熱工測量儀表作業(yè)參考答案

1、精品文檔第一、二章一.名詞解釋1 .測量:人們借助專門工具,通過試驗(yàn)和對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計算,將被測量X0以測量單位U倍數(shù)N顯示出來的過程，即X0= W。2 .熱工測量:指壓力,溫度等熱力狀態(tài)參數(shù)的測量,通常還包括一些與熱力生產(chǎn)過程密切相關(guān)的參數(shù)的測量,如測量流量,液位震動 ,位移 ,轉(zhuǎn)速和煙氣成分等。3 標(biāo)準(zhǔn)量：即 U ， 測量單位 。 U 必須是國際或國家公認(rèn)的，理論約定的，必須是穩(wěn)定的可以計量的傳遞。4 .環(huán)節(jié)： 在信號傳輸過程中， 儀表中每一次信號轉(zhuǎn)換和傳輸可作為一個環(huán)節(jié)。5 .傳遞函數(shù)：靜態(tài)下每個環(huán)節(jié)的輸出與輸入之比，稱為該環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。6 .可靠性：作為儀表的質(zhì)量指標(biāo)之一，是過程檢

2、驗(yàn)儀表的基本要求，目前常用有效性表示。7 . 精密度：對同一被測量進(jìn)行多次測量所得測量值重復(fù)一致的程度，或者說測定值分布的密集度。準(zhǔn)確度：對同一被測量進(jìn)行多次測量，測定值偏移被測量真值的程度。精確度或者精度：精密度與準(zhǔn)確度的綜合指標(biāo)。8 .絕對誤差：儀表的指示值與實(shí)際值的差值。9 .基本誤差：在規(guī)定的工作條件下，儀表量程范圍內(nèi)各示值誤差中的絕對值最大者稱為儀表的基本誤差。10 .儀表精度：儀表在測量過程中所能達(dá)到的精確程度。11準(zhǔn)確度等級：儀表最大引用誤差表示的允許誤差ryu去掉百分號后余下的數(shù)字稱為該儀表的準(zhǔn)確度等級。12 .線性度：對于理論上具有線性“輸入輸出”特性曲線的儀表，由于各種原因

3、， 實(shí)際特性曲線往往偏離線性關(guān)系， 它們之間最大偏差的絕對值與量程之比的百分?jǐn)?shù)，稱之為線性度。13 .回差：輸入量上升和下降時，同一輸入量相應(yīng)的兩輸出量平均值之間的最大差值與量程之比的百分?jǐn)?shù)稱為儀表的回差。14 .重復(fù)性：同一工況下，多次按同一方向輸入信號作全量程變化時，對應(yīng)于同一輸入信號值，儀表輸入值的一致程度稱為重復(fù)性。15 .分辨率：引起儀表示值可察覺的最小變動所需的輸入信號的變化，稱為 儀表的分辨率。16 .靈敏度：儀表在到達(dá)穩(wěn)態(tài)后，輸出增量與輸入增量之比，稱為儀表的靈 敏度。17 .粗大誤差：明顯歪曲了測量結(jié)果，使該次測量失效的誤差稱為粗大誤差。18 .系統(tǒng)誤差：在同一條件下，多次測

4、量同一被測量，絕對值和符號保持不 變或按某種確定規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。19 .隨機(jī)誤差：在相同條件下，多次測量同一被測量時，絕對值和符號不可 預(yù)知地變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。20、隨即誤差傳遞公式：y = m L xi2 , y為間接測量的標(biāo).i 1 Xi準(zhǔn)誤差和函數(shù)對該直接測量值的偏導(dǎo)數(shù)乘積的平方和的平方根21、拉依達(dá)準(zhǔn)則：對于大量重復(fù)測量值，如果其中某一測量值殘差 d的絕 對值大于該測量列的標(biāo)準(zhǔn)偏差的 3倍，那么可認(rèn)為該測量值存在粗大誤差， 也就 是說 vi = xi x 322、格拉布斯準(zhǔn)則：將重復(fù)測量值按大小順序重新排列，X1 X2 L Xn , Ivl X X用下式計算首尾測量

5、值的格拉布斯準(zhǔn)則數(shù)Ti=LJ ，然后根據(jù)子樣容量ns s和所選取的判斷顯著性水平 a ,查得T(n, a ),若Ti>=T(n, a ),則可認(rèn)為Xi為 壞值，應(yīng)剔除，每次只能剔除一個測量值。若 T1和Tn都大于或等于T (n, a), 則應(yīng)先剔除兩者中較大者，再重新計算算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差估計值S,這時子樣容量只有(n-1),再行判斷，直至余下的測量值中再未發(fā)現(xiàn)壞值。23、恒值系統(tǒng)誤差：對同一被測量進(jìn)行多次測量，誤差的大小和符號保持包 定的系統(tǒng)誤差。24、變值系統(tǒng)誤差：測量值中按某種確定規(guī)律變化的誤差，有：累積系統(tǒng)誤 差，周期性系統(tǒng)誤差，復(fù)雜變化的系統(tǒng)誤差。25、微小誤差的取舍原則：若

6、某個局部誤差小于間接測量值標(biāo)準(zhǔn)誤差的1/3,則該局部誤差是微小誤差，可以忽略。26、馬爾科夫準(zhǔn)則：按測量先后順序排列測量值，用前一半測量值殘差之和減去后一半測量值殘差之和。若差值顯著地異于零，則認(rèn)為測量列含有累積系統(tǒng) 誤差。實(shí)際上，當(dāng)測量次數(shù)n很大時，只要差值不等于零，一般可認(rèn)為測量列含 有累積系統(tǒng)誤差。但當(dāng)n不太大時，一般認(rèn)為只有當(dāng)差值大于測量列中的最大殘 差時，才能判定為測量列中含有累積系統(tǒng)誤差。27、阿貝準(zhǔn)則：按測量先后順序排列測量值，求出測量列標(biāo)準(zhǔn)誤差估計值s , n 1計算統(tǒng)計量cViVi 1 ,若|c JFs2 ,則可認(rèn)為該測量列中含有周期性i 1系統(tǒng)誤差。二：.簡答1 .簡述測量

