检测技基础作业及答案

1、检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案1 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案2 5. 某流量计为某流量计为420 mA两线制仪表，其测量范围是两线制仪表，其测量范围是 440 m3/h，当输出电流为，当输出电流为8 mA时，实际测得流量时，实际测得流量 值为多少？值为多少？ 4 20mA 0 40m3/h hmq q /10 48 0 420 040 3 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案3 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案4 题题2.9:在有机分析中，测得某化合物含氢百分比为：在有机分析中，测得某化合物含氢百分比为： 2.75，2.76，2.79，2.78，2.76，

2、2.78，2.74，2.76， 2.74，试给出测量结果的最佳表达式？并用，试给出测量结果的最佳表达式？并用t分布估计分布估计 精度参数？精度参数？ 762. 2 9 1 9 1 i i xx解：含氢量百分比平均值为：解：含氢量百分比平均值为： 9 2 1 1 ()0.018 9 1 i xx 测量列精度参数由贝塞尔公式可计算如下：测量列精度参数由贝塞尔公式可计算如下： 006. 0 9 x 平均值的标准误差：平均值的标准误差： 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案 题题2.9 续：续： 014. 0762. 2 006. 0762. 2 x x 故得氢含量百分比的最佳表达式为：故得氢含量

3、百分比的最佳表达式为： 81 n若按若按t分布表示，其自由度分布表示，其自由度 36. 3)8()( pp tt当置信概率当置信概率P0.99时，查表得时，查表得: 020. 0762. 2 xp tx 则氢含量百分比可表示为：则氢含量百分比可表示为： 31.2)8( p t取取P0.95时，查表得时，查表得 ，则为：，则为： (P=68.3%) (P=99%) (P=95%) 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案6 题题2.10:在等精度测量条件下，对某涡轮机械的转速在等精度测量条件下，对某涡轮机械的转速 进行进行20次测量，获得如下一组测定值（单位：次测量，获得如下一组测定值（单位：

4、r/min）：）：4754.1，4756.1，4753.3，4754.7， 4752.1，4749.2，4750.6，4751.0，4753.9， 4751.6，4751.3，4755.3，4752.1，4751.2， 4750.3，4757.4，4752.5，4756.7，4750.0， 4751.0，试求该涡轮机械的转速（假定测量结果的，试求该涡轮机械的转速（假定测量结果的 置信概率置信概率P=95%）。）。 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案7 0.528 20 x 平均值的标准误差：平均值的标准误差： 093. 2)19( p t 191 n 取取P0.95时，自由度时，自由度

5、，查表得，查表得 4752.72 1.105则：则： 20 2 1 1 ()2.360 20 1 i xx 测量列精度参数由贝塞尔公式可计算如下：测量列精度参数由贝塞尔公式可计算如下： 72.4752 20 1 20 1 i i xx解：转速平均值为：解：转速平均值为： 题题2.10续：续： (P=95%) 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案8 题题2.12：在等精度条件下，对管道内压力进行了：在等精度条件下，对管道内压力进行了8次次 测量，数据如下（单位测量，数据如下（单位MPa）：）：0.665，0.666， 0.678，0.698，0.600，0.661，0.672，0.664。试

6、。试 对其进行必要的分析和处理，并写出用不确定度表对其进行必要的分析和处理，并写出用不确定度表 示的结果。示的结果。 解：解： 按格拉布斯准则判断测量列中是否存在粗大按格拉布斯准则判断测量列中是否存在粗大 误差。误差。 l 按大小顺序将测量列重新排列如下：按大小顺序将测量列重新排列如下： l 0.600，0.661，0.664，0.665，0.666，0.672， 0.678，0.698 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案9 663. 0 8 1 8 1 i i xx 028. 0)( 18 1 8 1 2 i i xx x 计算子样算术平均值计算子样算术平均值和标准误差估计值和标准误差

7、估计值 选危险率选危险率5查格拉布斯准则临界值表得查格拉布斯准则临界值表得 当当n n8 8 03. 2%)5 , 8(),( 00 gng 计算测量中最大和最小测定值的残差，并用格拉布斯计算测量中最大和最小测定值的残差，并用格拉布斯 准则判定准则判定: v（1）=-0.063 v(8)=0.035 因为因为 057. 0%)5 , 8(| ) 1 (| 0 gv 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案10 故故x(1)=0.600为在危险率为在危险率5时被判定为坏值，应删除。时被判定为坏值，应删除。 x 去掉去掉x x（1 1）后再重新计算余下测量值的算术平均值）后再重新计算余下测量值的算

