習(xí)題與思考題

1、傳感器與檢測基礎(chǔ)習(xí)題集 測量誤差和儀表的性能指標(biāo) 1、什么是真值? 什么是約定真值、相對(duì)真值? 2、什么叫絕對(duì)誤差，相對(duì)誤差，引用誤差，回差? 3、什么叫系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和疏忽誤差? 各有什么特點(diǎn)? 產(chǎn)生的原因是什么? 4、什么叫測量不確定度、準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度等級(jí)? 5、測量不確定度有哪幾種形式? 試總結(jié)各種不確定度的計(jì)算程序。 6、有兩臺(tái)測溫儀表，其測量范圍分別是0-800C和600-1100，已知其最大絕對(duì)誤差均為6，試分別確定他們的精度等級(jí)。7、檢定一塊1.5級(jí)刻度為0100kPa的壓力表，發(fā)現(xiàn)在50kPa處的誤差最大為1.4kPa，其它刻度處的誤差均小于1.4kPa，問這塊壓力表是否合

2、格?壓力測量部分 1彈簧管壓力表測壓原理是什么？試述彈簧管壓力表的主要組成及測壓動(dòng)作過程。 2試述石英晶體壓電效應(yīng)的產(chǎn)生過程。橫向和縱向壓電效應(yīng)的產(chǎn)生與所測壓力之間的關(guān)系是什么？ 3什么是霍爾效應(yīng)？霍爾電勢的大小和方向與哪些因素有關(guān)？ 4金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有什么不同？ 5一臺(tái)差壓變送器，測量范圍是060 kPa，輸出信號(hào)范圍是420 mA，問被測差壓為35 kPa時(shí)，變送器的輸出應(yīng)是多少mA？ 6電容式壓力傳感器有哪幾種類型？差動(dòng)式結(jié)構(gòu)具有什么優(yōu)點(diǎn)？ 7電容式壓力變送器，測量范圍為0250kPa，求輸出信號(hào)為16mA時(shí)，被測壓力應(yīng)是多少kPa？ 8試述自感傳感器及差動(dòng)變壓

3、器的工作原理靈敏度。 9振弦式壓力變送器的工作原理是什么？如何使得振弦產(chǎn)生振動(dòng)？ 10要求測量0.8MPa的壓力，測量的最大誤差應(yīng)小于或等于0.01MPa，現(xiàn)有一塊01.0MPa、精度0.5級(jí)的壓力表，問量程和精度能否滿足要求？應(yīng)選擇何量程、何精度？ 11需要測量某臺(tái)空氣壓縮機(jī)緩沖罐內(nèi)的壓力，工作壓力范圍為1.11.6MPa，要求就地觀察，并要求測量誤差不得大于罐內(nèi)壓力的5，試選擇一合適的壓力儀表用于測量。 12某化肥廠合成氨塔的壓力控制指標(biāo)為140.4MPa，要求有一就地壓力顯示，試選擇壓力儀表的類型、測量范圍及精度等級(jí)。 13為什么測量儀表的測量范圍要根據(jù)被測量的大小來選取？選量程很大的儀

4、表來測量很小的參數(shù)有何問題？ 14需要校驗(yàn)精度為1.0級(jí)、010MPa的壓力表，試選擇標(biāo)準(zhǔn)表的精度和量程。15校驗(yàn)一塊精度1.5級(jí)、06MPa的壓力表，現(xiàn)有0.25級(jí)、010MPa和0.2級(jí)、016MPa的壓力表各一塊，哪一塊可以作為標(biāo)準(zhǔn)表？為什么？16用活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)彈簧管壓力表時(shí)，應(yīng)如何讀取上、下行讀數(shù)？讀數(shù)時(shí)為什么要使測量活塞和砝碼保持一定的旋轉(zhuǎn)速度？ 17壓力儀表的安裝包括哪些內(nèi)容？需要注意哪些問題？物位測量部分 1按工作原理不同，物位測量儀表有那些種類？它們的工作原理各是什么？ 2分別說明浮球式液位計(jì)和浮筒液位計(jì)的工作原理，它們之間有何區(qū)別？ 3什么是差壓式液位計(jì)的零點(diǎn)遷移問題？遷

