熱力測試技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題

1、熱力測試技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題第二章測量的基本概念名詞：測量、直接測量、間接測量、等精度測量，誤差、誤差分類（絕對誤差和相對誤差）、系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、標(biāo)準(zhǔn)誤差，殘差、有效數(shù)字、極限誤差。簡答：1. 簡述測量的分類，直接測量方法的分類（直讀、差值、零位、替代）測量方法分為直接測量法、間接測量法、組合測量法；直接測量法分為直讀法、差值法、零位法、替代法；2. 誤差按表示方法、按性質(zhì)和按產(chǎn)生原因分類與含義按誤差的表示方法分為絕對誤差、相對誤差；按誤差的性質(zhì)分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、過失誤差；3. 理解精密度、準(zhǔn)確度、精確度三者的關(guān)系精密度高的準(zhǔn)確度不一定高；準(zhǔn)確度高的精密度不一定高；但精度高的，精密度和準(zhǔn)確度

2、都高；4. 系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)和來源系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)：測量條件中所引起的誤差，是由于某些出現(xiàn)規(guī)律及影響程度都可以確定的因素引起。判斷：正確的測量結(jié)果中不應(yīng)包含系統(tǒng)誤差（X）系統(tǒng)誤差的來源：儀器誤差，環(huán)境誤差，測量者誤差，測量方法誤差5. 隨機(jī)誤差分布規(guī)律與四個特點(diǎn)隨機(jī)誤差分布規(guī)律：正態(tài)分布隨機(jī)誤差四個特點(diǎn)：單峰、有界、對稱、相互補(bǔ)償計算：有限測量次數(shù)中的隨機(jī)誤差計算（間接、直接）第三章測試儀表基本知識名詞：測試儀表、儀表精度、靈敏度、靈敏度阻滯、時滯，傳遞函數(shù)，動態(tài)誤差簡答：1. 測試儀表的組成和功能測試儀表的組成：傳感器、傳輸元件和處理元件、顯示器；測試儀表的功能：變換功能、傳輸功能、顯示功能；2

3、. 儀器傳感器滿足的三個條件是什么隨被測參數(shù)的變化而發(fā)生相應(yīng)的內(nèi)部變化（即輸出信號）；只能隨被測參數(shù)變化而發(fā)出信號或其輸出為被測信號的函數(shù)；變換器輸出信號與被測參數(shù)這間必須是單值的函數(shù)關(guān)系；3. 儀表精度定級與選用原則，并舉例說明數(shù)字小，相對誤差小，精度高；數(shù)字大，相對誤差大，精度低；儀表精度等級規(guī)定了在滿量程使用條件下，最大誤差不得超過的數(shù)值；定級原則取上限（精度低的）；選用原則取下限（精度高的）；4. 測量精度與儀表精度的區(qū)別，舉例說明m：最大絕對誤差A(yù)m：儀表測量范圍l：被測量值估計量測量精度：儀表精度：5. 測量儀表的動態(tài)特性與動態(tài)誤差動態(tài)特性：指當(dāng)輸入信號隨時間變化時，輸出與輸入信號

4、之間的關(guān)系；動態(tài)誤差：儀表在動態(tài)下讀數(shù)值和在同一瞬間被測量真值之間所存在的差值；6. 什么是阻尼比？為什么多選為0.707（）二階儀器動態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述：定義0：定義二階儀器的阻尼比：7. 畫出一階儀器階躍輸入的響應(yīng)圖并分析時間常數(shù)的作用8. 給出二階系統(tǒng)的正弦輸入的頻率響應(yīng)圖，并會簡單分析(P=99.73%)計算：儀表精度的選用，儀表精度定級，測量次數(shù)計算第四章溫度測量名詞：熱電效應(yīng)，電阻溫度系數(shù)簡答：1. 攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)、絕對溫標(biāo)三種溫標(biāo)的概念以及如何換算華氏溫標(biāo)：32°標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰的熔點(diǎn)；212°標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)；32212°分成180分，每一等分