8、术平均值 和标准误差估计值和标准误差估计值。此时。此时n n7 7 672. 0 7 1 7 1 i i xx 012. 0)( 17 1 7 1 2 i i xx 再次查表按再次查表按5，n n7 7 得得g(7,5)=1.94)=1.94 余下测量值残余误差余下测量值残余误差v（1）-0.011 v(7)=0.026 而而g(7,5) )=0.023=0.023 显然显然)7( v大于大于0.023故为坏值。故为坏值。 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案11 x 去掉去掉x（7）后再重新计算余下测量值的算术平均值）后再重新计算余下测量值的算术平均值 和标准误差估计值和标准误差估计值。

9、此时。此时n6 668. 0 6 1 6 1 i i xx 006. 0)( 16 1 6 1 2 i i xx 再次查表按再次查表按5，n n6 6 得得g(6,5)=1.82)=1.82 余下测量值残余误差余下测量值残余误差v（1）-0.007 v(6)=0.01 而而g(6,5) )=0.011=0.011 ) 1 ( v)6( v显然显然和和 均小于均小于0.011故不存在坏值。故不存在坏值。 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案12 按按A类评定方法评定该测量列的不确定度类评定方法评定该测量列的不确定度 由由n6时其测量结果的算术平均值时其测量结果的算术平均值 668. 0 x

10、x x 其不确定度其不确定度u（ ）可用贝塞尔公式求标准误差）可用贝塞尔公式求标准误差 s（ ）得到：）得到： u（ ）s（ ） 0.002 x x 6 006. 0 n 所以用不确定度表示的测量结果为所以用不确定度表示的测量结果为 002. 0668. 0)( i xu x （MPa） 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案13 解：在解：在 时，当测量误差服从正态分布时，当测量误差服从正态分布 若其误差在若其误差在0.5以内时出现的概率为以内时出现的概率为68.3，则，则 该测量列的标准误差该测量列的标准误差 。 若出现概率为若出现概率为99.7，此时属于极限误差范围，此时属于极限误差范

11、围， 其置信区间应为其置信区间应为3 1.5。 故得此时置信区为故得此时置信区为11.751.5，11.75 1.5，即，即10.25，13.25。 题题2.13:重复多次测量某混合气体中氧含量，得到读重复多次测量某混合气体中氧含量，得到读 数平均值为数平均值为11.75，有，有68.3的测量值的误差在的测量值的误差在 0.5以内，若该误差服从正态分布，问测量值在多以内，若该误差服从正态分布，问测量值在多 大的置信区间内，其出现的概率是大的置信区间内，其出现的概率是99.7？ 75.11x x 5 . 0 x 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案14 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答

12、案15 4.3 应变式压力变送器测压原理是什么？金属应变应变式压力变送器测压原理是什么？金属应变 片和半导体应变片有什么不同点？片和半导体应变片有什么不同点？ l 将金属应变片贴在弹性元件上，或在半导体硅片上扩散生将金属应变片贴在弹性元件上，或在半导体硅片上扩散生 成应变电阻。当被测压力作用在弹性元件或硅片上时产生成应变电阻。当被测压力作用在弹性元件或硅片上时产生 弹性变形，则应变电阻同时产生应变，从而引起电阻值发弹性变形，则应变电阻同时产生应变，从而引起电阻值发 生变化，最后通过测量电路将其转换为相应的电压或电流生变化，最后通过测量电路将其转换为相应的电压或电流 信号。则被测压力与输出电信号

13、成对应关系。信号。则被测压力与输出电信号成对应关系。 l 金属应变片的原理是应变效应，其应变灵敏度系数为常数，金属应变片的原理是应变效应，其应变灵敏度系数为常数， 并且灵敏度系数较小，一般为并且灵敏度系数较小，一般为2左右。左右。 l 半导体应变片的原理是压阻效应，其应变灵敏度系数较大，半导体应变片的原理是压阻效应，其应变灵敏度系数较大， 一般是金属应变片的一般是金属应变片的50100倍，而且其值随晶向及半导倍，而且其值随晶向及半导 体内杂质不同而变化，并且灵敏度系数有正、负之分。体内杂质不同而变化，并且灵敏度系数有正、负之分。 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案16 4.4 压阻式压力

