熱能與動力工程測試技術(shù)55題

1、什么是測量？答：測量是人類對自然界中客觀事物取得數(shù)量概念的一種認(rèn)識過程。在這一過程中，人們借助于專門工具，通過試驗(yàn)和對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，求得被測量的值，獲得對于客觀事物的定量的概念和內(nèi)在規(guī)律的認(rèn)識。 測量方法有哪幾類？直接測量與間接測量的主要區(qū)別是什么？答：測量方法有直接測量（直讀法、差值法、替代法、零值法）間接測量組合測量 直接測量與間接測量區(qū)別：直接測量的被測量的數(shù)值可以直接從測量儀器上讀得，而間接測量的被測量的數(shù)值不能從測量儀器上讀得，而需要通過直接測得與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的量，經(jīng)過運(yùn)算得到被測量。任何測量儀器都包括哪三個(gè)部分？各部分作用是什么？答：感受件或傳感器:直接與被測對象發(fā)生

2、聯(lián)系（但不一定直接接觸），感知被測參數(shù)的變化，同時(shí)對外界發(fā)出相應(yīng)的信號。 中間件或傳遞件：“傳遞”、“放大”、“變換”、“運(yùn)算”。效用件或顯示元件：把被測量信號顯示出來。測量儀器按用途可分為哪幾類？答：按用途可分為范型儀器和實(shí)用儀器兩類。測量儀器有哪些主要性能指標(biāo)？各項(xiàng)指標(biāo)的含義是什么？答：精確度，表示測量結(jié)果與真值一致的程度，它是系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合反應(yīng)。恒定度，儀器多次重復(fù)測量時(shí)，其指示值的穩(wěn)定程度。靈敏度，以儀器指針的線位移或角位移與引起這些位移的被測量的變化值之間的比例S來表示靈敏度阻滯，靈敏度阻滯又稱為感量，此量是足以引起儀器指針從靜止到作極微小移動的被測量的變化值。指示滯后時(shí)間

3、，從被測參數(shù)發(fā)生變化到儀器指示出該變化值所需的時(shí)間，稱為指示滯后時(shí)間或稱時(shí)滯。測量誤差有哪幾類？各類誤差的主要特點(diǎn)是什么？答：系統(tǒng)誤差：按一定規(guī)律變化，有確定的因素，可以加以控制和有可能消除。隨機(jī)誤差:由許多未知的或微小的因素綜合影響的結(jié)果，特點(diǎn)：單峰性、對稱性、有限性、抵償性，無法在測量過程中加以控制和排除。過失誤差：所測結(jié)果明顯與事實(shí)不符，可以避免。什么叫隨機(jī)誤差？隨機(jī)誤差一般都服從什么分布規(guī)律？答：隨機(jī)誤差（又稱偶然誤差）是指測量結(jié)果與同一待測量的大量重復(fù)測量的平均結(jié)果之差。 隨機(jī)誤差一般都服從正態(tài)分布規(guī)律。試述測量中可疑數(shù)據(jù)判別方法以及如何合理選用？答：判別方法有萊依特準(zhǔn)則、格拉布斯準(zhǔn)

4、則、t檢驗(yàn)準(zhǔn)則、狄克遜準(zhǔn)則、肖維涅準(zhǔn)則。選用原則：1）從理論上講，當(dāng)測量次數(shù)n趨近（或n足夠大）時(shí)，采用萊依特準(zhǔn)則更為合適；若次數(shù)較少時(shí)，則采用格拉布斯準(zhǔn)則、t檢驗(yàn)準(zhǔn)則或狄克遜準(zhǔn)則。要從測量列中迅速判別粗大誤差時(shí)，可采用狄克遜準(zhǔn)則。2）在最多只有一個(gè)異常值時(shí)，采用格拉布斯準(zhǔn)則來判別壞值的效果最佳。3）在可能存在多個(gè)異常值時(shí)，應(yīng)采用兩種以上的準(zhǔn)則來交叉判別，否則效果不佳。什么叫做等精度測量和非等精度測量？為什么在非等精度測量中引入“權(quán)”的概念？ 答：等精度測量是指在測量條件（包括測量儀器、測量人員、測量方法及環(huán)境條件等）不變的情況下，對某一被測幾何量進(jìn)行的多次測量。非等精度測量是指在不同測量條件

5、下，用不同的儀器、不同的測量方法、不同的測量次數(shù)以及由不同的測量者進(jìn)行的測量，各次測量結(jié)果的精度不同。為了正確評價(jià)測量結(jié)果的質(zhì)量。其“權(quán)”的數(shù)值越大，表示測量結(jié)果的可信賴度越高，“權(quán)”和標(biāo)準(zhǔn)誤差的平方成反比。什么叫做回歸分析？答：采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，從大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)中尋求變量之間相關(guān)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并對所確定的數(shù)學(xué)表達(dá)式的可信度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。11.非電量電測法具有哪些優(yōu)點(diǎn)？答:易于實(shí)現(xiàn)集中檢測、控制和遠(yuǎn)距離測量。響應(yīng)速度快，可以測量瞬態(tài)值及動態(tài)過程。傳感器提供了被研究對象的測量、調(diào)節(jié)和控制設(shè)備之間最方便可靠的聯(lián)系方式，因而使熱能與動力工程測試的連續(xù)量、自動記錄和自動控制成為可能。測量的準(zhǔn)確度和靈