5、移的實(shí)質(zhì)是什么？正、負(fù)遷移有什么不同？如何判斷？ 4按圖2-1和2-2的安裝方法，分別為何種遷移？試分析討論遷移量分別為多少？ 圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 5如圖2-3所示，測量密閉容器內(nèi)的液位，氣相為不凝性氣體，采用單法蘭差壓式液位計(jì)，液位測量范圍為H ，已知：介質(zhì)密度=0.8g/cm3, H =500mm, H0=200mm,試問： （1）差壓計(jì)的量程應(yīng)是多少kPa？（2）何種遷移？遷移量是多少kPa？ 6用差壓式液位計(jì)測量某鍋爐水位，如圖2-4所示，水位變化范圍為H，水的密度隨溫度變化可以忽略，已知Hmax=2000mm, =0.95g/cm3 , 試問：（1）若差壓計(jì)不帶遷移機(jī)

6、構(gòu)能否使用？如何使用？存在什么問題？（2）若差壓計(jì)帶有遷移機(jī)構(gòu)應(yīng)如何使 圖 24用？需要進(jìn)行哪種遷移？遷移量是多少KPa？遷移后的測量范圍應(yīng)是多少？ 7如圖2-5所示用差壓變送器測量某容器液位，被測介質(zhì)密度1 =0.85g/cm3 ，隔離液體密度2 =0.95g/cm3，液位測量范圍 H=2000mm , h1=1000mm , h2=3000mm ,試問：（1）需要進(jìn)行哪種遷移？遷移量是多少kPa？（2）遷移后的測量范圍應(yīng)是多少？ 圖 25 8應(yīng)用差壓變送器測量兩種液體的分界面，安裝情況如圖2-6所示，已知1 =0.75g/cm3 ，2 =1.0g/cm3, h4=200mm ， h2=60

7、0mm ， h3=1800mm ，0 =1.0g/cm3，試問：（1） 采用此種方法測量界位時(shí)應(yīng)注意什么問題？（2） 差壓變送器的量程應(yīng)是多少kPa？是何種遷移？遷移量為多少kPa？ 圖 2-6 9浮筒式液位計(jì)的量程由什么決定？在相同液位高度下，當(dāng)被測介質(zhì)密度不同時(shí)，如何使液位計(jì)的輸出相同？ 10浮筒式液位計(jì)的校驗(yàn)一般采用水校和掛重的方法。若浮筒截面為A，長度為L,重量為W ；被測介質(zhì)密度為，試說明使液位計(jì)輸出分別為0%、25%、50%、75%、100%時(shí)，若分別采用這兩種方法校驗(yàn)具體應(yīng)如何實(shí)施？（設(shè)被測介質(zhì)的密度為850kg/m3） 11試分析用電容式液位計(jì)分別測量導(dǎo)電介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的液位

8、時(shí)，相當(dāng)于各自改變了哪個(gè)物理量從而引起電容量變化的？何時(shí)需要考慮虛假液位的影響？如何消除？ 12試述射頻導(dǎo)納物位計(jì)和超聲波物位計(jì)的工作原理及它們應(yīng)用的場合。 12. 試述核輻射式物位計(jì)的特點(diǎn)及應(yīng)用場合。 13. 可以用做界位測量的物位計(jì)有哪幾種？簡述其原理和特點(diǎn)。流量測量部分 1什么叫流量和總量？有哪幾種表示方法？常用流量單位是什么？ 2試述差壓式流量計(jì)測量流量的原理，并說明哪些因素對(duì)差壓式流量計(jì)的流量測量有影響？ 3什么叫標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置？有幾種形式？它們分別采用哪幾種取壓方式？ 4. 原來測量水的差壓式流量計(jì)，現(xiàn)在用來測量其測量范圍相同的油的流量，讀數(shù)是否正確？為什么？ 5用一臺(tái)電容式差壓變送

9、器與節(jié)流裝置配用測量流量，變送器的測量范圍為010KPa，對(duì)應(yīng)流量為0320m3h, 求輸出為14mA時(shí)，差壓是多少？流量是多少？ 6用一臺(tái)電動(dòng)差壓變送器配孔板測量流量，原設(shè)計(jì)差壓范圍為063kPa，流量范圍為0125Th, 安裝時(shí)誤裝了一臺(tái)差壓范圍為040KPa的差壓變送器，啟用后流量穩(wěn)定，儀表輸出壓力為10mA，試問： （1）實(shí)際流量是多少？（2）若采用063kPa的差壓變送器，此時(shí)變送器的輸出應(yīng)為多少mA？ 7為了防止差壓計(jì)的測量室單向受壓，投用時(shí)應(yīng)如何啟動(dòng)差壓計(jì)？ 8靶式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)的工作原理是否相同？該流量計(jì)有何特點(diǎn)？安裝時(shí)應(yīng)注意哪些問題？ 9靶式流量計(jì)的轉(zhuǎn)換部分和差壓變送器

