公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-热工测试技术-5.2温度的测量

公用设备工程师-专业基础（暖通空调、动力）-热工测试技术-5.2温度的测量[单选题]1.摄氏温标和热力学温标之间的关系为()。[2009年真题]A.t＝T－273.16B.t＝（江南博哥）T＋273.16C.t＝T－273.15D.t＝T＋273.15正确答案：C参考解析：“90国际温标”规定，热力学温度（符号为T）是基本的物理量，其单位是开尔文（符号为K）。它规定了水的三相点热力学温度为273.16K，定义开尔文1度等于水的三相点热力学温度的1/273.16。开尔文把－273.15℃作为零度的温标，因此，绝对温标T与摄氏温标t的关系为t＝T－273.15。[单选题]2.温标是以数值表示的温度标尺，在温标中不依赖于物体物理性质的温标是()。[2007年真题]A.华氏温标B.摄氏温标C.热力学温标D.IPTS－68国际实用温标正确答案：C参考解析：C项，热力学温标规定分子运动停止时的温度为绝对零度，它是与测量物质的任何物理性质无关的一种温标。ABD三项，华氏温标是指在标准大气压下，冰的熔点为32°F，水的沸点为212°F，中间有180等分，每等分为华氏1度的温标；摄氏温标是指在标准大气压下，冰水混合物的温度为0℃水的沸点为100℃中间划分为100等分，每等分为1℃的温标；IPTS-68国际实用温标是指在标准大气压下，水的三相点热力学温度为273.16K，1K定义为水的三相点热力学温度的1/273.16的温标。但是以上三种温标均与物体的物理性质有关。[单选题]3.制作热电阻的材料必须满足一定的技术要求，以下叙述错误的是()。[2018年真题]A.电阻值与温度之间有接近线性的关系B.较大的电阻温度C.较小的电阻率D.稳定的物理、化学性质正确答案：C参考解析：几乎所有金属与半导体均有随温度变化而其阻值变化的性质，作为测温元件必须满足下列条件：①电阻温度系数α大。多数金属热电阻随温度升高一度（K），其阻值约增加0.35%～6%，而负温度系数的热敏电阻却减少2%～8%。应指出α值并非常数，α值越大，热电阻灵敏度越高。α值与材料含杂质成分有关，与制造工艺（如拉伸时内应力大小）有关。②复现性要好，复制性强，互换性好。③电阻率大。这样同样的电阻值，体积可制得较小，因而热惯性也较小，对温度变化的响应要快。④价格便宜，工艺性好。⑤在测温范围内热电阻的物理及化学性质稳定。[单选题]5.热电偶是由A、B两种导体组成的闭合回路，其中A导体为正极，当回路的两个接点温度不同时将产生热电势，这个热电势的极性取决于()。[2005年真题]A.A导体的温差电势B.温度较高的接点处的接触电势C.B导体的温差电势D.温度较低的接点处的接触电势正确答案：B参考解析：温差电势（汤姆逊电势）是指一根导体上因两端温度不同而产生的热电动势。温差电势只与导体性质和导体两端的温度有关，而与导体的长度、截面大小、沿导体长度上的温度分布无关。接触电势是指两种不同的导体相接触时，因为它们的电子密度不同，所以产生一定的电子扩散，当它们达到一定的平衡后所形成的电势。接触电势的大小取决于两种不同导体的材料性质以及它们接触点的温度。接触电势的大小与接头处温度的高低和金属的种类有关。温差电势远比接触电势小，因此可以忽略温差电势，这闭合回路中的总热电势近似为接触电势。温度越高，两金属的自由电子密度相差越大，则接触电势越大，总热电势越大。[单选题]6.用铜和康铜分别与铂相配对构成热电偶，热电势E铜-铂（100，0）＝0.75mV，E康铜-铂（100，0）＝－0.35mV，则E铜-康铜（100，0）等于()。[2016年真题]A.1.1B.－1.1C.0.4D.－0.4正确答案：A参考解析：中间导体定律：在热电偶回路中插入第三种、四种……均质导体，只要插入点导体两端温度相同，对原热电偶回路中的总电势没有影响。因此E铜-康铜（100，0）＝E铜-铂（100，0）－E康铜-铂（100，0）＝0.75－（－0.35）＝1.1mV。[单选题]7.若要监测2个测点的温度差，需将两支热电偶()。[2007年真题]A.正向串联B.反向串联C.正向并联D.反向并联正确答案：B参考解析：根据中间温度定律可知，要监测两个测点温度差，需将两支同型号热电偶反向串联连接。