6、敏度高，可以測量微弱信號并將其放大與進(jìn)行長距離傳輸。電信號易于和計(jì)算機(jī)等進(jìn)行連接，記錄和處理數(shù)據(jù)方便。12.什么是電阻式傳感器？主要分哪些類型？答：將物理量的變化轉(zhuǎn)換為敏感元件電阻值的變化的傳感器。分金屬應(yīng)變式傳感器、半導(dǎo)體壓阻式傳感器、電位計(jì)式傳感器、氣敏傳感器、濕敏電阻傳感器。13.用應(yīng)變片測量時(shí)，為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？常用的溫度補(bǔ)償方法有哪些？答：一是因溫度變化引起的應(yīng)變片敏感柵的電阻變化及附加變形；二是因試件材料與敏感柵材料的線脹系數(shù)不同，從而使應(yīng)變片產(chǎn)生附加應(yīng)變。補(bǔ)償方法有橋路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償14.簡述電感式傳感器的工作原理？答：電感式傳感器建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上，它是利用線圈自感或

7、互感的變化，把被測物理量轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器。15.電容式傳感器有哪些類型？答：變極板間隙型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數(shù)型電容傳感器。16.什么是壓電效應(yīng)？什么是壓電元件的電軸、光軸和力軸？答：某些結(jié)晶物質(zhì)，當(dāng)沿它的某個(gè)結(jié)晶軸施加力的作用時(shí)，內(nèi)部會出現(xiàn)極化現(xiàn)象，從而在表面形成電荷集結(jié)，電荷量與作用力的大小成正比，這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。垂直于x軸的晶體切片可用作壓電元件，此時(shí)x軸稱為電軸。垂直于z軸切割出的晶片沒有壓電效應(yīng)，稱z軸為光軸。沿該y軸方向受力產(chǎn)生極性相反的電壓，y軸為力軸。17.什么是熱電效應(yīng)？熱電偶有哪些基本定律？答：兩種不同的導(dǎo)體A和B組成閉合回路，若兩連接

8、點(diǎn)溫度T和To不同，則在回路中就產(chǎn)生熱電動勢，形成熱電流，這一現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象。熱電偶的基本定律：均質(zhì)材料定律、中間導(dǎo)體定律、中間溫度定律、標(biāo)準(zhǔn)電極定律。18.熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？常用的補(bǔ)償方式有哪些？答：由于冷端溫度to受周圍環(huán)境溫度的影響，難以自行保持為0或某一定值，因此，為減小測量誤差，需對熱電偶冷端采取補(bǔ)償措施，使其溫度恒定。常用補(bǔ)償方式：冷端恒溫法、冷端補(bǔ)償器法、冷端溫度校正法、補(bǔ)償導(dǎo)線法。19.什么是霍爾效應(yīng)？試舉兩種霍爾傳感器在動力機(jī)械測量中的典型應(yīng)用。答：若在薄片的垂直方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場，當(dāng)在薄片的兩端有控制電流I流過時(shí)，在此薄片的另兩端會產(chǎn)生一個(gè)大小與

9、控制電流I(A)和磁感應(yīng)強(qiáng)度B(T)的成積成正比的電壓UH(V)，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。轉(zhuǎn)速測量、位移測量、接近開關(guān)、高斯計(jì)、電流計(jì)。20.生物傳感器的基本結(jié)構(gòu)和測量原理？答：結(jié)構(gòu)生物傳感器的原理：生物傳感器的結(jié)構(gòu)一般是在基礎(chǔ)傳感器(電化學(xué)裝置）上再耦合一個(gè)生物敏感膜（稱為感受器或敏感元件）。生物敏感膜緊貼在探頭表面上，再用一種半滲透膜與被測溶液隔開。當(dāng)待測溶液中的成分透過半透膜有選擇地附著于敏感物質(zhì)時(shí)，形成復(fù)合體，隨之進(jìn)行生化和電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生普通電化學(xué)裝置能感知的O2、H2、 NH4+、CO2等，并通過電化學(xué)裝置轉(zhuǎn)換為電信號。21.試舉標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的名稱與型號？答:鉑銠10鉑 S型 貴金屬，

10、0.35-0.5mm，精度高，理化性能穩(wěn)定，1600，氧化或中性氣氛 缺：高溫還原介質(zhì)中容易被侵蝕，熱電動勢較小，靈敏度較低。鉑銠30-鉑銠6 B型 貴金屬，0.3-0.5mm，精度高，1800 ， 氧化或中性氣氛 缺：靈敏度較低，價(jià)格昂貴鎳鉻-鎳硅 K型 賤金屬， 0.53mm，價(jià)格低廉，靈敏度較高，測量重復(fù)性好，高溫抗氧化， 1300 缺：在還原或含硫化物氣氛中易被侵蝕銅-康銅 T型 賤金屬，0.21.6mm ，-200400 價(jià)格低，精度高，穩(wěn)定性好，靈敏度較高鎳鉻-康銅 E型 賤金屬 0.53mm 800 ， 靈敏度最高，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，中性或還原性氣氛 缺:抗氧化及抗硫化能力較差

11、 22.輻射式溫度計(jì)有哪幾種？簡述各自的工作原理？比較各種溫度計(jì)測量溫度與真實(shí)溫度的關(guān)系？1）單色輻射式光學(xué)高溫計(jì) 利用亮度比較取代輻射出射度比較進(jìn)行測溫的。因?yàn)?<<1，因此Ts<T。用光學(xué)溫度計(jì)直接測到的溫度Ts稱為被測物體的“亮度溫度”，亮度溫度要比物體的實(shí)際溫度低。所以必須根據(jù)物體表面的單色黑度系數(shù)修正，或根據(jù)光學(xué)高溫計(jì)修正曲線進(jìn)行修正 。單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)主要有燈絲隱滅式光學(xué)高溫計(jì)和光電高溫計(jì)兩種。2）全輻射高溫計(jì) 根據(jù)絕對黑體的全輻射定律式設(shè)計(jì)的高溫計(jì)，按絕對黑體對象進(jìn)行分度。用它測量發(fā)射率為的實(shí)際物體溫度時(shí)，示值是被測物體的“輻射溫度”，比實(shí)際溫度高。 整個(gè)高

