完整版檢測技術(shù)課后部分習(xí)題答案

1、 檢測技術(shù)部分習(xí)題答案第2章 2-1 二階系統(tǒng)的頻率特性受阻尼比的影響較大。分析表明，越小，系統(tǒng)對輸入擾動容易發(fā)生超調(diào)和振蕩，對使用不利。在=0.6-0.7時，系統(tǒng)在寬廣的頻率范圍內(nèi)由于幅頻特性和相頻特性而引起的失真小，系統(tǒng)可以獲得較為合適的綜合特性。比如二階系統(tǒng)在單位階躍激勵下時，如果阻尼比選擇在0.6-0.7范圍內(nèi)，則最大超調(diào)量不超過10%，且當(dāng)誤差允許在(5-2)%時趨于“穩(wěn)態(tài)”的調(diào)整時間也最短。 2-2 頻率特性是指測試系統(tǒng)反映出來的輸出與輸入幅值之比和兩者之相位差是輸入頻率的函數(shù)的這樣一個特性。當(dāng)測試系統(tǒng)的輸入為正弦信號時，將該信號的輸出與輸入之比定義為頻響函數(shù)。工作頻帶是指測試裝置

2、的適用頻率范圍，在該頻率范圍內(nèi)，儀器裝置的測試結(jié)果均能保證達(dá)到其它相關(guān)的性能指針。 2-3 不失真測試要求測試系統(tǒng)的輸出波形和輸入波形精確相一致，只是幅值相對增大和時間相對延遲。而實際的測試系統(tǒng)很難做到無限頻帶上完全符合不失真測試的條件，即使測取一個理想的三角波，在某一頻段范圍內(nèi)，也難以完全理想地實現(xiàn)不失真測試。三角波呈周期性變化，其測試裝置的非線性度必然引起波形的畸變，導(dǎo)致輸出失真。由此只能努力使波形失真限制在一個允許的誤差范圍內(nèi)，即做到工程意義上的不失真測量。 2-4 系統(tǒng)的總靈敏度為：900.00520=9mm/Mpa 偏移量為：93.5=31.5mm 2-5 由 ，得 用該裝置測量頻率

3、為50Hz的正弦信號時， ，即幅值誤差為1.3% 相角差為： 2-6 1A? k? ?Ys?/?t?siny(t)?t?sine?22?ss?a2?)?(1at?1e? ?t?y(t)?arctan?sint?0010e75.?096.39t80t.?093sin4?21.?0048sin40?22?a22?at?10?e40050sin0140t?.cost?039.?4340tsin.?0864?.cost0 注：設(shè)輸入t?Asintx() 2-7 由 得 輸入信號的頻率范圍是： 1.5/5=0.3 環(huán)節(jié)一的靈敏度為：2-8 41 環(huán)節(jié)二的靈敏度為： 故串聯(lián)后的靈敏度為：0.341=12.

4、3 2-9 由 : 400Hz 測量頻率為變化的力參量時 ，則若裝置的阻尼比為 0.7: 1 2-10 章5第射線在被測物體表面反射的強(qiáng)度與被測件的材料有關(guān)，且隨被測件厚度的增大而增大的原理。由于被測物體本X5-1 單側(cè)厚度測量利用 身結(jié)構(gòu)原因?qū)е绿綔y器和輻射源無法放在被測件兩側(cè)，從而放在被測件同測來進(jìn)行測量的方法。譬如測管道鍋爐等的壁厚等。 對加工中測量儀的結(jié)構(gòu)和性能的要求為：5-2 ）由于測量裝置使用條件惡劣，所以需要良好的密封結(jié)構(gòu)，以防止冷卻液、切屑和灰塵的侵入。 （1 （2）由于接觸測量時需要較大的測量力，所以測量頭極易磨損，需用耐磨的金剛石或硬質(zhì)合金制造。 （3）當(dāng)工件的運(yùn)動速度較快

5、時，對測量系統(tǒng)的頻響有較高的要求。 （4）溫度對測量的影響較大，必須考慮修正。 就被測要素而言，在實際測量中，輪廓被測要素大多用有限測量資料表征的測得要素來替代。5-3 對于中心要素，可通過測量響應(yīng)的輪廓要素計算求得，或者用心軸、定位塊等實物來模擬體現(xiàn)。 就基準(zhǔn)要素而言，常用的基準(zhǔn)體現(xiàn)方法有三種： 1）模擬法用形狀精度足夠高的檢測工具上的要素代替基準(zhǔn)要素。 （ ）分析法對實際基準(zhǔn)要素進(jìn)行測量，然后按最小條件判別準(zhǔn)則確定基準(zhǔn)要素的方向和位置。2 （ ）直接法在基準(zhǔn)要素有足夠形狀精度的前提下，直接用基準(zhǔn)要素作為被測要素的測量基準(zhǔn)。 （3表面粗糙度被測量的變化頻率高，其中、低頻部分屬于形狀誤差和波度

