自动检测关键技术及仪表控制新版系统第三版部分思考题答案文档格式.docx

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送：

以供显示或下一步调整控制用。

显示单元：

将控制过程中参数改变被控对象过渡过程显示和统计下来，供操作人员立即了解控制系统改变情况。

分为模拟式，数字式，图形式。

调整单元：

未来自变送器测量信号和给定信号相比较，并对由此产生偏差进行百分比积分微分处理后，输出调整信号控制实施器动作，以实现对不一样被测或被控参数自动调整。

实施单元：

是控制系统实施控制策略实施机构，它负责将调整器控制输出信号按实施结构需要产生对应信号，以驱动实施机构实现被控变量调整作用。

1.4什么是仪表测量范围，上下限和量程？

相互有什么关系？

测量范围：

是该仪表按要求精度进行测量被测变量范围。

上下限：

测量范围最小值和最大值。

量程：

用来表示仪表测量范围大小。

量程=测量上限值-测量下限值

1.6什么是仪表灵敏度和分辨率？

二者存在什么关系？

灵敏度是仪表对被测参数改变灵敏程度。

分辨率是仪表输出能响应和分辨最小输入量，又称仪表灵敏限。

分辨率是灵敏度一个反应，通常说仪器灵敏度高，则分辨率一样也高。

4温度检测

4.1国际实用温标作用是什么？

它关键由哪几部分组成？

答：

由其来统一各国之间温度计量。

国际温标由定义固定点、内插标准仪器和内插公式

4.2热电偶测温原理和热电偶测温基础条件是什么？

原理：

基于热点效应立即两种不一样导体或半导体练成闭合回路、当两个接点处温度不一样时、回路中将产生热电势。

基础条件：

两种不一样导体材料组成回路、两端接点处温度不一样。

4.3用分度号为S热电偶测温，其参比端温度为20度，测得热电势E（t，20）=11.30mv，试求被测温度t。

因为E（t,20）=E（t,0）+E（0,20）

所以E（t,0）=E（t,20）-E（0,20）=E（t,20）+E（20,0）

因为E（t,20）=11.30mVE（20,0）=0.113mV

所以E（t,0）=11.413mV即t=115℃

4.4用分度号为K热电偶测温，一直其参比端温度为25度，热端温度为750度，其产生热电势是多少？

据题意所知所求电势E（750,25）=E（750,0）-E（25，0）

查K型热电偶分度表得E（25，0）=1.0002mvE（750,0）=31.1082mv

所以，E（750,25）=31.1082-1.0002=30.1080mv

4.5在用热电偶测温时为何要保持参比端温度恒定？

通常全部采取哪些方法？

若参比端温度不能恒定则会给测量带来误差

方法：

1.赔偿导线法：

延长型：

化学成份和被赔偿热电偶相同；

赔偿型：

化学成份和被赔偿热电偶不一样；

参比温度测量计算方法；

参比温度恒温法；

赔偿电桥法

4.6在热电偶测温电路中采取赔偿导线时，应怎样接线？

需要注意哪些问题？

正接正，负接负。

注意问题：

1.型号和极性不能接反2.赔偿导线和热电偶相连两个接点温度要相同，以免造成无须要误差3.赔偿导线要引到温度比较恒定环境（机械零点赔偿）4.不要和强电或其它干扰源，平行走线。

4.7以电桥法测定热电阻电阻值时，为何常采取三线制接线方法？

二线制：

传感器电阻改变值和连接导线电阻值共同组成传感器输出值，因为导线电阻带来附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高场所，而且导线长度不宜过长。