12、溫計(jì)機(jī)殼內(nèi)壁面涂上黑色，以便減少雜光干擾并形成黑色條件。3）比色高溫計(jì) 兩個(gè)固定波長1和2的亮度比值隨溫度而變化。因此測量亮度比就可確定黑體的溫度。用這種方法測得的溫度稱為比色溫度。當(dāng)溫度為T的物體在兩個(gè)波長下的亮度比值等于溫度為Ts的黑體在同樣波長下的亮度比值時(shí)，Ts就稱為這個(gè)物體的比色溫度。 比色法測出的比色溫度要比亮度溫度和輻射溫度更接近物體的實(shí)際溫度。當(dāng)被測物體難以得到其發(fā)射率時(shí)，用比色溫度代替真實(shí)溫度比其他方法更準(zhǔn)確。 比色高溫計(jì)有單通道和雙通道兩種。23.可用于動力機(jī)械最高壓力測量的儀器有哪幾種？簡述其工作原理。答：機(jī)械式最高壓力表：測量時(shí)，氣缸壓力通過單向閥進(jìn)入壓力表直接指示壓力

13、。理論上可測出最高燃燒壓力，由于單向閥的慣性以及作用面積不同等原因，指示壓力值往往低于實(shí)際值。通常只能作為監(jiān)測或比較測量。氣電式最高壓力表：不再有跳火產(chǎn)生，這時(shí)的壓力即為氣缸工作的最高壓力，即最高燃燒壓力。 比機(jī)械式最高壓力表精度高24.什么叫總壓、靜壓和動壓？什么叫不敏感偏流角？不敏感偏流角受哪些因素影響？答：氣流熵滯止后的壓力叫總壓，又稱滯止壓力。氣流壓力是指氣流單位面積上所承受的法向表面力。在靜止氣體中，由于不存在切向力，故這個(gè)表面力與所取面積的方向無關(guān)，該壓力稱為靜壓。在流動氣體中，靜壓是指運(yùn)動氣流里氣體本身的熱力學(xué)壓力，當(dāng)感受器在氣流中與氣流以相同的速度運(yùn)動時(shí)，感受到的就是氣流的靜壓

14、?？倝号c靜壓之差稱為動壓。在實(shí)用上允許感受孔軸線與氣流方向有一定的偏角。習(xí)慣上取使測量誤差為速度頭1的偏流角作為總壓管的不敏感偏流角，記p，p的范圍越大對測量越有利?？倝汗艿男问胶婉R赫數(shù)Ma。25.常用的總壓和靜壓測量儀器有哪些？各自的特點(diǎn)是什么？答：總壓用總壓管（L形總壓管:制造簡單，安裝和使用方便，支桿對測量結(jié)果影響較小，最常見，缺點(diǎn)是不敏感偏流角p較?。粓A柱形總壓管:優(yōu)點(diǎn)可以做成很小的尺寸，工藝性能好、使用方便，缺:不敏感偏流角也較小。它的不敏感偏流角有兩個(gè)：一個(gè)是在孔口軸線與支桿軸線垂直的平面內(nèi)，另一個(gè)是在孔口軸線與支桿軸線構(gòu)成的平面內(nèi)；帶導(dǎo)流套的總壓管:實(shí)際上是在L形總壓管的管口處加

15、一導(dǎo)流套，氣流經(jīng)過導(dǎo)流套被整流，使得不敏感偏流角大大提高，缺點(diǎn)是隨著Ma的變化較明顯，此外由于頭部尺寸較大，因此對流場的影響較大；多點(diǎn)總壓管；邊界層總壓管:總值，或者說使總壓管的有效中心盡量靠近其幾何中心，一般總是將總壓管的感受截面做成扁平的形狀，感受孔做成一道窄縫）測量靜壓測量在固體壁面外進(jìn)行時(shí)用壁面靜壓孔（感受孔的位置選在流體流線平直的地方，因?yàn)檫@里整個(gè)截面上的靜壓基本相等，而且在靜壓孔設(shè)計(jì)合理、加工符合要求的情況下對氣流的干擾小，能得到較高的測量精度1)開孔直徑以0.5-1.0mm為宜。當(dāng)Ma為0.8 時(shí)，這樣大小的孔徑可以將由此引起的誤差控制在1以內(nèi)?？讖皆酱?，其附近的流線變形越嚴(yán)重，

16、引起的誤差也越大；孔徑太小，會增加加工上的困難，而且易被堵塞，從而增加滯后現(xiàn)象。2)靜壓孔的軸線應(yīng)和管道面垂直，孔的邊緣應(yīng)尖銳、無毛刺、無倒角，且壁面應(yīng)光滑，否則會給測量結(jié)果帶來較大誤差。3)靜壓孔的長度l和直徑d的關(guān)系，一般應(yīng)取l/d3，否則會增大流線彎曲的影響。4)連接靜壓孔與導(dǎo)壓管的管接頭要固定在管道壁上。只要管道厚度允許，螺紋聯(lián)接要比焊接好，因?yàn)樗梢员苊庖驘釕?yīng)力使管壁面變形，從而不干擾流場）測量。在流場中進(jìn)行時(shí)用靜壓管測量。靜壓管（由于氣流中的靜壓管無疑對氣流流動的干擾較大。為了減少測量誤差，在剛度滿足要求的前提下，要盡量減少靜壓管的幾何尺寸，同時(shí)也要求靜壓管對氣流方向變化的敏感性盡

17、量小，安裝時(shí)要盡量保證靜壓孔的軸線垂直于氣流方向。）:（L形靜壓管:結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，性能較好，因而應(yīng)用也較廣泛，缺點(diǎn)是軸向尺寸較大。安裝后氣流流過靜壓管頭部獲得加速，靜壓降低，但支桿則對氣流有阻礙作用，使流速降低，靜壓升高。因此，在靜壓管的頭部和支桿之間選擇適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置靜壓孔，可以得到接近真實(shí)靜壓的測量值在高亞聲速時(shí)，為減小壓縮性影響。采用錐形頭部并加大l1/d和l2/d，常選取l1/d8， l2/d16-20為減少偏流角引起的誤差，一般沿圓周開2-8個(gè)孔，管徑一般為1-2mm，孔徑為0.3-0.4mm；圓盤形靜壓管:測量時(shí)，將其垂直插入氣流中以保證感受孔感受到的是氣流的靜壓。這種靜壓管

