传感器检测基础习题解中国石油大学

1、测量仪表自动化习题（教材）测量仪表自动化习题（教材） 解：表1的最大引用误差为： 故表1的精度等级为1.0级。 表2的最大引用误差为： 故表2的精度等级为1.5级。 max1 6 100%0.75% 8000 q max2 6 100%1.2% 1100 600 q P13 1.3 有两台测量仪表，其测量范围分别是0800和600 1100，已知其绝对误差的最大值均为6，试求它们的精度等 级 答：该表的实际回差为 故该表不符合要求。 或，该表允许的最大绝对误差为： 故不符合要求。 P13 1.4 有一只01.6MPa、1.5级的压力表，校验后发现其正、 反行程的差值为0.025MPa，问此表的

2、回差是否符合要求？ 0.025 100%1.5625%1.5% 1.60 h MpaMpaa025. 0024. 06 . 1%5 . 1 允 解：在三点处的最大允许绝对误差均为： 在1MPa处的相对误差为： 在5MPa处的相对误差为： 在10MPa处的相对误差为： P13 1.5 有一测量范围010MPa, 精度为0.5级的压力表，它 在lMPa、5MPa、10MPa三点处最大允许绝对误差和相对误差各 应是多少？ %5%100 1 05. 0 1 r %1%100 5 05. 0 2 r %5 . 0%100 10 05. 0 3 r Mpaa05. 0100/ )010(5 . 0 max

3、 P13 1.6 某压力表（01MPa，精度1.0级），问此表允许的 最大绝对误差是？若校验该表，在0.5MPa时，正行程为 0.497MPa，反行程为0.508MPa，问该表是否符合要求? 解：最大的绝对误差： 该表的回差为： 结论：不符合1.0级的精度要求。 Mpaa01. 01%0 . 1 允 %0 . 1%1 . 1%100 01 497. 0508. 0 h 或，该表的实际回差为： 故不符合1.0级的精度要求。 0.508 0.4970.0110.01MpaMpa P13 1.8一测量范围为01000的温度计，经校验得到数据 1)试确定该温度计的精度等级； 解（1）该温度计的最大回差

4、在600处为 因此，该仪表的精度等级为1.5。 真实温度值真实温度值/ 0 0 200200 400400 600600 800 800 10001000 正行程读数正行程读数/ 0 0 198198 396396 594594 797797 999 999 反行程读数反行程读数/ 0 0 202202 403403 606606 803803 1001 1001 max max 12 100%100%1.2% 1000 h L max max 6 100%100%0.6% 1000 a q L (2)若该温度计原来的精度等级为1.0级，允许的最大绝对误差和 回差各应是多少？现是否满足原1.0

5、精度的要求？ 解: （2）若该温度计的精度等级为1.0级，允许的最大绝对误差 和回差分别为 1.0% 100010a 允 由于 不满足原1.0级别的精度要求。 或 max=12 10 不满足原1.0级的精度要求 max 1.0% 100010 max 1.2%1.0hq 允 P30 3. 某台空气机的缓冲罐，工作压力范围为1.11.6MPa。工 艺要求就地观察罐内的压力，并要求测量误差不得大于罐内压力 的的5，试选择一只合适的压力仪表（类型、测量范围、精度 等级）。 解：选类型。选用普通弹簧管压力表 选量程 以稳定压力计算得 故选测量范围为02.5MPa 且满足 选精度。由 选择： 取1.5级

6、即可 综上，选择测量范围为02.5MPa，准确度等级取1.5级的普通弹 簧管压力表即可。 MPaP4 . 22/36 . 1 量程 )05 . 2( 3 1 1 . 1 max =5%=0.0550.08MPaa（1.1 1.6） max =0.055MPaa max max 1.15 100%100%2.2% 2.50 a q L 解：选用碳钢或不锈钢材料制成的压力表（氨用压力表） 由于P测10Mpa，被测最大压力不超过仪表测量上限的3/5，即 故测量范围应为025MPa。且满足14(25-0)/3 测量的所允许的误差为土0.4 MPa，精度等级为： 因此精度等级取1.5级即可。 )(33.

