熱能與動力工程測試技術(shù)習(xí)題及答案

1、熱能與動力工程測試技術(shù)填空（30X1）1、儀器測量的主要性能指標(biāo):精確度、恒定度、靈敏度、靈敏度阻滯、指示滯后時間。P52、在選用儀器時，應(yīng)在滿足被測要求的前提下，盡量選擇量程較王的儀器，一般應(yīng)使測量值在滿刻度要求的2/3為宜。P53、二階測量系統(tǒng)的阻尼比通?？刂朴趃=0.60.&對于二階測量系統(tǒng)的動態(tài)性能的兩個重要指標(biāo)是穩(wěn)定時間t和最大過沖量A。P18sd4、測量誤差可分為系統(tǒng)誤差、隨機（偶然）誤差、過失誤差。5、隨機誤差的四個特性為單峰性、對稱性、有限性、抵償性。6、熱電偶性質(zhì)的四條基本定律為均質(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。7、造成溫度計時滯的因素有：感溫元件的熱慣

2、性和指示儀表的機械慣性。P1098、流量計可分為：容積型流量計、速度型流量計、質(zhì)量型流量計。P1619、擴大測功機量程的方法有：采用組合測功機、采用變速器。P20810、除利用皮托管測量流速外，現(xiàn)代常用的測速技術(shù)有：熱線（熱膜）測速技術(shù)、激光多普勒測速技術(shù)(LDV)、粒子圖像測速技術(shù)。二、名詞解釋(5X4)1、什么是測量儀器或測量系統(tǒng)的動態(tài)特性分析？作用？答：P11，測量儀器或測量系統(tǒng)的動態(tài)特性分析就是研究測量時所產(chǎn)生的誤差。它主要是以描述在動態(tài)測量過程中輸出量和輸入量之間的關(guān)系。2、何為霍爾效應(yīng)？答：(參考)置于磁場中的金屬(或帶有電子的物質(zhì))，當(dāng)于兩端通過電流時另外兩面會產(chǎn)生大小與控制電流

3、1(A)和磁感應(yīng)強度B(T)的乘積成正比的電壓U(V),H這一現(xiàn)象叫做霍爾效應(yīng)。P903、何為亮度溫度？答：在波長為入的單色輻射中，若物體在溫度T時的亮度B和絕對黑體在溫m入度為T時的亮度B相等，則把T稱為被測物體的亮度溫度。s0入s4、何為動壓？靜壓？總壓？P129答：靜壓是指運動氣流里氣體本身的熱力學(xué)壓力?？倝菏侵笟饬黛販购蟮膲毫?，又稱滯止壓力。動壓為總壓與靜壓之差。三、簡答題(5X4)1、為什么階躍信號常用于低階測量系統(tǒng)的時域動態(tài)響應(yīng)的輸入信號？答：階躍信號從一個穩(wěn)定的狀態(tài)突然過過渡到另一個穩(wěn)態(tài)，對系統(tǒng)是一個嚴(yán)格的考驗，（比其它輸入信號更）易暴露問題。P17簡述金屬應(yīng)變式傳感器的工作原

4、理。答：金屬應(yīng)變式傳感器的工作原理是基于金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體在外力作用下產(chǎn)生機械形變時，電阻值也隨之產(chǎn)生相應(yīng)的變化。在測量瞬時溫度時采用的感溫元件時間常數(shù)大小如何？為什么？，在測量平均溫度時又如何？為什么？P110答：感溫元件的質(zhì)量和比容越小，相應(yīng)越快，故在測量瞬時溫度時采用時間常數(shù)小的感溫元件；反之時間常數(shù)越大相應(yīng)越慢，感溫元件的溫度越接近平均溫度，故測量平均溫度時采用時間常數(shù)大的元件。試畫出皮托管的結(jié)構(gòu)簡圖，說明皮托管的工作原理，并導(dǎo)出速度表達(dá)式（條件自擬，不考慮誤差）。P143P144四、計算題3X101、某加熱后的鐵塊溫度隨時間降低，溫度分布如下：時t/s60121824