10、相比，為何要增加一個(gè)阻尼器？ 10. 用一臺(tái)電動(dòng)靶式流量計(jì)測量加熱爐燃料油流量，已知流量計(jì)的測量范圍為040m3h, 產(chǎn)生的最大作用力Fmax22N，問當(dāng)變送器輸出為8mA時(shí)，靶的受力為多少？此時(shí)的流量應(yīng)為多少？ 11容積式流量計(jì)的泄漏量與哪些因素有關(guān)？安裝時(shí)有哪些要求？ 12試比較差壓式流量計(jì)與轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量原理的異同。 13當(dāng)被測介質(zhì)的密度、壓力或溫度變化時(shí)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值應(yīng)如何修正？ 14用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測量表壓為31.992KPa、溫度為40的N2氣的流量，若巳知流量計(jì)讀數(shù)為10Nm3h, 求N2氣的真實(shí)標(biāo)況流量（巳知N2在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的密度為1.165Kgm3）應(yīng)是多少？(標(biāo)況按

11、照國家標(biāo)準(zhǔn)) 15. 用水標(biāo)定的流量計(jì), 測量范圍為01000 m3h, 現(xiàn)將不銹鋼轉(zhuǎn)子(密度為7.92gcm3)更換成相同形狀的鋁轉(zhuǎn)子(密度為2.86gcm3), 用來測量水的流量。試問更換轉(zhuǎn)子后的測量范圍應(yīng)是多少? 16. 已知被測液體的實(shí)際最大流量為500m3h, 工作狀態(tài)下的密度為0.8gcm3, 試選擇一臺(tái)轉(zhuǎn)子為不銹鋼材料(密度為7.92gcm3), 測量范圍合適的轉(zhuǎn)子流量計(jì)用于此介質(zhì)的流量測量。 17. 電磁流量計(jì)的工作原理是什么? 它對(duì)被測介質(zhì)有什么要求? 18. 渦街流量計(jì)是根據(jù)什么原理測量流量的? 采用什么方法檢測漩渦的分離頻率? 19. 渦輪流量計(jì)如何實(shí)現(xiàn)磁電之間的轉(zhuǎn)換?

12、它適用于什么介質(zhì)的流量測量? 20. 彎管流量計(jì)工作原理及特點(diǎn)是什么? 21. 質(zhì)量流量的測量有哪幾種方法? 各有什么特點(diǎn)?溫度測量部分1 什么是熱電效應(yīng)? 熱電偶的熱電勢是如何產(chǎn)生的？2 用鎳鉻一鎳硅熱電偶測量某爐膛溫度，現(xiàn)測得的熱電勢為31.64 mV，巳知熱電偶冷端溫度為30 ，求熱端溫度=? 。 3 熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償? 補(bǔ)償方法有哪幾種? 4 用鉑銠鉑熱電偶測溫，冷端溫度為30，顯示儀表（無冷端補(bǔ)償措施）讀數(shù)為985 ，所測的實(shí)際溫度應(yīng)是多少? 5 用分度號(hào)熱電偶測量某設(shè)備的溫度，測得回路中的熱電勢為20mV、巳知冷端溫度為25，求設(shè)備的實(shí)際溫度? 若用S分度號(hào)的熱電偶來

13、測量，在相同條件下，測得的熱電勢應(yīng)是多少? 6 根據(jù)熱電偶回路的有關(guān)性質(zhì)，證明圖4-1中回路總電勢為 E=EAB(t, t1)+ECD(t1, t2)+EEF(t2, t3) 7熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正、負(fù)極性與熱電偶的正、負(fù)極性接反會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？試分析之。 8如圖4-2所示為溫差測量回路，熱電偶的分度號(hào)為K，問在補(bǔ)償導(dǎo)線兩端測得的熱電勢應(yīng)是多少？ 圖 4-1 圖 4-2 9用E分度號(hào)的熱電偶與其相應(yīng)的顯示儀表配用測量溫度，顯示儀表帶有冷端溫度補(bǔ)償作用，但錯(cuò)用普通導(dǎo)線代替了補(bǔ)償導(dǎo)線，當(dāng)把顯示儀表輸入端短接時(shí)，顯示溫度為28，用水銀溫度計(jì)測得的熱電偶冷端溫度為42，求顯示儀表顯示385時(shí)，被測的實(shí)際溫

