《儀表與檢測技術(shù)》2015秋季試卷A答案A

課程編號中國石油大學(xué)（北京）遠(yuǎn)程教育學(xué)院2015年春季

期末考試卷《儀表與檢測技術(shù)》試卷A（閉卷）參考答案一、名詞解釋（每題2分，共計(jì)20分）.相對誤差：測量值的絕對誤差與真實(shí)值之百分比稱為相對誤差。.回差（又稱變差）：在外界條件不變的情況下，用同一以表對某一變量進(jìn)行正、反行程測量時，所得儀表示值之間的差值，稱為回差。.靈敏度：儀表達(dá)到穩(wěn)定后，輸出增量與輸入增量之比，一般用儀表的輸出變化量與引起此變化的被測變量變化量之比表示。.數(shù)字儀表的分辨力：數(shù)字式儀表的分辨力是指儀表在最低量程上最末一位數(shù)字改變一個字所表示的物理量。.精確度（精度）：精確度是精密度與準(zhǔn)確度的綜合。表示正常使用條件下所得結(jié)果的可靠程度。一般用允許引用誤差作為確定精度的尺度。允許引用誤差去掉“±”和“%”，其數(shù)值即為儀表的精度。.米：米是光在真空中1/299792458（光速）秒的時間間隔內(nèi)所經(jīng)路程的長度。.開氏溫標(biāo)：開爾文，為熱力學(xué)溫標(biāo)或稱絕對溫標(biāo)，是國際單位制中的溫度單位。開氏溫度標(biāo)度是用一種理想氣體來確立的，它的零點(diǎn)被稱為絕對零度。開氏溫度計(jì)的刻度間隔與攝氏溫度計(jì)上的刻度間隔相一致，也就是說，開氏溫度計(jì)上的一度等于攝氏溫度計(jì)上的一度，水的冰點(diǎn)攝氏溫度計(jì)為0℃,開氏溫度計(jì)為273.15K。.摩爾：摩爾，舊稱克分子、克原子，是國際單位制7個基本單位之一，表示物質(zhì)的量，符號為mol。每1摩爾任何物質(zhì)含有阿伏加德羅常數(shù)（約6.02×10^23）個微粒。.攝氏溫度：1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰水混合物的溫度為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃，其間100等分，1等分為1℃。.“布手知尺”：中國古代的一種計(jì)量規(guī)范，以大拇指和食指張開后的指尖距離為一尺。.米：米是光在真空中1/299792458（光速）秒的時間間隔內(nèi)所經(jīng)路程的長度。.開氏溫標(biāo)：開爾文，為熱力學(xué)溫標(biāo)或稱絕對溫標(biāo)，是國際單位制中的溫度單位。開氏溫度標(biāo)度是用一種理想氣體來確立的，它的零點(diǎn)被稱為絕對零度。開氏溫度計(jì)的刻度間隔與攝氏溫度計(jì)上的刻度間隔相一致，也就是說，開氏溫度計(jì)上的一度等于攝氏溫度計(jì)上的一度，水的冰點(diǎn)攝氏溫度計(jì)為0℃,開氏溫度計(jì)為273.15K。.摩爾：摩爾，舊稱克分子、克原子，是國際單位制7個基本單位之一，表示物質(zhì)的量，符號為mol。每1摩爾任何物質(zhì)含有阿伏加德羅常數(shù)（約6.02×10^23）個微粒。.攝氏溫度：1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰水混合物的溫度為0℃，水的沸點(diǎn)為100℃，其間100等分，1等分為1℃。.“布手知尺”：中國古代的一種計(jì)量規(guī)范，以大拇指和食指張開后的指尖距離為一尺。.相對誤差：測量值的絕對誤差與真實(shí)值之百分比稱為相對誤差。.回差（又稱變差）：在外界條件不變的情況下，用同一以表對某一變量進(jìn)行正、反行程測量時，所得儀表示值之間的差值，稱為回差。.靈敏度：儀表達(dá)到穩(wěn)定后，輸出增量與輸入增量之比，一般用儀表的輸出變化量與引起此變化的被測變量變化量之比表示。.數(shù)字儀表的分辨力：數(shù)字式儀表的分辨力是指儀表在最低量程上最末一位數(shù)字改變一個字所表示的物理量。.精確度（精度）：精確度是精密度與準(zhǔn)確度的綜合。表示正常使用條件下所得結(jié)果的可靠程度。一般用允許引用誤差作為確定精度的尺度。允許引用誤差去掉“±”和“%”，其數(shù)值即為儀表的精度。.系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差又叫做規(guī)律誤差。它是在一定的測量條件下，對同一個被測尺寸進(jìn)行多次重復(fù)測量時，誤差值的大小和符號（正值或負(fù)值）保持不變；或者在條件變化時，按一定規(guī)律變化的誤差。