熱能與動力工程測試技術(shù)(1)

1、1什么是測量？答：測量是人類對自然界中客觀事物取得數(shù)量概念的一種認(rèn)識過程。2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？答：測量方法有直接測量（直讀法、差值法、替代法、零值法）間接測量組合測量 直接測量與間接測量區(qū)別：直接測量的被測量的數(shù)值可以直接從測量儀器上讀得，而間接測量的被測量的數(shù)值不能 從測量儀器上讀得，而需要通過直接測得與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的量，經(jīng)過運(yùn)算得到被測量。3任何測量儀器都包括哪三個部分？各部分作用是什么？答：感受件或傳感器，作用 ：直接與被測對象發(fā)生聯(lián)系（但不一定直接接觸），感知被測參數(shù)的變化，同時對外界發(fā)出相應(yīng)的信號。 中間件或傳遞件，作用：傳遞” 放大” 變

2、換” 運(yùn)算” 效用件或顯示元件，作用：把被測量信號顯示出來。4測量儀器按用途可分為哪幾類？ 答：按用途可分為范型儀器和實(shí)用儀器兩類。5測量儀器有哪些主要性能指標(biāo)？各項(xiàng)指標(biāo)的含義是什么？答：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)誤差的綜合反應(yīng)。 恒定度，儀器多次重復(fù)測量時，其指示值的穩(wěn)定程度。 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S來表示 靈敏度阻滯，靈敏度阻滯又稱為感量，此量是足以引起儀器指針從靜止到作極微小移動的被測量的變化值。 指示滯后時間，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間，稱為指示滯后時間或稱時滯。6測量誤差有哪幾類

3、？各類誤差的主要特點(diǎn)是什么？答：系統(tǒng)誤差，特點(diǎn)：按一定規(guī)律變化，有確定的因素，可以加以控制和有可能消除。 隨機(jī)誤差，特點(diǎn)：單峰性、對稱性、有限性、抵償性，無法在測量過程中加以控制和排除。 過失誤差，特點(diǎn)：所測結(jié)果明顯與事實(shí)不符，可以避免。7什么叫隨機(jī)誤差？隨機(jī)誤差一般都服從什么分布規(guī)律？答：隨機(jī)誤差（又稱偶然誤差）是指測量結(jié)果與同一待測量的大量重復(fù)測量的平均結(jié)果之差。 隨機(jī)誤差一般都服從正態(tài)分布規(guī)律。8試述測量中可疑數(shù)據(jù)判別方法以及如何合理選用？答：判別方法有萊依特準(zhǔn)則、格拉布斯準(zhǔn)則、t檢驗(yàn)準(zhǔn)則、狄克遜準(zhǔn)則、肖維涅準(zhǔn)則。選用原則：1）從理論上講，當(dāng)測量次數(shù) n趨近8（或n足夠大）時，采用萊依特

4、準(zhǔn)則更為合適；若次數(shù)較少時， 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，可采用狄克遜準(zhǔn)則。2）在最多只有一個異常值時，采用格拉布斯準(zhǔn)則來判別壞值的效果最佳。3）在可能存在多個異常值時，應(yīng)采用兩種以上的準(zhǔn)則來交叉判別，否則效果不佳。9什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？答：等精度測量是指在測量條件（包括測量儀器、測量人員、測量方法及環(huán)境條件等）不變的情況下，對某一被 測幾何量進(jìn)行的多次測量。非等精度測量是指在不同測量條件下，用不同的儀器、不同的測量方法、不同的測量次 數(shù)以及由不同的測量者進(jìn)行的測量，各次測量結(jié)果的精度不同。為了

5、正確評價(jià)測量結(jié)果的質(zhì)量。10.什么叫做回歸分析？答：采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，從大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)中尋求變量之間相關(guān)關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并對所確定的數(shù)學(xué)表達(dá)式的可信 度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。11非電量電測法具有哪些優(yōu)點(diǎn)？答:易于實(shí)現(xiàn)集中檢測、控制和遠(yuǎn)距離測量。響應(yīng)速度快，可以測量瞬態(tài)值及動態(tài)過程。傳感器提供了被研究 對象的測量、調(diào)節(jié)和控制設(shè)備之間最方便可靠的聯(lián)系方式，因而使熱能與動力工程測試的連續(xù)量、自動記錄和自動 控制成為可能。測量的準(zhǔn)確度和靈敏度高，可以測量微弱信號并將其放大與進(jìn)行長距離傳輸。電信號易于和計(jì) 算機(jī)等進(jìn)行連接，記錄和處理數(shù)據(jù)方便。12什么是電阻式傳感器？主要分哪些類型？答：將物理量的變化轉(zhuǎn)換為敏感元

