热工测量仪表(朴老师画的所有的重点)

填空题（5个15）和简答题（3个15）1、 直接测量法：使测量直接与测量单位进行比较，或者用预先标定好的测量仪器进行测量，从而得到被测量数值的测量方法。2、 间接测量法：通过直接测量和被测量有某种确定函数关系的其他各变量，再按函数关系进行计算，从而求得被测数值的方法。3、 偏差测量法：测量器具受被测量的作用，其工作参数产生与初始状态的偏离，由偏离量得到被测量值。 4、微差测量法：用准确一已知的、与被测量同类的恒定量去平衡掉被测量的大部分，然后用偏差发测量余下的差值，测量结果是已知量值和偏差法测得值的代数和。5、 零差测量法：用作比较的量是准备已知并连续可调的，测量工程中使它随时等于被测量。 6、 测量方法按测量过程中的状态分为静态测量方法和动态测量方法。7、 对感受件的要求：输出信号必须随被测量变化，它们之间的关系是稳定的、可复现的；输出信号只能随被测量变化而变化；输出信号与被测量之间必须是单值关系。8、 传送件的功能：单纯起传输作用；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器和调节装置配接，要通过传输件把信号转化成标准化的统一信号。9、 仪表各环节之间的连接方式：开环连接和闭环连接10、按误差的特点和性质将测量误差分为粗大误差、系统误差和随机误差。11、 粗大误差：明显的歪曲了测量结果，使该次测量失效的误差。12、 系统误差：在同一条件下，多次测量同一被测量，绝对值和符号保持不变或按某种确定规律变化的误差。13、 随机误差：在同一条件下，多次测量同一被测量时，绝对值和符号不可预知地变化着的误差。三种误差中只有随机误差服从统计规律。14、 精密度：对同一被测量进行多次量，测量的重复性程度。正确度：对同一被测量进行多次量，测量值偏离被测量真值的程度。准确度：精密度和正确度的综合。精确度高，正确度不一定高，同样地，正确度高，精确度不一定高。15、 如何确定绝对温度？卡诺循环中有，工质在温度时吸收热量，而在温度时向低温热源放出热量，若指定，则可求得。16、 温度测量方法分为接触法和非接触法。17、 引起压力温度计误差的因素有哪些？温包浸入深度的影响；环境温度的影响大气压力的影响液柱高度的影响仪表制造尺寸不精确、传动间隙和摩擦。18、热电动势由温差电势和接触电势组成。19、什么是均质导体定律？由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体截面积如何以及各处的温度分布如何，都不能产生热电动势。20、由均质导体定律得出的结论：热电偶必须由两种不同性质的材料构成；由一种材料组成的闭合回路存在温差时，回路如产生热电动势，便说明该材料是不是均匀的。21、什么是中间导体定律？由不同材料组成的闭合回路中，若各种材料接触点的温度都相同，则回路中热电动势的总和等于零。22、由中间导体定律得出的结论：在热电偶回路中加入第三种均质材料，只要它的两端温度相同，对回路的热电动势无影响；若两种导体对另一种参考导体的热电动势已知，则这两种导体组成热电偶的热电动势是它们对参考导体热电动势之和。23、由中间温度定律得出的结论：已知热电偶在某一给定的冷端温度下进行的分度，只要引入适当的修正，就可在另外的冷端温度下使用；补偿导线引入热电偶回路中，相当于延长热电偶并不影响热电偶应有的热电动势。24、常用热电偶的结构组成：热电极、绝缘材料、保护套管。25、热电极材料的要求：物性稳定，能在较宽的范围内使用，其热电性质不随时间变化；化性稳定，在高温下不易被氧化和腐蚀；热电动势和热电动势率大，热电动势和温度之间呈线性关系；电导率高，电阻温度系数小；复制性好，以便互换；价格便宜。26、热电偶热端焊接焊点形式：点焊、对焊、绞状点焊。27、对金属测温电阻的要求：电阻温度系数大；在测温范围内物理和化学性质稳定；有较大的电阻率；电阻率和温度近似呈线性，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。