過程檢測技術(shù)及儀表習(xí)題第二版課后答案

1、緒言練習(xí)與思考.簡述過程檢測技術(shù)發(fā)展的起源？.過程檢測技術(shù)當(dāng)前的主流技術(shù)和主要應(yīng)用場合？.請談?wù)勥^程檢測技術(shù)的發(fā)展方向是什么？.談?wù)勀闼赖臋z測儀表？.你認(rèn)為過程檢測技術(shù)及儀表與傳感技術(shù)的關(guān)系是怎么樣的？第一章練習(xí)與思考.什么叫過程檢測，它的主要內(nèi)容有哪些？.檢測儀表的技術(shù)指標(biāo)有哪些？如何確定檢測儀表的基本技術(shù)指標(biāo)？.過程檢測系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)的區(qū)別何在？它們之間相互關(guān)系如何？.開環(huán)結(jié)構(gòu)儀表和閉環(huán)結(jié)構(gòu)儀表各有什么優(yōu)缺點？為什么？ TOC o 1-5 h z nn.開環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)表的靈敏度S S ,相對誤差。請考慮圖14所示閉環(huán)1i 1結(jié)構(gòu)儀表的靈敏度SB (Sf為反饋通道的靈敏度)，而相對誤差

2、B f ( f為 Sf反饋通道的相對誤差)，對嗎？請證明之。提示：閉環(huán)結(jié)構(gòu)儀表的靈敏度S y/x;閉環(huán)結(jié)構(gòu)儀表的相對誤差dS/S。6.由孔板節(jié)流件、差壓變送器、開方器和顯示儀表組成的流量檢測系統(tǒng)，可能會出現(xiàn)下列情況：(1)各環(huán)節(jié)精度相差不多；(2)其中某一環(huán)節(jié)精度較低，而其他環(huán)節(jié)精度都較高。問該檢測系統(tǒng)總誤差如何計算？.理論上如何確定儀表精度等級？但是實際應(yīng)用中如何檢驗儀表精度等級？.用300kPa標(biāo)準(zhǔn)壓力表來校驗200kPa 1.5級壓力表，問標(biāo)準(zhǔn)壓力表應(yīng)選何級精 度？.對某參數(shù)進(jìn)行了精度測量，其數(shù)據(jù)列表如下：8%皚Ui4.278看f.M&$1i.321J5Ai1011S1dJ1試求檢測過程

3、中可能出現(xiàn)的最大誤差?.求用下列手動平衡電橋測量熱電阻 Rx的絕對誤差和相對誤差。設(shè)電源 E和檢流計 D引起的誤差可忽略不計。已知：Rx 10 , R2 100 , Rn 100 ,R3 1000 ,各橋臂電阻可能誤差為R2 0.1 , Rn 0.01 ,R3 1 （如圖1 23所示）。.某測量儀表中的分壓器有五擋?？傠娮?R要求能精確地保持11111，且其 相對誤差小于 0.01%,問各電阻的誤差如何分配？圖中各電阻值如下：R 10000 , R2 1000 , & 100 , R4 10 , R5 1 （如圖 124 所示）。圖113手動平衡電橋原理戰(zhàn)路ffi 1-24 分壓器電路.貯罐內(nèi)

4、液體質(zhì)量的檢測，常采用測量貯罐內(nèi)液面高度 h,然后乘以貯罐截面積A,再乘以液體密度，就可求得貯罐內(nèi)液體質(zhì)量儲量，即 M hA 0但采用該法測量M時，隨著環(huán)境溫度的變化，液體密度 也將隨著變化，這就需要不 斷校正，否則將產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。試設(shè)計一種檢測方法，可自動消除（補(bǔ)償）該系 統(tǒng)誤差。第二章練習(xí)與思考.什么叫溫標(biāo)？什么叫國際實用溫標(biāo)？請簡要說明ITS-90的主要內(nèi)容。.試比較熱電偶測溫與熱電阻測溫有什么不同（可以從原理、系統(tǒng)組成和應(yīng)用 場合三方面來考慮）？.用測溫件熱電偶或熱電阻構(gòu)成測溫儀表（系統(tǒng)）測量溫度時，應(yīng)各自注意哪 些問題？.如圖211,已知熱電偶的分度號為 K型，在工作時，自由端溫度t