7、方法的分類答：測量方法按測量結(jié)果的獲取方式來分， 可分為直接測量法、間接測量法 和組合測量法；按被測量與測量單位的比較方式來分，測量可分為偏差測量法， 微差測量法與零差測量法；按被測量在測量過程中的狀態(tài)來分，測量又可分為靜 態(tài)測量方法和動態(tài)測量方法。2 .熱工測量儀表按其功能件可以分成哪些？各部件的功能是什么？答：熱工測量儀表按其功能可以分為：感受件，顯示件，傳遞件。其中感受 件直接與被測對象相聯(lián)系，感受被測量的量值，并將感受到的被測量信號轉(zhuǎn)換成 相應(yīng)的信號輸出。而顯示件最終是通過它向觀察者反映被測量的變化，其功能可以分為：顯示被測量瞬間值；記錄被測量隨時間變化；顯示被測量對時間 的積分結(jié)果；

8、反映被測量是否超過允許限值；根據(jù)被測量與規(guī)定值的偏差情 況，發(fā)出對被測對象進(jìn)行調(diào)節(jié)的信號。傳遞件的功能如下；單純起傳遞作用； 將感受件輸出的信號放大，以滿足遠(yuǎn)距離傳輸以及驅(qū)動顯示，記錄裝置的需要； 為了使各種感受件的輸出信號便于與顯示儀表和調(diào)節(jié)裝置配接，要通過傳遞件轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一信號。第四章一、名詞解釋：1、溫度：衡量物體冷熱程度的物理量、分子無序運(yùn)動平均動能的體現(xiàn)。2、溫標(biāo)：溫標(biāo)是用來度量物體溫度高低的標(biāo)尺。3、熱力學(xué)溫標(biāo)：絕對溫標(biāo)是以卡諾循環(huán)為基礎(chǔ)建立起來的。在卡諾循環(huán)中 可寫出以下方程式： 疝 Q2 ,它表示工質(zhì)在溫度工時吸收熱量Q1 ,而在溫度T2 T1 T2向低溫?zé)嵩捶懦鰺崃縌2

9、。如果指定了一個定點(diǎn)T2的數(shù)值，就可由熱量的比例求得未知量T1,由于上述方程式與工質(zhì)本身的種類和特性無關(guān)，所以用這個方法 建立起來的熱力學(xué)溫標(biāo)就避免了分度的“任意性”。4、三相點(diǎn)：固、液、氣三態(tài)同時存在的溫度。5、湯姆遜電勢：又稱 溫差電勢，是一根導(dǎo)體上因兩端的溫度不同而產(chǎn)生的 熱電動勢。當(dāng)同一導(dǎo)體的兩端溫度不同時，高溫端的電子能量低溫端的電子能量 大，因而從高溫端跑到低溫端的電子數(shù)比從低溫端跑到高溫端的要多，結(jié)果，高溫端因失去電子而帶正電荷，低溫端因得到電子而帶負(fù)電荷， 從而在高、低溫端 之間形成一個從高溫端指向低溫端的靜電場。 該電場組織電子從高溫端跑向低溫 端，同時加速電子從低溫端跑向高

10、溫端， 最后達(dá)到動平衡狀態(tài)，即從高溫端跑向 低溫端的電子數(shù)等于從低溫端跑向高溫端的電子數(shù)。 動平衡時在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生一 個相應(yīng)的電位差，該電位差稱為溫差電勢。6、珀?duì)柼妱荩涸谟蓛煞N不同導(dǎo)體構(gòu)成的閉合回路中通有直流電流時，兩 個交接端子中的一個溫度降低（吸熱端），而另一個則溫度升高（放熱端），在兩個 交接端之間產(chǎn)生了溫差，這一效應(yīng)被稱之為珀?duì)柼?yīng)。7、均質(zhì)導(dǎo)體定律：由一種均質(zhì)導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）組成的閉和回路，不論導(dǎo) 體（或半導(dǎo)體）的截面積如何以及各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。8、中間導(dǎo)體定律：由不同材料組成的閉和回路中，若各種材料接觸點(diǎn)溫度 都相同，則回路中電勢的總和等于零。9、連接（中

11、間）溫度定律：接點(diǎn)溫度為t1和t3的熱電偶，它的熱電勢等于 接點(diǎn)溫度t1、t2和t2、t3的兩支同性質(zhì)熱電偶的熱電勢的代數(shù)和。10、電阻溫度系數(shù)：溫度變化10C時電阻值的相對變化量，用 表示，單位為0C 1, 可以用下式表示:1dRR dt11溫標(biāo)是溫度的數(shù)值的表示方式，經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的三要素是什么?三要素為：溫度計（工質(zhì)）、固定點(diǎn)、內(nèi)插函數(shù)12.ITS- R國際溫標(biāo)規(guī)定溫度的單位是什么？定義其度的數(shù)值是多少？國際溫標(biāo)的構(gòu)成要素是什么？ITS-90國際溫標(biāo)規(guī)定溫度的單位是開爾文， 符號為K,它規(guī)定水的三相點(diǎn)的 熱力學(xué)溫度為273.16K,定義開爾文一度等于水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.1&

12、國際溫標(biāo)構(gòu)成的要素是：固定點(diǎn)、內(nèi)插函數(shù)、工質(zhì)。13 .普通工業(yè)熱電偶由哪幾部分組成？由熱電阻體、引出線、絕緣骨架、保護(hù)套管、接線盒等組成14 .在整個測量系統(tǒng)中熱電偶，熱電阻作為測溫元件，其后續(xù)儀表可配備哪些？ 可配備：動圈式儀表、自動平衡式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表、帶微處理器的數(shù)字模擬混合式記錄儀15敘述管內(nèi)流體溫度，壁面溫度及高溫氣體溫度測量時測量元件安裝方法要管內(nèi)流體溫度測量：1、在測溫管向外散熱的情況下，誤差不可能等于零。2、把露出在管道外的測溫管用保溫材料包起來， 使得露出部分溫度 提高，減小導(dǎo)熱損失，也使露出部分和外面介質(zhì)的熱交換減少。3、插到管道內(nèi)的介質(zhì)部分測溫管長度增加。4、把

