熱力測試技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題解答

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； 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； 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；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(gè)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(gè)特點(diǎn)：單峰、有界、對稱、相互補(bǔ)償計(jì)算：有限測量次數(shù)中的隨機(jī)誤差計(jì)算（間接、直接） 第三章測試儀表基本知識(shí)名詞：測試儀表、儀表精度、靈敏度、靈敏度阻滯、時(shí)滯，傳遞函數(shù)，動(dòng)態(tài)誤差 簡答：1.2.3.4.2.3.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

3、輸功能、顯示功能； 儀器傳感器滿足的三個(gè)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； 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） 測量精度與儀表精度的區(qū)別， 測量精度：%儀表精度：.;選用原則取下限（精度高的）； 舉例說明=如Am m：最大絕對誤差 Am儀表測量范圍I :被測量值估計(jì)量4.5.測量儀表的動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)態(tài)誤差動(dòng)態(tài)特性：指當(dāng)

4、輸入信號隨時(shí)間變化時(shí)，輸出與輸入信號之間的關(guān)系； 動(dòng)態(tài)誤差：儀表在動(dòng)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 ()2二階儀器動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述:my + W + ky = f (t) 定義3 : 0=W7.8.定義二階儀器的阻尼比 Z: U_ c/km畫出一階儀器階躍輸入的響應(yīng)圖并分析時(shí)間常數(shù)的作用fS 14 一階儀器的階時(shí)應(yīng)T = T1 + Ia =召e +給出二階系統(tǒng)的正弦輸入的頻率響應(yīng)圖，并會(huì)簡單分析計(jì)算：儀表精度的選用，儀表精度定級，測量次數(shù)計(jì)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.Q _2nJTn=3S臨=嚴(yán)100%

5、L 幾lim(P=99.73%)L(16m)2.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，每一等分為華氏t C =(T-273.15)K=( 1.8t+32 ) F;常用測溫方法及特點(diǎn)玻璃管式液體溫度計(jì)：工作液體的熱膨脹：水銀、酒精、甲苯等； 壓力式溫度計(jì)：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(jì)：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(jì)：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(jì)和輻射高溫計(jì)：高溫物體熱輻射7光學(xué)設(shè)備分析光譜7輻射強(qiáng)度7溫度 熱電效應(yīng)四

6、個(gè)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(huì)產(chǎn)生熱電勢1度,以符號F表示;3.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)體兩端溫度相同回路的總熱電動(dòng)勢無影響；中間溫度定律：在熱電偶回路中，如果熱端溫度為 則熱電偶回路的總電勢(t,t 0)等于t與tn熱電勢(t,t 和：E ( t,t 0)=E ( t,t n ) +E ( tn,t 0 )；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t，冷端溫度為t 0， n)和tn與to熱電勢，則對熱電偶中間溫度為tn, (tn,t 0)的代數(shù)C組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢9.已知，則由這兩種導(dǎo)體組成的熱電偶所產(chǎn)生的熱電

7、動(dòng)勢也就已知；Eac (tt。)= eAc (t )eAc(t0 )EbC (t, t。)=eBC (t)-% (t。)EaB (t, t。)= Eac (tt。)- Ebc (t ,鮎)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 0C時(shí)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(shí)際使用時(shí)，難于保證 0C,需采取措施消除冷端實(shí)際溫度與分度時(shí) 0C不同而引起的誤差；冷端恒溫法：冷端放入冰水混合物的容器中，容器溫度保持0C不變.冷端溫度校正法：如果冷端溫度固定為 t0時(shí)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。

8、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(shí)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(dòng)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 =R0(1+at)Rt :溫度t時(shí)的電阻；R0:溫度0C時(shí)的電阻；a :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(shí)的電阻相對變化量，單位為

9、Q/C7.8.熱電偶和熱電阻大致測溫范圍熱電偶：-200-1800 C；熱電阻：-120-500 C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(huì)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：弓I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； 簡述輻射式測溫的幾種方法和原理絕對壓力、負(fù)壓力）Po：大氣壓）；R：大氣壓）；溫度的變化而改變， 補(bǔ)償片的壓電傳感器, 第六章流速測量1.流速測量常用儀器、動(dòng)壓管（皮托管）

10、可壓縮氣體等熵流動(dòng)的能量方程:P0=P + e z V 式中：P0氣2700 C以上發(fā)可見光;單色輻射式光學(xué)溫度計(jì)：利用亮度代表輻射能，全輻射高溫計(jì)：測全部輻射能；比色高溫計(jì)：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(jì)；10.接觸式溫度計(jì)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(dòng)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(shí)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(dòng)壓 簡答：1. 三種壓力概念及如何換算（表壓力、表壓力：Pa=P-P0 （

11、P：絕對壓力；負(fù)壓力：Pb=Fb-P （P:絕對壓力；2. 簡述壓力傳感器分類、工作原理液柱式壓力計(jì)：利用液柱高度測壓；機(jī)械式彈性壓力計(jì)：以各種形式的彈性元件受；電子式壓力傳感器：結(jié)構(gòu)7外力變形7電荷、電阻、電容、電感的變化7放大器7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(dòng)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(dòng)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)因是測量

