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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流热能与动力工程测试技术55题.精品文档.什么是测量？答：测量是人类对自然界中客观事物取得数量概念的一种认识过程。在这一过程中，人们借助于专门工具，通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值，获得对于客观事物的定量的概念和内在规律的认识。 测量方法有哪几类？直接测量与间接测量的主要区别是什么？答：测量方法有直接测量（直读法、差值法、替代法、零值法）间接测量组合测量 直接测量与间接测量区别：直接测量的被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量的被测量的数值不能从测量仪器上读得，而需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，经过运算得到被
2、测量。任何测量仪器都包括哪三个部分？各部分作用是什么？答：感受件或传感器:直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号。 中间件或传递件：“传递”、“放大”、“变换”、“运算”。效用件或显示元件：把被测量信号显示出来。测量仪器按用途可分为哪几类？答：按用途可分为范型仪器和实用仪器两类。测量仪器有哪些主要性能指标？各项指标的含义是什么？答：精确度，表示测量结果与真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反应。恒定度，仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度。灵敏度，以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例S来表示灵敏度阻滞，灵
3、敏度阻滞又称为感量，此量是足以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。指示滞后时间，从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间，称为指示滞后时间或称时滞。测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？答：系统误差：按一定规律变化，有确定的因素，可以加以控制和有可能消除。随机误差:由许多未知的或微小的因素综合影响的结果，特点：单峰性、对称性、有限性、抵偿性，无法在测量过程中加以控制和排除。过失误差：所测结果明显与事实不符，可以避免。什么叫随机误差？随机误差一般都服从什么分布规律？答：随机误差（又称偶然误差）是指测量结果与同一待测量的大量重复测量的平均结果之差。 随机误差一般都服从正
4、态分布规律。试述测量中可疑数据判别方法以及如何合理选用？答：判别方法有莱依特准则、格拉布斯准则、t检验准则、狄克逊准则、肖维涅准则。选用原则：1）从理论上讲，当测量次数n趋近（或n足够大）时，采用莱依特准则更为合适；若次数较少时，则采用格拉布斯准则、t检验准则或狄克逊准则。要从测量列中迅速判别粗大误差时，可采用狄克逊准则。2）在最多只有一个异常值时，采用格拉布斯准则来判别坏值的效果最佳。3）在可能存在多个异常值时，应采用两种以上的准则来交叉判别，否则效果不佳。什么叫做等精度测量和非等精度测量？为什么在非等精度测量中引入“权”的概念？ 答：等精度测量是指在测量条件（包括测量仪器、测量人员、测量方