13、感受件放在管道流體速度最高的地方。5、使測溫管的壁厚、外徑盡量減少。6、測溫管唱常用導(dǎo)熱性質(zhì)不良的材料來制造。壁面溫度測量：1、熱電偶采用平行焊的方式與壁面接觸。2、熱電極的直徑盡量細(xì)。3、盡量使壁面上方的氣流速度小，使得熱電極上散失的熱量減小。4、盡量使管壁厚度增加。高溫氣體溫度測量：1、將測溫管安裝在煙道內(nèi)煙氣能流過的地方，同時測溫管裝設(shè)的內(nèi) 壁也要讓煙氣流過。2、在測溫管裝設(shè)部位外壁敷以較厚的絕緣層。3、把測溫管和冷的管壁隔離開，使測溫管不直接對冷管壁面進(jìn)行輻 射。在條件許可的情況下，在短時間測量時，可以不用陶瓷管而直接把 伯銘-柏?zé)犭姌O裸露使用。4、采用雙熱電偶測溫，可用計算方法消除熱

14、輻射誤差。16 、.敘述熱流密度的定義（以文字和公式），在工業(yè)生產(chǎn)中熱流計有什么用途? 答：熱流密度：單位時間內(nèi)單位面積上流過的熱量。Tq 一x用途：1、測量火焰在單位時間內(nèi)以輻射或輻射和對流兩種方式傳至某單位 面積上的熱量。2、爐墻和熱力管道在單位時間單位面積上向外散失的熱量等等，保 證運(yùn)行安全。17 .金屬片熱流計工作原理是什么？畫出金屬薄板型熱流密度計的簡圖。答：原理：在金屬或合金薄板的兩個表面上貼金屬箔或鍍金屬層，把熱流測頭本體作為一個差動的熱電偶，假定通過此薄板的熱流密度為q,差動熱電偶的電勢為E,則有：q=cE; c為熱流測頭系數(shù)。金屬薄板型熱流密度計的簡圖見書 P117 圖 61

15、7。二、簡答題：1、熱電偶的冷端溫度如何補(bǔ)償？計算法冰點(diǎn)槽法補(bǔ)償電橋法多點(diǎn)冷端溫度補(bǔ)償法晶體管 PN 結(jié)溫度補(bǔ)償法2、如何校驗(yàn)熱電偶？校驗(yàn)時， 把被校熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶 （標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的準(zhǔn)確度等級根據(jù)被校驗(yàn)熱電偶的準(zhǔn)確度級要求來確定） 的熱端放到恒溫區(qū)中鎳塊的孔中， 比較兩者的測量結(jié)果， 以確定被校熱電偶的誤差。 校驗(yàn)時， 需用鉑絲將被校熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱端（都除去保護(hù)套管）綁扎在一起，校驗(yàn)賤金屬熱電偶時，為了避免被校熱電偶對標(biāo)準(zhǔn)熱電偶產(chǎn)生有害影響， 要將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶套上石英或氧化鋁套管， 然后用鎳鉻絲將兩者的熱端綁扎在一起。 熱電偶放入爐中后， 爐口應(yīng)用石棉繩堵嚴(yán)。熱電偶插入爐中的深度一般為

16、 300mm,不得小于150mm。熱電偶的冷端置于冰點(diǎn)槽中以保持0 C 。 用調(diào)壓器調(diào)節(jié)爐溫， 當(dāng)爐溫達(dá)到校驗(yàn)溫度點(diǎn) 10 C 范圍內(nèi)，且每分鐘變化不超過0.2 C 時， 就可用電位差計測量熱電偶的電勢。 在每一個校驗(yàn)溫度點(diǎn)上對標(biāo)準(zhǔn)和被校熱點(diǎn)偶熱電勢的讀數(shù)都不得少于三次。 當(dāng)被校熱電偶有n支時，讀數(shù)順序?yàn)椋簶?biāo)準(zhǔn) 被校1被校2 被校n 被校n 被校2 被校1 標(biāo)準(zhǔn)。3 、 .對金屬測溫電阻的要求電阻溫度系數(shù)大在測量范圍內(nèi)物理及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定有較大的電阻率電阻值與溫度的關(guān)系近似為線性的，便于分度和讀數(shù)復(fù)現(xiàn)性好，復(fù)制性強(qiáng)，容易得到純凈的物質(zhì)。價格便宜4 .半導(dǎo)體熱電阻的優(yōu)點(diǎn)？半導(dǎo)體熱敏電阻的測溫范圍：

17、 100 到 300 攝氏度，與金屬熱電阻比優(yōu)點(diǎn)是：1、電阻溫度系數(shù)大，約為一（36） %,靈敏度高2、電阻率很大，可做體積小電阻大的電阻體，這樣連接導(dǎo)線電阻的變化影響可忽略3、結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可以用來測量點(diǎn)的溫度4、熱慣性很小，響應(yīng)快5 .鎧裝熱電阻的優(yōu)點(diǎn)？外徑尺度很小，最小直徑可達(dá)1mm,因此其熱慣性小，響應(yīng)速度快機(jī)械性能好，可耐強(qiáng)烈震動和沖擊除感溫元件外，其他部分可以任意彎曲，適合在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中安裝由于感溫元件與金屬套管，絕緣材料形成一密封實(shí)體，不易受到有害介質(zhì)的侵蝕，因此壽命比普通熱電阻長6 .如何校驗(yàn)熱電阻定點(diǎn)法：工作基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)熱電阻采用，即在幾種物質(zhì)的相平衡點(diǎn)溫度下進(jìn)行校驗(yàn)， 國家

