检测仪表习题集.pdf

检测仪表 检测仪表 习题集 习题集 王华忠 编写 王华忠 编写 华东理工大学信息学院自动化系 华东理工大学信息学院自动化系 2005 年 9 月 2005 年 9 月 第一章 过程检测技术基础 第一章 过程检测技术基础 1 什么是检测技术 检测仪表由哪几部分组成 2 误差表示方法中绝对误差 相对误差 最大引用误差的作用和意义是什么 3 测量误差分几类 它们与准确度 精密度指标有什么关系 4 随机误差有哪些特征 5 什么是系统误差 如何发现系统误差 6 什么是引用误差 允许误差 它们与精度之间有什么关系 7 仪表的等级精度是如何定义的 8 解释测量装置的精度 灵敏度与分辨率 9 检测仪表或装置的主要静态指标有哪些 其意义是什么 10 测仪表或装置的主要的动态指标有哪些 其意义是什么 11 有两台检测仪表 其测量范围分别是 0 800 和 600 1100 已知其绝对误差的最大值均为 土 6 试求它们的精度等级是多少 12 有一块 0 1 6MPa 1 5 级的压力表 校验后发现其最大变差为 0 025MPa 问此表的变差是否 符合要求 12 有一测量范围 0 10MPa 精度为 0 5 级的压力表 它在 1MPa 5MPa 10MPa 三点处最大允许 绝对误差和相对误差各应是多少 13 某压力表的测量范围为 0 1MPa 精度为 1 0 级 试问此压力表允许的最大绝对误差是多少 若 用标准压力计来校验该压力表 在校验点为 0 5MPa 时 压力表的指示上行程为 0 497MPa 下行程 为 0 508MPa 试问该压力表是否符合 1 0 级精度 14 某设备被测温度 400 左右 现有两支温度计 一支测量范围 0 1000 精度为 1 0 级 另一 支测量范围 0 600 精度为 1 5 级 你选择哪一支温度计进行测量 为什么 15 有两台测温仪表 其测量标尺的范围分别为 0 500 和 0 800 已知其绝对误差最大值为 问哪一台仪表测温准确 为什么 5 max T 16 由孔板节流件 差压变送器 开方器和显示仪表组成的流量检测系统 可能会出现下列情况 1 各环节精度相差不多 2 其中一环节精度较低 而其他各环节精度都较高 试问该检测仪表总误差如何计算 17 某实验溶液温度的测量结果如下 按实验次序排列 单位为 共 15 组数据 小数点前两位 皆为 20 后两位数据是 42 43 40 43 42 43 39 30 40 43 42 41 39 39 40 求该 溶液温度的最佳表达式 第二章 压力检测 第二章 压力检测 1 什么叫压力 表压力 绝对压力 负压力 真空度 之间有何关系 2 按照敏感元件和转换原理的不同可以把压力检测方法分成哪几类 3 液柱式压力表测量原理是什么 有何特点 4 用作压力检测的弹性元件有哪些 5 弹簧管压力表测压原理是什么 试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程 6 弹簧管压力表如何实现压力远传 7 电气式压力检测方法的特点是什么 常用的敏感元件有哪些 8 什么是霍尔效应 霍尔电势的大小和方向与哪些因素有关 9 说明图 2 1 所示的压力传感器工作原理工作过程 图 2 1 霍尔压力传感器 10 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有哪些不同 试比较它们的优缺点 11 电阻应变传感器常采用什么样的测量线路 试说明其工作原理 12 扩散硅压力变送器和电容式压力变送器的工作原理是什么 有何特点 13 试说明差动变压器的工作原理 提示 画出结构图 给出部件名称 说明工作原理并绘出输入 铁芯位移 输出 电压值 的关系曲线 14 分析说明 BYM 型压力传感器的测量原理 并写出输出电压表达式U0 f Z 15 测量某处压力共进行了 100 次 其算术平均值为 100 00KPa 测出最大一次是 100 09KPa 试估 计在这 100 次测量中落在 100 土 0 03KPa 之间大约有多少次 落在 100 土 0 09KPa 之间大约有多少 