過(guò)程檢測(cè)技術(shù)及儀表習(xí)題第二版課后答案

1、緒言練習(xí)與思考.簡(jiǎn)述過(guò)程檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的起源？.過(guò)程檢測(cè)技術(shù)當(dāng)前的主流技術(shù)和主要應(yīng)用場(chǎng)合？.請(qǐng)談?wù)勥^(guò)程檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向是什么？.談?wù)勀闼赖臋z測(cè)儀表？.你認(rèn)為過(guò)程檢測(cè)技術(shù)及儀表與傳感技術(shù)的關(guān)系是怎么樣的？第一章練習(xí)與思考.什么叫過(guò)程檢測(cè)，它的主要內(nèi)容有哪些？.檢測(cè)儀表的技術(shù)指標(biāo)有哪些？如何確定檢測(cè)儀表的基本技術(shù)指標(biāo)？.過(guò)程檢測(cè)系統(tǒng)和過(guò)程控制系統(tǒng)的區(qū)別何在？它們之間相互關(guān)系如何？.開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)儀表和閉環(huán)結(jié)構(gòu)儀表各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？為什么？ TOC o 1-5 h z nn.開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)表的靈敏度S S ,相對(duì)誤差。請(qǐng)考慮圖14所示閉環(huán)1i 1結(jié)構(gòu)儀表的靈敏度SB (Sf為反饋通道的靈敏度)，而相對(duì)誤差

2、B f ( f為 Sf反饋通道的相對(duì)誤差)，對(duì)嗎？請(qǐng)證明之。提示：閉環(huán)結(jié)構(gòu)儀表的靈敏度S y/x;閉環(huán)結(jié)構(gòu)儀表的相對(duì)誤差dS/S。6.由孔板節(jié)流件、差壓變送器、開(kāi)方器和顯示儀表組成的流量檢測(cè)系統(tǒng)，可能會(huì)出現(xiàn)下列情況：(1)各環(huán)節(jié)精度相差不多；(2)其中某一環(huán)節(jié)精度較低，而其他環(huán)節(jié)精度都較高。問(wèn)該檢測(cè)系統(tǒng)總誤差如何計(jì)算？.理論上如何確定儀表精度等級(jí)？但是實(shí)際應(yīng)用中如何檢驗(yàn)儀表精度等級(jí)？.用300kPa標(biāo)準(zhǔn)壓力表來(lái)校驗(yàn)200kPa 1.5級(jí)壓力表，問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)壓力表應(yīng)選何級(jí)精 度？.對(duì)某參數(shù)進(jìn)行了精度測(cè)量，其數(shù)據(jù)列表如下：8%皚Ui4.278看f.M&$1i.321J5Ai1011S1dJ1試求檢測(cè)過(guò)程

3、中可能出現(xiàn)的最大誤差?.求用下列手動(dòng)平衡電橋測(cè)量熱電阻 Rx的絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。設(shè)電源 E和檢流計(jì) D引起的誤差可忽略不計(jì)。已知：Rx 10 , R2 100 , Rn 100 ,R3 1000 ,各橋臂電阻可能誤差為R2 0.1 , Rn 0.01 ,R3 1 （如圖1 23所示）。.某測(cè)量?jī)x表中的分壓器有五擋。總電阻 R要求能精確地保持11111，且其 相對(duì)誤差小于 0.01%,問(wèn)各電阻的誤差如何分配？圖中各電阻值如下：R 10000 , R2 1000 , & 100 , R4 10 , R5 1 （如圖 124 所示）。圖113手動(dòng)平衡電橋原理戰(zhàn)路ffi 1-24 分壓器電路.貯罐內(nèi)

4、液體質(zhì)量的檢測(cè)，常采用測(cè)量貯罐內(nèi)液面高度 h,然后乘以貯罐截面積A,再乘以液體密度，就可求得貯罐內(nèi)液體質(zhì)量?jī)?chǔ)量，即 M hA 0但采用該法測(cè)量M時(shí)，隨著環(huán)境溫度的變化，液體密度 也將隨著變化，這就需要不 斷校正，否則將產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。試設(shè)計(jì)一種檢測(cè)方法，可自動(dòng)消除（補(bǔ)償）該系 統(tǒng)誤差。第二章練習(xí)與思考.什么叫溫標(biāo)？什么叫國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明ITS-90的主要內(nèi)容。.試比較熱電偶測(cè)溫與熱電阻測(cè)溫有什么不同（可以從原理、系統(tǒng)組成和應(yīng)用 場(chǎng)合三方面來(lái)考慮）？.用測(cè)溫件熱電偶或熱電阻構(gòu)成測(cè)溫儀表（系統(tǒng)）測(cè)量溫度時(shí)，應(yīng)各自注意哪 些問(wèn)題？.如圖211,已知熱電偶的分度號(hào)為 K型，在工作時(shí)，自由端溫度t