18、的測量值對與圓盤平面平行的氣流方向變化不敏感，但對氣流與其軸線的夾角(稱為角)卻極為敏感。一般要求角要小于1°-2°，所以它的加工精度要求特別高，尤其是支桿與圓盤面的垂直度要求高。使用時(shí)要特別注意角的影響，并避免損壞圓盤，否則會影響測量精度。圓盤直徑常取15-20mm，直徑過小會增大測量誤差對角的敏感性，直徑過大則會增大對氣流的干擾；帶導(dǎo)流管的靜壓管:能改善一般靜壓管的不敏感偏流角偏小的問題。在靜壓孔外加了導(dǎo)流管后，喇叭口結(jié)構(gòu)可使不敏感偏流角p增大到±30°，p增大到±20°,這種靜壓管可用于三元?dú)饬髦袦y量靜壓，缺點(diǎn)是導(dǎo)流管的形狀較復(fù)

19、雜，加工也較困難，其頭部尺寸較大，在小尺寸的流道中難以應(yīng)用。）26.測壓儀進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定時(shí)，常用哪些標(biāo)定設(shè)備？答：靜態(tài)標(biāo)定：活塞式壓力計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)彈簧壓力計(jì)、液柱式壓力計(jì)。動態(tài)標(biāo)定：目的是得到它的頻率響應(yīng)特性，以確定其的適用范圍、動態(tài)誤差等。有兩種方法：一種是輸入標(biāo)準(zhǔn)頻率及標(biāo)準(zhǔn)幅值的壓力信號與傳感器的輸出信號進(jìn)行比較，這種方法稱為對比法，例如將測壓管裝在標(biāo)定風(fēng)洞上的標(biāo)定；另一種方法是通過激波產(chǎn)生一個(gè)階躍的壓力并施加于被標(biāo)定的傳感器上，根據(jù)其輸出曲線求得它們的頻率響應(yīng)特性，這種激波管動態(tài)標(biāo)定是一種最為基本的動態(tài)標(biāo)定方法。27.繪制內(nèi)燃機(jī)壓力采集系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)原理圖，簡述其工作原理。答：系統(tǒng)中采

20、用光電傳感器獲得曲軸轉(zhuǎn)角信號和上止點(diǎn)信號，采用石英壓電傳感器和電荷放大器獲得氣缸壓力信號。28.簡述內(nèi)燃機(jī)上止點(diǎn)位置確定的測量方法及其特點(diǎn)？答：磁電法：測的的上止點(diǎn)實(shí)際上為靜態(tài)上止點(diǎn)氣缸壓縮線法：接近工作狀態(tài)下的動態(tài)上止點(diǎn)電容法：最大電容量位置即認(rèn)為動態(tài)上止點(diǎn)，對四沖程內(nèi)燃機(jī)，壓縮、排氣沖程有差異。29.簡述皮托管的基本結(jié)構(gòu)和測速原理？皮托管常用什么裝置進(jìn)行標(biāo)定？答：它由總壓探頭和靜壓探頭組成，利用流體總壓與靜壓之差，即動壓來測量流速，故也稱動壓管。校準(zhǔn)風(fēng)洞30.簡述熱線風(fēng)速儀有哪些工作方式及其各自的工作原理？答：恒流式：在熱線風(fēng)速儀的工作過程中保持加熱電流不變，熱線的表面溫度隨流體流速而變化

21、，電阻值也隨之改變。通過測定熱線的電阻值就可以確定流體速度的變化。恒溫（恒電阻）式:熱線風(fēng)速儀工作過程中，通過調(diào)節(jié)熱線兩端的電壓以保持熱線的電阻不變，這樣就可以根據(jù)電壓值的變化，測出熱線電流的變化，進(jìn)而計(jì)算流速。31.目前所使用的流量計(jì)可歸納為哪幾大類型？其特點(diǎn)是什么？答：容積型流量計(jì)：測量結(jié)果受流動狀態(tài)的影響較小，精確度較高，適合于測量高粘度、低雷諾數(shù)的流體，但不宜用于高溫高壓和臟污介質(zhì)的流量測量。速度型流量計(jì)：這類流量計(jì)有著良好的使用性能，可用于高溫高壓流體測量，且精確度較高；但是，由于它們以平均流速為測量依據(jù)，因此，測量結(jié)果受流動條件的影響很大，這對精確測量帶來困難。質(zhì)量型流量計(jì)：這類流

22、量計(jì)以測量與流體質(zhì)量有關(guān)的物理效應(yīng)為基礎(chǔ)，分為直接型、推導(dǎo)型和溫度壓力補(bǔ)償型三種。直接型質(zhì)量流量計(jì)利用與質(zhì)量流量直接有關(guān)的原理進(jìn)行測量。推導(dǎo)型質(zhì)量流量計(jì)是同時(shí)測取流體的密度和體積流量，通過運(yùn)算而推導(dǎo)出質(zhì)量流量的，一般，它由速度型流量計(jì)和密度計(jì)組合而成。溫度壓力補(bǔ)償型質(zhì)量流量計(jì)利用溫度、壓力與密度之間的關(guān)系，將溫度、壓力的測量值轉(zhuǎn)換為密度，再與體積流量進(jìn)行運(yùn)算而得到質(zhì)量流量，由于連續(xù)測量溫度、壓力比連續(xù)測量密度容易，因此，目前工業(yè)上所用的推導(dǎo)型質(zhì)量流量計(jì)大多屬于溫度壓力補(bǔ)償型。32.節(jié)流式流量計(jì)的測量原理是什么？答：當(dāng)流體流經(jīng)管道中急驟收縮的局部截面時(shí)，將產(chǎn)生增速降壓的節(jié)流現(xiàn)象，流體的流速越大，

