1、热能与动力工程测试技术习题及答案热能与动力工程测试技术一、 填空(30X1)1、 仪器测量的主要性能指标 :精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间。P5 2、 在选用仪器时,应在满足被测要求的前提下,尽量选择量程较 小 的仪器,一般应使测量值在满刻度要求的2/3为宜。P53、 二阶测量系统的阻尼比通常控制于=0.60.8,对于二阶测量系统的动态性能的两个重要指标是稳定时间ts和最大过冲量Ad 。P184、 测量误差可分为系统误差、随机(偶然)误差、过失误差。5、 随机误差的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性。6、 热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定
2、律、标准电极定律。7、 造成温度计时滞的因素有:感温元件的热惯性和指示仪表的机械惯性。P1098、 流量计可分为:容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。P1619、 扩大测功机量程的方法有:采用组合测功机、采用变速器。P20810、 除利用皮托管测量流速外,现代常用的测速技术有:热线(热膜)测速技术、激光多普勒测速技术(LDV)、粒子图像测速技术。二、名词解释(5X4) 1、什么是测量仪器或测量系统的动态特性分析?作用? 答:P11,测量仪器或测量系统的动态特性分析就是研究测量时所产生的误差。它主要是以描述在动态测量过程中输出量和输入量之间的关系。 2、何为霍尔效应? 答:(参考)置于磁场
3、中的金属(或带有电子的物质),当于两端通过电流时,另外两面会产生大小与控制电流I(A)和磁感应强度B(T)的乘积成正比的电压UH(V),这一现象叫做霍尔效应。P90 3、何为亮度温度? 答:在波长为m的单色辐射中,若物体在温度T时的亮度B和绝对黑体在温度为Ts时的亮度BO相等,则把Ts称为被测物体的亮度温度。 4、何为动压?静压?总压?P129 答:静压是指运动气流里气体本身的热力学压力。 总压是指气流熵滞止后的压力,又称滞止压力。 动压为总压与静压之差。三、 简答题(5X4)1、 为什么阶跃信号常用于低阶测量系统的时域动态响应的输入信号?答:阶跃信号从一个稳定的状态突然过过渡到另一个稳态,对
4、系统是一个严格的考验,(比其它输入信号更)易暴露问题。P172、简述金属应变式传感器的工作原理。答:金属应变式传感器的工作原理是基于金属的电阻应变效应,即导体或半导体在外力作用下产生机械形变时,电阻值也随之产生相应的变化。3、 为什么在测量瞬时温度时采用的感温元件时间常数大小如何?为什么?,在测量平均温度时又如何?为什么?P110 答:感温元件的质量和比容越小,相应越快,故在测量瞬时温度时采用时间常数小的感温元件;反之时间常数越大相应越慢,感温元件的温度越接近平均温度,故测量平均温度时采用时间常数大的元件。4、 试画出皮托管的结构简图,说明皮托管的工作原理,并导出速度表达式(条件自拟,不考虑误
5、差)。P143P144四、 计算题3X101、 某加热后的铁块温度随时间降低,温度分布如下:时/s60120180240300360420480540600温度t/oC305284260241223198181160140118近似认为温度是时间的一阶函数,即t=f()。1) 写出温度随时间的线性回归方程。解:(tip:可用计算器)2) 求铁块降至室温(t=20 oC)的时间。解:(略)2、 某压力表精度为1.5级,量程为02.0MPa,测量结果显示为1.2MPa,求:1) 最大引用误差. 解:最大引用误差nm=1.5%2) 可能出现的最大绝对误差m 解:m=21.5%=0.03MPa3) 示
