第二章温度习题.docx

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第二章温度习题

1.已知铂铑10-铂（S）热电偶的冷端温度t0＝25℃，现测得热电动势E（t，t0）＝11.712mV，求热端温度是多少度?

解：

由铂铑10-铂热电偶分度表查出E（25，0）=0.161mV，根据式（5-2-1）计算出

再通过分度表查出其对应的实际温度为

℃

2.已知镍铬-镍硅（K）热电偶的热端温度t＝800℃，冷端温度t0＝25℃，求E（t，to）是多少毫伏?

解：

由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E（800，0）=33.275mV，E（25，0）=1.024mV，故可得

E（800，5）=33.275-1.024=32.251mV

3．现用一支镍铬-康铜（E）热电偶测温。

其冷端温度为30℃，动圈显示仪表（机械零位在0℃）指示值为400℃，则认为热端实际温度为430℃，对不对?

为什么?

正确值是多少?

解：

不对，因为仪表的机械零位在0℃，正确值为400℃。

4.某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm变到5.0mm时，位移测量仪的输出电压由3.5V减至2.5V，求该仪器的灵敏度。

解：

该仪器的灵敏度为

mV/mm

5.有三台测温仪表，量程均为0~800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5％，选那台仪表合理?

解：

2.5级时的最大绝对误差值为20℃，测量500℃时的相对误差为4％；2.0级时的最大绝对误差值为16℃，测量500℃时的相对误差为3.2％；1.5级时的最大绝对误差值为12℃，测量500℃时的相对误差为2.4％。

因此，应该选用1.5级的测温仪器。

检测技术练习3

1．将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C）

蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的（D）  

A.应变效应B.电涡流效应C.压电效应D.逆压电效应   

2．使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（C）。

A.人的体重B.车刀的压紧力   

C.车刀在切削时感受到的切削力的变化量

D.自来水管中的水的压力   

3．动态力传感器中，两片压电片多采用（B并联）接法，可增大输出电荷量；在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用（A串联）接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。

A.串联B.并联C.既串联又并联   

4.压电式传感器中电荷放大器的作用？

是将电荷转换成为输出电压，不是放大电荷，是一种习惯称呼。

5．在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入___C___，可测得最大的电容量。

A．塑料薄膜B．干的纸C．湿的纸D．玻璃薄片 

分析：

塑料薄膜、干的纸、玻璃薄片的介电常数可以查表5-1。

介电常数越大，插入两块平行极板的间隙之后所引起的容量变化也越大。

水的介电常数有80之多。

一张干的纸吸收了水之后，就相当于在两块平行极板的间隙中插入一片水的薄膜，这个水的薄膜越厚，对电容量的贡献就越大。

所以当纸吸收空气中的水分后，容量变大，可用于测量空气的相对湿度。

6．应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择___C___测量转换电路。

 A．单臂半桥B．双臂半桥C．四臂全桥  

7．希望远距离传送信号应选用具有---输出的标准变送器D

A.0~2VB.1~5VC.0~10MaD.4~20mA

8．在DDZ-Ⅲ型仪表中，为什么现场与控制室之间采用4～20mA，电流信号，而控制室内部采用1～5V电压信号？

答：

4～20mA电流信号适宜在现场和控制室之间远距离传输，可以避免传输导线上压降损失引起的误差，1～5V电压信号适宜于控制室内部短距离联络，仪表之间可以并联连接，便于设计安装与维护。

9．电子平衡电桥的测量系统与热电阻采用三线制连接，这样有什么好处？

答：

一般热电阻连接线为铜线，环境温度改变时，导线电阻也要发生变化，若不采用三线制，就会产会误差，采用三线制后，两根线路电阻RL分别接在电桥的两个臂中，外部温度变化了，两个连线电阻同时变化，即电桥两相邻臂电阻作相同的变化，而不影响电桥的平衡。

10金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?

答：

金属电阻的应变效应主要是由于其几何形状的变化而产生的，半导体材料的应变效应则主要取决于材料的电阻率随应变所引起的变化产生的。

11.采用阻值R=120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻值R=120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V。

当应变片应变为1000*10-6时，若要使输出电压大于10mV，则可采用何种工作方式（设输出阻抗为无穷大）？

解：

不知是何种工作方式，可设为n，得：

mV

得n要小于2，故应采用全桥工作方式。

12.采用阻值为120Ω灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V，并假定负载电阻无穷大。

当应变片上的应变分别为1*10-6和1000*10-6时，试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。

解：

单臂时

，所以应变为1时

/V，应变为1000时应为

/V；

双臂时

，所以应变为1时

/V，应变为1000时应为

/V；全桥时

，所以应变为1时

/V，应变为1000时应为

/V。

从上面的计算可知：

单臂时灵敏度最低，双臂时为其两倍，全桥时最高，为单臂的四倍。

13.一压电式传感器的灵敏度K1＝10pC／MPa，连接灵敏度K2=0.008V／pC的电荷放大器，所用的笔式记录仪的灵敏度K3=25mm／V，当压力变化Δp=8MPa时，记录笔在记录纸上的偏移为多少?