23、即在相同流通截面積條件下的流量越大，節(jié)流壓降也越大。以這種節(jié)流現(xiàn)象作為流量測量依據(jù)的儀表簡稱為節(jié)流式流量計(jì)，由于其輸出信號為差壓，故也稱差壓式流量計(jì)。33.簡述渦輪流量計(jì)的工作原理？答：當(dāng)被測流體流經(jīng)渦輪時(shí)，推動渦輪6轉(zhuǎn)動，高導(dǎo)磁性的渦輪葉片隨之周期性地通過磁電轉(zhuǎn)換器的永久磁鐵4，使磁路的磁阻發(fā)生相應(yīng)的變化，導(dǎo)致通過感應(yīng)線圈3的磁通量改變，在線圈中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢，從而獲得交流電脈沖信號的輸出。34.簡述光纖式流量計(jì)和超聲波流量計(jì)的工作原理和特點(diǎn)？答：光纖式流量計(jì)特點(diǎn)：利用光纖傳感技術(shù)檢測節(jié)流元件前后的差壓p。原理:在節(jié)流元件前后分別安裝一組敏感膜片和Y形光纖，膜片感受流體壓力的作用而產(chǎn)生

24、位移，Y 形光纖是一種光纖位移傳感器，它根據(jù)輸入輸出光強(qiáng)的相對變化測量膜片位移的大小。 超聲波流量計(jì)工作原理：超聲波式流量計(jì)的測量原理是基于超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與該介質(zhì)的流動速度有關(guān)這一現(xiàn)象。 特點(diǎn)：1）非接觸測量，不擾動流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生壓力損失。2）不受被測流體物理、化學(xué)特性的影響。3）輸出特性呈線性。35.簡述轉(zhuǎn)子式流量計(jì)的工作原理？答：轉(zhuǎn)子流量計(jì)也叫浮子流量計(jì)，它也是利用流體流動的節(jié)流原理進(jìn)行流量測量的儀表。36.比較分析用于導(dǎo)電液和非導(dǎo)電液的電容式液位傳感器的不同？簡述各自的工作原理？答：導(dǎo)電液:主要利用傳感器兩電極的覆蓋面積隨被測液體液位的變化而變化，從而引起電容量變化這種

25、關(guān)系進(jìn)行液位測量。非導(dǎo)電液:主要利用被測液體液位變化時(shí)可變電容傳感器兩電極之間充填介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而.。37.簡述電阻式液位計(jì)的種類、工作原理和特點(diǎn)。答：電阻式液位計(jì)主要有兩類：一類是電接點(diǎn)液位計(jì)，它根據(jù)液體與其蒸氣之間導(dǎo)電特性(電阻值)的差異進(jìn)行液位測量。適用于變參數(shù)運(yùn)行工況的液位測量，但是，由于其輸出信號是非連續(xù)的，因此不能用于液位連續(xù)測量；另一類是熱電阻液位計(jì)，它利用液體和蒸氣對熱敏材料傳熱特性不同而引起熱敏電阻變化的現(xiàn)象進(jìn)行液位測量。38.常用的接觸式轉(zhuǎn)速表有哪幾種？各自有什么特點(diǎn)？答：（1）離心式轉(zhuǎn)速表:利用離心力器件(重環(huán)或重錘)旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速的平方成正比的離心力，通過

26、克服彈簧的反作用力推動指示機(jī)構(gòu)工作。優(yōu)點(diǎn)是簡單通用，且穩(wěn)定性好；缺點(diǎn)是測量精度較低(低于2級)，故雖然應(yīng)用較廣，但多用作試驗(yàn)時(shí)檢查動力機(jī)械的參考讀數(shù)、磁性轉(zhuǎn)速表:利用回轉(zhuǎn)圓盤在旋轉(zhuǎn)磁場中感應(yīng)出電渦流而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩變化，從而帶動指針偏轉(zhuǎn)來測速的。又稱為電渦流式轉(zhuǎn)速表。精度不高(1.5-2級)，但結(jié)構(gòu)簡單，對振動的敏感性小，測速范圍寬，故應(yīng)用范圍也較廣，其典型應(yīng)用是汽車和船用轉(zhuǎn)速、電動轉(zhuǎn)速表:一般由發(fā)送器、指示器和連接導(dǎo)線三部分組成。發(fā)送器實(shí)際上是一個(gè)小型永磁的交流或直流發(fā)電機(jī)，由被測轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器直接帶動發(fā)電，轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生的電動勢越大。電動轉(zhuǎn)速表通過電壓表指示所測轉(zhuǎn)速。電動轉(zhuǎn)速表工作時(shí)產(chǎn)生的電動勢

27、受磁場強(qiáng)度、溫度等因素的影響，精度不高(1.5級)、定時(shí)轉(zhuǎn)速表:定時(shí)轉(zhuǎn)速表是在一定時(shí)間內(nèi)通過累計(jì)轉(zhuǎn)數(shù)來測量轉(zhuǎn)速的。定時(shí)轉(zhuǎn)速表使用方便，精度較高(可達(dá)0.5級)，測量上限可達(dá)10000r/min，可以用于內(nèi)燃機(jī)等高速機(jī)械的轉(zhuǎn)速測量）接觸式轉(zhuǎn)速表構(gòu)造簡單，但它要消耗被測轉(zhuǎn)軸的能量，且精度一般較差，多用于能量損失可以忽略不計(jì)且對精度要求不太高的場合。39.常用的非接觸式轉(zhuǎn)速表有哪幾種？各自有什么特點(diǎn)？答：它不消耗被測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩，且測量精度高，但結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。非接觸式轉(zhuǎn)速表的關(guān)鍵部分是轉(zhuǎn)速傳感器。光電式轉(zhuǎn)速傳感器：光電式轉(zhuǎn)速傳感器是利用光電元件(如光電池、光電管、光敏電阻等)對光的敏感性來測量轉(zhuǎn)速的。

