热工测量仪表习题

1、二.简答1.简述测量方法的分类答：测量方法按测量结果的获取方式来分，可分为直接测量法、间接测量法和组合测量法；按被测量与测量单位的比较方式来分，测量可分为偏差测量法，微差测量法与零差测量法；按被测量在测量过程中的状态来分，测量又可分为静态测量方法和动态测量方法。2.热工测量仪表按其功能件可以分成哪些?各部件的功能是什么?答：热工测量仪表按其功能可以分为：感受件，显示件，传递件。其中感受件直接与被测对象相联系，感受被测量的量值，并将感受到的被测量信号转换成相应的信号输出。而显示件最终是通过它向观察者反映被测量的变化，其功能可以分为：显示被测量瞬间值；记录被测量随时间变化；显示被测量对时间的积分结

2、果；反映被测量是否超过允许限值；根据被测量与规定值的偏差情况，发出对被测对象进行调节的信号。传递件的功能如下；单纯起传递作用；将感受件输出的信号放大，以满足远距离传输以及驱动显示，记录装置的需要；为了使各种感受件的输出信号便于与显示仪表和调节装置配接，要通过传递件转换成标准化的统一信号。 3什么叫测量?答：测量就是通过实验的方法把被测量与其所采用的同一种类的单位量进行比较，求出其数值的过程。 4什么叫测量仪表?答：被测量与其单位用实验方法进行比较，需要一定的设备，它输入被测量，输出被测量与单位的比值，这种设备就叫测量仪表。 5什么叫测量结果的真实值?答：测量结果的真实值是指在某一时刻、某一位置

3、或某一状态下，被测物理量的真正大小。一般把标准仪器所测量的结果视为真实值。压力表部分8压力表式温度计是根据物质的什么性质测温的?简述其结构。 答：压力表式温度计测温物质有惰性气体、液体、低沸点液体。它是利用定容气体、液体热胀冷缩压力变化或饱和汽、饱和压力变化的性质进行测温的。其基本结构是由感温元件温包、传压元件毛细管、变形元件弹簧管构成的密封系统。 9压力表式温度计的测温过程是怎样的?答：测温时将温包插入被测介质中，当介质温度变化时，温包内的感温物质因温度升高(或降低)而膨胀(或收缩)导致压力增大(或减少)使弹簧管的曲率发生变化，其自由端发生位移。通过连杆和传动机构带动指针转动，并在刻度盘上直

4、接显示出温度的数值。10说明压力表式温度计有什么特点? 答：压力表式温度计有三个特点：(1)振动影响小 (2)准确度低。(3)时间常数大。18简述液柱式压力计的测压原理。答：流体静力学原理指出：液体内某二点的静压力；由这一点的深度、液体的比重和外加压力决定。液柱式压力计就是根据这一原理测压的。当封液的比重一定，外界压力一定时，被测压力只与封液液柱高度有关，读取液柱高度即可得知被测压力的大小。 19活塞式压力计由哪些部件组成?答：活塞式压力计，由活塞、活塞缸、承重盘、专用法码、表接头、油杯、加压泵和手轮组成。21简述力平衡式压力变送器的工作原理。答:此压力变送器是按力平衡原理工作的，被测压力通过

5、弹性敏感元件转换成作用力，使平衡杠杆产生偏转，杠杆的偏转由检测放大器转换为O毫安10毫安的直流电流输出，电流流入处于永久磁场内的反馈动圈中，使之产生与作用力相平衡的电磁反馈力。当作用力与该电磁反馈力达到动平衡时，杠杆系统就停止偏转。此时的电流即为变送器的输出电流，它与被测压力成正比。 26简述弹簧管式一般压力表应检定哪些项目?答：压力表的检定内容有：外观检查、示值检定。示值检定又分为基本误差、回程误差和轻敲变动量。 27怎样选取弹簧管式一般压力表的检定点?答：弹簧管式一般压力表的检定点，按标有数字的分度线进行示值检定(包括零值)。对压力真空(联成)表其压力部分按标有数字的分度线进行示值检定，真

6、空部分，测量上限为0.06兆帕时检三点；测量上限为0.15兆帕时，检二点。 29使用液柱式压力计应注意哪些问题? 答：使用液柱式压力计应注意以下四点：(1)为提高读数准确度，可采用放大尺、游标尺或光学读数仪等辅助装置。(2)测量较大压力时，可采用密度较大的工作液；测量较小压力时，采用密度较小的工作液。(3)从测点到压力计之间连接管应尽量短。(4)一般使用的U型管压力计液柱高度不超过1.5米。 30如何根据被测对象正确地选用压力表? （易）答：压力表的选用应根据生产过程对压力测量的要求、被测介质的性质、现场环境条件等来选择。对压力表的型式、准确度等级、测量范围等都必须从实际出发，本着节约原则，合

7、理选用。为了保证弹性元件能在弹性变形的安全范围内可靠地工作，一般在被测压力较稳定的情况下，最大压力值应不超过仪表量程的34；在被测压力波动较大情况下，最大压力值应不超过仪表量程的23。为了保证测量准确度，被测压力最小值应不低于满量程的13。37说明下列普通型、径向无边压力表的符号：Y、Z、YZ、YX、ZX、YZX的含义。答：Y一压力表；Z一真空表；YZ一压力真空表；YX一电接点压力表；ZX一电接点真空表；YZX一电接点压力真空表。 38说明下列特种压力表：YO型、YA型、YXB型的含义。 答：YO型一氧气用压力表；YA型一氨气用压力表；YXB型一 防爆电接点压力表。39单圈弹簧管压力表有哪两个

