檢測與自動化儀表

1、檢測與自動化儀表題庫第一章 緒論1典型檢測儀表控制系統(tǒng)：通常泛指石油、化工、熱工行業(yè)生產(chǎn)過程的工業(yè)四大參數(shù)：溫度、壓力、流量、物位的控制系統(tǒng)（TC、PC、FC、LC）。2無特殊條件要求，常規(guī)工業(yè)檢測儀表控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖基本相同，而與具體選用的儀表無關(guān)！3常規(guī)工業(yè)檢測儀表控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成包括被控對象、檢測敏感元件-變送器、顯示儀表、調(diào)節(jié)器、給定器和執(zhí)行器等。4誤差公理：“一切測量都具有誤差，誤差自始至終存在于所有的科學(xué)實驗過程中”；采用何種儀表測得的值都有誤差。5絕對誤差=示值-“真值”；絕對誤差必須有±號、數(shù)值、單位（量綱）！ 6實際相對誤差：；標(biāo)稱相對誤差：。7引用誤差又稱作滿度

2、相對誤差：；最大引用誤差最大滿度相對誤差： 8儀表的精度（等級）一般以表示，是最大引用誤差去掉±號和（%）號后的數(shù)字，而且必須取相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)系列值；校驗儀表時取偏大值，選擇儀表時取偏小值；不同儀表的精度等級的系列標(biāo)準(zhǔn)值是不同的！9已知控制流程圖繪制控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖10典型檢測儀表控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下，簡單說明各個環(huán)節(jié)的名稱和功能。被控對象：檢測單元“一次儀表”：變送單元：非電量電量；電量“統(tǒng)一信號”顯示、記錄單元“二次儀表”調(diào)節(jié)、控制單元“三次儀表”執(zhí)行單元安全柵11用測量范圍為-5015OkPa 的壓力傳感器測量 14OkPa 壓力時 , 傳感器測得值為142kPa, 求該示值的絕對誤差

3、、實際相對誤差、標(biāo)稱相對誤差和引用誤差。 解：12某測溫儀表的測量范圍為-10070O，校驗該儀表時測得全量程內(nèi)最大絕對誤差為+5，試確定該儀表的等級精度。解：13某測壓儀表的測量范圍為08MPa，根據(jù)工藝要求，測量示值的誤差不允許超過±0。05MPa，試問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足工藝要求。解：14某測壓儀表的測量范圍為010MPa，精度等級為1。0級。試問：該儀表允許的最大絕對誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計校驗該壓力表，在校驗點為5MPa時，標(biāo)準(zhǔn)壓力計的讀數(shù)為5.08MPa，試問該被校驗儀表在這一點是否符合1.0級精度？為甚麼？解：MPa被校驗儀表在校驗點為5MPa時的引用誤差

4、：被校驗儀表在校驗點為5MPa時的絕對誤差：15.每個用于測量的儀表都有測量范圍，它是該儀表按規(guī)定的精度進行測量的被測變量的范圍。測量范圍的最小值和最大值分別為測量的下限值和上限值，簡稱儀表的下限和上限。16.儀表的量程可以用來表示測量范圍的大小，是其測量上限值和下限值的代數(shù)差。17.靈敏度是儀表對被測參數(shù)變化感知的靈敏程度，常以在被測參數(shù)變化時，經(jīng)過足夠時間待儀表指示值達到穩(wěn)定后，儀表輸出變化量與引起此變化的輸入變化量之比；例如：。18.儀表的分辨率：它是儀表輸出能夠響應(yīng)和分辨的最小輸入量。第二章 誤差分析基礎(chǔ)及測量不確定度1系統(tǒng)誤差是指因使用測量儀器或測量方法引起的誤差；系統(tǒng)誤差：在一定的

5、測量條件下，測量值中含有的固定不變的、或按一定規(guī)律變化的誤差。2隨機誤差：在同一測量條件下對同一被測量進行多次重復(fù)、等精度測量所產(chǎn)生的誤差，它們的絕對值和符號以不可預(yù)定方式變化；隨機誤差就某一單次測量而言是無規(guī)律的，但測量次數(shù)足夠多時，隨機誤差的總體服從統(tǒng)計規(guī)律；3等精度測量的隨機誤差：就某一單次測量而言是無規(guī)律的，但測量次數(shù)足夠多時，隨機誤差的總體服從統(tǒng)計規(guī)律；根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，隨機誤差的統(tǒng)計規(guī)律：“四特性”有界性：單峰性：對稱性：抵償性： 4置信區(qū)間：定義為隨機變量的取值范圍，通常用正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)誤差的倍數(shù)表示，即，其中Z為置信系數(shù)。5置信概率：隨機變量在置信區(qū)間內(nèi)取值的概率。6置信水平：表

