热工测试--简答题总结

#1.测量仪器的构成及其作用a:(1)传感器：感测到的变化，产生与检测到的量具有一定函数关系的输出信号；(2)变送器：保存原始信号的所有信息，将传感器元件的输出信号转换为处理、传送、容易测量的变量；(3)显示仪表：将测量信息转换为成人感受的形式#1-1.检测和仪表在控制系统中起什么作用？ 两者的关系如何？被控制对象显示单元操作员检测和输送单元执行单元调节机构答：任何工业控制系统都必须应用一定的检测技术和相应的仪表单元，仪表控制系统的结构如图所示。 这里，检测是指完成温度、压力、流量的测量等各种被控制参数的测量的手段，包含直接检测方法和基于数据运算处理的探知检测方法的计量仪器通常与计测、记录、显示和调节与执行单元相关，典型的单元式组合仪表的输出/输入信号为420mA DC#1-2.偏差式、零点式和微差式测定的动作原理和特征？答：偏差式测量：在测量过程中利用仪表指针相对于刻度线的位移直接指示测量大小的方法，这种仪表测量方式直观、测量过程简单快捷，但测量精度低的过零测量：在测量过程中利用过零机构的过零测量测量系统的平衡状态， 通过与测量的基准量的差或相位进行比较，调节已知的基准量的大小，使两者完全平衡或全部抵消，由此得到测量值的大小的微差式测量：综合以上两个测量的优点，取得测量的基准量与已知的基准量的差，采用偏差法测量该差。#2.热电偶的测温原理(热电效应)？a :由两个不同的导体或者半导体材料a和b构成的电路，在两个节点温度不同时，在电路中产生电流，即电路中存在电动势的现象称为热电效应，也是热电偶的测温原理。#3.热电极材料的要求？a:(1)由两种材料构成的热电偶输出较大的热电势，热电势与温度之间应尽可能呈线性函数关系；(2)适用于较宽的温度范围，单质化性能、热电特性均稳定；(3)具有高导电率和低电阻温度系数；(4)具有良好的工艺性能，大量生产#4.热电偶冷补偿的原因和方法是什么？a:(1)热电偶的测温原理： E(T， T0)=E(T) - E(T0 )，只要T0不稳定，就无法测定t (2)在热电偶的分度表中调查毫安数-温度时，必须满足T0=0)在实际的测温中，由于冷却温度总是随环境温度而变化，因此t0不仅是0C， 不一定会产生误差(4)一般来说，冷端温度高于0C，热电势小，必须考虑一种消除或补偿热电偶冷端损耗的方法。方法：冰点降低法、热电势校正法、冷端补偿器法、补偿导线法。#5.非标准型热电偶(特殊热电偶)a:(1)鞘热电偶(也称为鞘热电偶)以热电偶芯线、绝缘材料、金属鞘三者较细的组合一体化的特征：热响应时间少，减小动态误差，可弯曲安装地使用的测定范围广，机械强度高，耐压性能好，(2)钨铼热电偶是比较好的高温热电偶(3)高速反应薄膜热电偶(表面热电偶)特别适合壁面温度的快速测定。 安装时，用粘接剂粘接在被测物的壁面上。 测温范围在300以下，反应时间只有数ms。 (4)膜式热电偶适用于壁面温度的快速测定，基板由云母和浸渍苯酚塑料片等材料制成。#6.是否补偿导线的作用？a使用廉价的补偿导线作为贵金属热电偶的延长导线，节约贵金属热电偶使热电偶的基准端远离被侧对象，环境温度移动到一定的场所，有利于基准端温度的修正和测量误差的减少通过将粗径和导电系数大的补偿导线作为热电偶的延长线，可以减小热电偶的电路电阻，可动环式仪表的正常工作#7.测温电阻体的测温原理？a :温度变化时，温感元件的电阻值随温度而变化，将变化后的电阻值作为电信号输入显示器，通过测量电路的转换将温度的变化值显示在显示器上。#8.测温电阻温度计的特征(与热电偶比较)？a:(1)在相同温度下输出信号大、灵敏度高的(2)测温上限低、测量精度高的(3)热电阻感温体的结构复杂、体积大、热惯性大的(4)热电阻的测量需要通过施加电源进行。#9.测温电阻温度计为何采用三线制的接合法？ 为什么要规定外部电阻值？:采用三线连接法，有效消除引线电阻和引线电阻变化引起的附加误差，提高测量精度，将热阻引入平衡桥臂采用三线连接法，铜引线电阻统一规定为每条2.5 (20 )，避免布线电阻对测量结果的影响。