28、磁電式轉(zhuǎn)速傳速器：與光電式轉(zhuǎn)速傳感器相比，磁電式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)簡單，無需配置專門的電源裝置，且脈沖信號不會因轉(zhuǎn)速過高而減弱，測速范圍廣，因此使用范圍非常廣泛。霍爾轉(zhuǎn)速傳感器40.轉(zhuǎn)矩測量有哪幾種方法？答：根據(jù)測量原理的不同分為傳遞法、平衡力法和能量轉(zhuǎn)換法三大類。41.常用的功率測量方法有哪些？常見的測功機(jī)有哪幾種？答：根據(jù)動力機(jī)械的類型和結(jié)構(gòu)形式的不同，通過電功率測量和通過轉(zhuǎn)矩間接測量。常用的測功機(jī)有電力測功機(jī)、水力測功機(jī)和磁粉測功機(jī)等。42.簡述直流電力測功機(jī)的基本構(gòu)成和測量原理？答：定子外殼被支承在一對軸承上，并可以繞軸線自由擺動。在定子外殼上固定一個(gè)力臂6，它與測力機(jī)構(gòu)5連接，用以測定轉(zhuǎn)

29、矩。當(dāng)被測動力機(jī)械的輸出軸與直流電力測功機(jī)的轉(zhuǎn)子1連接在一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，電樞繞組4切割定子繞組磁場的磁力線，在電樞繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即產(chǎn)生一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相反的制動轉(zhuǎn)矩，此時(shí)，電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)作為負(fù)荷進(jìn)行測功的目的。相反，當(dāng)電樞回路有電流通過時(shí)，在磁場中會受到電磁力的作用而產(chǎn)生一個(gè)與旋轉(zhuǎn)方向相同的驅(qū)動力矩，這時(shí)電機(jī)作電動機(jī)運(yùn)行，用來拖動動力機(jī)械轉(zhuǎn)動。43.簡述直流電力測功機(jī)的控制方法有哪些，各自工作原理和特點(diǎn)是什么？答：1.負(fù)荷電阻控制方式 原理:電機(jī)以發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行作為測功使用時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的電能將消耗在主變阻器P的各檔電阻和主負(fù)荷電阻RL上，測功機(jī)作為被測動力機(jī)械的負(fù)荷。負(fù)荷的大小可通

30、過變阻器P、W、V進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)電機(jī)以電動機(jī)狀態(tài)進(jìn)行作為驅(qū)動使用時(shí)，電源加到主變阻器P、串勵繞組C-C和電樞H-H所組成的串聯(lián)回路上。電樞電流的大小由主變阻器P調(diào)節(jié)。當(dāng)主變阻器P的電阻值逐檔減小時(shí)，主電流(電樞電流)逐級加大，電機(jī)的轉(zhuǎn)速也逐級升高。進(jìn)一步提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可通過調(diào)節(jié)粗調(diào)節(jié)變阻器W和細(xì)調(diào)節(jié)變阻器V以減小勵磁繞組F-F電流的方式實(shí)現(xiàn)。顯然，當(dāng)變阻器W、V 的電阻值最大時(shí)，電機(jī)達(dá)到最高轉(zhuǎn)速。 特點(diǎn):負(fù)荷電阻控制方式結(jié)構(gòu)簡單，但測功機(jī)所測的功率基本上消耗在負(fù)荷電阻上，不能加以利用，因此這種控制方式只適用于中、小功率動力機(jī)械的功率測量。2.自動饋網(wǎng)控制方式 這種控制方式可將所產(chǎn)生的電能自動反

31、饋給電網(wǎng)。它的基本原理與上述用電阻作負(fù)荷的直流電力測功機(jī)相同。饋網(wǎng)式直流電力測功機(jī)包括一個(gè)由三相交流異步電動機(jī)和直流電機(jī)組成的主變流機(jī)組3，當(dāng)測功機(jī)作為電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，它將三相交流電變?yōu)橹绷麟娫傧驕y功機(jī)供電；當(dāng)測功機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，它將測功機(jī)輸出的直流電變?yōu)榻涣麟娫俜答伣o電網(wǎng)。勵磁電流的大小通過勵磁調(diào)整電阻調(diào)節(jié)，勵磁電流是由一個(gè)小型的變流機(jī)組4(將三相交流電變?yōu)橹绷麟?提供的。 由于饋網(wǎng)式直流電力測功機(jī)能夠回收動力機(jī)械發(fā)出的能量，故適用于較大功率動力機(jī)械的功率測量。44.電渦流測功機(jī)的工作原理和特點(diǎn)？答：電渦流測功機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、轉(zhuǎn)速范圍和功率范圍寬等特點(diǎn)。但電渦流測功機(jī)將被測動力機(jī)

32、械的功率所產(chǎn)生的電渦流轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，不能發(fā)出電力反饋電網(wǎng)，另外它也不能作為電動機(jī)來倒拖驅(qū)動動力機(jī)。定子由擺動軸承7支承在軸承支架上，能繞轉(zhuǎn)軸軸線自由擺動，其擺動量由固定在定子外殼上的力臂輸出。該力臂與測力機(jī)構(gòu)相連，以測量轉(zhuǎn)矩的大小。當(dāng)勵磁繞組3通過直流電流時(shí)，由感應(yīng)子6、空氣隙5、渦流環(huán)4、磁軛定子1等形成的閉合磁路中產(chǎn)生靜止磁通。因感應(yīng)子的外圓制成齒形狀，齒頂處的空氣間隙很小，磁通密度較大；齒槽處的空氣隙較大，磁通密度很小，當(dāng)感應(yīng)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，渦流環(huán)相應(yīng)部位的磁通密度不斷增減變化。此時(shí)在渦流環(huán)的表面將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢而形成電渦流，力圖阻止磁通的變化，從而產(chǎn)生對感應(yīng)子的制動作用。在電渦流測功機(jī)中

