热工仪表复习

1、选择（每题2分）101) 下列三类测量误差形成的原因中，由于测量过程中某种尚未认识的或无法控制的各种随机因素所引起的综合结果的是（C）。A 系统误差 B 疏忽误差 C随机误差 D 上面三项均不对2) 目前我国生产的仪表的精度等级规定中，哪一个是错误的（D）。A 2.5 B 1.0 C 1.5 D 2.03) 在应用热电偶时，只有把冷端温度保持为0，或者进行必要的修正和处理才能得出准确的测量结果，热电偶冷端温度处理方法中，工业上最常用的是（A）。A补偿电桥法 B计算修正法 C 仪表机械零点调整法 D 冰浴法4) 热电阻与测量桥路的连接方式中，工业上最常用的是（C）。A 一线制 B 二线制 C 三

2、线制 D 四线制5) 下列常用的弹性元件中，工业上应用最广泛的是（B）。A 弹性膜片 B 弹簧管 C 波纹管 D 膜盒6) 在测量脉动压力时，最大工作压力Pimax不超过上限值Pmax的（A）。A 2/3 B 1/3 C 3/5 D 3/47) 下列测量误差中，有规律并且可以修正的是（A）A 系统误差 B 疏忽误差 C 偶然误差 D 上面三项均不对8) 下列温度的检测方法中，在工业生产过程中，经常在中低温使用的是（C）A 玻璃液体 B 热点偶 C 热电阻 D 辐射式温度计9) 在同一温度下，下列热电偶产生的热电势最高的是（B）A 铂铑10-铂 B 镍铬-镍硅 C 铂铑30-铂铑6 10) 工业

3、上应用最广泛的两种热电阻为（A）。A Pt100、Cu50 B Pt50、Cu100 C Pt100、Cu100 D Pt1000、Cu10011) 有一压力计，测量范围为0-100kPa，等级为0.5级，如果压力计指示在19kPa，此时可能产生的最大误差是（A）kPa。A ±0.5 B ±0.49 C ±0.25 D ±0.24512) 以下不属于标准化热电偶的是（A B D）A 铠装热电偶 B 钨铼热电偶 C 镍铬-镍硅热电偶 D 快速微型热电偶13) 某压力表的示值为0.2MPa，则绝对压力为（B）A 0.2MPa B 大气压+0.2MPa C 0

4、.2MPa -大气压 D大气压-0.2MPa14) 热电偶回路插入第三种导体，只要两端温度相同，则串联的导体使热电偶回路的总电势（C）A 增大 B 减少 C 不变 D影响不定填空题（共18分，每空1分）2215) 工业中的过程控制是指以温度、压力、流量、物位和成分等工艺参数作为被控变量的自动控制16) 生产过程自动控制系统，由被控制对象、检测仪表、控制仪表和执行机构四个基本部分组成。17) 所谓测量，就是利用测量工具，通过实验的方法将被测量与同性质的标准量（即测量单位）进行比较，以确定出被测量是标准量多少倍数的过程。18) 测量值与真值之差异称为误差19) 量程相同时：工艺要求的最大绝对误差

5、仪表允许的最大绝对误差 实际的最大绝对误差20) 按误差的来源分：装置误差、环境误差、方法误差、人员误差。21) 国际普遍使用的温标有四种：热力学温标、 国际实用温标、摄氏温标、华氏温标。 22) 温标三要素：温度计、固定点、内插方程23) 热电势由两部分组成，即温差电势和接触电势。24) 非接触式检测主要方法：亮度法、全辐射法、比色法。25) 三种压力表示方法 绝对压力、表压力、负压或真空度。26) 测量压力或真空度的仪表按照其转换原理的不同，分为液柱式压力计、弹性式压力计、电气式压力计、活塞式压力计 27) 弹性式压力检测是用弹性元件把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。28) 弹性元件

6、：平薄膜、波纹膜、波纹管、单圈弹簧管、多圈弹簧29) 测量波动剧烈（如泵、压缩机的出口压力）的压力时，应在压力仪表之前加装针形阀和缓冲器30) 测量含尘介质压力时，最好在取压装置后安装一个除尘器31) 在某一段时间内流过流体的总和，称为总量或累积流量32) 节流式流量计是目前工业生产过程中流量测量最成熟、最常用的方法之一。33) 标准节流件包括标准孔板、标准喷嘴和标准文丘里管34) 节流装置包括节流件、取压装置和符合要求的前后直管段 35) 国家规定标准的取压方式有角接取压、法兰取压和DD/2取压。 36) 转子流量计主要由两个部分组成：锥形管、转子37) 弹性体元件的形式很多，常用的有膜板式

