熱工測(cè)試課后練習(xí)答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上熱工測(cè)試作業(yè)第一章1-1、測(cè)量方法有哪幾類，直接測(cè)量與間接測(cè)量的主要區(qū)別是什么？(P1-2)答：測(cè)量的方法有：1、直接測(cè)量；2、間接測(cè)量；3、組合測(cè)量。直接測(cè)量與間接測(cè)量的主要區(qū)別是直接測(cè)量中被測(cè)量的數(shù)值可以直接從測(cè)量?jī)x器上讀得，而間接測(cè)量種被測(cè)量的數(shù)值不能直接從測(cè)量?jī)x器上讀得，需要通過直接測(cè)得與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的量，然后經(jīng)過運(yùn)算得到被測(cè)量的數(shù)值。1-2、簡(jiǎn)述測(cè)量?jī)x器的組成與各組成部分的作用。(P3-4)答：測(cè)量?jī)x器由感受器、中間器和效用件三個(gè)部分組成。1、感受器或傳感器：直接與被測(cè)對(duì)象發(fā)生聯(lián)系（但不一定直接接觸），感知被測(cè)參數(shù)的變化，同時(shí)對(duì)外界發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)；2

2、、中間器或傳遞件：最簡(jiǎn)單的中間件是單純起“傳遞”作用的元件，它將傳感器的輸出信號(hào)原封不動(dòng)地傳遞給效用件；3、效用件或顯示元件：把被測(cè)量信號(hào)顯示出來，按顯示原理與方法的不同，又可分模擬顯示和數(shù)字顯示兩種。1-3、測(cè)量?jī)x器的主要性能指標(biāo)及各項(xiàng)指標(biāo)的含義是什么？（P5-6）答：測(cè)量?jī)x器的主要性能指標(biāo)有：精確度、恒定度、靈敏度、靈敏度阻滯、指示滯后時(shí)間等。1、精確度：表示測(cè)量結(jié)果與真值一致的程度，它是系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合反映；2、恒定度：儀器多次重復(fù)測(cè)試時(shí)，其指示值的穩(wěn)定程度，通常以讀數(shù)的變差來表示；3、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(cè)量的變化值之間的比例來表示。4、靈敏度阻

3、滯：又稱感量，是以引起儀器指針從靜止到作極微小移動(dòng)的被測(cè)量的變化值。5、指示滯后時(shí)間：從被測(cè)參數(shù)發(fā)生變化到儀器指示出該變化值所需的時(shí)間。1-4、說明計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)基本組成部分及其功能。（P6-7）答：計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)基本組成部分有：傳感器、信號(hào)調(diào)理器、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、模/數(shù)（A/D）和數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換及微機(jī)。1、信號(hào)調(diào)理器：完成由傳感器輸出信號(hào)的放大、整形、濾波等，以保證傳感器輸出信號(hào)成為A/D轉(zhuǎn)換器能接受的信號(hào)；2、實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)測(cè)量，并由它完成輪流切換被測(cè)量與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的連接；3、采樣保持器：保證采樣信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過程中不發(fā)生變化以提高測(cè)量精度；4、A/D轉(zhuǎn)換器：將輸入的模擬信號(hào)換成計(jì)算

4、機(jī)能接受的數(shù)字信號(hào)；5、D/A轉(zhuǎn)換器：將輸入的數(shù)字信號(hào)換成計(jì)算機(jī)能接受的模擬信號(hào)。1-5、試述現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)及儀器的發(fā)展方向。(P6、P9)答：計(jì)算機(jī)、微電子等技術(shù)迅速發(fā)展，推動(dòng)了測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步，相繼出現(xiàn)了智能測(cè)試儀、總線儀器、PC儀器、虛擬儀器、網(wǎng)絡(luò)化儀器等微機(jī)化儀器及自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、分布式技術(shù)等手段的迅速發(fā)展，測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合已成為當(dāng)前測(cè)試技術(shù)的主流，測(cè)試技術(shù)的虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化的時(shí)代已經(jīng)不遠(yuǎn)了。第二章2-1、試述測(cè)量?jī)x器的動(dòng)態(tài)特性的含意和主要研究?jī)?nèi)容，它在瞬變參數(shù)測(cè)量中的重要意義。(P11、P16)答：測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的分析就是研究動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)所

5、產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)誤差，它主要用以描述在動(dòng)態(tài)測(cè)量過程中輸入量與輸出量之間的關(guān)系，或是反映系統(tǒng)對(duì)于隨機(jī)時(shí)間變化的輸入量響應(yīng)特性。從而能夠選擇合適的測(cè)量系統(tǒng)并于所測(cè)參數(shù)相匹配，使測(cè)量的動(dòng)態(tài)誤差限制在試驗(yàn)要求的允許范圍內(nèi)，這便是動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)中的重要研究課題。在瞬變參數(shù)動(dòng)態(tài)測(cè)量中，要求通過測(cè)量系統(tǒng)所獲得的輸出信號(hào)能準(zhǔn)確地重現(xiàn)輸入信號(hào)的全部信息，而測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)正是用來評(píng)價(jià)系統(tǒng)正確傳遞和顯示輸入信號(hào)的重要指標(biāo)。2-2、測(cè)量系統(tǒng)的輸出量與輸入量之間的關(guān)系可采用傳遞函數(shù)表示，試說明串聯(lián)環(huán)節(jié)、并聯(lián)環(huán)節(jié)及反饋環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)的表示方法。（P13-14）答：串聯(lián)環(huán)節(jié)：并聯(lián)環(huán)節(jié)：正反饋環(huán)節(jié)：負(fù)反饋環(huán)節(jié)：2-3、試述常用的

6、一、二階測(cè)量?jī)x器的傳遞函數(shù)及它的典型實(shí)例。（P15-16）答：常用的一階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)： 以熱電偶突然放入溫度為 的介質(zhì)為例，每一瞬間介質(zhì)傳遞給熱電偶節(jié)點(diǎn)的熱量dQ為 式中，T為熱電偶瞬間溫度；h為熱接點(diǎn)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；A為熱接點(diǎn)表面積。在不考慮導(dǎo)熱及熱輻射損失的情況下，介質(zhì)傳給熱接點(diǎn)的熱量即為熱電偶的儲(chǔ)熱量。若熱電偶吸收熱量dQ后，溫度上升dT，于是 式中， 為熱電偶熱接點(diǎn)的比定壓熱容；m為熱接點(diǎn)的質(zhì)量。根據(jù)熱平衡可得 經(jīng)簡(jiǎn)化后可得 式中， 稱為測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。上式是熱電偶（測(cè)溫傳感器）數(shù)學(xué)模型的一階線性微分方程，這類傳感器稱為一階測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為常用的二階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函