5、303642485460000000000溫度t/C302826242219181614115401381008近似認(rèn)為溫度是時間的一階函數(shù)，即t=f（T）。1）寫出溫度隨時間的線性回歸方程。解：（tip：可用計算器）2）求鐵塊降至室溫（t=20C）的時間。解：（略）2、某壓力表精度為1.5級，量程為02.0MPa,測量結(jié)果顯示為1.2MPa,求:1)最大引用誤差.2)解：最大引用誤差6=1.5%nm3)可能出現(xiàn)的最大絕對誤差A(yù)m4)解：二2X1.5%=0.03MPa5)示值相對誤差6x6)6X100%：X100%=2.5%xx1.23、采用熱電偶測溫度的時候，是將電動勢轉(zhuǎn)化為響應(yīng)的溫度而工作

6、的。已知測溫計顯示的兩端電勢差為E(t,t),而當(dāng)溫度為t時顯示的電勢差00為E(t,0),求當(dāng)溫度為t時實際電動勢E(t,0)(借此得到實際溫度)0是多少？答：(汗)一填空(每空1分，共30分)在熱能與動力工程領(lǐng)域中，需要測量的物理量主要有溫度、壓力、流量、功率、轉(zhuǎn)速等。按照得到最后結(jié)果的過程不同，測量方法可以分為直接測量，間接測量和組合測量。按工作原理，任何測量儀器都應(yīng)包括感受件，中間件和效用件。測量誤差按照產(chǎn)生誤差因素的出現(xiàn)規(guī)律以及它們對測量結(jié)果的影響程度來區(qū)分可以將測量誤差分為系統(tǒng)誤差，隨機誤差和過失誤差。系統(tǒng)誤差的綜合包括代數(shù)綜合法、算數(shù)綜合法和幾何綜合法。金屬應(yīng)變式電阻傳感器溫度補

7、償?shù)姆椒ㄓ袠蚵费a償和應(yīng)變片自補償。65自感式電感傳感器分為變氣隙式、變截面式和螺管式。互感式電感傳感器又稱為差動變壓器常見的光電轉(zhuǎn)換元件包括光電管、光電池、光敏電阻和光敏晶體管。使用較多的溫標(biāo)有熱力學(xué)溫標(biāo)、國際實用溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)。熱力學(xué)溫標(biāo)T和攝氏溫標(biāo)t的轉(zhuǎn)換關(guān)系T二t+273.15可用于壓力測量的傳感器有壓阻式傳感器、壓電式傳感器和電容式差壓傳感器。流量計的類型有容積型流量計、速度型流量計和質(zhì)量型流量計。常用的量計的節(jié)流元件有孔板、噴嘴、文丘里管等。二名詞解釋（每題5分，共20分）壓阻效應(yīng)（P66）答：很多固體材料在受到應(yīng)力作用后，電阻率發(fā)生變化，這種效應(yīng)叫做壓阻效應(yīng)。熱電現(xiàn)象（7

8、9）答：兩種不同導(dǎo)體A和B組成閉合回路，若兩連接點溫度T和T不同，則在回路中0就產(chǎn)生熱電動勢。形成熱電流，這種現(xiàn)象叫做熱電現(xiàn)象。光生伏特效應(yīng)（84）答：在光線作用下使物體產(chǎn)生一定方向電動勢成為光生伏特效應(yīng)。輻射溫度答：溫度為T的物體全輻射出射度M等于溫度為Ts的絕對黑體全輻射出射度M時，0則溫度Ts稱為被測物體的輻射溫度。激光多普勒效應(yīng)答：當(dāng)激光照射到跟隨流體一起運動的微粒上時，微粒散射的散射光頻率將偏離入射光頻率，這種現(xiàn)象叫做激光多普勒效應(yīng)。三簡答（每題5分，共20分）1、測量儀器按照用途可以分為哪兩類？其特點為？（P4）答：測量儀器按其用途可以分為范型儀器和實用儀器兩類。范型儀器是準(zhǔn)備用以

