热工检测技术试题及答案

热工检测技术试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下哪种传感器不属于温度传感器？（）A.热电偶B.热电阻C.应变片D.热敏电阻2.压力检测中，绝对压力、表压力和大气压力之间的关系是（）。A.绝对压力=表压力+大气压力B.表压力=绝对压力+大气压力C.大气压力=绝对压力+表压力D.绝对压力=表压力大气压力3.流量测量中，差压式流量计是基于（）原理工作的。A.伯努利方程B.牛顿第二定律C.欧姆定律D.胡克定律4.热电偶冷端温度补偿的目的是（）。A.提高测量精度B.降低测量精度C.保护热电偶D.延长热电偶使用寿命5.以下哪种液位检测方法是基于浮力原理的？（）A.电容式液位计B.超声波液位计C.浮球式液位计D.雷达液位计6.热电阻是利用金属导体的（）随温度变化而变化的特性来测量温度的。A.电阻值B.电压值C.电流值D.电动势7.压力传感器的输出信号通常是（）。A.温度信号B.压力信号C.电信号D.流量信号8.测量气体流量时，通常需要对（）进行补偿。A.温度和压力B.湿度和压力C.温度和湿度D.流量和压力9.以下哪种检测技术可以用于检测物体的成分？（）A.温度检测B.压力检测C.成分分析检测D.液位检测10.在热工检测中，为了减小测量误差，应尽量选择（）的仪表。A.量程大B.量程小C.精度高D.精度低11.超声波液位计适用于（）的液位测量。A.透明液体B.不透明液体C.所有液体D.高温液体12.热电偶产生的热电势与（）有关。A.热端温度B.冷端温度C.热端和冷端温度差D.环境温度13.流量测量中，涡轮流量计是基于（）原理工作的。A.电磁感应B.流体动量矩C.差压D.热传导14.以下哪种传感器可以用于检测微小位移？（）A.压力传感器B.位移传感器C.温度传感器D.流量传感器15.热工检测系统一般由（）组成。A.传感器、变送器、显示仪表B.传感器、放大器、记录仪C.变送器、放大器、显示仪表D.传感器、变送器、放大器二、多项选择题（每题3分，共15分）1.常用的温度检测方法有（）。A.热电偶测温B.热电阻测温C.红外测温D.膨胀式测温2.压力检测仪表按工作原理可分为（）。A.液柱式压力计B.弹性式压力计C.电气式压力计D.活塞式压力计3.流量测量仪表有（）。A.差压式流量计B.容积式流量计C.速度式流量计D.质量流量计4.液位检测的方法有（）。A.直读式液位计B.浮力式液位计C.静压式液位计D.电气式液位计5.热工检测中，减小测量误差的方法有（）。A.选择高精度仪表B.进行误差修正C.多次测量取平均值D.改善测量环境三、判断题（每题2分，共20分）1.热电偶的热电势只与热端和冷端的温度有关，与热电偶的材料无关。（）2.压力检测中，表压力可以为负值。（）3.流量测量中，质量流量与体积流量的关系只与流体的密度有关。（）4.液位检测时，浮球式液位计只能测量液位的上限和下限。（）5.热电阻的阻值随温度的升高而减小。（）6.热电偶冷端温度补偿的方法只有一种。（）7.压力传感器的输出信号可以直接用于显示和控制。（）8.超声波液位计在测量时不受介质的影响。（）9.热工检测系统中的传感器可以将非电物理量转换为电信号。（）10.测量误差是不可避免的，但可以通过一定的方法减小。（）四、简答题（每题5分，共25分）1.简述热电偶的工作原理。2.压力检测仪表有哪些常见的故障？如何处理？3.流量测量中，为什么要进行温度和压力补偿？4.液位检测的目的是什么？常见的液位检测方法有哪些？5.热工检测系统中，传感器的作用是什么？选择传感器时应考虑哪些因素？五、计算题（10分）已知某热电偶的热电势与温度的关系为$E(t,t_0)=a(tt_0)+b(tt_0)^2$，其中$a=0.04mV/^{\circ}C$，$b=0.0001mV/^{\circ}C^2$，冷端温度$t_0=20^{\circ}C$，测得热电势$E(t,t_0)=2.0mV$，求热端温度$t$。答案一、单项选择题1.C应变片是用于测量应变的传感器，不属于温度传感器。热电偶、热电阻、热敏电阻都是常见的温度传感器。2.A根据压力的定义，绝对压力等于表压力加上大气压力。3.A差压式流量计是基于伯努利方程，通过测量流体流经节流装置时产生的差压来计算流量。4.A热电偶冷端温度补偿的目的是消除冷端温度变化对测量结果的影响，提高测量精度。5.C浮球式液位计是基于浮力原理，利用浮球的浮力变化来测量液位。电容式液位计基于电容变化原理，超声波液位计基于超声波传播原理，雷达液位计基于电磁波反射原理。6.A热电阻是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。7.C压力传感器通常将压力信号转换为电信号输出。8.A测量气体流量时，气体的体积会随温度和压力的变化而变化，因此通常需要对温度和压力进行补偿。