12、時(shí)的輸出發(fā)生飄移。 傳感器在測試時(shí)的冷卻條件，可采用帶溫度以消除氣缸內(nèi)燃?xì)飧邷貛淼挠绊懀?壓縮修正系數(shù)，對于液體:體總壓；P氣體靜壓；P 氣體密度；V液體或氣體流速； =0 ；“熱線”的熱量散失強(qiáng)度與氣流熱線風(fēng)速儀：利用被電流加熱而置于氣流中的感受元件 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(dòng)的微粒上時(shí)，激光被運(yùn)動(dòng)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(jì)算流體速度，位移信息是t和t+t時(shí)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

13、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100200C，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(shí)，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(shí)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 ;單光束（雙散射）；雙光束（單散射）

14、； 第七章流量測量1. 流量計(jì)的分類及典型儀器容積式：單位時(shí)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(jì)；速度型：根據(jù)流體一元流動(dòng)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(jì)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(jì)，靶式，渦街，層流，明渠；溫度壓力補(bǔ)償式;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， 流速法測量流量；2. 壓差、浮子、渦輪等流量計(jì)的原理與特點(diǎn)在節(jié)流元件前后產(chǎn)生壓壓差：流體通過測量管道中節(jié)流元件時(shí)，流線和流速發(fā)生變化，差，該壓差與流量流速成正比。測得壓差，通過計(jì)算

15、可得到流量；也叫浮子式;轉(zhuǎn)子：通過改變節(jié)流面積，使得流體的動(dòng)壓不變，即總靜壓差不變， 渦輪：渦輪葉片受流動(dòng)沖擊而轉(zhuǎn)動(dòng)，測轉(zhuǎn)速；3. 壓差式流量計(jì)的流量系數(shù)與誰有關(guān)，如何變化d 2其中：d-節(jié)流元件的孔徑（m）； a -流量系數(shù)與 一2有關(guān)；P -節(jié)流元D2件入口前的空氣密度（kg/m3 ）； P-節(jié)流元件前后壓力差（P a）； 膨脹校正系數(shù)，由 P和P0決定。第八章液位測量1. 液位計(jì)的典型儀器電容式液位計(jì)；電阻式液位計(jì)：電接點(diǎn)液位計(jì)；熱電阻液位計(jì)；光纖液位計(jì)：全反射型光纖液位計(jì)；浮沉式光纖液位計(jì)；2. 電容式液位計(jì)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

16、阻式液位計(jì)和光纖液位計(jì)的典型種類電阻式液位計(jì)：電接點(diǎn)液位計(jì)：禾U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(jì)：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(jì)：全反射型光纖液位計(jì)： 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(jì)：浮子，重錘，鋼索，計(jì)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、扭矩和功率測量形成的閉合磁路，感應(yīng)子外圓為齒狀，旋轉(zhuǎn)時(shí)磁 變成熱量由冷卻水帶走， 轉(zhuǎn)子受到一個(gè)與轉(zhuǎn)向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（

17、畫圖） 水力測功器：利用運(yùn)動(dòng)物體與水之間摩擦阻力來吸收發(fā)動(dòng)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)子受相反力矩，外殼固定，電流帶走 能量；電渦流測功器：激勵(lì)繞組通直流電流， 通密度不斷變化，在渦流環(huán)表面產(chǎn)生渦電流， 相反的力，形成制動(dòng)力矩；仔hTWItnd Ah)圖10-9血商電阻控劇方式的特性曲皺C(jī)W440D-1500/6500 型測功機(jī)特性曲線|_匾_功率4扭矩2. 簡述測功機(jī)與發(fā)動(dòng)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(dòng)的固有頻 率發(fā)生變

18、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(gè)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(shí)， 其產(chǎn)生切應(yīng)力，而最大應(yīng)力發(fā)生在軸的 外圓周面上。兩個(gè)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；拉應(yīng)力下，其磁磁致伸縮式：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，導(dǎo)率增加，壓應(yīng)力下磁導(dǎo)率減??；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(gè)齒經(jīng)過磁電式測速傳感器感應(yīng)線圈時(shí)，輸出一個(gè)脈沖信號， 由電子計(jì)數(shù)器接受信號， 并對其實(shí)行放大

19、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(shí)在另兩端產(chǎn)生電壓；第十章內(nèi)燃機(jī)排氣成分測定與分析1. 常用的發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣取樣方法直接取樣法：取樣探頭插入發(fā)動(dòng)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(shí)際過程的取樣方法；CH CO CQ、NOx C2)2. 簡述各氣體成份的測試方法及原理（O含量測量：順磁

20、分析儀，氧化鋯氧量分析儀；CH的測量：氫火焰電離檢測器；CO CO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(jì)：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(jì)，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(jì)：是一種透光式煙度計(jì)，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(jì)：是一種典型的濾紙式煙度計(jì)，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(jì)： 是一種濾紙式煙度計(jì)，不同的是，馮布蘭德煙度計(jì)采用帶狀濾紙，通過相應(yīng)的濾紙傳送裝置，可以實(shí)現(xiàn)碳煙的連續(xù)測量，通過調(diào)節(jié)濾紙的傳送速度和取樣噴嘴的 尺寸，可以調(diào)整