5、法及环境条件等）不变的情况下，对某一被测几何量进行的多次测量。非等精度测量是指在不同测量条件下，用不同的仪器、不同的测量方法、不同的测量次数以及由不同的测量者进行的测量，各次测量结果的精度不同。为了正确评价测量结果的质量。其“权”的数值越大，表示测量结果的可信赖度越高，“权”和标准误差的平方成反比。什么叫做回归分析？答：采用数理统计方法，从大量试验数据中寻求变量之间相关关系的数学表达式，并对所确定的数学表达式的可信度进行统计检验。11.非电量电测法具有哪些优点？答:易于实现集中检测、控制和远距离测量。响应速度快，可以测量瞬态值及动态过程。传感器提供了被研究对象的测量、调节和控制设备之间最方便可
6、靠的联系方式，因而使热能与动力工程测试的连续量、自动记录和自动控制成为可能。测量的准确度和灵敏度高，可以测量微弱信号并将其放大与进行长距离传输。电信号易于和计算机等进行连接，记录和处理数据方便。12.什么是电阻式传感器？主要分哪些类型？答：将物理量的变化转换为敏感元件电阻值的变化的传感器。分金属应变式传感器、半导体压阻式传感器、电位计式传感器、气敏传感器、湿敏电阻传感器。13.用应变片测量时，为什么要进行温度补偿？常用的温度补偿方法有哪些？答：一是因温度变化引起的应变片敏感栅的电阻变化及附加变形；二是因试件材料与敏感栅材料的线胀系数不同，从而使应变片产生附加应变。补偿方法有桥路补偿和应变片自补
7、偿14.简述电感式传感器的工作原理？答：电感式传感器建立在电磁感应基础上，它是利用线圈自感或互感的变化，把被测物理量转换为线圈电感量变化的传感器。15.电容式传感器有哪些类型？答：变极板间隙型电容传感器、变面积型电容传感器、变介电常数型电容传感器。16.什么是压电效应？什么是压电元件的电轴、光轴和力轴？答：某些结晶物质，当沿它的某个结晶轴施加力的作用时，内部会出现极化现象，从而在表面形成电荷集结，电荷量与作用力的大小成正比，这种效应称为压电效应。垂直于x轴的晶体切片可用作压电元件，此时x轴称为电轴。垂直于z轴切割出的晶片没有压电效应，称z轴为光轴。沿该y轴方向受力产生极性相反的电压，y轴为力轴
8、。17.什么是热电效应？热电偶有哪些基本定律？答：两种不同的导体A和B组成闭合回路，若两连接点温度T和To不同，则在回路中就产生热电动势，形成热电流，这一现象称为热电现象。热电偶的基本定律：均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律。18.热电偶为什么要进行冷端温度补偿？常用的补偿方式有哪些？答：由于冷端温度to受周围环境温度的影响，难以自行保持为0或某一定值，因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定。常用补偿方式：冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法、补偿导线法。19.什么是霍尔效应？试举两种霍尔传感器在动力机械测量中的典型应用。答：若在薄片的垂直方向上
9、加一磁感应强度为B的磁场，当在薄片的两端有控制电流I流过时，在此薄片的另两端会产生一个大小与控制电流I(A)和磁感应强度B(T)的成积成正比的电压UH(V)，这一现象称为霍尔效应。转速测量、位移测量、接近开关、高斯计、电流计。20.生物传感器的基本结构和测量原理？答：结构生物传感器的原理：生物传感器的结构一般是在基础传感器(电化学装置）上再耦合一个生物敏感膜（称为感受器或敏感元件）。生物敏感膜紧贴在探头表面上，再用一种半渗透膜与被测溶液隔开。当待测溶液中的成分透过半透膜有选择地附着于敏感物质时，形成复合体，随之进行生化和电化学反应，产生普通电化学装置能感知的O2、H2、 NH4+、CO2等，并