前者稱為定值系統(tǒng)誤差，后者稱為變值系統(tǒng)誤差。.粗大誤差：在一定的測量條件下，超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差稱為粗大誤差，一般地，給定一個顯著性的水平，按一定條件分布確定一個臨界值，凡是超出臨界值范圍的值，就是粗大誤差，它又叫做粗誤差或寄生誤差。.隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差也稱為偶然誤差和不定誤差，是由于在測定過程中一系列有關(guān)因素微小的隨機(jī)波動而形成的具有相互抵償性的誤差。.二、判斷題（每題1分，共計(jì)10分）L中國歷史上，不一致的度量衡制度在秦朝首次被統(tǒng)一起來。√.只有負(fù)反饋系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)?！?實(shí)際測量中以在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，足夠多次的測量值之平均值作為約定真值?！?隨機(jī)誤差來表征測量結(jié)果的精密度。√.儀表的準(zhǔn)確度等級的數(shù)字越小，表示儀表的等級也越低，性能也就越差?！?水擊發(fā)生的時候，在負(fù)壓波的作用下，泵入口的絕對壓力會降到負(fù)值?！?安裝橢圓齒輪流量計(jì)時，其前后可以不需要安裝直管段?！?熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線一般采用普通的銅導(dǎo)線。×.測量液位時使用法蘭式液位計(jì)可以避免出現(xiàn)正負(fù)遷移問題?！?浮子式流量計(jì)必須垂直安裝?！?水擊發(fā)生的時候，在負(fù)壓波的作用下，泵入口的絕對壓力會降到負(fù)值?！?安裝橢圓齒輪流量計(jì)時，其前后可以不需要安裝直管段?！?熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線一般采用普通的銅導(dǎo)線?！?測量液位時使用法蘭式液位計(jì)可以避免出現(xiàn)正負(fù)遷移問題?！?浮子式流量計(jì)必須垂直安裝。√.中國歷史上，不一致的度量衡制度在秦朝首次被統(tǒng)一起來?！?只有負(fù)反饋系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)?！?實(shí)際測量中以在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，足夠多次的測量值之平均值作為約定真值?！?隨機(jī)誤差來表征測量結(jié)果的精密度?！?儀表的準(zhǔn)確度等級的數(shù)字越小，表示儀表的等級也越低，性能也就越差。×21.三、簡答題（每題5分，共計(jì)30）1、什么叫壓力？表壓、絕對壓力、負(fù)壓（真空度）之間有何關(guān)系？答：所謂壓力，就是指均勻而垂直地作用于單位面積上的力。以絕對壓力零線作為起點(diǎn)計(jì)算的壓力稱為絕對壓力；表壓是絕對壓力和大氣壓力之差，即p*=PA—P?一；當(dāng)被測壓力低于大氣壓表絕大氣力時，一般用負(fù)壓或真空度來表示，它是大氣壓力與絕對壓力之差，即P古=P「P4。真大氣絕2、用熱電偶測溫時，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？答：用熱電偶測溫時，要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?shù)脑颍河捎诟黝愋偷臉?biāo)準(zhǔn)熱電偶的分度表都是以0℃做為冷端溫度編制的，與熱電偶配用的顯示儀表也是根據(jù)分度表設(shè)計(jì)的。而在實(shí)際應(yīng)用中難以保證冷端溫度為0℃，勢必造成測量的偏差。所以要根據(jù)的工作條件和測量精度的要求，對熱電偶的冷端溫度進(jìn)行一定的處理。3、簡述科氏流量計(jì)的測量原理。答：處于勻角速度轉(zhuǎn)動參考系中的物體，對于轉(zhuǎn)動參照系中的觀察者來說，該物體除了受到附加慣性離心力的作用外，還要附加另外一種慣性力的作用，才能用牛頓第二定律描述物體的運(yùn)動，這種力就是科里奧利力，簡稱科氏力。科氏流量計(jì)一般采用一段彎管作為測量管路，用旋轉(zhuǎn)方式或者周期振動來實(shí)現(xiàn)所需的勻角速度。