6、誤差，所以粗糙度測量方法必須具有分辨率高和頻響快的特5-4 性。譬如常用的輪廓儀除了導(dǎo)頭有機(jī)械濾波作用以外，還通過高通濾波器進(jìn)一步濾除波度及其它中、低頻信號5-5采用絕對法測量內(nèi)孔，可利用萬能工具顯微鏡，采用找拐點(diǎn)法和測弦找中點(diǎn)法來定位測量，也可采用影像法瞄準(zhǔn)測量 采用相對法，可選用電感式內(nèi)孔比較儀，使用雙測頭測量間接法測量內(nèi)孔可以采用三坐標(biāo)機(jī)，通過三點(diǎn)采樣測量孔徑 ）機(jī)電測量法該方法無須密封端蓋，運(yùn)動無摩擦，可實現(xiàn)快速顯示。但測量結(jié)果不夠精確5-6 ）電容測量法用于測量粘液和粒狀、粉末狀材料的物面，但是無法測量具有不同介電常數(shù)的液固體混合物的物面）超聲測量法不僅用來測量液體，而且也適用于粒狀

7、松散并含有大量氣體的被測材料，如細(xì)粒狀或粉末狀的泡沫塑料、纖 素等，并且還可用于木制或塑料容器。但超聲法不適用于測量含有固體材料的液體。）放射性同位素測量法在那些由于極端條件而不能使用常規(guī)測量方法的場合，以及因結(jié)構(gòu)等因素不允許裝探頭或裝探頭成本（ 4 較高的容器、地窖、地下庫都可采用此方法。 2 ） 5-7 由（1 D = 41.63mm 得 由， 且從（1）式可得： =4.5m UD 由軸心坐標(biāo)公式：5-8 0.0031955 孔的中心坐標(biāo)為：C（0.0000394，）-C|=10 R=|P1 孔的直徑D為：D=2R=2(R+0.5d)=25mm 5-9 根據(jù)定位誤差式： 3mm 當(dāng)Db=2

8、0mm時，Dy=Dz=0.00 當(dāng)Db=25mm時，Dy=Dz=0.001mm 當(dāng)Db=28mm時，Dy=Dz=0.0004mm 0.006mm 定位誤差都小于 故這三種標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)都能滿足精度要求 5-10 該工件直線度誤差測量數(shù)據(jù)為： 10 9 分段數(shù) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -6 各段讀數(shù) 10 8 12 6 4 -2 0 -6 0 各段高度差1.5 2.5 2 3 -1.5 1 0 -1.5 -0.5 6.5 各采樣點(diǎn)坐標(biāo)值0 7 3 6.5 4.5 0 -1.5 8 -2 l=8 g=用最小包容區(qū)域法時k=、 由=5um得 用端點(diǎn)連線法時： =6.75um得 由 所以用最小包

9、容區(qū)域法評定時，該工件的直線度合格；但是用端點(diǎn)區(qū)域法評定時，該工件的直線度不合格。 3 6章第360。利用整圓周上所有角間隔的誤差之和等于零這一自然封閉特性6-1 由于圓周分度器件具有圓周封閉特性，即角度的自然基準(zhǔn)是 來進(jìn)行測量方案的選定和數(shù)據(jù)處理，從而圓分度誤差的檢定可達(dá)很高的精度。為減小度盤圓分度誤差對測量值的影響，可以通過細(xì)分提高分辨力，同時均布很多個讀數(shù)裝置讀數(shù)可在很大程度上消除度盤刻線誤6-2 或在對徑位置實際應(yīng)用中很多測角儀器或瞄準(zhǔn)度盤對徑位置上兩刻線的平均位置讀數(shù)，從而大大提高讀數(shù)精度。差對讀數(shù)值的影響， 上安置兩個讀數(shù)顯微鏡取其讀數(shù)的平均值作為測得值。用相對法檢定圓分度誤差時，