10、通过电化学装置转换为电信号。21.试举标准热电偶的名称与型号？答:铂铑10铂 S型 贵金属，0.35-0.5mm，精度高，理化性能稳定，1600，氧化或中性气氛 缺：高温还原介质中容易被侵蚀，热电动势较小，灵敏度较低。铂铑30-铂铑6 B型 贵金属，0.3-0.5mm，精度高，1800 ， 氧化或中性气氛 缺：灵敏度较低，价格昂贵镍铬-镍硅 K型 贱金属， 0.53mm，价格低廉，灵敏度较高，测量重复性好，高温抗氧化， 1300 缺：在还原或含硫化物气氛中易被侵蚀铜-康铜 T型 贱金属，0.21.6mm ，-200400 价格低，精度高，稳定性好，灵敏度较高镍铬-康铜 E型 贱金属 0.53m
11、m 800 ， 灵敏度最高，价格便宜，应用广泛，中性或还原性气氛 缺:抗氧化及抗硫化能力较差 22.辐射式温度计有哪几种？简述各自的工作原理？比较各种温度计测量温度与真实温度的关系？1）单色辐射式光学高温计 利用亮度比较取代辐射出射度比较进行测温的。因为01，因此TsT。用光学温度计直接测到的温度Ts称为被测物体的“亮度温度”，亮度温度要比物体的实际温度低。所以必须根据物体表面的单色黑度系数修正，或根据光学高温计修正曲线进行修正 。单色辐射式光学高温计主要有灯丝隐灭式光学高温计和光电高温计两种。2）全辐射高温计 根据绝对黑体的全辐射定律式设计的高温计，按绝对黑体对象进行分度。用它测量发射率为的
12、实际物体温度时，示值是被测物体的“辐射温度”，比实际温度高。 整个高温计机壳内壁面涂上黑色，以便减少杂光干扰并形成黑色条件。3）比色高温计 两个固定波长1和2的亮度比值随温度而变化。因此测量亮度比就可确定黑体的温度。用这种方法测得的温度称为比色温度。当温度为T的物体在两个波长下的亮度比值等于温度为Ts的黑体在同样波长下的亮度比值时，Ts就称为这个物体的比色温度。 比色法测出的比色温度要比亮度温度和辐射温度更接近物体的实际温度。当被测物体难以得到其发射率时，用比色温度代替真实温度比其他方法更准确。 比色高温计有单通道和双通道两种。23.可用于动力机械最高压力测量的仪器有哪几种？简述其工作原理。答
13、：机械式最高压力表：测量时，气缸压力通过单向阀进入压力表直接指示压力。理论上可测出最高燃烧压力，由于单向阀的惯性以及作用面积不同等原因，指示压力值往往低于实际值。通常只能作为监测或比较测量。气电式最高压力表：不再有跳火产生，这时的压力即为气缸工作的最高压力，即最高燃烧压力。 比机械式最高压力表精度高24.什么叫总压、静压和动压？什么叫不敏感偏流角？不敏感偏流角受哪些因素影响？答：气流熵滞止后的压力叫总压，又称滞止压力。气流压力是指气流单位面积上所承受的法向表面力。在静止气体中，由于不存在切向力，故这个表面力与所取面积的方向无关，该压力称为静压。在流动气体中，静压是指运动气流里气体本身的热力学压
14、力，当感受器在气流中与气流以相同的速度运动时，感受到的就是气流的静压。总压与静压之差称为动压。在实用上允许感受孔轴线与气流方向有一定的偏角。习惯上取使测量误差为速度头1的偏流角作为总压管的不敏感偏流角，记p，p的范围越大对测量越有利。总压管的形式和马赫数Ma。25.常用的总压和静压测量仪器有哪些？各自的特点是什么？答：总压用总压管（L形总压管:制造简单，安装和使用方便，支杆对测量结果影响较小，最常见，缺点是不敏感偏流角p较小；圆柱形总压管:优点可以做成很小的尺寸，工艺性能好、使用方便，缺:不敏感偏流角也较小。它的不敏感偏流角有两个：一个是在孔口轴线与支杆轴线垂直的平面内，另一个是在孔口轴线与支
15、杆轴线构成的平面内；带导流套的总压管:实际上是在L形总压管的管口处加一导流套，气流经过导流套被整流，使得不敏感偏流角大大提高，缺点是随着Ma的变化较明显，此外由于头部尺寸较大，因此对流场的影响较大；多点总压管；边界层总压管:总值，或者说使总压管的有效中心尽量靠近其几何中心，一般总是将总压管的感受截面做成扁平的形状，感受孔做成一道窄缝）测量静压测量在固体壁面外进行时用壁面静压孔（感受孔的位置选在流体流线平直的地方，因为这里整个截面上的静压基本相等，而且在静压孔设计合理、加工符合要求的情况下对气流的干扰小，能得到较高的测量精度1)开孔直径以0.5-1.0mm为宜。当Ma为0.8 时，这样大小的孔径
