07-08測控考試-動力工程技術(shù)

PAGE5A上海理工大學(xué)2007/2008學(xué)年第一學(xué)期動力工程測控技術(shù)課程試卷（A）授課班級_____學(xué)號__________姓名____________班級_____________得分_________任課教師___________基礎(chǔ)知識選擇題：（每空格1分，共35分）采用一路A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)多個(gè)信號采集時(shí)使用的電子元器件是______；采用一路D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)多個(gè)模擬量輸出時(shí)采用的電子元器件是________。(a)模擬多路開關(guān)(b)采樣保持器（c）反模擬多路開關(guān)（d）繼電器發(fā)現(xiàn)存在固定系統(tǒng)誤差的方法是。(a)采用離差觀察法(b)增加測量次數(shù)（c）采用阿貝-赫梅特準(zhǔn)則（d）采用比較法絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的概率大稱為。當(dāng)測量次數(shù)趨于無窮大時(shí)，全部誤差的代數(shù)和趨于零稱為。（a）單峰性(b)對稱性（c）有界性（d）抵償性計(jì)量是將物理量與其作比較的一種實(shí)驗(yàn)科學(xué)。復(fù)現(xiàn)七個(gè)基本單位定義的設(shè)備稱為。(a)單位定義(b)測量工具（c）基準(zhǔn)（d）標(biāo)準(zhǔn)某壓力測量值為2860Pa，符合國際單位量值表示慣例。（a）2.86KPa（b）2860Pa（c）2.860KPa兩熱電偶的測點(diǎn)分別在溫度為T1和T2的熱源中（T1>T2），冷端保持0℃，電位差計(jì)的讀數(shù)分別為U1和U2。如果兩熱電偶反接，這時(shí)電位差計(jì)的讀數(shù)為；如果兩熱電偶并聯(lián)，這時(shí)電位差計(jì)的讀數(shù)為；如果兩熱電偶串聯(lián)，這時(shí)電位差計(jì)的讀數(shù)為。(a)（U1-U2）/2(b)U1+U2（c）（U1+U2）/2（d）U1-U27．反映測量裝置正、反行程校準(zhǔn)曲線在同一校準(zhǔn)級上輸出值不一致的程度，也稱為變差。表示在規(guī)定的同一校準(zhǔn)條件下，對測量裝置按同一方向在全量程范圍內(nèi)多次校準(zhǔn)，各次校準(zhǔn)曲線之間的不一致程度。(a)非線性(b)靈敏度（c）重復(fù)性（d）遲滯性8．用熱電偶測量高速氣流的溫度實(shí)際上測量的是。(a)總溫(b)有效溫度（c）靜溫9.利用壁面靜壓孔測量氣流壓力，孔的對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。（a）直徑、軸線方向和形狀（b）軸線方向（c）形狀（d）直徑10.渦輪流量計(jì)是將流量轉(zhuǎn)換為渦輪的；孔板流量計(jì)是依據(jù)孔板前后的來確定流量的；渦街流量計(jì)是將旋渦產(chǎn)生的與流量成線性關(guān)系作為測量依據(jù)的。（a）轉(zhuǎn)數(shù)（b）壓差（c）頻率（d）位移11.在測壓傳感器中，下列傳感器分別歸類于：屬于電阻式傳感器，屬于磁電式傳感器，屬于壓電式傳感器，其中是自源傳感器?；魻柊雽?dǎo)體壓力傳感器（b）石英晶體壓力傳感器（c）金屬應(yīng)變片壓力傳感器12.信號源地線并聯(lián)接地比串聯(lián)接地要；信號源獨(dú)立地線多點(diǎn)并聯(lián)接地適合于信號。（a）好（b）差（c）高頻（d）低頻13.在自動檢測壓力實(shí)驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)的壓力值是由讀取的。(a)計(jì)算機(jī)(b)活塞式壓力計(jì)（c）壓力表14.用熱電偶測得管壁與來流空氣的溫差電勢為E1，來流空氣的溫度為T0，該熱電偶的熱電勢-溫度的擬合式為E=f1（T）和T=f2（E），則管壁溫度為。（a）T0+f2（E1）（b）f2（E1）-T0（c）f1（E1+f2（T0））（d）f2（E1+f1（T0））15.