热工测试--计算题总结 PPT课件

1、1,例：现镍铬-镍硅（分度号为K）热电偶测一高温，输出电势为EAB（T，TN）=33.29mV，已知环境温度TN=30，求被测温度T。,解：查表的EAB（30，0）=1.2mV,EAB（T，0）=EAB（T，30）+EAB（30，0）,=33.29+1.203=34.493mV,再查分度号为K的分度表得：,T=820时，EAB（820，0）=34.095mV,T=830时，EAB（830，0）=34.502mV,T=820+（34.493-34.095）/（34.502- 34.095）*（830-820） = 829.7,热电势修正法举例,另：33.29mV查表对于800.3 ,2,例题：用

2、分度号为K的镍铬镍硅热电偶及 毫伏表刻度的显示仪表测量炉温，在自由端 温度为,时，测得的热电势,问炉温为多少度？,解：由,得,则根据插值法得,3,例1：若采用镍鉻-镍硅热电偶基本接法组成测温系统。数字式显示仪的量程为01000、精度为1级，被测温度在显示仪表上的示值为800。分析该系统的测温误差。 （根据以上分析，总误差由各项误差组成）,K分度热电偶误差1=8000.75%=6； K分度热电偶补偿导线误差2 =0.15 mV； EK(10,0)=0.4mV，利用插值公式对应的温度误差2=3.8; 同样, 0.16mV的冷端补偿器误差3=4; 数字显示仪表误差4=10001%=10,4,例2 某

3、电阻炉温度在45050范围内波动，要求测量误差不超过6，并能自动记录。试选配一套测温仪表满足上述要求，应写出测量元件名称、分度号、显示仪表名称、测温范围和准确度等。,由温度范围（400500）4/3=667 确定量程：0700 根据量程、误差等选择测温元件： 级K分度热偶误差：0.4t%=2.8 E分度热偶误差：0.4t%=2.8 （超出测量误差舍去） K分度补偿导线误差：0.15mV=3.7 测温系统误差： X=3.8 显示仪表要求自动记录（电子电位差计）精度等级为： 3.8/700=0.543% （选择精度等级为0.5级K分度电子电位差计）,5,现用一支镍铬-镍硅热电偶测某换热器内温度，其

4、冷端温度为30 ，而显示仪表机械零位为0 ，这时指示值为400 ，若认为换热器内的温度为430 ，对不对？为什么？正确值为多少？,解 不对。因为仪表机械零位在0与冷端30 温度不一致，而仪表刻度是以冷端为0 刻度的，故此时指示值不是换热器真实温度t。必须经过计算、查表、修正方可得到真实温度t值。由题意首先查热电势表，得 实际热电势为实际温度t 与冷端30 产生的热电势，即 而查热电势表得t=428.6 由以上结果说明，不能用指示温度与冷端温度之和表示实际温度，而应采用热电势之和计算，查表得到真实温度。,6,7,4 右图所示为镍铬-镍硅（K）热电偶测温电路，热电极 A、B直接焊接在钢板上（V 型

5、焊接），A 、B 为补偿导线，Cu为铜导线，已知接线盒1 的温度t1=40C，冰瓶中为冰水混合物，接线盒 3 的温度t3=20.0C。,求：1）冰瓶的温度t 2；2）将热电极直接焊在钢板上是应用了热电偶的什么定律？3）当Ux=29.9mV时，估算被测点温度t x ；4）如果冰瓶中的冰完全融化，温度上升，与接线盒1的温度相同，此时Ux=27.3mV，再求t x。,8,例1：有一节流式流量计，用于测量水蒸汽流量，设计时的水蒸汽密度为=8.93kg/m3。但实际使用时被测介质的压力下降，使实际密度减小为=8.12kg/m3。试求当流量计的读数为8.5kg/s时，实际流量是多少？由于密度的变化使流量指

6、示值产生的给出值相对误差为多少？,解：当密度变化时，实际流量可按下式求得：,kg/s,相对误差为：,9,2) 准确度,例1：某压力表的量程为10MPa，测量值的允许误差为0.03MPa，则仪表的准确度等级为多少？,解： 0.03/10100%=0.3% 精度等级中没有0.3级仪表 仪表的准确度等级为0. 5级。,例2：一台精度为0.5级的电桥，下限刻度值为负值，为全量程的25%，该表允许绝对误差是1，试求该表刻度的上下限,解：量程为10.005=200,下限值为 ：-(200 25)=-5 0,该仪表刻度的上下限为-50150 ,10,例题2-1：,有一压力容器在正常工作使得压力范围为0.40

7、.6Mpa，要求使用弹簧管压力计进行检测，并使测量误差不大于被测压力的4%,试确定该表的量程和精度等级。 解：,11,例题2-1：,有一压力容器在正常工作使得压力范围为0.40.6Mpa，要求使用弹簧管压力计进行检测，并使测量误差不大于被测压力的4%,使确定该表的量程和精度等级。 解：,（2）由题意，被测压力的允许绝对误差为,按照仪表准确度等级，可选取1.5级压力表。,则压力表允许的相对误差,12,例题2-2：被测压力P=6.0Mpa,仪表环境温度为+40，弹簧管温度系数为10-4，要求测量值准确到1%，试选择一个压力表（量程和精确度）。,解： （I）求被侧值允许的绝对误差：,（III）温度附