6、示隨機變量在置信區(qū)間以外取值的概率。7不等精度測量的加權(quán)及其誤差：使用不同的方法對同一個未知量進行m組等精度測量，得到m組等精度測量數(shù)據(jù)；各組測量結(jié)果及誤差不能同等對待：可靠程度不一樣；用“權(quán)”或“權(quán)重”區(qū)分各組測量結(jié)果的可靠性和可信賴程度，以符號“”表示。8粗大誤差的檢驗與剔除：前提是設(shè)置一定的置信概率，查看可疑值是否在置信區(qū)間內(nèi)；簡單檢驗法：先將可疑值除外，計算算術(shù)平均值、算術(shù)平均誤差，計算可疑值的殘余誤差，則這個可疑值應(yīng)剔除格羅布斯檢驗方法（格羅布斯準(zhǔn)則）：準(zhǔn)則：肖維勒準(zhǔn)則：為肖維勒系數(shù)，查表9 間接檢測量Z，Z由彼此獨立的、無相關(guān)的兩個檢測量X1、X2決定，。分別為X1、X2 和Z的標(biāo)

7、準(zhǔn)誤差。求用表示的的關(guān)系。 解：因為所以：9求測量誤差的絕對值在或然誤差的3.5倍以內(nèi)的概率。解：正態(tài)分布置信概率的數(shù)值Z0001020304050607080900.0000.07966.15825.23582.31084.38293.45149.51607.57629.631881.68269.72867.76986.80640.83849.86639.89040.91087.92814.942572.95450.96427.97219.97855.98360.98758.99068.99307.99489.996273.99730.99807.99623.99903.99933.9995

8、4.99968.99978.99986.9999010求測量誤差的絕對值在或然誤差的2.5倍以內(nèi)的概率。解：11求測量誤差的絕對值在或然誤差的2.9倍以內(nèi)的概率。12. 求測量誤差的絕對值在或然誤差的3倍以內(nèi)的概率。解：13.銅電阻值與溫度的關(guān)系為,現(xiàn)在通過直接測量,已知20時的電阻值、電阻溫度系數(shù)，求銅電阻在時的電阻值及其標(biāo)準(zhǔn)誤差。置信概率皆為68.28%解： 電阻值 電阻值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 各個直接測量量的偏導(dǎo)數(shù) 各個直接測量量的標(biāo)準(zhǔn)誤差 測量結(jié)果14有一組重復(fù)測量數(shù)據(jù)，用格羅布斯檢驗法剔除壞值。數(shù)據(jù)：160、171、243、192、153、186、163、189、195、178序號測量值殘差殘

9、差方殘差殘差方1160-23529-16.33266.672171-12144-5.3328.413243603600-419298115.67245.445153-30900-23.23544.296186399.6793.517163-20400-13.33177.69818963612.67160.5391951214418.67348.5710178-5251.672.79重新計算15有一組重復(fù)測量數(shù)據(jù)，用格羅布斯檢驗法剔除壞值。測量序號測量值殘差殘差方殘差殘差方13891-0.71-0.6523927-0.35-0.2933935-0.27-0.2143939-0.23-0.1753

10、944-0.18-0.1263944-0.18-0.1273946-0.16-0.183948-0.14-0.08939680.060.121039690.070.131139710.090.151239760.140.21339780.160.221439940.320.381540120.500.561640560.940.07重新計算16對某溫度進行10次等精度測量測量結(jié)果：=85.71, 85.63, 85.65, 85.71, 85.69, 85.69, 86.70, 85.68, 85.66, 85.68 ，求測量結(jié)果測量序號測量值殘差殘差方殘差殘差方185710030000928

11、563-0。050002538565-0。030000948571003000095856900100001685690010000178570002000048856800000098566-0。0200004108568000000解：17對某電壓12等精度測量測量結(jié)果：測量序號測量值殘差殘差方殘差殘差方12042-0.0193.610.0111.21220430.0298.410.0214.4132040-0.0010.01-0.0090.8142039-0.0111.21-0.0193.61520410.0090.810.0010.0162031-0.09182.81-720420.0

12、193.610.0111.2182039-0.0110.01-0.0193.61920410.0190.010.0010.01102040-0.0018.41-0.0090.81112040-0.0010.01-0.0090.811220430.0290.010.0214.41解：重新計算18某節(jié)流元件(孔板)開孔直徑d20的尺寸進行了15 次測量 , 測量數(shù)據(jù)如下 ( 單位 :mm):120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40試

13、用格拉布斯準(zhǔn)則判斷上述數(shù)據(jù)是否含有粗大誤差 , 并寫出其測量結(jié)果。解求算術(shù)平均值；計算殘余誤差序號測量值Ui /mm1120420016256000908121204300266760019361312040-0。004016-0。0111214120420016256000908151204300266670019361612039-0。014196-0。021441712030-0。10410816812040-0。004016-0。0111219120430026676001936110120410006036-0。001001111204300266760019361121204200