#10 .光电高温计与光电高温计相比，主要优点是什么？a:(1)灵敏度高；(2)精度高；(3)使用波长范围不受限制；(4)光电检测器的响应时间短；(5)自动测量和控制容易。#11 .测温计的选择与安装？答：选择原则： (1)满足生产技术测温要求；(2)构成测温系统的各个基本环节必须成套；(3)注意仪表工作环境；(4)投资少，易于管理维护。安装原则： (1)正确选择测温点；(2)避免热辐射等引起的误差；(3)防止导入噪声信号；(4)确保安全。11-1 .电容式压力传感器的工作原理答：采用可变电容的原理，利用弹性元件的压力变形改变可变电容器的电容，通过测量电容c可知被测压力的大小，实现压力-电容变换。测定部分有电容膜盒、高低压室及凸缘组件等12 .霍尔效应、应变效应和压电效应概念？a :霍尔效应：将半导体单晶片放置在磁场b中，在晶片的y轴方向流过一定大小的电流I时，在晶片的x轴方向的两端面出现电势的现象称为霍尔效应。压电效果：压电材料在一定方向受到压力或拉伸力时变形，在其表面产生电荷，且，在除去外力后，再次恢复到原来的非带电状态的现象称为压电效果.应变效应：对金属导体施加力(拉伸或压缩)后，导体的几何尺寸发生变化，电阻率也相应变化，引起电阻值相对变化的现象称为导体的应变效应。压电电阻效应：单晶半导体受到应力时，载流子迁移率发生变化，电阻率发生变化，引起电阻值相对变化的现象称为半导体压电电阻效应。13 .压力检测计的选择原则是什么？a:(1)仪表范围的选择：被检测压力稳定时：最大工作压力不得超过仪表满范围的3/4，被检测压力的变动大时，或者测量脉动压力时：最大工作压力不得超过仪表满范围的2/3，为了保证测量精度：最小工作压力为满范围不得低于3，优先满足最大工作压力条件的(2)仪表精度的选择：精度的选择以实用、经济为原则的(3)仪表类型的选择：从被测量介质的压力大小，从被测量介质的性质，从对仪表输出信号的要求，从使用环境来考虑。14 .最常见的流量计分为几类？a:(1)速度式流量计：例如，节流式流量计、转子流量计、均速管流量计、电磁流量计、涡轮流量计、涡流路流量计、超声波流量计、靶式流量计、板式流量计、热式流量计、堰式流量计(2)容积式流量计：例如，旋转式流量计、刮板式流量计、活塞式流量计、湿式气体流量计及皮袋式流量计.15 .差压式流量计的原理、流量基本方程式？a :差压式流量计也称为节流式流量计，利用管路内的节流装置，以将管路中的流体瞬时流量转换为节流装置前后的压力差的原理，实现流量测量。被测定流体体积流量：直径比:流量系数:收缩系数=A2/Ad流出系数c、渐近速度系数e#16 .标准节流装置的使用条件、为什么要求极限雷诺数以上的流量测量、安装节流装置时需要注意的问题是？a :使用条件：流体充满圆管，需要连续地流过配管。 流束必须与管轴平行，不得有旋流或漩涡。 流体流量几乎不随时间变化，或变化非常慢。 流体可以是可压缩的气体或不可压缩的流体；流体必须是牛顿流体，在节流装置中流动时相不变。 节流装置的制造和使用条件超过国家标准的界限时，必须标定后再设置使用。原因：管道雷诺数与管径、流体粘度、密度和流量大小等有关，某介质粘度大、密度小或流量小，雷诺数低，不能达到标准节流装置的极限雷诺数(或最小雷诺数)，流出系数不稳定，引起较大的测量误差。注意事项： (1)允许的压力损失(2)加工的简便性(3)被测量介质的侵蚀性(4)现场设置条件。#17 .均速管式流量计原理：测量管道内流动流体的速度压力流速。均速管流量探针主要有阿巴巴(Annubar )、威力巴巴(Vrabar )、威力巴巴巴(Wellbar )、三角形流(Deltaflow )、托巴(Torbar )、双d巴巴等。结构简单：插入探针，测量气体、蒸汽、液体的流量永久性压力损失小，只占节流装置的百分之几配管内径：十几毫米到几米测量精度通常为13%。