7、和压缩式，前者多用于称重较小的场合，后者多用于称重较大的场合，38) 当电阻体受外力作用时，电阻体的长度、截面积或电阻率会发生变化，即其阻值也会发生变化。这种因尺寸变化引起阻值变化称为应变效应39) 在容器中液体介质的高低叫液位，40) 容器中固体或颗粒状物质的堆积高度叫料位41) 浮力式液位计有两种：恒浮力式液位计、变浮力式液位计42) 影响误差的因素：人为因素、量具因素、力量因素、环境因素。判断题81) 仪表的变差不能超出仪表的允许误差。2) 如果热电偶冷、热两端的温度相同，则无论两电极材料如何，闭合回路中的总热电势为零。3) 压力仪表应垂直安装。一般情况下，安装高度应低于人的视线。

8、15;4) 热电偶的正、负极与补偿导线的正、负极相连接，接错不影响测量结果。×5) 两台标尺范围不同的仪表，如果它们的绝对误差相等的话，标尺范围大的仪表准确度较标尺范围小的为高。6) 选用测量仪表时，所有仪表量程上限应尽量接近被测参数的上限值。×7) 差压式流量计是一种变面积流量计。×8) 管道中流动的流体流量越大，在节流装置前后产生的压差也越小。×9) 真空度是指大气压与低于大气压的绝对压力之差，有时也称为负压。10) 测温元件的感温点应处于管道中流速最大处。11) 炉基温度主要用于监视炉底侵蚀情况。简答简答题（6，每题5分）301系统误差产生的主要原

9、因:（1）测量仪器或测量系统本身不够完善，如仪表本身刻度不准、测量原理不完善。（2）仪表使用不当，如测量人员操作不当、读数不准。（3）测量时外界环境条件变化，如环境温度、湿度、电磁场影响等。2粗大误差及其产生的原因粗大误差是一种显然与实际值不符的误差。产生粗差的原因有：测量操作疏忽和失误；测量方法不当或错误；测量环境条件的突然变化3温度测量方法及特点接触法测温：敏感元件直接与被测对象接触，通过传导或对流达到热平衡，反映被测对象的温度。优点：直观、可靠。缺点：存在负载效应， 受到测量条件的限制，不能充分接触，使检测元件温度与被测对象温度不一致。 热量传递需要一定时间造成测温滞后现象。非接触法测温

10、：检测部分与被测对象不直接接触，不破坏原有温度场。通常用来测量1000以上的移动、旋转、或反映迅速的高温物体。4热电偶的特点及工作原理特点：性能稳定、测温高、结构简单、使用方便、经济耐用、容易维护和体积小等优点，还便于信号远传和实现多点切换测量。 两种不同的导体或半导体A和B组合成闭合回路，若导体A和B的连接处温度不同（设TT0），则在此闭合回路中就有电流产生，也就是说回路中有电动势存在，这种现象叫做热电效应。导体材料确定后，热电势的大小只与热电偶两端的温度有关。如果使EAB(T0)=常数，则回路热电势EAB(T，T0)就只与温度T有关，而且是T的单值函数，这就是利用热电偶测温的原理。 5冷端

11、处理及补偿的原因热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0为依据，否则会产生误差。6连接导线和补偿导线的安装原则线路电阻要符合仪表本身的要求，补偿导线的种类及正、负极不要接错。连接导线和补偿导线必须预防机械损伤，应尽量避免高温、潮湿、腐蚀性及爆炸性气体与灰尘的作用，禁止敷设在炉壁、烟囱及热管道上。为保护连接导线与补偿导线不受外来的机械损伤，并削弱外界电磁场对电子式显示仪表的干扰，导线应加屏蔽，即把连接导线或补偿导线穿入钢管内，钢管还需在一处接地。补偿导线中间不应有接头，且最好与其它导线分开敷设

12、。配管及穿管工作结束后，必须进行核对与绝缘试验。在进行绝缘试验时，导线必须与仪表断开。7霍尔片式压力传感器原理是根据霍尔效应制成的，即利用霍尔元件将由压力所引起的弹性元件的位移转换成霍尔电势，从而实现压力的测量。 8压力仪表安装过程注意事项无论选用何种压力仪表和采用何种安装方式，在安装过程中都应注意以下几点： 1) 压力仪表必须经检验合格后才能安装2) 压力仪表的连接处，应根据被测压力的高低和被测介质性质，选择适当的材料作为密封垫圈，以防泄漏3) 压力仪表尽可能安装在室温，相对湿度小于80，振动小，灰尘少，没有腐蚀性物质的地方，对于电气式压力仪表应尽可能避免受到电磁干扰4) 压力仪表应垂直安装

13、。一般情况下，安装高度应与人的视线齐平，对于高压压力仪表，其安装高度应高于一般人的头部5) 测量液体或蒸汽介质压力时，应避免液柱产生的误差，压力仪表应安装在与取压口同一水平的位置上，否则必须对压力仪表的示值进行修正6) 导压管的粗细合适，一般为610mm，长度尽可能短，否则会引起测量迟缓7) 压力仪表与取压口之间应安装切断阀，以便维修9转子流量计的特点转子流量计主要适合于检测中小管径、较低雷诺数的中小流量；流量计结构简单，使用方便，工作可靠，仪表前直管段长度要求不高；流量计的基本误差约为仪表量程的土2，量程比可达10：1流量计的测量精度易受被测介质密度、粘度、温度、压力、纯净度、安装质量等的影