18、有統(tǒng)一的規(guī)程。比較法：工業(yè)上常用。校驗(yàn)常用設(shè)備包括：標(biāo)準(zhǔn)玻璃溫度計一套（或標(biāo)準(zhǔn)鋁電阻溫度計）；加熱恒溫器一套（50+ 500攝氏度）；標(biāo)準(zhǔn)電阻（10或100歐姆）一只； 電位差計一臺；分壓器和切換開關(guān)各一個。校驗(yàn)步驟如下：1）按接線圖接好線，并檢查是否正確。（接線圖參考圖4-5,要求會畫）2）將電阻放進(jìn)恒溫器內(nèi)，使之達(dá)到校驗(yàn)點(diǎn)溫度并保持恒溫，然后調(diào)節(jié)分壓 器使毫安表指示約為 4mA （電流不可過大，以免熱電阻發(fā)熱過大影響測量的準(zhǔn)確性），將切換開關(guān)切向接標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn的一邊，讀出電位差計示值Un；然后立即將切換開關(guān)切向被校驗(yàn)電阻體 R一邊，讀出電位差計示值 5。按Rt 2Rn公式求出Rto在同一校

19、驗(yàn)點(diǎn)需反復(fù)測量幾次，計算出幾次測量的UnRt值（指同一校驗(yàn)點(diǎn)），取其平均值與分度表比較，看其誤差是否大于允許誤差。如誤差在允許范圍內(nèi)，則認(rèn)為該校驗(yàn)點(diǎn)的 R值合格。3）再取被測溫度范圍內(nèi)10%、50%、90%的溫度作校驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)以上校驗(yàn)， 如均合格，則此熱電阻校驗(yàn)完畢。7 .動圈顯示儀表的工作原理？漆包細(xì)銅線繞成的無框架可動線圈助于永久磁鐵磁場中，通入電流后，動圈受到的旋轉(zhuǎn)力矩M為：M nBAl 。支撐動圈的張絲扭轉(zhuǎn)后可產(chǎn)生反作用力矩 Mn K o以上兩力矩平衡時，則有： CI式中：C nBA,為儀表的電流靈敏度。 由K以上可知動圈的轉(zhuǎn)角 與流過動圈的電流I成正比關(guān)系，即可根據(jù) 得到電流I的值.8

20、 .電位差計的工作原理用一個已知的標(biāo)準(zhǔn)電壓與被測電勢（電壓）相比較，二者之差值為零時，被測電勢（電壓）就等于已知的標(biāo)準(zhǔn)電壓。9 .數(shù)字顯示儀表的工作原理直接用數(shù)字量顯示被測值， 實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示的關(guān)鍵是把連續(xù)變化的模擬量換為數(shù)字量。 直接用數(shù)字量顯示被測值。 實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示的關(guān)鍵是把連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，完成這一功能的裝置稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換（用 A/D 表示）裝置。由于大多數(shù)傳感器輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)之間之間呈非線性關(guān)系， 為了使數(shù)字式顯示儀表顯示出被測參數(shù)的絕對數(shù)字值， 因此還必須要有對被測參數(shù)的非線性函數(shù)的線性化補(bǔ)償裝置，以及針對各種轉(zhuǎn)換系數(shù)的標(biāo)度變換裝置。10 .數(shù)字顯示儀表和模擬式顯示儀表的

21、優(yōu)缺點(diǎn)數(shù)字式 優(yōu)點(diǎn)：測量速度快，準(zhǔn)確度高，并且讀數(shù)準(zhǔn)確。對被測量值可進(jìn)行數(shù)字打印記錄，且便于和計算機(jī)配接。缺點(diǎn)：顯示參數(shù)的大小不直觀，難以反映參數(shù)的變化趨勢。模擬式 優(yōu)點(diǎn)：簡單，可靠，可以表現(xiàn)出參數(shù)變化的過程和趨勢。缺點(diǎn)：測量速度差慢，讀數(shù)精確性較差。11 .用熱電偶測管道流體溫度可采取哪些措施提高精度？答： （ 1）為了減少誤差，應(yīng)該把露出在管道外的測溫管用保溫材料包起來，這樣不僅使得露出部分溫度提高， 減少導(dǎo)熱損失， 而且也使露出部分與外界介質(zhì)的熱交換減少，放熱系數(shù)減小，因而可以減小測量誤差。（2） 插到管道內(nèi)介質(zhì)部分測溫管長度增加，露出在管道外的測溫管長度減小；（ 3）應(yīng)該把感受件放在管

22、道流體速度最高的地方，即管道中心軸線上。（ 4）應(yīng)該使測溫管的壁厚、外徑盡量減小，也就是應(yīng)將測溫管做成外形細(xì)長而壁厚很薄的形狀。（ 5）測溫管常用導(dǎo)熱性質(zhì)不良的材料如陶瓷、不銹鋼等來制造。12.測量高溫氣體溫度可采用哪些措施減少熱輻射帶來的誤差？答： （ 1）把測溫管和冷的管壁隔離開來，使測溫管不直接對冷管壁進(jìn)行輻射，例如可以加隔離罩。 為了減小測量誤差， 隔離罩的內(nèi)壁要做的非常光亮 （例如鍍鎳） 。（ 2） 必須減小輻射換熱系數(shù)， 即減小測溫管的總輻射發(fā)射率。 在條件許可的情況下，為了減小誤差，在短時間測溫時，可以不用陶瓷管而直接把鉑銠-鉑熱電極裸露使用，鉑銠、鉑材料在15001700時的t

23、=0.200.25，比陶瓷管的 可小得多（陶瓷管在1500c時， t=0.80.9）,熱輻射誤差也就小的多。（3）采用雙熱電偶測溫，可用計算方法消除輻射誤差。（4）必須增加氣流和測溫管之間的對流放熱系數(shù)。除了前面講過的把感受 件的主要工作部分放在管道中心軸線上外，目前多采用小誤差的抽氣 熱電偶；還可以采用氣動溫度計。13.導(dǎo)熱式、輻射式、及輻射-對流式熱流計的工作原理？答：（1）導(dǎo)熱式熱流計是一種有熱阻式熱流測頭、測量以一維空間導(dǎo)熱為主的熱流計，其基本理論依據(jù)傅立葉定理。在穩(wěn)態(tài)條件下，某一方向上由傳導(dǎo) 所傳遞的熱流密度q為T q 一 x式中 為熱流計材料的熱導(dǎo)率，它與材料的性質(zhì)有關(guān)，且是溫度