7、23) 5 3 /()14(MPaP P30 2.4 某合成氨厂合成塔压力指标为14土0.4 MPa，要求就地指 示压力。试选压力仪表(类型、测量范围、精度等级)用于测量。 %6 . 1%100 25 0.4 P30 2.5 一只测量范围为01.6MPa，精度为1.5级的普通弹簧管压 力表，校验后问该表合格否? 能否用于某空气储罐的压力测量(该储 罐工作压力为0.81.0MPa，测量的绝对误差不允许大于0.05 MPa)? 解:(1) 根据校验结果，该表的实际最大引用误差为： 该表的实际最大回差为： 因此该表合格。 %5 . 1%9375. 0%100 6 . 1 015. 0 %100 ma

8、x max L a q %5 . 1%25. 1%100 6 . 1 02. 0 %100 max max L h (2)由于储罐工作压力为稳定压力。 1.0*3/21.6Mpa 范围合适 0.020.05Mpa 精度合适 该表可以用于空气储罐的压力测量。 解： 即 差压为187.5Kpa。 P30 2.6 DDZ型差压变送器，测量范围为0250kPa，求 输出信号为16mA时，差压是多少? 164 (2500)0187.5 204 XKPa minminmax minmax min X)XX( YY YY X 工作介质密度比水大，能否校验到100？ x w x w HH HwAw g =Hx

9、Ax g Hx 、Hw分别为分别为被测介质被测介质的液位高度和的液位高度和水水的高度；的高度； x 、w 分别为分别为被测介质被测介质的密度和的密度和水水的密度；的密度； 以水代校法以水代校法 Fw=Fx 答：答： （2 2）被测介质：被测介质：非水非水 x w x w HH LH maxx 校验点校验点(%L): 0 25 50 75 1000 25 50 75 100 Hw (%L): 0 0 输出输出(mA): 4 8 12 16 204 8 12 16 20 25 w x 50 w x 75 w x 100 w x （1 1）被测介质被测介质: :水水 校验点校验点(%L): (%L)

10、: 0 25 50 75 1000 25 50 75 100 输出输出(mA): (mA): 4 8 12 16 204 8 12 16 20 解解 0112 pgHghp 021 pghp ghghHppp 2112) ( 0H ghghp 2112 图3-36 ghgh 1221 21 01 图3-37 ghpghHp 0202) ( 1200 ()phhgp ghghHppp 012) ( 0H ghghp 012 ghgh 201 图3-39 解解 021 )(pghhHp 0 pp 12 ()pHhhg 0H 5 . 1H 12 ()15.827phhgKPa 12 ()26.999

11、KPapHhhg x w x w HH HwAw g =HxAx g 以水代校法以水代校法 Fw=Fx 校验点校验点(%L): 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 Hw (%L): 输出输出(mA): 4 8 12 16 204 8 12 16 20 40 x w 60 x w 80 x w 100 w x 20 x w hmQ/253320 10 25. 6 3 KPap25. 6010 420 414 pKQ 解解 KPap15040 420 410 Q 15 63 125 60.99T/h mAI o 81. 74)420( 063 015 解解 NF5 .

12、50)022( 420 48 FKQ hmQ/2040 22 5.5 3 解：解：已知已知 Q Q0 0=10m=10m3 3h h，T T0 0=293.15K=293.15K，P P0 0=0.10133MPa=0.10133MPa P=0.031992 P=0.0319920.101325=0.133317MPa0.101325=0.133317MPa， T=40 T=40273.15=313.15K273.15=313.15K 00 0 01 N Tp QQ pT 3 1.20460.133317293.15 10 11.285(/ ) 1.1650.101325313.15 Nmh

13、解：解： 000 0 1 1 51845. 0 )0 . 192. 7( )0 . 186. 2( )( )( QQQQ r r 测量范围为0518.45m3h E(t, 0)31.64+1.20332.843mv ? ? 解：查铂铑- 铂热电偶分度表知： E(985, 0) =9.412mv=E(t,t0) E(30, 0) =0.173mv E(t, 0)9.412mv0.173mv9.585mv， 查表知，热端温度为1000 解：（：（1）巳知冷端温度为25， 查表知对应电势为1.0mv，则， E(t, 0)201.021mv， 查表知设备的实际温度约为508.44 （2）若用S分度号的

