内蒙古工业大学仪表检测技术练习题.ppt

1、练习题,绪论,测量过程的三要素_、_、_。 测量方法按测量结果的获取方式来分，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_、_、_。 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_、_、_。 仪表的质量指标有_、_、_、_、_、_、_。 回差是指_。,下列哪一个参数更能说明示值的准确程度 （ ） A、绝对误差 B、相对误差 C、示值误差 D、都可以 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95C，真实值分别是1650C和100C，哪一个测量准确度更高？ （ ） A、炉子 B、水 C、两者相同 D、无法判断 在规定的工作条件

2、下，仪表量程内各示值误差中的绝对值最大者称为仪表的_。 仪表的引用误差定义为仪表示值的_与_之比，并以百分数示之。,仪表的准确度等级是仪表的_表示的允许误差去掉百分号后余下的数字。 一测量范围内010MPa的弹簧管压力计经校验，在其量程上各点处最大示值误差max=0.14MPa，则该表的最大引用误差是_，若该仪表的准确度等级为1.0级的，则仪表的允许误差是_，因此该仪表的准确度_（合格、不合格）。 测量过程中，假设测量仪表的指示值为x，被测量的真值为x0，仪表的量程为A，则写出示值的绝对误差、相对误差、引用误差分别为_、_、_。 用测量范围为-50150KPa压力表测量140KPa压力时，仪表

3、示值是142KPa，求该示值的绝对误差、相对误差、引用误差。,总结,一、热工测量的意义 二、测量方法 三、热工仪表的组成 四、仪表内信号的传输过程 五、仪表的质量指标,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。 解：根据题意，z=1,2,3。从表1-1查得 因此 相应的显著性水平 a=1-P=1-0.68269=0.31731,同理： 相应的显著性水平：,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） 4753.1 4757.5 4752.7 4752.8 4752.1 4749.2 47

4、50.6 4751.0 4753.9 4751.2 4750.3 4753.3 4752.1 4751.2 4752.3 4748.4 4752.5 4754.7 4750.0 4751.0 求该转动机械的转速（要求测量结果的置信概率为95%）,解：从已知可得置信系数z=2 (1)计算测量值子样平均值 (2)计算标准误差估计值S： 为计算方便上式可改写为,（3）求子样平均值的标准误差 （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,那么 查表1-1 得 z=1.96 所以 测量结果可表达为,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

5、/min，求该转动机械的转速（测量结果的置信概率仍要求为95%） 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。 （2）给定的置信概率P=95%，求置信区间半长a，即 设 且记 那么,查表1-1得 z=1.96 所以 测量结果可表达为,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%）。 解：因为是小子样，采用t分布置信系数来估计置信区间。 （1）求出五次测量的平均值,(2)求 的标准估计值 ： （3）根据给定的置信概率P=95%求得的显著性水

6、平a=1-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 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。,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。 解： （1）求电阻值 ：,(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：,再求各直接测量量的标准误差： 所以,（3）最后，间接测量量电阻值 的测量结果可表示为： (P=68.27%),例1-6 有一组重复测量值（ ） (i=1,2

7、,16) 39.44 39.27 39.94 39.44 38.91 39.69 39.48 40.56 39.78 39.35 39.68 39.71 39.46 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）,(2)计算子样平均值 和测量列的标准误差估计值S： (3)首先按拉依达准则检验，由于 所以经检验，这组测量值不存在坏值。,（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。 由于：

8、故 在显著性水平5%之下，被判断为坏值，应剔除。,（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： 根据a=0.05，n=15查表1-3得T(15,0.05)=2.409 由于 故可知余下的测量值中已不含粗大误差的坏值。,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（） 20.06 20.07 20.06 20.08 20.10 20.12 20.14 20.18 20.18 20.21 试检验该测量列中是否含有变值系统误差。 解：（1）计算测量列的算术平均值 和标准误差估计值S：,计算各测量值的残差 -0.06 -0.05 -0.06 -0.04

9、 -0.02 0 +0.02 +0.06 +0.06 +0.09 (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。,（4）根据阿贝准则检验，求得 因为 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。,1、测量过程中的三要素是_、 _、 _。 2、按被测量与测量单位的比较方式来分，测量方法可分为_、 _。 3、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，_、 _、 _。 4、根据测量误差性质的不同，一般将测量误差分为_、 _、

10、_三类。,5、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。 6、变值系统误差存在与否的检验方法有_、 _、 _。 7、热电动势由_、 _组成。 8、热电偶的三条基本定律是_、 _、 _。 9、热电偶在使用过程为什么要进行冷端温度补偿？,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 解：查表得,例2 某支K型热电偶在工作时，冷端温度为20，测得的热电势30.001mV，求被测介质的实际温度。 解：查表 查表得30.799mV对应的温度为740,例1、 用一支K型镍铬-镍硅热电偶测量某

11、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 解：查表得,例2 某支K型热电偶在工作时，冷端温度为20，测得的热电势30.003mV，求被测介质的实际温度。 解：查表 查表得30.801mV对应的温度为740.1,例2 某支K型热电偶在工作时，冷端温度为35，测得的热电势33.339mV，求被测介质的实际温度。 解：查表 查表得34.706mV对应的温度为836,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0C、30C、60C时问仪表的指示各为多少？ 解：热电偶输入显示