24、的函數(shù)；為垂直于等溫面方向的溫度梯度。x（2）輻射式熱流計只測量輻射熱流密度，其傳感器采用內(nèi)表面鍍金的銅質(zhì) 橢圓球結(jié)構(gòu)。從入射孔入射的輻射熱流在橢圓球體的內(nèi)表面進(jìn)行多次反 射，最后都傳到表面涂黑的圓柱體不銹鋼塞子上，塞子后面為一不銹鋼 桿，在桿的前后兩端上，纏繞并焊上康銅絲，這就形成了康銅-不銹鋼熱 電偶，可用來測量溫度差，從而求得熱流密度。傳感器通過分布在橢圓 球短軸平面上的小孔（28個）向橢圓形腔噴射干氮?dú)饬?，以消除對檢 測器（不銹鋼塞子）的對流傳熱，保證只測量熱輻射；另外還可防止燃 燒氣體和灰塵顆粒進(jìn)入橢圓腔內(nèi)，以防止玷污反射鏡，影響反射率。但 是通入的氮?dú)獠荒苓^量，否則檢測器會被冷卻，

25、導(dǎo)致測量誤差。此傳感 器可用水冷，因此可在高達(dá)1600c的高溫條件下使用，它的測量范圍可 達(dá)500KW/m2。（配合圖講清即可）（3）輻射-對流熱流計是同時測量爐內(nèi)輻射傳熱和對流傳熱熱流密度的裝置。 這種傳感器采用圓柱形鋁合金制成。為了提高對傳感器前端射入的輻射 能的全吸收率，在受熱面上車成許多同心圓溝槽并且涂黑，使其表面上的全發(fā)射率接近1。另外，在傳感器的后端面上用水冷卻以維持一定的 溫度。熱電偶設(shè)置在圓柱形鋁合金中問間隔一定距離的兩個點(diǎn)上。這種 熱流計的測定范圍可達(dá)500KW/ m2,被測對象溫度不超過1600c。(配合 圖講清即可)14、光學(xué)高溫計、輻射溫度計及比色高溫計的工作原理？光學(xué)

26、高溫計工作原理：物體在某一波長的光譜輻射出射度與溫度有單值函 數(shù)關(guān)系，而且光譜輻射出射度隨溫度增長的速度非?？?。輻射溫度計工作原理：輻射溫度計是根據(jù)全輻射定律制作的溫度計。由MOT4可知，當(dāng)知道全輻射體的輻射出射度 MO后，就可以知道溫度To比色高溫計工作原理：比色高溫計是根據(jù)維恩偏移定律工作的溫度計，由維恩偏移定律可知，當(dāng)溫度變化時物體的最大輻射出射度向波長增加或減小的方 向移動，使在波長1和2下光譜輻射亮度比發(fā)生遍變化，測量光譜輻射亮度比 的變化即可測得相應(yīng)的溫度。15.簡述普朗克定律、斯特藩-波爾茲曼定律和維恩公式。普朗克定律：全輻射體的光譜輻射出射度 M0與波長 和溫度T的關(guān)系稱為普

27、朗克定律。即C2Moc1 5(e T 1)1W/m3式中波長(m)e自然對數(shù)的底C1 普朗克第一輻射常數(shù)，3.7413 10 16 (W/m2)c2 普朗克第二輻射常數(shù)，1.4388 10 2(m?k)斯特藩一波爾茲曼定律全輻射體的輻射出射度和熱力學(xué)溫度的四次方成正比：MOT4W/m2式中一一斯忒藩波爾茲曼常數(shù)，等于 5.67032 10 8W/( m2 K4)維恩位移定律光譜輻出射度峰值處的波長m和溫度T之間的關(guān)系由維恩偏移定律所表述：mT2897m? k精品文檔/WE弟五早1 .計示壓力（表壓力）：工程上所用的壓力計的指示值， 即壓力計的讀數(shù)是被測絕對壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫χ畋韷毫?絕對壓力

28、-大氣壓力2 .絕對壓力：絕對壓力=表壓力+大氣壓力3 .相對壓力：以某一絕對壓力作為參照，與其相比得到的壓差。4 .正壓：通常稱高于大氣壓力的表壓力為正壓力5 .負(fù)壓：低于大氣壓力的表壓力稱為負(fù)壓6 .真空：負(fù)壓的絕對值稱為真空7 .彈性特性：彈性元件在負(fù)荷（壓力、力或力矩）的作用下，產(chǎn)生相應(yīng)的變 形（位移或轉(zhuǎn)角），此變形與負(fù)荷之間的關(guān)系稱為彈性元件的彈性特性，可以用 下式表?。簊 f p or s f （F） or s f （M）式中s彈性元件的位移-彈性元件的轉(zhuǎn)角P,F,M-分別為作用在彈性元件上的壓力、力與力矩8 .剛度與靈敏度：使彈性元件產(chǎn)生變形所需要的負(fù)荷，稱為彈性元件的剛度， 用

29、符號K表示反之，在單位負(fù)荷作用下產(chǎn)生的變形，稱為彈性元件的靈敏度，用符號 S表示，兩者互為倒數(shù)K=-S9 .彈性滯后和彈性后效彈性元件在其變形范圍內(nèi)，加負(fù)荷與減負(fù)荷時表現(xiàn)的彈性特性不相重合的現(xiàn)象，稱為彈性滯后，因此而產(chǎn)生的誤差稱為滯后誤差用符號V表示當(dāng)負(fù)荷停止或完成卸負(fù)荷后，彈性元件不是立刻完成相應(yīng)的變形，而是在一段時間內(nèi)繼續(xù)變形，這種現(xiàn)象稱為彈性后效。10.霍爾效應(yīng)：把半導(dǎo)體單晶薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，如在它的兩個縱向端面上通儀一定大小的控制電流 I,則在晶體的兩個橫向端面之間出現(xiàn)電勢三為霍爾效應(yīng).11、氣流的總壓：是指氣流在等嫡滯止后的壓力，也叫滯止壓力。12、氣流的靜壓：是運(yùn)動氣