10、采用某一個定角，即由兩個瞄準(zhǔn)裝置組成的角度或任選的一個分度間隔作相對基準(zhǔn)，依次與被檢器件6-3 求出相對基準(zhǔn)對理論分度間隔的偏差，再利用圓周封閉特性，的各分度間隔進(jìn)行比較，從而測得各分度間隔相對于相對基準(zhǔn)的偏差值。 繼而求得各分度間隔的絕對間隔偏差。 絕對法測量錐形軸錐度可用工具顯微鏡對成像的錐度進(jìn)行直接測量。采用影像法，不用測長時的壓線法而用對線方法來瞄準(zhǔn)。6-4 相對法測量可用激光干涉小角度測量儀，采用正弦原理測錐度，可用白光雙光束干涉來進(jìn)行瞄準(zhǔn)。 間接法采用三坐標(biāo)測量機(jī)來進(jìn)行。測量時盡可能選擇靠近錐體兩端的橫截面作為測量截面，每個截面上各測三點(diǎn)坐標(biāo)，而后通過計 算得到。6-5 由sin0

11、=H/L，得6-6 H=Lsin0=100sin30 15)/50=20.6=206(n2- n1)/l=206(20- 故：=0+=30020.6 用正弦規(guī)測量角度時應(yīng)考慮的誤差因素為：6-7 ）由量塊尺寸誤差1H引起的角度誤差 ）由兩圓柱中心距誤引起的角度誤 2 測量誤差計算公式為： 由此可看出，被測角度越大，測量誤差越大。故為了保證測角精度，大于45的被測角不宜使用正弦規(guī)測量。 6-8 用于質(zhì)量評定的唯一確定的圓分度誤差計算公式為： 由此得各直角的誤差分別為： , , =2.8=-2.1, =1.6 , =-2.34312 4 6-9 7 4 5 6 度盤刻線0 1 2 3 -0.8 0

12、.9 -0.3 零起分度誤差 2.1 0 -1.5 0.4 1.6 -1.1 0.6 1.8 -0.3 1.3 0.1 -1.8 -0.6 圓分度誤差0.8 分度間隔誤差 0.5 -1.2 0.4 0.7 -1.2 1.2 -1.2 0.35 -0.25 0.15 -0.25 -0.25 直徑誤差0.35 -0.25 0.15 -i max=3.6 最大分度間隔誤差為：Fmax=i max6-10 12 11 7 8 9 10 6 2 齒序 1 3 4 5 -0.5 +1 -0.5 0 +2 +1 讀數(shù)值 -2 0 +3 -1 +1 +2 -2.5 -1 1.5 -1 齒距偏差 1.5 0.5

13、 -0.5 -0.5 2.5 -1.5 0.5 0.5 -0.5 1 4.5 0 5.5 2 齒距累計誤差2 6 2.5 6 6.5 4 齒距偏差最大值為：fpt=max|fpti |=2.5um 齒距累計誤差為：Fp=max(Fpi)- min(Fpi)=6.5+0.5=7um 第8章 8-1 力的測量方法可以歸納為利用力的動力效應(yīng)和靜力效應(yīng)兩種測量力的原理。 力的動力效應(yīng)是可以改變物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)或改變物體所具有的動量使物體產(chǎn)生加速度。 力的靜力效應(yīng)是使物體產(chǎn)生變形，在材料中產(chǎn)生應(yīng)力。 -6 =，又，得=210-3=2108-2 由-3/2.5=80010 =262Mpa =160Mpa

14、. 超載時的應(yīng)力，彈性體滿足強(qiáng)度校核要求所以，=196Mpa. 72Kn 由，得d= 21.63mm 彈性體截面直徑組成的單質(zhì)點(diǎn)振動系統(tǒng)。在動，彈簧剛度8-3 由動力學(xué)可知安裝在剛性基座上的應(yīng)變式測力系統(tǒng)可以看作一個由質(zhì)量mkc和阻尼系數(shù)負(fù)荷作用下，任意瞬間系統(tǒng)輸入力值都是系統(tǒng)輸出的慣性力、阻尼力和彈性力的向量和。由于系統(tǒng)無阻尼器，其阻尼力主要有機(jī)械變形時分子間的內(nèi)摩擦和空氣阻尼所引起，其數(shù)量極微可忽略。如果同時能將慣性力消掉，則彈性力反映了被測動負(fù)荷的幅值。消除慣性力影響的方法之一是用加速度信號作補(bǔ)償。因此由測力傳感器同補(bǔ)償組件（如加速度計等）配合使用并配上相應(yīng)的測量電路，即可 組成動態(tài)力測

15、試系統(tǒng)。壓磁式測力儀采用磁彈性效應(yīng)的原理來工作，即由工業(yè)純鐵、硅鋼等鐵磁材料制成的鐵心在機(jī)械力的作用下磁導(dǎo)率發(fā)生變化。由此8-4 勵磁線圈中心交流電流所建立的磁場對測若無外力作用，在鐵心上安置一對線圈勵磁線圈和測量線圈，兩線圈的平面相互垂直量線圈沒有輸出。若外力作用在鐵心上，鐵心磁導(dǎo)率改變，則測量線圈被勵磁線圈中的磁場交鏈而輸出比例于外力大小的信號。 其電壓輸出為：8-5 =0.1V 8-6 電定度方法是模擬應(yīng)變電橋在負(fù)荷作用下電橋失去平衡而產(chǎn)生輸出的定度方法。應(yīng)變儀上使其產(chǎn)生在電橋的某一橋臂上并聯(lián)一個已知電阻 RPR。即模擬某一負(fù)載的過程。是用來模擬應(yīng)變值，接入并聯(lián)電阻RP量出電定度即可免去

