检测技术及仪表复习大纲

第一章

1.敏感元件、传感器、变送器定义。

敏感元件：能够灵敏地感受被测变量并作出响应的元件；

传感器：能够将对被测变量变化转换为易于传送的物理量的元件；

单值性复现性选择性超然性灵敏性经济性

变送器：能输出标准信号的传感器：

2.重复性和复现性的定义。

重复性:在相同的测量条件下，对同一被测对象进行连续屡次的测量所得结果之间的一致性

复现性：改变了的测量条件下，对同一被测量的测量结果直接的一致性。

3.仪表的精度等级的概念与计算。

测量误差：测量结果减去被测量的真值，也称为绝对误差；

相对误差：绝对误差除以被测量的真值绝对值的百分数

实际相对误差（绝对误差除以输出值的百分数）

标称相对误差（绝对误差除以真实值的百分数）

引用相对误差（绝对误差除以量程的百分数）

最大引用误差（量程中最大绝对误差除以量程的百分数）

精度等级：仪表最大引用误差去掉％后的数字经过圆整后即可得到仪表的精度等级数

（11.51.622.53456）

例1：某台测温仪表的测温范围为200—700C.校验该表时得到的最大绝对误差为十

4℃,试确定该仪表的精度等级。

4.测量不确定度的概念，有哪两类评定方法，它们的定义，计算方法，测量

不确定度与测量误差的关系。

定义：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果和联系的参数。测量结果=被测量的

姓廊

估计值■・木•定度

比较内容

+不确定义性枝(1)■■结果发*伯MHMTBMJMMHMfc

定度柳符号东正■儡v=------侦

分量的分类回龄机法差奉续误差为类不碘卜敏齿卜素不gitiF定

误

融大决券1U.、

差以真分■的合成代4r和

自由度不存在存在

值或约XMI■妫家的关里有美

定真值月消■视的美系天美有美

理论1金古•切给出在给黄•条件卜能碗切蛤出

为中心，

亚定中与■■场量的分布美＞无大有天

不确定

度以被测量的估计值为中心；

测量不确定度和误差的联系：

2.所有的不确定度分量都用标准差表征，由随机识差或系统误差引起；

3.误差是不确定度的根底A类不确定度评定：

用对观察列进行统计分析的方法来评定的标准不确定度，它是可测的，通过测量列确定:

B类不确定度评定:

用不同于对观察列进行统计分析的方法来评定的标准不确定度。

B类评定的依据:

以前的测量数据、经承嗖铲斗;

有关仪器破油的二iitv制造说明书和检定证书或其他报告所提供的数

据;

由手册提供的参考数据等。

自由度：将不确定度计算表达式中总和所包含的项数减去各项之间存在的约束条件数所得的

差值，用V表示。

意义：反映不确定度评定的质量，自由度越大，标准差越可信赖，不确定度评定质量越好。

自由度确实定

a.A类评定的自由度：Bessel公式：v=n-l

b.B类评定的自由度：与相对标准不确定度有关

5.仪表的防爆等级分类，符号。

气体和粉尘与空气混合物的易燃易爆程度(统一的实验条件，同样的实验装置进行标定)

AfB-C

各种气体允许的最高外表温度（防止自燃）

T1->T6

各类防爆型电气设备和仪表的类型标志

d：隔爆型；e：增安型；i：本安型（ia>ib）；o：充油型；

q：充砂型；n：无火花性；p：正压型；s：特殊型；

防爆标志：

Expl；工厂隔爆型，可用于乙烯外表温度不超过200℃-dIIbt2

Exp2：iaIIAT4一本安型ia级，可用于工厂的含甲醛、三甲胺等气体环境中，外表温度不

超过135℃

第二章

1.90国际温标的主要内容。

1990国际温标（ITS-90）

温度单位：

采用热力学温度为根本物理量，符号为T,单位为卡尔文（K）;

K定义为水的三相点温度的1/273.16;

用与冰点273.15K的差值表示的热力学温度称为摄氏温度，符号t,单位为度（°C）,即

t=T—273.15,且1℃=1K;