5、為華氏1度，以符號°F表示；t=(T-273.15)K=（1.8t+32）°F；2. 常用測溫方法及特點(diǎn)玻璃管式液體溫度計：工作液體的熱膨脹：水銀、酒精、甲苯等；壓力式溫度計：氣體或液體受熱后壓力變化的原理而制成的；熱電偶溫度計：利用兩種不同金屬的熱電效應(yīng)的原理來測量；熱電阻溫度計：利用導(dǎo)體和半導(dǎo)體受熱后電阻值變化性質(zhì)；光學(xué)高溫計和輻射高溫計：高溫物體熱輻射光學(xué)設(shè)備分析光譜輻射強(qiáng)度溫度3. 熱電效應(yīng)四個定律名稱及內(nèi)容均勻?qū)Ь€定律：同一材料不管截面或溫度梯度如何，其內(nèi)部不會產(chǎn)生熱電勢；中間導(dǎo)體定律：熱電偶回路若有中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同，則對熱電偶回路的總熱電動勢無

6、影響；中間溫度定律：在熱電偶回路中，如果熱端溫度為t，冷端溫度為t0，中間溫度為tn，則熱電偶回路的總電勢（t,t0）等于t與tn熱電勢（t,tn）和tn與t0熱電勢（tn,t0）的代數(shù)和：E（t,t0）=E（t,tn）+E（tn,t0）；標(biāo)準(zhǔn)電極定律：如果兩種導(dǎo)體AB分別與第三種導(dǎo)體C組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢已知，則由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢也就已知；4. 為什么要進(jìn)行冷端補(bǔ)償？四種補(bǔ)償方法熱電偶的分度是在冷端溫度為0時進(jìn)行的，科學(xué)工作者將各種材料的熱電勢均進(jìn)行測試，制成圖表供使用；實際使用時，難于保證0，需采取措施消除冷端實際溫度與分度時0不同而引起的誤差；冷端恒溫法：冷

7、端放入冰水混合物的容器中，容器溫度保持0不變.冷端溫度校正法：如果冷端溫度固定為t0時進(jìn)行的，就可從分度表中查出E(t,0)，E(t0，0)，即可按前述進(jìn)行校正。補(bǔ)償導(dǎo)線法:常將冷端和測量儀表放置在遠(yuǎn)離熱源的地方，這需要將熱電偶的一段延伸出來，這種方法對貴金屬制成的熱電偶不經(jīng)濟(jì)，因此用熱電性能與主熱電偶相同或接近的補(bǔ)償來代替昂貴的熱電偶電極實現(xiàn)。補(bǔ)償電橋法:采用電橋式冷端溫度補(bǔ)償器，可使冷端溫度變化自動得到補(bǔ)償5. 熱電偶三種保護(hù)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)露頭式：響應(yīng)快；絕緣型：防護(hù)好；接地型：介于兩者之間；6. 熱電阻工作原理與溫度系數(shù)原理：導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨著溫度變化而變化；導(dǎo)體熱電阻特性：Rt：溫度

8、t時的電阻；R0：溫度0時的電阻；：導(dǎo)體的電阻溫度系數(shù)；電阻溫度系數(shù)：在某溫度間隔內(nèi)，溫度變化單位溫度時的電阻相對變化量，單位為/7. 熱電偶和熱電阻大致測溫范圍熱電偶：-2001800；熱電阻：-1205008. 熱電阻易于產(chǎn)生誤差的原因熱電阻受熱后產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而造成誤差：熱電阻絲很細(xì)，受熱后不能自由膨脹就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因而使其電阻值發(fā)生變化而造成誤差，避免方法：定期校正；熱電阻引線造成的誤差：引線電阻限制在一定范圍內(nèi)；電阻線圈因有電流流過而引起的誤差：控制通過電阻線圈的電流；由于絕緣不好而造成的誤差：定期檢查電阻引線的絕緣電阻；9. 簡述輻射式測溫的幾種方法和原理單色輻射式光學(xué)溫度計：利用亮