16、可以将由此引起的误差控制在1以内。孔径越大，其附近的流线变形越严重，引起的误差也越大；孔径太小，会增加加工上的困难，而且易被堵塞，从而增加滞后现象。2)静压孔的轴线应和管道面垂直，孔的边缘应尖锐、无毛刺、无倒角，且壁面应光滑，否则会给测量结果带来较大误差。3)静压孔的长度l和直径d的关系，一般应取l/d3，否则会增大流线弯曲的影响。4)连接静压孔与导压管的管接头要固定在管道壁上。只要管道厚度允许，螺纹联接要比焊接好，因为它可以避免因热应力使管壁面变形，从而不干扰流场）测量。在流场中进行时用静压管测量。静压管（由于气流中的静压管无疑对气流流动的干扰较大。为了减少测量误差，在刚度满足要求的前提下，
17、要尽量减少静压管的几何尺寸，同时也要求静压管对气流方向变化的敏感性尽量小，安装时要尽量保证静压孔的轴线垂直于气流方向。）:（L形静压管:结构简单，加工容易，性能较好，因而应用也较广泛，缺点是轴向尺寸较大。安装后气流流过静压管头部获得加速，静压降低，但支杆则对气流有阻碍作用，使流速降低，静压升高。因此，在静压管的头部和支杆之间选择适当的位置设置静压孔，可以得到接近真实静压的测量值在高亚声速时，为减小压缩性影响。采用锥形头部并加大l1/d和l2/d，常选取l1/d8， l2/d16-20为减少偏流角引起的误差，一般沿圆周开2-8个孔，管径一般为1-2mm，孔径为0.3-0.4mm；圆盘形静压管:测
18、量时，将其垂直插入气流中以保证感受孔感受到的是气流的静压。这种静压管的测量值对与圆盘平面平行的气流方向变化不敏感，但对气流与其轴线的夹角(称为角)却极为敏感。一般要求角要小于1-2，所以它的加工精度要求特别高，尤其是支杆与圆盘面的垂直度要求高。使用时要特别注意角的影响，并避免损坏圆盘，否则会影响测量精度。圆盘直径常取15-20mm，直径过小会增大测量误差对角的敏感性，直径过大则会增大对气流的干扰；带导流管的静压管:能改善一般静压管的不敏感偏流角偏小的问题。在静压孔外加了导流管后，喇叭口结构可使不敏感偏流角p增大到30，p增大到20,这种静压管可用于三元气流中测量静压，缺点是导流管的形状较复杂，
19、加工也较困难，其头部尺寸较大，在小尺寸的流道中难以应用。）26.测压仪进行静态标定和动态标定时，常用哪些标定设备？答：静态标定：活塞式压力计、标准弹簧压力计、液柱式压力计。动态标定：目的是得到它的频率响应特性，以确定其的适用范围、动态误差等。有两种方法：一种是输入标准频率及标准幅值的压力信号与传感器的输出信号进行比较，这种方法称为对比法，例如将测压管装在标定风洞上的标定；另一种方法是通过激波产生一个阶跃的压力并施加于被标定的传感器上，根据其输出曲线求得它们的频率响应特性，这种激波管动态标定是一种最为基本的动态标定方法。27.绘制内燃机压力采集系统基本结构原理图，简述其工作原理。答：系统中采用光
20、电传感器获得曲轴转角信号和上止点信号，采用石英压电传感器和电荷放大器获得气缸压力信号。28.简述内燃机上止点位置确定的测量方法及其特点？答：磁电法：测的的上止点实际上为静态上止点气缸压缩线法：接近工作状态下的动态上止点电容法：最大电容量位置即认为动态上止点，对四冲程内燃机，压缩、排气冲程有差异。29.简述皮托管的基本结构和测速原理？皮托管常用什么装置进行标定？答：它由总压探头和静压探头组成，利用流体总压与静压之差，即动压来测量流速，故也称动压管。校准风洞30.简述热线风速仪有哪些工作方式及其各自的工作原理？答：恒流式：在热线风速仪的工作过程中保持加热电流不变，热线的表面温度随流体流速而变化，电
