傳感器檢測(cè)基礎(chǔ)習(xí)題解中國(guó)石油大學(xué)

1、測(cè)量?jī)x表自動(dòng)化習(xí)題（教材）測(cè)量?jī)x表自動(dòng)化習(xí)題（教材） 解：表1的最大引用誤差為：故表1的精度等級(jí)為1.0級(jí)。表2的最大引用誤差為：故表2的精度等級(jí)為1.5級(jí)。max16100%0.75%8000q max26100%1.2%1100 600qP13 1.3 有兩臺(tái)測(cè)量?jī)x表，其測(cè)量范圍分別是0800和6001100，已知其絕對(duì)誤差的最大值均為6，試求它們的精度等級(jí) 答：該表的實(shí)際回差為故該表不符合要求。或，該表允許的最大絕對(duì)誤差為：故不符合要求。 P13 1.4 有一只01.6MPa、1.5級(jí)的壓力表，校驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)其正、反行程的差值為0.025MPa，問(wèn)此表的回差是否符合要求？0.025100%1

2、.5625%1.5%1.60h MpaMpaa025. 0024. 06 . 1%5 . 1允解：在三點(diǎn)處的最大允許絕對(duì)誤差均為：在1MPa處的相對(duì)誤差為：在5MPa處的相對(duì)誤差為：在10MPa處的相對(duì)誤差為： P13 1.5 有一測(cè)量范圍010MPa, 精度為0.5級(jí)的壓力表，它在lMPa、5MPa、10MPa三點(diǎn)處最大允許絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差各應(yīng)是多少？ %5%100105. 01r%1%100505. 02r%5 . 0%1001005. 03rMpaa05. 0100/ )010(5 . 0maxP13 1.6 某壓力表（01MPa，精度1.0級(jí)），問(wèn)此表允許的最大絕對(duì)誤差是？若校驗(yàn)該表

3、，在0.5MPa時(shí)，正行程為0.497MPa，反行程為0.508MPa，問(wèn)該表是否符合要求? 解：最大的絕對(duì)誤差：該表的回差為：結(jié)論：不符合1.0級(jí)的精度要求。Mpaa01. 01%0 . 1允%0 . 1%1 . 1%10001497. 0508. 0h或，該表的實(shí)際回差為：故不符合1.0級(jí)的精度要求。0.508 0.4970.0110.01MpaMpa P13 1.8一測(cè)量范圍為01000的溫度計(jì)，經(jīng)校驗(yàn)得到數(shù)據(jù)1)試確定該溫度計(jì)的精度等級(jí)； 解（1）該溫度計(jì)的最大回差在600處為 因此，該儀表的精度等級(jí)為1.5。真實(shí)溫度值真實(shí)溫度值/ 0 0 200200 400400 600600 8

4、00 800 10001000正行程讀數(shù)正行程讀數(shù)/ 0 0 198198 396396 594594 797797 999 999反行程讀數(shù)反行程讀數(shù)/ 0 0 202202 403403 606606 803803 1001 1001 maxmax12100%100%1.2%1000hLmaxmax6100%100%0.6%1000aqL(2)若該溫度計(jì)原來(lái)的精度等級(jí)為1.0級(jí)，允許的最大絕對(duì)誤差和回差各應(yīng)是多少？現(xiàn)是否滿足原1.0精度的要求？解: （2）若該溫度計(jì)的精度等級(jí)為1.0級(jí)，允許的最大絕對(duì)誤差和回差分別為1.0% 100010a 允由于不滿足原1.0級(jí)別的精度要求?；?max=

5、12 10 不滿足原1.0級(jí)的精度要求max1.0% 100010max1.2%1.0hq允 P30 3. 某臺(tái)空氣機(jī)的緩沖罐，工作壓力范圍為1.11.6MPa。工藝要求就地觀察罐內(nèi)的壓力，并要求測(cè)量誤差不得大于罐內(nèi)壓力的的5，試選擇一只合適的壓力儀表（類型、測(cè)量范圍、精度等級(jí)）。 解：選類型。選用普通彈簧管壓力表 選量程 以穩(wěn)定壓力計(jì)算得 故選測(cè)量范圍為02.5MPa 且滿足選精度。由選擇：取1.5級(jí)即可綜上，選擇測(cè)量范圍為02.5MPa，準(zhǔn)確度等級(jí)取1.5級(jí)的普通彈簧管壓力表即可。MPaP4 . 22/36 . 1量程)05 . 2(311 . 1max=5%=0.0550.08MPaa（

6、1.1 1.6）max=0.055MPaamaxmax1.15100%100%2.2%2.50aqL 解：選用碳鋼或不銹鋼材料制成的壓力表（氨用壓力表） 由于P測(cè)10Mpa，被測(cè)最大壓力不超過(guò)儀表測(cè)量上限的3/5，即 故測(cè)量范圍應(yīng)為025MPa。且滿足14(25-0)/3 測(cè)量的所允許的誤差為土0.4 MPa，精度等級(jí)為：因此精度等級(jí)取1.5級(jí)即可。)(33.23)53/()14(MPaPP30 2.4 某合成氨廠合成塔壓力指標(biāo)為14土0.4 MPa，要求就地指示壓力。試選壓力儀表(類型、測(cè)量范圍、精度等級(jí))用于測(cè)量。%6 . 1%100250.4P30 2.5 一只測(cè)量范圍為01.6MPa，

