电厂仪表检测

1、练习题练习题绪论l测量过程的三要素测量过程的三要素_、_、_。l测量方法按测量结果的获取方式来分，可分为测量方法按测量结果的获取方式来分，可分为_、_。l按被测量与测量单位的比较方式来分，测量方法可分为按被测量与测量单位的比较方式来分，测量方法可分为_、_、_。l热工仪表的种类繁多，但就其基本功能来看，一般可以剖析为下列三个基热工仪表的种类繁多，但就其基本功能来看，一般可以剖析为下列三个基本部分，即本部分，即_、_、_。l仪表的质量指标有仪表的质量指标有_、_、_、_、_、_、_。l回差是指回差是指_。l下列哪一个参数更能说明示值的准确程度下列哪一个参数更能说明示值的准确程度 （ ）lA、绝对

2、误差、绝对误差 B、相对误差、相对误差 C、示值误差、示值误差 D、都可以、都可以l用温度计分别测量炉子温度和水的温度，测量值分别是用温度计分别测量炉子温度和水的温度，测量值分别是1645C和和95C，真实值分别是，真实值分别是1650C和和100C，哪一个，哪一个测量准确度更高？测量准确度更高？ （ ）l A、炉子、炉子 B、水、水 C、两者相同、两者相同 D、无法判断、无法判断l在规定的工作条件下，仪表量程内各示值误差中的绝对值在规定的工作条件下，仪表量程内各示值误差中的绝对值最大者称为仪表的最大者称为仪表的_。l仪表的引用误差定义为仪表示值的仪表的引用误差定义为仪表示值的_与与_之比，并

3、以百分数示之。之比，并以百分数示之。l仪表的准确度等级是仪表的仪表的准确度等级是仪表的_表示的表示的允许误差去掉百分号后余下的数字。允许误差去掉百分号后余下的数字。l一测量范围内一测量范围内010MPa的弹簧管压力计经校验，在的弹簧管压力计经校验，在其量程上各点处最大示值误差其量程上各点处最大示值误差max=0.14MPa，则，则该表的最大引用误差是该表的最大引用误差是_，若该仪表的准，若该仪表的准确度等级为确度等级为1.0级的，则仪表的允许误差是级的，则仪表的允许误差是_，因此该仪表的准确度，因此该仪表的准确度_（合（合格、不合格）。格、不合格）。l测量过程中，假设测量仪表的指示值为测量过程

4、中，假设测量仪表的指示值为x，被测量的，被测量的真值为真值为x0，仪表的量程为，仪表的量程为A，则写出示值的绝对误差、，则写出示值的绝对误差、相对误差、引用误差分别为相对误差、引用误差分别为_、_、_。l用测量范围为用测量范围为-50150KPa压力表测量压力表测量140KPa压力时，压力时，仪表示值是仪表示值是142KPa，求该示值的绝对误差、相对误，求该示值的绝对误差、相对误差、引用误差。差、引用误差。总结l一、热工测量的意义一、热工测量的意义l二、测量方法二、测量方法l三、热工仪表的组成三、热工仪表的组成l四、仪表内信号的传输过程四、仪表内信号的传输过程l五、仪表的质量指标五、仪表的质量

5、指标l例1-1 在同样条件下，一组重复测量值的误差服从正态分布，求误差 不超过 、 、 的置信概率P。l解：根据题意，z=1,2,3。从表1-1查得 l因此 l相应的显著性水平 la=1-P=1-0.68269=0.31731 2368269. 0) 1 (95450. 0)2(997300. 0) 3(%3 .6868269. 0Pl同理：l相应的显著性水平：%5 .9595450. 02P37010027. 0a%7 .999973. 03P2210455. 0al例1-2 对恒速下旋转的转动机械的转速进行了20次重复测量，得到如下一列测量值（单位为r/min）l4753.1 4757.5

