热工测试技术试题及答案

一 填空 填空 1 仪表的灵敏度越高则 C A 测量精确度越高 B 测量精确度越低 C 测量精确度越不能确定 D 仪表的 线性度越好 2 造成测压仪表静态变差的因素是 B A 弹性模量 B 弹性迟滞 C 材料的泊松比 D 温度特性 3 请指出下列误差属于系统误差的是 C A 测量系统突发故障造成的误差 B 读书错误造成的误差 C 电子电位差计滑线电阻的磨损造成的误差 D 仪表内部存在摩擦和间隙等不规则变化造成的误差 4 用光学温度计测量物体温度 其示值 B A 不受测量距离的影响 B 是被测物体的亮度温度 C 不受被测物体表面光谱发射率的影响 D 不受反射光影响 5 仪表的灵敏度越高则 C A 测量精度越高 B 测量精度越低 C 测量精度不确定 D 仪表的线性度越好 6 表征仪表读书精密性的指标是 C A 灵敏度 B 线性度 C 分辨率 D 准确度 7 用金属材料测温热电阻下列说法正确的是 D A 金属材料的密度盐碱对测温越有利 B 金属材料的强度越高对测温越有利 C 金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D 金属纯度越高对测温越有利 8 热电阻测温采用 三线制 接法其目的在于 C A 使回路电阻为定值 B 获得线性刻度 C 消除连接导线电阻造成附加误差 D 使工作电流为定值 9 标准节流件的直径比 越小 则 D A 流量测量越准确 B 流量的压力损失越小 C 要求水平直管段越长 D 流量的压力损失越小 10 涡流流量输出 信号 B A 模拟 B 数字 C 电流 D 电压 11 将被测压差差换成电信号的设备是 C A 平衡容器 B 脉冲管路 C 压差变送器 D 显示器 12 过失误差处理方法通常为 B A 示值修正法 B 直接别除法 C 参数校正法 D 不处理 13 欲用多根热电偶测量某房间内平均温度 一般采用什么的热电偶布置方式 A A 并联 B 反接 C 串联 D 以上都不对 14 下列关于热电偶均质导体定律下列说法错误的 D A 热电极必须采用均质材料 B 只能用两种不同材料的均质导体构成热电偶 C 热电势与热电极温度分布无关 D 热电势与热电极的截面积有关 15 热力学温度的符号是 B A K B T C t D 16 准确度最高的热电偶是 A A S 型 B K 型 C J 型 D E 型 17 现有以下几种测温装置 在测汽轮机轴瓦温度时 最好选用 C A 镍铬一镍硅热电偶 B 充气压力式温度计 C 铂热电阻 D 铜 铜镍热 电偶 18 有一铂铑10一铂热电偶 设其 E 300 500 为 X E 500 250 为 Y E 250 0 为 z 则 C A X Y z B X Y z C X Y z D X Y z 19 被测量为脉动压力时 所选压力表的量程应为被测量值的 C A 1 5 倍 B 1 倍 C 2 倍 D 2 5 倍 20 用热电偶测量 o 以上的温度时 若与二次表相连接补偿导线极性接反 将使指示值 C A 偏高 B 正常 C 偏低 D 以上都不对 21 有一热电阻为一次元件的测温仪表 其示值比实际值偏低或指示不稳定 可能原因 A A 接线盒的接线端处有尘土或铁屑 B 电阻元件电阻丝断 C 电阻元件的连接导线短路 D 电阻元件的连接导线断路 2 2 填空填空 1 为使测量结果正确 要求测试系统有足够的灵敏度 线性度 滞后差要尽可 能小 2 测试系统的动态特性是一种衡量系统动态响应的指标 3 压力的测量方法有两种力学测量方法 电学测量方法 