此时热电势等于接点温度分别为T1、T2和T2、T3的两支相同性质的热电偶的热电势的代数和（如图5-2-1所示），即EAB（T1，T3）＝EAB（T1，T2）＋EAB（T2，T3）。图5-2-1中间温度定律[单选题]8.如图5-2-2所示，用热电偶测量金属壁面温度有两种方案A和B，当热电偶具有相同的参考端温度t0时，问在壁温相等的两种情况下，仪表的示值是否一样？若一样，采用了哪个定律？()[2012年真题]图5-2-2A.一样，中间导体定律B.一样，中间温度定律C.不一样D.无法判断正确答案：A参考解析：中间导体定律是指在热电偶回路中，接入第三种导体，只要与第三种导体接触的两端温度相同，对原热电偶的热电势没有影响，可知仪表示值相等，符合题意。中间温度定律是指热电偶在两接点温度为T、T0时的热电动势等于该热电偶在两接点温度分别为T、TN和TN、T0时相应热电动势的代数和。[单选题]9.介质的被测温度范围0～600℃，还原性工作气氛，可选用的热电偶为()。[2008年真题]A.S形热电偶B.B形热电偶C.K形热电偶D.J形热电偶正确答案：D参考解析：A项，铂铑10—铂热电偶（分度号S）属于贵金属热电偶，通常直径为0.5mm，使用最高温度1300℃，短期使用可达1600℃。该热电偶复制性好，测量准确度高，可在氧化性及中性气氛中长期使用，在真空中可短期使用。B项，铂铑30—铂铑6热电偶（分度号B）是贵金属热电偶，通常直径为0.5mm，可长期在1600℃中使用，短期可达1800℃。它宜在氧化性或中性气氛中使用，也可在真空中短期使用。C项，镍铬—镍硅（镍铝）热电偶（分度号K）它是一种贱金属热电偶，通常直径为0.3mm～3.2mm，直径不同，使用的最高温度也不同。如直径为3.2mm的热电偶，可长期在1200℃使用，短期测温可达1300℃。在500℃以下可以在还原性、中性和氧化性气氛中可靠工作，而在500℃以上只能在氧化性或中性气氛中工作。D项，铁—康铜热电偶（分度号J）属贱金属热电偶，通常直径为0.3mm～3.2mm，测温范围在－40℃～750℃。不同的直径测温范围不同。它适应在氧化、还原、真空及中性气氛中使用。[单选题]10.某分度号为K的热电偶测温回路，其热电势E（t，t0）＝17.513mV，参考端温度t0＝25℃，则测量端温度t为()。[已知：E（25，0）＝1.000，E（403，0）＝16.513，E（426，0）＝17.513，E（450，0）＝18.513][2014年真题]A.426℃B.450℃C.403℃D.420℃正确答案：B参考解析：两个节点处有两个接触电动势EAB（t）和EAB（t0），又因为t＞t0，在导体A和B中还各有一个温差电动势，所以闭合回路总电动势EAB（t，t0）应为接触电动势与温差电动势的代数和，即E（t，0）＝E（t，25）＋E（25，0），代入已知条件得：E（t，0）＝17.513＋1＝18.513，故t＝450℃。[单选题]11.如图5-2-3所示，被测对象温度为600℃，用分度号为E的热电偶及补偿导线、铜导线连至显示仪表，未预置机械零位，显示仪表型号及连线均正确，显示仪表上的显示温度约为()℃。[2006年真题]图5-2-3A.600B.560C.580D.620正确答案：C参考解析：具有同样热电性质的补偿导线可以引入热电偶的回路中，相当于把原热电偶导线延长而不影响热电偶原有的热电势。因此，该热电偶热端T＝600℃，冷端T0＝20℃。根据热电偶的中间温度定律EAB（T1，T3）＝EAB（T2，T3）＋EAB（T2，T3），因此本题中显示仪表上显示温度EAB（600，20）＝E（600，0）－E（20，0）＝600－20＝580℃。[单选题]12.以下关于比色辐射温度计的叙述，错误的是()。[2019年真题]A.应用了维恩位移定律B.水蒸气对单色辐射强度比值的影响很大C.单通道比色高温计采用转动圆盘进行调制D.双通道比色高温计采用分光镜把辐射能分成不同波长的两路正确答案：B参考解析：A项，根据维恩定律，将测量两个光谱能量比来测量物体温度的方法称为比色测温法；把实现此种测量的仪器称为比色辐射温度计。B项，比色高温计的优点是测量的色温度值很接近真实温度。在有烟雾、灰尘或水蒸气等环境中使用时，由于这些媒质对λ1及λ2的光波吸收特性差别不大，所以由媒质吸收所引起的误差很小。