华北电力大学 测量仪表PPT-过参思考题与习题

第1章绪论1．测量过程包含哪三要素？测量方法与测量原理各是什么含意？2．什么是真值？什么是约定真值？3．完整的检测过程包括哪几部分各部分有什么作用？4．仪表的精度等级是如何规定的？请列出常用的一些等级。5．什么是检测装置的静态特性？其主要技术指标有哪些？6．什么是仪表的测量范围及上、下限和量程？彼此有什么关系？7．什么是仪表的变差？造成仪表变差的因素有哪些？合格的仪表对变差有什么要求？8．有人想通过减小表盘标尺刻度分格间距的方法来提高仪表的精度等级，这种做法能否达到目的？9．用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级？可否用一台精度等级为0.20~25MPa的标准表来检验一台精度等级为1.50~2.5MPa的压力表？为什么？习题1．某弹簧管压力表的测量范围为0~1.6MPa，精度等级为2.5级。校验时在某点出现的最大绝对误差为0.05MPa，问这块仪表是否合格？为什么？2．现有两台压力检测仪表甲和乙，其测量范围分别为0~100kPa和-80~0kPa，已知这两台仪表的最大绝对误差均为0.9kPa，试分别确定它们的精度等级。3．某位移传感器，在输入位移变化1mm时，输出电压变化300mv。求其灵敏度。4．某压力表，量程范围为0～25MPa，精度等级为1.0级，表的标尺总长度为270°，给出检定结果如下所示。试求：（1）各示值的绝对误差；（2）仪表的基本误差，该仪表合格否？（3）仪表的平均灵敏度。p(MPa)05被测压力X(MPa)0.14.9510.215.119.924.9示值5.现有2.5级、2.0级、1.5级三块测温仪表，对应的测量范围分别为-100℃～＋500℃、-50℃～＋550℃、0℃～1000℃，现要测量500℃的温度，其测量值的相对误差不超过2.5％，问选用哪块表合适？6.有一台精度等级为2.5级、测量范围为0～10MPa的压力表，其刻度标尺的最小分格应为多少格？第3章接触式温度检测及仪表1．温标的三要素是什么？常用的温标有哪些？它们之间有什么关系？2．双金属温度计是怎样工作的？它有什么特点？3．热电偶测温原理是什么？热电偶回路产生热电势的必要条件是什么？4．采用热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿的方法有哪些？5．常用的标准化热电偶有哪些？各有什么特点？6．在热电偶测温电路中采用补偿导线时，应如何连接？需要注意哪些问题？7．简述手动电位差计的工作原理及使用方法。8．手动电位差计的测量电路只有一条支路，而电子电位差计的测量电路由两条支路9．简述热电偶多路温度检测通道中各组成部分的作用。10．试述热电阻测温原理。并说明常用热电阻的种类及R0值为多少。11．画出热电阻与平衡电桥的三线制连接图。说明这种连接方式的优点。12．热敏电阻测温有什么特点？按温度系数分类热敏电阻可分为几种类型？13．试比较热电偶测温和热电阻有什么不同？（可以从原理、系统组成和应用场合三个方面来考虑）14．用测温元件热电偶或热电阻构成测温系统测量温度时，应各自注意哪些问题？15．热电阻与配套的温度显示仪表构成温度测量系统，请分析显示仪表出现下列情况的原因：○显示仪表指示值始终偏大；1○显示仪表指示到最大极限值；2○显示仪表指示到最小极限值；3○显示仪表指示值不稳。416．以图3-50为例，分析热电阻采用四线制连接可以减小长引线电阻变化造成的误差的原理。17．分析接触测温方法产生测温误差的原因，在实际应用中采取哪些措施以减小测温误差？18．简述AD590的测温原理。19K的镍铬-镍硅热电偶测量温度，在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指示值为50060。试问实际温度应为多少？如果热端CC温度不变，设法使冷端温度保持在20，此时显示仪表的指示值应为多少？