测量提纲.doc

测量的概念：就是人们借助于专门的工具用试验和计算的方法把要求的被测量与其测量单位进行比较，以测量单位的倍数显示被测量的数值。测量三要素：测量工具、测量方法、测量单位测量仪表的基本组成：传感元件、变换元件、显示元件测量误差：测量值与真值的差异，绝对误差、相对误差（ 实际相对误差、示值相对误差、引用相对误差）测量系统的质量指标：精确度、允许误差、变差、灵敏度、分辨率、线性度、漂移测温仪表按测温原理分类：膨胀式温度计、压力式温度计、热电阻温度计、热电偶温度计、辐射式高温计1、热电偶测温原理？热电偶热电势的组成？利用物体的热电性质。接触电势、温差电势2、热电偶的三个基本定律及推论？ 均质导体定律，1）热电偶必须由两种不同性质的材料组成。 2）由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热电势，说明该材料不纯，是不均匀的。据此，可以检查热电极材料的 均匀性。中间导体定律，1）在热电偶回路中接入第三种(或更多种) 导体材料，只要接入的导体材料两端的温度相同，则对热电偶回路的热电势不产生影响。 2）如果两种导体a、b对另一种参考导体c的热电势为已知，则这两种导体组成热电偶的热电势是它们对参考导体热电势的代数和。中间温度定律，1）已知热电偶在某一给定冷端温度（t0）下进行的分度，只要进行一些简单的计算，就可以在另外的冷端温度（t1）下使用。 2）和热电偶具有相同热电性质的补偿导线可引入热电偶的回路中，相当于把热电偶延长而不影响热电偶应有的热电势。 3、标准化热电偶有哪些？各自特点？铂铑10-铂（s型），复制性好、测量精度高；价格贵、热电势小镍铬-镍硅（镍铝）（k型），测温范围较宽、热电势较大、et线性度好、价格适中；但长期使用后，镍铝氧化变质使热电特性改变影响测量精确度。镍铬康铜（e型），输出的热电势大,灵敏度高,价格低廉，适合在0以下测温。4、热电偶冷端温度补偿方法有哪些？各方法是如何补偿的？(例题和作业)因在实际使用时，冷端离热源很近，并且随着环境温度变化而变化，为测得真实温度，要对冷端温度进行补偿。冰点法，将热电偶冷端置于冰点恒温槽中,使冷端温度恒定在0时进行测温。计算法 (冷端温度校正法)，根据计算得到的热电势e(t，0)，通过查分度表可得被测温度值。（中间温度定律）。补偿导线法，在一定范围内(0100)，补偿导线具有和所连接的热电偶相同的热电性能。仪表机械零点调整法，将仪表的机械零点调至热电偶冷端温度t0处补偿电桥法（冷端温度补偿器），是采用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值，从而等效地使冷端温度恒定的一种自动补偿法。5、普通热电偶的构成热电极、绝缘管、保护套管、接线盒 热电阻温度计的组成，采用三线制的原因热电阻（电阻体、绝缘管和保护套管）、连接导线、显示仪表，可以消除引出线电阻的影响非接触式测温：利用物体辐射能随温度变化的性质，通过测量物体的辐射能或与辐射能有关的信号来实现温度测量1、光学、辐射、比色高温计的测温原理（理论依据）？光学：物体在高温状态下会发光，具有一定的亮度。 物体在波长下的亮度l和它的光谱辐射出射度m成正比。辐射：全辐射定律，比色：当温度变化时，物体的最大单色辐射出射度将向波长增大或减小的方向移动。使两个固定波长1和2下的光谱辐射出射度比值变化。因此，测出两者比值即可知被测温度。2、什么是亮度、辐射、比色温度？与物体真实温度的关系？在波长为的单色辐射中，若物体在温度t时的亮度l和全辐射体在温度ts时的亮度l0相等，则把ts称为被测物体在波长时的亮度温度。