7、數(shù)： 以測(cè)振儀為例，描述質(zhì)量m的運(yùn)動(dòng)微分方程為 式中，c為阻尼；k為彈性系數(shù)；f（t）為干擾力。上式是一個(gè)單質(zhì)量強(qiáng)迫阻尼振動(dòng)微分方程。將其與 比較可得 ，f（t）相當(dāng)于x。用k除以兩端可得 將上式與 相比，其傳遞函數(shù)有相同形式。這時(shí)，1/k為系統(tǒng)的柔性系數(shù)， 為系統(tǒng)的固有頻率， 為系統(tǒng)的阻尼比。因而，測(cè)振儀屬二階測(cè)量系統(tǒng)。2-4、試述測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的含意、研究方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)。答：含義：在瞬態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)測(cè)量中，要求通過系統(tǒng)所獲得的輸出信號(hào)能準(zhǔn)確地重現(xiàn)輸入信號(hào)的全部信息，而測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)正是用來評(píng)價(jià)系統(tǒng)正確傳遞和顯示輸入信號(hào)的重要指標(biāo)。 研究方法：對(duì)測(cè)量系統(tǒng)施加某些已知的典型輸入信號(hào)，包括階

8、躍信號(hào)、正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)、斜升信號(hào)，通常是采用階躍信號(hào)和正弦信號(hào)作為輸入量來研究系統(tǒng)對(duì)典型信號(hào)的響應(yīng)，以了解測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，依此評(píng)價(jià)測(cè)量系統(tǒng)。 評(píng)價(jià)指標(biāo)：穩(wěn)定時(shí)間ts、最大過沖量Ad。2-5、試述常用的一、二階測(cè)量?jī)x器的頻率響應(yīng)及內(nèi)容。答：一階測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為一階測(cè)量系統(tǒng)的副頻特性和相頻特性在時(shí)間常數(shù)確定后也隨之確定，且越小，頻率響應(yīng)特性越好。二階測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為2-6、試說明二階測(cè)量系統(tǒng)通常取阻尼比 范圍的原因。答：對(duì)于二階系統(tǒng)應(yīng)使 ，這樣能減少動(dòng)態(tài)誤差，系統(tǒng)能以較短的時(shí)間進(jìn)入偏離穩(wěn)態(tài)不到2%5%的范圍內(nèi)，是系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)好，當(dāng)系統(tǒng)的阻尼比在0.8左右時(shí)幅頻特性近似常數(shù)

9、的頻率范圍最寬，而相頻特性曲線也最接近直線。因而去 可獲得較小的誤差和較寬的工作頻率范圍，相位失真也很小，使系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性。而且，此時(shí)提高系統(tǒng)的固有頻率會(huì)使響應(yīng)速率變得更快。2-7、某一力傳感器擬定為二階系統(tǒng)，其固有頻率為800Hz，阻尼比為0.14。問使用改傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測(cè)試時(shí)，其振幅和相位角各位多少？解： 2-8、用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，如果要求振幅誤差在10%以內(nèi)，時(shí)間常數(shù)應(yīng)為多少？如果用該系統(tǒng)對(duì)50Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，幅值和相位誤差各為多少？解：（1）則 （2）2-9、用傳遞函數(shù)為1/(0.0025s+1)的一階裝置進(jìn)行周期信號(hào)測(cè)

10、量，若將幅值誤差限制在5%以下，試求所能測(cè)量的最高頻率成分，此時(shí)相位差是多少？解：，則或 相位差：2-10、某一階測(cè)量裝置的傳遞函數(shù)為1/(0.04s+1),若用它測(cè)量頻率0.5Hz,1Hz,2Hz的正弦信號(hào)，試求其幅值誤差。解：，（1）當(dāng)f=0.5Hz時(shí)， （2）當(dāng)f=1Hz時(shí)， （3）當(dāng)f=2Hz時(shí)，2-11、對(duì)某二階系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定時(shí)，測(cè)量最大過沖量 以及在響應(yīng)曲線上由n個(gè)周期取平均值的衰減周期 。試求該系統(tǒng)的阻尼比及系統(tǒng)固有頻率。解：=1lnAd2+1=1ln1.52+1=0.128n=2Td1-2=2Td1-0.1282=3.6第三章3-1、測(cè)量誤差有哪幾類？各類誤差的主要特點(diǎn)是什么

11、？答：（1）系統(tǒng)誤差，特征：有其對(duì)應(yīng)的規(guī)律性，它不能依靠增加測(cè)量次數(shù)來加以消除，一般可通過試驗(yàn)分析方法掌握其變化規(guī)律，并按照相應(yīng)規(guī)律采取補(bǔ)償或修正的方法加以消減。(2)隨機(jī)誤差，特征：個(gè)別出現(xiàn)的偶然性而多次重復(fù)測(cè)量總體呈現(xiàn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，服從高斯（GASS）分布，也稱正態(tài)分布； (3)過失誤差；特征：無規(guī)律可尋，可以避免3-2、試述系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因及消除方法。答：按產(chǎn)生的原因可分為：（1）儀器誤差：它是由于測(cè)量?jī)x器本身不完善或老化所產(chǎn)生的誤差。（2）安裝誤差：它是由于測(cè)量?jī)x器的安裝和使用不正確而產(chǎn)生的誤差。（3）環(huán)境誤差：它是由于測(cè)量?jī)x器使用環(huán)境條件與儀器使用規(guī)定的條件不符而引起的誤差。（4）方法

12、誤差：它是由于測(cè)量方法或計(jì)算方法不當(dāng)所形成的誤差，或是由于測(cè)量和計(jì)算所依據(jù)的理論本身不完善等原因而導(dǎo)致的誤差。（5）操作誤差：也稱人為誤差。這是由于觀察者先天缺陷或觀察位置不對(duì)或操作錯(cuò)誤而產(chǎn)生的誤差。消除系統(tǒng)誤差的方法：（1）交換抵消法：將測(cè)量中某些條件互相交換，使產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因互相抵消。 （2）替代消除法：在一定測(cè)量條件下，用一個(gè)精度較高的已知量，在測(cè)量系統(tǒng)中取代被測(cè)量，而使測(cè)量?jī)x器的指示值保持不變。 （3）預(yù)檢法：是一種檢驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)誤差的常用方法?？蓪y(cè)量?jī)x器與較高精度的基準(zhǔn)儀器對(duì)同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量。 3-3、隨機(jī)誤差正態(tài)分布曲線有何特點(diǎn)？（P30）答：1.單峰性。2

13、.對(duì)稱性。3.有限性。4.抵償性。 3-4、試述測(cè)量中可疑數(shù)據(jù)判別方法以及如何合理選用。答：1.萊依特準(zhǔn)則；2.格拉布斯準(zhǔn)則；3.t檢驗(yàn)準(zhǔn)則；4.狄克遜準(zhǔn)則。判別法的選擇：1.從理論上講，當(dāng)測(cè)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(cè)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。3-5、試述直接測(cè)量誤差計(jì)算的一般步驟。答：直接測(cè)量誤差計(jì)算的一般步驟：1.計(jì)算i的平均值L；2.計(jì)算li的

