热工测量仪表习题

第1章绪论思考题1．测量过程包含哪三要素？2．什么是真值？真值有几种类型？3．一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所组成?各部分有什么作用？4．仪表的精度等级是如何规定的？请列出常用的一些等级。5．什么是检测装置的静态特性？其主要技术指标有哪些？6．什么是仪表的测量范围及上、下限和量程？彼此有什么关系？7．什么是仪表的变差？造成仪表变差的因素有哪些？合格的仪表对变差有什么要求？8．有人想通过减小表盘标尺刻度分格间距的方法来提高仪表的精度等级，这种做法能否达到目的？9．用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级？可否用一台精度等级为0.2级，量程为0~25MPa的标准表来检验一台精度等级为1.5级，量程为0~2.5MPa的压力表？为什么？习题1．某弹簧管压力表的测量范围为0~1.6MPa，精度等级为2.5级。校验时在某点出现的最大绝对误差为0.05MPa，问这块仪表是否合格？为什么？2．现有两台压力检测仪表甲和乙，其测量范围分别为0~100kPa和-80~0kPa，已知这两台仪表的最大绝对误差均为0.9kPa，试分别确定它们的精度等级。3．某位移传感器，在输入位移变化1mm时，输出电压变化300mv。求其灵敏度。4．某压力表，量程范围为0～25MPa，精度等级为1.0级，表的标尺总长度为270°，给出检定结果如下所示。试求：（1）各示值的绝对误差；（2）仪表的基本误差，该仪表合格否？（3）仪表的平均灵敏度。被测压力p(MPa)0510152025示值X(MPa)0.14.9510.215.119.924.95.现有2.5级、2.0级、1.5级三块测温仪表，对应的测量范围分别为-100℃～＋500℃、-50℃～＋550℃、0℃～1000℃，现要测量500℃的温度，其测量值的相对误差不超过2.5％，问选用哪块表合适？6.有一台精度等级为2.5级、测量范围为0～10MPa的压力表，其刻度标尺的最小分格应为多少格？第2章测量误差分析与处理1.请分别从误差的数值表示方法、出现的规律、使用的条件和时间性将误差进行分类。2.何谓系统误差？系统误差有何特点？3.试举例说明系统误差可分为几类？如何发现系统误差？4.随机误差产生的原因是什么？随机误差具有哪些性质？5.为什么在对测量数据处理时应剔除异常值？如何判断测量数据列中存在粗大误差？6.对某一电压进行了多次精密测量，测量结果如下所示（单位为mV）：85.30，85.71，84.70，84.94，85.63，85.65，85.24，85.36，84.86，85.21，84.97，85.19，85.35，85.21，85.16，85.32，试写出测量结果表达式（置信概率为99.73%）。第3章接触式温度检测及仪表习题与思考题1．常用的温标有哪些？它们之间有什么关系？2．双金属温度计是怎样工作的？它有什么特点？3．热电偶测温原理是什么？热电偶回路产生热电势的必要条件是什么？4．采用热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿的方法有哪些？5．常用的标准化热电偶有哪些？各有什么特点？6．在热电偶测温电路中采用补偿导线时，应如何连接？需要注意哪些问题？7．简述手动电位差计的工作原理及使用方法。8．手动电位差计的测量电路只有一条支路，而电子电位差计的测量电路由两条支路组成（实际上是一个电桥电路）。为什么要采用这种形式？9．试述热电阻测温原理。并说明常用热电阻的种类及0R值为多少。10．画出热电阻与平衡电桥的三线制连接图。说明这种连接方式的优点。11．热敏电阻测温有什么特点？按温度系数分类热敏电阻可分为几种类型？12．试比较热电偶测温和热电阻有什么不同？（可以从原理、系统组成和应用场合三个方面来考虑）13．