熱工測試課后練習(xí)答案

1、熱工測試作業(yè)答：測量的方法有：1、直接測量； 2、間接測量； 3、組合測量。第1-1、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（P1-2）直接測量與間接測量的主要區(qū)別是直接測量中被測量的數(shù)值可以直接從測量儀器上讀得， 而間接測量種被測量的數(shù)值不能直接從測量儀器上讀得， 需要通 過直接測得與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的量，然后經(jīng)過運(yùn)算得到被測量的數(shù)值。1- 2、簡述測量儀器的組成與各組成部分的作用。 （P3-4） 答：測量儀器由感受器、中間器和效用件三個(gè)部分組成。1、感受器或傳感器：直接與被測對(duì)象發(fā)生聯(lián)系（但不一定直接接觸） ，感知 被測參數(shù)的變化，同時(shí)對(duì)外界發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)；2、中間器或傳

2、遞件：最簡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、測量儀器的主要性能指標(biāo)及各項(xiàng)指標(biāo)的含義是什么（ P5-6） 答：測量儀器的主要性能指標(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量的變化 值之間的比例來表示。4、靈敏

3、度阻滯：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 測量的變化值。5、指示滯后時(shí)間：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。1- 4、說明計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)基本組成部分及其功能。 （P6-7）答：計(jì)算機(jī)測控系統(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)測量，并由它完成輪流切換被測量與模/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)生變化以提高測量精 度；4、A/D 轉(zhuǎn)換器

4、：將輸入的模擬信號(hào)換成計(jì)算機(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)了測試技術(shù)的進(jìn)步，相繼出現(xiàn)了智能測試儀、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 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 試技術(shù)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合已成為當(dāng)前測試技術(shù)的主流，測試技術(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、試述測量儀器的動(dòng)態(tài)特性的含意和主要研究內(nèi)容，它在瞬變參數(shù)測量中的 重要意義。（P11、P16）答：測量儀器或測

5、量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的分析就是研究動(dòng)態(tài)測量時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)誤 差，它主要用以描述在動(dòng)態(tài)測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量系統(tǒng)并于所測 參數(shù)相匹配，使測量的動(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)測量技術(shù)中的重要研究課題。在瞬變參數(shù)動(dòng)態(tài)測量中，要求通過測量系統(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）:串聯(lián)環(huán)節(jié)：H

6、 (s)T (s)Z(s)Y(s)H 1 (s) H2(s)X (s)X (s)Z (s)并聯(lián)環(huán)節(jié)：H(s)Y(s)Y(s) Y2(s)Hds) H2(s)X(s)X(s)正反饋環(huán)節(jié)：H(s)Y(s)Ha(s)X(s) 1H a(s)Hb(s)負(fù)反饋環(huán)節(jié)：H(s)Y(s)Ha(s)X(s) 1H a(s)Hb(s)(P15-16)2- 3、試述常用的一、二階測量儀器的傳遞函數(shù)及它的典型實(shí)例答：常用的一階測量系統(tǒng)的傳遞函數(shù):H(s)Y(s)X(s)以熱電偶突然放入溫度為0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dQ hA（T。T）dt式中，T為熱電偶瞬間溫度；h為熱接點(diǎn)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；

7、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dQ CpimdT式中，Cp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hA仃。T)dt cpmdT經(jīng)簡化后可得式中，dT不T T0稱為測量系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。Cp mh A上式是熱電偶(測溫傳感器)數(shù)學(xué)模型的一階線性微分方程，這類傳感器稱 為一階測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為H(s)T(s)2ns22 nS將上式與a心a2dt2常用的二階測量系統(tǒng)的傳遞函數(shù):H (s) Y(s)X(s)以測振儀為例，描述質(zhì)量m的運(yùn)動(dòng)微分方程為m與 cdy ky f(

8、t) dt2 dt式中，c為阻尼；k為彈性系數(shù)；f (t)為干擾力。2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a2 a1dy a0y b0x比較可得dt dta2 m,a1 c,a0 k,b01，f(t)相當(dāng)于x。用k除以兩端可得m d2y c dy x k dt2 k dt y ka1dy a0y b0x相比，其傳遞函數(shù)有相同形式。這時(shí),dt1/k為系統(tǒng)的柔性系數(shù)，n - k /m為系統(tǒng)的固有頻率，c/2、. km為系統(tǒng)的阻尼比。因而，測振儀屬二階測量系統(tǒng)。2- 4、試述測量系統(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)測量中，要求通過系統(tǒng)所獲得的輸出信號(hào)能準(zhǔn)確地重