次 落在 100 土 0 03KPa 100 土 0 09KPa 之间大约有多少次 16 某台空气压缩机的缓冲罐 其工作压力范围为 1 1 1 6MPa 工艺要求就地观察罐内的压力 并 要求测量结果的误差不得大于罐内压力的土 5 试选择一只合适的压力计 类型 测量范围 精度等 级 17 某合成氨厂合成塔压力控制指标为 14 土 0 4MPa 要求就地指示压力 试选压力表 类型 测量 范围 精度等级 18 现有一只测量范围为 0 1 6MPa 精度为 1 5 级的普通弹簧管压力表 校验后其结果如表 1 1 所示 试问这只表合格否 它能否用于集空气储罐的压力测量 该储罐工作压力为 0 8 1 0MPa 测量 的绝对误差不允许大于 0 05MPa 表 1 1 压力表校验数据 上行程 下行程 被校表读数 0 0 0 4 0 8 1 2 1 6 1 6 1 2 0 8 0 4 0 0 标准表读数 0 000 0 385 0 790 1 210 1 595 1 595 1 215 0 810 0 405 0 000 19 为什么测量仪表的测量范围要根据被测量的大小来选取 选一只量程很大的仪表来测量很小的参 数值有何问题 20 选用和安装压力表应注意什么 第三章 物位检测 第三章 物位检测 1 什么是物位 什么是液位计 什么是界面计 什么是料位计 2 按工作原理不同 物位测量仪表有哪些主要类型 3 差压 或静压 式物位检测中 是否要考虑非线性补偿 为什么 4 差压式液位计的工作原理是什么 当测量有压容器时 差压计的负压室为什么一定要与容器的气 相连接 5 什么是液位测量时的零点迁移 怎样进行迁移 其实质是什么 6 根据图 3 1 所示的曲线特性 说明各曲线所表示的迁移情况 并求出曲线的迁移量 图 3 1 零点迁移 7 用单法兰液位计测量开口容器内液位 如图 3 2 所示 其最低液位和最高液位到仪表的距离分 别为 若被测介质的密度 求 mh1 1 mh3 2 3 980m Kg 1 变送器的量程是多少 2 是否需要零点迁移 迁移量是多少 1 h 2 h 图 3 2 单法兰式差压变送器测量开口容器液位 8 如图 3 3 所示用双法兰式差压变送器测量密闭容器中有结晶性液体的液位 已知被测液体的密 度 液位变化范围 H 0 950mm 变送器正 负法兰中心距离 1800mm 变送器毛 细管硅油密度 确定变送器的量程和迁移量 3 1200m Kg 3 1 950m Kg 9 液体密度可以用差压变送器来测量 试设计一种利用差压原理连续测量生产过程中液体密度的方 案 并说明具体过程 图 3 3 双法兰式差压变送器测量密闭容器液位 10 浮力式物位检测方法有哪几种 11 什么是电气式物位检测 常用的方法有哪些 12 电容式物位检测中 常用的电容检测方法有哪些 13 超声物位检测中利用了超声波的哪些特性 14 超声波的发射和接受是如何实现的 15 超声物位检测中为何要进行温度补偿 常用的补偿方法有哪些 16 射线式物位检测的原理是什么 射线式物位检测系统组成有哪些 17 在述液位检测仪表中 受被测液体密度影响的有哪几种 并说明原因 1 玻璃液位计 2 浮力式液位计 3 差压式液位计 4 电容式液位计 5 超声波液位计 6 射线式液位计 18 所学习过的物位检测方法中 哪些是非接触式测量 第四章 流量检测 第四章 流量检测 1 什么是体积流量 什么是质量流量 2 什么是瞬时流量 什么是累积流量 3 体积流量有哪些测量方法 质量流量有哪些测量方法 4 什么是速度法流量检测 其特点有哪些 5 试述差压式流量计测量流量的原理是什么 并说明那些因素对差压式流量计的测量有影响 6 什么是标准节流装置 有哪几种形式 它们分别采用哪几种取压方式 7 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 会产生什么情 况 请举例说明 8 有一台电动差压变送器配标准孔板测量流量 差压变送器的量程为 16KPa 输出为 4 20mA 对 应流量为 0 50t h 工艺要求在 40t h 时报警 问 1 