C20-镍硅热电偶测某换热器内温度，其冷端温度为30C机械零位为0400，若认为换热器内的温度为430CCC什么？正确值为多少？21E分度号的热电偶测量两点温差，已知直流电位计分别测得热电偶A和B的电势值为30.63mV和24.49mV，冷端温度，求、及温差t025Ctttt121222．如图3-75所示温度测量系统，已知tC，，t20C，对于t30Cc0下列情况求温度显示仪表的读数（C○补偿导线，冷端补偿器和显示仪表使用正确；1○补偿导线接反，其他使用正确；2○补偿导线使用正确，显示仪表（包含冷端补偿器）错配成E型的；3○补偿导线，冷端补偿器和显示仪表都错配成E型的。4图3-7523．检定配热电偶的温度显示仪表时，常用标准电势输入代替实际热电偶的热电势。现要检定K型温度显示仪表在700时的准确度，问输入多大的标准电势（检定时环境C温度为25）？C24-镍硅热电偶与电子电位差计配套测温，热电偶自由端温度42Ct0不采用补偿导线而采用普通铜线进行热电偶与显示仪表之间的连接，设仪表接线端子处的温度为28，求电子电位差计指示在385时，由于不用补偿导线所带来的误差是多CC少？25．有一配镍铬-镍硅热电偶的电子电位差计，在测量过程中错配了铂铑-铂热电偶，此时仪表指示196，问所测的实际温度是多少？此时仪表外壳温度为28。CC26C时它的电阻是多少？要求精确计算和R100t估算。27．已知某负温度系数的热敏电阻，温度为0时的阻值为6324。热敏电阻的材C料常数。试求温度为100时的电阻值及电阻的变化率。CB28．用套管式温度计测量管道内蒸汽温度，已知套管壁厚为1.5mm，长度为50mm，套管热导率蒸汽与套管间对流系数，并忽略辐KWm)时，求：WmC)C，射换热。当温度计读数为160，管壁温度为40CC○蒸汽实际温度是多少？1○如果要求测量误差小于0.5%，温度计插入管道的最小深度是多少？2第4章非接触式温度检测及仪表1．辐射测温方法的特点是什么？常用的辐射式测温仪有哪几类？2．什么是光学高温计的亮度温度？它与实际被测温度有什么关系？3．光学高温计中的红色滤光片和灰色吸收玻璃的作用是什么？4．辐射温度的意义是什么？辐射高温计中的热电堆起什么作用?5．比色高温计与光学高温计和辐射高温计相比有何优点？6．说明红外辐射的特征，并分析红外测温仪的工作原理。7．为什么对高温计提出测量距离的要求？对光学高温计、辐射高温计和比色高温计的距离要求一样吗？为什么？8．用光学高温计测某炉膛内烟气温度，仪表示值。若有效波长Ct1300s，炉膛发射率0.70.05，求0.65（1）炉膛内烟气的实际温度；（2）由的变化所引起的测温误差。9．用辐射高温计测量磨光的钢板的表面温度，钢板发射率0.85，计算当示值温度727℃和t1727℃时钢板表面的实际温度；如果把发射率估计成0.68tpp由此带来的测温误差。10．用比色高温计测得比色温度℃，比色光线波长分别为0.4，tc10.58，被测物体在相应波长下的光谱发射率分别为0.390.35122确定被测物体的实际温度。第5章压力检测及仪表1.试述压力的定义。表压力、绝对压力、负压力（真空度）之间有什么关系？一般工业用压力表读出的是什么压力？2.测压仪表有哪几类？各基于什么原理？3.试分析影响液柱式压力计测量准确度和灵敏度的主要因素。4.弹性式压力计的测量原理是什么？常用的弹性元件有哪些类型？5.弹簧管压力表的弹簧管截面为什么要做成扁圆形或椭圆形的，可以做成圆形截面吗？6.试述弹簧管压力表的主要组成和测压过程。7.画出电容式压力（差压）变送器的变换过程示意图，并推导电容-差压转换关系式。8.简述扩散硅压力（差压）变送器的工作原理和特点。硅膜片上扩散电阻的位置怎样决定？9.以ST3000为例，试述智能型压力（差压）变送器的组成和特点。10.简述压力表的选择原则。11.压力表与测压点所处高度不同时，如何进行读数修正？12.