6、 4752.7 4752.8 4752.1l4749.2 4750.6 4751.0 4753.9 4751.2l4750.3 4753.3 4752.1 4751.2 4752.3l4748.4 4752.5 4754.7 4750.0 4751.0l求该转动机械的转速（要求测量结果的置信概率为95%）l解：从已知可得置信系数z=2l(1)计算测量值子样平均值l(2)计算标准误差估计值S：l为计算方便上式可改写为min)/(0 .475220112011rxxnxiiniiniixxnS12)(11min)/(0 . 2)(1112112rxnxnSniiniil（3）求子样平均值的标准误差

7、l（4）对于给定的置信概率，求置信区间半长a:根据题意：亦即： 设 且记xSmin)/(200 . 2rnSSx%95axaxP%95axaPxzSa xxl那么 l查表1-1 得 z=1.96l所以l测量结果可表达为 %95xxzSPmin)/(9 . 096. 1rSax%)95,/(9 . 00 .4752PimnrXl例1-3 在与例1-2同样测量条件下，单次测量转动机械的转速为4753.1r/min，求该转动机械的转速（测量结果的置信概率仍要求为95%）l解：（1）由上例已计算得到在该测量条件下的标准误差估计值S=2.0r/min。l（2）给定的置信概率P=95%，求置信区间半长a，

8、即l设 且记l那么%95axaxP%95axaPzSa x%95 zSPl查表1-1得l z=1.96l所以 l测量结果可表达为 min)/( 9 . 396. 1rSa%)95min,/( 9 . 31 .4753PrXl例1-4 用光学高温计测某种金属固液共存点的温度，得到下列五个测量值(C):975，1005，988，993，987。试求该点的真实温度（要求测量结果的置信概率为95%）。l解：因为是小子样，采用t分布置信系数来估计置信区间。l（1）求出五次测量的平均值x)(6 .9895151Cxxiil(2)求 的标准估计值 ：l（3）根据给定的置信概率P=95%求得的显著性水平a=1

9、-P=0.05和自由度v=5-1=4，查表1-2，得t(0.05，4)=2.77。所以，测量结果为l即被测金属固液共存点温度有95%可能在温度区间976.2C，1003.0C之内。xxxS)(85. 4)(451251CxxSiix)(4 .136 .989)4 ,05. 0(CStxXxl例1-5 铜电阻值与温度之间的关系为 ，现通过直接测量已知20C下的铜电阻值电阻温度系数 ，铜电阻处的温度 ，置信概率皆为68.27%，求电阻值 及其标准误差。l解：l（1）求电阻值 ：)20(1 2020taRRt%3 . 00 . 620R%1/004. 020CaCt130tR24. 6)20(1 2

10、020taRRttRl(2)求 电阻值的标准误差，先求函数对各直接测量量的偏导数：04.1)2030(004.01)20(12020taRRt0.60)2030(0.6)20(02020tRaRt0240.0004.00.62020aRtRtl再求各直接测量量的标准误差：l所以)(018. 0)003. 0(0 . 6%)3 . 0(2020 RR)/1 (104)01. 0(004. 0%)1(52020CaaCi1)(03. 022222022202020ttatRtRtRaRRRtl（3）最后，间接测量量电阻值 的测量结果可表示为：l (P=68.27%)tR)(03. 024. 6tR

11、例1-6 有一组重复测量值（ ） (i=1,2,16)39.44 39.27 39.94 39.44 38.91 39.6939.48 40.56 39.78 39.35 39.68 39.7139.46 40.12 39.39 39.76试分别用拉依达准则和格拉布斯准则检验粗大误差和剔除坏值。(1)按由小到大的顺序排列数据 （i=1,2,16）Cixixl(2)计算子样平均值 和测量列的标准误差估计值S：l(3)首先按拉依达准则检验，由于l所以经检验，这组测量值不存在坏值。x62.39161iixx38. 0)(11611612iixxS14. 138. 033SS371. 062.3991