21、阻值也随之改变。通过测定热线的电阻值就可以确定流体速度的变化。恒温（恒电阻）式:热线风速仪工作过程中，通过调节热线两端的电压以保持热线的电阻不变，这样就可以根据电压值的变化，测出热线电流的变化，进而计算流速。31.目前所使用的流量计可归纳为哪几大类型？其特点是什么？答：容积型流量计：测量结果受流动状态的影响较小，精确度较高，适合于测量高粘度、低雷诺数的流体，但不宜用于高温高压和脏污介质的流量测量。速度型流量计：这类流量计有着良好的使用性能，可用于高温高压流体测量，且精确度较高；但是，由于它们以平均流速为测量依据，因此，测量结果受流动条件的影响很大，这对精确测量带来困难。质量型流量计：这类流量计
22、以测量与流体质量有关的物理效应为基础，分为直接型、推导型和温度压力补偿型三种。直接型质量流量计利用与质量流量直接有关的原理进行测量。推导型质量流量计是同时测取流体的密度和体积流量，通过运算而推导出质量流量的，一般，它由速度型流量计和密度计组合而成。温度压力补偿型质量流量计利用温度、压力与密度之间的关系，将温度、压力的测量值转换为密度，再与体积流量进行运算而得到质量流量，由于连续测量温度、压力比连续测量密度容易，因此，目前工业上所用的推导型质量流量计大多属于温度压力补偿型。32.节流式流量计的测量原理是什么？答：当流体流经管道中急骤收缩的局部截面时，将产生增速降压的节流现象，流体的流速越大，即在
23、相同流通截面积条件下的流量越大，节流压降也越大。以这种节流现象作为流量测量依据的仪表简称为节流式流量计，由于其输出信号为差压，故也称差压式流量计。33.简述涡轮流量计的工作原理？答：当被测流体流经涡轮时，推动涡轮6转动，高导磁性的涡轮叶片随之周期性地通过磁电转换器的永久磁铁4，使磁路的磁阻发生相应的变化，导致通过感应线圈3的磁通量改变，在线圈中产生交变的感应电动势，从而获得交流电脉冲信号的输出。34.简述光纤式流量计和超声波流量计的工作原理和特点？答：光纤式流量计特点：利用光纤传感技术检测节流元件前后的差压p。原理:在节流元件前后分别安装一组敏感膜片和Y形光纤，膜片感受流体压力的作用而产生位移
24、，Y 形光纤是一种光纤位移传感器，它根据输入输出光强的相对变化测量膜片位移的大小。 超声波流量计工作原理：超声波式流量计的测量原理是基于超声波在介质中的传播速度与该介质的流动速度有关这一现象。 特点：1）非接触测量，不扰动流体的流动状态，不产生压力损失。2）不受被测流体物理、化学特性的影响。3）输出特性呈线性。35.简述转子式流量计的工作原理？答：转子流量计也叫浮子流量计，它也是利用流体流动的节流原理进行流量测量的仪表。36.比较分析用于导电液和非导电液的电容式液位传感器的不同？简述各自的工作原理？答：导电液:主要利用传感器两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起电容量变化这种关系
25、进行液位测量。非导电液:主要利用被测液体液位变化时可变电容传感器两电极之间充填介质的介电常数发生变化，从而.。37.简述电阻式液位计的种类、工作原理和特点。答：电阻式液位计主要有两类：一类是电接点液位计，它根据液体与其蒸气之间导电特性(电阻值)的差异进行液位测量。适用于变参数运行工况的液位测量，但是，由于其输出信号是非连续的，因此不能用于液位连续测量；另一类是热电阻液位计，它利用液体和蒸气对热敏材料传热特性不同而引起热敏电阻变化的现象进行液位测量。38.常用的接触式转速表有哪几种？各自有什么特点？答：（1）离心式转速表:利用离心力器件(重环或重锤)旋转后产生与转速的平方成正比的离心力，通过克服
26、弹簧的反作用力推动指示机构工作。优点是简单通用，且稳定性好；缺点是测量精度较低(低于2级)，故虽然应用较广，但多用作试验时检查动力机械的参考读数、磁性转速表:利用回转圆盘在旋转磁场中感应出电涡流而产生转矩变化，从而带动指针偏转来测速的。又称为电涡流式转速表。精度不高(1.5-2级)，但结构简单，对振动的敏感性小，测速范围宽，故应用范围也较广，其典型应用是汽车和船用转速、电动转速表:一般由发送器、指示器和连接导线三部分组成。发送器实际上是一个小型永磁的交流或直流发电机，由被测转轴通过联轴器直接带动发电，转速越高，产生的电动势越大。电动转速表通过电压表指示所测转速。电动转速表工作时产生的电动势受磁