9、度代表輻射能，700以上發(fā)可見光；全輻射高溫計：測全部輻射能；比色高溫計：兩種不同波長輻射強(qiáng)度的比值；紅外測溫儀：測紅外光，700以下無可見光，同光電高溫計；10. 接觸式溫度計的誤差來源及改進(jìn)措施安裝誤差；熱電偶與被測表面接觸方式不同引起的誤差熱幅射引起的誤差；感溫器熱傳導(dǎo)引起的誤差；氣體流動所引起的測溫誤差；接觸式靠熱交換測溫，因熱慣性而存在時滯；第五章壓力測量名詞：表壓力、真空度、壓電效應(yīng)、壓電常數(shù)、居里點(diǎn)、靜壓、動壓簡答：1. 三種壓力概念及如何換算（表壓力、絕對壓力、負(fù)壓力）表壓力：Pa=P-P0（P：絕對壓力；P0：大氣壓）；負(fù)壓力：Pb=P0-P（P：絕對壓力；P0：大氣壓）；2

10、. 簡述壓力傳感器分類、工作原理液柱式壓力計：利用液柱高度測壓；機(jī)械式彈性壓力計：以各種形式的彈性元件受；電子式壓力傳感器：結(jié)構(gòu)外力變形電荷、電阻、電容、電感的變化放大器顯示裝置；3. 簡述上止點(diǎn)測試的幾種方法靜態(tài)測定法：停機(jī)劃線法；磁電法；接觸法；光點(diǎn)法；閃電停像法；動態(tài)測定法：電容法；壓縮線法；4. 簡述示功圖測試的誤差分析測壓通道引起的誤差（改變了發(fā)動機(jī)原有工作狀態(tài)，滯后和腔振）；上止點(diǎn)位置引起的誤差（是根據(jù)示功圖進(jìn)行放熱率、平均指示壓力）；溫度變化引起的誤差（壓力傳感器對溫度的變化很敏感，尤其是壓電元件的壓電常數(shù)因溫度的變化而改變，是測量時的輸出發(fā)生飄移。傳感器在測試時的冷卻條件，可采

11、用帶溫度補(bǔ)償片的壓電傳感器，以消除氣缸內(nèi)燃?xì)飧邷貛淼挠绊懀坏诹铝魉贉y量1.流速測量常用儀器、原理動壓管（皮托管）可壓縮氣體等熵流動的能量方程：式中：P0氣體總壓；P氣體靜壓；氣體密度；v液體或氣體流速；壓縮修正系數(shù)，對于液體：=0；熱線風(fēng)速儀：利用被電流加熱而置于氣流中的感受元件“熱線”的熱量散失強(qiáng)度與氣流速度大小之間的關(guān)系來測定流速；多普勒激光測速儀：當(dāng)激光照射到跟隨被測氣體一起流動的微粒上時，激光被運(yùn)動的粒子所散射，其散射光對入射光的頻率偏移與流體速度成正比，測定散射光的頻率偏移量，便可求得被測流體速度；粒子圖像測速技術(shù)：測量示蹤粒子在t內(nèi)的位移來計算流體速度，位移信息是t和t+t時

12、刻的粒子圖像，采用激光器發(fā)射的脈沖光照明流場，利用示蹤粒子的散射光成像，并拍攝粒子圖像；2.什么是恒溫法、恒流法熱線風(fēng)速儀恒流法：v=f(Tw)電源以恒值電流對熱線加熱，使熱線的過熱度比周圍被測氣流溫度約高100200，因此熱線向測量點(diǎn)周圍氣流散熱，其散熱量的大小，當(dāng)其它條件保持固定不變時，僅為氣體流速的單值函數(shù)；恒溫法v=f(I)：測量過程中，通過伺服機(jī)構(gòu)，使熱線的溫度始終保持在比測量上周圍氣流溫度高某一恒定值。隨著被測氣流流速的變化，熱線向氣體的散熱量也必然發(fā)生相應(yīng)的改變，為使熱線的溫度始終保持為給定的恒定值，通過伺服機(jī)構(gòu)隨時調(diào)節(jié)流徑熱線的電流值；3.簡述多普勒測速的幾種方法和原理參考光束