C项，比色温度计按照它的分光形式和信号的检测方法，可分为单通道式与双通道式两种。单通道双光路比色温度计将被测物体的辐射由分光镜（干涉滤光片）分成两路不同波长的辐射光束，分别通过光调制转盘上的通孔和反射镜，交替投射到同一个硅光电池上，转换成相应的电信号，再经变送器处理实现比值测定后，送显示器显示。D项，双通道非调制式经分光镜分光和反射镜反射后所形成的两束不同波长辐射。[单选题]13.以下关于单色辐射温度计的叙述，错误的是()。[2017年真题]A.不宜测量反射光很强的物体B.温度计与被测物体之间的距离不宜太远C.不能测量不发光的透明火焰D.测到的亮度温度总是高于物体的实际温度正确答案：D参考解析：D项，在相同的温度与波长下，实际物体的热辐射总比黑体辐射小，因此测到的亮度温度总是低于物体的实际温度。[单选题]14.使用全色辐射温度计时的注意事项，以下叙述错误的是()。[2013年真题]A.不宜测量反射光很强的物体B.温度计与被测物体之间距离不可太远C.被测物体与温度计之间距离和被测物体直径之比有一定限制D.不需要考虑传感器的冷端温度补偿正确答案：D参考解析：全色辐射温度计是利用测量黑体全部辐射能来确定物体的温度，其特点为：①测量对象一般为灰体，或者创造条件可近似认为的黑体，而不宜测量反射光很强的物体，故A项正确；②被测物体与温度计之间的距离和被测物体直径之比也有一定限制，故C项正确；③还需要考虑传感器的冷端温度自动补偿措施，如为了补偿因热电偶冷端温度变化而引起的仪表示值误差，故D项错误；④所测温度受物体发射率、中间介质和测量距离等因素影响，所以温度计与被测物体之间距离不可太远，故B正确。[单选题]15.光学高温计是利用被测物体辐射的单色亮度与仪表内部灯丝的单色亮度相比较以检测被测物体的温度。为了保证光学高温计较窄的工作波段，光路系统中所设置的器材是()。[2005年真题]A.物镜光栏B.中性灰色吸收滤光片C.红色滤光片D.聚焦物镜正确答案：C参考解析：亮度温度计是利用各种物体在不同温度下辐射的单色亮度不同这一原理制作而成的一种温度计。单色亮度实际上也是对应一定波长范围的，只是波长区域比较窄，而为了保证光学高温即较窄的工作波段，光路系统中所设置的器材是红色滤光片，它的主要作用是与人眼构成“单色器”，以保证在一定波长（0.66μm左右）下比较两者的光谱辐射亮度。[单选题]16.下列关于电阻温度计的叙述中，哪条内容是不恰当的？()[2009年真题]A.与电阻温度计相比，热电偶温度计能测更高的温度B.与热电偶温度计相比，热电阻温度计在温度检测时的时间延迟大些C.因为电阻体的电阻丝是用较粗的线做成的，所以有较强的耐振性能D.电阻温度计的工作原理是利用金属或半导体的电阻随温度变化的特性正确答案：C参考解析：C项，为了提高热电阻的耐震性能需要进行铠装，电阻丝的粗细并不影响热电阻的耐震性能。[单选题]17.为减少接触式电动测温传感器的动态误差，下列所采取的措施中正确的是()。[2010年真题]A.增设保护套管B.减小传感器体积，减少热容量C.减小传感器与被测介质的接触面积D.选用比热大的保护套管正确答案：B参考解析：增设保护管会增加测量的时滞，从而带来动态误差的增大。因此为了减少接触式电动测温传感器的动态误差，常采用的措施包括：①采用导热性能好的材料做保护管，并将管壁做得很薄、内径做得很小；②尽量缩小热电偶测量端的尺寸，并使体积与面积之比尽可能小，减小测量端的热容量，提高响应速度；③减小保护管与热电偶测量端之间的空气间隙或填充传热性能好的材料；④增加被测介质流经热电偶测量端的流速，以增加被测介质和热电偶之间的对流换热。ACD三项均会增加测量的时滞，从而带来动态误差的增大。[单选题]18.温度变送器常与各种热电偶或热电阻配合使用，将被测温度线性地转换为标准电信号，电动单元组合仪表DDZ-Ⅲ的输出信号格式为()。[2006年真题]A.0～10mADCB.4～20mADCC.0～10VDCD.－5～＋5VDC正确答案：B参考解析：对某些测量来说，测量点与采集点距离较远，必须将传感器的输出进行远距离的传送。而传送过程必须经过变送器，对信号进行放大与线性化，并变换成标准统一信号来传送。对变送器来说，在放大与传送信号时，本身尽量减少对输入信号的消耗与损失，最终可以减少误差。变送器包括机械放大、电信号放大、电信号转换。