14、传感器的结构特点是什么？需要采压阻式压力传感器的结构特点是什么？需要采 取的温补措施有哪些？取的温补措施有哪些？ l 压阻式压力传感器由于采用硅片上扩散半导体电压阻式压力传感器由于采用硅片上扩散半导体电 阻组成的应变式压力测量系统，因此它的特点是：阻组成的应变式压力测量系统，因此它的特点是： 精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小、尺寸精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小、尺寸 小、重量轻、结构简单等。适用于恶劣环境工作。小、重量轻、结构简单等。适用于恶劣环境工作。 l 由于是半导体材料，因此温度补偿措施很重要。由于是半导体材料，因此温度补偿措施很重要。 常采用零点温度补偿和灵敏度温度补偿两部分

15、措常采用零点温度补偿和灵敏度温度补偿两部分措 施。施。 (书书P93) 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案17 4.8 简述压力表的选择原则？简述压力表的选择原则？ 根据被测压力大小，确定仪表量程。被测压力稳定时，最根据被测压力大小，确定仪表量程。被测压力稳定时，最 大压力值不能超过满量程的大压力值不能超过满量程的3/4，被测压力波动较大时，被测压力波动较大时， 最大压力值不能超过满量程的最大压力值不能超过满量程的2/3。为了保证测量精度，。为了保证测量精度， 被测压力值不应低于全量程的被测压力值不应低于全量程的1/3。 根据生产允许的最大测量误差确定仪表精度。在满足测量根据生产允许的最

16、大测量误差确定仪表精度。在满足测量 要求条件下，尽量选择精度低的价廉耐用仪表。要求条件下，尽量选择精度低的价廉耐用仪表。 选择时要考虑被测介质特性，如温度、黏度、腐蚀性等。选择时要考虑被测介质特性，如温度、黏度、腐蚀性等。 还要考虑现场使用条件，如高温、潮湿、振动等。以此确还要考虑现场使用条件，如高温、潮湿、振动等。以此确 定压力仪表的种类及型号。定压力仪表的种类及型号。 (书书P109) 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案18 解：压力测量范围解：压力测量范围P为为0.51.4MPa，测量误差为压力示值的，测量误差为压力示值的5% 在测量下限时绝对误差最小，在测量下限时绝对误差最小，

17、Pmin=0.55%=0.025 MPa 根据前述压力表选择原则：根据前述压力表选择原则： 题题4.9：若被测压力变化范围为：若被测压力变化范围为0.51.4MPa，要求测量误差，要求测量误差 不大于压力示值的不大于压力示值的 5。可供选择的压力表规格有：量程为。可供选择的压力表规格有：量程为 01.6MPa，02.5MPa，04MPa，精度等级为：，精度等级为：1.0，1.5， 2.5级三种。试选择合适量程和精度的压力表？（注：压力表级三种。试选择合适量程和精度的压力表？（注：压力表 精度等级均指满度误差，共精度等级均指满度误差，共9个规格仪表。）个规格仪表。） 87.1 4 3 /4 .1

18、1 . 2 3 2 /4 . 1 显然，选显然，选01.6MPa不合适；若选不合适；若选04MPa，则没有满足小，则没有满足小 于于 Pmin的精度等级；最终只能选择的精度等级；最终只能选择02.5MPa精度为精度为1.0 级的压力表。级的压力表。 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案19 题题4.12 如图如图4.12气隙型电感传感器，衔铁截面积气隙型电感传感器，衔铁截面积 S=44mm2，气隙总长度，气隙总长度 ，衔铁最大，衔铁最大 位移位移 ，激励线圈匝数，激励线圈匝数N=2500匝，导匝，导 线直径线直径d=0.06mm，电阻率，电阻率 要求计算：要求计算： （1）线圈电感值）线圈

19、电感值 （2）电感的最大变化量）电感的最大变化量 （3）当线圈外断面积为）当线圈外断面积为1111mm2时求其直流电阻时求其直流电阻 值及线圈的品质因数。值及线圈的品质因数。 cm 6 1075. 1 mml8 . 0 mml08.0 mH /104 7 0 空气导磁率空气导磁率 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案20 （1） mH l SN L 157 108 . 0 25001016104 ) 2 1 (2 3 267 2 0 0 mH ll l L ll l LLLL 25.39 1008. 0108 . 0 2 1 1008. 0 157 2 1 ) 1 2 1 2 1 ( 33

20、 3 000 （2）衔铁上移）衔铁上移 l 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案21 （2）衔铁下移）衔铁下移 l mH ll l L ll l LLLL 17.26 1008.0108 .0 2 1 1008.0 157 2 1 )1 2 1 2 1 ( 33 3 000 mHL25.39 max 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案22 （3） 681 )1006. 0( 4 250010114 1075. 1 23 3 8 s l R 0724. 0 681 10157502 3 0 R L Q l ? 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案23 检测技基础作业及答案检测技基础

