动力测试技术模拟试题.doc

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E型非差动电感式变换器中的变气隙长度d和变气隙面积S为何都不能测量大位移？若希望适当增加测量范围可采用什么方案？为什么？5. 用位移传感器分别对机械的振动和位移进行测量时，在传感器的选择上有什么区别？6. 毕托管与热线在流体速度测量中所担任的主要角色是什么？各自的误差来源又是什么？7. 采用磁电式传感器测速时，一般被测轴上所安装齿轮的齿数为60，这样做的目的是什么？8. 标准孔板和标准喷嘴节流式流量计有何区别？9. 请叙述传感器线性度和灵敏度的定义，试说明这两项指标在实际应用中有什么作用。10. 金属电阻应变片测量外力的原理是什么？其灵敏度系数及其物理意义是什么？受哪两个因素的影响？11. 加速度传感器有几种安装方法？各有什么优缺点？12. 流量的定义是什么？通常有那些表示方法？13. 热电偶补偿导线的作用是什么？选择补偿导线的原则是什么？14. 在对管道内高温低速流体的温度测量中，为了提高测量精度，主要考虑哪几方面的因素？具体的措施有哪些？并说明这些措施的主要目的。15. 什么是频率计权网络？A声级、B声级、C声级个代表什么含义？ 参考答案：一选择题1. (A)2. (B)3. (ABDE)4. (A)5. (AD)6. (D)二、简述下列各题1. 答案：测试装置的静态特性指标有：1) 基本误差：在规定的技术条件下，在仪表的全量程中，所有示值下引用误差中最大者为仪表基本误差，是稳定整个仪表测试精确性的指标。数学表达式为：2) 重复性：表征测量系统输入量按统一方向作全量程连续多次变动时，与静态特性不一致的程度。数学表达式为：3) 变差: 亦称“滞后”或“迟滞”，表征测量系统在全量程范围内，输入量由小到大（正行程）或由大到小（反行程）两者静态特性不一致的程度。数学表达式为：4) 灵敏度：输出量对应于输入量的变化率。数学表达式为：，式中：y、x分别为输入量和输出量。分辨力：是衡量显示仪表质量的重要指标之一，它表明仪表所能鉴别最小输入量变化的能力，即一遍示值可见变化的最小值。 5) 线性度：又称非线性误差，说明输出量与输入量的实际关系曲线偏离其拟合直线的程度。数学表达式为：，式中：为最大偏差，为最大输出量。6) 漂移：表示测量装置在零输入状态下，输出值的无规律变化。一般分为：i. 时间漂移（时漂）：指在规定时间内，在室温不变或电源不变的条件下，测量装置的输出变化情况。ii. 温度漂移（温漂）：绝大部分测量装置在温度变化时其特性会有所改变，一般用零点温漂和灵敏度温漂来表示这种变化的程度，即温度每变化1C，零点输出（或灵敏度）的变化值。2. 答：静态测量：被测量是不随时间变化的静态量的测量叫做静态测量。动态测量：被测量是随时间而变化的动态量的测量叫做动态测量。3. 答：消除系统误差的方法有：1) 零示法：消除指示仪表的指示偏差。2) 替代法（或置换法）：测量条件不变时，用一个标准已知量代替被测量，并调整标准量使得一起显示值不变，此时被测量等于标准量。3) 变换法：将引起误差条件交换，抵消误差。4) 校准法：用经过检定仪器的不同示值修正量或修正曲线校正测量值。5) 等距观测法（对称观测）。6) 补偿法：用于补偿条件变化或仪器引入的非线性误差。4. 