注意：这里的摄氏度（C）和古典的经验温标的摄氏度（℃）是完全不同的两个概

念，它以热力学温标为根底，由国际温标重新定义。

90国际温标定义的国际卡尔文温度T90和国际摄氏t90的单位和关系同上：

2.热电偶测温原理。

它通过将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B

的两个接触点之间存在温差时，两者之间便产生电动势，并在回路中形成热电流，因此，可将

温度的变化转变成热电势或热电流的变化。

3.热电偶测温的几大定那么。

均质导体定律

由同一种均质导体组成的闭合回路，不管导体的截而积和长度如何，也不管各处的温度

分布如何，都不产生热电势。

中间导体定律

A、B构成的热电偶回路接入第三种导体C,只要中间导体两端温度相同，那么中间接

延长型：补偿导线合金丝的名义化学成分及热电势标称值与配用的热电偶相同，字母“X”表

补偿型：其合金丝的名义化学成分与配用的热电偶不同，但

其热电势值在100下与配用的热电偶的热电势标称值相同，

用字母“C”表示

7.标准热电阻的分类，分度号和测温范围。

粕电阻

测温范围：一200〜850C；

Rt=R0(l+At+Bt2)；当-200-0C

Rt=R0[l+At+Bt2+Ct3(t-100]]；当0〜85。C

温度升高，阻值增加。

分度号：PtlO,PtIOO

铜电阻：线性好，价格地，但体积大，热响应慢

测温范围：一50〜150C；

Rt=RO(l+t)；近似线性；

分度号：Cu50,Cui00

8.热电阻的三线制接法和四线制接法。区别，连接方式。Ppt56

三线制：为了减小引线电阻的影响，引线可采用三根，其中两根引线来自热电阻的一个引出端。

另一根引线接至热电阻的另一个引出端。三根引线分别接到变送渊或显示仪表输入电路的电桥

的电源和两个桥臂。这种引线方式称为三线制

四线制：如果采用恒流源和直流电位差计来测量电阻阻值时，就要求采用四线制接法，即在

热电阻两端各引出两根导线，其中两根和恒流源连接，另外两根线和电位差计相连。

9.热电阻对材料和感温元件骨架材料的要求。

10.热敏电阻分类。

11.光学高温计、光电高温计测温原理。

12.光学高温计、光电高温计、辐射温度计、比色温度计分别测出的是什么温

度，它们和真实温度的关系。

Ppt2--39

第三章

1.表压、大气压、绝对压力、真空度的区别和联系。

2.液柱式压力计工作原理。

液体压力计利用一定高度的液柱对底面产生的静压力与被测压力相平衡的原理,通过液柱高度

来测量压力大小。

3.弹性元件的分类、结构不附姚量册:相葩对压力-P大气压力

(1)弹簧管结构简单，测量范围肺.，锻需可达109Pa?

(2)波纹管刚度小、位移量大，灵敏度高，用来测量较低的压力。

(3)膜片膜盒膜片刚度大、位移量小，灵敏度低。

4.霍尔片式远传压力计的工作原理。简答。

片状霍尔元件固定在弹性元件的自由端，并处于两对磁场方向相反的磁极组件构成的线性不均

匀磁场的间隙中1差动磁场)。霍尔元件被自由端带动在不均匀磁场中移动时，将感受不同的

磁场强度。

表3.2弹性元件的结构和测审范围

产生的霍尔

弹簧管式波纹管式薄膜式

电势，即

单圈弹簧管多圈弹簧管波纹管平薄膜波纹膜挠性膜

对应于自由

端位卜_Jx_移，从

5)JJ

而给出被测

X_JtPx|Px彳■

压力WQ俏。

5.应

测量范围测量范围测量范围测量范围测量范围测量范围

变

0-981MPa098.1MPa00.981MPa0-98.1MPa0-0.981MPa00,0981MPa

电

阻传感器和压电传感器的测量原理。

被测压力变化弹簧管自由端位移衔铁移动两个线圈一个电感增加，一个减少电路的输

出信号反映了衔铁的位移的大小和方向八

差动电容法：改变电容两平行板间距d的测量方式有较高的灵敏度，但当位移较大时非线性严

重。采用差动电容法可以改善非线性、提高灵敏度、并可减小因£受温度影响引起的不稳定性。

6.零点调整、零点迁移和量程迁移的概念。

量程调整

量程是指被测参数测量范闱的上限值xmax减去测量范围的下限值xmin。量程［或满度)