傳感器需要冷端補(bǔ)償，在恒定冷端的方法中，將傳感器放入冰粒中的做法是。（a）熱電偶（b）熱電阻（c）正確的（d）錯(cuò)誤的16．熱電偶測溫的熱電勢由構(gòu)成，與熱電偶的有關(guān)。（a）接觸電勢和感應(yīng)電勢（b）感應(yīng)電勢和溫差電勢（c）溫差電勢和接觸電勢d)粗細(xì)e)材料f）沿線溫度變化g）長短17“對同一準(zhǔn)確度的儀表，量程越大，絕對誤差也越大”的說法是；“回歸作圖時(shí)，曲線經(jīng)過的地方一定要經(jīng)過所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)”的說法是。（a）正確的(b)錯(cuò)誤的18.對二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，阻尼比小于1時(shí)的動態(tài)特性；對二階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，阻尼比大于1且輸入與系統(tǒng)固有頻率相同時(shí)的幅頻特性。(a)為衰減正弦振蕩(b)不出現(xiàn)振蕩（c）發(fā)生諧振19.下列體現(xiàn)了動力工程測控技術(shù)發(fā)展的一些特點(diǎn)。（a）非接觸測量(b)廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)（c）精度更高、響應(yīng)更快（d）測量空間場（e）挑戰(zhàn)測量極限（f）以上都是二、綜合題（共65分）有一個(gè)電鍋爐，需要用計(jì)算機(jī)自動檢測其溫度、壓力、蒸汽流量、水位和電流，并控制加熱功率和閥的開關(guān)或者開度。其中溫度、壓力、電流傳感器為模擬量輸出，水位、蒸汽流量傳感器為數(shù)字量輸出；電加熱功率和蒸汽閥開度根據(jù)負(fù)載可調(diào)，具體調(diào)節(jié)方法是將電加熱分三組，兩組可開關(guān)，另一組用調(diào)功器微調(diào)；蒸汽閥也可調(diào)開度，進(jìn)水閥根據(jù)高低水位僅可開關(guān)。請簡要列舉2種可用于以上測控系統(tǒng)的傳感器或者儀表的原理。（10分）如鍋爐正常工作壓力范圍為0.4~0.6Mpa且壓力波動較大，測量誤差不大于被測壓力的3%，為保證敏感元件能在其安全的范圍內(nèi)可靠地工作和保證測量的準(zhǔn)確度，請選擇量程和準(zhǔn)確度等級（請?jiān)?~1.0MPa、0~1.6MPa、0~2.5MPa和1.0級、1.5級、2.5級中選擇）并簡要說明理由。（10分）如果工作壓力從0.6MPa階躍降到0.4Mpa，某一階壓力傳感器的時(shí)間常數(shù)為1s，2s后傳感器的輸出壓力值為多少？（8分）如果系統(tǒng)中用了一個(gè)8位的Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器，輸出范圍為4~20mA并且是線性關(guān)系，試問輸出的電流最小間隔是多少毫安？（7分）電流傳感器的技術(shù)指標(biāo)指出其最大允許誤差為±1.0%，經(jīng)計(jì)量鑒定合格，自由度為15，設(shè)測量值在該區(qū)間的概率分布為均勻分布（k=）。電熱元件在額定功率30KW和自然通風(fēng)條件下的標(biāo)定電阻值為（301.32±0.03）Ω，自由度為無窮大，其擴(kuò)展不確定度區(qū)間具有99.73%的置信水平。該電流值在同一條件下重復(fù)采集8次，讀數(shù)分別為10.25A，10.23A，10.27A，10.17A，10.18A，10.24A，10.23A，10.26A，按5%的危險(xiǎn)率用格拉布斯判據(jù)檢查是否有異常數(shù)據(jù)。測量時(shí)忽略溫度變化對結(jié)果的影響。要求報(bào)告95%置信水平下的測量結(jié)果、擴(kuò)展不確定度、包含因子和有效自由度。(n=6、7、8時(shí)，5%危險(xiǎn)率的格拉布斯判據(jù)值分別為1.82、1.94、2.03；95%置信水平下自由度為15、16、17、18、19的包含因子分別為2.131、2.120、2.110、2.101、2.093)（20分）請畫出這個(gè)有多路模入模出和開關(guān)量輸入輸出的計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)的原則性框圖。