16、在每次測量前必須給測量系統(tǒng)輸入標(biāo)準(zhǔn)信號的麻煩。這樣利用電定度表輸入標(biāo)準(zhǔn)信號，設(shè)有打點(diǎn)電定度的裝置， 符號的高度，然后對應(yīng)該高度得到一個力值，則該力值為電定度模擬的負(fù)荷值。稱重即為品質(zhì)的測定。質(zhì)量的計量單位是千克，是國際單位制中七個基本量之一。物體的質(zhì)量在該物體運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速時，是8-7 5 一個不隨時間、地點(diǎn)和條件變化的恒量。稱重一般采用衡器，也叫作稱重傳感器和秤。測力即為重力的測量。重力通常被近似地看作地球?qū)ξ矬w的引力，隨地球的物理緯度和海拔高度而改變，是地球重力場的位置和時間的函數(shù)。重力的計量單位是牛頓。測力采用測測力傳感器和稱重傳感器在結(jié)構(gòu)上無然而在工程技術(shù)實施中兩者又是同屬一個技術(shù)

17、范疇。力傳感器和測力儀。兩者的概念是不同的， 多少差異，只是在使用中技術(shù)要求和結(jié)果處理不同。例如計量單位不同，誤差評定不同。 電子皮帶秤通常有測速法或測長法測量物料的瞬時重量和累計重量。8-8 測速法可以看作為稱重和測速相配合的過程。即稱重傳感器在瞬間稱出皮帶某一微小段的重量，同時用測速傳感器測量出同一瞬間 皮帶的線速度。這樣連續(xù)測量，經(jīng)過一段時間后，就可以測出皮帶機(jī)輸送的總質(zhì)量。由此在某段時間內(nèi)根據(jù)皮帶總共移動的距離得到所運(yùn)物料的累計重量。測量一次重量值，采用測長法時，每當(dāng)皮帶移動一段距離時， 把累計重量對時間進(jìn)行微分即可求得瞬時重量。 8-20。其結(jié)構(gòu)圖和電路圖可參照教材圖 8-19和圖

18、電子皮帶秤的誤差如下： 除稱重傳感器本身制造誤差和環(huán)境造成的誤差外，秤體的安裝也會帶來誤差。 （1）稱重傳感器誤差 通常由傳感器本身誤差和皮帶打滑誤差造成。（2）測速傳感器誤差 連續(xù)輸送物料的稱重是在設(shè)定的有效稱重段上對物料重量的積分，因此有效稱重段的變化或不穩(wěn)也會造成誤）機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差 （3 差。 主要為零漂和穩(wěn)漂。4）測量電路誤差 （ 力矩測量方法一般可以分為傳遞法（扭軸法）、平衡力法（反力法）和能量轉(zhuǎn)換法三大類。8-9 應(yīng)力或應(yīng)變）（變形、 傳遞法是利用轉(zhuǎn)矩使彈性軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的方法。即根據(jù)彈性組件在傳遞扭矩過程中所產(chǎn)生的物理參數(shù)的變化 來測量其轉(zhuǎn)矩。力平衡法是利用平衡力矩去平衡被測力矩，

19、從而求得被測力矩的方法。當(dāng)轉(zhuǎn)軸受轉(zhuǎn)矩作用時，機(jī)體上必定同時作用著方向相反的平 衡力矩（或稱支座反力矩），因而測量出機(jī)體上的平衡力矩就可以知被測力矩大小。 來確定被測力矩大小的。它是通過測量其它與轉(zhuǎn)矩有關(guān)的能量系數(shù)（如電能系數(shù)） 能量轉(zhuǎn)換法是按能量守恒定律來測量力矩的儀器。應(yīng)變式轉(zhuǎn)矩測量儀是在轉(zhuǎn)軸上或直接在被測軸上粘貼應(yīng)變片，當(dāng)轉(zhuǎn)軸受轉(zhuǎn)矩作用時應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變，其應(yīng)變量與轉(zhuǎn)矩成線性關(guān)系。8-10 并且為產(chǎn)生測量信號的敏感組件提供一定其應(yīng)變電橋的信號輸出，一般采用集流環(huán)從旋轉(zhuǎn)件上將轉(zhuǎn)矩測量信號傳輸?shù)届o止的儀器上， 的能源。在電感及電容集流環(huán)的應(yīng)變式轉(zhuǎn)矩測量儀中，電感集流環(huán)類似于電脈沖變壓器，它的一次