8、加误差大小，=10-4,选择量程范围010MPa的压力表,（II）由于被侧压力性质未知，为安全起见，被侧压力应不大于量程A的2/3。,13,例题2-2：,被测压力P=6.0Mpa,仪表环境温度为+40，要求测量值准确到1%，式选择一个压力表（量程和精确度）。 解： （IV）压力表允许基本误差max (V)压力表允许引用相对误差 所以选取0.35级仪表。,14,1、用差压变送器测量密闭容器的液位。设被测液体的密度1=0.8g/m3，连通管内充满隔离液，其密度2=0.9g/m3；设液位变化范围为1250mm，h1=50mm，h2=2000mm。,三、 举例,问（1）差压变送器的零点要进行正迁移还是

9、负迁移？（2）变送器的量程应选择多大？（3）零点迁移后测量上、下限各是多少？,15,解： P1 = (H+h1)1g P2 = h22g P = P1-P2 = H 1g-(h2 2g-h1 1g) = H 1g+Z0 （1）零点负迁移 Z0=-(2900 -0.05 800)10/103 =-17.6kPa （2）变送器的量程为 H 1g =1.25800 10 /103 =10kPa （3）零点迁移后测量上、下限为 -17.6-7.6 kPa,16,2、用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位，如图所示。已知被测液位的变化范围为03m，被测介质密度=900kg/m3，毛细管内工作介质密度=

10、950kg/m3。变送器的安装尺寸为h1=1m，h2=4m。求变送器的测量范围，并判断零件迁移方向，计算迁移量。当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时，问对测量有何影响？,P0,0,17,解当不考虑迁移量时，变送器的测量范围应根据液位的最大变化范围来计算。 所以，测量范围可选030kPa。 如图所示，当液位高度为H时，差压变送器正、负压室所受压力p1，p2分别为： 因此，差压变送器所受的差压为： 由上式可知，当H=0时，p=-h20g0，所以，应进行负迁移，其迁移量应为h20g。 当差压变送器安装的高度改变时，只要两个取压法兰间的尺寸h2不变，其迁移量是不变的。,18,3、如图示为吹气法测量

11、液位的原理图，压缩空气经过定值器1、节流元件2、转子流量计3，最后由安装在容器内的导管下端敞口处逸出。当导管下端有微量气泡逸出时，倒罐内的气压几乎与液封压力相等。试问： （1）用吹气法如何测量液位？ （2）利用吹气法测量液位的前提条件是什么？ （3）为保证供气量稳定，流经节流件的流体绝对压力P2与节流件前的流体绝对压力P1之比为多少？ （4）用吹气法测量液位时，当压力变送器的安装位置不能高于最高液位时，怎么办？ （5）吹气法测量液位时，对气源有何要求? （6）吹气法不适宜测量何种液体？,19,20,解（1）利用吹气法，可测出敞口容器内的液位高度。根据临界压缩比恒流原理： 式中p-压力表显示的压

12、力值； -被测介质密度。 如已知p、g值即可测出H。 （2）吹气法测量液位的前提条件是使导管下端有微量气泡逸出。 （3）P2与P1之比应小于或等于临界压缩比。 （4）当压力变送器安装位置不能高于最高液位时，必须安装弯管，其高度必须超过最高液位，以防止被测介质进入变送器。 （5）为了防止吹气嘴直径产生变化，影响测量精度，吹气源应为无尘、无油、无水的干净气源。 （6）吹气法不适宜测量静压力较高的密闭容器的液位。,21,4、生产中欲连续测量液体的密度，被测液体密度在min至max间变化。根据已学的测量压力及液位的知识，试考虑一种利用差压变送器来连续测量液体密度的方案，并请回答下列问题：（1）变送器的

13、量程应如何选择？（2）迁移量时多少？（3）列出仪表输出信号p出与液体密度之间的关系式。,22,解如图：所示，设计一开口溢流容器，且负压室加一密度为0的标准液柱。 （1）变送器的量程：,（2）当被测液体密度最低时，变送器正、负压室压力p+、p-分别为：,于是迁移量p= 这P+-P-=Hming-h00g。 当P+-P-0时，迁移量为零，无迁移； 当P+-P-0时，为负迁移，迁移量为（Hming-h00g）。,23,用这种方法测量液柱密度时，因被测液体的密度一般变化较小，往往选用小量程变送器，所以，正迁移量较大，容量可能超过变送器允许的最大迁移量，故在负压室侧加一标准液柱，尽量使迁移量为零。,（3

14、）设,24,2).用单法兰电动差压变送器来测量敞口罐中硫酸的密度，利用溢液来保持罐内液位H恒为1m。如图所示。已知差压变送器的输出信号为420mA，硫酸的最小和最大密度分别为min=1.32g/cm3，max=1.82g/cm3。试问：（1）差压变送器的测量范围；（2）若要提高仪表的灵敏度，怎么办？（3）如不加迁移装置，可在负压侧加装水恒压器（如图虚线所示），以抵消正压室附加压力的影响，请计算水恒压器所需高度h。,作业：1) P134 5-2,25,3)如图所示，用双法兰电动差压变送器测量闭口容器的液位，已知被测介质的密度 0=0.95g/cm3，h1=50cm，h2=2m，h3=40cm，h4=100cm。试求：（1）仪表的量程？（2）是否需要迁移，迁移量为多少？,26,思考题,用电子电位差计配热电偶（假定其热电特性是线性的）进行温度测量，室温为20，仪表指示300。问此时测量桥路输出的电压等于下列情况中的哪一种？ 第一种情况：热电偶在300时的电势； 第二种情况：热电偶在280时的电势； 第三种情况：等于0。,第二种。,27,某厂用热电偶测温，未用补偿导线而用普通电线，接线图如下，试问： (1)若动圈表未加电时指示为0 ，那么，在图示情