某容器的顶部压力和底部压力分别为-50kPa和300kPa，若当地的大气压力为标准大气压，试求容器顶部和底部处的绝对压力以及顶部和底部间的差压。13.有一斜管微压计，示值l=80mm,K=0.6,酒精封液测量时密度ρ=793kg/m，仪表3t分度时密度ρ=808kg/m(20℃温度)p为多少mmHOP=1322D工程大气压。14.用弹簧管压力表测量蒸汽管道内压力，仪表低于管道安装，二者所处标高为1.6m和6m。若仪表指示值为0.7MPa，试求蒸汽管道内的实际压力值。已知蒸汽凝结水的密度m/，重力加速度9.8/。3gms215.有一工作压力约为6.3MPa的容器，采用弹簧管压力表测量其压力，要求测量误差不大于压力示值的1%。试选择压力表的量程和精确度等级。16.某台空气压缩机的缓冲容器，其工作压力变化范围为0.9～1.6MPa观察容器内压力，且要求测量误差不得大于罐内压力的士5力表（类型、量程、精度）。17.用10MPa量程的标准压力表来检定一只量程为10MPa2.5级的工业压力表。问应选用何种精确度等级的标准压力表？若改用16MPa确度等级又为多少?18.已知弹簧管压力表的温度系数=0.0001，当仪表所处的环境温度为40℃,与设计E环境温度20℃不同时，该压力表将产生温度附加误差。试求被测压力为650kPa时仪表的温度附加误差。19.现校验了三只2.5级，0～6MPa的弹簧管压力表，结果如下表所示。试分析各个表产生误差的原因，应如何调整才能交付使用?标准表（MPa）1.01.51.11.52.02.52.22.63.03.53.33.74.04.54.44.85.05.55.55.91号压力表读数（MPa）2号压力表读数（MPa）3号压力表读数（MPa）第6章流量检测及仪表习题与思考题1．什么是流量和总量？有几种表示方法？相互之间的关系是什么?2．什么是流量检测仪表的量程比？当实际流量小于仪表量程比规定的最小流量时会产生什么影响?1．以椭圆齿轮流量计为例，说明容积式流量计的工作原理。容积式流量计的测量误差主要来源于什么?2．涡街流量计如何从结构方面保证产生稳定的“卡门涡街”？旋涡频率与哪些因素有关？对旋涡频率有哪几种检测方法？3．涡轮流量计的仪表常数的含义是什么？仪表常数的大小与哪些因素有关？4．超声波流量计的特点是什么?其测速方法有几种？7．用测一点的流速来测量管道内瞬时流量方法的前提是什么?测点的位置在管截面的什么位置上较好？8．均速管与威力巴流量计各有何特点？弯管流量计和内锥流量计的工作原理是什么?9．转子流量计有哪些类型？它与孔板有何异同？10．说明电磁流量计的工作原理。电磁流量计使用中有何要求？11．质量流量测量有哪些方法？科里奥利质量流量计是根据什么原理工作的？12．对于下列左边的流量测量需求，请在右边选择最合适的流量测量仪表。①含杂质的导电液体流量A.科里奥利质量流量计B.转子流量计②流速较低的清洁汽油流量③微小的气体流量C.电磁流量计④流量变化不大，雷诺数较大的蒸汽流量⑤管道直径为25mm，密度易变的液体质量流量D.容积式流量计E.涡街流量计13.已知被测介质在工作状态下的体积流量为293m/h，工作状态下介质密度为319.7，求流体的质量流量。314.40m/h10︰1，3则该流量计的最小可测流量为多少？315.24小时走字数为1201m/字，求这天的物料量是多少？平均流量是多少/？m3m3h16.用涡街流量计测量某流体的流量，已知旋涡发生体的迎流面宽度为d，斯特罗哈尔数St约为，管道直径D，管道中流体的平均流速为~4，问旋涡的频率范围是多少？17.检定一台涡轮流量变送器，当流过16.05流体时，测得41701个脉冲，则仪表的3m仪表常数是多少？18.某一用水标定的转子流量计，满度值为1000/，转子密度为7.92/，现hg33用来测密度为0.789/g的乙醇流量，其测量上限？若将转子换为密度32.861/g的铝时，其测量上限？319.用超声波流量计测水的流量。