8、调整环节?调整这两个环节各起什么作用?答：有下面两个调整环节： (1)调整杠杆的活动螺钉位置。(2)转动传动机构，改变扇形齿轮与杠杆的夹角。 调整杠杆的活动螺钉可以得到不同的传动比，达到调整压力表线性误差的目的。转动传动机构，改变扇形齿与杠杆的夹角。可以起到调整压力表非线性误差的作用 46液柱式压力计常用的封液有哪几种?答：液柱式压力计常用封液有汞、水、酒精和四氯化碳等。 47简述活塞式压力计的工作原理。答：活塞式压力计，是根据流体静力学的力平衡原理和以帕斯卡定理为基础来进行压力测量的。测量时，一种力是由所测压力产生的，另一种力是由放在承重盘上的法码产生的。这两种力相平衡时，根据活塞面积及活塞

9、承重盘和承重盘上专用法码的重量，即可求得被测压力的大小。48弹簧管式一般压力表的作用原理是什么?答：弹簧管是一根弯曲成圆弧形、螺旋形或S形等形状的管子，呈扁圆形或椭圆形。截面的短轴方向与管子弯曲的径向方向一致。当通入弹簧管内的压力较管外的压力高时，由于短轴方向的内表面积比长轴方向大，受力也大，使管子截面有变圆的趋势。即短轴要增长，长轴要缩短，产生弹性变形。这样自由端必然要向管子伸直的方向移动。当变形产生的弹性力和压力产生的作用力平衡时，变形停止。自由端产生的位移，通过杠杆带动放大机构，使指针偏转一定角度，借助刻度盘指示出被测压力值的大小 52压力测点位置的选择遵循的原则是什么? 答：压力测点位

10、置的选择应遵循以下几点：(1)取压口不能处于管道的弯曲、分叉和能形成涡流的地方。 (2)当管道内有突出物时，取压口应选在突出物之前。 (3)在阀门前附近取压时，则与阀门的距离应大于管道直径的两倍。若取压口在阀门后，则与阀门距离应大于3倍的管道直径。 (4)对于宽容器，取压口应处于流速平稳和无涡流的区域。55. 压力表在投入前应做好哪些准备工作? 答：准备工作是：(1)检查一、二次门，管路及接头处应连接正确牢固。二次门、排污门应关闭，接头锁母不渗漏，盘根填加适量，操作手轮和紧固螺丝与垫圈齐全完好。 (2)压力表固定卡子应牢固。(3)电接点压力表应检查和调整信号装置部分。56简述用精密压力表比较法

11、检定弹簧管一般压力表的方法。 答：将精密压力表和被校表垂直装在符合要求的压力试验台上，仪表在工作位置与大气相通，观察指针压力应为零，然后均匀加压以被检表有数字的分度线为准，加压到第一个检定点上，然后读取精密压力表的读数，以此类推检定其他各点，当正行程升压完毕后，耐压3分钟，再缓慢降压，作相同检定点的下降值检定。 57使用液柱式压力计应注意哪些问题? 答：注意以下问题：(1)为了提高读数精度，所采用放大尺、游标尺或光学读数等辅助装置。(2)测量较大压力时，应采用密度较大的工作液，测量较小压力时采用密度较小的工作液。(3)从测点到压力计之间连接管应尽量短。(4)一般使用的U型管压力计液柱高度不超过

12、1.5米。 271、为什么要对压力表进行检定?答：由于压力表经过一段时间的使用，内部机件可能受到某些磨损和变形，导致仪表产生各种故障或量值的准确性的改变，为达到指示正确、安全可靠运行的目的，故应 对压力表进行周期检定。3、简述弹性压力计的测压原理。常用的弹性元件有哪些？ 答：被测压力通入由扁圆或者椭圆截面的空心金属弹簧管中，在压力作用下，弹簧管的自由端向外伸展，产生角位移，此位移在一定条件下仅与压力有关，测出角位移即可测出压力。常用的弹性元件有弹簧管、膜片、膜盒、波纹管。1、压力表示方法(1)、压力：对应于物理概念中的压强，即指均匀而垂直作用于单位面积上的李，有符号p表示。(2)、绝对压力：指

13、被测介质作用在物体单位面积上的全部压力，是物体所受的实际压力。(3)、表压力：指绝对压力与大气压力的差值。(4)、差压：指两个压力的差值。习惯上把较高一侧的压力称为正压，较低一侧的压力称为负压。 2、弹性元件的测量及特性(1) 原理：弹性元件在弹性限度内侯受压后会产生变形，变形的大小与被测压力成正比关系。 特性： (2) 特性输出特性：弹性元件上的压力与弹性元件产生的相应唯一活弹性力的关心为线性关系弹性迟延：给弹性元件加压力或减压力时，输出特性曲线不相重合的现象。弹性后效：当弹性元件加压力或减压力到某一数值时，弹性变形不能同时达到相应值，而是要经历过一段时间之后才能达到应有的应变量。刚度：弹性

14、元件产生单位变形所需要的压力 灵敏性：在单位压力作用下产生的输出变形。固有频率：弹性原件的无阻尼自由振动频率或自振频率。 3、弹性原件的应用： 弹性膜片，波纹管和弹簧管。 电气式压力测量技术(1) 电阻式原理： px 弹性元件s1 电位器滑动触点s2 Rx U注意事项：测量精度高，测量范围宽，压损小。 存在滑动摩擦阻力，电位器易磨损、受污染。 不宜在有振动和有腐蚀性气氛的环境中使用。(2) 电感式原理： px 弹性元件s 线圈的电感L感应电势U注意事项：电源 i 、f 变大则灵敏度变大；但i 过大线圈发热，f 过高则铁芯涡流损失变 大。由于两次级线圈不完全对称，S=0时有残存电势 (3)电容式