9.C成分分析检测技术可以用于检测物体的成分，而温度检测、压力检测、液位检测主要用于测量相应的物理量。10.C在热工检测中，为了减小测量误差，应尽量选择精度高的仪表。11.B超声波液位计适用于不透明液体的液位测量，它不受液体透明度的影响。12.C热电偶产生的热电势与热端和冷端温度差有关。13.B涡轮流量计是基于流体动量矩原理工作的，流体冲击涡轮使其旋转，通过测量涡轮的转速来计算流量。14.B位移传感器可以用于检测微小位移，压力传感器用于测量压力，温度传感器用于测量温度，流量传感器用于测量流量。15.A热工检测系统一般由传感器、变送器、显示仪表组成。传感器将非电物理量转换为电信号，变送器对信号进行转换和处理，显示仪表将测量结果显示出来。二、多项选择题1.ABCD常用的温度检测方法有热电偶测温、热电阻测温、红外测温、膨胀式测温等。2.ABCD压力检测仪表按工作原理可分为液柱式压力计、弹性式压力计、电气式压力计、活塞式压力计。3.ABCD流量测量仪表有差压式流量计、容积式流量计、速度式流量计、质量流量计等。4.ABCD液位检测的方法有直读式液位计、浮力式液位计、静压式液位计、电气式液位计等。5.ABCD热工检测中，减小测量误差的方法有选择高精度仪表、进行误差修正、多次测量取平均值、改善测量环境等。三、判断题1.×热电偶的热电势不仅与热端和冷端的温度有关，还与热电偶的材料有关。2.√当被测压力低于大气压力时，表压力为负值。3.√质量流量等于体积流量乘以流体的密度，所以质量流量与体积流量的关系只与流体的密度有关。4.×浮球式液位计不仅可以测量液位的上限和下限，还可以连续测量液位。5.×热电阻的阻值随温度的升高而增大。6.×热电偶冷端温度补偿的方法有多种，如冷端恒温法、补偿导线法、计算修正法、电桥补偿法等。7.×压力传感器的输出信号通常需要经过变送器进行转换和处理后才能用于显示和控制。8.×超声波液位计在测量时会受到介质的密度、声速等因素的影响。9.√热工检测系统中的传感器可以将非电物理量转换为电信号。10.√测量误差是不可避免的，但可以通过选择合适的测量方法、仪表等方式减小。四、简答题1.简述热电偶的工作原理热电偶是基于热电效应工作的。两种不同材料的导体或半导体A和B组成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这一现象称为热电效应。热电动势的大小与两种材料的性质以及两个接点的温度有关。2.压力检测仪表有哪些常见的故障？如何处理？常见故障及处理方法如下：指示值不准：可能是仪表本身精度问题或零点漂移。可进行校准，重新调整零点和量程。指针跳动：可能是介质波动、压力脉动或仪表内部有松动。检查介质情况，固定仪表内部松动部件。无指示：可能是电源故障、线路断路或仪表损坏。检查电源、线路，维修或更换仪表。3.流量测量中，为什么要进行温度和压力补偿？气体和蒸汽的体积流量与温度和压力密切相关。在流量测量中，通常测量的是工况下的体积流量，但实际应用中往往需要标准状态下的体积流量或质量流量。当温度和压力发生变化时，气体和蒸汽的密度会改变，从而导致体积流量发生变化。因此，为了准确测量流量，需要对温度和压力进行补偿。4.液位检测的目的是什么？常见的液位检测方法有哪些？液位检测的目的是为了掌握容器内液体的储量、控制液体的进出量、保证生产过程的安全和稳定等。常见的液位检测方法有直读式液位计（如玻璃管液位计）、浮力式液位计（如浮球式液位计）、静压式液位计（如差压式液位计）、电气式液位计（如电容式液位计）等。5.热工检测系统中，传感器的作用是什么？选择传感器时应考虑哪些因素？传感器的作用是将被测的非电物理量（如温度、压力、流量、液位等）转换为电信号，以便后续的处理、显示和控制。选择传感器时应考虑以下因素：测量范围：要能覆盖被测参数的变化范围。精度：根据实际需求选择合适精度的传感器。灵敏度：灵敏度要合适，过高或过低都可能影响测量结果。稳定性：传感器的输出应稳定，受环境因素影响小。响应时间：应满足测量系统对响应速度的要求。可靠性：要具有较高的可靠性，能长期稳定工作。成本：在满足性能要求的前提下，尽量降低成本。五、计算题已知$E(t,t_0)=a(tt_0)+b(tt_0)^2$，$a=0.04mV/^{\circ}C$，$b=0.0001mV/^{\circ}C^2$，$t_0=20^{\circ}C$，$E(t,t_0)=2.0mV$。将已知值代入公式得：$2.0=0.04(t20)+0.0001(t20)^2$设$x=t20$，则方程变为：$2.0=0.04x+0.0001x^2$$0.0001x^2+0.04x2.0=0$根据一元二次方程$ax^2+bx+c=0$的求根公式$x=\frac{-b\pm\sqrt{b^24ac}}{2a}$，其中$a=0.0001$，$b=0.04$，$c=2.0$。$\Delta=b^24ac=(0.04)^2-4\tim