12、.381S394. 062.3956.4016l（4）其次按格拉布斯准则检验，根据选定判别的显著性水平a=0.05和子样容量n=16，从表1-3中查得格拉布斯准则临界值T（16，0.05）=2.443。l由于：l故 在显著性水平5%之下，被判断为坏值，应剔除。)05. 0 ,16(87. 138. 071. 01TS)05. 0 ,16(47. 238. 094. 016TS30.1206xl（5）剔除坏值后，重新计算余下测量值的算术平均值 和标准误差S：l根据a=0.05，n=15查表1-3得T(15,0.05)=2.409l由于l故可知余下的测量值中已不含粗大误差的坏值。x15156.39

13、151iixx30. 0)(11511512iixxS)05. 0 ,15(61. 030. 056.3991.381TS)05. 0 ,15(89. 130. 056.3912.4015TSl例1-7 对某恒温箱温度进行了10次测量，依测量的先后顺序获得如下的测量值（）l20.06 20.07 20.06 20.08 20.10l20.12 20.14 20.18 20.18 20.21 l试检验该测量列中是否含有变值系统误差。l解：（1）计算测量列的算术平均值 和标准误差估计值S：10112.20101iixx055. 0)(11011012iixxSl计算各测量值的残差l-0.06 -0

14、.05 -0.06 -0.04 -0.02l 0 +0.02 +0.06 +0.06 +0.09l(2)根据残差的变化，即根据残差由负到正，代数值逐渐增大的现象，可判断该测量列中存在累积系统误差。 （3）根据马尔科夫准则检验，求得因为 ，故可判定该测量列含有累积系统误差。i5110646. 023. 023. 0iiiiD09. 0maxDl（4）根据阿贝准则检验，求得l因为l故可判断该测量列中含有周期性系统误差，而这一结论在用残差变化观察中并未发现。9110194. 0iiiC0091. 0055. 09122 Sn0091. 090194. 02SCl1、测量过程中的三要素是_、 _、 _

15、。l2、按被测量与测量单位的比较方式来分，测量方法可分为_、 _。l3、热工仪表的种类繁多，但就其基本功能来主要为三个基本部分，_、 _、 _。l4、根据测量误差性质的不同，一般将测量误差分为_、 _、 _三类。l5、测量过程，精密度反映了测量值中_误差的大小，正确度反映了测量值中_误差的大小。l6、变值系统误差存在与否的检验方法有_、 _、 _。l7、热电动势由_、 _组成。l8、热电偶的三条基本定律是_、 _、 _。l9、热电偶在使用过程为什么要进行冷端温度补偿？l例1、 用一支K型镍铬-镍硅热电偶测量某设备的温度，已知热电偶工作温度端温度为600，冷端温度为20 ，求热电偶产生的热电势l

16、解：查表得)20,600(KEmVEmVEKK798. 0)0 ,20(902.24)0 ,600(mVEEEKKK104.24)0 ,20()0 ,600()20,600(l例例2 2 某支某支K K型热电偶在工作时，冷端温度型热电偶在工作时，冷端温度为为2020，测得的热电势，测得的热电势30.001mV30.001mV，求被，求被测介质的实际温度。测介质的实际温度。l解：查表l查表得30.799mV对应的温度为740l mVEtEtEmVEKKKK799.30798.0001.30)0,20()20,()0,(798.0)0,20(l例1、 用一支K型镍铬-镍硅热电偶测量某设备的温度，已

17、知热电偶工作温度端温度为600，冷端温度为20 ，求热电偶产生的热电势l解：查表得)20,600(KEmVEmVEKK798. 0)0 ,20(902.24)0 ,600(mVEEEKKK104.24)0 ,20()0 ,600()20,600(l例例2 2 某支某支K K型热电偶在工作时，冷端温度为型热电偶在工作时，冷端温度为2020，测得的热电势，测得的热电势30.003mV30.003mV，求被测介，求被测介质的实际温度。质的实际温度。l解：查表l查表得30.801mV对应的温度为740.1 798.30213.31798.30801.3010740801.30798. 0003.30)