15、工作原理：电容器的可动极板是测压弹性膜片。 px 弹性膜片s 极板间距d 电容cI特点：具有最少的可动部分，结构简单。测量范围宽，精确度高(达0.2级)，灵敏度高，体积小，且能输出(420)mA的直流标准信号。 (4)应变式工作原理： px 弹性元件s 应变片电阻RI 金属应变片和半导体压阻片应变效应：有几何尺寸引起的电阻变化率 压阻效应：由材料的电阻率变化引起的电阻 (5)霍尔压力式霍尔效应：半导体单晶薄片置于磁场(B)中，纵向通控制电流I ，则横向产生电势EH。EH=KH I B 工作原理： px s B EH注意事项：对霍尔元件进行恒温或采用其它温度补偿措施； 应减少不等位电势，例如注意

16、霍尔元件各处的电阻率、厚度、材料性质等不均匀性以及不对称焊接等(6)振弦式工作原理： px 弹性膜片s 振弦张力F 固有频率f特点：输出为频率信号，因此具有较强的抗干扰能力，而且零飘小，温度特性好、准确度高， 通常为0.2级，易于与计算机等数字监控系统联接 (7)力平衡式工作原理： 利用力平衡原理 px 弹性元件的集中力F I特点： 结构复杂、 体积和重量大、动态特性差。 0.5 级仪表量程的选择和安装(1)量程上限为1、1.6、2.5、4.0、6.0kPa以及他们的10n倍数。 压力稳定式，被测压力在满量程的1/32/3范围内。压力波动较大或脉动压力时，被测压力值应为仪表满量程的1/2左右，

17、且不低于满量程的1/3. (2)压力测量仪表的安装使用要求取压位置：测量液体引自管道截面的下部，与最低点成45度角。测量气体压力引自管道截面上部 水蒸气压力引自管道两侧导压管路应垂直或倾斜敷设，不应水平敷设，以防止测液体时聚集气泡，测气体时聚集水柱。(3)安装冷凝盘管或弯头的原因：为隔离弹性元件，免受介质加热，切便于加装密封垫片。(4)读数修正：10.液柱式压力计的误差及其改善途径？ 答：1 环境温度变化的影响当环境温度偏离规定温度时，封液密度、标尺长度都会发生变化。对于一般工业测量，主要考虑温度变化引起的封液密度变化对压力测量的影响，而精密测量时还需要对标尺长度变化的影响进行修正。2 重力加

18、速度变化的影响3 毛细现象造成的误差加大管径4 刻度、读数、安装等方面的误差读数时，根据封液的特性，眼睛应与封液弯月面的最高点或最低点持平，并沿切线方向读数，U型管压力计和单管压力计量都要求垂直安装。 11.弹性压力计的误差及其改善途径？答，弹性压力计存在迟滞误差，弹性后效误差，间隙误差，摩擦误差，温度误差。（1）采用无迟滞误差或迟滞误差极小的“全弹性”材料和温度误差很小的“恒弹性”材料制造弹性元件。（2）采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以减少间隙误差和摩擦误差。（3）限制弹性元件的位移量，采用无摩擦的弹性支撑或磁悬浮支撑（4）采用合适的制造工艺，使材料的优良性得到充分的发挥。 12

19、.比较几种液柱式压力计和弹性压力计的测量范围？ 答：液柱式压力计：斜管式微压计的使用范围一般为2500Pa:100弹性压力计：1）弹簧管压力计测量范围从真空到109Pa。106Pa。´6:2）膜片压力计适用于真空或0:3）膜盒压力计的测量范围为0104Pa´4±1.电位式,电感式,电容式压力传感器的工作原理?1电位式:电位式压力传感器的原理是,把测量弹性元件的输出位移转换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.2电感式:该传感器中,弹性元件受压力作用后产生的位移可改变磁路中空气隙大小或

20、改变铁芯与线圈之间的相对位置,使线圈的电感量发生改变,从而使压力变化的信号转换成线圈电感量变化的信号3电容式:电容式压力变送器中,以测压弹性膜片为电容器的可动极板,它与固定极板之间形成一可变电容,随着被测压力变化,膜片产生位移,使电容器的可动极板与固定极板之间的距离改变,从而改变了电容器的电容量,这样就完成了压力信号与电容量之间的变换.2.力平衡式和振弦式压力变送器的特点力平衡式压力变送器的特点：1、是一种带反馈的闭环系统，使弹性元件恢复到接近原来位置，系统在测量中始终处于力平衡状力计，常用于105Pa压力以上；另一类是液柱式压力计，用于0105Pa。在低压范围内也可用空气浮球式压力计来替代液

21、柱式压力计作标准器。活塞压力计： 可用准确度较高的活塞式压力计来校验标准弹簧管压力表。校验时，为减少活塞与活塞筒之间的静摩擦力的影响，用手轻轻拨转砝码盘，如被检验压力表的准确度不高，则不用砝码来校验，而在另一个压力表的接头上装上标准的压力表来校验。液柱式压力计：可用于0.1 Mpa以下的压力和负压测量仪表的校验，测量时，应注意当地重力加速度和标准加速度的区分。4.测压仪表使用的注意事项答：（1）从选用角度讲，测压仪表的选用与被测压力的种类，被测介质的物理，化学性质和参数，用途，以及要求的测量准确度，被测压力的变化范围有关。（2）为了保护测压仪表，一般不允许压力计指针经常处于刻度上限处，但选用测