9、復(fù)制和保持測量單位，或是用來對其他測量儀器進(jìn)行標(biāo)定和刻度工作的儀器。特點是精確度高，對它的保存和使用有較高要求。實用儀器是供實際測量使用的儀器。又可以分為試驗室用儀器和工程用儀器。特點是前者需要提供標(biāo)定資料后者不需要，前者比后者有更高精確度。2、簡述常用消除系統(tǒng)誤差的具體方法。（P27）答：（1）交換抵消法；（2）替代消除法；（3）預(yù)檢法3、簡述電阻式傳感器的基本原理。（P63）答：基本工作原理是將物理量的變化轉(zhuǎn)換成敏感元件電阻值的變化，在經(jīng)相應(yīng)電路處理后，轉(zhuǎn)換成電信號輸出。4、熱電偶冷端溫度補償?shù)姆绞接心膸追N？答：冷端溫度恒溫法，冷端溫度補償器法，冷端溫度校正法和補償導(dǎo)線法。5、簡述液柱計的

10、誤差來源。（P123）答：1.環(huán)境溫度變化的影響；2.重力加速度變化的影響；3.毛細(xì)現(xiàn)象的影響；4.其他誤差，如安裝誤差，讀數(shù)誤差。四、計算題（每題15分，共30分）1、在一次內(nèi)燃機負(fù)荷特性試驗中，對某一特定工況的轉(zhuǎn)速用數(shù)字式轉(zhuǎn)速儀測出8次轉(zhuǎn)速值，見下表，求該工況下的轉(zhuǎn)速及誤差。P42（例3-5原題）測量次數(shù)12345678轉(zhuǎn)速l/(r/min)3002300300299299300300300工l=24008r/min,ii4085162L=3001r/minv/(r/min)i+1+3-1-3_60+5+1V=l_L,工v=0iiiv/(r/min)i1919360251工v=82(r/m

11、in)2i2、用鎳鎘一鎳硅熱電偶測溫時，其冷端溫度ts=30C,用直流電位差計測得熱電動勢為E（t,30）=38.5mV，求實際溫度為多少？（請看P82冷端溫度校正法）AB動力工程測試技術(shù)及儀表復(fù)習(xí)模擬試題標(biāo)準(zhǔn)答案、填空題1、某待測水頭約為90米，現(xiàn)有0.5級02.94x106Pa和1.0級00.98xUPa的兩塊壓力表，問用哪一塊壓力表測量較好？答:。2、對某一物理量x進(jìn)行N次測量，測量值x與其出現(xiàn)的次數(shù)N滿足一定的規(guī)律，誤差ii分布呈對稱性、單峰性、有界性的特點。3、任意兩種均質(zhì)導(dǎo)體A、B,分別與均質(zhì)材料C連接組成熱電偶回路，若熱電勢分別為E(T,T)和E(T,T),則導(dǎo)體A、B組成的熱電

12、偶的熱電勢為：E(T,T)+E(T,T)。AC0CB0AC0CB04、用銅和康銅分別與鉑相配構(gòu)成熱電偶，熱電勢E(100,0)=1.10mV,E(100,銅-康銅銅-鉑0)=0.75mV,E(100,0)=-0.35mV。康銅-鉑7、彈簧管壓力計中游絲的作用是：恢復(fù)、導(dǎo)電、徑向間隙小。9、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置由節(jié)流裝置、差壓信號管道、壓差計三部分組成，孔板取壓有角接取壓;法蘭取壓和徑距取壓三種方式。TOC o 1-5 h z10、氣體的體積流量q與其標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量流量q的關(guān)系是q_=_pq。vmmv11、系統(tǒng)的絕對誤差傳遞公式為。12、根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，隨機誤差服從統(tǒng)計規(guī)律因而可采用統(tǒng)計法則對含有隨機誤差的測