14、偏差vi=li-L；3.計(jì)算均方根誤差ô和極限誤差；4.計(jì)算算術(shù)平均值的均方根誤差S和極限差；5.計(jì)算算術(shù)平均值的相對(duì)極限誤差；6.得出被測(cè)量的值；7.檢查vi中有大于者，應(yīng)將該次測(cè)量看做誤差為差錯(cuò)予以剔除，然后按上述步驟重新計(jì)算。3-6、什么叫做等精度測(cè)量和非等精度測(cè)量？為什么在非等精度測(cè)量中引入“權(quán)”的概念計(jì)算更為合理？答：等精度測(cè)量：用同一儀器，按同一方法，由同一觀測(cè)者進(jìn)行的測(cè)量。非等精度計(jì)算：用不同一儀器，按不同一方法，由不同一觀測(cè)者進(jìn)行的測(cè)量?！皺?quán)”概念引入的原因：對(duì)于非等精度測(cè)量，其最可信賴度就不能用算術(shù)平均值來確定，為了正確評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，引進(jìn)了測(cè)量結(jié)果“權(quán)”。3-

15、7、試述間接測(cè)量的含意及其計(jì)算的一般步驟。 答：間接測(cè)量法：通過直接測(cè)量與被測(cè)量有某種確定函數(shù)關(guān)系的其它各個(gè)變量，然后將所測(cè)得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，從而求得被測(cè)量數(shù)值的方法。3-8、什么叫做傳遞誤差？為何測(cè)量系統(tǒng)中采用負(fù)反饋可以提高測(cè)量精度？答：由系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的靜態(tài)誤差組成的總誤差。在系統(tǒng)中引入負(fù)反饋開辟了補(bǔ)償順聯(lián)環(huán)節(jié)誤差的新途徑，因?yàn)樵谙到y(tǒng)的誤差計(jì)算公式中，順聯(lián)與負(fù)反饋誤差的符號(hào)相反，可以減小或抵消誤差，使整個(gè)系統(tǒng)誤差大大減小，以提高測(cè)量精度3-9、回歸分析是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的一種數(shù)學(xué)方法,它有何特點(diǎn)?答：（1）兩個(gè)變臉光之劍不是對(duì)等關(guān)系，進(jìn)行回歸分析時(shí)，應(yīng)該先根據(jù)研究目的確定自變量和因變量

16、；（2）回歸方程的作用在于給定自變量的值估計(jì)推算因變量的值，回歸方程表明變量間的變動(dòng)關(guān)系；（3）回歸方程中自變量的系數(shù)成為回歸系數(shù)，回歸系數(shù)有正負(fù)號(hào)，正好表明回歸方程配合的是一條上升的直線，負(fù)號(hào)表明回歸方程配合的是一條下降直線；（4）回歸方程要求自變量是給定數(shù)值，因變量是隨機(jī)變量。3-10、用精度為0.5級(jí)、量程為010MPa的彈簧管壓力表測(cè)量管道流體壓力，示值為8.5MPa。試問測(cè)量值的最大相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差各為多少？解：最大相對(duì)誤差p=±(0.5%*10)MPa=±0.05MPa絕對(duì)誤差=p/p=±0.05/8.5=±0.59%3-11、用量程為01

17、0A的直流電流表和量程為0250V的直流電壓表測(cè)量直流電動(dòng)機(jī)的輸電流和電壓，示值分別為9A和220V，兩表的精度皆為0.5級(jí)。試問電動(dòng)機(jī)輸入功率可能出現(xiàn)的最大誤差為多少？（提示：電動(dòng)機(jī)功率P=IV)解：儀表基本誤差：I=10×0.5%=0.05A U=250×0.5%=1.25V由P46表3-5常用函數(shù)相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差知函數(shù)y=u1u2的絕對(duì)誤差為±（u1u2+u2u1）所以最大誤差：P=±（UI+IU）=±（220×0.05+9×1.25）W=25W3-12、某壓力表量程為20MPa，測(cè)量值誤差不允許超過0.01MPa，

18、問該壓力表的精度等級(jí)是多少？解：0.01MPa/20MPa=0.0005=0.5% 所以測(cè)量等級(jí)為0.5級(jí)3-13、對(duì)某物理量L進(jìn)行15次等精度測(cè)量，測(cè)得值如下表所列。設(shè)這些測(cè)得值已消除了系統(tǒng)誤差，試用 準(zhǔn)則判別該測(cè)量中是否含有過失誤差的測(cè)量值。序號(hào)12345678L20.4220.4320.4020.4320.4220.4320.3920.30序號(hào)9101112131415L20.4020.4320.4220.4120.3920.3920.40解：與書中P37頁例3-2一樣。3-14、已知某銅電阻與溫度之間關(guān)系為 ，在不同溫度下對(duì)銅電阻 進(jìn)行等精度測(cè)量，得一組測(cè)定值，如下表所示。試用最小二乘

19、法確定銅電阻與溫度之間關(guān)系。序 號(hào)1234567t/ 19.125.030.136.040.045.150.0 76.3077.8079.7580.8082.3583.9085.10解：已知銅電阻與溫度之間關(guān)系式 ,為方便計(jì)算，重新設(shè)為 Rt=R0 + R1t (其中R1=R0)利用正態(tài)方程來決定回歸系數(shù)，這時(shí)方程可表示為 nR0 + R1t =Rt R0t + R1t²=tRt列表計(jì)算如下：tRttRtt²119.176.31457.33364.81225.077.81945625330.179.752400.475906.01436.080.082882.8812965

20、40.082.3532941600645.183.903783.892034.01750.085.1042552500245.3565.2820018.5759325.83代入正態(tài)方程得 7*R0+R1*245.3=565.28 R0*245.3+R1*9325.83=20018.575解得R0= 90.13 ；R1=-0.2676 即 a=R1R0=0.00296故銅電阻與溫度之間關(guān)系為y=90.13-0.2676x3-15、為測(cè)量消耗在電阻中的電功率，分別測(cè)量電阻R和加在電阻R兩端電壓V的數(shù)值，其測(cè)量結(jié)果為 , 。(提示:功率按 計(jì)算)。解：R=10*1%=0.1 V=100*1%=1設(shè)y

21、1=v2=10000y1=±2*v*V=±200設(shè)y2= y1/R=10000/10=1000y2=±(R/R+y1/ y1) =±(0.01+0.02) =±3%P= v2/R=1000(1±3%)3-16、某冷卻油的粘度隨溫度升高而降低，其測(cè)量值如下:試求粘度隨溫度變化之間的經(jīng)驗(yàn)公式。溫度t/1015202530354045粘度4.243.512.922.522.202.001.811.70溫度t/50556065707580粘度1.601.501.431.371.321.291.25(提示:經(jīng)驗(yàn)公式可用冪函數(shù)表示，用線性變換求得