6、值相对误差x x = 100%= 100% =2.5% 3、 采用热电偶测温度的时候,是将电动势转化为响应的温度而工作的。已知测温计显示的两端电势差为E(t,t0),而当温度为t0时显示的电势差为E(t0,0),求当温度为t时实际电动势E(t,0)(借此得到实际温度)是多少?答:(汗)一 填空(每空1分,共30分)1. 在热能与动力工程领域中,需要测量的物理量主要有温度、压力、流量、功率、转速等。2. 按照得到最后结果的过程不同,测量方法可以分为直接测量,间接测量和组合测量。3. 按工作原理,任何测量仪器都应包括感受件,中间件和效用件。4. 测量误差按照产生误差因素的出现规律以及它们对测量结果
7、的影响程度来区分可以将测量误差分为系统误差,随机误差和过失误差。5. 系统误差的综合包括代数综合法、算数综合法和几何综合法。6. 金属应变式电阻传感器温度补偿的方法有桥路补偿和应变片自补偿。7. 自感式电感传感器分为变气隙式、变截面式和螺管式。8. 常见的光电转换元件包括光电管、光电池、光敏电阻和光敏晶体管。9. 使用较多的温标有热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标。10. 热力学温标T和摄氏温标t的转换关系T=t+273.1511. 可用于压力测量的传感器有压阻式传感器、压电式传感器和电容式差压传感器。12. 流量计的类型有容积型流量计、速度型流量计和质量型流量计。13. 常用的量计
8、的节流元件有孔板、喷嘴、文丘里管等。二名词解释(每题5分,共20分)压阻效应(P66)答:很多固体材料在受到应力作用后,电阻率发生变化,这种效应叫做压阻效应。热电现象(79)答:两种不同导体A和B组成闭合回路,若两连接点温度T和T0不同,则在回路中就产生热电动势。形成热电流,这种现象叫做热电现象。光生伏特效应(84)答:在光线作用下使物体产生一定方向电动势成为光生伏特效应。辐射温度答:温度为T的物体全辐射出射度M等于温度为Ts的绝对黑体全辐射出射度M0时,则温度Ts称为被测物体的辐射温度。激光多普勒效应答:当激光照射到跟随流体一起运动的微粒上时,微粒散射的散射光频率将偏离入射光频率,这种现象叫
9、做激光多普勒效应。三简答(每题5分,共20分)1、测量仪器按照用途可以分为哪两类?其特点为?(P4)答:测量仪器按其用途可以分为范型仪器和实用仪器两类。范型仪器是准备用以复制和保持测量单位,或是用来对其他测量仪器进行标定和刻度工作的仪器。特点是精确度高,对它的保存和使用有较高要求。实用仪器是供实际测量使用的仪器。又可以分为试验室用仪器和工程用仪器。特点是前者需要提供标定资料后者不需要,前者比后者有更高精确度。2、简述常用消除系统误差的具体方法。(P27)答:(1)交换抵消法;(2)替代消除法;(3)预检法3、简述电阻式传感器的基本原理。(P63)答:基本工作原理是将物理量的变化转换成敏感元件电
10、阻值的变化,在经相应电路处理后,转换成电信号输出。4、热电偶冷端温度补偿的方式有哪几种?答:冷端温度恒温法,冷端温度补偿器法,冷端温度校正法和补偿导线法。5、简述液柱式压力计的误差来源。(P123)答:1.环境温度变化的影响;2.重力加速度变化的影响;3.毛细现象的影响;4.其他误差,如安装误差,读数误差。四、计算题(每题15分,共30分)1、在一次内燃机负荷特性试验中,对某一特定工况的转速用数字式转速仪测出8次转速值,见下表,求该工况下的转速及误差。P42(例3-5原题)测量次数12345678转速li/(r/min)30023004300029982995300130063002li=24
11、008r/min,L=3001r/minvi/(r/min)+1+3-1-3-60+5+1Vi=li-L,vi=0vi/(r/min)1919360251vi=82(r/min)22、用镍镉镍硅热电偶测温时,其冷端温度ts=30C,用直流电位差计测得热电动势为EAB(t,30)=38.5mV,求实际温度为多少?(请看P82冷端温度校正法)动力工程测试技术及仪表复习模拟试题标准答案一、 填空题1、某待测水头约为90米,现有0.5级02.94106Pa 和1.0级00.98106Pa 的两块压力表,问用哪一块压力表测量较好?答: 后者 。2、对某一物理量x进行N次测量,测量值xi与其出现的次数Ni