13、；單光束（雙散射）；雙光束（單散射）；第七章流量測量1.流量計的分類及典型儀器容積式：單位時間充滿某一定容積的次數(shù)，即qv=nV=f(n)：橢圓齒輪，腰輪(羅茨)，刮板式，伺服式容積，皮模式，轉(zhuǎn)筒流量計；速度型：根據(jù)流體一元流動的連續(xù)方程，通過測量流速或與流速有關(guān)的物理量來計算流量，即qv= f(v)：差壓式，轉(zhuǎn)子式，渦輪式，電磁式，超聲波流量計，靶式，渦街，層流, 明渠；質(zhì)量型：測量與流體質(zhì)量有關(guān)的物理效應(yīng)為基礎(chǔ)：直接式，推導(dǎo)式，溫度壓力補(bǔ)償式；流速法測量流量；2.壓差、浮子、渦輪等流量計的原理與特點(diǎn)壓差：流體通過測量管道中節(jié)流元件時，流線和流速發(fā)生變化，在節(jié)流元件前后產(chǎn)生壓差，該壓差與流量

14、流速成正比。測得壓差，通過計算可得到流量；轉(zhuǎn)子：通過改變節(jié)流面積，使得流體的動壓不變，即總靜壓差不變，也叫浮子式；渦輪：渦輪葉片受流動沖擊而轉(zhuǎn)動，測轉(zhuǎn)速；3.壓差式流量計的流量系數(shù)與誰有關(guān)，如何變化其中：d-節(jié)流元件的孔徑（m）；-流量系數(shù)與有關(guān)；-節(jié)流元件入口前的空氣密度（kg/m3）；P-節(jié)流元件前后壓力差（Pa）；膨脹校正系數(shù)，由P和P0決定。第八章液位測量1.液位計的典型儀器電容式液位計；電阻式液位計：電接點(diǎn)液位計；熱電阻液位計；光纖液位計：全反射型光纖液位計；浮沉式光纖液位計；2.電容式液位計工作原理液位變化，電極間充填液體的介電常數(shù)發(fā)生變化，引起電容變化；3.了解電阻式液位計和光纖

15、液位計的典型種類電阻式液位計：電接點(diǎn)液位計：利用物質(zhì)液態(tài)和氣態(tài)的電阻率相差懸殊的特性指示液位；熱電阻液位計：利用熱電阻絲在液體和氣體中的換熱系數(shù)不同溫度不同導(dǎo)致電阻改變來指示液位；光纖液位計：全反射型光纖液位計：在空氣中符合全反射條件，接受光強(qiáng)大；在液體中不符合全反射條件。棱鏡一浸入液體，大部分入射光進(jìn)入液體，接受光強(qiáng)驟減；浮沉式光纖液位計：浮子，重錘，鋼索，計數(shù)齒盤。齒盤轉(zhuǎn)過的齒數(shù)與液位成正比；第九章轉(zhuǎn)速、扭矩和功率測量1.水力、電力、電渦流測功的工作原理與工作特性描述與分析（畫圖）水力測功器：利用運(yùn)動物體與水之間摩擦阻力來吸收發(fā)動機(jī)的功率；電力測功器：定子由電源激磁轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)子受相

16、反力矩，外殼固定，電流帶走能量；電渦流測功器：激勵繞組通直流電流，形成的閉合磁路，感應(yīng)子外圓為齒狀，旋轉(zhuǎn)時磁通密度不斷變化，在渦流環(huán)表面產(chǎn)生渦電流，變成熱量由冷卻水帶走，轉(zhuǎn)子受到一個與轉(zhuǎn)向相反的力，形成制動力矩；2.簡述測功機(jī)與發(fā)動機(jī)配合工作的穩(wěn)定條件測功器扭矩曲線越陡，其穩(wěn)定性越好；3.測功機(jī)的選型依據(jù)如圖所示4.了解常用扭矩測量儀的工作原理鋼鉉轉(zhuǎn)矩儀：根據(jù)彈性扭曲的變形引起鋼鉉伸縮，從而使鋼鉉振動的固有頻率發(fā)生變化來測量轉(zhuǎn)矩；相位差式：在彈性變形范圍內(nèi)，利用彈性軸間隔一定長度的兩個端面上所產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)矩成正比；應(yīng)變式：利用應(yīng)變原理，當(dāng)被測軸承受轉(zhuǎn)矩時，其產(chǎn)生切應(yīng)力，而最大應(yīng)力發(fā)生在軸的外