5、o 30C,今測得熱電勢為38. 560mV,求工作端的溫度是多少？.簡要說明選擇壓力檢測儀表主要應(yīng)考慮哪些問題？.某臺空壓機(jī)的緩沖器，其正常工作壓力范圍為 1. 11. 6MPa,工藝要求就 地指示壓力，并要求測量誤差不大于被測壓力的5%,試選擇一塊合適的壓力表（類型、示值范圍、精度等級），并說明理由。.簡述下圖所示的彈簧管壓力計的工作原理？彈簧管E力計，聲K管d一拉桿.3單影皆能“中心化塵R 疥葉中一面版1 7-* 3倒節(jié)燈* S-接頭. 一臺電子自動測溫計，精度等級為0.5級，測量范圍為0300C,經(jīng)校驗發(fā)現(xiàn)最大絕對誤差為4C,問該表合格嗎？若不合格，應(yīng)定為幾級？.某空壓機(jī)的緩沖罐，其工

6、作壓力變化范圍為1.21.5MPa ,工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，且測量誤差不得大于罐內(nèi)壓力的0.5% ,試選用一個合格的壓力表(指明類型，量程，精度等級)。.測溫計的精度等級為2.5級，測量范圍為0600C,經(jīng)校驗發(fā)現(xiàn)最大絕對誤 差為8C,問該表合格嗎？若不合格，應(yīng)定為幾級？.用400Kpa標(biāo)準(zhǔn)壓力表來檢驗250Kpa的1.5級壓力表，問標(biāo)準(zhǔn)壓力表應(yīng)該選 何級精度？.用600Kpa標(biāo)準(zhǔn)壓力表來檢驗150Kpa的0.5級壓力表，標(biāo)準(zhǔn)壓力表應(yīng)該如何 確定精度？.某空壓機(jī)的緩沖罐，其工作壓力變化范圍為1.01.5MPa,工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，且測量誤差不得大于罐內(nèi)壓力的0.5%,試選用一個合格的

7、壓力表。.在下述檢測液位的儀表中，受被測液位密度影響的有哪幾種？并說明原因：(1)玻璃液位計；(2)浮力式液位計；(3)差壓式液位計；(4)電容式液位計；(5)超聲波液位計；(6)射線式液位計。.如圖2-101所示是用雙法蘭式差壓變送器測量密閉容器中有結(jié)晶性液體的液位。已知被測液位的密度1200kg/m3 ,液位變化范圍H=0950mm,變送器的正負(fù)壓法蘭中心線距離H0 1800mm，變送器毛細(xì)管硅油密度 1 950kgfm3,試 確定變送器的量程和遷移量。圖2401液位測量系筑.什么是流量檢測儀表的量程比？.當(dāng)實際流量小于儀表量程比規(guī)定的最小流量時，會產(chǎn)生什么情況？請舉例說 明。.試設(shè)計計算

8、采用角接取壓的標(biāo)準(zhǔn)孔扳，并配用電動差壓變送器，已知條件如下：(1)被測介質(zhì)為空氣；(2)最大流量 qv 22000 m3 h ;(3)工作壓力p=0.5Mpa (表壓)；(4)工作溫度t 100oC ;(5)相對濕度0 ;(6)管道直徑D20 =350mm,材料為20號鋼管；(7)壓力損失及敷設(shè)條件無要求。.在你學(xué)習(xí)到的各種流量檢測方法中，請指出那些測量結(jié)果受被測流體的密度 影響？為什么？.有一臺用來測量液體流量的轉(zhuǎn)子流量計，其轉(zhuǎn)子材料是耐酸不銹鋼(密度f 7900kg/m3 ),用于測量密度為750 kg/m3的介質(zhì)，當(dāng)儀表讀數(shù)為5.0m3/h時，被測介質(zhì)的實際流量為多少？.有一臺電動差壓變

9、送器配標(biāo)準(zhǔn)孔板測量流量，差壓變送器的量程為16kPa,輸出為420mA,對應(yīng)的流量為050t.1h 0工藝要求在40t/h時報警。問：(1)差壓變送器不帶開方器時，報警值設(shè)定在多少mA?(2)帶開方器時，報警值又設(shè)定在多少 mA?.如圖所示的液位系統(tǒng)，當(dāng)用差壓法測量時，其量程和遷移量是多少？應(yīng)如何 遷移？實際可測量范圍是多少？已知：1200kg/m3,H 1.5m,% 0.5m, h2 1.2m,h3 3.4m.什么是流量檢測儀表的量程比？.根據(jù)下圖所示的流量系數(shù)與雷諾數(shù)Re的關(guān)系，分析為什么由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件構(gòu)成的流量計的量程比通常為3:1?（幻標(biāo)有孔機(jī).簡述熱磁式氣體分析儀的組成及各組成部分的功