18、0 ,20()20,()0 ,(798. 0)0 ,20(xmVEtEtEmVEKKKKl例例2 2 某支某支K K型热电偶在工作时，冷端温度型热电偶在工作时，冷端温度为为3535，测得的热电势，测得的热电势33.339mV33.339mV，求被，求被测介质的实际温度。测介质的实际温度。l解：查表l查表得34.706mV对应的温度为836l mVEtEtEmVEKKKK706.34407. 1339.33)0 ,35()35,()0 ,(407. 1)0 ,35(l例1：现有S分度号的热电偶和温度显示仪表组成测温系统，被测温度已知为1000C，仪表所处的环境温度为30C，当仪表的机械零点分别为

19、0C、30C、60C时问仪表的指示各为多少？l解：热电偶输入显示仪表的热电势为lE1=E(1000,30)=E(1000,0)-E(30,0)l =9.587-0.173=9.414(mv)l仪表的指示： Et=E1+EmlEm-机械零位变化所加的等效电动势值l机械零位在0C时，Em=0l Et=9.414+0=9.414 查表得 t=985Cl机械零位在30C时，Em=0.173mvlEt=9.414+0.173=9.587 查表得t=1000Cl机械零位在60C时，Em=0.365mvlEt=9.414+0.365=9.779 查表=1016.7Cl由此可见，仪表的机械零位只有调整到与参比

20、端温度相一致时，补偿才能恰当，否则会引起欠补偿或过补偿。l例：用分度号为K的热电偶和动圈表组成测温回路，把动圈式仪表的机械零点调到20，热电偶的冷端温度为50 。求出当仪表显示450 时的被测温度。l解：E(450,0)=E(t,50)+E(20,0)l查表得E(450,0)=18.516mvlE(20,0)=0.798mv E(50,0)=2.023mvlE(t,50)= E(450,0)-E(20,0)=17.718mvlE(t,0)=E(t, 50)+E(50,0)l =17.718+2.023=19.741mvl查表得t=478.8 l在在600600附近校验热电偶，标准热电偶的热电势

21、读数平均值为附近校验热电偶，标准热电偶的热电势读数平均值为5.2675.267毫伏毫伏l标准热电偶证书中写明，在热端为标准热电偶证书中写明，在热端为600600、冷端为、冷端为00时的热电势为时的热电势为5.2575.257毫伏毫伏l分度表上，热端为分度表上，热端为600600、冷端为、冷端为00时热电势为时热电势为5 5237237毫伏。毫伏。l 1)1)算出标准热电偶在算出标准热电偶在600600时的电势误差时的电势误差l E E5.257-5.237=0.02mV5.257-5.237=0.02mVl可见标准热电偶的电势值相对于分度表值是偏高的可见标准热电偶的电势值相对于分度表值是偏高的

22、l 2) 2) 把标准热电偶的读数平均值减去该电势误差，即把标准热电偶的读数平均值减去该电势误差，即l 5.267-0.0205.267-0.0205.247mV5.247mVl然后从分度表中查出与然后从分度表中查出与5.2475.247相对应的相对应的601601此温度即为标淮热电此温度即为标淮热电偶与被校热电偶热端的真实温度。偶与被校热电偶热端的真实温度。l 3)3)用被校热电偶的平均读数从分度表中查出相对应的温度。将用被校热电偶的平均读数从分度表中查出相对应的温度。将它们与它们与601601进行比较后，得到在进行比较后，得到在601601时被校热电偶的温度误差。时被校热电偶的温度误差。思

23、考题4、热电偶的冷端温度补偿法有_和_、 _、_、 _5、我国目前只生产_、 _、_三种材料的标准化热电阻。6、国产热电阻的引出线有_、 _、_三种。习题试填满下面的空格：热电偶分度号热电偶分度号 热端温度热端温度 冷端温度冷端温度 热电势热电势 （0C) （0C) (mV) S 1300 0 B 1400 8.913 K 30 34.110 T -140 -6.455 E 805 35 J 555 15两线制两线制1RRRRtBA312)(RRRRRRtBA三线制三线制)()(132atBRRRRRR1RRt如图所示为具有温度补偿的动圈测量机构线路。已知温度补偿用热敏如图所示为具有温度补偿的

