化工測量及儀表 習(xí)題與思考題

1、 傳感器與檢測基礎(chǔ)習(xí)題與思考題 信息與控制工程學(xué)院自動化系 2006測量誤差和儀表的性能指標(biāo) 1、什么是真值? 什么是約定真值、相對真值? 2、什么叫絕對誤差，相對誤差，引用誤差，回差? 3、什么叫系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和疏忽誤差? 各有什么特點? 產(chǎn)生的原因是什么? 4、什么叫測量不確定度、準(zhǔn)確度和準(zhǔn)確度等級? 5、測量不確定度有哪幾種形式? 試總結(jié)各種不確定度的計算程序。 6、有兩臺測溫儀表，其測量范圍分別是0-800C和600-1100，已知其最大絕 對誤差均為±6，試分別確定他們的精度等級。 7、檢定一塊1.5級刻度為0100kPa的壓力表，發(fā)現(xiàn)在50kPa處的誤差最大為 1.4

2、kPa，其它刻度處的誤差均小于1.4kPa，問這塊壓力表是否合格?壓力測量部分 1彈簧管壓力表測壓原理是什么？試述彈簧管壓力表的主要組成及測壓動作過程。 2試述石英晶體壓電效應(yīng)的產(chǎn)生過程。橫向和縱向壓電效應(yīng)的產(chǎn)生與所測壓力之間的關(guān)系是什么？ 3什么是霍爾效應(yīng)？霍爾電勢的大小和方向與哪些因素有關(guān)？ 4金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有什么不同？ 5一臺力平衡式差壓變送器，測量范圍是060 kPa，輸出信號范圍是420 mA，問被測差壓為35 kPa時，變送器的輸出應(yīng)是多少mA？ 6電容式壓力傳感器有哪幾種類型？差動式結(jié)構(gòu)具有什么優(yōu)點？ 7一臺電容式壓力變送器，測量范圍為0250kPa，求

3、輸出信號為16mA時，被測壓力應(yīng)是多少kPa？ 8試述自感傳感器及差動變壓器的工作原理靈敏度。 9振弦式壓力變送器的工作原理是什么？如何使得振弦產(chǎn)生振動？ 10要求測量0.8MPa的壓力，測量的最大誤差應(yīng)小于或等于±0.01MPa，現(xiàn)有一塊01.0MPa、精度0.5級的壓力表，問量程和精度能否滿足要求？應(yīng)選擇何量程、何精度？ 11需要測量某臺空氣壓縮機(jī)緩沖罐內(nèi)的壓力，工作壓力范圍為1.11.6MPa，要求就地觀察，并要求測量誤差不得大于罐內(nèi)壓力的±5，試選擇一合適的壓力儀表用于測量。 12某化肥廠合成氨塔的壓力控制指標(biāo)為14±0.4MPa，要求有一就地壓力顯示，試

4、選擇壓力儀表的類型、測量范圍及精度等級。 13為什么測量儀表的測量范圍要根據(jù)被測量的大小來選??？選量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)有何問題？ 14需要校驗精度為1.0級、010MPa的壓力表，試選擇標(biāo)準(zhǔn)表的精度和量程。15校驗一塊精度1.5級、06MPa的壓力表，現(xiàn)有0.25級、010MPa和0.2級、016MPa的壓力表各一塊，哪一塊可以作為標(biāo)準(zhǔn)表？為什么？16用活塞式壓力計校驗彈簧管壓力表時，應(yīng)如何讀取上、下行讀數(shù)？讀數(shù)時為什么要使測量活塞和砝碼保持一定的旋轉(zhuǎn)速度？ 17壓力儀表的安裝包括哪些內(nèi)容？需要注意哪些問題？物位測量部分 1按工作原理不同，物位測量儀表有那些種類？它們的工作原理各是什

5、么？ 2分別說明浮球式液位計和浮筒液位計的工作原理，它們之間有何區(qū)別？ 3什么是差壓式液位計的零點遷移問題？遷移的實質(zhì)是什么？正、負(fù)遷移有什么不同？如何判斷？ 4按圖2-1和2-2的安裝方法，分別為何種遷移？試分析討論遷移量分別為多少？ 圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 5如圖2-3所示，測量密閉容器內(nèi)的液位，氣相為不凝性氣體，采用單法蘭差壓式液位計，液位測量范圍為H ，已知：介質(zhì)密度=0.8g/cm3, H =500mm, H0=200mm,試問： （1）差壓計的量程應(yīng)是多少kPa？（2）何種遷移？遷移量是多少kPa？ 6用差壓式液位計測量某鍋爐水位，如圖2-4所示，水位變化范圍為H，水的