14、热电偶来测量， 冷端温度为25，对应电势为0.142mv， 热端温度为508.44，对应电势约为4.317mv 热电偶测得电势应为4.317-0.1424.175mv ？ 解：查Cu100 的分度表， 140，对应电阻值为159.96， 查Pt100 的分度表， 159.96 对应温度为157.08， 实际温度为157.08。 答：查表知： t385，对应电势：27.744mv t128，对应电势：1.678mv t042，对应电势：2.544mv 实际热电偶产生的电势为：27.7441.67826.066mv 由于未配用补偿导线，实际冷端温度为42。 因此热端温度对应的电势为：26.0662

15、.54428.61mv 查表知，对应温度为：395.8，误差为-10.8。 解：查表知：当温度为解：查表知：当温度为160160时，对应电势为时，对应电势为10.501mv10.501mv 当温度为当温度为2525时，对应电势为时，对应电势为1.495mv1.495mv 实际热电偶产生的电势为：实际热电偶产生的电势为：10.50110.5011.4851.4859.006mv9.006mv 查查K K热电偶分度表为：热电偶分度表为：T T为为2525时，对应电势为时，对应电势为1mv1mv 实际温度对应电势为实际温度对应电势为9.0069.0061 110.006mv10.006mv， 查表知

16、，对应温度为查表知，对应温度为246.4246.4 答：查答：查Cu50Cu50热电阻分度表，热电阻分度表，147147对应电阻为对应电阻为81.4981.49 对应对应Cu100Cu100的电阻值为的电阻值为-43-43。 84 (45.085) 13.419) 13.41921.336 204 E 解：题为两线制温度变送器且内部无线性化功能， 即输出电流和热电势成线性关系。即： 0min maxminmin maxmin - () - II EEEE II 对于镍铬康铜热电偶测温范围为200600 ，查表知，查表知 max45.085Emvmax13.419Emv 当 时，8 o ImA

17、当 时，12 o ImA 124 (45.085) 13.419) 13.41929.252 204 E 当 时，16 o ImA 164 (45.085) 13.419) 13.41937.169 204 E 不受冷端温度变化的影响 P235 P235 2 2画出各系统的方块图，说明各方块的输入、画出各系统的方块图，说明各方块的输入、 输出的含义。确定各系统调节阀的气开、气关形式及输出的含义。确定各系统调节阀的气开、气关形式及 控制器的正反作用控制器的正反作用 （a a）控制对象为）控制对象为， 操纵变量为操纵变量为， 被控变量为被控变量为 调节阀：调节阀：； 控制器：反应器温度控制器：反应

18、器温度 （） 阀门阀门 Mv Mv （ （b b）控制对象为）控制对象为， 操纵变量为操纵变量为， 被控变量为被控变量为 调节阀：调节阀：； 控制器：锅炉水位控制器：锅炉水位 （） 阀门阀门 Mv Mv （） P235 P235 2 2 （c c）控制对象为）控制对象为， 操纵变量为操纵变量为， 被控变量为被控变量为 调节阀：调节阀：； 控制器：容器压力控制器：容器压力 （） 阀门阀门 Mv Mv （） 控制器：容器压力控制器：容器压力 （） 阀门阀门 Mv Mv （） 16.516.5在图在图16-3916-39所示的热交换器中，物料与蒸汽换热所示的热交换器中，物料与蒸汽换热 要求出口温度达到规定的要求。试分析下述情况下应采要求出口温度达到规定的要求。试分析下述情况下应采 用何种控制方案为好。画出系统的结构图与方块图，并用何种控制方案为好。画出系统的结构图与方块图，并 确定控制器的正、反作用。确定控制器的正、反作用。 (1) 物料流量物料流量F比较比较 稳定，而蒸汽压力稳定，而蒸汽压力P 波动较大。波动较大。 (2) 蒸汽压力蒸汽压力P比较平稳，比较平稳， 而物料流量而物料流量F波动较大。波动较大。 (3) 物料流量物料流量F比较稳定，而物料入比较稳定，而物料入 口温度口温度ti及蒸汽