14、度為多少？ 10圖4-3為鉑銠鉑熱電偶與顯示儀表組成的測溫系統(tǒng)。A、B為熱電偶補(bǔ)償導(dǎo) 線，但續(xù)接的一段由于疏忽接反，已知：E(1000,0)=9.585mV E(100,0)=0.645mV E(50,0)=0.299mV E(20,0)=0.113mV 圖 4-3求：（1）顯示儀表顯示的溫度是多少？ （2）若全部正確連接顯示儀表應(yīng)顯示何值？由于第二段補(bǔ)償導(dǎo)線接反而引入的絕對(duì)誤差是多少？ 11熱電阻的測溫原理是什么？同熱電偶相比有何優(yōu)點(diǎn)? 12常用熱電偶和熱電阻的分度號(hào)有哪幾種? 各有何特點(diǎn)? 13熱電阻為什么要采用三線制連接？為什么要規(guī)定熱電阻的連接導(dǎo)線電阻? 14用分度號(hào)為Pt100 鉑電

15、阻測溫，但錯(cuò)用了Cu100 的分度表，查得溫度為140 ， 問實(shí)際溫度為多少？ 15輻射式溫度計(jì)為什么要對(duì)儀表溫度示值進(jìn)行修正? 16巳知某兩線制溫度變送器，內(nèi)部無線性化功能。它配鎳鉻一康銅熱電偶測量范圍為200-300 ，遷移和量程巳調(diào)校完畢。問變送器輸出分別為8mA 、12mA及16mA電流時(shí)表明熱電偶熱端溫度是多少? 這些結(jié)果受冷端溫度變化的影響嗎？ 17測溫元件安裝時(shí)應(yīng)注意哪些問題? 18. 一支分度號(hào)為E的熱電偶與顯示儀表配套測溫，熱電偶冷端溫度t0=42，如果不采用補(bǔ)償導(dǎo)線而采用普通銅線進(jìn)行熱電偶與顯示儀表之間的連接，設(shè)儀表接線端子處的溫度為t1=28 ，求顯示儀表顯示385時(shí)其測

16、量誤差是多少？ 19. 一測溫系統(tǒng)，采用分度號(hào)熱電偶測溫，并采用相應(yīng)的補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶信號(hào)引入自動(dòng)電位差計(jì)顯示溫度，但錯(cuò)用了與分度號(hào)配用的顯示儀表。當(dāng)儀表顯示160時(shí)，問實(shí)際溫度應(yīng)是多少？（室溫25）20 一支分度號(hào)為CU100的銅電阻測溫，錯(cuò)接了按CU50分度的顯示儀表，則顯示溫度為147，求實(shí)際溫度？ 顯示儀表部分 1電位差計(jì)的基本工作原理是什么？ 2. 對(duì)于起始點(diǎn)為0的自動(dòng)電子電位差計(jì)，當(dāng)輸入端短路時(shí)，儀表指針應(yīng)指示在何處？為什么？ 3. 一支分度號(hào)為E的熱電偶與顯示儀表配套測溫，熱電偶冷端溫度t0=42，如果不采用補(bǔ)償導(dǎo)線而采用普通銅線進(jìn)行熱電偶與顯示儀表之間的連接，設(shè)儀表接線端子處的溫度為t1=28 ，求顯示儀表顯示385時(shí)其測量誤差是多少？ 4試比較自動(dòng)電位差計(jì)和自動(dòng)平衡電橋的測量原理、結(jié)構(gòu)組成和使用等方面的異同。 5. 如果在自動(dòng)電位差計(jì)和自動(dòng)平衡電橋的測量橋路中，量程電阻RM和起始電阻RG分別斷路，各會(huì)顯示什么數(shù)值？為什么? 6. 當(dāng)熱電阻短路、斷路時(shí)，自動(dòng)平衡電橋應(yīng)指示在什么地方? 為什