33、，渦流環(huán)和感應(yīng)子都用高磁導(dǎo)率和高電導(dǎo)率的純鐵制成，轉(zhuǎn)子的尺寸和質(zhì)量與相同功率容量的直流電機(jī)相比要小得多，而且結(jié)構(gòu)簡單，因而允許在較高的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。45.測功機(jī)的選型依據(jù)是什么？答：1.工作范圍 保證被測動力機(jī)械的特性全部落在所選測功機(jī)的工作范圍之內(nèi)。2.測量精度 測功機(jī)的測量精度應(yīng)符合測量的要求，在滿足工作范圍的條件下，應(yīng)使測量盡可能接近滿量程進(jìn)行，以獲得較好的測量準(zhǔn)確度，通常被測動力機(jī)械最大功率與測功機(jī)工作范圍的最大功率之比應(yīng)不低于3：4。3.響應(yīng)速度 電力測功機(jī)的響應(yīng)速度要快于水力測功機(jī)，直流和交流電力測功機(jī)的響應(yīng)速度又快于電渦流測功機(jī)，選時(shí)要根據(jù)試驗(yàn)的具體要求進(jìn)行選擇。測功機(jī)的響應(yīng)速度還

34、和其外形尺寸有關(guān)。對于同一種測功機(jī)，外形尺寸越小，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量越小，則響應(yīng)速度越快。 4.工作穩(wěn)定性 平衡工況的穩(wěn)定程度，主要取決于測功機(jī)的制動轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，即取決于測功機(jī)的固有特性。測功機(jī)的工作穩(wěn)定性還與制動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理有關(guān)。改變水層厚度的水力測功機(jī)的穩(wěn)定性，受到進(jìn)水壓頭的波動和水層厚度微小變化的影響，而電力測功機(jī)的穩(wěn)定性則取決于電網(wǎng)電壓的波動以及負(fù)載與勵磁電流的穩(wěn)定程度。 單純從測功機(jī)的固有特性的對比來看，水力測功機(jī)的工作穩(wěn)定性最佳。從制動轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生過程分析，對于靠改變水層厚度來調(diào)節(jié)功率的水力測功機(jī)，只有用穩(wěn)壓水箱供水且水層厚度較大的情況下，制動轉(zhuǎn)矩的恒定性才是良好的。對于電力測功

35、機(jī)，保證足夠穩(wěn)定的負(fù)荷和勵磁電流是比較容易實(shí)現(xiàn)的，因此其工作穩(wěn)定性實(shí)際上不比水力測功機(jī)差。交流電力測功機(jī)的固有特性具有持續(xù)等速運(yùn)轉(zhuǎn)的特性，幾乎不受轉(zhuǎn)矩動的伙響，穩(wěn)定性良好。5.低速制動性 水力測功機(jī)制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的二次方變化；電力測功機(jī)固有特性曲線制動轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成正比，低速區(qū)制動性能比水力測功機(jī)好；電渦流測功機(jī)制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系在低速區(qū)域類似對數(shù)函數(shù)，低速制動性能最好。46.色素分析儀的工作原理與基本結(jié)構(gòu)是什么？答：原理：被分析的混合物在流動氣體或液體(稱流動相)的推動下，流經(jīng)一根裝有填充物(稱固定相) 的管子(稱色譜柱)，由于固定相對不同的組分具有不同的吸附或溶解能力，因此，混合物經(jīng)過

36、色譜柱后，各種組分在流 動相和固定相中形成的含量分配關(guān)系不同，最終導(dǎo)致從色譜柱流出的 時(shí)間不同，從而組分分離的目的。47.紅外氣體分析儀的測量原理是什么？答：在燃?xì)饣蚺欧艢怏w所含的主要組分中，除了同原子的雙原子氣體外，其他非對稱分子氣體，其在紅外區(qū)均有特定的吸收帶(波段)。這種特定的吸收帶對于某一種分子是確定的、標(biāo)準(zhǔn)的，其特性如同“物質(zhì)指紋”。也就是說，根據(jù)特定的吸收帶，可以鑒別分子的種類，這正是紅外光譜分析的基本依據(jù)。48.簡述氧化鋯氧量分析儀的基本工作原理？答：氧化鋯氧量分析儀是利用氧化鋯濃差電池所形成的氧濃差電動勢與O2含量之間的量值關(guān)系進(jìn)行氧含量測量的。49.煙度測量方法主要有哪兩類？

37、試舉不同方法典型的測量儀器及其工作原理。答：1）透光度法:利用煙氣對光的吸收作用，即通過測量光從煙氣中的透過度來確定煙度；2）濾紙法，也稱反射法:先用濾紙收集定量的煙氣，再通過比較濾紙表面對光的反射率的變化來測量煙度。這兩種方法各自相應(yīng)的測量儀表分別稱做透光式煙度計(jì)和濾紙式煙度計(jì)(也稱反射式煙度計(jì))。一、哈特里奇煙度計(jì) 透光式煙度計(jì)這種煙度計(jì)不僅能夠測量碳煙的煙度，而且也能夠測量排放氣體中水氣和油霧等組分形成的煙氣煙度，如內(nèi)燃機(jī)冷車起動時(shí)產(chǎn)生的白煙或藍(lán)煙的煙度等。其特點(diǎn)是響應(yīng)快、能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)測量，但光學(xué)系統(tǒng)容易受到污染，使用時(shí)必須注意清洗，以免影響測量精度。二、PHS煙度計(jì)，一種透光式煙度計(jì)，