22、量测量范围过大的仪表又会影响测量结果的准确性。如果被测压力相当稳定，则被测压力的正常值应在压力计测量范围的2/3处；如果被测压力经常变动，则其正常值应在压力计测量范围的1/2处。（3）对于某些特殊的介质，例如：氧气、氨气等专用性压力表，不能乱用。氧气压力表在安装、使用和校验中禁止接触油类。 （4）此外，在安装、使用中还应注意：取压管口应与工质流速方向垂直，与设备内壁平齐，不应有突出物和毛刺；防止仪表感受件与高温或有害的被测介质接触；仪表与取压口如果不在同一水平上，则应注意校正由于两者高度误差对仪表读数造成的额外误差；特别应注意在测量蒸汽介质的差压时，必须保证两侧信号管路中凝结水液面在同一高度，

23、并应使两信号管路中的凝结水温度一致；压力取出口位置，测量气体介质一般在工艺管道上部，测量蒸汽的应在工艺管道的两侧，测量液体的应在工艺管道的下部，信号管路上在靠近取压口处应装有隔离阀，用以在仪表或信号管路发生故障时切断仪表信号管路的敷设应有一定的斜度，在信号管路的最高处应有排气装置（测量液体或蒸汽时），在信号管路的最低处应有排水装置（测量气体时）。温度计部分11简述玻璃液体温度计的工作原理。答：玻璃液体温度计是利用感温液体(汞、酒精、煤油)热胀冷缩引起液柱高度变化的性质测温的。当感温包在被测介质中受到温度变化作用后，感温液体开始膨胀(或收缩)，液体沿着毛细管上升(或下降)，从而在刻度标尺上直接显

24、示出温度值。 12简述双金属温度计的测温原理。答：双金属温度计利用两种不同线膨胀系数的双金属片叠焊在一起作为测量元件当温度变化时,因两种金属的线膨胀系数不同而使双金属片弯曲利用其弯曲程度与温度高低成正比例的性质来测量。13简述热电阻温度计的测温原理。答：热电阻的测温原理是基于导体和半导体材料的电阻值随温度的变化而变化。再用显示仪表测出热电阻的电阻值，从而得出与电阻值相对应的温度值。14工业测温热电阻一般由哪几部分组成?答：工业测温热电阻一般由感温元件(电阻体)、保护套管、绝缘管和接线盒四部分组成。15热电偶要产生热电势必须具备什么条件? 答：热电偶必须具备下面两个条件才能产生热电势：(1)热电

25、偶必须是由两种性质不同但符合一定要求的导体(或半导体)材料构成。(2)热电偶测量端和参考端之间必须有温差。 16热电偶的中间导体定律的内容是什么?答：在热电偶回路中插入第三、四种导体，只要使插入导体的两端温度相等，且插入导体是匀质的，则无论插入导体的温度分布如何，都不会影响原来热电偶的热电势的大小。 24热电阻元件在使用中发生的常见故障有哪些? 答：热电阻常见故障有： (1)热电阻阻丝之间短路或接地。 (2)热电阻阻丝断开。 (3)保护套管内积水。(4)电阻元件与接线盒间引出导线断路。 41简述热电偶测温原理。答：热电偶测温的基本原理是热电效应。把任意两种不同的导体(或半导体)连接成闭合回路，

26、如果两接点的温度不等，在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。热电偶就是用两种不同的金属材料一端焊接而成。焊接的一端叫做测量端，未焊接的一端叫做参考端。如果参考端温度恒定不变，则热电势的大小和方向只与两种材料的特性和测量端的温度有关，且热电势和温度之间有一固定的函数关系。利用这个关系，只要测量出热电势的大小，即可达到测量温度的目的。 42热电偶的热电特性由哪些因素决定？答：热电偶的热电特性是由电极材料的化学成分和物理性质决定的。热电势的大小只与热电偶的材料和两端的温度有关，与热电偶丝的粗细和长短无关。43工业用热电偶由哪几部分组成?答：工业用普通热电偶一般由热电极、绝缘管、保护套

27、管和接线盒四部分组成。44什么叫热电偶的补偿导线?答；热电偶的补偿导线实际上是一对在规定温度范围(一般为0100)内使用的热电偶丝。采用与热电偶电极材料相同的金属材料或在规定温度范围内，热电特性与所配接的热电偶相同，且易于获得的价格低廉的金属材料做成。在测温中作为热电偶与二次仪表的连接导线，使用方便，达到测量温度准确的目的。 45辐射式高温计有哪几种?答：目前广泛应用的辐射式高温计有光学高温计和全辐射高温计。此外，比色高温计、红外温度计等也在发展。 28热电阻安装有什么要求?答：热电阻的安装地点应避免靠近发热物体和有强磁场的地方，应尽量安装在没有振动或振动很小的地方。为了避免受热对流和热辐射所

28、引起的测量误差，必要时还应加装保温装置 25使用热电偶补偿导线时应注意什么问题? 答：使用补偿导线时，必须注意以下几点： (1)补偿导线必须与相应型号的热电偶配用。(2)补偿导线在与热电偶、仪表连接时，正负极不能接错，两对连接点要处于相同温度。(3)补偿导线和热电偶连接点温度不得超过规定使用的范围。 (4)要根据所配仪表的不同要求选用补偿导线的线径。 31热电阻元件有几种校验方法? 答：热电阻元件有下面二种检定方法：(1)分度检定法，即在不同温度点上测量电阻值，看其与温度的关系是否符合规定。(2)纯度检定法，即在0和l00时，测量电阻值R0和R100。，求出R100与R0的比值R100R0，看