由于受到科氏力的作用，流體流出一側(cè)的相位領(lǐng)先于流進(jìn)一側(cè)的相位，流量越大流出一側(cè)的相位領(lǐng)先越大，通過測量流進(jìn)、流出兩側(cè)的相位差就能得到測量管路中的質(zhì)量流量。這就是科氏流量計(jì)的測量原理。4、雷達(dá)液位計(jì)的測量原理。答：以光速C傳播的電磁波經(jīng)天線向被測容器的液面發(fā)射，當(dāng)電磁波碰到頁面后反射回來，雷達(dá)液位計(jì)通過測量發(fā)射波與反射波之間的延時來確定天線與反射面之間的高度的。&=2h/C。5、渦輪流量計(jì)的測量原理。答：渦輪流量計(jì)是一種速度流量計(jì)，其原理是：置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體的流速成正比關(guān)系。將電磁感應(yīng)裝置至于渦輪的上方，渦輪每旋轉(zhuǎn)一個角度，其葉片都會切割一次磁力線，測量葉片切割磁力線的頻率就可以計(jì)算出葉輪的轉(zhuǎn)速，從而計(jì)算出體積流量的大小。6、超聲波流量計(jì)（多普勒法）：利用聲學(xué)中的多普勒效應(yīng)——當(dāng)聲源與觀測者之間有相對運(yùn)動時，觀察者所接受到的聲頻率與聲源的頻率不同，其頻率的變化與兩者之間的相對速度有關(guān)。1、雷達(dá)液位計(jì)的測量原理。答：以光速c傳播的電磁波經(jīng)天線向被測容器的液面發(fā)射，當(dāng)電磁波碰到頁面后反射回來，雷達(dá)液位計(jì)通過測量發(fā)射波與反射波之間的延時來確定天線與反射面之間的高度的。&=2h/C。2、渦輪流量計(jì)的測量原理。答：渦輪流量計(jì)是一種速度流量計(jì)，其原理是：置于流體中的葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度與流體的流速成正比關(guān)系。將電磁感應(yīng)裝置至于渦輪的上方，渦輪每旋轉(zhuǎn)一個角度，其葉片都會切割一次磁力線，測量葉片切割磁力線的頻率就可以計(jì)算出葉輪的轉(zhuǎn)速，從而計(jì)算出體積流量的大小。3、超聲波流量計(jì)（多普勒法）：利用聲學(xué)中的多普勒效應(yīng)——當(dāng)聲源與觀測者之間有相對運(yùn)動時，觀察者所接受到的聲頻率與聲源的頻率不同，其頻率的變化與兩者之間的相對速度有關(guān)。4、什么叫壓力？表壓、絕對壓力、負(fù)壓（真空度）之間有何關(guān)系？答：所謂壓力，就是指均勻而垂直地作用于單位面積上的力。以絕對壓力零線作為起點(diǎn)計(jì)算的壓力稱為絕對壓力；表壓是絕對壓力和大氣壓力之差，即P*=PA—P?一；當(dāng)被測壓力低于大氣壓表絕大氣力時，一般用負(fù)壓或真空度來表示，它是大氣壓力與絕對壓力之差，即P古=P「P4。真大氣絕5、用熱電偶測溫時，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？答：用熱電偶測溫時，要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償?shù)脑颍河捎诟黝愋偷臉?biāo)準(zhǔn)熱電偶的分度表都是以0℃做為冷端溫度編制的，與熱電偶配用的顯示儀表也是根據(jù)分度表設(shè)計(jì)的。而在實(shí)際應(yīng)用中難以保證冷端溫度為0℃，勢必造成測量的偏差。所以要根據(jù)的工作條件和測量精度的要求，對熱電偶的冷端溫度進(jìn)行一定的處理。6、簡述科氏流量計(jì)的測量原理。答：處于勻角速度轉(zhuǎn)動參考系中的物體，對于轉(zhuǎn)動參照系中的觀察者來說，該物體除了受到附加慣性離心力的作用外，還要附加另外一種慣性力的作用，才能用牛頓第二定律描述物體的運(yùn)動，這種力就是科里奧利力，簡稱科氏力。科氏流量計(jì)一般采用一段彎管作為測量管路，用旋轉(zhuǎn)方式或者周期振動來實(shí)現(xiàn)所需的勻角速度。由于受到科氏力的作用，流體流出一側(cè)的相位領(lǐng)先于流進(jìn)一側(cè)的相位，流量越大流出一側(cè)的相位領(lǐng)先越大，通過測量流進(jìn)、流出兩側(cè)的相位差就能得到測量管路中的質(zhì)量流量。這就是科氏流量計(jì)的測量原理。四、簡答題（每題5分，共計(jì)20分）1、活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中有哪些細(xì)節(jié)可能造成測量誤差？