22、)解:設(shè)經(jīng)驗(yàn)公式： v=a*tb 線性變換：v=a+b*x 令y=Y，x=X a=ao則變?yōu)椋篩=ao+b*X則可以計(jì)算得出列表：X2.3022.7082.9963.2193.4013.5553.6893.8073.9124.0074.0944.1744.2484.3174.382Y1.4451.2561.0720.9240.7880.6930.5930.5300.4700.4050.3580.3150.2780.2550.223ao=YI/K-bXI/K=-7.5b=k（xi*yi）-（xi）（yi）/kx2i-（xi）2=2a=eao=0.0005所以可得 ： v=0.0005*t2第四章

23、4-1、 什么是電阻式傳感器？它主要分成幾種？答：把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。主要有金屬應(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。4-2、 用應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量時(shí)為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？常用的溫度補(bǔ)償方法有哪幾種？答：主要原因有兩個(gè)方面，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，應(yīng)變片自補(bǔ)償.4-3、簡(jiǎn)要說明一下氣敏、濕敏電阻傳感器的工作原理，并舉例說明其用途。答：氣敏電阻傳感器是利用半導(dǎo)體氣敏元件與被測(cè)

24、氣體接觸后造成半導(dǎo)體性質(zhì)發(fā)生變化，以此特性來檢測(cè)待定氣體的成分。例如氧化錫就用來檢測(cè)某氣體是否有可燃性。濕敏電阻傳感器則是吸濕元件在吸濕和脫濕過程中，水分子分解出來的H的傳導(dǎo)狀態(tài)發(fā)生變化，從而使?jié)衩綦娮鑲鞲衅鞯碾娮柚惦S濕氣的吸附與脫附而變化。例如鎳鐵氧體濕敏傳感器，當(dāng)鐵氧體表面吸附有水蒸氣分子時(shí)，中性的水分子將會(huì)作為正離子而被吸附，電阻值因而增大。4-4、什么是電感式傳感器？簡(jiǎn)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互感的變化，把被測(cè)物理量如位移、振動(dòng)、壓力、流量等轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器。電感式傳感器是利用金屬導(dǎo)體和交變電磁場(chǎng)的互感原理。位于傳感

25、器前端的檢測(cè)線圈產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，當(dāng)金屬物體接近該磁場(chǎng)，金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦電流，導(dǎo)致磁場(chǎng)能量衰減，當(dāng)金屬物體不斷靠近傳感器感應(yīng)面，能量的被吸收而導(dǎo)致衰減，當(dāng)衰減達(dá)到一定程度時(shí)，觸發(fā)傳感器開關(guān)輸出信號(hào)，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。4-5、什么是電容式傳感器？它的變換原理如何？解：電容式傳感器是把位移，壓力，振動(dòng)，液面位置等物理量變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的變換原理是C=A/d.4-6、已知一變極板間隙的電容器極板為圓形，直徑D=50mm，極板間介質(zhì)的介電常數(shù) ，極板間的初始距離 。試求：1） 該傳感器的初始電容。2） 當(dāng)極板間隙增大3mm時(shí)的輸出電容增量。答：4-6由C=A/d打入數(shù)據(jù)計(jì)算C(

26、1)=0.F當(dāng)D增大3mm時(shí)，C(2)=0.F C=C(2)-C(1)=-0.F4-7、分析用于壓電傳感器的電壓放大器與電荷放大器的特點(diǎn)及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：一種是電壓放大器，它的輸出電壓與輸入電壓(傳感器的輸出電壓)成正比；一種是電荷放大器，其輸出電壓與傳感器的輸出電荷成正比。電壓放大器與電荷放大器相比，電路簡(jiǎn)單、元件少、價(jià)格便宜、工作可靠，但是，電纜長(zhǎng)度對(duì)測(cè)量精度的影響較大，而使用電荷放大器則可以在一定的條件下，使傳感器的靈敏度與電纜長(zhǎng)度無關(guān)。4-8、說明磁電傳感器的基本工作原理，它有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？在使用中各用于測(cè)量什么物理量？答：磁電傳感器就是利用電磁感應(yīng)原理，將運(yùn)動(dòng)速度，位移，等物理量

27、轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出分：動(dòng)圈式磁電傳感器和磁阻式磁電傳感器；前者測(cè)線速度和角速度，后者測(cè)轉(zhuǎn)速、偏心量、振動(dòng)。4-9、熱電偶有哪幾條基本定律？說明它們的使用價(jià)值。答：熱電偶基本定律有1、均質(zhì)材料定律；由一種材料組成的閉合回路，無論截面是否變化，也不論在電路內(nèi)存在什么樣的溫度梯度，電路中都不會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。2、中間導(dǎo)體定律；無論材料本身的某一段是否存在溫度梯度，也不論插入的材料是否接在兩導(dǎo)體之間，還是接在某一種導(dǎo)體中間，均不會(huì)有附加的熱電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，從而影響熱電偶的測(cè)量結(jié)果。3、中間溫度定律；熱電動(dòng)勢(shì)等于熱電偶在連接點(diǎn)兩不同溫度對(duì)應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)之和。4、標(biāo)準(zhǔn)電極定律；可以方便地從幾個(gè)熱電極與標(biāo)準(zhǔn)

28、電極組成熱電偶時(shí)所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)，求出這些熱電極彼此任意組合式的熱電動(dòng)勢(shì)。4-10、用鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)溫時(shí)，其冷端溫度 ，用直流電位差計(jì)測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)為 ，求實(shí)際溫度為多少？解：查表4-2的鎳鉻-鎳硅的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為4.1mV根據(jù)中間定律有Et,0=EABt, 30+Et,0=38.5mV+4.1mV100×30=39.73mVT=39.73mv4.1mV100=9694-11、光電效應(yīng)有哪幾種？與之對(duì)應(yīng)的光電元件各有哪些？答：光電效應(yīng)有三類：1、外光電效應(yīng)；元件有光電管、光電倍增管等。2、內(nèi)光電效應(yīng)；元件有光敏電阻以及由光敏電阻制成的光導(dǎo)管等。3、光生伏特效應(yīng)；元件有光電池和光敏晶

29、體管等。4-12、什么是霍爾效應(yīng)？試舉兩個(gè)霍爾傳感器在動(dòng)力機(jī)械測(cè)量中典型應(yīng)用的例子。答：一塊長(zhǎng)為l，寬為b，厚為d的半導(dǎo)體薄片，若在薄片的垂直方向上加以磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，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(huì)產(chǎn)生一個(gè)大小與控制電流I（A）和磁感應(yīng)強(qiáng)度B（T）的乘積成正比的電壓U（V），這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。主要應(yīng)用有：轉(zhuǎn)速測(cè)量、位移測(cè)量、接近開關(guān)。4-13、什么是編碼器？絕對(duì)式編碼器和增量式編碼器有何區(qū)別？答：以編碼形式產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)的代碼型傳感器又稱為編碼器。絕對(duì)式角數(shù)字編碼器將被測(cè)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的代碼，指示其絕對(duì)位置。增量式數(shù)字編碼器需要一個(gè)計(jì)數(shù)系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)的碼盤是傳感器的敏

