热能与动力工程测试技术习题及答案

热能与动力工程测试技术一、 填空（30）1. 仪器测量的主要性能指标：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间。P52. 在选用仪器时，应在满足被测要求的前提下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量值在满刻度要求的2/3为宜P53. 二阶测量系统的阻尼比通常控制于=0.60.8,对于二阶测量系统的动态性能的两个重要指标是稳定时间ts和最大过冲量Ad。P184. 测量误差可分为系统误差、随机（偶然）误差、过失误差。5. 随机误差的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性。6. 热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律。7. 造成温度计时滞的因素有：感温元件的热惯性和指示仪表的机械惯性。P1098. 流量计可分为：容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。P1619. 扩大测功机量程的方法有：采用组合测功机、采用变速器。P20810. 除利用皮托管测量流速外，现代常用的测速技术有：热线（热膜）测速技术、激光多普勒测速技术（LDV）、粒子图像测速技术。11. 在热能与动力工程领域中，需要测量的物理量主要有温度、压力、流量、功率、转速等。12. 按照得到最后结果的过程不同，测量方法可以分为直接测量，间接测量和组合测量。13. 按工作原理，任何测量仪器都应包括感受件，中间件和效用件。14. 系统误差的综合包括代数综合法、算数综合法和几何综合法。15. 金属应变式电阻传感器温度补偿的方法有桥路补偿和应变片自补偿。16. 自感式电感传感器分为变气隙式、变截面式和螺管式。17. 常见的光电转换元件包括光电管、光电池、光敏电阻和光敏晶体管。18. 使用较多的温标有热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标。19. 热力学温标T和摄氏温标t的转换关系T=t+273.1520. 可用于压力测量的传感器有压阻式传感器、压电式传感器和电容式差压传感器。21. 常用的量计的节流元件有孔板、喷嘴、文丘里管等。22. 某待测水头约为90米,现有0.5级02.94106Pa和1.0级00.98106Pa的两块压力表，问用哪一块压力表测量较好？答:后者。23. 对某一物理量x进行N次测量，测量值xi与其出现的次数Ni满足一定的规律，误差分布呈对称性、单峰性、有界性的特点。24. 任意两种均质导体A、B，分别与均质材料C连接组成热电偶回路，若热电势分别为EAC(T,T0)和ECB(T,T0)，则导体A、B组成的热电偶的热电势为：EAC（T，T0）+ECB（T，T0）。25. 用铜和康铜分别与铂相配构成热电偶，热电势E铜-康铜（100，0）=1.10mV，E铜-铂（100，0）=0.75mV，E康铜-铂（100，0）=-0.35mV。26. 弹簧管压力计中游丝的作用是：恢复、导电、径向间隙小。27. 标准节流装置由节流元件、取压设备、后面的直管段三部分组成，孔板取压有角接取压；法兰取压和径距取压三种方式。28. 气体的体积流量qv与其标准质量流量qm的关系是_qm_=_qv_。29. 系统的绝对误差传递公式为。30. 根据统计学原理，随机误差服从统计规律，因而可采用统计法则对含有随机误差的测量结果加以表达。31. 某种铜热敏电阻30时的电阻值R11.812k，35时的电阻值R21.510k，那么热敏电阻在32时的电阻值为：1.683k。32. 氧化锆氧量计安装方式分为抽出式和直插式。33. 红外气体分析仪工作原理是：被测气体对红外线的吸收程度,来对多组分混合气体进行定量分析。34. 常用的压力传感器有：应变式、压电式、压阻式、电感式和电容式等型式。35. 某压力表的量程是20MPa，测量值的误差不允许超过0.05MPa，则仪表的精度为0.25级。36. 标准误差、平均误差、或然误差、极限误差落在所属范围内的概率大小顺序依次为（用“”或“标准误差平均误差或然误差。37. 热电偶是基于塞贝克效应原理发展起来的一种测温传感器，两种不同导体A、B组成的闭合回路，当A、B两接点的温度不同时，回路中会产生热电势，研究表明热电势是由温差电势和接触电势两种电势组成。38. 热电阻测温常采用“三线制”接法，其目的在于消除连接导线电阻造成的附加误差。39. 激光多普勒效应是指：一定频率的激光照射到具有一定速度的运动粒子上，粒子对光有散射作用，散射光的频率与直射光的频率有一定的偏差，其频移量与运动粒子的速度成正比，只要测得频移，就可算出流速。40. 涡街流量计中卡门旋涡的频率与流体的平均速度成正比，当旋涡列间隔和旋涡间隔之比等于时，涡列就能保持稳定。41. 压电晶体表面产生的电荷能够长时间保持的两个条件是：外电路负载无穷大，内部无漏电。42. 任何形式的波在传播时，波源、接收器、传播介质、中间反射器或散射体的运动都会使波的频率产生变化。43. 节流测量装置常用的取压方式有角接取压和法兰取压两种方式，角接取压又包括单独钻孔和环室取压两种形式。44. 差压式水位计测量汽包水位的关键是水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器实现的。45. 仪表的等级有0.1、0.2、0.4、0.5级，用016MPa压力表来测量10MPa左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过0.5%，那么应选择准确度等级为0.2级的测量仪表。46. 表征仪表读数精密性的指标是（分辨率）47. 