而采取三线制会大大减小引线电阻带来附加误差，提升精度。

4.8由多种热敏电阻特征，分析其各适用什么场所？

正温度系数热敏电阻：

电阻超出一定温度（居里温度）时随温度升高呈阶跃性增大；

适用场所：

负温度系数热敏电阻：

电阻随温度升高哦而减小；

可广泛应用于温度测量、温度赔偿、抑制浪涌电流等场所。

4.9分析接触测温方法产生测温误差原因，在实际应用中有哪些方法克服？

原因关键包含沿测温元件导热引发误差和测温元件热辐射所引发误差等；

为了降低误差,应注意材料和结构及安装地点选择,并尽可能在测温元件外部加同温屏蔽罩，加强测温传热器和测温物体间热联络。

4.10辐射测温仪表基础组成是什么？

光学系统、检测元件、转换电路和信号处理等部分组成。

4.11辐射测温仪表表观温度和实际温度有什么关系？

4.12某单色辐射温度计有效波长λe=0.9µ

m，被测物体发射率ελT=0.6，测得亮度温度TL=1100℃，求被测物体实际温度？

已知普朗克第二常数C2=1.4387×

10-2m.k,λe=0.9µ

m,ελT=0.6,TL=1100℃=1373.5K。

1/TL-1/T=（λ/c2）ln（1/ελT）

代入数据得T=1436.55K=1163.05℃

4.13光纤温度传感器有什么特点？

它能够应用于哪些特殊场所？

特点：

灵敏度高；

电绝缘性能好，可适适用于强烈电磁干扰、强辐射恶劣环境；

体积小、重量轻、可弯曲；

可实现不带电全光型探头等。

可适适用于强烈电磁干扰、强辐射恶劣环境

5、压力检测

5-1简述压力定义，单位及多种表示方法

答：

单位面积收到力；

帕斯卡、千克力、毫米水柱（水头）、毫米汞柱

垂直作用在单位面积上力，其单位为Pa，（P=F/S）

表示方法：

绝对压力：

被测介质作用在容器表面积上全部压力

大气压力：

由地球表面空气柱重量形成压力

表压力：

通常压力测量仪表是处于大气中，其测得压力值等于绝对压力和大气压力之差。

真空度：

当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值，其绝对值称为真空度。

差压：

设备中两处压力之差。

5-2

101.325-0.05=101.275Mpa101.325+0.3=101.625Mpa350kpa

5-3弹性式压力计测量原理是什么？

常见弹性原理有哪些？

利用弹性元件弹性变形特征进行测量；

膜片、膜盒、波纹管、弹簧管

（1）测压原理：

利用弹性元件形变和压力之间存在着确定关系而测量压力，即在进行测量时，管内引入被测压力，在压力作用下，弹管使自己内部体积向增大方向形变固使弯曲管子力趋伸直，结果使弹簧管自由端产生一定大小位移，这个位移大小和压力相关。