14、1625600090811312039-0。014196-0。0214411412039-0。014196-0。0214411512040-0。004016-0。011121用貝塞爾公式計算標(biāo)準(zhǔn)差的估算值：mm第一次判斷有無粗大誤差格拉布斯準(zhǔn)則：計算剔除粗大項后的算術(shù)平均值計算殘余誤差用貝塞爾公式計算標(biāo)準(zhǔn)差的估算值：第二次判斷有無粗大誤差格拉布斯準(zhǔn)則：計算算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差的估算值：測量結(jié)果：18-2對某恒溫箱溫度進行10次測量，求測量結(jié)果測量序號測量值殘差殘差方殘差殘差方12006-0。060003622007-0。050002532006-0。060003642008-0。040001652

15、010-0。020000462012000072014002000048201800600036920180060003610202100900081解：19 對光速進行測量 , 得到如下四組測量結(jié)果 :C1=(2.98000 土 0.01000)×108m/s C2=(2.98500 土 0.01000)×108m/s C3=(2.99990 士 0.00200)×108m/s C4=(2.99930 士 0.00100)×108m/s求光速的加權(quán)算術(shù)平均值及其標(biāo)準(zhǔn)差。解：“權(quán)”之比加權(quán)算術(shù)平均值：加權(quán)算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差的估算值 測量結(jié)果萊以達準(zhǔn)則20測

16、量結(jié)果應(yīng)包括比值和測量單位；測量結(jié)果僅僅是被測量的最佳估計值；測量結(jié)果的可信程度用測量不確定度表示！因此：測量結(jié)果的完整表述應(yīng)包括測量估計值、測量單位和測量不確定度（誤差“界線”）。2-5-1 有一組重復(fù)測量數(shù)據(jù)：160、171、243、192、153、186、163、189、195、178，其中可疑值243是否可以剔除？如果要剔除，求剔除前后的平均值和實際標(biāo)準(zhǔn)偏差。解：使用“簡單檢驗”法數(shù)據(jù)：160、171、243、192、153、186、163、189、195、178序號測量值殘差殘差方1160-16.33266.672171-5.3328.413243-419215.67245.4451

17、53-23.23544.2961869.6793.517163-13.33177.69818912.67160.53919518.67348.57101781.672.79剔除前后的平均值算術(shù)平均誤差：第三項剔除，剔除后第三章 檢測技術(shù)與方法分析1傳感器：國家標(biāo)準(zhǔn)GB766587中的嚴(yán)格定義：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置。傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”；在某些科學(xué)領(lǐng)域，傳感器又稱為敏感元件、檢測器、轉(zhuǎn)換器等。2在使用儀表或傳感器進行測量時，被測量量直接與同類標(biāo)準(zhǔn)（或基準(zhǔn)）量進行比較，不需要經(jīng)過運算，就能得到測量量的數(shù)值，這種測量方法稱為直接測量。3在使用

18、儀表或傳感器進行測量時，首先對與被測量量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個量進行直接測量，然后將直接測量所得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)過計算得到所需的測量結(jié)果，這種測量方法稱為間接測量。第四章 溫度檢測1為了客觀地計量物體的溫度，必須建立一個衡量溫度的標(biāo)準(zhǔn)，簡稱溫標(biāo)。國際溫標(biāo)是國家協(xié)議性溫標(biāo)，目前實行的是1990年的國際溫標(biāo)（ITS-90）；它定義國際熱力學(xué)溫度用符號表示，單位為開爾文、符號為；國際攝氏溫度用符號表示，單位為攝氏度、符號為。2將兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個閉合回路，當(dāng)兩個觸點溫度T和T0不同時，則在該回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱為貝塞克效應(yīng)，相應(yīng)的電動勢稱為熱電勢。這兩種不同

19、材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）組和稱為熱電偶。3熱電偶的熱電勢由兩部分組成：溫差電勢和接觸電勢。總熱電勢中，溫差電勢比接觸電勢小很多，可以忽略不計，則熱電偶的熱電勢可以表示為。4熱電偶的基本定律熱電偶的應(yīng)用定則：均質(zhì)導(dǎo)體定律（定則）；中間導(dǎo)體定律（定則）；中間溫度定律（定則）。5國際電工委員會（IEC）向世界各國推薦八種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶作為工業(yè)熱電偶在不同場合中使用。所謂標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，就是它們已列入工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化文件中，具有統(tǒng)一的分度號、分度表；所以同一型號（分度號）的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶具有良好的互換性。6我國工業(yè)上常用的4種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的材料型號（分度號）是：鉑銠30-鉑銠6（B型）、鉑銠10-鉑（S型）、鎳鉻-