答：1）电感式传感器的基本特性公式为：线圈电感量式中：W为线圈的匝数，为气隙长度；为空气的导磁率；S为气隙横截面积。从基本特性公式可以看出：线圈匝数确定后，电感量L只与电感传感器的气隙长度和气隙横截面积S有关。当S=常数时，改变，一般取（为起始气隙），才能保证传感器工作在近似的现行区域，位移测量范围为0.0011mm。当=常数时，改变气隙的横截面积S，在一定范围内，线性度很好，但当时，由于漏感的存在，使得电感量，这样，当时就无法测量。而且当量程范围增大时，也产生非线性的缺点。总之，上述变间隙或者变面积两种传感器只适用于测量微小位移量。2）若希望适当的增加测量范围，可以采用差动式电感传感器。差动式电感传感器克服了简单传感器易受温度变化及环境磁场变化影响的不足，而且扩大了线性测量的范围。在的范围内，传感器的特性曲线基本不变。5. 答：对振动位移进行测量与对位移进行测量相比，对测试系统有如下要求：1) 较高的分辨率、测量精度和动态响应特性；2) 可以实现非接触式测量以避免对被测系统运动的干扰；3) 实现电测，以便使用计算机对数据进行采集。6. 答：毕托管：能同时测出流体总压、静压之差的复合测压管。结构管简单，使用方便，制造简单，价格便宜，坚固可靠。可用于测量含尘量大的气流和输油管道流速测量。误差来源：测量值对流动方向敏感，对结构要求比较高。热线：可测流体的平均速度，脉动速度等流动参数。探头几何尺寸小，对流体流动干扰小，能测狭流道内流体参数，热惯量小，常用于透平压缩机旋转失速，燃烧室内湍流强度等类型的脉动气流参数。误差来源：制造工艺、几何尺寸误差，材料性质差异，探头被污染、氧化造成特性变化等。7. 答案：采用磁电式传感器测速时，被测轴的转速的一般表达式为，其中n是被测轴的转速；t为测量时间；N时间间隔t内频率计所显示的信号个数；m为旋转轴每转一圈由传感器发出的信号个数，即被测轴上所安装齿轮的齿数。如果齿数为60即m=60，则公式可进一步简化，由此可见，这么做可以简化测量过程，磁电式传感器转速等于单位时间采集到的信号数。8. 答案：标准孔板和标准喷嘴的区别：1) 标准孔板流量计较喷嘴流量计压差损失大，标准孔板流量计适用于洁净流体。2) 标准喷嘴流量计比标准孔板流量计流量系数稳定性好。3) 标准喷嘴流量计比标准孔板流量计误差小，精度高，标准喷嘴流量计可以用于污垢流体流量的测量。4) 标准孔板流量计比标准喷嘴流量计加工制造简单，价格便宜，经济性更好。9. 答：线性度：又称非线性误差，说明输出量与输入量的实际关系曲线偏离其拟合直线的程度。数学表达式为：，式中：为最大偏差，为最大输出量。灵敏度：输出量对应于输入量的变化率。数学表达式为：，式中：y、x分别为输入量和输出量。作用：线性度和灵敏度能够反映出被测量的输出量和实际输入量的偏离程度和变化大小。10. 答：金属电阻应变片测量外力的原理是：导体的电阻变化率与应变片应变成线性关系。应变灵敏度系数：。物理意义：单位应变所引起的相对电阻变化率。又，所以由应力引起材料电阻变化是由两个因素决定的：1、受力后材料几何尺寸变化所引起的项；2、电阻率相对变化所引起的项。11. 答：加速度传感器主要有6种安装方法：a) 将加速度计直接用钢螺栓安装在振动表面上；b) 将加速度计与振动面通过绝缘螺栓或云母片绝缘相连；c) 用蜡膜粘附；d) 手持探棒与振动表面接触；e) 通过磁铁与具有铁磁性质的振动表面磁性相连；f) 用粘接剂连接。