差压变送器不带开方器时 报警值设在多少 2 带开方器时 报警值设在多少 9 某孔板在制造时其孔径比计算值小了些 问其流量指示会比计算流量 刻度流量 偏高还是偏低 为什么 9 电磁流量计的工作原理是什么 它对被测量介质有什么要求 10 电磁流量计的干扰有哪些 采取了哪些措施来克服这些干扰的 11 电磁流量计转换器工作原理可用图 4 1 表示 试分析其输入输出关系 图 4 1 电磁流量计转换器方框图 12 转子流量计的工作原理是什么 它与差压式流量计的最大不同是什么 指测量原理上 13 有一台用来检测液体流量的转子流量计 其转子材料是密度为耐酸不锈钢 用于测 量密度为的介质 当仪表读数为时 被测量介质的实际流量是多少 3 7900m kg 3 750m kgh m 3 05 14 电动远传转子流量计是如何实现信号的远传的 15 超声波流量检测有几种方法 其各自的特点是什么 16 利用超声波进行物位和流量测量是否采用了相同的原理 17 什么是漩涡式流量检测 有哪些常用的方法 18 椭圆齿轮流量计是利用什么原理测流量的 19 容积式流量计与采用速度法间接测量体积流量的测量方法有何不同特点 20 所学习过的各种流量检测方法中 指出哪些测量结果受被测介质的密度影响 为什么 21 试分析科里奥利力法质量流量检测的原理 第五章 温度检测 第五章 温度检测 1 什么是温标 有哪几种温标 2 目前工业上广泛使用的温标属于什么性质的温标 所规定的单位定义是什么 它和常用的摄氏温 标之间如何转换 3 主要的温度检测方法有哪些 简述其工作原理及主要适用场合 4 热电偶测温的原理是什么 热电偶的热电特性和哪些因素有关系 5 如何保证在热电偶测温回路中引入各种仪表 连接导线不影响热电偶的输出 为什么 6 中间温度定律的内容是什么 它有何实际意义 7 用分度号为 S 的热电偶测温 其冷端温度为 20 测得热电势 E T 20 11 30mV 试求被测温度 T 8 用分度号为 K 的热电偶测温 已知其冷端温度为 25 热端温度为 750 其产生的热电势是多 少 9 试比较热电偶测温与热电阻测温有什么不同 可以从原理 系统组成和应用场合三方面来考虑 10 已知热电偶的分度号为 K 型 在工作时 冷端温度为 30 今测得其热电势为 38 56mV 求工 作端温度 11 根据热电偶的基本性质 试求如图 5 1 a 所示热电偶回路的电势 已知 mV eAB7479240 mV eAB023250 mV eAC048350 mV eAC591010 提示 见图 5 1 b 和 c 图 5 1 a 图 5 1 b 图 5 1 c 12 常用的热电偶有哪些 与它们所配用的补偿导线是什么 13 何为补偿导线 选择和使用补偿导线时要注意什么 补偿导线的作用是什么 14 使用热电偶测温时为何要进行冷端温度补偿 冷端温度补偿方法有那些 15 在用热电偶测温时 使用补偿导线要注意哪些问题 16 在使用热电偶测温时 若已经使用了相配套的补偿导线 是不是就不用使用冷端温度补偿了 并请说明理由 17 补偿电桥是如何实现热电偶冷端温度补偿的 试说明其补偿原理 18 用分度号为 Cu50 的热电阻测温 已经测得阻值为 80 试求现场测温点温度 已知 50 71 4 不查分度表 0 R 100 R 19 用两只 K 型热电偶 热电极为 A B 配用对应补偿导线 A B 组成如图 5 2 所示的两点温 差测量系统 已知 420 30 测得两点温差电势危 试求两点温差为多少 后来发现 温度下的那只热电偶错用 E 型 其它都正确 试求两点温度差 1 T 0 t 1 T 图 5 2 20 镍铬一镍硅热电偶测量炉温 如果热电偶在工作时的冷端温度为 30 测得的热电势指示值为 33 34mV 求被测炉温的实际值 21 要设计配接 E 热电偶的冷端温度补偿器 要求冷端温度为 10 和 30 时能得到完全补偿 其补 偿电桥如图 5 3 所示 已知桥路在 0 时平衡 在 0 时的阻值为 16 2 电阻温度系数为 V 5V 试设计计算桥路电阻 和的阻值 Cu R Cu 3 10284 21 RR 1 R 2 R 3 