17、圓周面上。兩個主應(yīng)力軸線成45°和135 °夾角，通過測量粘貼在主應(yīng)力方向上的應(yīng)變片的應(yīng)變值來測量轉(zhuǎn)矩；磁致伸縮式：利用鐵磁物體的磁導(dǎo)率在機(jī)械力的作用下發(fā)生顯著變化，拉應(yīng)力下，其磁導(dǎo)率增加，壓應(yīng)力下磁導(dǎo)率減小；5.光電、磁電和霍爾測速方法的原理與特點(diǎn)磁電式轉(zhuǎn)速表：利用電磁感應(yīng)原理將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電脈沖信號。被測軸旋轉(zhuǎn)齒輪上每個齒經(jīng)過磁電式測速傳感器感應(yīng)線圈時，輸出一個脈沖信號，由電子計數(shù)器接受信號，并對其實行放大整形、控制、記數(shù)及顯示等；光電式轉(zhuǎn)速表：利用光電轉(zhuǎn)換原理將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，分為透光式，反射式；霍爾傳感器式轉(zhuǎn)速表：通電的霍爾元件有磁場作用時在另兩端產(chǎn)生電壓；第十

18、章內(nèi)燃機(jī)排氣成分測定與分析1. 常用的發(fā)動機(jī)尾氣取樣方法直接取樣法：取樣探頭插入發(fā)動機(jī)排氣管內(nèi)直接采集部分廢氣，然后進(jìn)行分析的方法，叫直接取樣法，連續(xù)直接采樣與非連續(xù)直接采樣；全量取樣法；稀釋取樣法；定容取樣法：CVS法是一種稀釋取樣法，它利用一定比例的周圍空氣對汽車排氣進(jìn)行連續(xù)稀釋，因而一種接近于汽車排氣向大氣中擴(kuò)散的實際過程的取樣方法；2. 簡述各氣體成份的測試方法及原理（CH、CO、CO2、NOx、O2）O2含量測量：順磁分析儀，氧化鋯氧量分析儀；CH的測量：氫火焰電離檢測器；CO、CO2的測量：不分光紅外分析儀；NOx的測量：化學(xué)發(fā)光檢測器；3. 煙度測量有幾種方法，原理是什么？典型煙

19、度儀有哪些？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；濾紙法：用濾紙收集一定量的煙氣，再通過比較濾紙表面對光的反射率的變化來測量煙度的，這種方法也叫反射法；哈特里奇煙度計：讓部分排放氣體連續(xù)不斷地流經(jīng)測量管；是一種典型的透光式煙度計，其煙度分度方式為：0表示無煙（通常用干凈空氣的透光度標(biāo)定），100表示全黑（透光度為0）；PHS煙度計：是一種透光式煙度計，不同的是，它將被測對象的全部排放氣體都導(dǎo)入其檢測部分；波許煙度計：是一種典型的濾紙式煙度計，由定容采樣泵（抽氣泵）和檢測儀兩部分組成，抽氣泵從排放氣體中抽取固定容積的氣樣，并讓氣樣通過裝在夾具上的濾紙，使氣樣中的碳煙沉積在濾紙上，由于抽取的氣樣數(shù)量（容積）恒定，故濾紙被染黑的程度（簡稱黑度）能夠反映氣樣中所含碳煙的濃度；馮布蘭德煙度計：是一種濾紙式煙度計，不同的是，馮布蘭德煙度計采用帶狀濾紙，通過相應(yīng)的濾紙傳送裝置，可以實現(xiàn)碳煙的