7、精度為1.5級(jí)的普通彈簧管壓力表，校驗(yàn)后問(wèn)該表合格否? 能否用于某空氣儲(chǔ)罐的壓力測(cè)量(該儲(chǔ)罐工作壓力為0.81.0MPa，測(cè)量的絕對(duì)誤差不允許大于0.05 MPa)?解:(1) 根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，該表的實(shí)際最大引用誤差為：該表的實(shí)際最大回差為： 因此該表合格。%5 . 1%9375. 0%1006 . 1015. 0%100maxmaxLaq%5 . 1%25. 1%1006 . 102. 0%100maxmaxLh(2)由于儲(chǔ)罐工作壓力為穩(wěn)定壓力。 1.0*3/21.6Mpa 范圍合適 0.020.05Mpa 精度合適 該表可以用于空氣儲(chǔ)罐的壓力測(cè)量。 解： 即 差壓為187.5Kpa。P30

8、2.6 DDZ型差壓變送器，測(cè)量范圍為0250kPa，求輸出信號(hào)為16mA時(shí)，差壓是多少?164(2500)0187.5204XKPaminminmaxminmaxminX)XX(YYYYX 工作介質(zhì)密度比水大，能否校驗(yàn)到100？ xwxwHH HwAw g =HxAx g Hx 、Hw分別為分別為被測(cè)介質(zhì)被測(cè)介質(zhì)的液位高度和的液位高度和水水的高度；的高度；x 、w 分別為分別為被測(cè)介質(zhì)被測(cè)介質(zhì)的密度和的密度和水水的密度；的密度； 以水代校法以水代校法Fw=Fx答：答：（2 2）被測(cè)介質(zhì)：被測(cè)介質(zhì)：非水非水xwxwHH LHmaxx校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)點(diǎn)(%L): 0 25 50 75 1000 25

9、50 75 100 Hw (%L): 0 0 輸出輸出(mA): 4 8 12 16 204 8 12 16 2025wx 50wx 75wx 100wx （1 1）被測(cè)介質(zhì)被測(cè)介質(zhì): :水水 校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)點(diǎn)(%L): (%L): 0 25 50 75 1000 25 50 75 100 輸出輸出(mA): (mA): 4 8 12 16 204 8 12 16 20解解0112pgHghp021pghpghghHppp2112)(0Hghghp2112圖3-36ghgh12212101圖3-37ghpghHp0202)(1200()phhgpghghHppp012)(0Hghghp012ghg

10、h201圖3-39 解解021)(pghhHp0pp12()pHhhg 0H5 . 1H12()15.827phhgKPa 12()26.999KPapHhhg xwxwHH HwAw g =HxAx g 以水代校法以水代校法Fw=Fx校驗(yàn)點(diǎn)校驗(yàn)點(diǎn)(%L): 20 40 60 80 100 20 40 60 80 100 Hw (%L): 輸出輸出(mA): 4 8 12 16 204 8 12 16 2040 xw60 xw80 xw100wx 20 xwhmQ/2533201025. 63KPap25. 6010420414pKQ解解KPa1563125 60.9

11、9T/hmAIo81. 74)420(063015解解NF5 . 50)022(42048FKQ hmQ/2040225.53解：解：已知已知 Q Q0 0=10m=10m3 3h h，T T0 0=293.15K=293.15K，P P0 0=0.10133MPa=0.10133MPa P=0.031992 P=0.0319920.101325=0.133317MPa0.101325=0.133317MPa， T=40 T=40273.15=313.15K273.15=313.15K00001NTpQQpT31.20460.133317293.1510 11.285(/ )1.1650.10

12、1325313.15Nmh解：解： 00001151845. 0)0 . 192. 7()0 . 186. 2()()(QQQQrr測(cè)量范圍為0518.45m3hE(t, 0)31.64+1.20332.843mv? ? 解：查鉑銠- 鉑熱電偶分度表知： E(985, 0) =9.412mv=E(t,t0) E(30, 0) =0.173mv E(t, 0)9.412mv0.173mv9.585mv， 查表知，熱端溫度為1000解：（：（1）巳知冷端溫度為25， 查表知對(duì)應(yīng)電勢(shì)為1.0mv，則，E(t, 0)201.021mv，查表知設(shè)備的實(shí)際溫度約為508.44（2）若用S分度號(hào)的熱電偶來(lái)測(cè)