6、件電阻值的變化的傳感器。分金屬應(yīng)變式傳感器、半導(dǎo)體壓阻式傳感器、電 位計(jì)式傳感器、氣敏傳感器、濕敏電阻傳感器。13用應(yīng)變片測量時，為什么要進(jìn)行溫度補(bǔ)償？常用的溫度補(bǔ)償方法有哪些？答：因?yàn)樵趯?shí)際使用中，除了應(yīng)變會導(dǎo)致應(yīng)變片電阻變化外，溫度變化也會使應(yīng)變片電阻發(fā)生變化，由此帶來的 測量誤差。補(bǔ)償方法有橋路補(bǔ)償和應(yīng)變片自補(bǔ)償14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，把被測物理量轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化 的傳感器。15.電容式傳感器有哪些類型？答：變極板間隙型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數(shù)型電容傳感器。16什么是壓電效應(yīng)？什么是壓電元件

7、的電軸、光軸和力軸？答：某些結(jié)晶物質(zhì)，當(dāng)沿它的某個結(jié)晶軸施加力的作用時，內(nèi)部會出現(xiàn)極化現(xiàn)象，從而在表面形成電荷集結(jié)，電荷量與作用力的大小成正比，這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)。垂直于x軸的晶體切片可用作壓電元件，此時x軸稱為電軸。垂直于z軸切割出的晶片沒有壓電效應(yīng)，稱z軸為光軸。沿該軸方向受力產(chǎn)生極性相反的電壓。仃什么是熱電效應(yīng)？熱電偶有哪些基本定律？答：兩種不同的導(dǎo)體 A和B組成閉合回路，若兩連接點(diǎn)溫度T和To不同，則在回路中就產(chǎn)生熱電動勢，形成熱電流，這一現(xiàn)象稱為熱電現(xiàn)象。熱電偶的基本定律：均質(zhì)材料定律、中間導(dǎo)體定律、中間溫度定律、標(biāo)準(zhǔn)電極定 律。18熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？常用的補(bǔ)償方式有

8、哪些？答：由于冷端溫度to受周圍環(huán)境溫度的影響，難以自行保持為0C或某一定值，因此，為減小測量誤差，需對熱電偶冷端采取補(bǔ)償措施，使其溫度恒定。常用補(bǔ)償方式：冷端恒溫法、冷端補(bǔ)償器法、冷端溫度校正法、補(bǔ)償導(dǎo) 線法。19什么是霍爾效應(yīng)？試舉兩種霍爾傳感器在動力機(jī)械測量中的典型應(yīng)用。答：若在薄片的垂直方向上加一磁感應(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，在此薄片的另兩端會產(chǎn)生一個大小與控制電流1（A）和磁感應(yīng)強(qiáng)度B（T）的成積成正比的電壓 UH（V），這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 轉(zhuǎn)速測量、位移測量、接近開關(guān)。20生物傳感器的基本結(jié)構(gòu)和測量原理？電化學(xué)器電化學(xué)器士物敏感膜化學(xué)物質(zhì) r熱、 產(chǎn)生

9、啓熱敏元件熱敏元件光敏元件光敏元件聲敏元件聲敏元件電信號電信號答結(jié)構(gòu)生物傳感器的原理結(jié)構(gòu)圖答：結(jié)構(gòu)生物傳感器的原理：生物傳感器的結(jié)構(gòu)一般是在基礎(chǔ)傳感器（電化學(xué)裝置）上再耦合一個生物敏感膜（稱為感受器或 敏感元件）。生物敏感膜緊貼在探頭表面上，再用一種半滲透膜與被測溶液隔開。當(dāng)待測溶液中的成分透過半透膜有選擇地附著于敏感物質(zhì)時，形成復(fù)合體，隨之進(jìn)行生化和電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生普通電化學(xué)裝置能感知的02、H2、NH4+、C02等，并通過電化學(xué)裝置轉(zhuǎn)換為電信號。21.試舉標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的名稱與型號？答:鉑銠10-鉑熱電偶（S型）鉑銠30-鉑銠6熱電偶（B型）鎳鉻-鎳硅熱電偶（R型）銅-康銅熱電偶（T 型）鎳鉻