12、满足一定的规律,误差分布呈对称性 、 单峰性 、 有界性 的特点。3、任意两种均质导体A、B,分别与均质材料C连接组成热电偶回路,若热电势分别为EAC(T,T0)和ECB(T,T0),则导体A、B组成的热电偶的热电势为:EAC(T,T0)+ ECB(T,T0) 。4、用铜和康铜分别与铂相配构成热电偶,热电势E铜-康铜(100,0)=1.10mV, E铜-铂(100,0)=0.75mV,E康铜-铂(100,0)=-0.35mV 。7、弹簧管压力计中游丝的作用是:恢复、导电、径向间隙小 。9、标准节流装置由 节流元件 、 取压设备 、 后面的直管段 三部分组成,孔板取压有角接取压; 法兰取压和径距
13、取压 三种方式。10、气体的体积流量qv与其标准质量流量qm的关系是_qm_=_qv_。11、系统的绝对误差传递公式为 。 12、根据统计学原理,随机误差服从_统计规律_,因而可采用_统计法则_对含有随机误差的测量结果加以表达。15、某种铜热敏电阻30时的电阻值R11.812k,35时的电阻值R21.510k,那么热敏电阻在32时的电阻值为:1.683 k。16、氧化锆氧量计安装方式分为抽出式和_直插式_。20、红外气体分析仪工作原理是:被测气体对红外线的吸收程度,来对多组分混合气体进行定量分析。22、请指出下列误差属于哪类误差(系统误差、随机误差、粗大误差)。(1)用一块万用表测量同一电压,
14、重复测量15次后所得的结果误差。(2)观测者抄写记录时错写了数据造成的误差。(3)在流量测量中,流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。23、常用的压力传感器有:应变式、压电式、压阻式、电感式和电容式等型式。24、某压力表的量程是20MPa,测量值的误差不允许超过0.05 MPa,则仪表的精度为0.25级。25、标准误差、平均误差、或然误差、极限误差落在所属范围内的概率大小顺序依次为 (用“”或“标准误差平均误差或然误差。26、热电偶是基于塞贝克效应原理发展起来的一种测温传感器,两种不同导体A、B组成的闭合回路,当A、B两接点的温度不同时,回路中会产生热电势,研究表明热电势是由温差电势和接触电
15、势两种电势组成。32、热电阻测温常采用“三线制”接法,其目的在于消除连接导线电阻造成的附加误差 。34、激光多普勒效应是指:一定频率的激光照射到具有一定速度的运动粒子上,粒子对光有散射作用,散射光的频率与直射光的频率有一定的偏差,其频移量与运动粒子的速度成正比,只要测得频移,就可算出流速 。35、涡街流量计中卡门旋涡的频率与流体的平均速度 成正比,当旋涡列间隔和旋涡间隔之比等于时,涡列就能保持稳定。39、压电晶体表面产生的电荷能够长时间保持的两个条件是:外电路负载无穷大,内部无漏电 。41、任何形式的波在传播时,波源、接收器、传播介质、中间反射器或散射体的运动都会使波的 频率 产生变化。42、
16、节流测量装置常用的取压方式有角接取压和法兰取压两种方式,角接取压又包括单独钻孔和环室取压 两种形式。44、差压式水位计测量汽包水位的关键是水位与差压之间的准确转换,这种转换是通过平衡容器 实现的。46、仪表的等级有0.1、0.2、0.4、0.5级,用016MPa压力表来测量10MPa左右的主蒸汽压力,要求相对测量误差不超过0.5%,那么应选择准确度等级为 0.2 级的测量仪表。二、判断题1、表压力和真空度都不是实际压力,只是仪表的读数。()3、云母水位计显示的水位值要高于汽包的实际水位。 ()5、在锅炉烟气中,除氧气外,其余成分的磁化率都是负值 。()6、角接取压适用于孔板和喷嘴,而法兰取压仅