（2）弹性元件类型：

弹性膜片：

这是一个外缘固定圆形片状弹性元件。

膜片弹性特征通常由中心位移和压力关系表示。

波纹管：

其由整片材料加工而成，是一个壁面含有多个同心环状波纹，一端封闭薄闭圆管。

弹簧管：

是一根完成圆弧状含有不等轴截面金属管。

5-4

电位器式、霍尔元件式、电感式、差动变压器式

5-5

相同点：

全部是压力引发电阻阻值改变；

不一样点：

应变式为金属丝，压阻式为半导体。

5-6

将弹性元件位移转换为电容量改变。

以测压膜片作为电容器可动极板。

5-7

振频式压原理：

利用感压元件本身谐振频率和压力关系，经过测量频率信号改变来检测压力。

优点：

体积小、输出频率信号，反复性好、耐振、正确度高、适适用于气体测量。

压电式原理：

利用压电材料压电效应将被测压力转换为电信号优点：

体积小、结构简单、工作可靠、频率响应高、不需外加电源缺点：

输出阻抗高，需要特殊信号传输导线、温度效应较大、是动态压力检测中常见传感器，不适用测量缓慢改变压力和静态压力。

5-8

1、取压点位置和取压口形式2、引压管路敷设3、测压表仪表安装

5.11、简述测压仪表选择标准

类型：

其应满足生产过程要求（需了解被测介质情况，现场环境及生产过程对仪表要求）

为确保测压仪表安全可靠工作，仪表量程需依据被测压力大小及在测量过程中被测压力改变情况等条件来选择。

测量精度：

生产过程中元件被测压力最大绝对误差应小于仪表基础误差，可在要求精度等级中确定仪表精度。

测量压差仪表适应注意工作压力选择，应使其和被测对象工作压力相对应。

5-12

由题意可知，测量范围为0.5-1.4Mpa相对误差为5%

依据测量范围可得，量程应选0-2.5Mpa

相对误差为5%假设示值为100误差为5最大引用误差=（5/2.5）%=2%

所以精度为2，参考题中给出精度，选精度为2.5级。

6流量检测

6-2以椭圆齿轮式流量计为例，说明容积式流量计工作原理。

椭圆齿轮番量计测量本体友一对相互齿合椭圆齿轮和仪表壳体组成、其工作原理图、两个椭圆齿轮A/B在进行出口流体压力差作用下、交替地相互驱动、并各自绕轴作非角匀速度转动、转动过程中连续不停地将充满在齿轮和壳体之间固定容积内流体一份份地排出、齿轮转数能够经过机械或其它方法测出、从而能够得悉流体总流量

6-3简述多个差压流量计工作原理。

节流式流量计：

节流式流量计测量原理是以能量守恒定律和流动连续性定律为基础

均速管流量计：

是基于动压管测速原剪发展而成一个流量计，流体流经均速管产生差压信号，此差压信号于流体流量有确定关系，经过差压计可测出流体流量。

弯管流量计：

当流体经过管道弯头时，受到角加速度作用而产生离心力会在弯头外半径侧于内半径侧之间形成差压，此差压平方根于流体流量成正比。

6-4节流式流量计流量系数和哪些原因相关？

流量系数和节流件形式、直径比、取压方法、流动雷诺数及管道粗糙度相关

6-5简述标准节流装置组成步骤及其作用。

对流量测量系统安装有哪些要求？

为何要确保测量管路在节流装置前后有一定直管段长度？

（p76）

6-6当被测流体温度、压力值偏离设计值时，对节流式流量计测量结果有何影响？

6-7、用标准孔板测量气体流量，给定设计参数p=0.8kPa，t=20，现实际工作参数p₁=0.4kpa，t₁=30，现场仪表指示为3800/h，求实际流量大小。

6-8、一只用水标定浮子流量计，其满刻度值为1000d/h，不锈钢浮子密度为7.92g/，现在用来测量密度为0.79g/乙醇流量，问浮子流量计测量上限是多少？

6-9、说明涡轮番量计原理。

某一涡轮番量计仪表常数为K=150.4次/L，当它在测量流量时输出频率为f=400Hz，其对应瞬时流量时多少？

6-10、说明电磁流量计工作原理，这类流量计在使用中有何要求。

1）电磁流量计是基于电磁感应原理，导电流体在磁场中垂直于磁力线方向流过，在流通管道两侧电极上将产生感应电动势，感应电动势大小和流体速度相关，经过测量次电动势能够求得流体流量。

2）电磁流量计对直管段要求不高，直管段长度为5D-10D；

安装地点应尽可能避免猛烈振动和交直流強磁场。

在垂直安装时，流体要自下而上流过仪表；

水平安装时，两个电极要在同一平面上。

电磁流量计适适用于导电性介质流量测量。

6-11、涡街流量计检测原理是什么？

常见漩涡发生体有哪多个？

怎样实现旋涡频率检测？

（1）涡街流量计检测原理是利用流体振荡原理进行流量测量、当流体流过非流线型

阻挡体时会产生稳定旋涡列、旋涡产生频率和流体留宿有着确定对应关系、测量频

率改变。

就可得悉流体流量、

（2）常见旋涡发生体形状有圆柱、三角柱、矩形柱、T型柱和由以上形状组合而成组