13、量結(jié)果加以表達(dá)。15、某種銅熱敏電阻30C時的電阻值R=1.812kQ,35C時的電阻值R=1.510kQ,12那么熱敏電阻在32C時的電阻值為：1.683kQ。16、氧化鋯氧量計安裝方式分為抽出式和_直插式_。20、紅外氣體分析儀工作原理是：被測氣體對紅外線的吸收程度，來對多組分混合氣體進(jìn)行定量分析。22、請指出下列誤差屬于哪類誤差（系統(tǒng)誤差、隨機誤差、粗大誤差）。（1）用一塊萬用表測量同一電壓，重復(fù)測量15次后所得的結(jié)果誤差。（2）觀測者抄寫記錄時錯寫了數(shù)據(jù)造成的誤差。（3）在流量測量中，流體溫度、壓力偏離設(shè)計值造成的流量誤差。23、常用的壓力傳感器有：應(yīng)變式、壓電式、壓阻式、電感式和電容

14、式等型式。24、某壓力表的量程是20MPa，測量值的誤差不允許超過0.05MPa，則儀表的精度為0.25級。25、標(biāo)準(zhǔn)誤差、平均誤差、或然誤差、極限誤差落在所屬范圍內(nèi)的概率大小順序依次為（用“或“”排列）極限誤差標(biāo)準(zhǔn)誤差平均誤差或然誤差。26、熱電偶是基于塞貝克效應(yīng)原理發(fā)展起來的一種測溫傳感器，兩種不同導(dǎo)體A、B組成的閉合回路，當(dāng)A、B兩接點的溫度不同時，回路中會產(chǎn)生熱電勢，研究表明熱電勢是由溫差電勢和接觸電勢兩種電勢組成。32、熱電阻測溫常采用“三線制”接法,其目的在于消除連接導(dǎo)線電阻造成的附加誤差。34、激光多普勒效應(yīng)是指：一定頻率的激光照射到具有一定速度的運動粒子上，粒子對光有散射作用，

15、散射光的頻率與直射光的頻率有一定的偏差，其頻移量與運動粒子的速度成正比，只要測得頻移，就可算出流速。35、渦街流量計中卡門旋渦的頻率與流體的平均速度成正比，當(dāng)旋渦列間隔和旋渦間隔之比等于時，渦列就能保持穩(wěn)定。39、壓電晶體表面產(chǎn)生的電荷能夠長時間保持的兩個條件是：外電路負(fù)載無窮大，內(nèi)部無漏電。41、任何形式的波在傳播時，波源、接收器、傳播介質(zhì)、中間反射器或散射體的運動都會使波的頻率產(chǎn)生變化。42、節(jié)流測量裝置常用的取壓方式有角接取壓和法蘭取壓兩種方式，角接取壓又包括單獨鉆孔和環(huán)室取壓兩種形式。44、差壓式水位計測量汽包水位的關(guān)鍵是水位與差壓之間的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換是通過平衡容器實現(xiàn)的。46、儀

16、表的等級有0.1、0.2、0.4、0.5級，用016MPa壓力表來測量lOMPa左右的主蒸汽壓力，要求相對測量誤差不超過0.5%，那么應(yīng)選擇準(zhǔn)確度等級為級的測量儀表。二、判斷題1、表壓力和真空度都不是實際壓力，只是儀表的讀數(shù)。（J）3、云母水位計顯示的水位值要高于汽包的實際水位。（X）5、在鍋爐煙氣中，除氧氣外，其余成分的磁化率都是負(fù)值。（X）6、角接取壓適用于孔板和噴嘴，而法蘭取壓僅用于孔板（J）7、渦輪流量變送器中的導(dǎo)流器的作用是改變流體方向。（X）11、壓電晶體在任何方向上有外力作用時都會產(chǎn)生壓電效應(yīng)。（X）13、差壓式水位計中平衡容器的作用主要是為了使水位穩(wěn)定。（X）TOC o 1-5

