热工测试计算题总结ppt课件.ppt

例 现镍铬 镍硅 分度号为K 热电偶测一高温 输出电势为EAB T TN 33 29mV 已知环境温度TN 30 求被测温度T 解 查表的EAB 30 0 1 2mV EAB T 0 EAB T 30 EAB 30 0 33 29 1 203 34 493mV 再查分度号为K的分度表得 T 820 时 EAB 820 0 34 095mV T 830 时 EAB 830 0 34 502mV T 820 34 493 34 095 34 502 34 095 830 820 829 7 热电势修正法举例 另 33 29mV查表对于800 3 1 例题 用分度号为K的镍铬镍硅热电偶及毫伏表刻度的显示仪表测量炉温 在自由端温度为 时 测得的热电势 问炉温为多少度 解 由 得 则根据插值法得 2 例1 若采用镍鉻 镍硅热电偶基本接法组成测温系统 数字式显示仪的量程为0 1000 精度为1级 被测温度在显示仪表上的示值为800 分析该系统的测温误差 根据以上分析 总误差 由各项误差组成 K分度热电偶误差 1 800 0 75 6 K分度热电偶补偿导线误差 2 0 15mV EK 10 0 0 4mV 利用插值公式对应的温度误差 2 3 8 同样 0 16mV的冷端补偿器误差 3 4 数字显示仪表误差 4 1000 1 10 3 例2某电阻炉温度在450 50 范围内波动 要求测量误差不超过 6 并能自动记录 试选配一套测温仪表满足上述要求 应写出测量元件名称 分度号 显示仪表名称 测温范围和准确度等 由温度范围 400 500 4 3 667 确定量程 0 700 根据量程 误差等选择测温元件 级K分度热偶误差 0 4t 2 8 E分度热偶误差 0 4t 2 8 超出测量误差舍去 K分度补偿导线误差 0 15mV 3 7 测温系统误差 X 3 8 显示仪表要求自动记录 电子电位差计 精度等级为 3 8 700 0 543 选择精度等级为0 5级K分度电子电位差计 4 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30 而显示仪表机械零位为0 这时指示值为400 若认为换热器内的温度为430 对不对 为什么 正确值为多少 解不对 因为仪表机械零位在0 与冷端30 温度不一致 而仪表刻度是以冷端为0 刻度的 故此时指示值不是换热器真实温度t 必须经过计算 查表 修正方可得到真实温度t值 由题意首先查热电势表 得实际热电势为实际温度t与冷端30 产生的热电势 即而查热电势表得t 428 6 由以上结果说明 不能用指示温度与冷端温度之和表示实际温度 而应采用热电势之和计算 查表得到真实温度 5 6 4右图所示为镍铬 镍硅 K 热电偶测温电路 热电极A B直接焊接在钢板上 V型焊接 A B 为补偿导线 Cu为铜导线 已知接线盒1的温度t1 40 C 冰瓶中为冰水混合物 接线盒3的温度t3 20 0 C 求 1 冰瓶的温度t2 2 将热电极直接焊在钢板上是应用了热电偶的什么定律 3 当Ux 29 9mV时 估算被测点温度tx 4 如果冰瓶中的冰完全融化 温度上升 与接线盒1的温度相同 此时Ux 27 3mV 再求tx 7 例1 有一节流式流量计 用于测量水蒸汽流量 设计时的水蒸汽密度为 8 93kg m3 但实际使用时被测介质的压力下降 使实际密度减小为 8 12kg m3 试求当流量计的读数为8 5kg s时 实际流量是多少 由于密度的变化使流量指示值产生的给出值相对误差为多少 解 当密度变化时 实际流量可按下式求得 kg s 相对误差为 8 2 准确度 例1 某压力表的量程为10MPa 测量值的允许误差为0 03MPa 则仪表的准确度等级为多少 解 0 03 10 100 0 3 精度等级中没有0 3级仪表 仪表的准确度等级为0 5级 例2 一台精度为0 5级的电桥 下限刻度值为负值 为全量程的25 该表允许绝对误差是1 试求该表刻度的上下限 解 量程为1 0 005 200 下限值为 200 25 50 该仪表刻度的上下限为 50 150 9 例题2 1 有一压力容器在正常工作使得压力范围为0 4 0 6Mpa 要求使用弹簧管压力计进行检测 并使测量误差不大于被测压力的4 试确定该表的量程和精度等级 解 10 例题2 1 有一压力容器在正常工作使得压力范围为0 4 0 6Mpa 要求使用弹簧管压力计进行检测 并使测量误差不大于被测压力的4 使确定该表的量程和精度等级 解 2 由题意 被测压力的允许绝对误差为 按照仪表准确度等级 可选取1 5级压力表 则压力表允许的相对误差 11 例题2 2 被测压力P 6 0Mpa 仪表环境温度为 40 弹簧管温度系数为10 4 要求测量值准确到1 试选择一个压力表 量程和精确度 解 I 求被侧值允许的绝对误差 III 温度附加误差大小 10 4 选择量程范围0 10MPa的压力表 II 由于被侧压力性质未知 为安全起见 被侧压力应不大于量程A的2 3 12 例题2 2 被测压力P 6 0Mpa 仪表环境温度为 40 要求测量值准确到1 式选择一个压力表 量程和精确度 