（10分）上海理工大學(xué)2007/2008學(xué)年第一學(xué)期動力工程測控技術(shù)課程試卷（A）授課班級_____參考答案基礎(chǔ)知識選擇題：（每空格1分，共35分）采用一路A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)多個(gè)信號采集時(shí)使用的電子元器件是__a__；采用一路D/A轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)多個(gè)模擬量輸出時(shí)采用的電子元器件是___c____。(a)模擬多路開關(guān)(b)采樣保持器（c）反模擬多路開關(guān)（d）繼電器發(fā)現(xiàn)存在固定系統(tǒng)誤差的方法是d。(a)采用離差觀察法(b)增加測量次數(shù)（c）采用阿貝-赫梅特準(zhǔn)則（d）采用比較法絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的概率大稱為a。當(dāng)測量次數(shù)趨于無窮大時(shí)，全部誤差的代數(shù)和趨于零稱為d。（a）單峰性(b)對稱性（c）有界性（d）抵償性計(jì)量是將物理量與其a作比較的一種實(shí)驗(yàn)科學(xué)。復(fù)現(xiàn)七個(gè)基本單位定義的設(shè)備稱為c。(a)單位定義(b)測量工具（c）基準(zhǔn)（d）標(biāo)準(zhǔn)某壓力測量值為2860Pa，c符合國際單位量值表示慣例。（a）2.86KPa（b）2860Pa（c）2.860KPa兩熱電偶的測點(diǎn)分別在溫度為T1和T2的熱源中（T1>T2），冷端保持0℃，電位差計(jì)的讀數(shù)分別為U1和U2。如果兩熱電偶反接，這時(shí)電位差計(jì)的讀數(shù)為d；如果兩熱電偶并聯(lián)，這時(shí)電位差計(jì)的讀數(shù)為c；如果兩熱電偶串聯(lián)，這時(shí)電位差計(jì)的讀數(shù)為b。(a)（U1-U2）/2(b)U1+U2（c）（U1+U2）/2（d）U1-U27．d反映測量裝置正、反行程校準(zhǔn)曲線在同一校準(zhǔn)級上輸出值不一致的程度，也稱為變差。c表示在規(guī)定的同一校準(zhǔn)條件下，對測量裝置按同一方向在全量程范圍內(nèi)多次校準(zhǔn)，各次校準(zhǔn)曲線之間的不一致程度。(a)非線性(b)靈敏度（c）重復(fù)性（d）遲滯性8．用熱電偶測量高速氣流的溫度實(shí)際上測量的是b。(a)總溫(b)有效溫度（c）靜溫9.利用壁面靜壓孔測量氣流壓力，孔的a對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。（a）直徑、軸線方向和形狀（b）軸線方向（c）形狀（d）直徑10.渦輪流量計(jì)是將流量轉(zhuǎn)換為渦輪的a；孔板流量計(jì)是依據(jù)孔板前后的b來確定流量的；渦街流量計(jì)是將旋渦產(chǎn)生的c與流量成線性關(guān)系作為測量依據(jù)的。（a）轉(zhuǎn)數(shù)（b）壓差（c）頻率（d）位移11.在測壓傳感器中，下列傳感器分別歸類于：c屬于電阻式傳感器，a屬于磁電式傳感器，b屬于壓電式傳感器，其中b是自源傳感器?；魻柊雽?dǎo)體壓力傳感器（b）石英晶體壓力傳感器（c）金屬應(yīng)變片壓力傳感器12.信號源地線并聯(lián)接地比串聯(lián)接地要a；信號源獨(dú)立地線多點(diǎn)并聯(lián)接地適合于c信號。（a）好（b）差（c）高頻（d）低頻13.在自動檢測壓力實(shí)驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)的壓力值是由b讀取的。(a)計(jì)算機(jī)(b)活塞式壓力計(jì)（c）壓力表14.用熱電偶測得管壁與來流空氣的溫差電勢為E1，來流空氣的溫度為T0，該熱電偶的熱電勢-溫度的擬合式為E=f1（T）和T=f2（E），則管壁溫度為d。（a）T0+f2（E1）（b）f2（E1）-T0（c）f1（E1+f2（T0））（d）f2（E1+f1（T0））15.a傳感器需要冷端補(bǔ)償，在恒定冷端的方法中，將傳感器放入冰粒中的做法是d。（a）熱電偶（b）熱電阻（c）正確的（d）錯(cuò)誤的16．