已知管径D=150mm，超声波发射与接收装置之间的距离L=450mm，声波在水中的传播速度c=1500m/sf=28KHz500m/h3时，试确定超声波在顺流和逆流中的传播时间差和相位差。20.ρ=1.247kg/m,皮托管常数K=1，可压3d缩修正系数K=1，管道直径d=500mm，在管道中心r=0处，测得ΔP=343Pa，在r=2001ρ12RrmmΔP=240Pa,()1/n求管道风流量为多vvq2maxvR少m3/s？第7章节流式流量计习题与思考题1.什么是标准节流装置？标准节流装置包括哪几个部分？我国的标准节流装置国家标准规定了几种节流件的形式？相应的取压方式是什么？2.为什么标准节流装置能在工业上得到广泛的应用？在使用标准节流装置时对流体、流动状态和管道都有哪些要求？3.如何从理论上推导出节流装置的流量公式？流出系数和可膨胀系数受哪些因素影响？压力损失与哪些因素有关？4.标准节流装置的计算命题有哪几类？画出各类命题的计算框图。5.用标准节流装置对流体的流量进行测量，当流体参数偏离设计值时应如何进行校正？6.为什么标准节流装置的量程比只能是1:3～1:4？7.说明用标准节流装置测气、液、蒸汽的流量时，其取压口位置、信号管道的敷设特点。8.已知某节流装置最大流量100t/h40kPa10kPa20kPa、30kPa时，分别流经节流装置的流量为多少？9.=0.8kPat=20℃,而实际工作参数，p0.51p，现场仪表指示38003，求实际流量是多少？m/htC110.已知过热蒸汽压力P=13MPat=550℃；管道内径在工作温度11下为.6,差压计刻度最大流量Th/，相应最大差压Dqtm。标准喷嘴在工作温度下孔径d.25，现场允许压力损失pmaxtpq/时的流量指示误差及压力损失是否Th00符合要求？11.已知被测流体为水，工作压力（表压力）=14.71MPa，工作温度t=215℃；管道pD=233mm；材料为20号钢新无缝管；节流装置采用法兰取压标准孔板，材料为201Cr18Ni9Tid=117.34mmΔp＝156.91kPa1Δp对应的流量q；20m（2）计算流量测量时的压力损失p。12.按下列设计任务书所给数据，设计标准节流装置。（１）被测介质:过热蒸汽（２）质量流量：qThq/，Th/，.8/Thqmmaxmchmmin（３）介质参数：P=13MPat=550℃11（４）允许压力损失：p（５）管道内径：D20（６）管道材料：12CrMoV（７）节流件形式：角接取压标准喷嘴（８）节流件材料：1Cr18Ni9Ti（９）要求差压计型式：电容式差压变送器（１０）管路情况如下第8章液位检测及仪表思考题1．火电厂中，为保证机组的安全经济运行，有哪些主要设备需进行液位测量？2．何谓汽包的重量水位？监督重量水位的重要性是什么？3．云母水位计和电接点水位计为什么测不到重量水位？4．常用的锅炉汽包水位测量方法有几种？测量原理是什么？有何优、缺点？5．机组正常运行时，测量汽包水位的各种水位计的指示是否一致？在锅炉启、停过程中须监视哪种水位计?正常运行时主要监视哪种水位计？6．画出简单平衡容器结构图，并推导出其“水位-差压”特性公式。7．对于开口容器和密封压力容器用差压式液位计测量时有何不同？8．差压水位计产生测量误差的因素有哪些？如何减小测量误差？9．对差压水位计的输出进行汽包压力补偿的原理是什么？画出单室平衡容器水位测量系统框图。10．利用差压变送器测量液位时，为什么要进行零点迁移？如何实现迁移？11．翻板式液位计是如何工作的？12．电容式液位计测量导电和非导电介质的液位时，其测量原理有什么不同？它的测量结果受哪些因素的影响？13．超声波液位计的工作原理是什么？影响超声波液位计测量精确度的因素有哪些？习题1．已知单室平衡容器=640mm，H=320mm，汽包压力为17MPa，冷却水平均密L0度=994kg/m，饱和水密度=565.29kg/m，饱和蒸汽密度=119.03kg/m，试333aws计算出汽包水位△为-320、-160、0、+160、+320mm时产生的差压各是多少？