21、作业及答案24 5.3 热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？冷热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？冷 端温度补偿的方法有哪些？端温度补偿的方法有哪些？ l 热电偶测温的前提是要保证冷端温度恒定，这样热电势才热电偶测温的前提是要保证冷端温度恒定，这样热电势才 是温度的单值函数。工业上常用的各种热电偶的温度与热是温度的单值函数。工业上常用的各种热电偶的温度与热 电势关系曲线（分度表）是在冷端为电势关系曲线（分度表）是在冷端为0时得到的，与它时得到的，与它 配套的显示仪表也是根据这一关系曲线刻度的，而操作室配套的显示仪表也是根据这一关系曲线刻度的，而操作室 温度一般高于温度一般高于0，而且不恒定

22、，随环境温度变化而变化，而且不恒定，随环境温度变化而变化， 使测温结果产生误差。因此需对冷端温度进行补偿，保证使测温结果产生误差。因此需对冷端温度进行补偿，保证 冷端温度恒定或测得的热电势恒定。冷端温度恒定或测得的热电势恒定。 l 冷端温度补偿常采用的方法有：冰点法；热电势修正冷端温度补偿常采用的方法有：冰点法；热电势修正 法；冷端补偿器法；补偿导线法等。法；冷端补偿器法；补偿导线法等。 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案25 解：显示仪表指示值为解：显示仪表指示值为500时，查表可得此时显时，查表可得此时显 示仪表的实际输入电势为示仪表的实际输入电势为20.644mV 由于这个电势是由

23、热电偶产生的，即由于这个电势是由热电偶产生的，即 20.644mV 题题5.10：用分度号为：用分度号为K的镍铬的镍铬-镍硅热电偶测量温度，镍硅热电偶测量温度， 在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指示在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指示 值为值为500，而这时冷端温度为，而这时冷端温度为60。试问：实际温。试问：实际温 度应为多少？如果热端温度不变，设法使冷端温度度应为多少？如果热端温度不变，设法使冷端温度 保持在保持在20，此时显示仪表的指示值应为多少？，此时显示仪表的指示值应为多少？ 0 ,ttE (P172表表5.2) 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案26 同样，查

24、表可得：同样，查表可得： mV 则则 20.6442.436 23.080mV 由由23.080mV查表可得：查表可得：t557。即实际温度为。即实际温度为 557。 当热端为当热端为557，冷端为，冷端为20时，由于时，由于E（20，0） 0.789mV，故有：，故有： 23.0800.78922.291mV 题题5.10续：续： 436. 2)0 ,60(0 , 0 EtE 0 ,0 , 00 tEttEtE 0 , tE 0 ,ttE0 , 0 tE 560550 550(23.0822.776)557.12 23.20322.776 540530 530(22.29121.924)53

25、8.62 22.35021.924 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案27 （2）热电阻短路或断路时，与之配套的动圈仪表指针各指向哪里？）热电阻短路或断路时，与之配套的动圈仪表指针各指向哪里？ 始端；终端始端；终端 （3）若热电偶热端为）若热电偶热端为500，冷端为，冷端为2525，仪表机械零点为，仪表机械零点为00，无冷端温，无冷端温 度补偿，该仪表的指针将高于还是低于度补偿，该仪表的指针将高于还是低于500？ 低于低于500 （4）用热电阻测温时，若不采用三线制接法，而连接热电阻的导线因环境）用热电阻测温时，若不采用三线制接法，而连接热电阻的导线因环境 温度升高而电阻增加时，其指示值

26、偏高还是偏低？温度升高而电阻增加时，其指示值偏高还是偏低？ 温度系数为正：偏高温度系数为正：偏高 温度系数为负：偏低温度系数为负：偏低 题题5.14 用热电偶和热电阻测量温度时，若出现如下几用热电偶和热电阻测量温度时，若出现如下几 种情况，仪表的指示如何变化？种情况，仪表的指示如何变化？ 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案28 题题5.15 用手动电位差计测得某热电偶的热电势用手动电位差计测得某热电偶的热电势E，从，从 相应毫伏相应毫伏-温度对照表中查出其所对应的温度为温度对照表中查出其所对应的温度为110 （当冷端为（当冷端为0),0),此时热电偶冷端所处的温度为此时热电偶冷端所处的温