答：活塞式壓力計(jì)的水平；液壓油的閥門要關(guān)緊，否則會造成泄漏，影響測量；活塞的轉(zhuǎn)動必須緩慢，避免頂推過渡再倒回來的情況；砝碼托盤要保持勻速旋轉(zhuǎn)，減少泄漏。2、溫度計(jì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中如何做才能保證實(shí)驗(yàn)的精度？答：溫度計(jì)要垂直放置；水浴的報(bào)告溫度達(dá)到設(shè)定值后要穩(wěn)定一段時間，確保溫度計(jì)與被測介質(zhì)達(dá)到熱平衡；測量熱電阻的阻值時確保萬用表的表筆與導(dǎo)線接觸良好；熱電偶應(yīng)該有冷端補(bǔ)償。3、管輸天然氣時，如果天然氣中所含水分過多，會給管道運(yùn)行帶來什么問題？一般依靠測量哪個參數(shù)來監(jiān)視含水量？采用什么儀器測量該參數(shù)，原理如何？答：當(dāng)運(yùn)行參數(shù)落入到水合物生成區(qū)后，就會生成水合物，造成管道的堵塞。一般通過檢測水露點(diǎn)來監(jiān)視含水量。常用的測量儀器是在線露點(diǎn)儀。一種在線露點(diǎn)儀的原理是：在鏡面上維持一定的壓力，降低溫度，當(dāng)液滴出現(xiàn)后，鏡面反射被液滴所破壞，變黑。這時的溫度就是該壓力下的露點(diǎn)溫度。4、成品油一般是順序輸送的，通?？梢詸z測哪些參數(shù)來判斷混油界面？為什么？答：可以通過檢測油品的密度來判斷混油界面。也可以在油品中加入熒光劑，通過光學(xué)界面檢測儀來檢測混油界面。1、管輸天然氣時，如果天然氣中所含水分過多，會給管道運(yùn)行帶來什么問題？一般依靠測量哪個參數(shù)來監(jiān)視含水量？采用什么儀器測量該參數(shù)，原理如何？答：當(dāng)運(yùn)行參數(shù)落入到水合物生成區(qū)后，就會生成水合物，造成管道的堵塞。一般通過檢測水露點(diǎn)來監(jiān)視含水量。常用的測量儀器是在線露點(diǎn)儀。一種在線露點(diǎn)儀的原理是：在鏡面上維持一定的壓力，降低溫度，當(dāng)液滴出現(xiàn)后，鏡面反射被液滴所破壞，變黑。這時的溫度就是該壓力下的露點(diǎn)溫度。2、成品油一般是順序輸送的，通?？梢詸z測哪些參數(shù)來判斷混油界面？為什么？答：可以通過檢測油品的密度來判斷混油界面。也可以在油品中加入熒光劑，通過光學(xué)界面檢測儀來檢測混油界面。3、活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中有哪些細(xì)節(jié)可能造成測量誤差？答：活塞式壓力計(jì)的水平；液壓油的閥門要關(guān)緊，否則會造成泄漏，影響測量；活塞的轉(zhuǎn)動必須緩慢，避免頂推過渡再倒回來的情況；砝碼托盤要保持勻速旋轉(zhuǎn)，減少泄漏。4、溫度計(jì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中如何做才能保證實(shí)驗(yàn)的精度？答：溫度計(jì)要垂直放置；水浴的報(bào)告溫度達(dá)到設(shè)定值后要穩(wěn)定一段時間，確保溫度計(jì)與被測介質(zhì)達(dá)到熱平衡；測量熱電阻的阻值時確保萬用表的表筆與導(dǎo)線接觸良好；熱電偶應(yīng)該有冷端補(bǔ)償。五、計(jì)算題(每題10分，共20分)1、某一標(biāo)尺為0?100kPa壓力表出廠前經(jīng)過校驗(yàn)，其刻度標(biāo)尺各點(diǎn)的測量結(jié)果如下:被校表示 0.1 24.6 50.2 76.1 99.4標(biāo)準(zhǔn)表示 0.0 25.0 50.0 75.0 100.0求：(1)該壓力表的最大絕對誤差；(2)允許誤差及準(zhǔn)確度等級；(3)經(jīng)過一段時間使用后重新校驗(yàn)時，儀表最大絕對誤差為±4kPa，問此時儀表是否還符合出廠時的準(zhǔn)確度等級？解：(1)絕對誤差A(yù)=|x—x0|，各測量點(diǎn)的絕對誤差分別為：0.1、0.4、0.2、1.1、0.6,最大絕對誤差為1.1。(2)允許誤差為最大引用誤差。δmax二[±(x-x0)∕(標(biāo)尺上限一標(biāo)尺下限)]×100%=(1.1∕(100-0))×100%=1.1%°儀表的精度等級為1.5級。(3)3max=(4/(100-0))X100%