5、o 30C,今測(cè)得熱電勢(shì)為38. 560mV,求工作端的溫度是多少？.簡(jiǎn)要說(shuō)明選擇壓力檢測(cè)儀表主要應(yīng)考慮哪些問(wèn)題？.某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其正常工作壓力范圍為 1. 11. 6MPa,工藝要求就 地指示壓力，并要求測(cè)量誤差不大于被測(cè)壓力的5%,試選擇一塊合適的壓力表（類型、示值范圍、精度等級(jí)），并說(shuō)明理由。.簡(jiǎn)述下圖所示的彈簧管壓力計(jì)的工作原理？彈簧管E力計(jì)，聲K管d一拉桿.3單影皆能“中心化塵R 疥葉中一面版1 7-* 3倒節(jié)燈* S-接頭. 一臺(tái)電子自動(dòng)測(cè)溫計(jì)，精度等級(jí)為0.5級(jí)，測(cè)量范圍為0300C,經(jīng)校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最大絕對(duì)誤差為4C,問(wèn)該表合格嗎？若不合格，應(yīng)定為幾級(jí)？.某空壓機(jī)的緩沖罐，其工

6、作壓力變化范圍為1.21.5MPa ,工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，且測(cè)量誤差不得大于罐內(nèi)壓力的0.5% ,試選用一個(gè)合格的壓力表(指明類型，量程，精度等級(jí))。.測(cè)溫計(jì)的精度等級(jí)為2.5級(jí)，測(cè)量范圍為0600C,經(jīng)校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最大絕對(duì)誤 差為8C,問(wèn)該表合格嗎？若不合格，應(yīng)定為幾級(jí)？.用400Kpa標(biāo)準(zhǔn)壓力表來(lái)檢驗(yàn)250Kpa的1.5級(jí)壓力表，問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)壓力表應(yīng)該選 何級(jí)精度？.用600Kpa標(biāo)準(zhǔn)壓力表來(lái)檢驗(yàn)150Kpa的0.5級(jí)壓力表，標(biāo)準(zhǔn)壓力表應(yīng)該如何 確定精度？.某空壓機(jī)的緩沖罐，其工作壓力變化范圍為1.01.5MPa,工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，且測(cè)量誤差不得大于罐內(nèi)壓力的0.5%,試選用一個(gè)合格的

7、壓力表。.在下述檢測(cè)液位的儀表中，受被測(cè)液位密度影響的有哪幾種？并說(shuō)明原因：(1)玻璃液位計(jì)；(2)浮力式液位計(jì)；(3)差壓式液位計(jì)；(4)電容式液位計(jì)；(5)超聲波液位計(jì)；(6)射線式液位計(jì)。.如圖2-101所示是用雙法蘭式差壓變送器測(cè)量密閉容器中有結(jié)晶性液體的液位。已知被測(cè)液位的密度1200kg/m3 ,液位變化范圍H=0950mm,變送器的正負(fù)壓法蘭中心線距離H0 1800mm，變送器毛細(xì)管硅油密度 1 950kgfm3,試 確定變送器的量程和遷移量。圖2401液位測(cè)量系筑.什么是流量檢測(cè)儀表的量程比？.當(dāng)實(shí)際流量小于儀表量程比規(guī)定的最小流量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么情況？請(qǐng)舉例說(shuō) 明。.試設(shè)計(jì)計(jì)算

8、采用角接取壓的標(biāo)準(zhǔn)孔扳，并配用電動(dòng)差壓變送器，已知條件如下：(1)被測(cè)介質(zhì)為空氣；(2)最大流量 qv 22000 m3 h ;(3)工作壓力p=0.5Mpa (表壓)；(4)工作溫度t 100oC ;(5)相對(duì)濕度0 ;(6)管道直徑D20 =350mm,材料為20號(hào)鋼管；(7)壓力損失及敷設(shè)條件無(wú)要求。.在你學(xué)習(xí)到的各種流量檢測(cè)方法中，請(qǐng)指出那些測(cè)量結(jié)果受被測(cè)流體的密度 影響？為什么？.有一臺(tái)用來(lái)測(cè)量液體流量的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，其轉(zhuǎn)子材料是耐酸不銹鋼(密度f(wàn) 7900kg/m3 ),用于測(cè)量密度為750 kg/m3的介質(zhì)，當(dāng)儀表讀數(shù)為5.0m3/h時(shí)，被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際流量為多少？.有一臺(tái)電動(dòng)差壓變