9、現(xiàn)輸入信號(hào)的全部信息，而測量系統(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)測量系統(tǒng)施加某些已知的典型輸入信號(hào)，包括階躍信號(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)，以了解測量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性， 依此評(píng)價(jià)測量系統(tǒng)。評(píng)價(jià)指標(biāo)：穩(wěn)定時(shí)間ts、最大過沖量Ado2- 5、試述常用的一、二階測量儀器的頻率響應(yīng)及內(nèi)容。答：一階測量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為 H(j )階測量系統(tǒng)的副頻特性且T越小，頻率響應(yīng)特性越好。和相頻特性在時(shí)間常數(shù)T確定后也隨之確定, 階測量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)為H()n2 2(j )2 2 n(j )212

10、1(一)j2 nn2-6、試說明二階測量系統(tǒng)通常取阻尼比0.6 0.8 范圍的原因。答：對(duì)于二階系統(tǒng)應(yīng)使0.6 0.8 ，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)的阻尼比在左右時(shí)幅頻特性近似常數(shù)的頻率范圍最寬，而相頻特性曲線也最接近直 線。因而去 0.6 0.8 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。問使用 改傳感器作頻率為400Hz正弦變化的外力測試時(shí)，其振幅和相位角

11、各位多少 解：A12 22“ 2X141nn2 一n11 312 224004001一40.148008004008002 0.14arctg 1 narctg2400180010.612- 8、用一階系統(tǒng)對(duì)100Hz的正弦信號(hào)進(jìn)行測量時(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)行測試時(shí)，幅值和相 位誤差各為多少解：(1)A( ) 1 A( ) 11J ( )211 (100 2 )210%則 7.71 10 4s(2)A( )1 A()11 ( )21J (50 27.71 10 4)22.81%() arctgarctg (50 27.71 10

12、4)213.622- 9、用傳遞函數(shù)為1/+1）的一階裝置進(jìn)行周期信號(hào)測量，若將幅值誤差限制在 5% 以下，試求所能測量的最高頻率成分，此時(shí)相位差是多少1解：0 0025s _A( )1 A( )11115%J1 ( )21 (0.0025 )2貝U131.5( rad / s)或 f/220.9Hz相位差： （） arctgarctg (131.5 0.0025)18.21/+1）,若用它測量頻率，1Hz,2Hz的正弦信號(hào),2- 10、某一階測量裝置的傳遞函數(shù)為 試求其幅值誤差。解:0.04s， A(A( ) 1.1)211 (2 f )2(1)當(dāng)f=時(shí),A( ) 1A(1 ( )2 0.7

13、8%1 (20.5 0.04)2(2)當(dāng)f=1Hz時(shí),A( ) 1A()2 3.02%1 (21 0.04)2(3)當(dāng)f=2Hz時(shí),A()1 A()1 ( )210.56%,1 (22 0.04)22- 11、對(duì)某二階系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定時(shí)，測量最大過沖量 Ad 1.5以及在響應(yīng)曲 線上由n個(gè)周期取平均值的衰減周期Td 2s 。試求該系統(tǒng)的阻尼比及系統(tǒng)固 有頻率。解：第三章3- 1、測量誤差有哪幾類各類誤差的主要特點(diǎn)是什么答：（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

14、，特征：個(gè)別出現(xiàn)的偶然性而多次重復(fù)測量總體呈現(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：它是由于測量儀器本身不完善或老化所產(chǎn)生的誤差。（2）安裝誤差：它是由于測量儀器的安裝和使用不正確而產(chǎn)生的誤差。（ 3）環(huán)境誤差：它是由于測量儀器使用環(huán)境條件與儀器使用規(guī)定的條件不符而 引起的誤差。（4）方法誤差：它是由于測量方法或計(jì)算方法不當(dāng)所形成的誤差，或是由于測 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

15、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：在一定測量條件下，用一個(gè)精度較高的已知量，在測量系統(tǒng) 中取代被測量，而使測量儀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)測量儀器系統(tǒng)誤差的常用方法。可將測量儀器 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.對(duì)稱性。 3.有限性。 4.抵償性。3- 4、試述測量中可疑數(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；檢驗(yàn)準(zhǔn)則； 4.