解：

记录笔在记录纸上的偏移为S=10×0.008×25×8=16/mm

1．自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是___B___。

A．瞬时流量，单位为t/hB．累积流量，单位为t或m3 

C．瞬时流量，单位为k/gD．累积流量，单位为kg 

分析：

自来水公司要测的是你们家一个月用了多少水

2．表示超声波通过不同物质的速率的术语是（B）

（A）频率  （B）声速   （C）波长   （D）脉冲长度

3.判断题：

超声波是人耳能听到的声波。

（×  ）

两种不同材料相互接触的边界称为界面。

（√ ）

3．已知柴油的流量计最大量程为Qmax＝500t/h，求它的体积流量最大是多少m3/h？

（柴油密度为γ＝857．0943kg/m3）

解:

体积流量Q=M/ρ=500/0.857=583.4m3/h

4.轿车的保护气囊可用______来控制。

A．气敏传感器B．湿敏传感器C．差动变压器D．电容式加速度传感器 

分析：

汽车受到撞击，就相当于受到一个负向的加速度。

5.应用超声波传感器探测工件时，在探头与工件接触处要有一层耦合剂，请问这是为什么?

答：

主要是为了使超声波更好地穿透到工件内，减少反射量，达到更好的测量效果。

6.超声波发生器种类及其工作原理是什么?

它们各自特点是什么?

答：

超声波发生器有压电式超声波发生器和磁致伸缩超声波发生器两种。

压电式超声波发生器就是利用压电晶体的电致伸缩现象制成的。

常用的压电材料为石英晶体、压电陶瓷锆钛酸铅等。

在压电材料切片上施加交变电压，使它产生电致伸缩振动，而产生超声波，如下图所示，它可以产生几十kHz到几十MHz的高频超声波，产生的声强可达几十W／cm2。

磁致伸缩超声波发生器把铁磁材料置于交变磁场中，使它产生机械尺寸的交替变化，即机械振动，从而产生超声波。

磁致伸缩超声波发生器是用厚度为0.1～0.4mm的镍片叠加而成的，片间绝缘以减少涡流电流损失。

其结构形状有矩形、窗形等，如下图所示，它只能用在几万Hz的频率范围以内，但功率可达十万W，声强可达几千W／cm2，能耐较高的温度。

选择题（填好题号，做出选择，不定项选择题）

1、利用半导体材料可以制成（BCD）

A．标准电阻B．热敏电阻C．光敏电阻D．晶体管

分析:

标准电阻是几乎不受温度影响的电阻，一般是用锰铜合金或镍铜合金制作的。

2、下列方法有可能使半导体材料的电阻率减小的是（ABC）

A．升高半导体的温度B．用光照射半导体

C．在半导体中加入微量其它杂质D．以上情况都不可能

3、下列说法正确的是（BC）

A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号

B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断

C．电子秤所使用的测力装置是力传感器

D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大

4、有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（C）

A．金属导体B．绝缘体C．半导体D．超导体

5、关于各种材料的电阻率，下列说法正确的是（A）

A．纯金属的电阻率较合金的电阻率小

B．把一根长导线截成两段，每段的电阻率是原来的1/2。

C．任何材料的电阻率在任何条件下都不可能为零

D．任何材料的电阻率都随温度的升高而增大

6、如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在的电路中的其它量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的（A）

A．距离变化B．正对面积变化C．介质变化D．电压变化

7、如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时（C）

A．R1两端的电压增大

B．电流表的示数增大

C．小灯泡的亮度变强

D．小灯泡的亮度变弱

8、演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（B）

A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化

B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化

C．物体M不动时，电路中没有电流

D．物体M不动时，电压表没有示数

9．用常系数微分方程描述的系统称为（D）系统。

A．相似B．物理C．力学D．线性

10．线性系统的灵敏度是（B）。

A．随机变量B．常数C．时间的线性函数

11．定度曲线和理想直线的偏离程度称为测试系统的（B）。

A．灵敏度B．线性度C．滞后度D．相频特性

12．电阻应变片的灵敏度为（A）。

A．应变片电阻丝的电阻变化率与被测试件的应变值之比

B．应变片电阻丝的电阻变化率与应变值之比

C．应变片输出电压与应变之比

D．应变片输出电压与输入电压之比

13．极距变化型电容传感器适用于测量微小位移是因为（C）。

A．电容量微弱、灵敏度太低B．需要做非接触测量

C．传感器灵敏度与极距平方成反比，极距变化大则非线性误差大

14．直流电桥中，灵敏度最高的接法是（C）。

A．半桥单臂B．半桥双臂C．全桥

1.试分析变面积式（直线位移型）电容传感器的灵敏度?

为了提高传感器的灵敏度可采取什么措施并应注意什么问题?

答：

如图所示是一电容式传感器的示意图。

当动极板移动△x后，覆盖面积就发生变化，电容量也随之改变，其值为

C=εb（a-△x）/d=C0-εb·△x/d

（1）

电容因位移而产生的变化量为

其灵敏度为

可见增加b或减小d均可提高传感器的灵敏度。

直线位移型电容式传感器

2.什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的?

采取什么措施可改善其非线性特征