6、密度隨溫度變化可以忽略，已知Hmax=2000mm, =0.95g/cm3 , 試問：（1）若差壓計不帶遷移機(jī)構(gòu)能否使用？如何使用？存在什么問題？（2）若差壓計帶有遷移機(jī)構(gòu)應(yīng)如何使用？需要進(jìn)行哪種遷移？遷移量是多少KPa？遷移后的測量范圍應(yīng)是多少？ 7如圖2-5所示用差壓變送器測量某容器液位，被測介質(zhì)密度1 =0.85g/cm3 ，隔離液體密度2 =0.95g/cm3，液位測量范圍 H=2000mm , h1=1000mm , h2=3000mm ,試問：（1）需要進(jìn)行哪種遷移？遷移量是多少kPa？（2）遷移后的測量范圍應(yīng)是多少？ 圖 24 圖 25 8應(yīng)用差壓變送器測量兩種液體的分界面，安裝

7、情況如圖2-6所示，已知 1 =0.75g/cm3 ，2 =1.0g/cm3, h0=200mm ，h1=400mm ,h2=600mm ， Hmax=800mm ，h3=1800mm ，0 =1.0g/cm3，試問：（1） 采用此種方法測量界位時應(yīng)注意什么問題？（2） 差壓變送器的量程應(yīng)是多少kPa？是何種遷移？遷移量為多少kPa？ 圖 2-6 9浮筒式液位計的量程由什么決定？在相同液位高度下，當(dāng)被測介質(zhì)密度不同時，如何使液位計的輸出相同？ 10浮筒式液位計的校驗一般采用水校和掛重的方法。若浮筒截面為A，長度為L,重量為W ；被測介質(zhì)密度為，試說明使液位計輸出分別為0%、25%、50%、75

8、%、100%時，若分別采用這兩種方法校驗具體應(yīng)如何實施？（設(shè)被測介質(zhì)的密度為850kg/m3） 11試分析用電容式液位計分別測量導(dǎo)電介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的液位時，相當(dāng)于各自改變了哪個物理量從而引起電容量變化的？何時需要考慮虛假液位的影響？如何消除？ 12試述射頻導(dǎo)納物位計和超聲波物位計的工作原理及它們應(yīng)用的場合。 12. 試述核輻射式物位計的特點及應(yīng)用場合。 13. 可以用做界位測量的物位計有哪幾種？簡述其原理和特點。流量測量部分 1什么叫流量和總量？有哪幾種表示方法？常用流量單位是什么？ 2試述差壓式流量計測量流量的原理，并說明哪些因素對差壓式流量計的流量測量有影響？ 3什么叫標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置？有幾

9、種形式？它們分別采用哪幾種取壓方式？ 4. 原來測量水的差壓式流量計，現(xiàn)在用來測量其測量范圍相同的油的流量，讀數(shù)是否正確？為什么？ 5用一臺電容式差壓變送器與節(jié)流裝置配用測量流量，變送器的測量范圍為010KPa，對應(yīng)流量為0320m3h, 求輸出為14mA時，差壓是多少？流量是多少？ 6用一臺電動力平衡式差壓變送器配孔板測量流量，原設(shè)計差壓范圍為063kPa，流量范圍為0125Th, 安裝時誤裝了一臺差壓范圍為040KPa的差壓變送器，啟用后流量穩(wěn)定，儀表輸出壓力為10mA，試問： （1）實際流量是多少？（2）若采用063kPa的差壓變送器，此時變送器的輸出應(yīng)為多少mA？ 7為了防止差壓計的測

10、量室單向受壓，投用時應(yīng)如何啟動差壓計？ 8靶式流量計與差壓式流量計的工作原理是否相同？該流量計有何特點？安裝時應(yīng)注意哪些問題？ 9靶式流量計的轉(zhuǎn)換部分和差壓變送器相比，為何要增加一個阻尼器？ 10. 用一臺電動型靶式流量計測量加熱爐燃料油流量，已知流量計的測量范圍為040m3h, 產(chǎn)生的最大作用力Fmax22N，問當(dāng)變送器輸出為8mA時，靶的受力為多少？此時的流量應(yīng)為多少？ 11容積式流量計的泄漏量與哪些因素有關(guān)？安裝時有哪些要求？ 12試比較差壓式流量計與轉(zhuǎn)子流量計測量原理的異同。 13當(dāng)被測介質(zhì)的密度、壓力或溫度變化時，轉(zhuǎn)子流量計的指示值應(yīng)如何修正？ 14用轉(zhuǎn)子流量計來測量表壓為31.99

11、2KPa、溫度為40的N2氣的流量，若巳知流量計讀數(shù)為10m3h, 求N2氣的真實流量（巳知N2在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的密度為1.165Kgm3）應(yīng)是多少？ 15. 用水標(biāo)定的流量計, 測量范圍為01000 m3h, 現(xiàn)將不銹鋼轉(zhuǎn)子(密度為7.92gcm3)更換成相同形狀的鋁轉(zhuǎn)子(密度為2.86gcm3), 用來測量水的流量。試問更換轉(zhuǎn)子后的測量范圍應(yīng)是多少? 16. 已知被測液體的實際最大流量為500m3h, 工作狀態(tài)下的密度為0.8gcm3, 試選擇一臺轉(zhuǎn)子為不銹鋼材料(密度為7.92gcm3), 測量范圍合適的轉(zhuǎn)子流量計用于此介質(zhì)的流量測量。 17. 電磁流量計的工作原理是什么? 它對被測介質(zhì)