29、是否符合规定。 33热电阻温度传感器产生误差的原因有哪几个方面? 答：有下面三个方面：(1)分度误差：由于热电阻材料纯度和工艺的差异将产生分度误差。(2)线路电阻变化引起误差：热电阻是通过测量电阻大小来测温的；因此，线路电阻的大小将影响测量结果，引起测量误差。 (3)通电流发热引起误差：测量热电阻的阻值时，要通过一定的电流，产生热量，若散热量小于产生的热量，电阻体将升温而引起温度测量的附加误差，其大小与流过电流的大小有关。 34热电偶的误差来源主要有哪几个方面? 答：热电偶的误差来源主要有下面四个方面：(1)分度误差：由于热电偶材料成分不符合要求和材料的均匀性差等原因，使热电偶的热电性质与统一

30、的分度表之间产生分度误差。(2)补偿导线所致误差：由于补偿导线和热电偶材料在100以下的热电性质不同将产生误差。(3)参比端温度变化引起的误差：在利用补偿电桥法进行参比端温度补偿时，由于不能完全补偿而产生误差。 (4)由于热电偶变质，使热电性质变化而产生误差。 258、什么是铠装热电偶?它有那些类型?答：铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管，三者组合，拉伸加工而成的组合体。它可以做得很细，直径可以从0.5-8mm它的几种类型：A.露端型； B接壳型； C绝缘型： D扁变截面型； E.圆变截面型。 262、双金属温度计有哪些特点?答：双金属温度计的特点： (1)结构简单，成本低廉；(2)坚固

31、、耐用、耐振、读数指示明显； (3)精确度不高： (4)量程不能太小；(5)使用范围有限等1、热电偶的冷端温度如何补偿？ 计算法 冰点槽法 补偿电桥法多点冷端温度补偿法 晶体管PN结温度补偿法 2、如何校验热电偶？C时，就可用电位差计测量热电偶的电势。在每一个校验温度点上对标准和被校热点偶热电势的读数都不得少于三次。当被校热电偶有n支时，读数顺序为：标准°C范围内，且每分钟变化不超过0.2°10±C。用调压器调节炉温，当炉温达到校验温度点°校验时，把被校热电偶与标准热电偶（标准热电偶的准确度等级根据被校验热电偶的准确度级要求来确定）的热端放到恒温区中镍块

32、的孔中，比较两者的测量结果，以确定被校热电偶的误差。校验时，需用铂丝将被校热电偶与标准热电偶的热端（都除去保护套管）绑扎在一起，校验贱金属热电偶时，为了避免被校热电偶对标准热电偶产生有害影响，要将标准热电偶套上石英或氧化铝套管，然后用镍铬丝将两者的热端绑扎在一起。热电偶放入炉中后，炉口应用石棉绳堵严。热电偶插入炉中的深度一般为300mm，不得小于150mm。热电偶的冷端置于冰点槽中以保持0>被校1>被校2>>被校n> 被校n>>被校2>被校1>标准。 热电偶的冷端温度补偿问题 1、为什么要进行补偿？答：1、热电势与温度直接关联，必须使温度恒

33、定，所测热电势才准确；2、仪表在设计时是以0度为条件的。冷端补偿方法：1. 冰点法 特点： 实现方便、测量准确；但只局限于实验室，不利于在线测量。2. 计算法 (冷端温度校正法)3. 补偿导线法 补偿导线仅将热电偶冷端延长到温度相对恒定的地方，如果这地方温度不是0，尚须继续进行其冷端温度补偿。热电偶正、负极必须与补偿导线正、负极相接，不能错接；两者分度号必须致。补偿导线应工作在100以下，否则其热电特性将不符合热电偶要求。4. 仪表机械零点调整法5. 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

34、。热电阻:测温范围为200500。电阻温度系数（） 温度变化1时，导体电阻值的相对变化量，单位为1/。 灵敏度。 金属导体: tRt ，为正值； 而半导体: tRt ，为负值。 金属纯度。有些合金材料，如锰铜 0（1）铂热电阻 （Pt）特点：稳定性好、精确度高、性能可靠。 铂电阻的纯度 通常用R100/R0表示。 （2）铜热电阻 （Cu）（3）镍热电阻（Ni）特点：电阻温度系数大，灵敏度高。三线制连接法：使两根连接导线电阻的变化分别加在电桥的两个桥臂上。这样，两根连接导线的电阻变化对测量结果的影响可以抵消一部分，从而减小连接导线电阻因环境温度变化而引起的测量误差。半导体热敏电阻 工作原理：是利

35、用半导体材料的电阻随温度显著变化这一特性制成的感温元件。1. 电阻温度系数：温度变化1C时电阻值的相对变化量，用a表示，单位为C1-，a可以用下式表示：=a1dRRdt辐射测温的基础理论：普朗克定律。全色辐射高温计的理论依据 全辐射体辐射定律（斯忒藩波尔兹曼定律）单色辐射高温计 1、测温原理：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。 亮度温度 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。测到的温度总是低于物体的真实温度。辐射温度 若物体在温度为T时的总辐射出射度与全