20、鎳硅（K型）和鎳鉻-銅鎳（我國通常稱為鎳鉻-康銅）（E型）。7工業(yè)上常用的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的長度有限，在實際測溫時，熱電偶的冷端一般離熱源較近、冷端溫度波動較大，需要將冷端延伸到溫度變化較小的地方；另外，熱電偶的輸出熱電勢信號也需要傳輸?shù)竭h離現(xiàn)場的控制室內(nèi)的顯示儀表或控制儀表；工程應(yīng)用中采用的是補償導(dǎo)線！8補償導(dǎo)線通常由兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)線制成，也有正極和負極，而且在0100溫度范圍內(nèi)，要求補償導(dǎo)線與所配用的熱電偶具有相同的熱電特性。9目前我國規(guī)定工業(yè)用鉑熱電阻有R0=10W和R0=100W兩種，它們的分度號分別為Pt10和Pt100。（其中以Pt100為常用）。熱電阻不同分度號對應(yīng)有相應(yīng)分度表，即

21、Rtt的關(guān)系表，這樣在實際測量中，只要測得熱電阻的阻值Rt，便可從分度表上查出對應(yīng)的溫度值?；蛳喾?0目前我國規(guī)定工業(yè)用銅熱電阻有R0=50W和R0=100W兩種，它們的分度號分別為Cu50和Cu100。 11熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測溫元件。12熱敏電阻器件按溫度系數(shù)可分為：負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）、正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）和臨界溫度系數(shù)熱敏電阻（CTR）三大類。溫度檢測用熱敏電阻主要是負溫度系數(shù)熱敏電阻。13NTC熱敏電阻以MF為其型號，PTC熱敏電阻以MZ為其型號。14輻射測溫儀表的表觀溫度與實際溫度有什么關(guān)系？輻射儀表的表觀溫度是指在儀表工作波長范圍內(nèi)，

22、溫度為T的輻射體的輻射情況與溫度為TA的黑體的輻射情況相等，則TA 即為該輻射體的表觀溫度。由表觀溫度可以求得被測物體的實際溫度。表觀溫度可以是：亮度溫度、輻射溫度、比色溫度。15用分度號為S 的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測溫 , 其參比端溫度為 20 , 測得的熱電勢=11.3OmV, 試求被測溫度=？解：=11.3OmV查表：=0.113mVmV查表：=11.351 mV查表：=11.471 mV=16用分度號為 K 的熱電偶測溫 , 己知其參比端溫度為 25 , 熱端溫度為 750 , 其產(chǎn)生的熱電勢是多少 ? 解：查表：E（750，0）=31.214mVE（25，0）=0。798+（1。203-0。7

23、98）/2=1。0005mVE（750，25）= E（750，0） E（25，0）=30。2135mV17用分度號為 K 的熱電偶測溫 ,在沒有采取冷端溫度補償?shù)那闆r下，顯示儀表指示為500，而這時冷端溫度為60，試問：時間溫度為多少？如果熱電偶的熱端溫度不變，設(shè)法使冷端溫度保持在20，此時顯示儀表指示為？解： 查表：E（t，t0）E（500，0）=20.64mV E（t0，0）=E（60，0）=2.436mV E（t，0）= E（t，t0）+ E（t0，0）=23.076mV 查表：t =557 熱端溫度t =557，冷端溫度保持在20，查表：E（t0，0）=E（20，0）=0.798mV

24、E（t，t0）= E（t，0）E（t0，0）=22.278mV由此電勢，查表：t =538。418用分度號為 K 的熱電偶測某設(shè)備的溫度 , 測得到的熱電勢為20mV，己知其參比端溫度（室溫）為 25 ,求設(shè)備的溫度？如果改用分度號為 E 的熱電偶來測溫, 在相同的條件下，分度號為 E 的熱電偶測得到的熱電勢是多少 ?已知：E（t，t0）=20mV查表：E（t0，0）=E（25，0）=1mV E（t，0）= E（t，t0）+ E（t0，0）=21mV 查表：t =509 改用分度號為 E 的熱電偶來測溫查表：E（t0，0）=E（25，0）=1。5mV E（t，0）=E（509，0）=37。7m

25、V則：E（t，t0）= E（t，0）E（t0，0）=36.2mV鉑銠10-鉑熱電偶分度表分度號：S t0=00C測量端0102030405060708090t 0C熱電偶熱電動勢/ mV00.0000.0550.1130.1730.2350.2990.3650.4320.5020.5731000.6450.7190.7950.8720.9501.0291.1091.1901.2731.3562001.4401.5251.6611.6981.7851.8731.9622.0512.1412.2323002.3232.4142.5062.5992.6922.7862.8802.9743.0693.

