自动检测第五章复习题.doc

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1．用K热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20ｍＶ，冷端（室温）为25℃，求设备的温度？

如果改用E电热偶来测量温时，在相同的条件下。

E热电偶测得的热电势为多少？

解：

⑴当热电势为20ｍＶ时，此时冷端温度为25℃，即

E（t,t0）=20ｍＶ

查表可得E（t0,0）=E（25，0）=1ｍＶ

因为E（t,0）=E（t,t0）+E（t0,0）=20+1=21ｍＶ℃

由此电势，查表可得t=509℃，即设备温度为509℃.

⑵若改用E热电偶来测温度时，此时冷端温度仍为25℃。

查表可得

E（t0，0）=E（25，0）=1.05ｍＶ当509℃，查表可得E（t,0）=E（509，0）=37.7ｍＶ

因为E（t,t0）=E（t,t0）-E（t0,0）=37.7-1.5=36.2ｍＶ即E热电偶测得的热电势为36.2ｍＶ。

2．现用一只镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30℃，显示仪表为动圈仪表（即XCZ-101）,此仪表的机械零位为0℃，这时指示值为400℃，若认为换热器内的温度为430℃，对不对？

为什么？

正确值是多少？

解：

不对。

因为此时冷端度为30℃.而仪表的指示值（400℃）是在仪表的机械零位在0℃时的值。

所以，此时仪表指示值不是换热器的实际温度。

查表可得E（400,0）=28.943ｍＶ.此热电势即为E（t,30）,即E（t,30）=E（400,0）=28.943ｍＶ

因为E（t,t0）=E（t,t0）+E（t0,0）=E（t,30）+E（30,0）=28.943+1.801=30.744ｍv

查表可得：

t=422°C.

有上面分析可看出，换热器的实际温度不是简单的仪表指示值与冷端温度之和，而是热电势之和。

即仪表指示值所对应的热电势值E（t，30）加上热端为30℃冷端为0℃时的热电势，由此才能得到实际温度下的热电势E（t，0），这样查表即可得到实际温度t的值。

3.若用两支铂铑10-铂热电偶串联来测量炉温，连接方式分别如图3-16（a）、（b）、（c）所示。

已知炉内温度均匀，最高温度为1000摄氏度，假设补偿导线C、D与热电偶A、B本身在100摄氏度以下具有相同的热电特性。

要求：

（1）试分别计算测量仪表范围（以最大毫伏数表示）；

（2）以上述三种情况下，若由测量仪表得到的信号都是15mV，分别计算这是炉子的实际问温度。

解

（1）计算测量仪表的测量把范围。

（a）此时热电偶冷端温度均匀为0℃，则查表可得E（1000,0）=9.585mv.两支热电偶串联，测量仪表所测信号最大值为=2E（1000,0）=2×9.585=19.17mV.根据这个数值可确定仪表测量范围。

由此数据可知两个热电偶串联可测范围将这增大到1800℃以上。

（b）此时不仅应考虑补偿导线引出来以后的冷端温度（30℃），还应考虑旁边补偿导线与热电偶的接线盒内温度（100℃）对热电势的影响。

又因为补偿导线C、D与热电偶A、B本身在100℃以下的热电特性时相同的，所以，在冷端处引成的热电势为E（30.0）=0.173mV

在补偿导线C、D与热电偶的连接处1、4两点可认为不产生热电势，但在接线盒内2、3两点处形成的热电偶相当于热电偶在100℃时引成的热电势。

即E（100,0）=0.645mV

此电势方向与两支热电偶在热端产生的电势方向是相反的，所以这时总的热电势为

=2E（1000,0）―E（100,0）―E（30,0）=2×9.585―0.645―0.173=18.352mV

根据这个数值可以确定仪表的测量范围。

在这种情况下，如果炉旁边接线盒内的温度变化，会对测量产生较大影响，造成较大的测量误差。

（c）此时两支热电偶的两端都用补偿导线引至远离炉子处，冷端温度为30℃，故总的电热式势为=2E（1000,0）―2E（30,0）=2×9.858―2×0.173=18.824mV

由此可知，在同样都是用两支热电偶串联来测量炉温时，由于接线不同，产生的热电势也不同，在选择测量仪表时，应考虑这种情况。

（2）在（a）情况时,由于2E（t,0）=15mV，则E（t,0）=7.5mV。

由此查表可得实际温度t=184℃

在（b）情况时，由于2E（t,0）=15+E（30,0）+2E（100,0）=15+0.173+0.645=15.818mV则

查表可得实际温度t=851℃。

在（c）情况时，由于2E（t,0）=15+2E（30,0）=15+2×0.173=15.346mV则E（t,0）=7.673mV

查表可得实际温度t=830℃。

从上面分析可看出，虽然采用了补偿导线，但并不能完全克服冷端温度变化对测量的影响。

补偿导线只是将冷端由温度变化较剧烈的地方移至温度变化较小的地方。

若这时冷端的温度仍不为0℃，那么还必须考虑如何进行冷端温度的补偿问题。

4.测温系统如图3-17所示，请说出这是工业上用的哪种温度计？

已知热电偶的分度号为K，但错用与E配套的显示仪表,当仪表指示为160℃时,请计算实际温度为多少度（室温为25℃）

解:

这是工业上用的热电偶温度计。

查看分度号E，可得160℃时的电势为10501μV，这电势实际上由K热电偶产生的，即E（,25）=10501μV.查看分度号K，可得E（25,0）=1000μV，由此可见，E（,0）=E（,25）+E（25,0）=10501+1000=11501μV。