均速管未标准化，应标准化后再使用。常见：阿牛巴流量计、威尔巴流量计、热线均速管流量计等#18 .电磁流量计是以什么原理工作的？ 特征？ 不同励磁波电磁流量计的特点是什么？原理：根据法拉第电磁感应定律，管道内流动的导电液体(相当于多个连续的导电薄膜圆盘)通过垂直于磁场的运动产生感应电动势，电位的大小与流量有关。特点：优点：压力损失极小，可测流量范围广，适用管径范围广(最大3m )，测量精度高，线性度好。 不足：只能测量导电性液体(电导率)，不能测量气体、蒸汽及纯水。不同励磁时的特征： (1)交流直流励磁：直流励磁不会造成干扰，仪表性能稳定，功能可靠。 但是，直流磁场在电极上产生直流电位，引起北侧的液体电解，在电极上产生极化现象，可能破坏原来测量条件的交流磁场消除了极化现象，但产生了干扰电位。 (2)脉冲方波励磁：融合了交流直流磁场的优点。#19 .科里奥利质量流量计科里奥利质量流量传感器是流体一边直线运动，一边处于一个旋转系统中，产生与质量流量成正比的科里奥利力而制成的直接式质量流量传感器。#20 .容积式流量计的特点和选型注意事项是什么？a:(1)特征：测定精度高，被测定介质粘度、温度及密度等变化对测定精度的影响小，测定过程与雷诺数无关，特别适用高粘度流体的流量测定(由于泄漏误差随粘度的增加而减少)，流量计的范围比较宽，一般为10:1，安装仪表的直管段的长度缺点：结构复杂，运动零件容易磨损，大口径管道流量测量，流量计体积大，容易维护，成本高。(2)选择时的注意事项： a .注意实际测量范围，保持在选择的仪表的二成范围内b .在流量计前安装过滤器，注意定期清洗和更换c .在流量计前安装气液分离器，以免流量计中进入气泡影响测量精度。#21 .浮力式液位计的测量原理和分类？原理：基于物体对液体受浮力作用的原理分类：浮动式液位计、浮动式液位计、磁反转浮动式液位计、浮动式液位计#22 .差压式液位计原理：利用容器内液位的变化，液柱高度引起的静压也相应变化的原理#23 .零位移的本质同时改变差压变送器的上限和下限(测量范围)，不改变量程大小，适应现场设置变送器的实际条件。#24 .电容式液位计原理：利用电容器之间的介质不同，电容不同，可以测量液位、材料位或液体的界面。圆筒形电容器电容c#25 .质量流量测量的基本方法科里奥利质量流量计、热式质量流量计(流体热交换原理)、导出式流量计。#26 .红外气体分析仪的测量原理和基本组成原理：气体对电磁波的吸收特性基本结构：1)光源的作用是产生能量相等且稳定的平行红外光，由此光源大多由镍铬线制作2 )切割片的切割片通过马达周期性地切割来自光源的光放射信号，将连续信号调制为一定频率(一般为225Hz )的交变信号3 ) 过滤部分吸收或过滤被干扰气体吸收的红外线，消除干扰气体对测量的影响。 4 )测量室和参考室的测量室和参考室的两端用透光性好的CaF2晶片密封。 参考室中封入不吸收红外线的惰性气体，测量室中连续流入被测量气体。 5 )检测室检测室(检测器)用来接收从红外光源发射的红外光，并将该红外光转换成电信号。 6 )微机系统的微机系统作用是将红外线检测器的输出信号放大成统一的直流电流信号，对信号进行分析处理，显示分析结果，并根据需要输出浓度极值和故障状态报警信号#27 .氧化锆式氧量分析仪原理：基于浓差电池的原理过程：氧从分压高的一侧(P1 )向分压低的一侧(P2 )移动，伴随着电荷的取向移动，在氧化锆两侧的铂电极之间产生电动势。恩斯特公式：氧化锆两端产生电动势，大小由能源之星式决定#28 .氧化锆氧量计的正常使用条件和影响氧化锆氧量计的因素应注意哪些问题？a :条件： (1)使氧化锆传感器的温度一定，在850下灵敏度最高。 (2)需要含量稳定的参照气体。 (3)被测气体和参照气体应具有相同的压力。要因： (1)内外电极温度不均匀引起的附加误差(2)烟道中的烟的气压和空气的气压不同的收纳误差(3)烟中的SO2和SO3对探针的腐蚀作用(4)电极的