解 IV 压力表允许基本误差 max V 压力表允许引用相对误差所以选取0 35级仪表 13 1 用差压变送器测量密闭容器的液位 设被测液体的密度 1 0 8g m3 连通管内充满隔离液 其密度 2 0 9g m3 设液位变化范围为1250mm h1 50mm h2 2000mm 三 举例 问 1 差压变送器的零点要进行正迁移还是负迁移 2 变送器的量程应选择多大 3 零点迁移后测量上 下限各是多少 14 解 P1 H h1 1gP2 h2 2g P P1 P2 H 1g h2 2g h1 1g H 1g Z0 1 零点负迁移Z0 2 900 0 05 800 10 103 17 6kPa 2 变送器的量程为H 1g 1 25 800 10 103 10kPa 3 零点迁移后测量上 下限为 17 6 7 6kPa 15 2 用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位 如图所示 已知被测液位的变化范围为0 3m 被测介质密度 900kg m3 毛细管内工作介质密度 950kg m3 变送器的安装尺寸为h1 1m h2 4m 求变送器的测量范围 并判断零件迁移方向 计算迁移量 当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时 问对测量有何影响 P0 0 16 解当不考虑迁移量时 变送器的测量范围应根据液位的最大变化范围来计算 所以 测量范围可选0 30kPa 如图所示 当液位高度为H时 差压变送器正 负压室所受压力p1 p2分别为 因此 差压变送器所受的差压为 由上式可知 当H 0时 p h2 0g 0 所以 应进行负迁移 其迁移量应为h2 0g 当差压变送器安装的高度改变时 只要两个取压法兰间的尺寸h2不变 其迁移量是不变的 17 3 如图示为吹气法测量液位的原理图 压缩空气经过定值器1 节流元件2 转子流量计3 最后由安装在容器内的导管下端敞口处逸出 当导管下端有微量气泡逸出时 倒罐内的气压几乎与液封压力相等 试问 1 用吹气法如何测量液位 2 利用吹气法测量液位的前提条件是什么 3 为保证供气量稳定 流经节流件的流体绝对压力P2与节流件前的流体绝对压力P1之比为多少 4 用吹气法测量液位时 当压力变送器的安装位置不能高于最高液位时 怎么办 5 吹气法测量液位时 对气源有何要求 6 吹气法不适宜测量何种液体 18 19 解 1 利用吹气法 可测出敞口容器内的液位高度 根据临界压缩比恒流原理 式中p 压力表显示的压力值 被测介质密度 如已知p g值即可测出H 2 吹气法测量液位的前提条件是使导管下端有微量气泡逸出 3 P2与P1之比应小于或等于临界压缩比 4 当压力变送器安装位置不能高于最高液位时 必须安装弯管 其高度必须超过最高液位 以防止被测介质进入变送器 5 为了防止吹气嘴直径产生变化 影响测量精度 吹气源应为无尘 无油 无水的干净气源 6 吹气法不适宜测量静压力较高的密闭容器的液位 20 4 生产中欲连续测量液体的密度 被测液体密度在 min至 max间变化 根据已学的测量压力及液位的知识 试考虑一种利用差压变送器来连续测量液体密度的方案 并请回答下列问题 1 变送器的量程应如何选择 2 迁移量时多少 3 列出仪表输出信号p出与液体密度 之间的关系式 21 解如图 所示 设计一开口溢流容器 且负压室加一密度为 0的标准液柱 1 变送器的量程 2 当被测液体密度最低时 变送器正 负压室压力p p 分别为 于是迁移量 p 这P P H ming h0 0g 当P P 0时 迁移量为零 无迁移 当P P 0时 为负迁移 迁移量为 H ming h0 0g 22 用这种方法测量液柱密度时 因被测液体的密度一般变化较小 往往选用小量程变送器 所以 正迁移量较大 容量可能超过变送器允许的最大迁移量 故在负压室侧加一标准液柱 尽量使迁移量为零 3 设 23 2 用单法兰电动差压变送器来测量敞口罐中硫酸的密度 利用溢液来保持罐内液位H恒为1m 如图所示 已知差压变送器的输出信号为4 20mA 硫酸的最小和最大密度分别为 min 1 32g cm3 max 1 82g cm3 试问 1 差压变送器的测量范围 2 若要提高仪表的灵敏度 怎么办 3 如不加迁移装置 可在负压侧加装水恒压器 如图虚线所示 以抵消正压室附加压力的影响 请计算水恒压器所需高度h 作业 1 P1345 2 24 3 如图所示 用双法兰电动差压变送器测量闭口容器的液位 已知被测介质的密度 0 0 95g cm3 h1 50cm h2 2m h3 40cm h4 100cm 试求 1 仪表的量程 2 是否需要迁移 迁移量为多少 25 思考题 用电子电位差计配热电偶 假定其热电特性是线性的 进行温度测量 室温为20 仪表指示300 问此时测量桥路输出的电压等于下列情况中的哪一种 第一种情况 热电偶在300 时的电势 第二种情况 热电偶在280 时的电势 第三种情况 等于0 第二种 26 某厂用热电偶测温 未用补偿导线而用普通电线 接线图如下 试问 1 若动圈表未加电时指示为0 那么 在图示情况下动圈