
由控制信号调整流体通路的口径,以改变流量的执行器.
4.精度:
反映误差大小的术语,精度越高,误差越小.
5.灵敏度:
仪表在稳定状态下输出的变化量与最小输入的变化量之比值.
6.测量上限:
仪表能按规定精度进行测量的被测变量的最高值.
7.真空度:
当绝对压力低于大气压力时，大气压力减去绝对压力所得之差称为真空度.
8.报警器:
用声、光或两者同时显示不正常状态，以引起人们注意的仪表.
9.调节器:
根据被测参数的测量值与给定值的偏差，以一定的规律运算以后，向执行器发出调节信号，使被调参数稳定在给定值上的仪表设备.
10.数字调节器:
以微处理机为核心器件的新型调节器
11.反馈:
把对象的输出量送到输入端并与输入量进行比较的过程称为反馈.
12.调节阀的流通能力:
当调节阀全部打开，阀门前后压力差为0.1MPa，流体重度为1t/m3时，每小时所通过流体的立方米数
13.热电效应:
把两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，如果将两个节点分别置于温度不同的热源中，则在该回路中产生热电动势，这种现象叫热电效应.
14.工艺流程图:
描述从原料投入到生产出产品的全过程示意图.
15.调制器:
把直流信号转换为交流信号的器件.
16.闭环控制系统：
控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统
17.定值控制系统：
设定值是固定不变的闭环控制系统
18.随动控制系统：
设定值是一个位置变化量的闭环控制系统称为
19.程序控制系统：
设定值是一个按一定时间程序变化的时间函数的闭环控制系统
20.开环控制系统：
控制器与被控对象只有顺向控制而没有反向联系的控制系统
1.自动控制系统由哪几个环节组成？
可分为哪几类分类？
自动控制系统主要由：
控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成
按控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统。
按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
2.检测误差及检测仪表的性能指标有哪些？
性能指标：
绝对误差，相对误差，允许误差，精度，灵敏度，灵敏限，指示变差，线性度，反应时间
3.简述全开放集散控制系统（DCS）的特点及基本组成。
特点：
高可靠性，开放性，灵活性，易于维护，协调性，控制功能齐全。
组成：
由过程控制级和过程监控级组成。
4.简述串级控制系统的组成结构。
串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。
前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。
副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
5.被控变量的选择原则是什么？
1，被控变量能代表工作操作指标或能反应工艺的操作状态，是重要的变量
2，能频繁控制，以维持被控变量的恒定而不受干扰
3，进来采用直接指标作为被控变量。
直接指标信号无法获取，或其测量信号滞后很大时，可选择与之间有单值对应关系的间接指标作为被控变量
4，被控变量应比较容易测量，并具有小的滞后和足够大的大的灵敏度
5，应考虑工艺合理性和国内仪表产品现状
6，被控变量时独立可控的
6.操纵变量的选择原则是什么？
1，要构成的控制系统，其控制通道特性应具有适当大的放大系数、比较小的时间常数及尽可能小的纯滞后时间。
2、系统的主要扰动通道特性应该具有尽可能大的时间常数和尽可能小的放大系数。
3、考虑工艺上的合理性，如生产负荷直接关系到产品的质量，就不宜选为操纵变量。
7热电偶为什么要进行冷端温度补偿？
有哪些冷端温度补偿方法？
原理是什么？
①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。
但实际中热电偶冷端温度不等于零，且经常波动，这必然造成输出减少，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。
②热电偶常用的冷端温度补偿方法有：
冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶
③
✍?
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冰浴法：
用冰槽使t0保持零度。
✍?
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计算法：
EAB（t，0）＝EAB（t，t0）＋EAB（t0，0）
✍?
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仪表零点调整法：
将仪表的机械零点调到t0
✍?
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补偿电桥法：
用电桥产生EAB（t0，0）与EAB（t，t0）叠加，即可消除t0变化对测量的影响。
✍?