由这个数值查看分度号K，可得实际温度≈283℃。

5.已知热电偶的分度号为K，工作时的冷端温度为30℃，测得的热电势为38.5mV，求工作端的温度是多少。

如果热电偶的分度号为E。

其他条件不变，那么工作端的温度又是多少？

解:

查看分度K，可得E（30,0）=1203μV，由此可知，E（t,30）=38500μV，E（t,0）=E（t,30）+E（30,0）=1203+38500=39703（μV），查看分度号K，可得工作端温度t=960℃。

用同样的方法，查看分度号E，可算得工作端约为532℃。

6.已知热电偶的分度号为K,工作时冷端温度为30℃，测得热电势以后，错用E分度表查得工作端的温度为715.2℃，试求工作端的实际温度是多少？

解:

查分度号E，查得与715.2℃对应的电势为54.322mV，这实际上是有分度号为K的热电偶产生的E（t,30）。

查分度号为K,得E（30,0）=1.203mV。

E（t,0）=E（t,30）+E（30,0）=54.322+1.203=55.525（mV）

查分度号K,得t≈1391℃。

7．用Pt100测量温度，在使用时错用了Cu100的分度表，查得温度为140℃，试问实际温度应该为多少？

解由分度号Cu100查得140℃时的电阻值为159.96欧姆。

再由分度号Pt100查得与159.96对应的温度为157.1℃,这就是实际温度的值。

8.用分度号Pt50的热电阻测温，却错查了Cu50的分度表，得到的温度是150℃。

问实际温度是多少？

解由分度号Cu50查得150℃时的电阻值为82.13欧姆。

再由分度号Pt50查得与82.13欧姆对应的温度为166℃，这就是实际温度的值。

9.某台动圈式仪表是与镍铬-镍硅热电偶配套使用的，但错接了铂铑10-铂热电偶，仪表的指示值为201ºC，则实际温度为多少？

（冷端温度为0ºC）

解:

查分度号K，查得与201℃对应的电势为8177μV，这实际上是分度号为S的热电偶产生的.因为冷端温度为0ºC，所以可以直接查分度号为S的热电偶表，差表为876℃

10.若用铂铑10-铂热电偶测量温度，其仪表指示值为600ºC，而冷端温度为65ºC，在没有冷端温度补偿的情况下，这实际温度为650ºC，对不对？

，为什么？

正确值是多少？

解：

E（,）=E（600,0）=5237μvE（,0）=E（65,0）=398μv

E（,0）=E（,）+E（,0）=5237+398=5635μ查表约等于639ºC

11.用补热电偶偿可使热电偶不受接线盒所处温度t1变化的影响（参照图3-21），试用回路电势的公式来证明。

解：

依图应有EAB（t1,t0）=ECD（t1，t0）由图热电回路的总电势为EABCD=EAB（t）+EBD（t1）+EDC（t0）+ECA（t1）

（1）

当t=t1=t0EABCD=EAB（t1）+EBD（t1）+EDC（t1）+ECA（t1）=0

（2）

将有-EAB（t1）-EDC（t1）=EBD（t1）+ECA（t1）将其代入

（1）

EABCD=EAB（t）-EAB（t1）+EDC（t0）-EDC（t1）。

而EDC（t0）-EDC（t1）=EDC（t0，t1）=-ECD（t0，t1）=ECD（t1，t0）

=EAB（t，t1）+ECD（t1，t0）

因为EAB（t1,t0）=ECD（t1t0）所以EABCD=EAB（t，t1）+EAB（t1,t0）

EABCD=EAB（t）-EAB（t1）+EAB（t1）-E（t0）AB

=EAB（t）-EAB（t0）所以热电偶不受接线盒所处温度t1变化的影响。

12.如果将镍铬-镍硅补偿导线极性接反，当电路温度控制于800ºC时，若热电偶接线盒处温度是50ºC，仪表接线板处温度为40ºC，问测量结果与实际相差多少？

解：

见12图，上图为正确补偿导线接法图，下图为反接补偿导线接法图，反接补偿导线将会产生新的接触电势，和.其中、、为接触电势，其他为温差电势。

上图正确的接法的总的电势和为：

E1=--++下图反接的接法的总的电势和为：

E2=---+++

ΔE=E1-E2=--2+2其中=-

所以ΔE=2-2+2

13.分度号为K的热电偶，误将E的补偿导线配在K的电子电位差计上，如图3-22所示。

电子电位差计的读数为650ºC，问被测温度实际值是多少？

解：

热电偶电势是由K热电偶产生的查表得=27022μv,由于误将E的补偿导线配在K的电子电位差计上，所以应该算E的补偿导线热电势，由于电位差计的零点被调整到20度，即热电偶冷端被抵消了20度。

故应有

-=2419-1192=1227μv

所以被测的真实温度应该是：

+-=

27022-1227=25795μv查表得621℃

14.在分度号为S,K,E三种热电偶当中，试问：

（1）那种热电偶适用在氧化和中型气氛中测温？

（2）允许误差最小、测量精度最高的是那种热电偶？

（3）热电势最大、灵敏度最高的是那种热电偶？

（4）那种热电偶价格最高？

那种热电偶价格最低？

答案：

（1）S,和K

（2）S（3）E（4）S，E

15.用分度号为CU50的热电阻测温，测得其阻值为64.98Ω，此时被测温度是多少度？

解：

从CUC50的热电偶表查得64.98Ω为70℃。

16.用分度号为Pt100的热电阻测温，在计算时错用了CU100的分度表，查得的温度为150ºC.问实际温度为多少度？

解：

由CU100的分度表，查得的温度为150ºC电阻值为164.27Ω，然后查得Pt100的热电阻为168.7ºC.