熱電偶測溫的熱電勢由c構(gòu)成，與熱電偶的e有關(guān)。（a）接觸電勢和感應(yīng)電勢（b）感應(yīng)電勢和溫差電勢（c）溫差電勢和接觸電勢d)粗細(xì)e)材料f）沿線溫度變化g）長短17“對同一準(zhǔn)確度的儀表，量程越大，絕對誤差也越大”的說法是a；“回歸作圖時(shí)，曲線經(jīng)過的地方一定要經(jīng)過所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)”的說法是b。（a）正確的(b)錯(cuò)誤的18.對二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，阻尼比小于1時(shí)的動態(tài)特性a；對二階系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，阻尼比大于1且輸入與系統(tǒng)固有頻率相同時(shí)的幅頻特性b。(a)為衰減正弦振蕩(b)不出現(xiàn)振蕩（c）發(fā)生諧振19.下列f體現(xiàn)了動力工程測控技術(shù)發(fā)展的一些特點(diǎn)。（a）非接觸測量(b)廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)（c）精度更高、響應(yīng)更快（d）測量空間場（e）挑戰(zhàn)測量極限（f）以上都是二、綜合題（共65分）有一個(gè)電鍋爐，需要用計(jì)算機(jī)自動檢測其溫度、壓力、蒸汽流量、水位和電流，并控制加熱功率和閥的開關(guān)或者開度。其中溫度、壓力、電流傳感器為模擬量輸出，水位、蒸汽流量傳感器為數(shù)字量輸出；電加熱功率和蒸汽閥開度根據(jù)負(fù)載可調(diào)，具體調(diào)節(jié)方法是將電加熱分三組，兩組可開關(guān)，另一組用調(diào)功器微調(diào)；蒸汽閥也可調(diào)開度，進(jìn)水閥根據(jù)高低水位僅可開關(guān)。請簡要列舉2種可用于以上測控系統(tǒng)的傳感器或者儀表的原理。（10分）答：學(xué)生舉2種，工作原理敘述清楚即可，靈活掌握。（每個(gè)5分）如鍋爐正常工作壓力范圍為0.4~0.6Mpa且壓力波動較大，測量誤差不大于被測壓力的3%，為保證敏感元件能在其安全的范圍內(nèi)可靠地工作和保證測量的準(zhǔn)確度，請選擇量程和準(zhǔn)確度等級（請?jiān)?~1.0MPa、0~1.6MPa、0~2.5MPa和1.0級、1.5級、2.5級中選擇）并簡要說明理由。（10分）答：為保證敏感元件能在其安全的范圍內(nèi)可靠地工作，最大工作壓力不應(yīng)超過儀表滿量程的2/3，根據(jù)最大工作壓力有:A>0.6/(2/3)=0.9Mpa;為保證測量的準(zhǔn)確度，最小工作壓力不應(yīng)低于儀表滿量程的1/3，根據(jù)最小工作壓力有:A<0.4/(1/3)=1.2Mpa;因此應(yīng)選擇彈簧管壓力表的量程為0~1.0Mpa。（5分）由題意，被測壓力的最大允許絕對誤差為0.4×3%=0.012Mpa，這就要求所選儀表的相對百分誤差小于0.012/（1.0-0）×100%=1.2%，故選準(zhǔn)確度等級為1.0級。（5分）如果工作壓力從0.6MPa階躍降到0.4Mpa，某一階壓力傳感器的時(shí)間常數(shù)為1s，2s后傳感器的輸出壓力值為多少？（8分）（8分）如果系統(tǒng)中用了一個(gè)8位的Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器，輸出范圍為4~20mA并且是線性關(guān)系，試問輸出的電流最小間隔是多少毫安？（7分）（7分）電流傳感器的技術(shù)指標(biāo)指出其最大允許誤差為±1.0%，經(jīng)計(jì)量鑒定合格，自由度為15，設(shè)測量值在該區(qū)間的概率分布為均勻分布（k=）。電熱元件在額定功率30KW和自然通風(fēng)條件下的標(biāo)定電阻值為（301.32±0.03）Ω，自由度為無窮大，其擴(kuò)展不確定度區(qū)間具有99.73%的置信水平。該電流值在同一條件下重復(fù)采集8次，讀數(shù)分別為10.25A，10.23A，10.27A，10.17A，10.18A，10.24A，10.23A，10.26A，按5%的危