10、-康銅熱電偶（E型）22輻射式溫度計(jì)有哪幾種？簡述各自的工作原理？比較各種溫度計(jì)測量溫度與真實(shí)溫度的關(guān)系？答：全輻射高溫計(jì)、單色光學(xué)高溫計(jì)、比色光學(xué)高溫計(jì)、紅外溫度計(jì)。23可用于動力機(jī)械最高壓力測量的儀器有哪幾種？簡述其工作原理。答：機(jī)械式最高壓力表：測量時，氣缸壓力通過單向閥進(jìn)入壓力表直接指示壓力。氣電式最高壓力表：24什么叫總壓、靜壓和動壓？什么叫不敏感偏流角？不敏感偏流角受哪些因素影響？答：氣流熵滯止后的壓力叫總壓，又稱滯止壓力。運(yùn)動氣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。 總壓與靜壓之差稱為動壓。 使測量誤差為速度頭 1%的偏流角

11、a 作為總壓管的不敏感偏流角，記作ap總壓管的形式和馬赫數(shù) Ma。25.常用的總壓和靜壓測量儀器有哪些？各自的特點(diǎn)是什么？P129答：總壓用總壓管（L形總壓管、圓柱形總壓管、帶導(dǎo)流套的總壓管、多點(diǎn)總壓管、邊界層總壓管）測量靜壓 測量在固體壁面外進(jìn)行時用壁面靜壓孔測量。在流場中進(jìn)行時用靜壓管測量。靜壓管（L形靜壓管、圓盤形靜壓管、帶導(dǎo)流管的靜壓管）26測壓儀進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定時，常用哪些標(biāo)定設(shè)備？答：靜態(tài)標(biāo)定：活塞式壓力計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)彈簧壓力計(jì)、液柱式壓力計(jì)。動態(tài)標(biāo)定：對比法、激波管動態(tài)標(biāo)定法。27繪制內(nèi)燃機(jī)壓力采集系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)原理圖，簡述其工作原理。圖&”32 示功圖計(jì)算機(jī)侑號采集系統(tǒng)原

12、刖圖 I一計(jì)舜機(jī)系統(tǒng)2fllWj轉(zhuǎn)舟信呂發(fā)生器3尤柵盤4一光源 答.5內(nèi)牠機(jī) 占一斥業(yè)傳感黑7蟲力信號轉(zhuǎn)換單元 8采樣草荒系統(tǒng)中采用光電傳感器獲得曲軸轉(zhuǎn)角信號和上止點(diǎn)信號，采用石英壓電傳感器和電荷放大器獲得氣缸壓力信號。28簡述內(nèi)燃機(jī)上止點(diǎn)位置確定的測量方法及其特點(diǎn)？答：磁電法：測的的上止點(diǎn)實(shí)際上為靜態(tài)上止點(diǎn)氣缸壓縮線法：接近工作狀態(tài)下的動態(tài)上止點(diǎn)電容法：最大 電容量位置即認(rèn)為動態(tài)上止點(diǎn)，對四沖程內(nèi)燃機(jī)，壓縮、排氣沖程有差異。29簡述皮托管的基本結(jié)構(gòu)和測速原理？皮托管常用什么裝置進(jìn)行標(biāo)定？ 答：它由總壓探頭和靜壓探頭組成，利用流體總壓與靜壓之差，即動壓來測量流速，故也稱動壓管。校準(zhǔn)風(fēng)洞 30簡

13、述熱線風(fēng)速儀有哪些工作方式及其各自的工作原理？ 答：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。通過測定熱線的電阻值就可以確定流體速度的變化。恒溫（恒電阻）式：熱線風(fēng)速儀工作過程中，通過調(diào)節(jié)熱線兩端的電壓以保持熱線的電阻不變，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。31.目前所使用的流量計(jì)可歸納為哪幾大類型？其特點(diǎn)是什么？ 答：容積型流量計(jì)：測量結(jié)果受流動狀態(tài)的影響較小，精確度較高，適合于測量高粘度、低雷諾數(shù)的流體，但不 宜用于高溫高壓和臟污介質(zhì)的流量測量。速度型流量計(jì)：這類流量計(jì)有著良好的使用性能，可用于高溫高