36、辐射体在温度为T时的总辐射出射度相等，则把T称为实际物体的辐射温度。测到的温度总是低于物体的真实温度。比色温度 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，T=T对多数金属：T>Tc ，对非金属：T<Tc。二、简答题1.对金属测温电阻的要求 电阻温度系数大在测量范围内物理及化学性质稳定 有较大的电阻率电阻值与温度的关系近似为线性的，便于分度和读数 复现性好，复制性强，容易得到纯净的物质。 价格便宜2.半导体热电阻的优点？半导体热敏电阻的测温范围：100到300

37、摄氏度，与金属热电阻比优点是：1、电阻温度系数大，约为（36），灵敏度高2、电阻率很大，可做体积小电阻大的电阻体，这样连接导线电阻的变化影响可忽略3、结构简单，体积小，可以用来测量点的温度 4、热惯性很小，响应快 3.铠装热电阻的优点？外径尺度很小，最小直径可达1mm，因此其热惯性小，响应速度快机械性能好，可耐强烈震动和冲击除感温元件外，其他部分可以任意弯曲，适合在复杂结构中安装由于感温元件与金属套管，绝缘材料形成一密封实体，不易受到有害介质的侵蚀，因此寿命比普通热电阻长 4.如何校验热电阻定点法：工作基准或标准热电阻采用，即在几种物质的相平衡点温度下进行校验，国家有统一的规程。 比较法：工业

38、上常用。校验常用设备包括：标准玻璃温度计一套（或标准铂电阻温度计）；加热恒温器一套（50500摄氏度）；标准电阻（10或100欧姆）一只；电位差计一台；分压器和切换开关各一个。 校验步骤如下：1）按接线图接好线，并检查是否正确。(接线图参考图4-5，要求会画)2）将电阻放进恒温器内，使之达到校验点温度并保持恒温，然后调节分压器使毫安表指示约为4mA（电流不可过大，以免热电阻发热过大影响测量的准确性），将切换开关切向接标准电阻RN的一边，读出电位差计示值UN；然后立即将切换开关切向被校验电阻体Rt一边，读出电位差计示值Ut。按Rtt=UURNN公式求出Rt。在同一校验点需反复测量几次，计算出几次

39、测量的Rt值（指同一校验点），取其平均值与分度表比较，看其误差是否大于允许误差。如误差在允许范围内，则认为该校验点的Rt值合格。3）再取被测温度范围内10%、50%、90%的温度作校验点重复以上校验，如均合格，则此热电阻校验完毕。 7.数字显示仪表的工作原理直接用数字量显示被测值，实现数字显示的关键是把连续变化的模拟量换为数字量。直接用数字量显示被测值。实现数字显示的关键是把连续变化的模拟量转换成数字量，完成这一功能的装置称为模数转换（用A/D表示）装置。由于大多数传感器输入参数和输出参数之间之间呈非线性关系，为了使数字式显示仪表显示出被测参数的绝对数字值，因此还必须要有对被测参数的非线性函数

40、的线性化补偿装置，以及针对各种转换系数的标度变换装置。8.数字显示仪表和模拟式显示仪表的优缺点数字式 优点：测量速度快，准确度高，并且读数准确。对被测量值可进行数字打印记录，且便于和计算机配接。 缺点：显示参数的大小不直观，难以反映参数的变化趋势。模拟式 优点：简单，可靠，可以表现出参数变化的过程和趋势。缺点：测量速度差慢，读数精确性较差。1.温标是温度的数值的表示方式，经验温标的三要素是什么？ 三要素为：温度计（工质）、固定点、内插函数3.用铂铑-铂热电偶测温，在冷端温度300C时，测得电势为12.30mV,求热端温度解：查铂铑10-铂热电偶分度表得to=30C时，E(t0,0)=0.173

41、mv,E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=12.30+0.173=12.473(mv) 用12.473mv查铂铑10-铂热电偶分度表得：t=1243.3oC4.用镍铬镍铝标准热电偶在冷端温度30C时，测得的电势30.2mV，求出热电偶热端温度解：查镍铬-镍铝标准热电偶分度表得t0=30oC时，E(t0,0)=1.203mvE(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)=30.2+1.203=31.403(mv) 用镍铬-镍铝标准热电偶分度表得：t=754.58oC6.用两支分度号为K的热电偶测量A区和B区的温差，连接回路如下图所示，当热电偶参比温度t0为00C时，仪表指示2000C，问

42、在参比温度上升至25C时仪表温度上升至250C时，仪表指示值为多少？为什么？ 解：仪表指示值不变。设t0=0oC,t1=25oCE(tA,t0)E(tB,t0) =e(tA)e(t0)e(tB)+e(t0)=e(tA)e(tB)= e(tA)e(t1)e(tB)+e(t1) = E(tA,t1)E(tB,t1) 相对电势保持不变，所以温度不变。7.普通工业热电偶由哪几部分组成？由热电阻体、引出线、绝缘骨架、保护套管、接线盒等组成 8.在整个测量系统中热电偶，热电阻作为测温元件，其后续仪表可配备哪些？可配备：动圈式仪表、自动平衡式显示仪表、数字式显示仪表、带微处理器的数字模拟混合式记录仪。1.用

43、热电偶测管道流体温度可采取哪些措施提高精度？ 答：（1）为了减少误差，应该把露出在管道外的测温管用保温材料包起来，这样不仅使得露出部分温度提高，减少导热损失，而且也使露出部分与外界介质的热交换减少，放热系数减小，因而可以减小测量误差。(2) 插到管道内介质部分测温管长度增加，露出在管道外的测温管长度减小；（3）应该把感受件放在管道流体速度最高的地方，即管道中心轴线上。（4）应该使测温管的壁厚、外径尽量减小，也就是应将测温管做成外形细长而壁厚很薄的形状。（5）测温管常用导热性质不良的材料如陶瓷、不锈钢等来制造。 2.测量高温气体温度可采用哪些措施减少热辐射带来的误差？ 答：（1）把测温管和冷的管