30、感元件產(chǎn)生一系列脈沖，在計(jì)數(shù)器中對(duì)某個(gè)基數(shù)進(jìn)行加減，可測(cè)出角速度位移量或轉(zhuǎn)速。4-14、有一電橋，已知工作臂應(yīng)變片阻值為 ，靈敏度k=2，其余橋臂電阻值也為 ，供橋電壓為10V。當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?和 時(shí)，分別求出電橋單臂工作和半橋工作時(shí)的輸出電壓，并比較兩種情況下的靈敏度。解：（1）由題意得 當(dāng)應(yīng)變?yōu)?00時(shí) 電橋單臂工作的輸出電壓是 板橋工作時(shí)的輸出電壓是 （2）同理，當(dāng)應(yīng)變?yōu)?000時(shí) 電橋單臂工作的輸出電壓是 板橋工作時(shí)的輸出電壓是 可以看出，在該電橋工作時(shí)，單臂工作的靈敏度比較高。第五章5-1、溫標(biāo)有哪幾種？彼此之間的關(guān)系如何？答：溫標(biāo)有熱力學(xué)溫標(biāo)、國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)。熱

31、力學(xué)溫標(biāo)T與攝氏溫標(biāo)t的關(guān)系為：T=t+273.15；攝氏溫標(biāo)tC與華氏溫標(biāo)tF的關(guān)系為：tC=5/9（tF-32）。5-3、為什么熱電偶要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？冷端溫度補(bǔ)償有哪些方法？答：熱電偶熱電勢(shì)的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢(shì)是被測(cè)溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表給出的熱電勢(shì)是以冷端溫度0為依據(jù)，否則會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，常采用一些措施來消除冷鍛溫度變化所產(chǎn)生的影響，如冷端恒溫法、冷端溫度校正法、補(bǔ)償導(dǎo)線法、補(bǔ)償電橋法。5-5、輻射式溫度計(jì)有哪幾種？簡(jiǎn)述各自的工作原理。答：輻射式溫度計(jì)有哪幾種？簡(jiǎn)述各自的工作原理。單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)利用亮度比較取代出射度比

32、較進(jìn)行測(cè)溫。P111全輻射高溫計(jì)通過測(cè)量物體全部輻射能來確定物體溫度的。 P114比色高溫計(jì)利用兩種不同波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度的比值來測(cè)量溫度的。P114紅外測(cè)溫儀 5-6、試驗(yàn)室用氣體溫度計(jì)測(cè)量時(shí)有哪幾種誤差？如何進(jìn)行修正？答：氣體溫度計(jì)的修正1、工作氣體的非理想修正2、毛細(xì)管體積修正3、測(cè)溫泡體積冷縮的修正4、熱分子壓差的修正5-7、簡(jiǎn)述紅外測(cè)溫儀和紅外熱像儀的工作原理。答：紅外測(cè)溫儀是通過接收目標(biāo)物體發(fā)射、反射和傳導(dǎo)的能量來測(cè)量其表面溫度。 紅外熱像儀（熱成像儀或紅外熱成像儀）是通過非接觸探測(cè)紅外能量（熱量），并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，進(jìn)而在顯示器上生成熱圖像和溫度值，并可以對(duì)溫度值進(jìn)行計(jì)算的一種檢測(cè)

33、設(shè)備。第六章6-1、答：液柱式壓力計(jì)測(cè)量誤差來源：1. 環(huán)境溫度變化(或用書上經(jīng)驗(yàn)公式 6-6)2. 重力加速度變化(或用書上經(jīng)驗(yàn)公式6-7)3. 毛細(xì)管現(xiàn)象4、安裝與測(cè)讀引起的誤差 。彈性壓力計(jì)測(cè)量誤差來源：1、遲滯誤差2、溫度誤差3、間隙和摩擦誤差6-2、答：6-3、答：壓阻式壓力傳感器原理：當(dāng)力作用于硅晶體時(shí)，晶體的晶格產(chǎn)生變形,使載流子從一個(gè)能谷向另一個(gè)能谷散射,引起載流子的遷移率發(fā)生變化，擾動(dòng)了載流子縱向和橫向的平均量，從而使硅的電阻率發(fā)生變化。電阻率發(fā)生變化，通過測(cè)量電路就可得到正比于力變化的電信號(hào)輸出應(yīng)用范圍：壓阻式壓力傳感器的主要缺點(diǎn)是電阻和靈敏度系數(shù)的熱穩(wěn)定性差，所以一般應(yīng)用

34、于溫度較為穩(wěn)定的環(huán)境壓電式壓力傳感器原理某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。壓電壓力傳感器是利用壓電原理制成的應(yīng)用；它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)異的特點(diǎn)。壓電式加速度傳感器在飛機(jī)、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動(dòng)和沖擊測(cè)量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，特別是航空和宇航領(lǐng)域中更有它的特殊地位。壓電式傳感器也可以用來測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測(cè)量與真空度的測(cè)量。也可以用于軍事工業(yè)，例如用它來測(cè)量槍炮子彈在膛中

35、擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。電容式壓力傳感器原理：它一般采用圓形金屬薄膜或鍍金屬薄膜作為電容器的一個(gè)電極，當(dāng)薄膜感受壓力而變形時(shí)，薄膜與固定電極之間形成的電容量發(fā)生變化，通過測(cè)量電路即可輸出與電壓成一定關(guān)系的電信號(hào)。電容式壓力傳感器屬于極距變化型，可分為單電容式壓力傳感器和差動(dòng)電容式壓力傳感器。應(yīng)用范圍：電容式傳感器具有功率小，阻抗小，動(dòng)態(tài)特征好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，且可用于非接觸測(cè)量，電容式傳感器不但應(yīng)用于位移、振動(dòng)、角度、加速度、荷重等機(jī)械量的測(cè)量，也廣泛應(yīng)用于壓力、差壓力、液壓、料位、成分含量等熱工參數(shù)測(cè)量6-4、答：（1） L形總壓管，制造簡(jiǎn)單，安裝盒使用比較方便，且支桿對(duì)

36、測(cè)量結(jié)果的影響較小，是最常見的總壓管。缺點(diǎn)是不敏感偏流角比較小。（2） 圓柱形總壓管，可以做成很小的尺寸，且工藝性能好，使用方便，但其不敏感偏流角較小。（3） 帶導(dǎo)流套的總壓管，實(shí)際上是在L形總壓管的關(guān)口處加一導(dǎo)流套，導(dǎo)流套進(jìn)口處的錐面為流體收斂段，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的變化比較明顯，此外由于頭部尺寸較大，因此對(duì)流場(chǎng)的影響較大。（4） 多點(diǎn)總壓管，把若干單點(diǎn)總壓管按一定方式組合在一起，就構(gòu)成了多點(diǎn)總壓管。（5） 邊界層總壓管，其感受截面做成扁平的形狀，感受孔做成一道窄縫，以使其有效中心靠近其幾何中心。6-5、答：測(cè)壓儀表的標(biāo)定分靜態(tài)標(biāo)定和動(dòng)態(tài)標(biāo)定。靜態(tài)