16、狄克遜準(zhǔn)則。判別法的選擇：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。3- 5、試述直接測量誤差計(jì)算的一般步驟。 答：直接測量誤差計(jì)算的一般步驟：1. 計(jì)算1 i的平均值L；2. 計(jì)算 li 的偏差 vi=li-L；3. 計(jì)算均方根誤差和極限誤差厶；4. 計(jì)算算術(shù)平均值的均方根誤差 S和極限差入；5. 計(jì)算

17、算術(shù)平均值的相對(duì)極限誤差6. 得出被測量的值；7. 檢查vi中有大于者，應(yīng)將該次測量看做誤差為差錯(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)” 的概念計(jì)算更為合理 答：等精度測量：用同一儀器，按同一方法，由同一觀測者進(jìn)行的測量。 非等精度計(jì)算：用不同一儀器，按不同一方法，由不同一觀測者進(jìn)行的測量。 “權(quán)”概念引入的原因： 對(duì)于非等精度測量， 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)測量結(jié)果的質(zhì)量，引進(jìn)了測量結(jié)果“權(quán)” 。3- 7、試述間接測量的含意及其計(jì)算的一般步驟。 答：間接測量法：通過直接測量與被測量有某種確定函數(shù)關(guān)

18、系的其它各個(gè)變量， 然后將所測得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，從而求得被測量數(shù)值的方法。3- 8、什么叫做傳遞誤差為何測量系統(tǒng)中采用負(fù)反饋可以提高測量精度 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；（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

19、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、用精度為級(jí)、量程為 010MPa 的彈簧管壓力表測量管道流體壓力，示值 為。試問測量值的最大相對(duì)誤差和絕對(duì)誤差各為多少解：最大相對(duì)誤差 p= %*10）MPa=絕對(duì)誤差 = p/p= = % 3-11、用量程為010A的直流電流表和量程為0250V的直流電壓表測量直流電 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

20、（提示：電動(dòng)機(jī)功率 P=IV）解：儀表基本誤差： l=10X %= U=250X %=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=UlU2的絕對(duì)誤差為（ U1U2+U2ui）所以最大誤差： P=（ UA 1+山U） =（ 220X +9X） W=25W3-12、某壓力表量程為20MPa,測量值誤差不允許超過，問該壓力表的精度等級(jí) 是多少解： 20MPa=% 所以測量等級(jí)為級(jí)3-13、對(duì)某物理量L進(jìn)行15次等精度測量，測得值如下表所列。設(shè)這些測得值 已消除了系統(tǒng)誤差，試用3 準(zhǔn)則判別該測量中是否含有過失誤差的測量值。序號(hào)12345678L序號(hào)9101112131415L解：與書中P37頁

21、例3-2 一樣3-14、已知某銅電阻與溫度之間關(guān)系為rt ro（1t），在不同溫度下對(duì)銅電阻進(jìn)行等精度測量，得一組測定值，如下表所示。試用最小二乘法確定銅電阻與溫度之間關(guān)系。序號(hào)12341 567t/ rRt /解：已知銅電阻與溫度之間關(guān)系式Rt Ro（1t），為方便計(jì)算，重新設(shè)為Rt=R0 + Rlt（其中 R仁a 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nRO + RE t =E RtROE t + R1E t2=E tRt列表計(jì)算如下:tRttRtt21219456253412965329416006742552500E代入正態(tài)方程得7*R0+R1*=RO*+R1*=解得 R0

22、=; R1= 即 a=R1/ R0=故銅電阻與溫度之間關(guān)系為y=、為測量消耗在電阻中的電功率，分別測量電阻R 和加在電阻 R兩端0（電1壓）V 的數(shù)00值（1，測量結(jié)果 為P V2 / R,。（提示:功率按計(jì)算）。解： R=10*1%= V=100*1%=1設(shè) yi=v2=10000/ yi= 2*v* V= 200設(shè) y2= yi/R=10000/10=1000 y2= （ R/R+Ayi/ yi）= += 3% P= V7R=1000(1 土 3%)3-16、某冷卻油的粘度隨溫度升高而降低，其測量值如下 試求粘度隨溫度變化之間的經(jīng)驗(yàn)公式。溫度t/c1015202530354045粘度 /(

23、m2/s)溫度t/ c50556065707580粘度 /(m2/s)(提示:經(jīng)驗(yàn)公式可用幕函數(shù)表示，用線性變換求得)解:設(shè)經(jīng)驗(yàn)公式：v=a*tb線性變換：In v=ln a+b* In x令 In y=Y,ln x=X In a=ao則變?yōu)椋篩=a+b*X則可以計(jì)算得出列表：XYao=E Yi/K-bE X/K=b=vkE(xi*yi) - (Exi) (Eyi)/vkEx2i- (Exi) 2 =2a=ea o=所以可得：v=*t2第四章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

24、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，以此特性來檢測待定氣體的成分。例如氧化錫就用來檢測某氣體是否有 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