44、壁隔离开来，使测温管不直接对冷管壁进行辐射，例如可以加隔离罩。为了减小测量误差，隔离罩的内壁要做的非常光亮（例如镀镍）。（2）必须减小辐射换热系数，即减小测温管的总辐射发射率。在条件许可的情况下，为了减小误差，在短时间测温时，可以不用陶瓷管而直接把铂铑-铂热电极裸露使用，铂铑、铂材料在15001700时的T=0.200.25,比陶瓷管的T小得多（陶瓷管在1500时，T=0.80.9），热辐射误差也就小的多。 （3）采用双热电偶测温，可用计算方法消除辐射误差。 （4）必须增加气流和测温管之间的对流放热系数。除了前面讲过的把感受件的主要工作部分放在管道中心轴线上外，目前多采用小误差的抽气热电偶；还

45、可以采用气动温度计。 3.导热式、辐射式、及辐射-对流式热流计的工作原理？ 答：（1）导热式热流计是一种有热阻式热流测头、测量以一维空间导热为主的热流计，其基本理论依据傅立叶定理。在稳态条件下，某一方向上由传导所传递的热流密度q为l-=qT¶x¶为热流计材料的热导率，它与材料的性质有关，且是温度的函数；l式中x¶T¶为垂直于等温面方向的温度梯度。（2）辐射式热流计只测量辐射热流密度，其传感器采用内表面镀金的铜质椭圆球结构。从入射孔入射的辐射热流在椭圆球体的内表面进行多次反射，最后都传到表面涂黑的圆柱体不锈钢塞子上，塞子后面为一不锈钢杆，在杆的前后两端上，

46、缠绕并焊上康铜丝，这就形成了康铜-不锈钢热电偶，可用来测量温度差，从而求得热流密度。传感器通过分布在椭圆球短轴平面上的小孔（28个）向椭圆形腔喷射干氮气流，以消除对检测器（不锈钢塞子）的对流传热，保证只测量热辐射；另外还可防止燃烧气体和灰尘颗粒进入椭圆腔内，以防止玷污反射镜，影响反射率。但是通入的氮气不能过量，否则检测器会被冷却，导致测量误差。此传感器可用水冷，因此可在高达1600的高温条件下使用，它的测量范围可达500KW/m2。(配合图讲清即可)（3）辐射-对流热流计是同时测量炉内辐射传热和对流传热热流密度的装置。这种传感器采用圆柱形铝合金制成。为了提高对传感器前端射入的辐射能的全吸收率，

47、在受热面上车成许多同心圆沟槽并且涂黑，使其表面上的全发射率接近1。另外，在传感器的后端面上用水冷却以维持一定的温度。热电偶设置在圆柱形铝合金中间间隔一定距离的两个点上。这种热流计的测定范围可达500KW/ m2,被测对象温度不超过1600。(配合图讲清即可)5、光学高温计、辐射温度计及比色高温计的工作原理？ 光学高温计工作原理：物体在某一波长的光谱辐射出射度与温度有单值函数关系，而且光谱辐射出射度随温度增长的速度非常快。辐射温度计工作原理：辐射温度计是根据全辐射定律制作的温度计。由MOT4可知，当知道全辐射体的辐射出射度MOs=后，就可以知道温度T。2下光谱辐射亮度比发生遍变化，测量光谱辐射亮

48、度比的变化即可测得相应的温度。l1和l比色高温计工作原理：比色高温计是根据维恩偏移定律工作的温度计，由维恩偏移定律可知，当温度变化时物体的最大辐射出射度向波长增加或减小的方向移动，使在波长22简述压力表式温度计的测温过程及原理答：测温时将温包插入被测介质中，当介质温度变化时，温包内的感温物质因温度升高(或降低)而膨胀(或收缩)导致压力增大(或减少)，使弹簧管的曲率发生变化，其自由端发生位移通过连杆和传动机构带动指针转动，并在刻度盘上直接显示出温度的数值。40.璃液体温度计与其他测温仪表相比有哪些优点？ 答：玻璃液体温度计与其他测温仪表相比有以下优点： (1)结构简单价格便宜制造容易。 (2)具

49、有较高的准确度。 (3)直接读数，使用方便。2、热电偶冷端温度处理具体方法有哪些？使用补偿导线时应注意什么问题？答：有计算修正法、冷端恒温法、冷端温度补偿法使用补偿导线必须注意：1）补偿导线必须与相应型号的热电偶配用；2）补偿导线在与热电偶、仪表连接时，正负极不能接错，两对接点要处于相同温度；3）补偿导线与热电偶连接点温度不能超过规定使用的温度范围；4）要根据所配仪表的不同要求选择补偿导线的线径。 5、热电偶测温时为什么需要进行冷端补偿？答：热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0摄氏度是分度的。在实际应用中，由于热电偶冷端暴露的空间受到周围环境温度的影响，

50、所以测温中的冷端温度不可能保持在0摄氏度不变，也不可能固定在某一温度不变，而热电偶电势既决定于热端温度，也决定冷端温度。所以,如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差。为了消除这种误差，必须进行冷端温文度的补偿。流量计部分51标准孔板和标准喷嘴相比较各有哪些优缺点?答；标准孔板优点是：结构比较简单，加工方便，安装容易，省材料和造价低。缺点是压力损失较大，孔板入口边缘抗流体腐蚀性能差，难以保证尖锐，孔板膨胀系数的误差也较喷嘴大。标准喷嘴的优点是测量范围大，需要直管段较短，压力损失较小，使用时对介质冲刷的敏感性低，耐磨损，使用寿命长。其缺点是结构复杂，加工工艺要求高，造价高。 36简述涡流传感器的