27、场强度、温度等因素的影响，精度不高(1.5级)、定时转速表:定时转速表是在一定时间内通过累计转数来测量转速的。定时转速表使用方便，精度较高(可达0.5级)，测量上限可达10000r/min，可以用于内燃机等高速机械的转速测量）接触式转速表构造简单，但它要消耗被测转轴的能量，且精度一般较差，多用于能量损失可以忽略不计且对精度要求不太高的场合。39.常用的非接触式转速表有哪几种？各自有什么特点？答：它不消耗被测转轴的转矩，且测量精度高，但结构相对复杂。非接触式转速表的关键部分是转速传感器。光电式转速传感器：光电式转速传感器是利用光电元件(如光电池、光电管、光敏电阻等)对光的敏感性来测量转速的。磁电
28、式转速传速器：与光电式转速传感器相比，磁电式转速传感器结构简单，无需配置专门的电源装置，且脉冲信号不会因转速过高而减弱，测速范围广，因此使用范围非常广泛。霍尔转速传感器40.转矩测量有哪几种方法？答：根据测量原理的不同分为传递法、平衡力法和能量转换法三大类。41.常用的功率测量方法有哪些？常见的测功机有哪几种？答：根据动力机械的类型和结构形式的不同，通过电功率测量和通过转矩间接测量。常用的测功机有电力测功机、水力测功机和磁粉测功机等。42.简述直流电力测功机的基本构成和测量原理？答：定子外壳被支承在一对轴承上，并可以绕轴线自由摆动。在定子外壳上固定一个力臂6，它与测力机构5连接，用以测定转矩。
29、当被测动力机械的输出轴与直流电力测功机的转子1连接在一起旋转时，电枢绕组4切割定子绕组磁场的磁力线，在电枢绕组中产生感应电动势，即产生一个与旋转方向相反的制动转矩，此时，电机作发电机运行，以实现作为负荷进行测功的目的。相反，当电枢回路有电流通过时，在磁场中会受到电磁力的作用而产生一个与旋转方向相同的驱动力矩，这时电机作电动机运行，用来拖动动力机械转动。43.简述直流电力测功机的控制方法有哪些，各自工作原理和特点是什么？答：1.负荷电阻控制方式 原理:电机以发电机状态运行作为测功使用时，电机产生的电能将消耗在主变阻器P的各档电阻和主负荷电阻RL上，测功机作为被测动力机械的负荷。负荷的大小可通过变
30、阻器P、W、V进行调整。当电机以电动机状态进行作为驱动使用时，电源加到主变阻器P、串励绕组C-C和电枢H-H所组成的串联回路上。电枢电流的大小由主变阻器P调节。当主变阻器P的电阻值逐档减小时，主电流(电枢电流)逐级加大，电机的转速也逐级升高。进一步提高电机的转速，可通过调节粗调节变阻器W和细调节变阻器V以减小励磁绕组F-F电流的方式实现。显然，当变阻器W、V 的电阻值最大时，电机达到最高转速。 特点:负荷电阻控制方式结构简单，但测功机所测的功率基本上消耗在负荷电阻上，不能加以利用，因此这种控制方式只适用于中、小功率动力机械的功率测量。2.自动馈网控制方式 这种控制方式可将所产生的电能自动反馈给
31、电网。它的基本原理与上述用电阻作负荷的直流电力测功机相同。馈网式直流电力测功机包括一个由三相交流异步电动机和直流电机组成的主变流机组3，当测功机作为电动机运行时，它将三相交流电变为直流电再向测功机供电；当测功机作为发电机运行时，它将测功机输出的直流电变为交流电再反馈给电网。励磁电流的大小通过励磁调整电阻调节，励磁电流是由一个小型的变流机组4(将三相交流电变为直流电)提供的。 由于馈网式直流电力测功机能够回收动力机械发出的能量，故适用于较大功率动力机械的功率测量。44.电涡流测功机的工作原理和特点？答：电涡流测功机具有结构简单、控制方便、转速范围和功率范围宽等特点。但电涡流测功机将被测动力机械的