12、有什么要求? 18. 渦街流量計是根據(jù)什么原理測量流量的? 采用什么方法檢測漩渦的分離頻率? 19. 渦輪流量計如何實現(xiàn)磁電之間的轉(zhuǎn)換? 它適用于什么介質(zhì)的流量測量? 20. 彎管流量計工作原理及特點是什么? 21. 質(zhì)量流量的測量有哪幾種方法? 各有什么特點?溫度測量部分1 什么是熱電效應(yīng)? 熱電偶的熱電勢是如何產(chǎn)生的？2 用鎳鉻一鎳硅熱電偶測量某爐膛溫度，現(xiàn)測得的熱電勢為31.64 mV，巳知熱電偶冷端溫度為30 ，求熱端溫度=? 。 3 熱電偶為什么要進(jìn)行冷端溫度補償? 補償方法有哪幾種? 4 用鉑銠鉑熱電偶測溫，冷端溫度為30，顯示儀表（無冷端補償措施）讀數(shù)為985 ，所測的實際溫度應(yīng)

13、是多少? 5 用分度號熱電偶測量某設(shè)備的溫度，測得回路中的熱電勢為20mV、巳知冷端溫度為25，求設(shè)備的實際溫度? 若用S分度號的熱電偶來測量，在相同條件下，測得的熱電勢應(yīng)是多少? 6 根據(jù)熱電偶回路的有關(guān)性質(zhì)，證明圖4-1中回路總電勢為 E=EAB(t, t1)+ECD(t1, t2)+EEF(t2, t3) 7熱電偶補償導(dǎo)線正、負(fù)極性與熱電偶的正、負(fù)極性接反會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？試分析之。 8如圖4-2所示為溫差測量回路，熱電偶的分度號為K，問在補償導(dǎo)線兩端測得的熱電勢應(yīng)是多少？ 圖 4-1 圖 4-2 9用E分度號的熱電偶與其相應(yīng)的顯示儀表配用測量溫度，顯示儀表帶有冷端溫度補償作用，但錯用普通

14、導(dǎo)線代替了補償導(dǎo)線，當(dāng)把顯示儀表輸入端短接時，顯示溫度為28，用水銀溫度計測得的熱電偶冷端溫度為42，求顯示儀表顯示385時，被測的實際溫度為多少？ 10圖4-3為鉑銠鉑熱電偶與顯示儀表組成的測溫系統(tǒng)。A、B為熱電偶補償導(dǎo) 線，但續(xù)接的一段由于疏忽接反， 已知： E(1000,0)=9.585mV E(100,0)=0.645mV E(50,0)=0.299mV E(20,0)=0.113mV 圖 4-3求：（1）顯示儀表顯示的溫度是多少？ （2）若全部正確連接顯示儀表應(yīng)顯示何值？由于第二段補償導(dǎo)線接反而引入的絕對誤差是多少？ 11熱電阻的測溫原理是什么？同熱電偶相比有何優(yōu)點? 12常用熱電偶

15、和熱電阻的分度號有哪幾種? 各有何特點? 13熱電阻為什么要采用三線制連接？為什么要規(guī)定熱電阻的連接導(dǎo)線電阻? 14用分度號為Pt100 鉑電阻測溫，但錯用了Cu100 的分度表，查得溫度為140 ， 問實際溫度為多少？ 15輻射式溫度計為什么要對儀表溫度示值進(jìn)行修正? 16巳知某兩線制溫度變送器，內(nèi)部無線性化功能。它配鎳鉻一康銅熱電偶測量范圍為200-300 ，遷移和量程巳調(diào)校完畢。問變送器輸出分別為8mA 、12mA及16mA電流時表明熱電偶熱端溫度是多少? 這些結(jié)果受冷端溫度變化的影響嗎？ 17測溫元件安裝時應(yīng)注意哪些問題? 顯示儀表部分 1電位差計的基本工作原理是什么？ 2. 對于起始

16、點為0的自動電子電位差計，當(dāng)輸入端短路時，儀表指針應(yīng)指示在何處？為什么？ 3. 一支分度號為E的熱電偶與自動電位差計配套測溫，熱電偶冷端溫度t0=42，如果不采用補償導(dǎo)線而采用普通銅線進(jìn)行熱電偶與自動電位差計之間的連接，設(shè)儀表接線端子處（溫度補償電阻R2處）的溫度為t1=28 ，求自動電位差計顯示385時其測量誤差是多少？ 4試比較自動電位差計和自動平衡電橋的測量原理、結(jié)構(gòu)組成和使用等方面的異同。 5. 如果在自動電位差計和自動平衡電橋的測量橋路中，量程電阻RM和起始電阻RG分別斷路，各會顯示什么數(shù)值？為什么? 6. 當(dāng)熱電阻短路、斷路時，自動平衡電橋應(yīng)指示在什么地方? 為什么? 7什么是不平衡電橋?