R E 1 R 2 R 3 R Cu R V 0 E 图 5 3 22 现用一只分度号为 K 的热电偶测量某炉温 已知热电偶的冷端温度为 20 显示仪表 本身不 带冷端温度补偿装置 读书为 400 问 1 若没有进行冷端温度补偿 求实际炉温为多少 2 若利用补偿电桥 0 时平衡 进行冷端温度补偿 实际炉温又为多少 为什么 已知 E 400 0 16 39mV E 20 0 0 798 mV 23 热电偶电极材料 几何尺寸以及所处环境温度对其热电特性有何影响 24 以电桥法测定热电阻的电阻值时 为什么常采用三线制接线方法 若不采用三线制接法 对测温 有何影响 25 在采用热电阻测温时 由于没有采用三线制 当连接热电阻的导线电阻因环境温度升高而增大 时 其指示值将如何变化 26 试比较热电偶测温与热电阻测温有何不同 可以从原理 系统组成和应用场合三方面来考虑 27 热电偶的结构形式有哪些 它们的组成分别是什么 28 工业上常用的金属热电阻有哪些 其分度号是什么 29 半导体热敏电阻有何特点 30 辐射式温度检测方法的原理是什么 辐射测温有哪几种基本方法 31 什么是集成温度传感器 其检测原理是什么 32 试述膨胀式温度计 压力式温度计的工作原理及主要特点 第六章 显示仪表 第六章 显示仪表 1 什么是直接变换式显示仪表 什么是平衡式显示仪表 其各自的特点是什么 2 简述动圈式显示仪表的组成 作用和工作原理 3 动圈式显示仪表为什么要对动圈进行温度补偿 又是如何实现的 4 电子电位差计的工作原理是什么 它是如何改变量程的 5 如图 6 1 所示为电子电位差计的原理图 试问当稳压电源无输出时 仪表会出现什么现象 图 6 1 电子电位差计 6 用电子电位差计配接热电偶测温 若热电偶热端温度升高 2 室稳下降 2 仪表的指示值如 何变化 7 电子电位差计的电源电压增加 则仪表的上下限及量程如何变化 当用它来测温时指示值比实际 高还是低 8 电子电位差计配接不同的热电偶时 冷端补偿电阻的阻值是否相同 为什么 9 电子平衡电桥的工作原理是什么 可参考图 6 2 回答 10 如图 6 2 所示为自动平衡电桥的测量桥路示意图 试分析 热电偶短路 断路时指针指示在什 么位置 图 6 2 电子平衡电桥 11 试比较电子电位差计和电子平衡电桥的异同点 12 手动电位差计的测量电路只有一条支路 而自动平衡电位差计的测量电路由两条支路组成 实 际上是一个电桥线路 为什么要采用这种形式 13 自动平衡电子电位差计与热电偶配合能否用来检测温差 应该如何连接 要注意哪些问题 14 有一分度号是 Cu100 的热电阻 接在 Pt100 分度的自动平衡电桥上 指针读数为 143 问实际 温度为多少 15 如图 6 1 所示的电子电位差计线路图 是冷端温度补偿电阻 25 时阻值为 5 平均电阻 温度系数 下支路电流为 2 R 3 104 mAI2 2 驾驶热电阻的热电势每 100 是 4mV 并设温 度与电势呈线性关系 问室温从 25 变化到 50 时电阻能否补偿 2 R 16 用分度号为 K 的热电偶进行测温 误用了分度号为 E 的补偿导线接在型号为 K 的电子电位差计 本身带冷端温度补偿 上 如图 6 3 所示 已知电子电位差计读数为 650 被测实际值为多少 图 6 3 17 现用 K 热电偶测温 但错用了与 E 热电偶配套的电子电位差计 本身带冷端温度补偿 指示 其测温系统如图 6 4 所示 已知室温为 30 当仪表指示为 200 时 问实际的温度是多数 图 6 4 18 某测温系统如图 6 5 所示 问此时电子电位差计的读数是多少 图 6 5 19 如图 6 6 所示的两种温度测量方法 问 A 表和 B 表的指示值哪一个告 为什么 图 6 6 20 什么时数字显示仪表 它与模拟显示仪表相比有和优缺点 21 数字式显示仪表由哪几部分组成 各部分的作用是什么 22 数字显示仪表的分辩率与什么有关 23 数字显示仪表中通常采用哪些线性化措施 24 如图 6 1 所示为一台配 K 型热电偶测温的电子电位差计 原来测温范围是 0 600 计算测量 桥路各电阻