24、动圈测量机构线路。已知温度补偿用热敏电阻电阻RT在在20时的阻值为时的阻值为68 ，在，在50 时的阻值为时的阻值为26.27 ，锰铜，锰铜电阻为电阻为40.41 ，动圈电阻在，动圈电阻在20 时为时为80 ，铜在，铜在20 时的电阻温时的电阻温度系数为度系数为0.00392 -1，试说明动圈电阻在，试说明动圈电阻在50 时的温度补偿作用。时的温度补偿作用。在在20时时Rt和和RB并联电阻值为并联电阻值为25.34总的阻值为总的阻值为25.34+80=105.34铜电阻在铜电阻在50时的阻值时的阻值Rt=R0(1+at)=80(1+0.00392*30)=89.408在在50时时Rt和和RB并

25、联电阻值为并联电阻值为15.92总的阻值为总的阻值为89.408+12.92=105.328填空填空l1、动圈表的准确度等级为_。l2、动圈表的偏转角与_成正比例关系。l3、利用电位差计测量电势，造成标准直流电压的常用线路有_、 _两种。l4、串模干扰的来源_、 _。l5、共模干扰的来源_、 _、 _。简答题简答题l1、抗串模干扰的措施有哪些？l2、抗共模干扰的措施有哪些？填空填空l上图中的电阻是_和_、 _、_、 _、 _、 _电阻。选择题：选择题：l1 1、在利用进行热电偶表面温度测量时，下、在利用进行热电偶表面温度测量时，下面哪种接触形式所产生的导热误差最小面哪种接触形式所产生的导热误差

26、最小A A、点接触、点接触 B B、面接触、面接触 C C、等温线接触、等温线接触D D、分立接触、分立接触2 2、利用热电偶进行壁面温度测量的时候，哪、利用热电偶进行壁面温度测量的时候，哪些因素会影响热电偶的导热误差？些因素会影响热电偶的导热误差？热电偶热端与壁面的接触形式、被测表面的导热电偶热端与壁面的接触形式、被测表面的导热能力、热电极的直径、壁面上方气流速度、热能力、热电极的直径、壁面上方气流速度、被测管壁厚度被测管壁厚度填空填空l1、在进行管内流体的温度测量时，一般产生的误差为_，在进行高温气体的温度测量时，产生的误差为_。思考题思考题l一、管内流体温度测量时，采取什么措施来减小测温

27、误差？l1、露出在管道外的测温管用保温材料包起来l2、插到管道内介质部分测温管长度增加l3、把感受件放在管道中心轴线上l4、测温管做成外形细长而壁厚很薄的形状l5、用导热性能不良的材料制作测温管l二、高温气体温度测量时，采取哪些措施来减小热辐射误差？l1、加装隔离罩l2、减小总辐射发射率l3、双热电偶测温l4、采用抽气式热电偶l1、单色辐射高温计是根据（、单色辐射高温计是根据（ ）定律制作的，）定律制作的，辐射温度计是根据（辐射温度计是根据（ ）定律制作的，比色高）定律制作的，比色高温计是是根据（温计是是根据（ ）定律制作的）定律制作的l2、亮度温度、亮度温度_(大于、小于、等于大于、小于、等

28、于)物体物体的真实温度。的真实温度。l3、辐射温度、辐射温度_(大于、小于、等于大于、小于、等于)物体物体的真实温度。的真实温度。l4、在灯丝隐灭式光学高温计中的灰色吸收玻、在灯丝隐灭式光学高温计中的灰色吸收玻璃和红色滤光片的作用是璃和红色滤光片的作用是_、_。l5、对于实际物体，计算其光谱辐射出射度和辐射出射度分别要利用_、_来修正。l某光学高温计的有效波长为某光学高温计的有效波长为0.7m，被，被测物体的发射率为测物体的发射率为0.5，试确定示值为，试确定示值为1800时的真实温度。（时的真实温度。（5分）分）262111ln110.7*101ln1800 2732731.4388 100