30、流里氣體本身的熱力學(xué)壓力，當(dāng)感受器在氣流中與氣流以相同的速度運(yùn)動時，感受到的就是氣流的靜壓。13、金屬的應(yīng)變效應(yīng)：一段長為L,截面積為A的電阻，dR dL(1 2 ) d= (1 2 )且 R L式中：一一電阻的縱向應(yīng)變，=dL因而，K-dRl = (1 2 )式中，K的物理意義為單位縱向R應(yīng)變所引起電阻變化率，稱為應(yīng)變片的縱向靈敏度。對于金屬材料來 說，式中后面的一項(xiàng)壓阻效應(yīng)很小，電阻變化主要是由幾何應(yīng)變效應(yīng) 引起的，即K 1 2 ,稱為金屬材料的應(yīng)變效應(yīng)。14、半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)：一段長為L,截面積為A的電阻，dR dL(1 2 ) =(12)-R L式中：一一電阻的縱向應(yīng)變，=生L因而，K

31、-dRl = (1 2 )式中，K的物理意義為單位縱向R應(yīng)變所引起電阻變化率，稱為應(yīng)變片的縱向靈敏度。對于半導(dǎo)體來說，由于壓阻. rl 1效應(yīng)很大，幾何應(yīng)變效應(yīng)可以忽略，因此 K -,即半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。二、簡答題1.液柱式壓力計的誤差及其改善途徑？答：1環(huán)境溫度變化的影響一一當(dāng)環(huán)境溫度偏離規(guī)定溫度時，封液密度、標(biāo)尺長度都會發(fā)生變化。對于一 般工業(yè)測量，主要考慮溫度變化引起的封液密度變化對壓力測量的影響, 而精密測量時還需要對標(biāo)尺長度變化的影響進(jìn)行修正。2重力加速度變化的影響儀器使用地點(diǎn)的重力加速度g由下式計算：ggN 1 0.00265cos 21 2H /R式中 H ,使用地點(diǎn)海拔高度(m

32、)和緯度(o ) ; gN 29.80665 m/s ,標(biāo)準(zhǔn)重力加速度；R6356766m,地球的公稱半徑(緯度45o海平面處)。hNh g /gN式中hN 標(biāo)準(zhǔn)地點(diǎn)封液液柱高度；h 測量地點(diǎn)封液液柱高度3 毛細(xì)現(xiàn)象造成的誤差 加大管徑4 刻度、讀數(shù)、安裝等方面的誤差 讀數(shù)時，根據(jù)封液的特性，眼睛應(yīng)與封液彎月面的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)持平， 并沿切線方向讀數(shù)， U 型管壓力計和單管壓力計量都要求垂直安裝。2. . 彈性壓力計的誤差及其改善途徑？答，彈性壓力計存在遲滯誤差，彈性后效誤差，間隙誤差，摩擦誤差，溫度誤差。（ 1） 采用無遲滯誤差或遲滯誤差極小的 “全彈性” 材料和溫度誤差很小的“恒彈性”材料

33、制造彈性元件。（ 2） 采用新的轉(zhuǎn)換技術(shù)， 減少或取消中間傳動機(jī)構(gòu)， 以減少間隙誤差和摩擦誤差。（ 3）限制彈性元件的位移量，采用無摩擦的彈性支撐或磁懸浮支撐（ 4）采用合適的制造工藝，使材料的優(yōu)良性得到充分的發(fā)揮。3. . 比較幾種液柱式壓力計和彈性壓力計的測量范圍？答： 液柱式壓力計：斜管式微壓計的使用范圍一般為 100 : 2500Pa彈性壓力計： 1）彈簧管壓力計測量范圍從真空到 109 Pa 。2）膜片壓力計適用于真空或0 : 6 106 Pa 。3）膜盒壓力計的測量范圍為0 : 4 104 Pa4. 電位式 , 電感式 , 電容式壓力傳感器的工作原理?®電位式：電位式壓力

34、傳感器的原理是，把測量彈性元件的輸出位移轉(zhuǎn)換成微型電位器滑動觸點(diǎn)的位移 , 從而把被測壓力的變化變換成電阻的變化 , 然后用動圈式儀表或電子自動平衡電橋來測量電阻值的變化 . 電感式：該傳感器中，彈性元件受壓力作用后產(chǎn)生的位移可改變磁路中空氣隙大小或改變鐵芯與線圈之間的相對位置, 使線圈的電感量發(fā)生改變, 從而使壓力變化的信號轉(zhuǎn)換成線圈電感量變化的信號 電容式：電容式壓力變送器中,以測壓彈性膜片為電容器的可動極板,它與固定極板之間形成一可變電容, 隨著被測壓力變化 , 膜片產(chǎn)生位移 , 使電容器的可動極板與固定極板之間的距離改變, 從而改變了電容器的電容量, 這樣就完成了壓力信號與電容量之間的

35、變換.5. 力平衡式和振弦式壓力變送器的特點(diǎn)力平衡式壓力變送器的特點(diǎn) ： 1、是一種帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，使彈性元件恢復(fù)到接近原來位置， 系統(tǒng)在測量中始終處于力平衡狀態(tài)。 2、 彈性元件的集中力輸出和壓力之間具有良好的線性關(guān)系，以及彈性元件幾乎無位移，所以輸出信號不受彈性元件的彈性滯后和彈性后效的影響， 對儀表的準(zhǔn)確度的影響很小，變送的準(zhǔn)確度可達(dá)0.5 級。但 力平衡變送器結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 體積及重量均較大, 又由于使用杠桿等機(jī)械部件, 所以動態(tài)特性較差 .振 弦式壓力變送器的特點(diǎn)： 1、 振弦式變送器的輸出為頻率信號， 因此具有較強(qiáng)的抗干擾能力，而且零漂小、溫度特性好、準(zhǔn)確度高，通常為 0.2級。2、