亮度温度总是低于物体真实温度的若物体在温度为t时的总辐射出射度与全辐射体在温度为tp时的总辐射出射度相等，则把tp称为实际物体的辐射温度。辐射温度总是低于物体真实温度的若温度为t的实际物体在两个波长下的光谱辐射出射度的比值与温度为tc的全辐射体在同样两波长下的光谱辐射出射度的比值相等，则把tc称为实际物体的比色温度。对于黑体和灰体， ttc； 对于一般物体 ， ttc。（多数金属：tct；非金属：tct） 弹性元件的类型：弹性膜片、波纹管、弹簧管（波登管）弹性元件的特性：弹性元件在负荷（压力、力或力矩）的作用下，产生相应的变形（位移或转角），此变形和负荷之间的关系称为弹性元件的弹性特性1、输出特性（弹性特性）2、刚度和灵敏度3、弹性迟滞：弹性元件在其弹性变形范围内，加负荷与减负荷时表现的输出特性不相重合的现象（看图）4、弹性后效：弹性元件加负荷或减负荷到某一数值时，弹性变形不能同时达到相应值，而是要经过一段时间后才能达到应有的应变量。（看图）电位器式压力传感器：把测压弹性元件的输出位移转化成微型电位器滑动触点的位移，从而把被测压力的变化变换成电阻值的变化，然后用动圈式仪表或电子自动平衡电桥来测量电阻值的变化。电感式压力（差压）传感器：在该传感器中，弹性元件受压后产生位移，位移可改变磁路中空气隙大小，或改变铁形芯与线圈之间的相对位置，从而使线圈的电感量发生改变，最终压力变化的信号转换成线圈电感量变化的信号。霍尔压力传感器：利用霍尔效应把压力作用下所产生的弹性元件位移转换成电势输出的传感器。电容式压力（差压）变送器：在电容式压力变送器中，电容器的可动极板是测压弹性膜片，它和固定极板之间形成一个可变电容。当被测压力发生变化时，弹性膜片便会产生位移，使电容器的固定极板和可动极板之间的距离发生变化，也就改变了电容器的电容量，从而会使压力信号转换成电信号输出。再将电容器加以电压，最后经过相应的电路，最终输出420ma的直流标准电信号。振弦式压力变送器：利用被测压力改变振弦的谐振频率来进行测量。测压仪表的安装和使用：1、取压口：应该与工质流速方向垂直，与设备内壁平齐，并且不要有凸出物和毛刺。 测流体压力引自管道截面的下部；测气体压力引自管道截面的上部2.取压管路：内径一般取713mm(对于水、蒸汽)，其长度不宜过长(60m)；不应有水平段敷设，以防聚集气泡(测液体时)和水柱(测气体时)。3. 附件：注意要保护仪表不受被测介质的损坏4、保证仪表与取压口要在同一水平上 对于未预先调整仪表机械零位的压力表，在使用中其读值应注意安装高度的液柱修正。测压仪表的选型：1、仪表种类的选择：（1）被测介质的性质、（2）对仪表输出信号的要求、（3）仪表的使用环境；2、仪表量程的选取；3、仪表精确度的选取1、常用的流量测量方法有哪些？差压式：节流变压降式：孔板 喷嘴 节流变截面：浮子 靶式 动压管式：毕托管 均速管）速度式：涡轮式 涡街式 电磁式 超声波式容积式：椭圆齿轮式 腰轮式 刮板式 质量式：科氏力2、节流式流量计由哪几部分组成，其测量原理是什么？组成：节流装置、压力信号传输管、差压仪表原理：对于一定形状和尺寸的阻力件，一定的测压位置和前后直管段，在一定的流体参数情况下，阻力件前后的差压与体积流量之间有一定的函数关系3、标准节流装置流体和管道条件:只适用于测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量，流体流经节流件前应达到充分紊流，流速为亚音速。组 成：标准节流件、取压装置、直管段4、常用的标准节流件和取压方式？标准节流件：标准孔板、标准喷嘴 取压方式：1）角接取压，2) 法兰取压，3)d-1/2d取压 5、涡街、电磁、超声波流量计的工作原理？