20、線圈安裝在不動的殼體上，而二次線圈 同轉(zhuǎn)軸相固定連接，由此通過電感集流環(huán)向旋轉(zhuǎn)軸提供脈沖電源。該脈沖電源經(jīng)整流、穩(wěn)壓從而供測量電橋作電源。電橋輸出直流信轉(zhuǎn)換器形成數(shù)字脈沖信號，脈沖的頻率變化正比于轉(zhuǎn)矩，再經(jīng)電容集流環(huán)的內(nèi)環(huán)（固裝在軸上的極板）至外環(huán)（固裝在基座號經(jīng)A/D上的另一極板）。該電容器可對某一頻率范圍的脈沖信號起耦合作用，使信號輸入到裝在殼體的前置放大器上，最后由轉(zhuǎn)矩測量儀輸 出顯示被測轉(zhuǎn)矩。應(yīng)變式轉(zhuǎn)矩測量儀測量精度高、線性度和重復(fù)性好、測量范圍寬。但是它的安裝要求高，調(diào)試技術(shù)復(fù)雜，易受溫度影響，高速測 量誤差大。采用相位差式轉(zhuǎn)矩測量儀時，在轉(zhuǎn)軸上固連一對測量圓盤，在基座上安裝一對信號

21、拾取器。當(dāng)轉(zhuǎn)軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形時，8-11 兩信號拾取器的輸出信號電壓在相位上相對地改變了角度。此時信號的相位差與彈性軸的扭轉(zhuǎn)角之間成比例關(guān)系。一般相位差式轉(zhuǎn)矩儀由信號發(fā)生器和測量電路兩部分組成。在儀器測量裝置中多采用磁點(diǎn)型傳感器和光電型傳感器組成信號發(fā)生 0.1)/%。，測量精度為(0.2-器。其測量范圍一般為0.2-100000Nm，轉(zhuǎn)速分檔達(dá)0-1500-1600r/min 8-12 力平衡式轉(zhuǎn)矩測量儀是根據(jù)驅(qū)動機(jī)械或制動機(jī)械機(jī)體上作用的平衡力矩大小來測量轉(zhuǎn)矩的方法。該測量儀常用于在精密儀器中測量一些產(chǎn)生力矩的力矩器之中。用反力法測量小轉(zhuǎn)矩的方式較多。但其共同特點(diǎn)是采用了摩擦系數(shù)

22、極小從而可以測得很小的轉(zhuǎn)矩和較高的測從而使外界的干擾減至最小，而且使測量軸的基座趨于零力平衡狀態(tài)，的支承和回饋控制系統(tǒng)， 量精度。 常用于測量壓力的方法按原理可以有四種方法：8-13 1）以流體靜力學(xué)原理為基礎(chǔ)制成的液壓式測壓法。（ ）根據(jù)彈性組件受力變形原理并利用機(jī)械機(jī)構(gòu)將變形量放大的彈性變壓測壓法。 （2 ）基于靜力平衡原理與作用在已知面積上重量相比較的負(fù)荷測壓法。（ 3 6 ）通過彈性組件制成測力傳感器將被測壓力轉(zhuǎn)換成電阻量、電感量、電容量、頻率量等各種電學(xué)量測壓力的方法。（4 液壓活塞式壓力計是根據(jù)靜力學(xué)平衡原理和帕斯卡定律而工作的。8-14 該壓力計用來平衡被測壓力的負(fù)荷是使用標(biāo)準(zhǔn)砝

23、碼而產(chǎn)生的重力。當(dāng)被校準(zhǔn)的壓力儀表安裝上后，轉(zhuǎn)動手輪使油壓系統(tǒng)壓力升高， 直至活塞被頂起，這時壓力表的指示值應(yīng)等于砝碼重力和砝碼盤以及活塞重力的總重力除以活塞有效面積。這種壓力計計量范圍廣、 結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、精度高、重復(fù)性好，可測量正、負(fù)及絕對壓力。因而被廣泛用作壓力基準(zhǔn)器，提供壓力標(biāo)準(zhǔn)信號，進(jìn)行精密測壓。電容式壓力測量利用檢測電容的方法測量壓力。在由圓形固定電極和彈性膜片組成的平行平板電容器中，當(dāng)彈性膜片在均勻的壓8-15 力作用下，膜片產(chǎn)生位移，即固定極板雨膜片構(gòu)成了變間隙式電容測壓傳感器，被檢測的壓力與膜片間電容的相對變化量成正比。該測量儀器中的動極板和固定極板均設(shè)計和制造成相應(yīng)的球