14、壓流體 測量，且精確度較高；但是，由于它們以平均流速為測量依據(jù)，因此，測量結(jié)果受流動條件的影響很大，這對精確 測量帶來困難。質(zhì)量型流量計(jì)：這類流量計(jì)以測量與流體質(zhì)量有關(guān)的物理效應(yīng)為基礎(chǔ)32節(jié)流式流量計(jì)的測量原理是什么？答：當(dāng)流體流經(jīng)管道中急驟收縮的局部截面時，將產(chǎn)生增速降壓的節(jié)流現(xiàn)象，流體的流速越大，即在相同流通截面 積條件下的流量越大，節(jié)流壓降也越大。以這種節(jié)流現(xiàn)象作為流量測量依據(jù)的儀表簡稱為節(jié)流式流量計(jì)，由于其輸 出信號為差壓，故也稱差壓式流量計(jì)。33簡述渦輪流量計(jì)的工作原理？答：當(dāng)被測流體流經(jīng)渦輪時，推動渦輪6轉(zhuǎn)動，高導(dǎo)磁性的渦輪葉片隨之周期性地通過磁電轉(zhuǎn)換器的永久磁鐵4,使磁路的磁阻發(fā)

15、生相應(yīng)的變化，導(dǎo)致通過感應(yīng)線圈3的磁通量改變，在線圈中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢，從而獲得交流電脈沖信號的輸出。34簡述光纖式流量計(jì)和超聲波流量計(jì)的工作原理和特點(diǎn)？答：光纖式流量計(jì)的工作原理：P172超聲波流量計(jì)工作原理： 超聲波式流量計(jì)的測量原理是基于超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與該介質(zhì)的流動速度有關(guān) 這一現(xiàn)象。 特點(diǎn)：1）非接觸測量，不擾動流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生壓力損失。2）不受被測流體物理、化學(xué)特性的影響。3）輸出特性呈線性。35簡述轉(zhuǎn)子式流量計(jì)的工作原理？答：轉(zhuǎn)子流量計(jì)也叫浮子流量計(jì)，它也是利用流體流動的節(jié)流原理進(jìn)行流量測量的儀表。36.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？簡述

16、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測液體液位的變化而變化，從而引起電容量變化這種關(guān)系進(jìn)行液位測量。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這一特性進(jìn)行液位測量。37簡述電阻式液位計(jì)的種類、工作原理和特點(diǎn)。答：電阻式液位計(jì)主要有兩類：一類是電接點(diǎn)液位計(jì)，它根據(jù)液體與其蒸氣之間導(dǎo)電特性（電阻值）的差異進(jìn)行液位測量。適用于變參數(shù)運(yùn)行工況的液位測量，但是，由于其輸出信號是非連續(xù)的，因此不能用于液位連續(xù)測量；另一 類是熱電阻液位計(jì)，它利用液體和蒸氣對熱敏材料傳熱特性不同

17、而引起熱敏電阻變化的現(xiàn)象進(jìn)行液位測量。38.常用的接觸式轉(zhuǎn)速表有哪幾種？各自有什么特點(diǎn)？答：（1 ）按照測速元件與被測速轉(zhuǎn)軸是否接觸可以分為接觸式和非接觸式兩大類（ 2）接觸式轉(zhuǎn)速表（離心式轉(zhuǎn)速表、磁性轉(zhuǎn)速表、電動轉(zhuǎn)速表、定時轉(zhuǎn)速表）接觸式轉(zhuǎn)速表構(gòu)造簡單，但它要消耗被測轉(zhuǎn)軸的能量，且精度一般 較差，多用于能量損失可以忽略不計(jì)且對精度要求不太高的場合。非接觸式轉(zhuǎn)速表（光電式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電式 轉(zhuǎn)速傳速器、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器）非接觸轉(zhuǎn)速表是當(dāng)前動力機(jī)械測量中最常用的測速儀表，它不消耗被測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩，且測量精度高，但結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。非接觸式轉(zhuǎn)速表的關(guān)鍵部分是轉(zhuǎn)速傳感器，39常用的非接觸式轉(zhuǎn)速表有哪幾種？各自有什么特點(diǎn)？答：光電式轉(zhuǎn)速傳感器：光電式轉(zhuǎn)速傳感器是利用光電元件（如光電池、光電管、光敏電阻等 ）對光的敏感性來測量轉(zhuǎn)速的。磁電式轉(zhuǎn)速傳速器：與光電式轉(zhuǎn)速傳感器相比，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，且脈沖信號不會因轉(zhuǎn)速過高而減弱，測速范圍廣，因此使用范圍非常廣泛?；魻栟D(zhuǎn)速傳感