涡街流量计：在流体中放置一个有对称形状的非流线型阻流体（漩涡发生体）时，从阻流体下游两侧就会交替产生两列有规则的漩涡（卡门涡街）。在一定的流量范围内漩涡分离的频率与管道内的平均流速成正比，与阻流体的宽度成反比。 电磁流量计：导电的流体介质在磁场中作垂直方向流动而切割磁力线时，会在管道两边的电极上产生感应电动势超声波流量计：1）传播时间法（时差法、相差法、频差法）：根据流体的流速不同，从而超声波传播的速度不同来测量流速的2）多普勒法：利用流体中固体微粒或气泡对超声波的散射所产生的多普勒频移来确定流体速度水位计指示的水位和实际重量水位的关系？重量水位：在汽包工作压力下，将汽包中的气相饱和蒸汽和液相饱和水全部按上、下分离，得到的一个汽水分界的平静液面。指示水位：各种水位计所测出的汽包水位值电接点水位计由哪两部分组成？原理及特点？组成：水位测量容器、电极、电极芯、水位显示灯及电源组成原理：根据汽和水的电导率不同测量水位的特点：电信号传送，迟延小；仪表无机械传动所产生的变差及刻度误差；信号可靠，受汽包压力和环境温度影响小；输出信号不连续，不能作为自动调节信号。推导出“水位-差压”转换公式。绘图推导：影响差压式水位计测量误差的因素是什么？ 如何影响的？改进措施？1平衡容器环境温度的变化 由于向外散热，平衡容器中的水温由上至下逐步降低，且不易测定。因而1的数值难以准确确定。若平衡容器的环境温度，则冷凝水密度1，平衡容器输出差压，使指示水位，指示带有负误差。可采取的改进措施： 对平衡容器及汽水连通管加保温(注意宽容器顶面不应保温，以产生足够冷凝水量)。理想方法是加装蒸汽加热罩2汽包工作压力的变化 w和s随汽包压力变化而改变，使差压式水位计的指示发生很大误差。汽包压力 p密度差(w-s) 输出的差压p (对应的指示水位值h)可采取的改进措施：（1）采用蒸汽罩补偿式平衡容器；（2）引入压力校正信号为什么用烟气中氧的含量来判断锅炉炉膛内过剩空气系数的大小？因为烟气中氧气含量与过剩空气系数有确定 (单值)的函数关系，且受燃料品种变化影响较小，所以通常用连续测量烟气中氧气含量的方法来了解过剩空气系数氧化锆氧量计的工作原理是什么？使用氧化锆氧量计时必须满足哪些条件？原理：氧化锆氧量计是利用氧化锆固体电解质作为传感器，在氧化锆固体电解质两侧附上多孔的金属铂电极，使其处在高温下，当两侧气体中的氧浓度不同时，在电极之间产生电势，称为氧浓差电势。此电势在温度一定时，只与两侧气体中的氧气含量有关。通过测量此电势，即可测得氧气含量条件：(1)氧化锆管应处于恒定温度下工作或在仪表线路中附加温度补偿措施以使输出不受温度影响，因为氧浓差电势与氧化锆管的工作温度成正比关系。氧化锆管的工作温度在600以上，但不得超过1200(2)氧化锆材料的致密性要好；氧化锆材料的纯度要高(3)使用中应保持被测气体和参比气体的压力相等(4)必须保证被测气体和参比气体都有一定的流速(5)二次仪表必须具有很高的输入阻抗(6)应对其进行线性化处理电涡流传感器安装使用注意事项安装两个邻近传感器时应保证传感头之间有足够的距离以防止交叉失真，一般应保留40mm的间隙。在径向轴承附近安装传感器时，传感器中心线与轴承座表面的距离应大于三倍传感头直径，同时避免把传感器安装在不显示任何振动的结点上。在安装传感器之前，保证螺纹孔中不能有异物，且螺纹良好。当把传感头拧入机架固定时，传感器引线应随传感头自由旋转，不应有扭力；传感器的托架应选择钢材等坚固件，且其共振频率应大于10倍的被测体转速。 被测物体的表面要光滑、平坦。非钢材被测体和小于三倍传感器直径的被测表面影响传感器输出特性。传感器出厂时使用45#钢标定，被测对象不符合规定时应重新标定（型号不同的钢材灵敏度误差小于10%）。应当保持传感器探头