17、 h z14、噴嘴的取壓方式主要采用法蘭方式取壓。（X）16、采用全橋電路測量扭矩時，溫度變化不會對輸出電壓有影響。（J）17、順磁性氣體磁化率與壓力成正比，和絕對溫度平方成反比。（J）18、半導(dǎo)體應(yīng)變片的電阻變化量和材料的應(yīng)變成線性關(guān)系。（X）19、凝固性液體壓力測量可以采用薄膜密封式測量儀器。（J）20、精度含有精密度、正確度、準(zhǔn)確度等概念，精密度高的，正確度不一定高；正確度高的，精密度不一定高。（?。?1、熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對溫標(biāo)）中溫度僅與熱量有關(guān)，而與工質(zhì)無關(guān)。（J）22、半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，具有負(fù)的溫度系數(shù)。（J）24、彈簧管有壓力信號時，其自由端會發(fā)生移動，與截面

18、形狀無關(guān)。（X）25、對干燥氣體測量應(yīng)采用下方取壓或側(cè)面取壓的方式。（X）26、可壓縮氣流的速度是由總壓和靜壓的差值決定的。（X）27、平衡容器帶加熱套是為了讓容器內(nèi)水的密度接近飽和水的密度。（J）28、化學(xué)發(fā)光氣體分析儀只能測NO的濃度。（X）32、氧化鋯補償式測量系統(tǒng)與定溫式測量系統(tǒng)都有熱電偶，作用相同。（X）33、XCZ-102是測量熱電阻的三線制動圈儀表。（J）34、利用熱電偶測溫，只要熱電偶連接顯示儀表的兩個接點溫度相同，那么儀表的接入對熱電勢沒有影響。（丁）三、選擇題表征儀表讀數(shù)精密性的指標(biāo)是（C）靈敏度B.線性度C.分辨率D.準(zhǔn)確度對于與熱電偶配套的動圈表，下列敘述正確的是（B）

19、對于標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶，動圈表是通用的動圈表必須與其相同型號的熱電偶相配動圈表的量程一般不能調(diào)整動圈表測量的起始溫度為0C用金屬材料測溫?zé)犭娮柘铝姓f法正確的是（D）金屬材料的密度鹽堿對測溫越有利金屬材料的強度超高對測溫越有利金屬合金材料摻雜越均勻?qū)y溫越有利金屬純度越高對測溫越有利在熱力試驗中，常用來測量微小正壓、負(fù)壓的差壓的壓力計是（A）U型管壓力計B.單管式壓力計計標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件的直徑比B越小，則（D）A.流量測量越準(zhǔn)確C.要求水平直管段越長渦輪流量計輸出信號（B）A.模擬B.數(shù)字7.將被測差壓轉(zhuǎn)換成電信號的設(shè)備是（C）A.平衡容器B.脈沖管路8當(dāng)高頻渦流傳感器靠近鐵磁物體時（C）A.線圈的振蕩頻率

20、增加B.線圈電阻增大標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的取壓方式主要有（BD）斜管式壓力計D彈性式壓力流體的壓力損失越小流體的壓力損失越大C.電流D.電壓C.差壓變送器D.顯示器線圈的電感增大D.線圈的電阻減小A.損失取壓法蘭取壓理論取壓E.任意取壓角接取壓下列對氧化鋯氧量傳感器的工作溫度敘述正確的是（AB）A.應(yīng)高于600CB.應(yīng)保持恒溫C.應(yīng)高于1150C應(yīng)低于600CE.應(yīng)高于1150C已知當(dāng)?shù)卮髿鈮篜,表壓力讀數(shù)為P,則絕對壓力P等于（c）。be（a）P=P-P（b）P=P-P（c）P=P+Pbeebbe下面哪一種壓力計不是彈性式壓力計（d）（a）膜片式壓力計（b）膜盒壓力計（c）波紋管壓力計（d）應(yīng)變式壓