2．已知在额定运行工况下，汽包的重量水位分别为-100mm和+80mm时，平衡容器实际输出差压分别为4600Pa和3700Pa，试求汽包重量水位分别为-320、-160、0、+160、+320mm时产生的差压各是多少？3L=640mmH=320mm16MPa下饱和水密度ρ=584.76kg/m，30w饱和蒸汽密度=107.18kg/m17MPa下降至16MPa3s度ρ=994kg/m，试计算△H=0时产生的差压为多少Pa？3a4．图6-36为带迁移装置的差压变送器组成的某立式容器水位测量装置示意图（在汽相引出管上装有冷凝罐）。为保证该系统输出的电流信号与水位成正比，试问：（1）图中是否有错误？若有错误，另画一个正确的图。（2已知.8，.4，2.621kg/m，，333h1231h2，h。液位的变化范围。H3图8-36水位测量装置示意图5.用电容法测量某容器内非导电液体的液位。已知电极外径为3mm，容器内径为4200mm，液体和液面上方气体的相对介电常数分别为4和1，液位变化范围为12m。求由电极和容器壁面组成的电容器在液位等于零、液位为满量程时的电容值，并求电容的最大变化量。第9章成分分析仪表1．在线成分分析系统为什么要有采样和预处理装置？2．氧化锆氧分析仪的探头测量含氧量应满足什么条件？3．氧化锆氧分析仪的氧浓差电势与氧浓差电池温度有关，而实际使用时池温常会发生变化，你认为可采取哪些方法来消除池温变化对氧浓差电势的影响？4．当被测气体中存在可燃性组分，能否用氧化锆氧分析仪测量气体中的氧含量？为什么？5．为使氧化锆氧分析仪的输出特性线性化，试给出一种线性化方案。6．简述红外线气体分析仪的测量原理。红外线气体分析仪的基本组成环节有哪些？7．在红外线气体分析仪中，是否一定要有滤波气室？滤波气室的作用是什么？8．判断下面气体哪些能用红外线气体分析仪分析？CH，CHOH，O，，CH，H，NH，CO，CH242524232339．简述热导式气体分析仪的工作原理，它对测量条件有什么主要的要求？10．热导式气体分析仪中热导池的工作原理是什么？参比气室在测量中起什么作用？11．气相色谱分析仪由哪几部分组成？各部分有何作用？常用的检测器类型有哪几种？12．在色谱分析法中，固定液起什么作用？载气起什么作用？13．试述电导式分析仪的工作机理。影响电导池测量精度的因素是什么？14．DDD-32B型工业电导仪的组成和各部分作用如何?15．pH计常用的参比电极和工作电极有哪些？写出甘汞电极和玻璃电极组成原电池的表达式。为何它必须与高输入阻抗的测量仪器配用？16．硅酸根分析仪是如何工作的？习题1．利用氧化锆氧分析仪测混合气体中含氧量，若用空气作参比气体，其氧含量为.8%，如测量时温度控制在700，并测得浓差电动势E=22.64mv，此时参比气体与待C测气体压力相等。求待测气体的含氧量。280010.392％。但此时发现实际烟温是650仪表指示相对误差是多少？3．某混合气体由、和组成，现用热导式气体分析仪测量含量。求下列混NH224合物在0时的热导率，并根据结果进行分析[0时，C、和的热导率分别为NCH224、、]。0.1741W/(mK)0.0244W/(mK)0.0322W/(mK)○-75%，-70%，-70%，-75%，-24%，-1%HHHHNNNN1222222224○-24%，-6%24○-29%，-1%34○-19%，-6%444．某厂用热导式气体分析仪来测量锅炉烟气中的含量。已知烟气中含O（5%22（76%（1.1%（0.5%（16%H（0.4%1%N2222○该烟气能否通过取样管直接进入到分析仪的热导检测器中？为什么？1○求混合气体的热导率；2○求经过预处理后的混合气体进入热导检测器的热导率；3○当水蒸汽含量变为1.5%，N含量减为75.5%，其他组分的含量不变时，计算进入热42导检测器混合气体的热导率；○当含量变为8%，O含量变为13%，其他组分的含量不变时，计算进