17、用于孔板()7、涡轮流量变送器中的导流器的作用是改变流体方向。()11、压电晶体在任何方向上有外力作用时都会产生压电效应。()13、差压式水位计中平衡容器的作用主要是为了使水位稳定。()14、喷嘴的取压方式主要采用法兰方式取压。 ()16、采用全桥电路测量扭矩时,温度变化不会对输出电压有影响。()17、顺磁性气体磁化率与压力成正比,和绝对温度平方成反比。()18、半导体应变片的电阻变化量和材料的应变成线性关系。 ()19、凝固性液体压力测量可以采用薄膜密封式测量仪器。 ()20、精度含有精密度、正确度、准确度 等概念,精密度高的,正确度不一定高;正确度高的,精密度不一定高。()21、热力学温标
18、(绝对温标)中温度仅与热量有关,而与工质无关。()22、半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,具有负的温度系数。()24、弹簧管有压力信号时,其自由端会发生移动,与截面形状无关。()25、对干燥气体测量应采用下方取压或侧面取压的方式。()26、可压缩气流的速度是由总压和静压的差值决定的。()27、平衡容器带加热套是为了让容器内水的密度接近饱和水的密度。()28、化学发光气体分析仪只能测NO的浓度。()32、氧化锆补偿式测量系统与定温式测量系统都有热电偶,作用相同。()33、XCZ-102是测量热电阻的三线制动圈仪表。()34、利用热电偶测温,只要热电偶连接显示仪表的两个接点温度相同,那么仪表
19、的接入对热电势没有影响。()三、选择题1、表征仪表读数精密性的指标是(C)A灵敏度B线性度C分辨率D准确度2对于与热电偶配套的动圈表,下列叙述正确的是(B)A对于标准化热电偶,动圈表是通用的B动圈表必须与其相同型号的热电偶相配C动圈表的量程一般不能调整D动圈表测量的起始温度为03用金属材料测温热电阻下列说法正确的是(D)A金属材料的密度盐碱对测温越有利B金属材料的强度超高对测温越有利C金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利D金属纯度越高对测温越有利4在热力试验中,常用来测量微小正压、负压的差压的压力计是(A)AU型管压力计B单管式压力计C斜管式压力计D弹性式压力计5标准节流件的直径比越小,则(D)
20、A流量测量越准确 B流体的压力损失越小C要求水平直管段越长 D流体的压力损失越大6涡轮流量计输出_信号(B)A模拟 B数字 C电流 D电压7将被测差压转换成电信号的设备是(C)A平衡容器 B脉冲管路 C差压变送器 D显示器8当高频涡流传感器靠近铁磁物体时(C)A线圈的振荡频率增加B线圈电阻增大C线圈的电感增大D线圈的电阻减小9标准节流装置的取压方式主要有(B D)A损失取压B法兰取压C理论取压D角接取压E任意取压10下列对氧化锆氧量传感器的工作温度叙述正确的是(A B)A应高于600C B应保持恒温 C应高于1150C D应低于600C E应高于1150C12已知当地大气压 Pb , 表压力读
21、数为 Pe , 则绝对压力P等于(c)。 (a) P= Pb - Pe (b) P= Pe - Pb (c) P= Pb + Pe 13下面哪一种压力计不是弹性式压力计(d)(a)膜片式压力计(b)膜盒压力计 (c)波纹管压力计 (d)应变式压力计14对于平行板电容器,下面哪一个参数改变不能改变电容的值。(d)(a)极距(b)极板间遮盖面积(c)介电常数 (d)极板厚度15下面哪种探针既可以做对向测量又可以做不对向测量(c)(a)L形探针(b)U形探针(c)圆柱三孔型探针16用热线风速仪测量流速方向时,应选择气流方向角为(c)的热线。(a)0(b)90(c)45(d)1517下面有关热电偶总的
22、热电势方向描述正确的是(a)(a)沿着正热电极,由热端指向冷端(b)沿着正热电极,由冷端指向热端(c)沿着负热电极,由热端指向冷端18敞口式静压液面计测量时,液面高度和压力的关系表达式错误的是(b)(a),(b)(c)19下面哪一种烟度计是反射光式烟度计(a)(a)波许烟度计(b)哈特里奇烟度计(c)PHS烟度计 (d)重量式烟度计21电接点水位计的测量原理是电极和氖灯构成回路,那么(b)。(a)蒸汽的电阻大,处于饱和蒸汽中的电极接通,氖灯亮;(b)蒸汽的电阻大,处于饱和蒸汽中的电极断路,氖灯不亮;(c)水的电阻大,处于水中的电极断路,氖灯不亮;(d)蒸汽的电阻小,处于饱和蒸汽中的电极接通,氖