21、力計對于平行板電容器，下面哪一個參數(shù)改變不能改變電容的值。（d）（a）極距（b）極板間遮蓋面積（c）介電常數(shù)（d）極板厚度下面哪種探針既可以做對向測量又可以做不對向測量（c）（a）L形探針（b）U形探針（c）圓柱三孔型探針用熱線風(fēng)速儀測量流速方向時，應(yīng)選擇氣流方向角為（c）的熱線。（a）0（b）90（c）45（d）1517下面有關(guān)熱電偶總的熱電勢方向描述正確的是（a）（a）沿著正熱電極，由熱端指向冷端（b）沿著正熱電極，由冷端指向熱端（c）沿著負(fù)熱電極，由熱端指向冷端敞口式靜壓液面計測量時，液面高度和壓力的關(guān)系表達(dá)式錯誤的是（b）（a）H=p/pg,P是壓力表讀數(shù),(b)H=p/pg,P是液面

22、底部的絕對壓力,(c)H=Ap/pg,AP是液面底部與上部的壓差。下面哪一種煙度計是反射光式煙度計(a)(a)波許煙度計(b)哈特里奇煙度計(c)PHS煙度計(d)重量式煙度計21.電接點水位計的測量原理是電極和氖燈構(gòu)成回路，那么(b)。蒸汽的電阻大，處于飽和蒸汽中的電極接通，氖燈亮；蒸汽的電阻大，處于飽和蒸汽中的電極斷路，氖燈不亮；水的電阻大，處于水中的電極斷路，氖燈不亮；蒸汽的電阻小，處于飽和蒸汽中的電極接通，氖燈亮四、圖解題。2、在渦輪流量變送器結(jié)構(gòu)圖中，16各代表什么部件？并簡述其各自的作用。4、試寫出圖示回路電勢表達(dá)式。1熱電偶2補償導(dǎo)線3補償熱電偶4恒溫器5銅導(dǎo)線6動圈儀五、簡答題

23、1、何謂亮度溫度？寫出它和被測實際溫度的關(guān)系式2、測壓儀表在安裝、投入運行及使用過程中應(yīng)注意哪些事項？3、影響差壓式水位計的水位測量誤差因素主要有哪些？減小誤差采取的主要措施是什么？6、簡述熱電偶的三條基本定律(公式)。六、計算和證明題1、用分度號為S的熱電偶和動圈式儀表構(gòu)成測溫系統(tǒng)如圖所示，冷端溫度補償器的平衡溫度為20C，圖中，動圈式儀表的機械零位為0C。試求(1)動圈式儀表的溫度示值1300C所對應(yīng)的電勢值？(2)要想使示值與實際溫度相符，應(yīng)作何處理？Es(1300,0)=13.159mVEs(30,0)=0.173mVEs(80,0)=0.502mVEs(20,0)=0.113mVEs

24、(25，0)=0.143mV(1)E(t,o)=E(1300,20)SSE(t,o)=E(1300,20)+E(tm,0)SSS=E(1300,0)St=1300CAt=20Cm2、已知分析氣體與參比氣體總壓力相同，氧化鋯測得煙溫為735C時氧電動勢為15mV。參比氣體=20.85%，綜合常數(shù)為0.0496mV/K，試求此時煙氣含氧量為多少？2解：設(shè)煙氣含氧量為x15=0.496X（735+273.15）lg20.8XX=10.4%答：煙氣含量為10.4%。4、如下圖所示，求回路中的熱電勢，并畫出熱電流方向。E（600,0）=24.092mv,EABAC（60，0）=4.050mv，E（10，0）=0.646mv，E（10，0）=0.397mv。ACAB鎳鉻（A）5、已知一應(yīng)變片測量電路采用等臂電橋接法如下圖所示，其中RL為負(fù)載電阻，R1=R2=R3=R4=R，RLR；電阻R1為應(yīng)變片，在受