几种电动单元组合仪表标准电压电流信号如下：①DDZ-Ⅱ电流：0～10mA，电压0～10V；②DDZ-Ⅲ电流：4～20mA，电压1～5V；③DDZZS电流：4～20mA，电压1～5V。[单选题]19.在下列关于温标的描述中，错误的是()。A.摄氏、华氏和国际温标都属于经验温标B.国际温标规定纯水在标准大气压下的冰点为273.15KC.摄氏温标与国际实用温标数值相差273.15D.热力学温标是一种理想温标，不可能实现正确答案：B参考解析：A项，国际温标是以热力学温标为基础的，能为各国所接受的比较实用的温标。经验温标是指利用某种物质的物理特性和温度之间的变化关系来确定的温标。因此，摄氏、华氏和国际温标都属于经验温标。B项，“ITS-90国际温标”规定，热力学温度（符号为T）是基本的物理量，其单位是开尔文（符号为K）。国际实用温标规定了水的三相点热力学温度为273.16K，1K定义为水的三相点热力学温度的1/273.16。C项，绝对温标T（国际实用温标）与摄氏温标t的转换关系为T＝t＋273.15。D项，热力学温标是为解决国际上温度标准的统一温度及使用方便，国际上协商确定的，即热力学温标是不可能实现的。[单选题]20.热电偶与补偿导线连接、热电偶和铜导线连接进行测温时，要求接点处的温度应该是()。A.热电偶与补偿导线连接点处的温度必须相等B.不必相等C.热电偶和铜导线连接点处的温度必须相等D.必须相等正确答案：A参考解析：测量仪表一般安装在远离热源和环境温度较稳定的地方，而普通热电偶的接线盒（参考端安装的地方）距被测对象很近。必须用导线把热电偶参考端与仪表连接。若用普通铜导线连接则热电偶参考端温度较高而且不稳定，给测量带来误差，故CD项错误。AB项，若将热电偶延长使热电偶参考端远离热源，理论上是可以的，但会造成热电极材料的浪费。补偿导线就是为解决这个矛盾而产生的。根据热电偶中间导体定律为：在热电回路中接入第三种导体，只要与第三种导体相连接的两端温度相同，接入第三种导体后，对热电偶回路中的总电势没有影响。由此可知对于接点处温度，要求接点处的温度应该使热电偶与补偿导线连接点处的温度必须相等。[单选题]21.已知K型热电偶的热端温度为300℃，冷端温度为20℃。查热电偶分度表得电势：300℃时为12.209mV，20℃时为0.798mV，280℃时为11.282mV。这样，该热电偶回路内所发出的电势为()mV。A.11.382B.11.411C.13.007D.12.18正确答案：B参考解析：根据中间温度定律，热电偶在两节点温度为T、T0时的热电势等于该热电偶在两接点温度分别为T、TN和TN、T0时相应热电势的代数和，即EAB（T，T0）＝EAB（T，TN）＋EAB（TN，T0）。因此，E（300，0）＝E（300，20）＋E（20，0），所以有E（300，20）＝E（300，0）－E（20，0）＝12.209－0.798＝11.411mV。[单选题]22.XCT－101型仪表，分度号为K，仪表要求外接电阻为15Ω，仪表内接电阻为200Ω，热电偶测量上限为800℃，E（800，0）＝33.28mV，热电偶与仪表之间用补偿导线连接。仪表周围温度为25℃，E（25，0）＝1mV。则流过热电偶的电流上限为()mA。A.0.15B.0.16C.2.15D.2.29正确答案：A参考解析：根据中间温度定律，热电偶在两节点温度为T、T0时的热电势等于该热电偶在两接点温度分别为T、TN和TN、T0时相应热电势的代数和，即EAB（T，T0）＝EAB（T，TN）＋EAB（TN，T0）。因此，Emax＝E（800，25）＝E（800，0）－E（25，0）＝33.28－1＝32.28mV，电流上限值Imax＝Emax/R总＝32.28/（200＋15）＝0.15mA。因此，流过热电偶的电流上限为0.15mA。[单选题]23.下述有关与电阻温度计配用的金属丝的说法，不正确的是()。A.经常采用的是铂丝B.也有利用铜丝的C.通常不采用金丝D.有时采用锰铜丝正确答案：D参考解析：热电阻是用金属导体或半导体材料制成的感温元件。热电阻所采用的材料必须满足以下条件：①电阻温度系数大。②在测温范围内热电阻的物理及化学性质稳定。③要有较大的电阻率，热容量和热惯性要小，对温度变化的响应要快。④电阻值与温度的关系尽可能成为线性，以便