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补偿热电偶：
用与测量热电偶同型号的热电偶进行补偿，用于多支热电偶。
8.在控制系统应用中，有哪些基本控制规律和组合控制规律？
写出各自的表达式？
它们各应用在什么场所？
①在控制系统应用中，基本调节规律有：
P、I、D，基本组合调节规律有PI、PD、PID。
②
③
P：
自衡能力强，滞后小的对象且控制质量要求不高
PI：
对象滞后小，负荷变化幅度大，要求无差
PD：
一阶滞后较大允许有余差的对象
PID：
负荷变化大，容量滞后大，被控变量变化缓慢，质量要求高。
9.比较电子电位差计与电子平衡电桥在测量原理和结构上有哪些异同点。
原理的相同点：
都是利用滑动触点位置的变化来反映被测温度的大小。
结构的相同点：
放大器、可逆电机、同步电机、传动机构
结构的不相同点：
检测元件、测量桥路。
原理的不相同点：
10.从保证控制质量的角度，控制阀设计中应考虑哪几个方面？
阀的理想流量特性有哪几种形式？
①控制阀的设计应考虑：
阀口径的选择、气开气关形式的选择和流量特性选择。
②理想流量特性有4种形式：
1）?
直线特性2）?
等百分比特性3）?
快开特性
4）?
抛物线特性
一、简答题
1、生产过程中的数据记录仪，试验数据记录仪以及数据处理应当遵循什么原则。
答；有效数字原则
2、什以叫基本误差和附加误差？
答：
基本误差是仪表在规定的参比工作条件下，即该仪表有标准工作条件下的最大误差。
附加误差是仪表在非规定的工作条件下使用进另外产生的误差。
3、1151变送器中的测量膜片是金属平膜片，但为什么它的特性是线性的？
答：
1151变送器中的测量膜片都是金属平膜片，平膜片形状简单，加工方便，但压力和位移的特性是非线性的，只有在下列情况下对是线性的：
膜片的位移远小于膜片的厚度时；膜片在安装时，把它绷的很紧，使其具的初始张力，则在一定范围内，压力和位移也是线性的。
4、当变送器出现故障时，为了生产的安全起见，有时需要变送器的输出固定在某一值上，如果要故障时输出为20mA以上，则如何在手操终端上设定？
答：
将手操终端的通信线接入变送器回路，并打开电源，按“MENU”，再连续按“INC”直至显窗上出现“9”，BURNOUT，然后进行设定。
5、什么远传输出及内藏显示计显示模式？
如何设置？
答：
变送器一般有两个输出：
一个是4~20mA远传输出，它通常远传至记录指示仪或计算机控制系统；另一个是就地输出，通常在变送器内藏显示计上显示。
由于差压变送器一般是和节流装置配套测量流体流量，而流量和差压量平方关系，所以不论是远传输出还是内藏显示计，都有线性和平方根两种模式。
6、法兰式变送器安装时，为什么一定要选择周围环境温度比较恒定的地方？
答：
法兰式变送器和普通变送器不同，它的毛细管、法兰膜盒是一个密封系统，相当于一个大温包。
当周围环境温度发生变化时，系统内的填充液就会膨胀或收缩，从而引起系统的压力变化，它作用变送的敏感元件，使仪表产生附加误差。
而在一般变送器中，引压管不是密封系统，它由温度变化而引起的压力变化，可以由介质扩散到工艺流程，因而不影响仪表的输出。
7、如何检查氧气压力表内有无油脂？
答：
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具内，如水面上没有彩色的油脂，即可认为没有油脂。
8、某厂氨罐上的压力表坏了，一时找不到合适的氨用压力表，能否有一般的工业压力表替？
答：
不能代用。
因为氨用压力表的弹簧管是由耐氨腐蚀的材料制成，在仪表背面还有个安全阀，而一般的工业压力表不耐氨腐蚀,且都没有安全阀,所以不能代用。
9、电接点压力表在检定时有些什以特殊要求？
答：
电接点压力表在检定时除了要检查示值精度外，还需：
（1）检查压力表的电器部分与外壳之间的绝缘电阻，一般不应小于20MΩ（工作压力500V）；
（2）应检定信号误差。
10、在校验压力表时，先固定被校表表示值再读标准表，还是先固定标准表表示值读被校表呢？
答：
按规定，先把标准表的指标固定在所要输入的刻度值上，然后读被校表示值，算出仪表误差和变差，但由于标准表的精度高，分格细，容易读准，所以校验时先把被校表的指针固定的刻度线上，然后读标准表示值，也是常采用的校验方法，其结果是一样的。
二、简答题
1、均匀控制系统和一般控制系统的异同点有哪些？
怎样实现均匀控制？
）回答要点：
答：
①均匀控制系统和一般控制系统的相同点：
结构相同；不同点：
目的和特点不同，其目的是为了解决前后工序的供求矛盾，使两个变量间能互相兼顾和协调操作，特点是使两个互相联系的变量都在允许的范围内缓慢地变化。
②均匀控制的实现可以从以下2方面来做：
1）调节规律上采用P或PI，而不采用D调节，2）参数整定上比例度从小到大整定，且比例度（和积分时间）都较大。
?