36、易于與計算機(jī)等數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)接。6. 如何校驗(yàn)測壓儀表?5答：使用標(biāo)準(zhǔn)器來校驗(yàn)測壓儀表。一類是活塞式壓力計，常用于10 Pa壓力以上；5另一類是液柱式壓力計，用于010 pa。在低壓范圍內(nèi)也可用空氣浮球式壓力計來替代液柱式壓力計作標(biāo)準(zhǔn)器。活塞壓力計： 可用準(zhǔn)確度較高的活塞式壓力計來校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)彈簧管壓力表。校驗(yàn)時， 為減少活塞與活塞筒之間的靜摩擦力的影響， 用手輕輕撥轉(zhuǎn)砝碼盤， 如被檢驗(yàn)壓力表的準(zhǔn)確度不高， 則不用砝碼來校驗(yàn)， 而在另一個壓力表的接頭上裝上標(biāo)準(zhǔn)的壓力表來校驗(yàn)。液柱式壓力計：可用于0.1 Mpa 以下的壓力和負(fù)壓測量儀表的校驗(yàn)，測量時，應(yīng)注意當(dāng)?shù)刂亓铀俣群蜆?biāo)準(zhǔn)加速度的區(qū)分。7. 測

37、壓儀表使用的注意事項(xiàng)答： （ 1）從選用角度講，測壓儀表的選用與被測壓力的種類，被測介質(zhì)的物理， 化學(xué)性質(zhì)和參數(shù)， 用途， 以及要求的測量準(zhǔn)確度， 被測壓力的變化范圍有關(guān)。（ 2） 為了保護(hù)測壓儀表， 一般不允許壓力計指針經(jīng)常處于刻度上限處， 但選用測量測量范圍過大的儀表又會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果被測壓力相當(dāng)穩(wěn)定， 則被測壓力的正常值應(yīng)在壓力計測量范圍的 2/3 處； 如果被測壓力經(jīng)常變動，則其正常值應(yīng)在壓力計測量范圍的 1/2 處。（ 3）對于某些特殊的介質(zhì)，例如：氧氣、氨氣等專用性壓力表，不能亂用。氧氣壓力表在安裝、使用和校驗(yàn)中禁止接觸油類。（4）止匕外，在安裝、使用中還應(yīng)注意：取壓管

38、口應(yīng)與工質(zhì)流速方向垂直，與設(shè)備內(nèi)壁平齊， 不應(yīng)有突出物和毛刺； 防止儀表感受件與高溫或有害的被測介質(zhì)接觸； 儀表與取壓口如果不在同一水平上， 則應(yīng)注意校正由于兩者高度誤差對儀表讀數(shù)造成的額外誤差； 特別應(yīng)注意在測量蒸汽介質(zhì)的差壓時， 必須保證兩側(cè)信號管路中凝結(jié)水液面在同一高度，并應(yīng)使兩信號管路中的凝結(jié)水溫度一致； 壓力取出口位置， 測量氣體介質(zhì)一般在工藝管道上部， 測量蒸汽的應(yīng)在工信號管路上在靠近取壓口處應(yīng)藝管道的兩側(cè)，測量液體的應(yīng)在工藝管道的下部，裝有隔離閥，用以在儀表或信號管路發(fā)生故障時切斷儀表信號管路的敷設(shè)應(yīng)有一定的斜度，在信號管路的最高處應(yīng)有排氣裝置（測量液體或蒸汽時），在信號管路的最

39、低處應(yīng)有排水裝置（測量氣體時）。第七章5、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的節(jié)流件是什么？它的適用范圍 ？相應(yīng)的取壓裝置有哪些？管 道條件？標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的節(jié)流件是孔板和噴嘴；標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置只適用于：測量圓形截面管道中的單相、均質(zhì)流體的流量， 并要求流體充滿管道；在節(jié)流件前后一定距離內(nèi)不發(fā)生相變或析出雜質(zhì)； 流速小于音速，流動屬于非脈動流；流體在流過節(jié)流件前，流束與管道 軸線平行，不得有旋轉(zhuǎn)流。相應(yīng)的取壓裝置：標(biāo)準(zhǔn)孔板一角接取壓、法蘭取壓標(biāo)準(zhǔn)噴嘴一角接取壓管道條件：節(jié)流件上游側(cè)10D以內(nèi)管道內(nèi)壁應(yīng)沒有肉眼可見的明顯凸凹，相 對粗糙度應(yīng)在所對應(yīng)的表格給出的限值內(nèi)，必要時對此長度內(nèi)的管道內(nèi)壁進(jìn) 行拉光，這樣不但能滿足粗糙

40、度要求，而且保證得到準(zhǔn)確的管道內(nèi)徑D值和滿足管道圓度的要求；管道圓度的要求是指：直徑的任意單測值與平均值的 偏差不得大于± 0.3%,并且在離節(jié)流件上游端面起的2D長度的下游直管段上 任何一個直徑單測值與上述平均值的偏差不得大于±3%6、什么是非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件，用在什么場合？非標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件就是指試驗(yàn)數(shù)據(jù)較少、流量系數(shù)的誤差還相當(dāng)大的尚未標(biāo) 準(zhǔn)化的節(jié)流件。在某些特殊的情況下，如管道直徑小于 50mm,雷諾數(shù)很小，等等，不適用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件，就只能選用非標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)流件或其他類型的流量計 8、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的流量公式（并說明各物理量）？qv 體積流量；d或D直徑；i 密度；p 差壓;流量系數(shù)；

41、一一流束膨脹系數(shù)9、請簡要描述標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的第一類和第二類計算命題的計算過程？第一類計算命題的計算過程簡述：1、準(zhǔn)備計算2、檢查直管段長度和粗糙度是否符合要求3、迭代計算流量第二類計算命題的計算過程簡述：1、準(zhǔn)備計算2、選擇節(jié)流件形式和差壓計類型和量程3、計算常用流量下的差壓值4、迭代計算值和d值5、迭代計算10、節(jié)流變壓降流量計的工作原理？節(jié)流變壓降流量計的工作原理是：在管道內(nèi)裝入節(jié)流件，流體流過節(jié)流 件流束收縮，于是在節(jié)流件前后產(chǎn)生差壓，對于一定形狀和尺寸的節(jié)流件， 一定的測壓位置和前后直管段情況，一定參數(shù)的流體，和其它條件下，節(jié)流 件前后產(chǎn)生的差壓隨流量而變，兩者之間并有確定的關(guān)系。第八