4 电阻应变片按其结构形式分为粘贴式和非粘贴式 5 常见的温度补偿法自补偿法和桥路补偿法 6 温度计分为两类接触式测温和非接触式测温 7 电阻温度计的最主要优点是稳定 灵敏具有较高的测温准度 8 比较适宜制作热电阻材料的主要有铂 镍 铜 9 三线补偿法是消除连接热电阻的导线电阻的一种常用方法 10 动态 气动 化学因素为热电阻的电偶测温的个性问题 与气流的流态 物理属性变化有关 11 温度场测试技术又称温度场显示技术 12 光机扫描方式有两种方式 即物扫描 和像扫描 13 热电阻温度计是通过测定热电阻的电阻值来推算温度的 14 测量热电阻的电阻值常常采用不平衡电桥 自动平衡电桥 15 热电阻的结构形式很多 一般由感温元件 绝缘管 保护管 接线盒四个 部分组成 16 辐射 就是由电磁波来传递能量的过程 17 热成像系统可分为 光机扫描 和 非光机电扫描 两种类型 18 平行光影仪可分为 投射式 和 非投射式 两种 19 探针流速计用于测量 气体流速 20 双光速光路 是目前激光测速中应用最广泛的光路形式 3 简答题简答题 1 热工测试技术的测量手段有哪几种 答 力学测量手段 电学测量手段 光学测量手段 1 2 3 2 液体压力计的基本测量原理是什么 答 利用工作液柱所产生的压力与被测压力平衡 根据液柱高度差来进行压力 测量的仪器 3 简要描述一下热力学第零定律 答 如果两个热力学系统中的每一个都与三个热力学系统处于热平衡 则它们 也必定处于热平衡 4 压阻效应现象是什么 答 硅 锗等半导体材料受到外力作用而产生应力时 其电阻率随应力的改变 而改变的现象 5 简述测量系统的动态特性 答 测量系统的动态特性是一种衡量测量系统动态响应的指标 表示被测对象 随时间的快速变化时测量系统的输出指示值是否能迅速准确的随被测物理量的 变化而变化 从而达到准确测量的目的 6 热工测试技术测量手段中 光学测量手段有什么优点 答 非接触测量 动态实时测量 场的测量 可视化技术 1 2 3 4 7 简述静态标定的目的是什么 答 静态标定的目的是确定传感器或测压系统的静态特性指标 即确定灵敏度 线性度 重复性及迟滞误差等 8 较为成熟的测温方法有哪些 答 有 利用物理热胀冷缩的物理性质测量温度 利用物体的热电效应测 1 2 量物体的温度 利用物体的导电率随温度的变化而变化的物理性质测量温度 利用物体的 3 4 辐射强度随温度变化而变化的物理现象测量物体温度 9 热电阻温度计测量中应注意什么问题 答 不应有附加电阻 用电阻温度计本身的电阻 温度关系推算温度 1 2 10 目前常见的温度测量变换有哪几类 答 温度的力学测量方法 温度的电学测量方法 温度的光学测量方法 1 2 3 11 电阻应变片的基本工作原理是什么 答 利用电阻应变片测量压力时 被测压力直接作用在电阻应变片内的弹性敏 感元件上 弹性敏感元件产生变形 变形导致弹性敏感元件上的电阻应变丝产 生应变从而改变应变丝的电阻值 将电阻应变片组成电桥电路 电桥输出与输 入的压力成一定关系的电信号 记录电信号从而达到测压的目的 12 温度测量的光学方法有哪些 答 基于热辐射原理的测温技术 利用不均匀的流场折射率变化的测温技 1 2 术 高温气体谱线变换技术 全息干涉法测量技术 3 4 四 综述题四 综述题 1 测量系统中系统误差 随机误差和粗大误差的来源 消除或减小这些误差的 方法 答 产生原因 主要由测量仪器 测量方法及环境条件所引起 消除方法 校 准法 随机误差指用同一仪器 当以同样仔细程度 在认为相同的条件下 对 