13、量， 冷端溫度為25，對(duì)應(yīng)電勢(shì)為0.142mv， 熱端溫度為508.44，對(duì)應(yīng)電勢(shì)約為4.317mv 熱電偶測(cè)得電勢(shì)應(yīng)為4.317-0.1424.175mv？ 解：查Cu100 的分度表， 140，對(duì)應(yīng)電阻值為159.96， 查Pt100 的分度表， 159.96 對(duì)應(yīng)溫度為157.08， 實(shí)際溫度為157.08。 答：查表知： t385，對(duì)應(yīng)電勢(shì)：27.744mvt128，對(duì)應(yīng)電勢(shì)：1.678mvt042，對(duì)應(yīng)電勢(shì)：2.544mv實(shí)際熱電偶產(chǎn)生的電勢(shì)為：27.7441.67826.066mv 由于未配用補(bǔ)償導(dǎo)線，實(shí)際冷端溫度為42。因此熱端溫度對(duì)應(yīng)的電勢(shì)為：26.0662.54428.61m

14、v查表知，對(duì)應(yīng)溫度為：395.8，誤差為-10.8。解：查表知：當(dāng)溫度為解：查表知：當(dāng)溫度為160160時(shí)，對(duì)應(yīng)電勢(shì)為時(shí)，對(duì)應(yīng)電勢(shì)為10.501mv10.501mv當(dāng)溫度為當(dāng)溫度為2525時(shí)，對(duì)應(yīng)電勢(shì)為時(shí)，對(duì)應(yīng)電勢(shì)為1.495mv1.495mv實(shí)際熱電偶產(chǎn)生的電勢(shì)為：實(shí)際熱電偶產(chǎn)生的電勢(shì)為：10.50110.5011.4851.4859.006mv9.006mv查查K K熱電偶分度表為：熱電偶分度表為：T T為為2525時(shí)，對(duì)應(yīng)電勢(shì)為時(shí)，對(duì)應(yīng)電勢(shì)為1mv1mv實(shí)際溫度對(duì)應(yīng)電勢(shì)為實(shí)際溫度對(duì)應(yīng)電勢(shì)為9.0069.0061 110.006mv10.006mv，查表知，對(duì)應(yīng)溫度為查表知，對(duì)應(yīng)溫度為24

15、6.4246.4 答：查答：查Cu50Cu50熱電阻分度表，熱電阻分度表，147147對(duì)應(yīng)電阻為對(duì)應(yīng)電阻為81.4981.49 對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)Cu100Cu100的電阻值為的電阻值為-43-43。84(45.085) 13.419) 13.41921.336204E解：題為兩線制溫度變送器且內(nèi)部無(wú)線性化功能， 即輸出電流和熱電勢(shì)成線性關(guān)系。即：0minmaxminminmaxmin-()-IIEEEEII對(duì)于鎳鉻康銅熱電偶測(cè)溫范圍為200600 ，查表知，查表知max45.085Emvmax13.419Emv當(dāng) 時(shí)，8oImA當(dāng) 時(shí)，12oImA124(45.085) 13.419) 13.4192

16、9.252204E當(dāng) 時(shí)，16oImA164(45.085) 13.419)13.41937.169204E不受冷端溫度變化的影響P235 P235 2 2畫出各系統(tǒng)的方塊圖，說(shuō)明各方塊的輸入、畫出各系統(tǒng)的方塊圖，說(shuō)明各方塊的輸入、輸出的含義。確定各系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式及輸出的含義。確定各系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥的氣開(kāi)、氣關(guān)形式及控制器的正反作用控制器的正反作用（a a）控制對(duì)象為）控制對(duì)象為， 操縱變量為操縱變量為， 被控變量為被控變量為調(diào)節(jié)閥：調(diào)節(jié)閥：；控制器：反應(yīng)器溫度控制器：反應(yīng)器溫度 （） 閥門閥門 Mv Mv （b b）控制對(duì)象為）控制對(duì)象為， 操縱變量為操縱變量為， 被控變量為被控變量為

17、調(diào)節(jié)閥：調(diào)節(jié)閥：；控制器：鍋爐水位控制器：鍋爐水位 （） 閥門閥門 Mv Mv （）P235 P235 2 2（c c）控制對(duì)象為）控制對(duì)象為， 操縱變量為操縱變量為， 被控變量為被控變量為調(diào)節(jié)閥：調(diào)節(jié)閥：；控制器：容器壓力控制器：容器壓力 （） 閥門閥門 Mv Mv （）控制器：容器壓力控制器：容器壓力 （） 閥門閥門 Mv Mv （）16.516.5在圖在圖16-3916-39所示的熱交換器中，物料與蒸汽換熱所示的熱交換器中，物料與蒸汽換熱要求出口溫度達(dá)到規(guī)定的要求。試分析下述情況下應(yīng)采要求出口溫度達(dá)到規(guī)定的要求。試分析下述情況下應(yīng)采用何種控制方案為好。畫出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與方塊圖，并用何種控制方案為好。畫出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與方塊圖，并確定控制器的正、反作用。確定控制器的正、反作用。 (1) 物料流量物料流量F比較比較穩(wěn)定，而蒸汽壓力穩(wěn)定，而蒸汽壓力P波動(dòng)較大。波動(dòng)較大。(2) 蒸汽壓力蒸汽壓力P比較平穩(wěn)，比較平穩(wěn)，而物料流量而物料流量F波動(dòng)較大。波動(dòng)較大。(3) 物料流量物料流量F比較穩(wěn)定，而物料入比較穩(wěn)定，而物料入口溫度口溫度ti及蒸