28、绝缘骨架材料的要求：在使用温度范围内，电绝缘性要好，比热容要小，热导率要大；温度膨胀系数要接近电阻丝的；物性和化性稳定，不产生有害物质污染电阻丝；有足够的机械强度及良好的工艺性能。29、国产热电阻的引出线的种类：二线制、三线制、四线制。其中二线制的测量误差最大，四线制最小。30、铠装热电阻的优点：外径尺寸很小，最小可达1，因此其热惯性小，效应速度快；机械性能好，可耐强烈振动和冲击；除感温元件外，其他部分可任意弯曲，适合在复杂结构中安装；寿命比普通热阻长。31、电动显示仪表分为：模拟式、数字式、屏幕显示式。32、自动平衡式显示仪表分为：电位差计、电子电位差计、测量电桥。33、进行表面温度测量的热电偶与被测表面的接触形式：点接触、面接触、等温线接触、分立接触。34、串膜干扰的来源：交变磁场；由于热电偶焊在带电被测体上引进的干扰。35、如何防止串膜干扰？热电偶连接导线外面加屏蔽，防止电磁场和静电场的影响；热电偶的连接导线应远离强电磁场，也不要离动力线太近，更不允许把连接导线与动力线平行地放在一起或穿在同一根铁管之内。信号线与电源线也不应由同一孔进入仪表内；在仪表输入端加滤波电路，便于消除交流干扰信号对仪表的影响。36、共模干扰的来源：测量电炉温度时引入的干扰；不同的地电位引入干扰；高压电场的干扰。37、抗共模干扰的措施：热电偶“悬空”；放大器“浮空”；采用三线热电偶；热电偶保护管接地；旁路电容法；等电位屏蔽。38、单色辐射高温计分为光学高温计和光电高温计。39、使用光学高温计时注意的事项：非全辐射体的影响。被测物体往往是非全辐射体，物体的光谱发射率不是常数而且变化有时很大，给测量带来很不利的影响。中间介质的影响。光学高温计和被测物体之间的灰尘、烟雾和二氧化碳等气体对辐射会有吸收作用，造成测量误差。光学高温计不能距离被测物体很远，一般1-2m。40、红外线按坡长的范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外。41、红外探测器：接收被测物体红外辐射能并转变成电信号的器件；分为热敏探测器和光电探测器。42、热敏探测器：利用物体接收红外辐射而温度升高，从而引起物参变化的器件。光敏探测器：利用某些物体中的电子吸收红外辐射后改变其运动状态的原理工作的。43、常用热敏探测器分为：热敏电阻型、热电偶型、热释电型。44、使用红外温度计应注意的问题：测温范围；目标尺寸；距离系数；波长范围；响应时间。45、工程上所用压力计的指示值为表压力=绝对压力-大气压力。46、固体膨胀式温度计分为杆式温度计和双金属温度计。47、目前常用测压用弹性元件的分类：金属膜片式、波纹管式、弹簧管式。48、瞬时流量（流体流量）：单位时间内流过某一截面的流体的量。流过的总量：在某一段时间间隔内流过某一截面流体的量。积分流量（累积流量）：该段时间内的瞬时流量对时间的积分。平均流量：总量除以得到总量的时间间隔。49、测量汽包水位采用连通管式水位计或双侧水位计。50、浮子法的类型：浮子式和浮筒式。说明题（5个50）1、 给图说明液体膨胀式温度计的原理。答：液体温度计是由装有液体的玻璃温包、毛细管、刻度标尺组成，测温原理：应用液体在受热后体积发生膨胀的性质。液体受热膨胀量为：，其中：液体从温度增至的膨胀量；液体在0时的体积；液体膨胀系数；玻璃温包膨胀系数。2、 给图说明固体膨胀式温度计的原理。答：由两种线膨胀系数不同的金属片叠焊而成，金属片一端固定，另一端自由移动，若下面的金属片的线膨胀系数大于上面的，当温度升高时，金属片向上弯曲变形。由公式可得温度越高，弯曲角度越大。其中：K比弯度；h双金属片的厚度；L双金属的展开长度。t被测温度；t0仪表起始温度。3、 给图说明液体压力式温度计的原理。答：液体压力式温度计由温包、毛细管、基座、弹簧管、连杆、扇形齿轮、小齿轮、指针和刻度盘组成，金属温包和金属毛细管一端相连，毛细管的另一端与测量压力的弹簧压力计相连。