37、標(biāo)定是根據(jù)靜壓平衡原理，利用活塞式壓力計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)彈簧壓力計(jì)或液柱式壓力計(jì)進(jìn)行的。動(dòng)態(tài)標(biāo)定有兩種方法，一種是輸入標(biāo)準(zhǔn)頻率及標(biāo)準(zhǔn)幅值的壓力信號(hào)與傳感器的輸出信號(hào)比較，這種方法稱為對(duì)比法；另一種方法是通過激波產(chǎn)生一個(gè)階躍的壓力并施加與被標(biāo)定的傳感器上，根據(jù)其輸出曲線求得他們的頻率響應(yīng)特性，這種激波管動(dòng)態(tài)標(biāo)定是一種最為基本的動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法。6-6 、答：1、測(cè)壓通道引起的誤差2、上止點(diǎn)位置引起的誤差3、溫度變化引起的誤差4、其他的有傳感器和測(cè)量線路的絕緣性能、環(huán)境的振動(dòng)和噪聲、電磁場(chǎng)的干擾、安裝操作不當(dāng)?shù)?。減少誤差：1、使傳感器與燃燒室壁面齊平安裝2、可以用硬件跟軟件方法多上止點(diǎn)位置進(jìn)行修正3、注意傳感器

38、在測(cè)量時(shí)冷卻條件，可采用帶溫度補(bǔ)充片的壓力傳感器，以消除氣缸內(nèi)燃機(jī)溫度帶來的影響。6-7、答：系統(tǒng)中采用光電傳感器獲得曲軸角信號(hào)和上止點(diǎn)信號(hào)，采用石英電傳感器和電荷放大器獲得氣缸壓力信號(hào)。采樣單元由采樣保持器和模擬轉(zhuǎn)換器組成，采樣保持器在曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)觸發(fā)下對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，并使采樣值在模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換的過程中保持不變。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)采樣單元進(jìn)行控制并且對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和分析處理。第七章7-1、答：可壓縮p0=p+p=119.7kpaP0P=1+K-12Ma2KK-1, K=1.4Ma=0.513查表得0.0620=1.226 =1則=2P0-P1+=2×19.7×

39、1031.2261+0.0620=173.9m/s（2）不可壓縮=2P0-P=2×19.7×1031.226=179.27 m/s7-2、答：（1）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，電阻值也隨之改變。因此，通過測(cè)定熱線的電阻值就可以確定流體速度的變化。（2）恒溫式子熱線風(fēng)速儀工作過程中，通過套接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(cè)出熱線電流的變化，進(jìn)而計(jì)算流速。特點(diǎn)：恒流式因熱線熱慣性的影響，存在靈敏度隨被測(cè)流體流動(dòng)變化頻率減小而降低，而且會(huì)產(chǎn)生相位滯后等缺點(diǎn)。因此，現(xiàn)在的熱線風(fēng)速儀大多采用頻率特

40、性較好的恒溫式。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，由于測(cè)速公式的含糊關(guān)系不易確定，通常都采用實(shí)驗(yàn)標(biāo)定曲線的方法，或把標(biāo)定數(shù)據(jù)通過回歸分析整理成經(jīng)驗(yàn)公式。應(yīng)用時(shí)，如果被測(cè)流體的溫度偏離熱線標(biāo)定時(shí)的流體溫度，則需要進(jìn)行溫度修正，為此可以采用自動(dòng)溫度補(bǔ)償電路。第八章8-1、流量有哪幾種表示方式？常用流量測(cè)量方式和流量計(jì)有哪些？各有什么特點(diǎn)？選用時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？答：流量分為瞬時(shí)流量和累計(jì)流量，累計(jì)流量又有體積流量和質(zhì)量流量之分。常用流量測(cè)量方法有容積型流量測(cè)量、速度型流量測(cè)量和質(zhì)量型流量測(cè)量。容積型的有：橢圓齒輪式流量計(jì)、腰輪（羅茨）流量計(jì)、刮板式流量計(jì)、伺候式容積流量計(jì)、皮膜式流量計(jì)和轉(zhuǎn)筒流量計(jì)。容積式流量計(jì)工

41、作原理簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果受流體流動(dòng)狀態(tài)的影響較小，精確度高，適合于測(cè)量高粘度、低雷諾數(shù)的流體，但不適宜用于高溫高壓和骯臟介質(zhì)的流量測(cè)量。速度型流量計(jì)的有：差壓式（又稱節(jié)流式）流量計(jì)、 轉(zhuǎn)子式流量計(jì)、 渦輪流量計(jì)、 電磁流量計(jì)、 旋渦流量計(jì)、超聲波流量計(jì)。速度流量計(jì)有著良好的使用性能，可用于高溫高壓流體測(cè)量，其精度較高；但是，由于它們以平均流速為測(cè)量依據(jù)，因此，測(cè)量結(jié)果受流動(dòng)條件（如雷諾數(shù)、渦流，以及截面上流速分布等）的影響較大，這對(duì)精確測(cè)量帶來困難。質(zhì)量型流量計(jì)分為直接型、推導(dǎo)型和溫度壓力測(cè)量補(bǔ)償型。直接型有量熱式質(zhì)量流量計(jì)、角動(dòng)量式質(zhì)量流量計(jì)、振動(dòng)陀螺式質(zhì)量流量計(jì)、馬格努斯效應(yīng)式質(zhì)量流量計(jì)、科里

42、奧利力式質(zhì)量流量計(jì)?？紤]的因素有：流體性質(zhì)、用途、工況等。8-2、根據(jù)節(jié)流式流量計(jì)的工作原理和誤差分析理論，說明為什么對(duì)同一節(jié)流式流量計(jì)測(cè)量流量的上下限比值有一定的范圍要求。答：根據(jù)反應(yīng)流量與節(jié)流壓降關(guān)系的流量方程：式子中，流量系數(shù)與節(jié)流裝置的流動(dòng)狀態(tài)（雷諾數(shù)）有關(guān)。流量改變則流速發(fā)生變化，雷諾數(shù)也會(huì)隨之改變，當(dāng)雷諾數(shù)變化較大時(shí)，流量測(cè)量就不準(zhǔn)確。8-3、答：可以進(jìn)行以下修正：1.節(jié)流元件開孔尺寸d因溫度變化的修正；2.被測(cè)流體密度變化修正；3.通過綜合修正系數(shù)進(jìn)行修正。溫壓補(bǔ)償流量測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)：可以在一般節(jié)流式流量計(jì)上添加補(bǔ)償電橋和壓力變送器進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，使工況流體（氣體）狀態(tài)值接近標(biāo)況值。