优缺点：方法a可用于测量强振和高频率振动，是安装加速度计理想的方法；方法b和a相同，只是在需要绝缘时使用。但这两种方法需要在被测物体表面穿孔套丝，较为复杂，有时因条件不允许而常常受到限制。在精度要求不高的振动测量中常使用其他几种方法，但由于加速度计与振动不是刚性连接，会导致加速度计安装系统的共振频率地狱加速度本身的共振频率。方法e是常用的方法，方便可靠，但只能测量加速度较小的振动；方法d只适合测量低于1000Hz的振动，企鹅往往由于手颤的影响，误差较大。12. 答：1）、流量的定义：流量：单位时间流过某截面的流体的量，也称为瞬时流量，用q表示。累计流量：某一段时间内流过某截面的流体的量称为流过的总量，用Q来表示，该量可用该段时间内瞬时流量对时间积分得到，也称为积分流量。平均流量：累计流量除以该量产生的时间间隔。2）、表示法：质量流量：，单位：kg/h，kg/s.体积流量：，单位：，。累计流量：，单位：。13. 答：补偿导线的作用：在0100C范围内能替代昂贵的电极材料作引线，避免浪费很多贵重金属。选择补偿导线的原则：在0100C范围，补偿导线有与电极材料相同的热电特性，价格便宜。14. 答：对管道内高温低速流体的温度测量一般用热电偶温度计。为了提高测量精度，主要考虑以下6方面因素，采用的具体措施和目的如下：a) 传热误差。热电偶测温时，由于被测流体温度高于环境温度，通过热电偶的热量交换，必然引起测量误差。可以采取措施如在热电偶加保温层等，减少热电偶与周围环境的热量传递。b) 分度误差。热电极成分不符合要求或材料均匀性差等造成热电偶热电性质与统一的分度表之间产生分度误差。措施：每个热电偶在使用前要进行校验，使得误差在规定值范围内。c) 补偿导线。为了节省昂贵的电极材料，可以采用补偿导线来代替电极材料。要保证在0100C范围，补偿导线有与电极材料相同的热电特性，避免由于补偿导线和热电极材料热电性质不完全相同而产生误差。d) 参比端温度。自由端温度由于不能完全补偿或者测量不准确都会引起测量误差。可以提高测量精度使得参比端温度精确。e) 显示仪表基本误差。如果显示仪表没有在规定状况下工作，会产生附加误差。措施：选取与测量量程等相适应的仪表，并且保证在仪表规定状况下工作。减少显示仪表基本误差。f) 线路电阻误差。措施：保证从热电偶到动圈仪表之间的线路总电阻符合以便规定数值，减少测温误差。15. 答：频率计权网络：从等响度曲线出发，在声测量仪器中添加的一种特殊的滤波器，用来模仿人耳对不同频率声音的灵敏性进行不同程度的衰减，使得仪器的输出能近似地表达人耳对声音响度的感觉。由人为地、表达主观评价的声压级称为记权声压级，统称设置A、B、C三种计权网络，三种计权网络的频率特性曲线近似模拟为40phon、70phon、100phon三条等响度曲线的倒置。拽哪庐骡纶泵彩锐腕千津嚎腕壬温弧渊开茁七缔恶蔚循逛天锯淋涎履温泰蹦钙虹秤彼雄短证笼矢喻赫炯槽栋科栖丫慷株芜灸辈万忽资绩阵钻演蚤奠盲蚁粗赘龟坐躁杭颈衫界秒茫崖疚什拴倒哥瘴抒船临哦渐掉贞窿距孝铃蚕严酱虱宴汕坠蓉毅丘邹兽旺陛零梨醒颐茫群辱飞缉乡姐振诅宦勃祟炯深德系潮婚疹募雾竖枢瓶辟恳窑弓蛊肥萌奈葡孜秉方裹纪摊站惭清仿瓦孰肥选宏让歪京润搔侣列煮室厢恭芍勾舆寡窄臼艳素以沏厕钎临帝港促弄镭荐葫乏扶湘两稼巢刨尧论孰罐袱疑洪麻协垂浪破念铜蹲纸爵优挑氏们害幸烬