用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度，在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指示值为500C，而这时冷端温度为60C。试问实际温度应为多少？如果热端温度不变，设法使冷端温度保持在20C，此时显示仪表的指示值应为多少？14．现用一支镍铬-镍硅热电偶测某换热器内温度，其冷端温度为30C，而显示仪表机械零位为0C，这时指示值为400C，若认为换热器内的温度为430C，对不对？为什么？正确值为多少？15．如图1所示温度测量系统，已知Ct500，Ctc30，Ct200，对于下列情况求温度显示仪表的读数（C）：○1补偿导线，冷端补偿器和显示仪表使用正确；○2补偿导线接反，其他使用正确；○3补偿导线使用正确，显示仪表（包含冷端补偿器）错配成E型的；○4补偿导线，冷端补偿器和显示仪表都错配成E型的。图116．镍铬-镍硅热电偶与电子电位差计配套测温，热电偶自由端温度Ct420。如果不采用补偿导线而采用普通铜线进行热电偶与显示仪表之间的连接，设仪表接线端子处的温度为28C，求电子电位差计指示在385C时，由于不用补偿导线所带来的误差是多少？17．有一配镍铬-镍硅热电偶的电子电位差计，在测量过程中错配了铂铑-铂热电偶，此时仪表指示196C，问所测的实际温度是多少？此时仪表外壳温度为28C。18．一只分度号为100Cu的热电阻，在C130时它的电阻tR是多少？要求精确计算和估算。19．已知某负温度系数的热敏电阻，温度为0C时的阻值为6324。热敏电阻的材料常数KB2274。试求温度为100C时的电阻值及电阻的变化率。第4章非接触式温度检测及仪表习题与思考题1．辐射测温方法的特点是什么？常用的辐射式测温仪有哪几类？2．什么是光学高温计的亮度温度？它与实际被测温度有什么关系？3．光学高温计中的红色滤光片和灰色吸收玻璃的作用是什么？4．辐射温度的意义是什么？辐射高温计中的热电堆起什么作用?5．比色高温计与光学高温计和辐射高温计相比有何优点？6．说明红外辐射的特征，并分析红外测温仪的工作原理。7．为什么对高温计提出测量距离的要求？对光学高温计、辐射高温计和比色高温计的距离要求一样吗？为什么？8．用光学高温计测某炉膛内烟气温度，仪表示值Cts1300。若有效波长μm65.0，炉膛发射率05.07.0，求（1）炉膛内烟气的实际温度；（2）由的变化所引起的测温误差。9．用辐射高温计测量磨光的钢板的表面温度，钢板发射率85.0，计算当示值温度727pt℃和1727pt℃时钢板表面的实际温度；如果把发射率估计成68.0，求由此带来的测温误差。10．用比色高温计测得比色温度1927ct℃，比色光线波长分别为μm4.01，μm58.02，被测物体在相应波长下的光谱发射率分别为39.01，35.02，试确定被测物体的实际温度。第5章压力检测及仪表思考题与习题1.试述压力的定义。表压力、绝对压力、负压力（真空度）之间有什么关系？一般工业用压力表读出的是什么压力？2.测压仪表有哪几类？各基于什么原理？3.试分析影响液柱式压力计测量准确度和灵敏度的主要因素。4.弹性式压力计的测量原理是什么？常用的弹性元件有哪些类型？5.弹簧管压力表的弹簧管截面为什么要做成扁圆形或椭圆形的，可以做成圆形截面吗？6.试述弹簧管压力表的主要组成和测压过程。7.画出电容式压力（差压）变送器的变换过程示意图，并推导电容-差压转换关系式。8.简述扩散硅压力（差压）变送器的工作原理和特点。硅膜片上扩散电阻的位置怎样决定？9.简述压力表的选择原则。10.压力表与测压点所处高度不同时，如何进行读数修正？11.某容器的顶部压力和底部压力分别为-50kPa和300kPa，若当地的大气压力为标准大气压，试求容器顶部和底部处的绝对压力以及顶部和底部间的差压。12.用弹簧管压力表测量蒸汽管道内压力，仪表低于管道安装，二者所处标高为1.6m和6m。若仪表指示值为0.7MPa，试求蒸汽管道内的实际压力值。已知蒸汽凝结水的密度3/966mkg，重力加速度2/8.9smg。13.