26、1644003.2603.3563.4523.5493.6453.7433.8403.9384.0364.1355004.2344.3334.4324.5324.6324.7324.8324.9335.0345.1366005.2375.3395.4425.5445.6485.7515.8555.9606.0646.1697006.2746.3806.4866.5926.6996.8056.9137.0207.1287.2368007.3457.4547.5637.6727.7827.8928.0038.1148.2258.3369008.4488.5608.6738.7868.8999.01

27、29.1269.2409.3559.47010009.5859.7009.8169.93210.04810.16510.28210.40010.51710.635110010.75410.87210.99111.11011.22911.34811.46711.58711.70711.827120011.94712.06712.18812.30812.42912.55012.67112.79212.91313.034130013.15513.27613.39713.51913.64013.76113.88314.00414.12514.247140014.36814.48914.61014.73

28、114.85214.97315.09415.21515.33615.456150015.57615.69715.81715.93716.05716.17616.29616.41516.53416.653160016.77116.89017.00817.12517.24517.36017.47717.59417.71117.826鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表分度號：E t0=00C測量端0102030405060708090t 0C熱電偶熱電動勢/ mV-0-0.000-0.581-1.151-1.709-2.254-2.787-3.306-3.811-4.301-4.777+00.0000.5911

29、.1921.8012.4193.0473.6834.3294.9835.6461006.3176.9967.6338.3779.0789.78710.50111.22211.94912.68120013.41914.16114.90915.66116.41717.17817.94218.71019.48120.25630021.03321.81422.59723.38324.17124.96125.75426.54927.34528.14340028.94329.74430.54631.35032.15532.96033.76734.57435.38236.19050036.99937.808

30、38.61739.42640.23641.04541.85342.66243.47044.27860045.08545.89146.69747.50248.30649.10949.91150.71351.51352.31270053.11053.90754.70355.49856.29157.08357.87358.66359.45160.23780061.02219某單色輻射溫度計的有效波長0.9m,被測物體發(fā)射率=0.6,測得亮度溫度= 1100 , 求被測物體實際溫度。解：表觀溫度為亮度溫度時20工業(yè)熱電阻的引線方式有二線制、三線制和四線制三種。三線制引線方式是在熱電阻的一端引出兩根導(dǎo)線

31、，其中一根連接電源；熱電阻的另一端引出一根導(dǎo)線；當(dāng)熱電阻與測量電橋配用時，分別將兩端引線接入相鄰的兩個橋臂。第五章 壓力檢測1國際單位制（代號為SI）：1帕=；1帕表示的壓力很小，工程上常常使用兆帕MPa2壓力的幾種表示方法：絕對壓力、大氣壓力、表壓力、負壓力真空度、差壓壓力差。3選擇壓力測量儀表的量程要留有余地：在測量穩(wěn)定壓力時，最大被測工作壓力不超過測量儀表上限值的2/3；在測量脈動壓力時，最大被測工作壓力不超過測量儀表上限值的1/2；在測量高壓時，最大被測工作壓力不超過測量儀表上限值的3/5；一般被測壓力的最小值不低于測量儀表上限值的1/3。4常用的壓力校驗儀器有液柱式壓力計、活塞式壓力

32、計，或配有高精度標(biāo)準(zhǔn)壓力表的壓力校驗泵。5用彈簧管壓力計測量蒸汽管道內(nèi)壓力,儀表低于管道安裝,二者所處標(biāo)高為1.6m和6m,若儀表指示值為0.7MPa。已知蒸汽冷凝水的密度為 =966kg/m 3，重力加速度 g=9.8m/s2,試求蒸汽管道內(nèi)的實際壓力值。解：蒸汽冷凝水的附加等效壓力管道內(nèi)壓力MPa6被測壓力變化范圍為0.51.4Mpa,要求測量誤差不大于壓力示值的±5%,可供選用的壓力表量程規(guī)格為01.6Mpa、02.5Mpa、04.0Mpa，精度等級有1.0、1.5和2.5三種，試選擇合適的量程和精度的儀表。解：根據(jù)：選擇壓力測量儀表的量程要留有余地：在測量穩(wěn)定壓力時，最大被測

33、工作壓力不超過測量儀表上限值的2/3；在測量脈動壓力時，最大被測工作壓力不超過測量儀表上限值的1/2；在測量高壓時，最大被測工作壓力不超過測量儀表上限值的3/5；一般被測壓力的最小值不低于測量儀表上限值的1/3。 量程選擇：最大被測工作壓力不超過測量儀表上限值的2/3選擇壓力表量程規(guī)格為02.5Mpa要求測量誤差不大于壓力示值的±5%各種量程在不同精度等級時的最大絕對誤差各種量程、不同精度等級儀表在示值為0.5Mpa時的最大相對誤差為：SFSa 0.602.504.0103.258154.87.51225812.520應(yīng)該選擇02.5Mpa、精度等級為1.0級的壓力表。7某工藝要求壓