9、送器配標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)量流量，差壓變送器的量程為16kPa,輸出為420mA,對(duì)應(yīng)的流量為050t.1h 0工藝要求在40t/h時(shí)報(bào)警。問(wèn)：(1)差壓變送器不帶開(kāi)方器時(shí)，報(bào)警值設(shè)定在多少mA?(2)帶開(kāi)方器時(shí)，報(bào)警值又設(shè)定在多少 mA?.如圖所示的液位系統(tǒng)，當(dāng)用差壓法測(cè)量時(shí)，其量程和遷移量是多少？應(yīng)如何 遷移？實(shí)際可測(cè)量范圍是多少？已知：1200kg/m3,H 1.5m,% 0.5m, h2 1.2m,h3 3.4m.什么是流量檢測(cè)儀表的量程比？.根據(jù)下圖所示的流量系數(shù)與雷諾數(shù)Re的關(guān)系，分析為什么由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件構(gòu)成的流量計(jì)的量程比通常為3:1?（幻標(biāo)有孔機(jī).簡(jiǎn)述熱磁式氣體分析儀的組成及各組成部分的功

10、能？.簡(jiǎn)述熱導(dǎo)式氣體分析儀的組成及各組成部分的功能？.請(qǐng)比較熱導(dǎo)式氣體分析儀和熱磁式氣體分析儀在檢測(cè)原理上的異同點(diǎn)。.什么叫干擾組分？.使用熱導(dǎo)式氣體分析儀、熱磁式氣體分析儀和紅外線氣體分析儀時(shí)應(yīng)如何克 服或減小干擾組分的影響？.氧化培氧量分析儀在實(shí)際使用一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)指示值始終指示在最大位置 （21%）,你認(rèn)為可能是什么原因引起的？.用色譜儀分析雙組分混合物，測(cè)得甲、乙兩組分色譜峰（對(duì)稱峰）數(shù)據(jù)及靈敏度值如下表，求各組分含量及兩個(gè)譜峰的分辯力為多少 （設(shè)走紙速度為1 cm. s ）鞘分羽分1名B幅9施工WtrVHj嗎40.675. i我啊如14。高砒mL643iU0Ua.有一臺(tái)電壓表，其量程

11、范圍為0100V,當(dāng)采用該臺(tái)儀表及標(biāo)準(zhǔn)表同時(shí)進(jìn)行電壓檢測(cè)時(shí)，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下：標(biāo)準(zhǔn)表（V）20406080電壓米（V）19.838. 961. 280. 3試確定該臺(tái)電壓表的精度等級(jí)。第三章練習(xí)與思考.舉例說(shuō)明信號(hào)變換有哪幾種基本形式？.差動(dòng)式變換和參比式變換各有什么特點(diǎn)？.為什么閉環(huán)結(jié)構(gòu)的平衡式儀表較開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單直接變換式儀表反應(yīng)速度快、 線性好、精度高；但穩(wěn)定性較差，靈敏度降低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試從理論上分析之。.有差隨動(dòng)式變換儀表與無(wú)差隨動(dòng)式變換儀表在結(jié)構(gòu)形式和特性方面有何不 同？.在不平衡電橋設(shè)計(jì)時(shí)要注意哪些問(wèn)題？.請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)單臂工作的電橋，其中敏感元件的電阻變化范圍為100142電阻的允許

12、耗散功率為 3.6mW0要求電橋的輸出電壓與電阻的變化量之間的非線 性誤差小于10%,同時(shí)使電橋的輸出電壓盡可能高。求橋臂上各電阻值、電源 電壓，并給出電橋的輸出電壓范圍。.在6題中，若要求電橋有最大的輸出自壓，則又如何設(shè)計(jì)該電橋，并求出相 應(yīng)的電橋輸出電壓。.信號(hào)變換是過(guò)程檢測(cè)系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。（1）試從結(jié)構(gòu)形式和變換特點(diǎn)上簡(jiǎn)要說(shuō)明信號(hào)的差動(dòng)式變換與參比式變換的工 作原理；(2)在某過(guò)程檢測(cè)系統(tǒng)中，如果要求同時(shí)減小環(huán)境等因素對(duì)轉(zhuǎn)換元件和敏感元件的干擾，改善系統(tǒng)的非線性，應(yīng)該怎樣設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的信號(hào)變換部分。.在力矩平衡式差壓變送器中，采用負(fù)反饋形式來(lái)降低整個(gè)儀表的非線性程度；而在氧化培氧量變送器中應(yīng)用反對(duì)數(shù)放大器使變送器的輸出與被測(cè)氣體的氧含量成線性關(guān)系。你認(rèn)為還有別的減小或消除儀表或檢測(cè)系統(tǒng)的非線性影的N方法嗎？.簡(jiǎn)述如圖所示的無(wú)差隨動(dòng)式溫度檢測(cè)儀表的工作原理？.設(shè)計(jì)一個(gè)流量檢測(cè)系統(tǒng)，要求信號(hào)變換采用平衡式變換。(1)簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)原理，并繪出原理框圖；(2)繪制出檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖(簡(jiǎn)圖)，指出所選用的敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn) 換電路和顯示儀表等，并進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。.差壓變送器是流量檢測(cè)系統(tǒng)中進(jìn)行信號(hào)變換的常用裝置，下圖是它的結(jié)構(gòu) 圖。差壓變送器的結(jié)構(gòu)圖（1膜片，2簧片，3杠桿,4檢測(cè)片