24、面形，從而提高了線性度和精度。并且在設(shè)計時盡可能使其質(zhì)量做得 小些。該傳感器結(jié)構(gòu)簡單，所需輸入能量低，容易獲得較高的靈敏度。此外，為了改善非線性，減小泄漏電流，常常在測量電路中增 加反饋回路環(huán)節(jié)，或采用雙層屏蔽電纜等電位傳輸技術(shù)克服不利的影響，以提高其測量精度。 8-16 一般壓力變送器可分為力平衡式和位移式兩大類壓力變送器，此外還有電容式差壓變送器和“靈巧”型差壓變送器等。電容式壓力變送器采用位移式變送器原理構(gòu)成。該變送器中被測差壓作用于隔離膜片，通過硅油推動電容的動電極，從而改變了8-17 動電極與固定電極間的距離，由此改變了由動、定極板組成的電容器的電容量，由電容引出線即獲得與被測壓力成

25、正比的電容量。電容式壓力變送器無機(jī)械活動部件，損耗小，靈敏度高，測量精度高，抗振、耐用。并統(tǒng)一輸出信號，采用二線制傳輸至控制室 進(jìn)行顯示、控制。 8-18 真空測量儀器按用途可以分為： 真空計，又稱真空規(guī)。主要用于測量低于大氣壓稀薄氣體的壓力。 分壓強(qiáng)計，主要用于真空系統(tǒng)內(nèi)氣體組成的分析和分壓強(qiáng)的測量。 檢漏計，主要用于檢測真空系統(tǒng)或器件的泄漏。 形波紋管，波登管式，波紋管式，膜片式； 按測量原理的方法來分可以分為：基于力的作用原理包括：U 基于壓縮作用原理的麥?zhǔn)险婵沼嫞换趯?dǎo)熱作用原理有電阻真空計，熱電偶真空計； 基于電離作用原理的熱陰極式，冷陰極式，放射性真空計。 此外還有利用氣體粘滯性與

26、壓強(qiáng)物理關(guān)系和氣體分子動量遷移原理的真空測量儀器。 選擇電容薄膜式真空計進(jìn)行測量。8-19 ，能夠滿足測量要求。，測量精度高，為(0.03-0.5)% 因為電容薄膜式真空計測量范圍可達(dá)10-2-105Pa 而其它的測量儀表都達(dá)不到這樣的測量精度。 10第章以下）到氖三沸點(diǎn)（4.2K5.2K以下）為第一段；由4He到10-1 在國際溫標(biāo)ITS-90中將溫度分成若干個溫段：由0.65K4He臨界點(diǎn)（以下）到銀凝固點(diǎn)（962以下）；銀凝固點(diǎn)（962以上）13.8K相點(diǎn)（24.6K以下）溫度范圍為第二段；第三段為平衡氫三相點(diǎn)（ 溫度作為第四段。 蒸汽壓與溫度的關(guān)系來確定溫度；和4He 第一溫段用3He

27、 4.2K以下）上分度過的氣體溫度計內(nèi)插；13.8K以下）和4He正常沸點(diǎn)（第二溫段用在氖三相點(diǎn)（ 24.6K以下）、平衡氫三相點(diǎn)（ 第三溫段中鉑電阻溫度計是該溫段的標(biāo)準(zhǔn)儀表； 第四溫段可以采用精密光電亮度溫度計或光譜亮度比較儀，利用普朗克定律來確定溫度。 熱電偶的基本原理是熱電效應(yīng)。即兩種不同的材料的導(dǎo)體，組成一個封閉回路。如果兩端結(jié)點(diǎn)溫度不同，則回路中就會產(chǎn)生一定10-2 大小的電流，這個電流的大小與兩種導(dǎo)體材料性質(zhì)以及結(jié)點(diǎn)的溫度有關(guān)。熱電偶中所產(chǎn)生的熱電動勢由兩部分組成：兩種導(dǎo)體接觸的時候，由于導(dǎo)體內(nèi)的自由電子密度不同而產(chǎn)生擴(kuò)散，在擴(kuò)散達(dá)到動態(tài) 平衡時所形成的電位差稱為接觸電動勢；對單一