34、力測量范圍為1.2±0.05Mpa, 可供選用的壓力表量程規(guī)格為01.6Mpa、02.5Mpa、04.0Mpa，精度等級有1.0、1.5、2.0、2.5和4.0五種，試選擇合適的量程和精度的儀表。解：各種量程在不同精度等級時的最大絕對誤差SFS a1.01.52.02.54.01.60.0160.0240.0320.040.642.50.0250.03750.050.06250.1應(yīng)該選擇02.5Mpa、精度等級為2.0級的壓力表。8某空壓機的緩沖器，其工作壓力范圍為1.01.6Mpa，工藝要求測量結(jié)果的誤差不大于壓力示值的±5%,試選擇合適的量程和精度的儀表?？晒┻x用的壓

35、力表量程規(guī)格為01.6Mpa、02.5Mpa、04.0Mpa，精度等級有1.0、1.5、2.0、2.5和4.0五種，試選擇合適的量程和精度的儀表。解：量程選擇：最大被測工作壓力不超過測量儀表上限值的2/3選擇壓力表量程規(guī)格為02.5Mpa選擇壓力表量程規(guī)格為02.5Mpa或應(yīng)該選擇02.5Mpa、精度等級為2.0級的壓力表。9 某容器的頂部壓力和底部壓力分別為0.5kPa和300kPa,若當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓,試求容器頂部和底部的絕對壓力,以及頂部和底部的差壓.解：第六章 流量檢測1用標(biāo)準(zhǔn)孔板測量氣體流量，給定設(shè)計參數(shù)kPa，=20，現(xiàn)在實際工作壓力kPa，=30，現(xiàn)場儀表指示為3800

36、m3/h，求實際流量。解：對于氣體，一般計算在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積“標(biāo)準(zhǔn)立方米”標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計標(biāo)定時流量m3/h實際流量：2用轉(zhuǎn)子流量計測量MPa，=27的空氣流量，現(xiàn)場儀表指示為38Nm3/h，求實際流量。解： Nm3/h2某廠用轉(zhuǎn)子流量計測量溫度為40、氣壓為0.65MPa的CO2流量，轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)為50L/s時，CO2的真實流量是多少？NL/s注意：張毅版的修正公式為其中需要利用理想氣體狀態(tài)方程，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度換算：3水進行標(biāo)定的浮子流量計，其滿刻度值為1000dm3/h不銹鋼浮子密度為7。92g/cm3，現(xiàn)在用來測量密度為0.79g/cm3的乙醇流量, 浮子流量計的測量上限值是多少&#

37、160;?解 :4某渦輪流量計的儀表系（常）數(shù)=150.4次/L，當(dāng)它測量流量時的輸出頻率為=400Hz時，其相應(yīng)的瞬時流量是多少？L/s。5檢驗一臺渦輪流量計，流過16。05m3流體時，測得頻率為=41701Hz，則儀表系（常）數(shù)=？次/升6質(zhì)量流量測量儀表通?？梢苑譃閮纱箢悾洪g接式質(zhì)量流量計和直接式質(zhì)量流量計。7用標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置配DDZ-型電動差壓變送器（不帶開方器）測量某管道流量，差壓變送器最大的差壓對應(yīng)的流量為32m3/h，試求當(dāng)變送器輸出電流為16mA時，實際流過管道的流量。解：標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置配DDZ-型電動差壓變送器（不帶開方器）測量流量：8標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置配DDZ-

38、型電動差壓變送器測量某管道流量，差壓變送器的量程為16kPa，對應(yīng)的流量為050t/h，工藝要求在40t/h時報警，試問：差壓變送器不帶開方器時，報警值設(shè)定在多少毫安處？差壓變送器帶開方器時，報警值設(shè)定在多少毫安處？解：差壓變送器不帶開方器時差壓變送器帶開方器時9節(jié)流現(xiàn)象：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動時，在節(jié)流裝置前、后的管臂處，流體的靜壓力產(chǎn)生差異現(xiàn)象10節(jié)流式流量計的特點是結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)流裝置已有標(biāo)準(zhǔn)化型式。其主要缺點是安裝要求嚴(yán)格；流量計的前后要求較長的直管段；對于較小直徑（D50mm）的管道測量比較困難。11節(jié)流式流量計的三種標(biāo)準(zhǔn)化節(jié)流件是：標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、標(biāo)準(zhǔn)文丘里管。12節(jié)流式流