25、 +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)體和交變電磁場的互感原理。 位于傳感器前端的檢測 線圈產(chǎn)生高頻磁場， 當(dāng)金屬物體接近該磁場， 金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦電流， 導(dǎo)致磁 場能量衰減， 當(dāng)金屬物體不斷靠近傳感器感應(yīng)面， 能量的

26、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) 0.6 F / mm，極板間的初始距離0 10mm。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(1)=當(dāng)D增大3mm時(shí)，C(2)= C=C(2)-C(1)=-0.000027

27、18F4- 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， 電路簡單、 元件少、 價(jià)格便宜、 工作可靠， 但是， 電纜長度對(duì)測量精度的影響較大， 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 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，等物理量轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢輸出分：動(dòng)圈式磁電傳感

28、器和磁阻式磁電傳感器； 前者測線速度和角速度，后者測轉(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。 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) 勢產(chǎn)生，從而影響熱電偶的測量結(jié)果。3、中間溫度定律；熱電動(dòng)勢等于熱電偶在連接點(diǎn)兩不同溫度對(duì)應(yīng)熱電動(dòng)勢之和。 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)電極組成熱電偶時(shí)所產(chǎn)生

29、的熱電動(dòng)勢， 求出這些熱電極彼此任意組合式的熱電動(dòng)勢4- 10、用鎳鉻-鎳硅熱電偶測溫時(shí)，其冷端溫度to 30 C，用直流電位差計(jì)測得的熱電動(dòng)勢為 Eab（130） 38.5mV，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)勢為根據(jù)中間定律有（詢）-Mg 3U）十 AU（?）=SS.SmV 十他 30= 39.73tnV39.4/mV弋=969XItUI4-11、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體管等。4-12、什

30、么是霍爾效應(yīng)試舉兩個(gè)霍爾傳感器在動(dòng)力機(jī)械測量中典型應(yīng)用的例子。 答：一塊長為I，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，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)速測量、位移測量、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感元件產(chǎn)生

31、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 120，靈敏度k=2，其余橋臂電阻 值也為120 ，供橋電壓為10V。當(dāng)應(yīng)變片的應(yīng)變?yōu)?00和000 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卩時(shí)U電橋單臂工作的輸出電壓是U0k10 2 (100 10 6)44510 4V板橋工作時(shí)的輸出電壓是U uk( 12)(100 10 6100 10 6) 044（2）同理，當(dāng)應(yīng)變?yōu)?000卩時(shí)電橋單臂工作的輸出電壓是U幾410 2 (1000 10 6)45 10 3V板

32、橋工作時(shí)的輸出電壓是U U4k(!2)104244(1000 10 61000 10 6) 0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)、國際實(shí)用溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo) 熱力學(xué)溫標(biāo)T與攝氏溫標(biāo)t的關(guān)系為：T=t+;攝氏溫標(biāo)tC與華氏溫標(biāo)tF的關(guān)系為：tC=59（ 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:熱電偶熱電勢的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢是被測溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表給出的熱電勢是以冷 端溫度0C為依據(jù)，否則會(huì)產(chǎn)生誤差。因此，常采

33、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)有哪幾種簡述各自的工作原理。 答：輻射式溫度計(jì)有哪幾種簡述各自的工作原理。 單色輻射式光學(xué)高溫計(jì)利用亮度比較取代出射度比較進(jìn)行測溫。P111全輻射高溫計(jì)通過測量物體全部輻射能來確定物體溫度的。P114比色高溫計(jì)利用兩種不同波長的輻射強(qiáng)度的比值來測量溫度的。P114紅外測溫儀5- 6、試驗(yàn)室用氣體溫度計(jì)測量時(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、測溫泡體積冷縮的修正4、熱分子壓差的修正5- 7、簡述紅外測溫儀和紅外熱像儀的工

34、作原理。答:紅外測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)算的一種檢測設(shè)備。第六章6- 1、答：液柱式壓力計(jì)測量誤差來源： 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、安裝與測讀引起的誤差 。彈性壓力計(jì)測量誤差來源： 1、遲滯誤差 2、溫度誤差 3、間隙和摩擦誤差6- 2、 答： P g h6- 3、 答：壓阻式壓力傳感器原理：當(dāng)力作用于硅晶體時(shí)，晶

35、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 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

36、 制成的應(yīng)用；它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(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 可以用來測量發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。也可以用于軍事工 業(yè)，例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(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電

37、容式傳感器，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)簡單等優(yōu)點(diǎn)， 且可用于非接觸測量，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)測量6- 4、答：(1) L形總壓管，制造簡單，安裝盒使用比較方便，且支桿對(duì)測量結(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

38、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p 大大提高。缺點(diǎn)是p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)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