43、8-4、答：節(jié)流元件根據(jù)對(duì)計(jì)算在50到750之間，雷若數(shù)在8000以上，因此選擇法蘭取壓標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流孔板。壓差極限值通過計(jì)算為0.12兆帕。因此取壓裝置選液汞U型測(cè)壓管。直管段通過連接法蘭連接。8-5、 簡(jiǎn)述影響渦輪流量計(jì)特性的主要因素和使用渦輪流量計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的主要問題。答：影響渦輪流量計(jì)特性的主要因素有：1、 流體粘度的影響：渦輪流量計(jì)的儀表常數(shù)K與流體的粘度密切相關(guān)，隨著流體（尤其指液體）粘度的增大，流量計(jì)的線性測(cè)量范圍縮小。2、 流體密度的影響：渦輪流量計(jì)是一種速度型流量計(jì)，它根據(jù)流體速度的大小測(cè)量流體的體積流量。當(dāng)被測(cè)流體的密度值受狀態(tài)參數(shù)（溫度、壓力）的影響而發(fā)生明顯變化時(shí)，應(yīng)在測(cè)量回

44、路中加入密度（或溫度、壓力）補(bǔ)償器，以補(bǔ)償相應(yīng)的測(cè)量誤差。3、 流體壓力和溫度的影響：當(dāng)被測(cè)流體的壓力和溫度與流量計(jì)標(biāo)定時(shí)的狀態(tài)有較大偏離時(shí)，將使渦輪變送器的結(jié)構(gòu)尺寸及其內(nèi)部的流體體積發(fā)生變化，從而影響到流量計(jì)的特性。4、 流動(dòng)狀態(tài)的影響：渦輪流量計(jì)的儀表特性直接受流體流動(dòng)狀態(tài)的影響，其中對(duì)渦輪變送器進(jìn)口處的流速分布尤為敏感。進(jìn)口處流速的突變和流體的旋轉(zhuǎn)可使測(cè)量誤差達(dá)到不能忽略的程度，而這些流動(dòng)狀態(tài)的形成主要取決于該處的管道結(jié)構(gòu)。使用渦輪流量計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的主要問題有：1、 安裝渦輪流量計(jì)前，管道要清掃。被測(cè)介質(zhì)不潔凈時(shí)，要加過濾器。否則渦輪、軸承易被卡住，測(cè)不出流量來。2、拆裝流量計(jì)時(shí)，對(duì)磁感

45、應(yīng)部門不能碰撞。3、投運(yùn)條件高前輩行儀表系數(shù)的設(shè)定。仔細(xì)檢查，確定儀表接線無誤，接地良好，方可送電。4、安裝渦輪流量計(jì)時(shí)，前后管道法蘭要水平，否則管道應(yīng)力對(duì)流量計(jì)影響很大。5、被測(cè)介質(zhì)對(duì)渦輪不能有侵蝕，特別是軸承處，否則應(yīng)采取措施。8-6、簡(jiǎn)述光釬流量計(jì)和超聲波流量計(jì)的工作原理、特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)。答：光釬流量計(jì)舉光釬差壓式流量計(jì)為例。工作原理：在節(jié)流元件前后分別安裝一組敏感膜片和Y形光釬，膜片感受流體壓力的作用而產(chǎn)生唯一，Y形光釬是一種光釬位移傳感器，它根據(jù)輸入輸出光強(qiáng)的相對(duì)變化測(cè)量膜片位移的大小。特點(diǎn)：利用光釬傳感技術(shù)檢測(cè)節(jié)流元件前后的差壓。發(fā)展趨勢(shì)：超聲波流量計(jì)。工作原理：超聲波在順流和逆

46、流中的傳播速度差與介質(zhì)的流動(dòng)速度v有關(guān)，測(cè)出這一傳播速度差就可求得流速，進(jìn)而可換算為流量。特點(diǎn)：1、非接觸測(cè)量，不擾動(dòng)流體的流動(dòng)狀態(tài)，不產(chǎn)生壓力損失。2、 不受被測(cè)流體物理、化學(xué)特性（如粘度、導(dǎo)電性等）的影響。3、 輸出特性呈線性。發(fā)展趨勢(shì)：1、在石油和天然氣領(lǐng)域快速普及。2、超聲波流量計(jì)具有高精確度和低總體擁有成本。3、亞洲和中東市場(chǎng)增長(zhǎng)最大。8-7、綜述質(zhì)量流量計(jì)的類型、工作原理及特點(diǎn)。答：1、沖量式固體粉粒流量計(jì)。它是基于動(dòng)量定理進(jìn)行流量測(cè)量的方法，其工作原理是當(dāng)被測(cè)固體粉粒從一定的高度自由下落到一定傾斜角的檢測(cè)板上時(shí)，對(duì)檢測(cè)板產(chǎn)生一個(gè)沖力，其大小可根據(jù)動(dòng)量定理求出。2、熱式質(zhì)量流量計(jì)。

47、它是一種直接型質(zhì)量流量計(jì)，有不同結(jié)構(gòu)，其基本原理是利用流體流動(dòng)過程中換熱量與質(zhì)量流量之間的直接關(guān)系進(jìn)行流量測(cè)量。第九章9-1、根據(jù)差壓式液位計(jì)的基本工資原理，說明為什么對(duì)于密閉容器內(nèi)的液位測(cè)量，當(dāng)其中的液體及其密度變化較大時(shí)，不能直接利用圖9-1b和式（9-2）的測(cè)量方法？答：因?yàn)橐何慌c差壓的關(guān)系將變化不定，差壓的變化不能完全反映液位的變化。9-2、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結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)述各自的工作原理。答：測(cè)量導(dǎo)電液體的電容式液位計(jì)主要利用傳感器兩電極的覆蓋面積隨被液體液位的變化而變化，從而引起電容量的變化。測(cè)量非導(dǎo)電液體的電容式液位計(jì)主要利用被測(cè)液體液位變化時(shí)可變電容

48、傳感器兩電極之間充填介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而引起電容量變化。9-3、簡(jiǎn)述電阻式液位計(jì)的種類、工作原理及其特點(diǎn)。答：1、電接點(diǎn)液位計(jì)。其工作原理是根據(jù)同一介質(zhì)在氣、液狀態(tài)下電阻值大學(xué)的不同來分辨和指示液位的高低。2、熱電阻液位計(jì)。其工作原理是利用通電的金屬絲與液、氣之間傳熱系數(shù)的差異及其電阻值隨溫度變化的特點(diǎn)進(jìn)行液位測(cè)量。9-4、綜述光纖傳感技術(shù)在液位測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。答：光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用一方面緣于高靈敏度，另一方面是由于它還具有電瓷絕緣性能和防爆性能，從而為易燃易爆介質(zhì)的液位測(cè)量提供了安全的檢測(cè)手段。第十章10-1、答：光電式轉(zhuǎn)速傳感器：結(jié)構(gòu)復(fù)雜且脈沖信號(hào)不穩(wěn)定磁電式轉(zhuǎn)速傳感