38、與哈特里奇煙度計(jì)的主要區(qū)別是它將被測的排放氣體全部(而不是部分)導(dǎo)入其檢測系統(tǒng)。例如，用于內(nèi)燃機(jī)排氣煙度測量時(shí)，PHS煙度計(jì)的檢測部分直接放置在離排氣口一定距離的排氣通道上。這種煙度計(jì)的測量值直接受排氣管道直徑及其排放流量的影響，例如，在實(shí)際煙度不變的情況下，當(dāng)排氣管道直徑或排氣流量增大時(shí)，通過光源與光電檢測單元之間的煙層厚度或密度增加，其對光的衰減量隨之增大(即對光的透過度減小)，致使煙度測量值增大。為此，在使用PHS煙度計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測對象的特征指標(biāo)(在內(nèi)燃機(jī)中通常指標(biāo)定功率)，按照規(guī)定來選用排氣導(dǎo)入管的尺寸，以使測量結(jié)果具有一定的可比性。三、波許煙度計(jì) 濾紙式煙度計(jì) 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，使用

39、調(diào)整方便，濾紙樣品能夠保存，可以用來測量碳煙的質(zhì)量；缺點(diǎn)是不能適用變工況下的連續(xù)測量，也不能測量藍(lán)煙和白煙，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性受到濾紙品質(zhì)的影響。四、馮布蘭德煙度計(jì) 濾紙式煙度計(jì)。與波許煙度計(jì)不同的是：采用帶狀濾紙，通過相應(yīng)的濾紙傳送裝置，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量，通過調(diào)節(jié)濾紙的傳送速度和取樣噴嘴的尺寸，可以調(diào)整煙度計(jì)的靈敏度。50.常見的電動式測振儀有哪些？簡述其基本結(jié)構(gòu)和工作原理。答：1.電磁式測振儀:由磁鐵 結(jié)構(gòu):1、裝有線圈的框架5、平彈簧2、支柱3和與被測表面安裝在一起的底座4組成。 原理:測振時(shí)，底座、支柱和線圈隨被測振動體振動。而磁鐵幾乎保持原位置不動，因而線圈切割磁力線產(chǎn)生與速度成正比的

40、電動勢(V)，電動勢e和振動速度成正比，因而此測振儀可用于測量振動體的速度。經(jīng)一次微分可得振動體的加速度，經(jīng)一次積分可得振動體的位移。電磁式測振儀可用于測量頻率范圍10500Hz的線速度或角速度、0.0011mm的位移和0.01g-10g的加速度的振動。這種測振儀靈敏度高，測量精度高，受溫度、濕度影響小，低阻抗輸出引起的干擾噪聲小，但結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量大，受磁場影響大，若采用永磁體，則其磁場衰減會引起靈敏度降低。2.電感式測振儀 原理:測振時(shí)，由于由彈簧支承的慣性質(zhì)量和與被測對象相連殼體上的電磁體間的氣隙發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈周圍的磁通發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果選擇足夠大的慣性質(zhì)量和十分柔軟的彈簧

41、，振動時(shí)慣性質(zhì)量保持不動，這時(shí)慣性質(zhì)量和電磁體間氣隙的變化就是振動體的振幅值，且電磁體內(nèi)電感量的大小與成反比。電感式傳感器一般適用于測量201000Hz范圍內(nèi)的振動信號。為了增加電感式測振儀的靈敏度和提高測量精度，常采用橋式電路或制成差動式傳感器。 3.電容式測振儀 結(jié)構(gòu):與慣性質(zhì)量相連的平彈簧2與定片4 構(gòu)成電容的兩極，兩極間靜態(tài)間隙為0。原理:測振時(shí)基座1固定在被測振動體上，定片4隨基座同步振動。由于平彈簧2十分柔軟而慣性質(zhì)量3相對較大，因而振動時(shí)慣性質(zhì)量3幾乎不動，由于是平彈簧和定片間產(chǎn)生了相對位移，即電容兩極間距發(fā)生變化。若電容兩極相對面積A保持不變。電容式傳感器的測量電路一般采用橋式

42、電路、諧波電路或差拍線路，以提高測量靈敏度和精度。慣性式電容測振儀適用于測量10-500Hz范圍內(nèi)的角位移和線位移(0.001-1mm)。它具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，它受溫度、濕度以及電容介質(zhì)等的影響較大。4.壓電式測振儀。 結(jié)構(gòu):鈦酸鋇晶體1、電極9、絕緣圈5和彈簧膜片2、由螺母3 和蓋子7壓緊。底座可旋入外殼內(nèi)以產(chǎn)生必要的預(yù)應(yīng)力。這個(gè)預(yù)應(yīng)力非常重要，因?yàn)楫?dāng)慣性質(zhì)量振動時(shí)，必須保證晶體始終受到壓力；其次是晶體的電壓和壓力之間的關(guān)系，在壓力很小時(shí)不是線性的。即使晶體表面研磨得很好， 也難以保證接觸面的絕對平整，因此如果沒有足夠的壓力就不能保證全面均勻接觸，致使電壓晶體在最初接觸階段輸出的電荷信號因接觸不良隨著壓力而變化，因而影響靈敏度。反之，預(yù)應(yīng)力也不宜過大，否則也將影響靈敏度。壓電式傳感器常用的固定方法是采用螺栓固定或用粘結(jié)劑粘貼在被測對象表面，需要絕緣時(shí)可用絕緣螺栓和云母墊片來固定加速度傳感器。壓電式加速度傳感器特別適用于沖擊載荷測量，經(jīng)積分后可得速度和位移。加速度傳感器使用頻率的上限取決于和傳感器安裝方法有關(guān)的安裝諧振頻率。由于壓電式傳感器的輸出信號是微弱的電荷，必須經(jīng)高阻抗的前置放大器或電荷放大器放大、檢測，才能進(jìn)行測量。 51.內(nèi)燃機(jī)振動大致可分為哪幾類？多缸機(jī)的主要振動形式是什么？單缸機(jī)的主要振動形式是什么？答：1.內(nèi)