28、金屬導(dǎo)體，如果兩端的溫度不同，則兩端的自由電子就具有不同的動能。溫度高則動能大，動能大的自由電子就會向溫度低的一段擴(kuò)散。失去了電子的這一段就處于正電位，而低溫段由于得到電子處于負(fù)電位。這樣兩 端所形成的電位差稱為溫差電動勢。熱電偶總電動勢與電子密度及兩節(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)，當(dāng)熱電偶材料一定以及冷端固定，則對一定材料的熱電偶，其總電動勢就只與溫度 成單值函數(shù)關(guān)系。 7 10-3 ，即 又 且 故： 在熱電偶測溫過程中，必須在回路中引入測量導(dǎo)線和儀表。中間導(dǎo)體定律證明，只要每種導(dǎo)體和儀表兩端溫度相同，則對回路的總 熱電動勢沒有影響。10-4 又 故： 如果已經(jīng)求出了各種熱電極對標(biāo)準(zhǔn)電極的熱電勢值時，就可以

29、用該定律求出其中任意兩種材料配成的熱電偶的熱電勢值。這就大大 簡化了熱電偶的速配工作。10-5 又 故：0時各工作端的溫度與熱電勢的關(guān)系表。只需列出自由端溫度為 該定律為制定熱電偶分度表奠定了理論基礎(chǔ)。根據(jù)中間溫度定律， 0時，所產(chǎn)生的熱電勢就可按該定律計算。若自由端溫度不是 10-6 對熱電偶參比端進(jìn)行處理，是為了使熱電偶的熱電動勢與被測量間呈單值函數(shù)關(guān)系。熱電偶的參比端可采用以下方法處理： （1）0測溫法 這種方法是將熱電偶的參比端保持在穩(wěn)定的0環(huán)境中。 ）參比端溫度修正法 （20得到的，故可根據(jù)修正公 當(dāng)熱電偶參比端為不等于0的值時，因為熱電偶的溫度熱電動勢關(guān)系以及分度表是在參比端為 式

30、對儀表的示值加以修正。 3）電橋補(bǔ)償法（ 利用不平衡電橋產(chǎn)生的電動勢來補(bǔ)償熱電偶因參比端溫度變化而引起的熱電偶變化值。 （ 4）補(bǔ)償導(dǎo)線的應(yīng)用用熱電性質(zhì)與熱電偶相近的材料制成導(dǎo)線，用它將熱電偶的參比端延長到需要的地方而不會對熱電偶回路引入超出允許的附加測 溫誤差。補(bǔ)償導(dǎo)線就是用熱電性質(zhì)與熱電偶相近的材料制成導(dǎo)線，用它將熱電偶的參比端延長到需要的地方而不會對熱電偶回路引入超出10-7 允許的附加測溫誤差。因為熱電偶的參比端必須引入到一個恒定溫度環(huán)境中或引到補(bǔ)償電路兩端，在此中間不能用一般的銅導(dǎo)線連接。最簡單的方法是直 接用熱電偶電極延長，但實際上有的熱電偶是貴金屬，價格昂貴，不能拉線過長，而即使

31、是非貴金屬熱電偶，有的比較粗也不適宜延 長。特別在工業(yè)裝置上使用的熱電偶一般都有固定結(jié)構(gòu)，所以也不能隨意延長。故一般在熱電偶使用中都采用補(bǔ)償導(dǎo)線。 、 隨著熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)化，補(bǔ)償導(dǎo)線也形成了標(biāo)準(zhǔn)系列。目前的補(bǔ)償導(dǎo)線中有：SCKC、KX、JXTX幾種類型。、EX 800=2.3-10-8 被檢熱電偶的偏差為：802.3 其修正值為：-2.310-9 E(T,0)= E(T,800)+E(800,0)=-0.018+7.345=7.327mV 鉑熱電偶的分度表，再通過插值的辦法，得查鉑銠 10- T= 798.3 798.3=1.7-偏差為：800 其修正值為：+1.7 8 在熱電阻溫度計使用時，工

32、業(yè)測量中采用三線制接法來克服引線電阻誤差。采用三線制接法使兩條引線電阻分別加到電橋相鄰的10-10 兩臂中，這使引線電阻的變化對指示的影響基本消除。在精密的0.1%0.2%，不可超過鉑電阻R0如果要求不高也可采用二線制接法，這種接法要求引線的電阻不可超過銅電阻的 R0的 的測量中，特別在實驗測量時也有四線制接法。輻射測溫中常用到基爾霍夫定律、斯忒潘波耳茲曼定律、普朗克定律和維恩位移定律?；鶢柣舴蚨勺C明了物體的光譜輻射10-11 此外還定義了光譜的發(fā)射率，即物體的光譜發(fā)射率等于它的光出射度與光譜吸收比的比值是一個普適函數(shù)，它與溫度及波長有關(guān)， 譜吸收率。該定律是其它定律的基礎(chǔ)，在輻射測溫中起到