42、章1、熱磁氧量計、氧化培氧量計的工作原理？熱磁氧量計工作原理：熱磁式氧量計是利用氧的磁導(dǎo)率特別高這一物理特 性制成的。爐煙中混合氣體的容積磁化率主要取決于氧成分的含量，于是可以根據(jù)混合氣體的容積磁化率大小來測量其中氧的含量。由居里定律可知：順磁性氣體的容積磁化率 K隨溫度升高而迅速降低的， 即：k CMP RT2式中：C一居里常數(shù)M 一氣體的分子量p 一氣體的壓力R一氣體常數(shù)T一氣體熱力學(xué)溫度由此可見，順磁性氣體容積磁化率與壓力成正比， 而與熱力學(xué)溫度成反 比。當(dāng)壓力一定時，溫度低的順磁性氣體在不均勻磁場中所受到的吸引力比溫度 高的氣體要大得多。因此，如果有一個不均勻磁場放在順磁性氣流附近，順

43、磁性氣體受到磁場吸引而進(jìn)入水平通道。在進(jìn)入水平通道的同時，對氣體加熱，氣體 溫度升高，受磁場的吸引力減小，從而受后邊磁化率高的冷氣體的排擠， 排除磁 場，于是在水平通道中不斷有順磁性氣體流過，這種現(xiàn)象稱為熱磁對流或磁風(fēng)。由物理學(xué)可知，單位容積的氣樣在磁場強(qiáng)度為 H、場強(qiáng)梯度為dh/dx的不均 勻磁場中，所受x方向的力F可由下式表示：kcHdHdxkHdHdx式中： 一氣體中氧的百分含量k一氧的容積磁化率設(shè)氣樣進(jìn)入水平通道前的溫度為Ti,相應(yīng)氧的容積磁化率ki ,進(jìn)入通道后被 加熱到溫度T2,相應(yīng)氧的容積磁化率k2,則可的單位容積氣樣所受到的磁風(fēng)力 為:dHF(k1 k2)H dx考慮到容積磁化

44、率與壓力和熱力學(xué)溫度的關(guān)系，則CMp JR (T121T22)HdHdx由上式可知，磁風(fēng)力的大小與磁場強(qiáng)度、場強(qiáng)梯度、工作溫度和壓力有關(guān)。當(dāng)這些因素確定之后，可根據(jù)磁風(fēng)力的大小來確定氣樣中氧的含量。氧化培氧量計的工作原理：以氧化結(jié)作為固體電解質(zhì),高溫下以電解質(zhì)兩 側(cè)氧濃度不同時形成濃差電池，濃差電池產(chǎn)生的電勢與兩側(cè)氧濃度有關(guān)， 如一側(cè) 氧濃度確定，即可通過測量輸出電勢來測量另一側(cè)的氧含量。2、哪些因素會導(dǎo)致熱磁氧量計的測量誤差？環(huán)境溫度變化會影響發(fā)送器的換熱條件，因此儀表有較大的溫度附加誤差，工作時氣體壓力偏離標(biāo)準(zhǔn)大氣壓， 就會造成指示誤差，發(fā)送器的水平通道稍 有傾斜，就會在水平通道中引起自然

45、熱對流，使儀表零點(diǎn)發(fā)生偏移而產(chǎn)生誤差。由于此氧量計是根據(jù)磁風(fēng)力的大小來測量氧量，因此還與磁場強(qiáng)度，場強(qiáng)梯度有關(guān)。3、熱導(dǎo)式二氧化碳分析儀的工作原理？根據(jù)混合氣體的熱導(dǎo)率隨各成分的含量而變化的原理制成通過測量煙氣中 的熱導(dǎo)率來測量二氧化碳的含量，在一橋壁室內(nèi)安裝一根柏絲，珀絲的長度與直 徑之比很大，一般在2000 3000以上。橋壁室的外壁溫度與柏絲溫度相差不超過2000c ,因此柏絲主要通過周圍氣體層以熱量傳導(dǎo)的方式向外散熱，對于直線形柏絲，其單位時間內(nèi)的散熱量2 L (tn ti)Q1rIn rn沿柏絲通過恒定電流I則柏絲在單位時間內(nèi)的發(fā)熱量一 一一 2 -Q2 0.24I R在柏絲到達(dá)熱平

46、衡時Q2 Q1,再考慮到電阻值與溫度的關(guān)系R R0(Hutn),可以得到柏絲電阻值與熱導(dǎo)率的單值函數(shù)關(guān)系，從而求得二氧 化碳的含量。4、紅外線氣體分析儀的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)？利用某些氣體分子對紅外光譜范圍內(nèi)，某一個或某一組特定波段輻射的選擇 性吸收來檢測氣體成分的，這個特定范圍內(nèi)波段就是所謂分子的特征帶， 氣體分 子的特征吸收帶主要分別部在125加波長范圍之內(nèi)的紅外區(qū)。特征吸收帶對某 一分子是確定已知的，因此通過對特征吸收帶和其吸收光譜的分析，就能鑒別分子類型，分析混合氣體中特征組分的一個特征值波長上的紅外輻射吸收情況，就可以的得到特征組分的成分。優(yōu)點(diǎn)：紅外線氣體分析儀有準(zhǔn)確度高，靈敏度高及反應(yīng)迅速缺點(diǎn)：不能分析單原子氣體(如 He, Ne, Ar等)和具有對稱結(jié)構(gòu)的無極性雙原 子氣體(O2, N2, H2等)，因?yàn)檫@些氣體在125m波長范圍之內(nèi)不具 有吸收帶。5、氣相色譜分析儀的原理及特點(diǎn)？當(dāng)一定量的氣體在純凈的載氣的攜帶下通過具有吸附性能的固體表面或通 過