2、从保证控制质量的角度，控制阀设计中应考虑哪几个方面？
阀的理想流量特性有哪几种形式？
答：
①控制阀的设计应考虑：
阀口径的选择、气开气关形式的选择和流量特性选择。
②理想流量特性有4种形式：
1）?
直线特性2）?
等百分比特性3）?
快开特性
3、1151变送器中的测量膜片是金属平膜片，但为什么它的特性是线性的？
答：
1151变送器中的测量膜片都是金属平膜片，平膜片形状简单，加工方便，但压力和位移的特性是非线性的，只有在下列情况下对是线性的：
膜片的位移远小于膜片的厚度时；膜片在安装时，把它绷的很紧，使其具的初始张力，则在一定范围内，压力和位移也是线性的。
4比较电子电位差计与电子平衡电桥在测量原理和结构上有哪些异同点。
答：
原理的相同点：
都是利用滑动触点位置的变化来反映被测温度的大小。
结构的相同点：
放大器、可逆电机、同步电机、传动机构
结构的不相同点：
检测元件、测量桥路。
原理的不相同点：
5、什么远传输出及内藏显示计显示模式？
如何设置？
答：
变送器一般有两个输出：
一个是4~20mA远传输出，它通常远传至记录指示仪或计算机控制系统；另一个是就地输出，通常在变送器内藏显示计上显示。
由于差压变送器一般是和节流装置配套测量流体流量，而流量和差压量平方关系，所以不论是远传输出还是内藏显示计，都有线性和平方根两种模式。
6、从保证控制质量的角度，控制阀设计中应考虑哪几个方面？
阀的理想流量特性有哪几种形式？
答：
①控制阀的设计应考虑：
阀口径的选择、气开气关形式的选择和流量特性选择。
②理想流量特性有4种形式：
1）?
直线特性2）?
等百分比特性3）?
快开特性
7、如何检查氧气压力表内有无油脂？
答：
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具内，如水面上没有彩色的油脂，即可认为没有油脂。
8热电偶为什么要进行冷端温度补偿？
有哪些冷端温度补偿方法？
原理是什么？
答：
①因为各种显示仪表和热电偶分度表都是在热电偶冷端温度为零的时候做出的。
但实际中热电偶冷端温度不等于零，且经常波动，这必然造成输出减少，所以要进行热电偶的冷端温度补偿。
②热电偶常用的冷端温度补偿方法有：
冰浴法、公式计算法、仪表机械零点调整法、电桥补偿法和补偿热电偶
③
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冰浴法：
用冰槽使t0保持零度。
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计算法：
EAB（t，0）＝EAB（t，t0）＋EAB（t0，0）
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仪表零点调整法：
将仪表的机械零点调到t0
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补偿电桥法：
用电桥产生EAB（t0，0）与EAB（t，t0）叠加，即可消除t0变化对测量的影响。
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补偿热电偶：
用与测量热电偶同型号的热电偶进行补偿，用于多支热电偶。
、9、电接点压力表在检定时有些什以特殊要求？
答：
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