39、量計的測量直管段通常取節(jié)流件前10D，節(jié)流件后5D的長度，以保證節(jié)流件的正確安裝和使用。13浮子流量計也是利用節(jié)流原理測量流體的流量，但是它的差壓值基本保持不變：是通過節(jié)流面積的變化反映流量的大??；故又稱為恒壓降變面積流量計，也有稱作轉(zhuǎn)子流量計。14浮子流量計是一種非標(biāo)準(zhǔn)化儀表，儀表出廠前需要在工業(yè)基準(zhǔn)狀態(tài)（20，010133Mpa）下用水或空氣標(biāo)定。氣體流量計量時，一般用標(biāo)準(zhǔn)立方米計量，而不是實際工作狀態(tài)下的容積數(shù)。第七章 物位檢測1在使用差壓（或液位）變送器測量液位時，一般說來要求差壓值與液位高度應(yīng)該有直接正比關(guān)系，即：！但是，在實際應(yīng)用時，由于使用的具體設(shè)施、安裝條件等等的影響，使得，則

40、有=0時0！這樣就要進行變送器的零點遷移，使得=0時=0。=0時0時，進行零點正遷移，=0時0時，進行零點負遷移；遷移量為=0時的值。2一臺差壓變送器測量某儲罐的液位，差壓變送器安裝如圖所示。已知被測液位的變化量為03m，被測介質(zhì)的密度kg/m3，隔離罐內(nèi)的隔離液的密度kg/m3，變送器的安裝尺寸=1m，=4m，求：要求變送器的測量范圍，并判斷零點遷移方向，計算遷移量。當(dāng)變送器的安裝位置升高或降低對測量有無影響？解：要求變送器的測量范圍kPa負遷移遷移量kPa3一臺雙法蘭液位變送器測量某儲罐的液位，變送器安裝如圖所示。已知被測液位的變化量為03m，被測介質(zhì)的密度kg/m3，毛細管內(nèi)的工作液的密

41、度kg/m3，變送器的安裝尺寸=1m，=4m，求：要求變送器的測量范圍，并判斷零點遷移方向，計算遷移量。當(dāng)變送器的安裝位置升高或降低對測量有無影響？解：要求變送器的測量范圍kPa負遷移；遷移量kPa4一臺雙法蘭液位變送器測量某儲罐的液位，變送器安裝如圖所示。已知被測液位的變化量為04m，被測介質(zhì)的密度kg/m3，毛細管內(nèi)的工作液的密度kg/m3，變送器的安裝尺寸=1m，=3m，求：要求變送器的測量范圍，并判斷零點遷移方向，計算遷移量。當(dāng)變送器的安裝位置升高或降低對測量有無影響？解：要求變送器的測量范圍kPa負遷移遷移量kPa5一臺雙法蘭液位變送器測量某儲罐的液位，變送器安裝如圖所示。已知被測液

42、位的變化量為03m，被測介質(zhì)的密度kg/m3，毛細管內(nèi)的工作液的密度kg/m3，變送器的安裝尺寸=1m，=4m，求：要求變送器的測量范圍，并判斷零點遷移方向，計算遷移量。當(dāng)變送器的安裝位置升高或降低對測量有無影響？解：要求變送器的測量范圍kPa負遷移遷移量kPa6一臺雙法蘭液位變送器測量閉口容器的液位，被測介質(zhì)的密度g/cm3，毛細管內(nèi)的工作液硅油的密度g/cm3，變送器安裝如圖所示。變送器的安裝尺寸=50cm，Hmax=2m，=40cm，=10cm，求：要求變送器的測量范圍，并判斷零點遷移方向，計算遷移量。當(dāng)變送器的安裝位置升高或降低對測量有無影響？解：kPa負遷移；遷移量kPa7浮子式液位

43、計是一種恒浮力式液位計。 第八章 機械量檢測1基于平行平面型電容式傳感器基本公式：，因此電容傳感器的工作方式有：變極距式、變面積式、變介質(zhì)型三種。2以差動方式工作的微位移傳感器，其前提是必須由兩個完全對稱且性能相同的敏感元件組成。當(dāng)被測參數(shù)對象引起位移時，一個敏感元件的特性增加，另一個敏感元件的特性減小，且特性增加的量與減小的量相同、而方向相反。差動方式工作的傳感器可以提供線性特性的輸入輸出關(guān)系，提高傳感器的靈敏度。3電感式傳感器種類很多，主要有自感式、互感式和電渦流式三種。自感式電感傳感器又稱作變磁阻式傳感器，差動變壓器位移傳感器是互感式位移傳感器。4電阻應(yīng)變片的粘貼方法：一般使用兩組受拉伸