调整的目的，是使变送器的输出信号上限值ymax与测量范围的上限值xmax相对应，相当于

改变输入输出特性的斜率。

量程调整通常通过改变反响系数F的大小来实现。也有*些变送器还可以通过改变转换系数D

来调整量程。

7.压力表量程确实定

8.压力基准的建立方法。简答。

第四章

1.流量计的分类。

1).速度式流量计

测量流体在管道内的流速，用过流面积换算成流量。

例如差压式流量计、转子流量汁、电磁流量计、涡轮流量计等。

2).容积式流量计

以单位时间内所排出的流体的固定容积的数量作为测量依据。

例如椭圆齿轮流量计、活塞式流量计等。

3).质量流量计

以测量流体流过的质量为依据，分直接式和间接式两种。

直接式质量流量计直接测量质量流量。例如量热式、角动量式、陀螺式和科里奥利力式

等质量流量计。

间接式质量流量汁是用密度与容积流量经过运算求得质量流量的。具有测量精度不受流

体的温度、压力、粘度等变化影响的优点。

2.差压流量计的根本原理和特点。

基于流体流动的节流原理，利用流体流经节流装置(流动阻力件)时产生的压力差而实现流量

的测量.历史悠久、技术成熟、应用最广泛。

结构简单、使用寿命长，适应能力强，几乎能测量各种工况下的流量。

3.节流装置的组成，我国规定的标准节流装置种类，标准孔板的标准取压方

式。填空。

标准规定：标准节流元件为孔板、喷嘴和文丘里管；取压方式为角接取压、法兰取压、径距取

压。适用条件：工艺管道公称直径在50〜1000mm之间。

4.电磁流量计的工作原理与特点。

电磁流量计是基于法拉第电磁感应原理制成的一种流量计，用于测量导电液体（如工业污水、

酸、碱、盐等腐蚀性介质）与浆液的体积流量。结构简单，无活动部件及插入管道的阻流件,

几乎无附加压损，直管段要求低；

电磁流量计的口径范围比其他品种流量仪表宽，对要求低阻力损失的大管径供水管道最为适

合；

测量结果不受流体物性及温度、压力、粘度等外界因素

影响，因此只需经水标定后，就可用来测量其它导电液

的流量；

准确度高，约为O.5-1.5级；

适于导电液体流量的测量，尤其适用于脏污流体、腐蚀

流体及含固体颗粒和悬浮物的液固两相流体。

电磁流量计的输出与流量呈线性关系，设计没有机械惯性，所以反响灵敏，可测量正反两个

方向的流量，也可测量瞬时脉动流量。

5.涡街流量计的测量原理和特点。

旋涡在圆柱体下游侧产生，出于升力作用，使得圆柱体下方的压力比上方高一些，圆柱体下方

的流体在上下压力差的作用下，从圆柱体下方导压孔进入空腔，通过隔板中央局部的小孔，流

过钳电阻丝，从上方导压孔流出。如果将伯电阻丝加热到高于流体温度的某温度值，那么当流

体流过钳电阻丝时，就会带走热量，改变其温度，也即改变其电阻值。

当圆柱体上方产生一个旋涡时，那么流体从上导压孔进入，由下导压孔流出，又一次通过

伯电阻丝，乂改变一次它的电阻值。由此可知：电阻值变化与流动变化相对应，也即与旋涡的

频率相对应。

6.涡街流量计的频率检测器的五种频率检测方法。Pointo

7.各种流量计安装时对上下游直管段的要求。

8.科氏流量计的特点。也是：质量流量计的特点

能够直接测量质量流量，仪表精度高，可达0.2级。理论上讲，精度只与测量管的几何形状和

测量系统的振荡特性有关，与被测介质的物性等无关。

可测含固形物的浆液以及含有微量气体的