51、工作原理。答：涡流传感器探头内部是一个测量线圈。它是根据涡流效应原理工作的。线圈由高频振荡器供电，产生一个高频磁场。当测量线圈的磁力线从传感器外壳表面向外辐射时，传感器对面的金属被测件的表面感应出电涡流。其大小同被测件与测量线圈之间的间隙有关。当此间隙减少时，被测件上的感应电流增大，测量线圈的电感量减少，因而使振荡器的振幅减少。即传感器与被测件之间相对位置的变化，导致振荡器的振幅随着作相应的变化。这样便可使位移的变化转换成相应振荡幅度的调制信号。以此信号进行一定的处理和测量，即可测得位移的变化。缺点：易损坏且无法修理，玻璃水银温度计生产时易产生汞害，损坏时污染环境 。23简述差压式流量计的工作

52、原理。答：差压式流量计是按照流体流动的节流原理来测量流量的。在圆管中与管道轴线垂直方向固定一个中间具有圆孔而孔径比管道直径小的阻挡件，称为节流件。当流体流过节流件时，流速增加，静压减少，在节流件前后产生静压力差。这个静压力差与管内平均流速或流量之间有一定的函数关系。用差压计测出阻挡件前后的压差即可间接求出流体的流量。 4、差压式流量计由哪几部分组成？各有什么作用？答：差压式流量计由节流装置、引压管、三阀组、差压计（或差压变送器）组成。节流装置将流量信号转换成差压信号输出，引压管将节流装置的输出差压传送到显示仪表，三阀组可保证差压计正常启动和停止，差压计可指示出流量，差压变送器可将流量的差压信号

53、转换成420mADC信号。2、流量测量的主要方法和分类差压式流量测量：节流变压降式、均速管式、楔形、弯管式以及浮子流量测量速度式流量测量：涡轮式、涡街式、电磁式、超声波式 容积式流量测量：椭圆式、腰轮式、刮板式、活塞式 3、差压式流量测量(2)为何要进行温度补偿：密度计受被测温度、压力影响很大，一旦运行工况偏离设计工况，被测流体参数温度、压力将发生变化，将引起节流件前流体密度发生较大的变化，因而必须对得到的流量进行补偿。 (3)标准节流装置组成：标准节流件取压装置直管段 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，流速为亚音速标准孔板和标准

54、喷嘴性能比较 ：1）标准孔板比标准喷嘴加工方便、安装容易、省料、造价低； 2）测量高温高压蒸汽或具有腐蚀性流体时，喷嘴较孔板合适； 3）孔板测量误差较喷嘴大，压力损失也比标准喷嘴大 标准取压装置 1) 角接取压装置2) 法兰取压装置 (4) 皮托管 均速管 浮子（转子）流量计（恒压降变截面流量计、变面积流量测量、面积流量测量） 4、速度式流量测量 (1)涡轮流量测量 测量原理与结构利用置于流体中的涡轮的旋转角速度与流体速度成比例的关系，通过测量涡轮的转速来反映通过管道的体积流量 特点1）精度较高（0.5%）；2）测量范围宽,量程比大（qmax/qmin=610）； 3）惯性小，响应快（150m

55、s）； 4）耐高压，压力损失小；5）安装检修方便，耐腐蚀，适用流体多； 缺点1）要求流体的清洁度高，不能夹杂物或固体颗粒； 2）不适于测量粘度过大的液体的流量 (2)涡街流量测量 测量原理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 特点：1）精确度比较高（1%2%）2）测量范围宽（量程比10：1或20：1） 3）无可动部件，可靠性高，压损小 4）结构简单牢固，安装维护方便费用较低；5）适用流体种类多，可适用液体、气体、蒸气和部分混相流体的流量

56、测量。安装：对直管段要求高 (3)电磁流量测量测量原理：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 特点：1）无机械惯性，反应灵敏，可测瞬时脉动流量； 2）无可动部件，也无插入管道的阻力件，故压力损失小； 3）可测量具有一定电导率的酸、碱、盐溶液，脏污介质、腐蚀性介质以及含有固体颗粒（泥浆、矿浆等）悬浊性液固两相流的液体流量； 4）测量范围宽。 缺点：1）被测流体必须是导电的，不能测量气体、蒸汽和石油制品等含有大量气体和电导率很低的液体流量；2）由于测量管内衬里材料和电气绝缘材料的限制，不能用于测量高温介质的流量；3）易受外界电磁干扰的影响 (4)超

57、声波流速测量 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 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 特点1）可安装在管道外壁上，实现不接触测量；2）能用于任何液体，特别是具有高粘度、强腐蚀性、非导电性、放射性流体的流量测量；3）价格不会随管道口径变化，特别适合大口径管道的液体流量测量。 缺点：1）只能用于清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超过某一范围的液体，会影响声传播；2）准确度不高，在2左右；流体的声速是温度的函数，流体的温度变化会引起测量误差；流速沿管道的分布情况会影响测量结果，需要进行修正4、容积式流量测量测量原理：让被测流体充满具有一定容积的空间，然后再把这部分流体从出口排出，根据单位时间内排出的流体体积可直接确定体积流量1、节流变压降流量计的工作原