49、器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需配置專門的電源裝置，且脈沖信號(hào)不會(huì)因轉(zhuǎn)速過高而減弱，測(cè)速范圍廣，因此適用范圍非常廣泛。10-2、答：測(cè)量方法有傳遞法和平衡力法。典型的測(cè)量?jī)x器有鋼鉉轉(zhuǎn)矩測(cè)量?jī)x，光電式轉(zhuǎn)矩儀，光學(xué)式轉(zhuǎn)矩儀，磁電式轉(zhuǎn)矩儀，應(yīng)變式轉(zhuǎn)矩儀，磁致伸縮式測(cè)距儀。10-3、答：P=1*10*3000/9550=3.141kw10-4、答、直流電力測(cè)功機(jī)的控制方式有負(fù)荷電阻控制方式和自動(dòng)饋網(wǎng)控制方式兩類。在測(cè)功狀態(tài)下，負(fù)荷調(diào)節(jié)處于最大位置的固有特性。自動(dòng)饋網(wǎng)控制方式可將所產(chǎn)生的電能自動(dòng)反饋給電網(wǎng)，其基本原理也和電阻作負(fù)荷的直流電機(jī)，以擴(kuò)大轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍和增大低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩。10-5、答：曲線A為測(cè)功機(jī)的最大負(fù)荷

50、調(diào)節(jié)位置時(shí)的特性去想，也稱固有特性曲線，轉(zhuǎn)矩和功率分別隨轉(zhuǎn)速的二次方和三次方增加。曲線B為測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)子和軸允許的最大轉(zhuǎn)鉅下的強(qiáng)度限制線。曲線C為測(cè)功機(jī)出水溫度達(dá)到最大允許值時(shí)的功率限制線，即測(cè)功機(jī)能吸收和測(cè)量的最大功率。曲線D為受離心力負(fù)荷或軸允許轉(zhuǎn)速所限制的最高轉(zhuǎn)速限制線。曲線E為測(cè)功機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)能測(cè)量的最小轉(zhuǎn)矩和功率限制線，此時(shí)制動(dòng)器內(nèi)腔的水完全放掉，阻力矩僅由轉(zhuǎn)子和空氣之間的摩擦以及軸承的摩擦產(chǎn)生。10-6、測(cè)功機(jī)的選型主要有哪幾個(gè)依據(jù)？請(qǐng)分別介紹。答：1、 工作范圍對(duì)于一臺(tái)測(cè)功機(jī)，它的工作范圍是已知的，必須保證被測(cè)動(dòng)力機(jī)械的特性全部落在所選測(cè)功機(jī)的工作范圍之內(nèi)。2、 測(cè)量精度測(cè)功機(jī)的測(cè)量精度

51、應(yīng)符合測(cè)量要求，在滿足工作范圍的條件下，應(yīng)使測(cè)量盡可能接近滿量程進(jìn)行，以獲得較好的測(cè)量準(zhǔn)確度，通常被測(cè)動(dòng)力機(jī)械最大功率與測(cè)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)速度動(dòng)力機(jī)械工況變化的響應(yīng)速度是測(cè)功機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。一般來說，電力測(cè)功機(jī)的響應(yīng)速度要快于水力測(cè)功機(jī)，直流和交流電力測(cè)功機(jī)的響應(yīng)速度又快于電渦流測(cè)功機(jī)，選型時(shí)要根據(jù)試驗(yàn)的具體要求進(jìn)行選擇。4、 工作穩(wěn)定性當(dāng)動(dòng)力機(jī)械的輸出轉(zhuǎn)矩與測(cè)功機(jī)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，動(dòng)力機(jī)械能在該轉(zhuǎn)矩工況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。5、 低速制動(dòng)性低速制動(dòng)性也是測(cè)功機(jī)的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)。第十一章11-1、論述色譜分析儀在氣體組分鑒別和含量測(cè)量中的作用、工作原理以及具體應(yīng)用

52、時(shí)需要注意的主要問題答：色譜柱完成的僅僅是的組分的分離，組分的含量檢測(cè)還需要利用相應(yīng)的檢測(cè)器。色譜分析的原理是：被分析的混合物在流動(dòng)氣體或液體的推動(dòng)下，流經(jīng)一根裝有填充物的管子，由于固定相對(duì)不同的組分具有不同的吸附或溶解能力，因此，混合物經(jīng)過色譜柱后，各種組分在流動(dòng)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，從而達(dá)到組分分離的目的。需要注意的問題是所有操作條件有嚴(yán)格的穩(wěn)定性和一致性要求。否側(cè)，無法準(zhǔn)確判別組分11-2、簡(jiǎn)述紅外分光分析儀和紅外不分光分析儀的工作原理和用途特點(diǎn)。答：紅外分光分析儀工作原理：根據(jù)特定的吸收帶，可以鑒別分子的種類，這正式紅外光譜分析的基本依據(jù)。

53、用途特點(diǎn)：對(duì)混合氣體所含組分種類進(jìn)行定性分析、鑒別的理想檢測(cè)器。通過進(jìn)一步利用光能吸收與組分含量之間的關(guān)系，還可以用于各組分含量的定量測(cè)量。但由于多組分分析需要一定的掃描時(shí)間，故這類分析不適用于連續(xù)測(cè)量。紅外不分光分析儀器：工作原理:通過測(cè)量吸收帶內(nèi)待測(cè)組分對(duì)紅外輻射的吸收程度來確定組分含量。當(dāng)入射的紅外輻射強(qiáng)度以及待測(cè)組分的種類和厚度一定時(shí)，透射的紅外輻射強(qiáng)度僅僅是待測(cè)組分含量的單值函數(shù)。因此，通過測(cè)量透射的紅外輻射強(qiáng)度，就可以確定待測(cè)組分的含量。用途特點(diǎn)：測(cè)定混合氣體中某種已知組分的含量。要求被測(cè)氣體是干燥而清潔的，需要對(duì)樣本進(jìn)行除濕、除塵處理。11-3、綜述O2、CO、CO2、HC以及NO等燃燒氣體排放組分含量的測(cè)量方法。答：測(cè)量方法：O2：氧化鋯氧含量分析儀CO和CO2：熱導(dǎo)檢測(cè)器HC等有機(jī)組分：氫火焰電離檢測(cè)器。NO：化學(xué)發(fā)光法。11-4、比較分析吸收式和透光式煙度測(cè)量方法的特點(diǎn)。(p219-p220)答：1. 吸收式測(cè)量方法是用濾紙收集一定量的煙氣，再通過濾紙表面對(duì)光的反射率的變化來測(cè)量煙