39、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量線路的絕緣性能、 環(huán)境的振動(dòng)和噪聲、電磁場的干擾、 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、注意傳感器在測量時(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

40、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：可壓縮丹二 P + 二 119-7kpa kla-0.512查表得卜ip = 1.226 e = 1=173.9m/s（2）不可壓縮L2267- 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

41、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。特點(diǎn)：恒流式因熱線熱慣性的影響，存在靈敏度隨被測流體流動(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 性較好的恒溫式。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，由于測速公式的含糊關(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

42、又有體積流量和質(zhì)量流量之分。 常用流量測量方法有容積型流量測量、速度型流量測量和質(zhì)量型流量測量。 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)工作原理簡單，測量結(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量，其精度較高；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(dòng)條件（

43、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)、科里奧利力式質(zhì)量流量計(jì)。考慮的因素有：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) ReD ）有關(guān)。流量改變則流 速發(fā)生變化，雷諾數(shù)ReD也會(huì)隨之改變，當(dāng)雷諾數(shù)變化較大時(shí)，流量測量就不準(zhǔn) 確

44、。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。8-4、答：節(jié)流元件根據(jù)對(duì)B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)算為兆帕。因此取壓裝置選液汞 U型 測壓管。直管段通過連接法蘭連接。8-5、簡述影響渦輪流量計(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)

45、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 測量流體的體積流量。當(dāng)被測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)在測量回路中加入密度（或溫度、壓力）補(bǔ)償器， 以補(bǔ)償相應(yīng)的測量誤差。3、流體壓力和溫度的影響：當(dāng)被測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

46、突變和流體的旋轉(zhuǎn) 可使測量誤差達(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。被測介質(zhì)不潔凈時(shí)，要加過濾器。否則渦 輪、軸承易被卡住，測不出流量來。2、拆裝流量計(jì)時(shí)，對(duì)磁感應(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。 答：光釬流量計(jì)舉光釬差壓式流量計(jì)為例

47、。工作原理：在節(jié)流元件前后分別安裝一組敏感膜片和 丫形光釬，膜片感受流體壓 力的作用而產(chǎn)生唯一，丫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)變化測量膜片位移的大小。特點(diǎn)：利用光釬傳感技術(shù)檢測節(jié)流元件前后的差壓。發(fā)展趨勢：超聲波流量計(jì)。工作原理： 超聲波在順流和逆流中的傳播速度差與介質(zhì)的流動(dòng)速度 v 有關(guān)，測出 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： 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。

48、3、亞洲和中東市場增長最大。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)行流量測量的方法，其工 作原理是當(dāng)被測固體粉粒從一定的高度自由下落到一定傾斜角的檢測板上時(shí)， 對(duì) 檢測板產(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)。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）的測量方法答：因?yàn)橐何慌c差壓的關(guān)系將變化不

49、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)，簡述各 自的工作原理。答：測量導(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。測量非導(dǎo)電液體的電容式液位計(jì)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，從而引起電容量變化。9-3、簡述電阻式液位計(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

50、溫度變化的特點(diǎn)進(jìn)行液位測量。9-4、綜述光纖傳感技術(shù)在液位測量中的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。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)的液位測量提供了安全的檢測手段。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)速傳感器： 結(jié)構(gòu)簡單， 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，測速范圍廣，因此適用范圍非常廣泛。10-2、答：測量方法有傳遞法和平衡力法。 典型的測量儀器有鋼鉉轉(zhuǎn)矩測量儀， 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，磁致伸縮式測距儀。10-3、答： P=1*

51、10*3000/9550= 10-4、 答、直流電力測功機(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 為測功機(jī)的最大負(fù)荷調(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，即測功機(jī)能吸收和測量的最大功率。曲線 D 為受離心力負(fù)荷或

52、軸允許轉(zhuǎn)速 所限制的最高轉(zhuǎn)速限制線。 曲線 E 為測功機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)能測量的最小轉(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)測功機(jī)， 它的工作范圍是已知的， 必須保證被測動(dòng)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(dòng)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)速度動(dòng)力機(jī)械工況變化的響應(yīng)速度是

53、測功機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 一般來說， 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量中的作用、工作原理以及具體 應(yīng)用時(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， 組分的含量檢測還需要利用相應(yīng)的檢測 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，

54、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)。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)測量。 紅外不分光分析儀器：工作原理 :通過測量吸收帶內(nèi)待測組分對(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 僅僅是待測組分含量的單值函數(shù)。 因此，通過測量透射的紅外輻射強(qiáng)度， 就可以 確定待測組分的含量。用途特點(diǎn)