12、仪表的热电势为 E1=E(1000,30)=E(1000,0)-E(30,0) =9.587-0.173=9.414(mv) 仪表的指示： Et=E1+Em Em-机械零位变化所加的等效电动势值,机械零位在0C时，Em=0 Et=9.414+0=9.414 查表得 t=985C 机械零位在30C时，Em=0.173mv Et=9.414+0.173=9.587 查表得t=1000C 机械零位在60C时，Em=0.365mv Et=9.414+0.365=9.779 查表=1016.7C 由此可见，仪表的机械零位只有调整到与参比端温度相一致时，补偿才能恰当，否则会引起欠补偿或过补偿。,例：用分度

13、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。 解：E(450,0)=E(t,50)+E(20,0) 查表得E(450,0)=18.516mv E(20,0)=0.798mv E(50,0)=2.023mv E(t,50)= E(450,0)-E(20,0)=17.718mv E(t,0)=E(t, 50)+E(50,0) =17.718+2.023=19.741mv 查表得t=478.8 ,在600附近校验热电偶，标准热电偶的热电势读数平均值为5.267毫伏 标准热电偶证书中写明，在热端为600、冷端为0时的

14、热电势为5.257毫伏 分度表上，热端为600、冷端为0时热电势为5237毫伏。 1)算出标准热电偶在600时的电势误差 E5.257-5.237=0.02mV 可见标准热电偶的电势值相对于分度表值是偏高的 2) 把标准热电偶的读数平均值减去该电势误差，即 5.267-0.0205.247mV 然后从分度表中查出与5.247相对应的601此温度即为标淮热电偶与被校热电偶热端的真实温度。 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。将它们与601进行比较后，得到在601时被校热电偶的温度误差。,思考题,4、热电偶的冷端温度补偿法有_和_、 _、_、 _ 5、我国目前只生产_、 _、_三

15、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 热端温度 冷端温度 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,三线制,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电阻RT在20时的阻值为68 ，在50 时的阻值为26.27 ，锰铜电阻为40.41 ，动圈电阻在20 时为80 ，铜在20 时的电阻温度系数为0.00392 -1，试说明动圈电阻在50 时的温度补偿作用。,在20时Rt和RB

16、并联电阻值为25.34 总的阻值为25.34+80=105.34 铜电阻在50时的阻值 Rt=R0(1+at)=80(1+0.00392*30)=89.408 在50时Rt和RB并联电阻值为15.92 总的阻值为89.408+12.92=105.328,填空,1、动圈表的准确度等级为_。 2、动圈表的偏转角与_成正比例关系。 3、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。 4、串模干扰的来源_、 _。 5、共模干扰的来源_、 _、 _。,简答题,1、抗串模干扰的措施有哪些？ 2、抗共模干扰的措施有哪些？,填空,上图中的电阻是_和_、 _、_、 _、 _、 _电阻。,选择题

17、：,1、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 A、点接触 B、面接触 C、等温线接触 D、分立接触 2、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？ 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、被测管壁厚度,填空,1、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,一、管内流体温度测量时，采取什么措施来减小测温误差？ 1、露出在管道外的测温管用保温材料包起来 2、插到管道内介质部分测温管长度增加 3、把感受件放在管道中心轴线上 4、测温管做成外形细长而

18、壁厚很薄的形状 5、用导热性能不良的材料制作测温管,二、高温气体温度测量时，采取哪些措施来减小热辐射误差？ 1、加装隔离罩 2、减小总辐射发射率 3、双热电偶测温 4、采用抽气式热电偶,1、单色辐射高温计是根据（ ）定律制作的，辐射温度计是根据（ ）定律制作的，比色高温计是是根据（ ）定律制作的 2、亮度温度_(大于、小于、等于)物体的真实温度。 3、辐射温度_(大于、小于、等于)物体的真实温度。 4、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_、_。,5、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。,某光学高温计的有效波长为0.7m，被测物体的发射率

19、为0.5，试确定示值为1800时的真实温度。（5分）,用辐射式温度计测量物体的温度，被测物体的发射率为0.46，试确定当示值温度为1500时的真实温度。,1、常见的测压用弹性元件有_、_、 _。 3、名词解释 刚度、灵敏度 3、名词解释 弹性滞后、弹性后效 4、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_是衡量其基本性能的主要指标。,5、膜片是。其按工作面形状可分为_、 _。 6、一般情况下，当被测压力值小于40KPa时，常选用_（膜片、膜盒）作仪表的弹性元件；当被测压力大于60KPa时，常选用_ （膜片、膜盒）作仪表的弹性元件。,7、弹簧管自由管在压力P作用下发生位移，通常是因

20、为_。 8、膜盒、波纹管、弹簧管相比较，_灵敏度较小，因此常用作测量较高压力表的弹性元件。 9、 在常用的1151系列电容式变送器中，其测量部分包括（差压-位移）、（位移-电容）转换，最终其输出参数（）和压力为线性关系。,10、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_成正比，因而可以通过测量物体应变来求得物体所受的压力。 11、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一体的_的阻值大小来测量受压弹性元件的应变，从而测得弹性元件所感受的压力的的。,11、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_效应、_效应。对于金属材料以_为主，对于半导体材料以_为主。,13、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测介质直接接触，为此，在测量高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_，测量腐蚀性介质时应加装_等。,14、测压仪表在安装使用过程中，压力取出口位置，测量气体介质的一般在工艺管道_，测量蒸汽的应在工艺管道的_，测量液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