44、力和壓縮力電阻應(yīng)變片，將其接入電橋的四個橋臂，以提高測量的靈密度和穩(wěn)定性，以及適當(dāng)?shù)臏囟妊a償。5電阻應(yīng)變片的靈密度系數(shù)為2。1，電阻為120，在發(fā)生應(yīng)變?yōu)?50×10-6時，求電阻的變化量。解：6莫爾條紋標(biāo)尺：兩塊柵距相等的光柵疊合在一起，并使它們的刻線之間的夾角為q 時，這時光柵上就會出現(xiàn)若干條明暗相間的條紋，這就是莫爾條紋。動光柵移動一個柵距時，莫爾條紋上下移動一個條紋間距。莫爾條紋間距與光柵的柵距之間的關(guān)系為。q =1°時，=57，q =0.1°時，=573，7半導(dǎo)體材料的，式中為材料的縱向壓阻系數(shù)，為作用應(yīng)力，E為半導(dǎo)體材料的

45、彈性模量。由此可知，應(yīng)力值s正比于應(yīng)變e，而試件應(yīng)變e正比于電阻值的變化，所以應(yīng)力s正比于電阻值的變化，這就是利用半導(dǎo)體應(yīng)變片測量應(yīng)變的基本原理。第十章 儀表系統(tǒng)及其理論分析1將測量、顯示、記錄和調(diào)節(jié)（控制）組合在一起（同一個機殼內(nèi)）的儀表，稱為基地式儀表。2單元組合儀表：儀表以功能劃分，形成相對獨立的、能完成一定職能的標(biāo)準(zhǔn)單元，各單元之間以規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一信號聯(lián)系。根據(jù)實際工作的需要，選擇相應(yīng)的某些單元儀表，積木式地組合起來，構(gòu)成各種復(fù)雜程度不同的自動化儀表控制系統(tǒng)。3DDZ-型電動單元組合儀表是以線性集成電路為主要元器件，各單元之間采用國際統(tǒng)一信號制的420mA直流電流進行遠傳，并保留了室

46、內(nèi)15V直流電壓的聯(lián)絡(luò)信號，電源采用直流24V單電源供電。4DDZ-型電動單元組合儀表采用國際統(tǒng)一信號制的420mA直流電流進行遠傳，通過250的電阻即可將420mA直流電流轉(zhuǎn)換為15V的直流電壓，以實現(xiàn)室內(nèi)各單元之間的并聯(lián)方式的信號傳遞。5DDZ-型電動單元組合儀表采用直流24V供電模式，使得單電源集中供電得以實現(xiàn)。同時，正因為儀采用直流24V低電壓供電，并輔以安全柵等措施，才使DDZ-型電動單元組合儀表具備了“安全火花”防爆能力。第十一章 變送單元1一臺DDZ-型電動單元組合儀表的溫度變送器，量程為400600，當(dāng)溫度從500變化到550時，輸出將如何變化？解：變化率：mA/500時輸出m

47、A，550時輸出mA，第十二章 顯示單元1顯示儀表主要工作在開環(huán)或閉環(huán)兩種模式下。在傳統(tǒng)的常規(guī)顯示儀表中，前者以動圈式指示儀表為代表，后者主要應(yīng)用于電子自動平衡顯示儀表中。2我國統(tǒng)一設(shè)計的XW系列自動電子電位差計的測量橋路如下圖所示。測量橋路由高穩(wěn)定度、精密度的1V直流電源E供電；測量橋路的上支路電流為=4mA，測量橋路的上支路電流為=2mA。測量橋路中各個電阻的作用、功能：或標(biāo)注為，它是用銅絲繞制的，裝在儀表的接線板上，以使其和熱電偶處于同一溫度；配置得當(dāng)，可以起到熱電偶自由（冷）端溫度自動補償作用。在25時的電阻值：熱電偶鎳鉻鎳硅鎳鉻考銅鉑銠30鉑的阻值533892074：滑線電阻，約為1

48、80，兩端設(shè)定不能工作的死區(qū)，占滑線電阻總長度的比值=0.30.5,：工藝電阻，與并聯(lián)后，應(yīng)有：=/=90±0.1：量程調(diào)節(jié)電阻，它與=/再并聯(lián)后為，最終決定了儀表的量程 ：量程電阻：儀表下限（起始）值電阻：下支路電流限流電阻：上支路電流限流電阻3XW系列自動電子電位差計的測量橋路如下圖所示，其中測量橋路的計算公式量程：設(shè)定或根據(jù)工藝要求設(shè)計、查分度表量程電阻：量程調(diào)節(jié)電阻：熱電偶自由（冷）端溫度自動補償?shù)臒犭妱荩?，查表或估算，注意：是負值儀表下限（起始）值電阻：下支路電流限流電阻：上支路電流限流電阻：4圖示為自動電子電位差計的測量橋路，為溫度補償電阻，在25時的電阻值為5。假定熱電偶的熱電勢為每100是4mV，并設(shè)溫度與熱電勢是線性關(guān)系，求：室溫在25時橋路中各個電阻的阻值。取！儀表量程為0600。 解： 解：mV4-1圖示為