有一工作压力约为6.3MPa的容器，采用弹簧管压力表测量其压力，要求测量误差不大于压力示值的%1。试选择压力表的量程和精确度等级。14.某台空气压缩机的缓冲容器，其工作压力变化范围为0.9～1.6MPa，工艺要求就地观察容器内压力，且要求测量误差不得大于罐内压力的士5％，试选用一台合适的压力表（类型、量程、精度）。15.用10MPa量程的标准压力表来检定一只量程为10MPa、精确度等级为2.5级的工业压力表。问应选用何种精确度等级的标准压力表？若改用16MPa量程的标准压力表，则精确度等级又为多少?16.已知弹簧管压力表的温度系数E=0.0001，当仪表所处的环境温度为40℃,与设计环境温度20℃不同时，该压力表将产生温度附加误差。试求被测压力为650kPa时仪表的温度附加误差。17.现校验了三只2.5级，0～6MPa的弹簧管压力表，结果如下表所示。试分析各个表产生误差的原因，应如何调整才能交付使用?标准表（MPa）1.02.03.04.05.01号压力表读数（MPa）1.52.53.54.55.52号压力表读数（MPa）1.12.23.34.45.53号压力表读数（MPa）1.52.63.74.85.9第6章流量检测及仪表习题与思考题1．什么是流量和总量？有几种表示方法？相互之间的关系是什么?2．什么是流量检测仪表的量程比？当实际流量小于仪表量程比规定的最小流量时会产生什么影响?1．以椭圆齿轮流量计为例，说明容积式流量计的工作原理。容积式流量计的测量误差主要来源于什么?2．涡街流量计如何从结构方面保证产生稳定的“卡门涡街”？旋涡频率与哪些因素有关？对旋涡频率有哪几种检测方法？3．涡轮流量计的仪表常数的含义是什么？仪表常数的大小与哪些因素有关？4．超声波流量计的特点是什么?其测速方法有几种？7．用测一点的流速来测量管道内瞬时流量方法的前提是什么?测点的位置在管截面的什么位置上较好？8．说明电磁流量计的工作原理。电磁流量计使用中有何要求？9．对于下列左边的流量测量需求，请在右边选择最合适的流量测量仪表。①含杂质的导电液体流量A.科里奥利质量流量计②流速较低的清洁汽油流量B.转子流量计③微小的气体流量C.电磁流量计④流量变化不大，雷诺数较大的蒸汽流量D.容积式流量计⑤管道直径为25mm，密度易变的液体质量流量E.涡街流量计13.已知被测介质在工作状态下的体积流量为293h/m3，工作状态下介质密度为19.73kg/m，求流体的质量流量。14.已知某流量计的最大可测流量为（标尺上限）为40h/m3，流量计的量程比为10︰1，则该流量计的最小可测流量为多少？15.有一台椭圆齿轮流量计，某一天24小时走字数为120字。已知积算系数为1字/3m，求这天的物料量是多少3m？平均流量是多少hm/3？16.某一用水标定的转子流量计，满度值为1000hdm/3，转子密度为7.923/cmg，现用来测密度为0.7893/cmg的乙醇流量，其测量上限？若将转子换为密度2.8613/cmg的铝时，其测量上限？17.用超声波流量计测水的流量。已知管径D=150mm，超声波发射与接收装置之间的距离L=450mm，声波在水中的传播速度c=1500m/s，超声波频率f=28KHz。当流量为500m3/h时，试确定超声波在顺流和逆流中的传播时间差和相位差。第7章节流式流量计习题与思考题1.什么是标准节流装置？标准节流装置包括哪几个部分？我国的标准节流装置国家标准规定了几种节流件的形式？相应的取压方式是什么？2.为什么标准节流装置能在工业上得到广泛的应用？在使用标准节流装置时对流体、流动状态和管道都有哪些要求？3.如何从理论上推导出节流装置的流量公式？流出系数和可膨胀系数受哪些因素影响？压力损失与哪些因素有关？4.用标准节流装置对流体的流量进行测量，当流体参数偏离设计值时应如何进行校正？5.为什么标准节流装置的量程比只能是1:3～1:4？6.说明用标准节流装置测气、液、蒸汽的流量时，其取压口位置、信号管道的敷设特点。7.已知某节流装置最大流量100t/h时，产生的差压为40kPa。试求差压计在10kPa、20kP