14、响。10电磁流量计的主要缺点： 被测流体必须是导电的，不能小于水的电导率 不能测量气体、蒸汽和石油制品等的流量 由于衬里材料的限制，一般使用温度为0200； 因电极嵌装在测量导管上的，使工作压力限制(一般0.25MPa）11电磁流量计的选用原则电磁流量计包括变送器和转换器两部分，它的选用主要问题是如何正确选用变送器，转换器只要与之配套使用就行了。应从以下几个方面来考虑变送器的选用问题：(1)口径与量程的选择。根据生产工艺上预计的最大流量值来选择变送器的满量程刻度，并且使用中变送器的常用流量最好能超过满量程的50，以期获得较高的测量精度，通常用变送器的口径与管道口径相同或略小些。(2)工作压力的

15、选择。变送器使用时的压力必须低于规定的工作压力。(3)温度的选择。被测介质的温度不能超过变送器衬里材料的允许温度，介质温度还受到电气绝缘材料、漆包线等耐温性能的限制。(4)衬里材料及电极材料的选择。变送器的衬里材料及电极材料必须根据被测介质的物理化学性质来正确选择，12电阻应变荷重传感器的基本工作原理应变电阻荷重传感器是利用导体的应变效应检测物体荷重的，即利用导体的电阻值随机械变形而变化，测得电阻值的变化即可显示被测物体的荷重。13差压式液位计的特点是：(1)检测元件在容器中几乎不占空间，只需在容器壁上开一个或两个孔即可；(2)检测元件只有一、两段导压管，结构简单，安装方便，便于操作维护，工作

16、可靠；(3)采用法兰式差压变送器可以解决高黏度、易凝固、易结晶、腐蚀性、含有悬浮介质的液位测量问题。14试述热电阻测温原理？常用测温热电阻有哪几种？热电阻的分度号主要有几种？相应的R0各为多少? （1）热电阻测温原理：电阻温度效应，即大多数金属导体的电阻值随温度而变化的现象。（2分）（2）常用测温热电阻有：铂热电阻和铜热电阻。（2分）（3）铂热电阻的分度号主要有：Pt100，（R0=100）；Pt50，（R0=50）；Pt1000，（R0=1000）；等（1分）铜热电阻的分度号主要有：Cu100，（R0=100）；Cu50，（R0=50）；等（1分）计算（共30分）1 根据工艺要求选择一测量范

17、围为040m3/h的流量计，要求测量误差不超过±0.5 m3/h，请确定该仪表的精度等级。解：同样，先求最大相对百分误差因此该流量计必须选择1.0级的流量计 2有两台测温仪表，它们的测温范围分别为0100和100300，校验表时得到它们的最大绝对误差均为2，试确定这两台仪表的精度等级。由于国家规定的精度等级中没有2级仪表，而量程为0100的仪表的最大引用误差超过了1.5级仪表的允许误差，所以这台仪表的精度等级应定为2.5级。量程为100300的仪表的精度等级为1级。3某被测温度信号在7080范围内变化，工艺要求测量误差不超过±1，现有两台温度测量仪表，精度等级均为0.5级，

18、其中一台仪表的测量范围是0100，另一台仪表的测量范围是0200，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：|max|80×10.8测量范围为0100的仪表的最大允许绝对误差为：|max|1100×0.50.5测量范围为0200的仪表的最大允许绝对误差为：|max|2200×0.51.0根据上述计算，虽然两台仪表的精度等级均为0.5级，但只有测量范围是0100的温度测量仪表才满足本题的测量要求。4有一温度计，测量范围为0-500，准确度为0.5级，测量范围内指针偏转角为270，对此温度计进行检定，得出的数据如下：（共10分）

19、标准表读数/099202304398499被检表读数/0100200300400500计算：（1）100、300、500点的绝对误差；（2）根据基本误差，该表是否为合格表？（3）该表的灵敏度是多少？答：（1）100的绝对误差为1；300的绝对误差为-4；500的绝对误差为1；（每点2分，方法正确得1分）（2）该表为不合格表；（2分）（判断方法正确得1分）（3）灵敏度为0.540/。（2分）（判断方法正确得1分）5一高压风机，其出风口的压力范围为120-160kPa，现要求测量其出口压力，并要求测量误差不大于±1.25kPa，请选择一台合适的压力计。（共8分）我国出厂的压力仪表的量程系列：(1.0、1.6、2.5、4.0、6.0)×10nPa，我国的自动化仪表精度等级有0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5等答：由于压力安装在压缩机的出口处，压力波动较大，所以压力计的上限为测量压力的3/2倍，即160×3/2=240kPa；根据压力表的量程系列，选择压力表上限为250 kPa.。仪表准确度的确定：（4分）由测量误差数值进行准确度计算，1.25/250×100%=0.5%；仪表等级选0.5级。6弹簧管压力计的测量范围为0-1MPa，精度等级为1.5级。试问此压力计的允许绝对误差是多少？若用标准压力计来校准该压