10、能？.簡述熱導(dǎo)式氣體分析儀的組成及各組成部分的功能？.請比較熱導(dǎo)式氣體分析儀和熱磁式氣體分析儀在檢測原理上的異同點。.什么叫干擾組分？.使用熱導(dǎo)式氣體分析儀、熱磁式氣體分析儀和紅外線氣體分析儀時應(yīng)如何克 服或減小干擾組分的影響？.氧化培氧量分析儀在實際使用一段時間后發(fā)現(xiàn)指示值始終指示在最大位置 （21%）,你認(rèn)為可能是什么原因引起的？.用色譜儀分析雙組分混合物，測得甲、乙兩組分色譜峰（對稱峰）數(shù)據(jù)及靈敏度值如下表，求各組分含量及兩個譜峰的分辯力為多少 （設(shè)走紙速度為1 cm. s ）鞘分羽分1名B幅9施工WtrVHj嗎40.675. i我啊如14。高砒mL643iU0Ua.有一臺電壓表，其量程

11、范圍為0100V,當(dāng)采用該臺儀表及標(biāo)準(zhǔn)表同時進(jìn)行電壓檢測時，測得的數(shù)據(jù)如下：標(biāo)準(zhǔn)表（V）20406080電壓米（V）19.838. 961. 280. 3試確定該臺電壓表的精度等級。第三章練習(xí)與思考.舉例說明信號變換有哪幾種基本形式？.差動式變換和參比式變換各有什么特點？.為什么閉環(huán)結(jié)構(gòu)的平衡式儀表較開環(huán)結(jié)構(gòu)的簡單直接變換式儀表反應(yīng)速度快、 線性好、精度高；但穩(wěn)定性較差，靈敏度降低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，試從理論上分析之。.有差隨動式變換儀表與無差隨動式變換儀表在結(jié)構(gòu)形式和特性方面有何不 同？.在不平衡電橋設(shè)計時要注意哪些問題？.請設(shè)計一個單臂工作的電橋，其中敏感元件的電阻變化范圍為100142電阻的允許

12、耗散功率為 3.6mW0要求電橋的輸出電壓與電阻的變化量之間的非線 性誤差小于10%,同時使電橋的輸出電壓盡可能高。求橋臂上各電阻值、電源 電壓，并給出電橋的輸出電壓范圍。.在6題中，若要求電橋有最大的輸出自壓，則又如何設(shè)計該電橋，并求出相 應(yīng)的電橋輸出電壓。.信號變換是過程檢測系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。（1）試從結(jié)構(gòu)形式和變換特點上簡要說明信號的差動式變換與參比式變換的工 作原理；(2)在某過程檢測系統(tǒng)中，如果要求同時減小環(huán)境等因素對轉(zhuǎn)換元件和敏感元件的干擾，改善系統(tǒng)的非線性，應(yīng)該怎樣設(shè)計該系統(tǒng)的信號變換部分。.在力矩平衡式差壓變送器中，采用負(fù)反饋形式來降低整個儀表的非線性程度；而在氧化培氧量變送器中應(yīng)用反對數(shù)放大器使變送器的輸出與被測氣體的氧含量成線性關(guān)系。你認(rèn)為還有別的減小或消除儀表或檢測系統(tǒng)的非線性影的N方法嗎？.簡述如圖所示的無差隨動式溫度檢測儀表的工作原理？.設(shè)計一個流量檢測系統(tǒng)，要求信號變換采用平衡式變換。(1)簡述設(shè)計原理，并繪出原理框圖；(2)繪制出檢測系統(tǒng)的示意圖(簡圖)，指出所選用的敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn) 換電路和顯示儀表等，并進(jìn)行簡要分析。.差壓變送器是流量檢測系統(tǒng)中進(jìn)行信號變換的常用裝置，下圖是它的結(jié)構(gòu) 圖。差壓變送器的結(jié)構(gòu)圖（1膜片，2簧片，3杠桿,4檢測片