33、了理論指導(dǎo)作用。斯忒潘波耳茲曼定律說明，任何輻射物體的出射度總是與它的溫度的四次方成正比。利用這一特性，可以通過測量物體的輻 射出射度來準(zhǔn)確地確定該物體的溫度。這就是全輻射測溫的基本原理。普朗克定律準(zhǔn)確地描述出黑體的輻射能力與波長以及溫度之間的關(guān)系。普朗克定律是一條最基本的黑體輻射定律，由它可以推導(dǎo) 出其它的黑體輻射定律來，從而用于輻射測溫。維恩定律在某種程度上即是普朗克定律的簡化近似形式。維恩位移定律表明，黑體的最大輻射本領(lǐng)與溫度的五次方成正比。因此，黑體的單色輻射出射度隨著黑體溫度的升高而急劇增大。 通顏色測溫也是根據(jù)位移定律和物體輻射曲線，亮度測溫技術(shù)就是根據(jù)這一原理，通過對黑體單色輻射

34、的測量來準(zhǔn)確地測定其溫度。 過兩個光譜能量比的方法來測量溫度的。黑體的總輻射出射度等于非黑體的總輻射出射度時，此黑體的溫度定義為非黑體的輻射溫度。產(chǎn)生的原因是因為儀表是以絕對黑10-12 體輻射功率與溫度的關(guān)系分度的，而實際使用時，被測物體并不是黑體。這樣測出的溫度自然要低于被測物體的實際溫度。它和真實 溫度的差異由這個物體的發(fā)射率決定。絕對黑體的單色亮度等于某被測物體的亮度時，絕對黑體的溫度就是這被測物體的亮度溫度。產(chǎn)生的原因是因為在使用亮度溫度 ，所以測得的溫度不是物體的真實溫度。計測溫時，由于物體的發(fā)射率一般小于1的亮度比等和12 亮度溫度和真實溫度的差異不僅決定于物體的表面狀態(tài)，還和波

35、長及溫度有關(guān)。絕對黑體輻射的兩個波長產(chǎn)生的原因是因為顏色溫度計是通過兩個光譜能量比的于非黑體的相應(yīng)亮度變化時，絕對黑體的溫度就稱為這個非黑體的顏色溫度。顏色溫度和真實溫度的差異與其波長方法來測量溫度的，所以用這種方法測量非黑體溫度時得到的“顏色溫度”和真實溫度有差異。 的選擇及光譜發(fā)射率有關(guān)。 11章第 測量流量所用的儀表，我們常稱為流量計，而計量總量的儀表則稱為計量表。11-1 對于容積式流量計而言，流量較小時，誤差為負(fù)值，在流量增大時，變?yōu)檎?，且基本保持不變。這種現(xiàn)象主要是由于在運(yùn)動件11-2 的間隙中泄漏所引起的，這個泄漏顯然與間隙、粘度、前后壓差有關(guān)，另外也和流過一定體積所需的時間有

36、關(guān)。為了減少誤差，儀表有一個流量測量下限，即不宜在極小流量下工作，然而流量儀表的流量太大，又將使運(yùn)動機(jī)件運(yùn)動速度提高， 。量程比經(jīng)常選在6-10增加磨損，所以常根據(jù)磨損允許的轉(zhuǎn)速決定允許的流量上限。因此容積式流量計通過的流量有上、下限的限制，差壓式流量計的原理是利用節(jié)流件前后的差壓與平均流速或流量的關(guān)系，由差壓測量值計算出流量值。其差壓與流量的關(guān)系可以11-3 從流體力學(xué)中的連續(xù)性方程和伯努利方程導(dǎo)出。轉(zhuǎn)子流量計是一種利用改變流通面積的方法來測量流量的流量計。在一上粗下細(xì)的錐形管中，垂直的放置一阻力體浮子。當(dāng)11-4 流體自下而上流經(jīng)錐形管時，由于受到流體的沖擊，浮子便要向上運(yùn)動。隨著浮子的上升，浮子與錐形管的環(huán)形流通面積增大，流速降低，直到浮子在流體中的重量與流體作用在浮子上的力相平衡時，浮子停留在某一高度，維持平衡。流量發(fā)生變化時，浮子將移到 新的位置，繼續(xù)保持平衡。將錐形管的高度以流量值刻度時，則從浮子最高邊緣處的位置便可知道流量的大小。 轉(zhuǎn)子流量計的影響因素主要是轉(zhuǎn)子的形狀對流量系數(shù)的影響和流體的密度參數(shù)對流量值的影響。 轉(zhuǎn)子流量計在實際應(yīng)用時，當(dāng)被測介質(zhì)與標(biāo)定時的介質(zhì)不一樣時，則