同一个不变的量重复地进行多次测量时 每次测得的值都不完全一致 都有或 大或小或正或负的误差 可以通过增加测量次数 通过概率分析来降低随即误 差 粗大误差 指个别数值特别大或小的误差 引起原因 工作疏忽或外界的 突发干扰造成 因此必须剔除 1 根据专业知识进行判断 2 根据准则进 行判断 例如肖维勒准则 2 动态信号测量仪器实现不失真测量的条件 对于二阶测量仪器有什么要求 答 不失真的条件为 仪器对不同频率的正弦波 输出 输入幅值比保持不变 即幅频特性曲线是一与横轴平行的直线 仪器对不同频率的正弦波 时间延迟 一样 即相频特性曲线是一通过原点并具有负斜率的直线 对二阶系统的要求 为 阻尼比为 0 6 到 0 8 自然频率大于测量频率的 3 到 5 倍 3 简述高温气体温度测量的误差来源与消除措施 答 1 辐射误差 由于测量端与环境之间的辐射换热 引起测量端温度 Tj 偏离气流有效温度 Tg 的误差 通过加遮热罩 采用低黑度传感器 增强对流 换热来降低 2 速度误差 气流速度较大时 在温度传感器测点上动温不能 完全滞止造成测得的是有效温度而不是总温 通过测量传感器的实际复温系数 或采用总温热电偶 3 导热误差 由于测量端与传感器安装座之间的温差 使得测量端沿热电极及支杆导热而造成的测量误差 通过增加传感器的长径比 提高安装座温度 增强对流换热来降低 4 动态响应误差 由于热电偶本身 具有热惯性 所以热电偶测量端温度 Tj 的变化不但在时间上滞后于 Tg 的变化 而且在量值上也将偏离 Tg 其偏差 Tg Tj 即为热电偶的动态响应误差 通 过选用时间常数较小的热电偶来降低 4 简述压阻式压力传感器的工作原理 答 压电式压力传感器是利用压电效应工作的 压电效应 一些电介质材料在 一定方向上受到外力作用时 其表面会出现正电荷和负电荷 当外力去掉后 它们又重新回到不带电状态 能产生压电效应的材料称为压电材料 Q KF K 为压电系数 利用压电材料的压电效应把压力信号转换为电信号 以达 到测量压力的目的 5 简述中间温度定律 指出其在实际测量中的应用 答 在热电偶回路中 如果两个热电极都经过同一个中间温度 tn 则热电偶测 量的总热电势等于该热电偶的测量端温度 t 与中间温度 tn 之间的热电势与中间 温度 tn 与参考端温度 t0 的热电势的和 在实际测量中 若参考端温度和分度表 参考温度不一致 可以在测量得热电势的基础上附加参考端温度与分度表参考 温度的热电势 得到与分度表参考温度一致的热电势 通过查表得到测量温度 可以采用和热电偶热电特性在某一个温度范围内一致的其他材料来代替贵重热 电偶 6 什么是热电偶的连接导线 在实际测温中如何应用 答 在一定温度范围内 其热电特性与被连接的热电偶的热电特性相接近的连 接导线 称为该热电偶的补偿导线 实际应用中可以将热电偶参考端从温度波 动的地方 tn 延伸到温度稳定的地方 t0 节省贵金属材料 7 简述采用激光多普勒法测量气流速度的原理 答 若一粒运动着的微小颗粒穿过一束激光 只有当颗粒的运动速度垂直于入 射激光的传播方向时 它所感知的激光波长 频率 才与入射激光本身的波长 频 率 相等 若速度 v 在光的传播方向的投影与光速 c 同向时 微粒感知的波长就 偏长 反之则偏短 通过探测反射光的频率就可以测量气流的速度 8 简述热电偶的测温原理 答 热电偶是由两种不同材料的导体构成的回路 两种材料的连接点若处于不 同的温度 则该回路可以产生热电势 该热电势包括温差电势 一种材料两端 温度不同造成 和接触电势 两种材料的结合处 热电势的大小只取决构