温包、毛细管和弹簧管内均充满液体，液体受热后压力升高，压力经毛细管传递给弹簧管、使弹簧管变形，通过连杆和传动机构带动指针转动，在表盘上指示出被测温度。4、 给图说明蒸汽压力式温度计的原理。答：蒸汽压力式温度计根据液体的饱和蒸汽压力只和气液分界面的温度有关的原理制成的。金属温包的一部分容积盛放低沸点液体，其余空间及毛细管、弹簧管内都充满液体的饱和蒸汽。5、 会画冰点槽简图并说明其原理。 答：将清洁水制成冰屑，冰屑与清洁水相混后放在保温瓶中，在一个大气压力下，冰和水的平衡温度为0，在瓶盖上插进几根盛有变压器油的试管，将热电偶的冷端插到试管中，加入变压器油的目的是为了保证传热性能良好。6、 会画冷端温度补偿电路图并能说明其原理。 答：补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端温度变化而引起的热电动势。如图所示，桥臂电阻R1、R2、R3和补偿电阻RCu与热电偶冷端处于相同的环境温度下，其中，Rs为限流电阻，其阻值随热电偶的不同而不同。选择RCu的阻值使桥路在20时处于平衡状态，此时R1=R2=R3=RCu，桥路输出电压Uab=0。当冷端温度升高时，RCu增大，Uab也在增大，热电偶的热电动势Ex却减小。若Uab的增加量等于Ex的减少量，则的大小就不随冷端温度变化了。7、 说明动圈表的工作原理（要求既有文字又有公式）FB答：细铜线绕成的可动线圈放在永久磁铁的磁场中，当通入电流后，动圈收到的旋转力矩M为，其中，A动圈的面积，A=2rL，由此公式可得到，M不仅与I有关，还与有关，为了消除的影响，将仪表永久磁铁的极靴与铁芯做成同心圆形状，此时动圈的旋转力矩为，支撑动圈的张丝扭转后产生的反作用力矩Mn为Mn=K，其中K表示为与张丝性能及张力有关的系数，为动圈偏转角，由M=Mn可得=CI，其中C为仪表的电流灵敏度，由此可得动圈的偏转角与流过动圈的电流成正比。8、会画直流分压电位差计原理图并说明。GI2E(t-t0)AEBRSABC答：通过滑线电阻RABC的电流I1用电流表显示其数值，并用RS将它调整成规定值。在有热电偶的回路中接一只检流计G，改变滑线电阻上滑动触点B的位置，直到检流计G中的电流为零，此时I1RAB=E(t-t0)，由于I1等于规定值，所以E(t-t0)的值可根据变阻器滑动触点B的位置来确定。9、说明抽气热电偶的原理（会画简图、标注）。答：如图所示，当高压蒸汽或压缩空气从蒸汽喷嘴喷出时，由于速度很大，在喷嘴处局部产生了负压，在负压作用下，气流沿图示方向高速地被抽走，在热电偶出形成了高速气流，是放热系数增大，抽气的速度越快，放热系数越大，误差越小。10、画图并说明用手动平衡电桥测量热电阻原理。答：如图所示，电桥平衡时，检流计中无电流通过，根据电桥平衡原理：R1R3=R2(Rt+RL)，由于R2=R3，所以Rt=R1-RL。可在滑线变阻器上进行电阻或温度刻度，即根据RL的滑动触点位置便可确定热电阻的阻值且测量结果与电源电压无关。11、给出锅炉过热器后测量烟温的装置图，说明测量误差怎么来的？答：由于锅炉过热器烟气温度tb大于热电偶热端温度t，所以烟气就以对流、辐射及传导方式将热量Q1传给热电偶；热电偶冷端处于环境温度t3中，t3t，热量Q2沿热电偶套筒传给周围环境；过热器管壁温度t1，省煤器管壁温度t2，t1，t2都低于t，热电偶以辐射的方式将热量Q3传递给过热器及省煤器，热电偶平衡时有：Q1=Q2+Q3。而只有t=tb-t0时，才有Q1，其中t就是测量误差，使t减小的措施：增大烟气对热电偶的传热和减少热电偶对外的传导散热和辐射散热。12、说明灯丝隐灭式光学高温计的原理：答：物镜和目镜都可沿轴向移动，调目镜的位置使能清晰地看到灯丝。调物镜，使在灯丝平面上可清晰的看到被测物象，目镜前放着红色滤光片，灯丝和变阻器与电源及毫安计相串联。