23、灯亮四、图解题。2、在涡轮流量变送器结构图中,16各代表什么部件?并简述其各自的作用。4、试写出图示回路电势表达式。1热电偶2补偿导线3补偿热电偶4恒温器5铜导线6动圈仪五、简答题1、何谓亮度温度?写出它和被测实际温度的关系式。2、测压仪表在安装、投入运行及使用过程中应注意哪些事项?3、影响差压式水位计的水位测量误差因素主要有哪些?减小误差采取的主要措施是什么?6、简述热电偶的三条基本定律(公式)。六、计算和证明题1、用分度号为S的热电偶和动圈式仪表构成测温系统如图所示,冷端温度补偿器的平衡温度为20,图中,动圈式仪表的机械零位为0。试求(1)动圈式仪表的温度示值1300所对应的电势值?(2)
24、要想使示值与实际温度相符,应作何处理?Es(1300,0)13.159mVEs(30,0)0.173mVEs(80,0)0.502 mVEs(20,0)0.113 mV Es(25,0)0.143 mV(1)ES(t,o)ES(1300,20)13.159-0.113 13.046(mv) (2) 要使示值与实际温度相符,应将机械零点调至20 ES(t,o)ES(1300,20)+ES(tm,0) ES(1300,0) t=1300tm=202、已知分析气体与参比气体总压力相同,氧化锆测得烟温为735时氧电动势为15 mV。参比气体20.85%,综合常数为0.0496 mV/K,试求此时烟气含
25、氧量为多少?解:设烟气含氧量为x150.496(735273.15)lgX10.4%答:烟气含量为10.4%。4、如下图所示,求回路中的热电势,并画出热电流方向。EAB(600,0)=24.092mv,EAC(60,0)=4.050mv,EAC(10,0)=0.646mv,EAB(10,0)=0.397mv。5、已知一应变片测量电路采用等臂电桥接法如下图所示,其中RL为负载电阻,R1=R2=R3=R4=R,RLR;电阻R1为应变片,在受到应力(受拉)时,电阻R1有一个微小增量R1,则电桥的输出为u;试证明:如何使测量电路的灵敏度提高到原来的4倍。6、对于截面为圆形的金属丝,在外力作用下沿着线性
26、方向发生微小变形,其压阻系数为,泊松系数为,弹性模量为E,试写出金属丝电阻的变化量和应变之间的函数关系式。11、如何用电容传感器实现液面的测量?请写出公式推导过程,并画出示意图12.如图所示,节流差压式测量流量,如何利用流道中的节流元件所产生的差压P来计算流量?是收缩系数,忽略流体的可压缩性。 13、下图是直流电位差计测热电偶电势的电路,对照此图说明其测量原理。1、“工作电流标准化”,求得 2、切换开关倒向测量位置 14、现有E分度号的热电偶、温度显示仪表,它们是由相应的补偿导线连接,如下图所示。已知测量温度t=800,接点温度 =50,仪表环境温度t0=30。如将补偿导线换成铜导线,仪表指示
27、为多少?如果将两根补偿导线的位置对换,仪表的指示又为多少?其中:,解:当补偿导线都改为铜导线时,热电偶的冷端便移到了50处,故仪表的输入电势为 查分度表可得,此时仪表的指示是784.1,只有将机械零位调到50,才能指示出800。若两根补偿导线反接,线路电势为 再加上机械仪表的零位调整,则 这时仪表指示为t=768.3,由此可见,补偿导线接反了,仪表指示将偏低,偏低的程度与接点处的温度有关,所以补偿导线和热电偶的正负极不能接错。四、如图双室平衡容器,请按照力学原理,推导出当汽包水位在任意值时,平衡容器的输出差压表达式,并简单说明双室平衡容器在实际使用时存在的问题。 存在问题(要点):1、温度变化进而造成变化,带来指示误差2、汽包压力变化,造成变化,带来误差 THANKS !致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载,资料仅供参考
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