27、度为-5-5， 试问：若该热电偶毫伏试问：若该热电偶毫伏- -温度关系是线性的，被测实际温度关系是线性的，被测实际 温度是多少度？为什么？温度是多少度？为什么？ 105 )0 , 5()5,()0 ,(ETETE 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案29 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案30 解：椭圆齿轮流量计的体积流量解：椭圆齿轮流量计的体积流量qv为：为：qv4nv 式中：式中：n为椭圆齿轮转速（为椭圆齿轮转速（r/s）；）；v为半月形腔体为半月形腔体 积（积（L）。）。 因为因为v0.5L，qv100L。由上式可求出。由上式可求出n值：值： 题题6.15 椭圆齿轮流量计的半月

28、形空腔体积为椭圆齿轮流量计的半月形空腔体积为0.5L，今，今 要求机械齿轮每转一周跳一个字代表要求机械齿轮每转一周跳一个字代表100L，试想传动，试想传动 系统的减速比应为多少？系统的减速比应为多少？ )/(50 5 . 04 100 4 sr v q n v 总之，机械齿轮转一周跳一个字，代表总之，机械齿轮转一周跳一个字，代表100L时，椭时，椭 圆齿轮要转圆齿轮要转50周，因此减速比为周，因此减速比为1/50。 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案31 解：根据涡轮流量计仪表系数定义可知：解：根据涡轮流量计仪表系数定义可知： 由题意已知由题意已知N41701，V16.05 m3，代入上

29、式，代入上式 计算得：计算得： 题题6.16 检定一台涡轮流量计，当流过检定一台涡轮流量计，当流过16.05 m3流体时，流体时， 测得输出脉冲为测得输出脉冲为41701个，求其仪表流量系数个，求其仪表流量系数K值。值。 V N K )(19.2598 05.16 41701 3 mK 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案32 解：解：（1）（2）甲醇：）甲醇： 题题6.17某转子流量计用标准状态下的水进行标定，量程某转子流量计用标准状态下的水进行标定，量程 范围为范围为1001000L/h，转子材质为不锈钢（密度为，转子材质为不锈钢（密度为 7.90g/cm3），现用来测量密度为），现用

30、来测量密度为0.791g/cm3的甲醇，的甲醇， 问（问（1）体积流量密度校正系数（）体积流量密度校正系数（2）流量计测甲醇的）流量计测甲醇的 量程范围是多少？补充（量程范围是多少？补充（3）用来测量标态密度为）用来测量标态密度为 2.0kg/m3，工况压力，工况压力p=0.2MPa（表压），温度（表压），温度t=37 的气体，工况下测量范围是多少？折合到标态下流量是的气体，工况下测量范围是多少？折合到标态下流量是 多少？（注：标态下多少？（注：标态下pN = 0.1MPa，TN = 293K） 0 0 0 f f vv qq 00 1413. 1 791 1000 10007900 7917

31、900 vv qq hLqv/1140114 0 则则 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案33 补充（补充（3）气体：）气体：pN = 0.1MPa，TN = 293K， 题题6.17续：续： 3 2.0 kg/m N ，p = 0.3MPa，T = 37+273=310K 工况密度：工况密度： 3 /671. 5 3101 . 0 3 . 0293 2mKg Tp pT N N N 工况流量：工况流量： 0 0 01 f f vv qq 00 79005.6711000 79001000 14.204 5.671 vv qq 即即 3 1 1420.4 14204(/ )1.42 14

32、.2(/ ) v qL hmh 折合到标况流量为：折合到标况流量为： 111 835. 2 3101 . 0 3 . 0293 vv N N vvN qq Tp pT qq 即即qvN = 4.026 40.26（m3/h） 检测技基础作业及答案检测技基础作业及答案34 解：因为差压变送器的输出电流信号与输入差压解：因为差压变送器的输出电流信号与输入差压 值成正比。故有：值成正比。故有： 题题6.18 用差压变送器与标准节流装置配套测介质流量。用差压变送器与标准节流装置配套测介质流量。 若差压变送器量程是若差压变送器量程是0104Pa，对应输出电信号是，对应输出电信号是0 10mA，DC，相应被测流量为，相应被测流量为0320m3/h。求：差压。求：差压 变送器输出信号为变送器输出信号为6mA时，对应的差压值及流量值各时，对应的差压值及流量值各 为多少？为多少？ 06010 010000 p 解得：对应解得：对应6mA电流时的输入差压电流时的输入差压p=6000 Pa 。 因为流量与差压平方根成正比，故可得到：因为流量与差压平方根成正比，故可得到