对于与热电偶配套的动圈表，（动圈表必须与其相同型号的热电偶相配）48. 用金属材料测温热电阻（D金属纯度越高对测温越有利）49. 在热力试验中，常用来测量微小正压、负压的差压的压力计是（U型管压力计）50. 标准节流件的直径比越小，则（D流体的压力损失越大）51. 涡轮流量计输出_数字_信号52. 将被测差压转换成电信号的设备是（差压变送器）53. 当高频涡流传感器靠近铁磁物体时（线圈的电感增大）54. 标准节流装置的取压方式主要有（法兰取压 角接取压）55. 下列对氧化锆氧量传感器的工作温度叙述正确的是（应高于600C 应保持恒温）56. 已知当地大气压Pb,表压力读数为Pe,则绝对压力P等于（ P=Pb+Pe）。57. （圆柱三孔型探针）既可以做对向测量又可以做不对向测量58. 用热线风速仪测量流速方向时，应选择气流方向角为（45）的热线。59. 下面有关热电偶总的热电势方向描述是（a沿着正热电极，由热端指向冷端）60. （a波许烟度计）是反射光式烟度计61. 电接点水位计的测量原理是电极和氖灯构成回路，那么（蒸汽的电阻大，处于饱和蒸汽中的电极断路，氖灯不亮）。二、简答1、什么是测量仪器或测量系统的动态特性分析？作用？P112、何为霍尔效应？答：置于磁场中的金属（或带有电子的物质），当于两端通过电流时，另外两面会产生大小与控制电流I（A）和磁感应强度B(T)的乘积成正比的电压UH(V),这一现象叫做霍尔效应。P903、何为亮度温度？答：在波长为m的单色辐射中，若物体在温度T时的亮度B和绝对黑体在温度为Ts时的亮度BO相等，则把Ts称为被测物体的亮度温度。4、 何为动压？静压？总压？P1295、为什么阶跃信号常用于低阶测量系统的时域动态响应的输入信号？P176、简述金属应变式传感器的工作原理。P637、在测量瞬时温度时采用的感温元件时间常数大小如何？为什么？在测量平均温度时又如何？为什么？P1108、试画出皮托管的结构简图，说明皮托管的工作原理，并导出速度表达式（条件自拟，不考虑误差）。P143P1449、压阻效应（P66）热电现象（79）光生伏特效应（84）10、辐射温度：温度为T的物体全辐射出射度M等于温度为Ts的绝对黑体全辐射出射度M0时，则温度Ts称为被测物体的辐射温度。11、激光多普勒效应：答：当激光照射到跟随流体一起运动的微粒上时，微粒散射的散射光频率将偏离入射光频率，这种现象叫做激光多普勒效应。12、测量仪器按照用途可以分为哪两类？其特点为？（P4）13、简述常用消除系统误差的具体方法。（P27）14、简述电阻式传感器的基本原理。(P63)15、热电偶冷端温度补偿的方式有哪几种？P8116、简述液柱式压力计的误差来源。（P123）三、计算题3X101、 某压力表精度为1.5级，量程为02.0MPa，测量结果显示为1.2MPa，求：（1）最大引用误差.解：最大引用误差nm=1.5%（2）可能出现的最大绝对误差m解：m=21.5%=0.03MPa（3）示值相对误差xx=m x100%=0.03 1.2100%=2.5%1、在一次内燃机负荷特性试验中，对某一特定工况的转速用数字式转速仪测出8次转速值，见下表，求该工况下的转速及误差。P42（例3-5原题）测量次数12345678转速li/(r/min)30023004300029982995300130063002li=24008r/min,L=3001r/minvi/(r/min)+1+3-1-3-60+5+1Vi=li-L,vi=0vi/(r/min)1919360251vi=82(r/min)22、用镍镉镍硅热电偶测温时，其冷端温度ts=30C，用直流电位差计测得热电动势为EAB(t,30)=38.5mV,求实际温度为多少？（请看P82冷端温度校正法）1、用分度号为S的热电偶和动圈式仪表构成测温系统如图所示，冷端温度补偿器的平衡温度为20，图中，动圈式仪表的机械零位为0。试求（1）动圈式仪表的温度示值1300所对应的电势值？（2）要想使示值与实际温度相符，应作何处理？Es（1300,0）13.159mVEs（30,0）0.173mV Es（80,0）0.502mVEs（20,0）0.113mVEs（25，0）0.143mV （1）ES（t,o）ES(1300,20)13.159-0.11313.046（mv）(2)要使示值与实际温度相符，应将机械零点调至20ES（t,o）ES(1300,20)+ES(tm,0)ES(1300,0) t=1300 tm=202、已知分析气体与参比气体总压力相同，氧化锆测得烟温为735时氧电动势为15mV。参比气体20.85%，综合常数为0.0496mV/K，试求此时烟气含氧量为多少?解：设烟气含氧量为x 150.496（735273.15）lg X10.4% 答：烟气含量为10.4%。5、已知一应变片测量电路采用等臂电桥接法如下图所示，其中RL为负载电阻，R1=R2=R3=R4=R，RLR；电阻R1为应变片，在受到应力（受拉）时，电阻R1有一个微小增量R1，则电桥的输出为u；试证明：如何使测量电路的灵敏度提高到原来的4倍。11、如何用电容传感器实现液面的测量？请写出公式推导过程，并画出示意图12.如图所示，节流差压式测量流量，如何利用流道中的节流元件所产生的差压P来计算流量？是收缩系数，忽略流体的可压缩性。13、下图是直流电位差计测热电偶电势的电路，对照此图说明其测量原理。1、“工作电流标准化”，求得2、切换开关倒向测量位置14、现有E分度号的热电偶、温度显示仪表，它们是由相应的补偿导线连接，如下图所示。已知测量温度t=800,接点温度=50，仪表环境温度t0=30。如将补偿导线换成铜导线，仪表指示为多少？如果将两根补偿导线的位置对换，仪表的指示又为多少？其中：，解：当补偿导线都改为铜导线时，热电偶的冷端便移到了50处，故仪表的输入电势为查分度表可得，此时仪表的