29、.51956STTcttC4411273(1500273)0.461880PTTttCl1、常见的测压用弹性元件有、常见的测压用弹性元件有_、_、 _。l3、名词解释、名词解释l刚度、灵敏度刚度、灵敏度l3、名词解释、名词解释l弹性滞后、弹性后效弹性滞后、弹性后效l4、弹性元件的性能好坏，主要取决于弹性、弹性元件的性能好坏，主要取决于弹性元件的材料。弹性材料的元件的材料。弹性材料的_是衡是衡量其基本性能的主要指标。量其基本性能的主要指标。l5 5、膜片是、膜片是。其按工作面形状可分为。其按工作面形状可分为_、 _。l6 6、一般情况下，当被测压力值小于、一般情况下，当被测压力值小于40KPa4

30、0KPa时，常选用时，常选用_（膜片、膜（膜片、膜盒）作仪表的弹性元件；当被测压力大盒）作仪表的弹性元件；当被测压力大于于60KPa60KPa时，常选用时，常选用_ _ （膜片、（膜片、膜盒）作仪表的弹性元件膜盒）作仪表的弹性元件。l7 7、弹簧管自由管在压力、弹簧管自由管在压力P P作用下发生位作用下发生位移，通常是因为移，通常是因为_。l8 8、膜盒、波纹管、弹簧管相比较，、膜盒、波纹管、弹簧管相比较，_灵敏度较小，因此常用作测量较灵敏度较小，因此常用作测量较高压力表的弹性元件。高压力表的弹性元件。l9 9、 在常用的在常用的11511151系列电容式变送器中，系列电容式变送器中，其测量部

31、分包括（差压其测量部分包括（差压- -位移）、（位移位移）、（位移- -电容）转换，最终其输出参数（）和压电容）转换，最终其输出参数（）和压力为线性关系。力为线性关系。l10、物体受压后会产生内应力和弹性变形，物体受压后会产生内应力和弹性变形，在弹性限度之内，内应力与在弹性限度之内，内应力与_成正比，成正比，因而可以通过测量物体应变来求得物体所因而可以通过测量物体应变来求得物体所受的压力。受的压力。l1111、应变式压力变送器就是通过测量胶应变式压力变送器就是通过测量胶合在弹性元件上，或者与弹性元件制成合在弹性元件上，或者与弹性元件制成一体的一体的_的阻值大小来测量受的阻值大小来测量受压弹性元

32、件的应变，从而测得弹性元件压弹性元件的应变，从而测得弹性元件所感受的压力的的。所感受的压力的的。l1111、电阻的变化取决于几何尺寸的、电阻的变化取决于几何尺寸的变化和电阻率的变化，分别称为变化和电阻率的变化，分别称为_效应、效应、_效应。对于金效应。对于金属材料以属材料以_为主，对于半导体为主，对于半导体材料以材料以_为主。为主。l1313、测压仪表在安装使用过程中，、测压仪表在安装使用过程中，防止仪表感受件与高温或有害的被防止仪表感受件与高温或有害的被测介质直接接触，为此，在测量高测介质直接接触，为此，在测量高温蒸汽时在表计前要装设温蒸汽时在表计前要装设_，测量含尘气体压力时表计前应装设测

33、量含尘气体压力时表计前应装设_，测量腐蚀性介质时应加，测量腐蚀性介质时应加装装_等。等。l14、测压仪表在安装使用过程中，测压仪表在安装使用过程中，压力取出口位置，测量气体介质的压力取出口位置，测量气体介质的一般在工艺管道一般在工艺管道_，测量蒸汽，测量蒸汽的应在工艺管道的的应在工艺管道的_，测量液，测量液体的应在工艺管道的体的应在工艺管道的_。1、目前工业上常用的流量测量方法有_、 _、 _。2、流体中圆管是层流情况下，管道中心轴线上的最大速度为V，则沿管道截面上的平均流速和沿直径上的平均流速分别是_、 _。3、电磁流量计的工作原理是_。l1、电磁流量计的使用注意事项是什么？l2、超声波流量计是根据在流体中超声波向上游和向下游的传播速度之差的测得流