调节变阻器可通过调节流过灯丝的电流来调节灯丝的亮度，一定的电流对应灯丝的一定亮度，因而对应一定的温度。13、 说明辐射温度计的工作原理。答：物体的辐射线由物镜聚焦后经光阑使焦点落在镍箔热电堆上。（热电堆是由四支热电偶串联而成，热端被夹在十字形的镍箔中，镍箔表面涂铂黑以增加其吸收热辐射能力。）当辐射能被聚焦在镍箔上时，热电偶热端感受热量，热电堆输出的热电动势信号送到显示仪表，由显示仪表指示或记录被测物体的温度。14、 画图说明U形管压力计的工作原理。（P120）答：根据流体静力学原理有，p=p1-p2=h（1-2）g=（h1+h2）（1-2）g15、 给图说明弹簧管的工作原理。答：如图所示，弹簧管的一端焊入接头2，具有一定压力的流体由接头通入弹簧管内腔。另一端自由端与接头3相连，封闭弹簧管通过接头2和仪表传动机构连接。在正压力作用下，弹簧管稍伸直，自由端产生了一定的位移，通过传动放大机构带动指针移动，从而指示压力。16、 给图说明差动变压器原理。答：铁芯在绕组中移动可改变一次绕组和上下两端二次绕组的耦合情况。铁芯处于中间位置时，耦合情况相同，总输出电动势为零。输出交流电动势u，大小取决于铁芯位置偏离中间位置的距离大小，相位取决于铁芯处在中间位置的上下，同时决定了与一次绕组输入电动势是同相还是反相。17、给图说明电感式传感器的工作原理。答：被测的高压、低压分别接入高压室和低压室，使膜片发生变形向左移动，带动衔铁改变位置产生输出信号，该输出信号与差压成一一对应关系。18、给图说明霍尔效应如何产生的？答：由于在半导体片中流过控制电流时，电子受磁场力的作用，运动方向放生偏转，在半导体的一横截面上由于电子的积累呈现负极，在另一个横截面上因缺少电子显正极性，从而形成电场。由于有电场的存在，产生电场力，从而阻止了电子的偏转，当磁场力和电场力达到平衡时，建立稳定的电动势。19、给图说明容积式流量计的缺点。答：由于齿轮等运动部件与客体之间存在间隙，在仪表进出口差压的作用下，存在通过间隙的滑漏量，从而引起测量误差。当流量小时，由于滑漏量较大，误差也就很大，所以只有在一定的流量以上使用才能保证其足够的准确度。当超过额定值时，由于差压增大，误差也增大，并且过大的流量会造成转动部件的磨损甚至破坏。20、给图说明涡轮流量计的工作原理。答：被测流体冲击涡轮叶片使其旋转，涡轮上的螺旋形叶片顺次接近检测线圈，周期性地改变磁阻，使通过线圈的磁通量发生周期性地改变，产生与流量成正比的脉冲信号。经前置放大器传送至显示仪表，对输入脉冲整形，然后一方面对脉冲信号进行积分计算显示总量，一方面将脉冲信号转化成电流输出显示瞬时流量。21、给图说明如何产生涡街。答：在流体中放置一个对称形状的非流线型柱体时，在它的下游两侧会交替出现漩涡，并且旋转方向相反，轮流从柱体上分离出来，在下游侧形成涡街。22、给图说明超声波流量计的原理。答：由一侧的超声波振子穿过管壁流体管壁被另一侧的振子接收，并转换成电脉冲，经放大后再用次电脉冲激发发送振子，形成单环自激振荡，测出由超声波在流体中的顺流传播速度决定的单环频率f1。一定的时间间隔后，切换电路，测出取决于超声波在流体逆流中传播速度的单环频率f2。23、给图说明靶式流量计的工作原理。答：在管道中同心地设置一圆盘形靶作为节流件，靶与管壁之间形成环形通流截面。流体在靶前后形成的压差使靶收到推力，经力平衡变送器转换为统一的电流信号输出。24、给图说明转子流量计的原理。答：当被测流体流过浮子与管壁间的环形通流面积时，由于节流作用产生压差，使浮子上承受向上的力，当此力与被测介质对浮子的浮力之和等于重力时，浮子处于平衡状态，稳定于锥形管的一定位置上。当流量增大时，差压增加，浮子与管壁之间的环形通流面积增大，差压又减小，直至浮子上下的差压恢复到原来的数值时，浮子平衡于较上部新的位置上。25、给图说明射水抽气的大致原理。答：水经节流阀进入溢流稳压室中，溢流使室内液面保持一定的高度，具有一定位头的水以一定速度从抽气管上