32、功率所产生的电涡流转换成热能消耗掉，不能发出电力反馈电网，另外它也不能作为电动机来倒拖驱动动力机。定子由摆动轴承7支承在轴承支架上，能绕转轴轴线自由摆动，其摆动量由固定在定子外壳上的力臂输出。该力臂与测力机构相连，以测量转矩的大小。当励磁绕组3通过直流电流时，由感应子6、空气隙5、涡流环4、磁轭定子1等形成的闭合磁路中产生静止磁通。因感应子的外圆制成齿形状，齿顶处的空气间隙很小，磁通密度较大；齿槽处的空气隙较大，磁通密度很小，当感应子旋转时，涡流环相应部位的磁通密度不断增减变化。此时在涡流环的表面将产生感应电动势而形成电涡流，力图阻止磁通的变化，从而产生对感应子的制动作用。在电涡流测功机中，涡
33、流环和感应子都用高磁导率和高电导率的纯铁制成，转子的尺寸和质量与相同功率容量的直流电机相比要小得多，而且结构简单，因而允许在较高的转速下运转。45.测功机的选型依据是什么？答：1.工作范围 保证被测动力机械的特性全部落在所选测功机的工作范围之内。2.测量精度 测功机的测量精度应符合测量的要求，在满足工作范围的条件下，应使测量尽可能接近满量程进行，以获得较好的测量准确度，通常被测动力机械最大功率与测功机工作范围的最大功率之比应不低于3：4。3.响应速度 电力测功机的响应速度要快于水力测功机，直流和交流电力测功机的响应速度又快于电涡流测功机，选时要根据试验的具体要求进行选择。测功机的响应速度还和其
34、外形尺寸有关。对于同一种测功机，外形尺寸越小，转子的转动惯量越小，则响应速度越快。 4.工作稳定性 平衡工况的稳定程度，主要取决于测功机的制动转矩与转速的关系，即取决于测功机的固有特性。测功机的工作稳定性还与制动转矩产生的原理有关。改变水层厚度的水力测功机的稳定性，受到进水压头的波动和水层厚度微小变化的影响，而电力测功机的稳定性则取决于电网电压的波动以及负载与励磁电流的稳定程度。 单纯从测功机的固有特性的对比来看，水力测功机的工作稳定性最佳。从制动转矩的产生过程分析，对于靠改变水层厚度来调节功率的水力测功机，只有用稳压水箱供水且水层厚度较大的情况下，制动转矩的恒定性才是良好的。对于电力测功机，
35、保证足够稳定的负荷和励磁电流是比较容易实现的，因此其工作稳定性实际上不比水力测功机差。交流电力测功机的固有特性具有持续等速运转的特性，几乎不受转矩动的伙响，稳定性良好。5.低速制动性 水力测功机制动转矩随转速的二次方变化；电力测功机固有特性曲线制动转矩与转速成正比，低速区制动性能比水力测功机好；电涡流测功机制动转矩随转速的变化关系在低速区域类似对数函数，低速制动性能最好。46.色素分析仪的工作原理与基本结构是什么？答：原理：被分析的混合物在流动气体或液体(称流动相)的推动下，流经一根装有填充物(称固定相) 的管子(称色谱柱)，由于固定相对不同的组分具有不同的吸附或溶解能力，因此，混合物经过色谱
36、柱后，各种组分在流 动相和固定相中形成的含量分配关系不同，最终导致从色谱柱流出的 时间不同，从而组分分离的目的。47.红外气体分析仪的测量原理是什么？答：在燃气或排放气体所含的主要组分中，除了同原子的双原子气体外，其他非对称分子气体，其在红外区均有特定的吸收带(波段)。这种特定的吸收带对于某一种分子是确定的、标准的，其特性如同“物质指纹”。也就是说，根据特定的吸收带，可以鉴别分子的种类，这正是红外光谱分析的基本依据。48.简述氧化锆氧量分析仪的基本工作原理？答：氧化锆氧量分析仪是利用氧化锆浓差电池所形成的氧浓差电动势与O2含量之间的量值关系进行氧含量测量的。49.烟度测量方法主要有哪两类？试举
37、不同方法典型的测量仪器及其工作原理。答：1）透光度法:利用烟气对光的吸收作用，即通过测量光从烟气中的透过度来确定烟度；2）滤纸法，也称反射法:先用滤纸收集定量的烟气，再通过比较滤纸表面对光的反射率的变化来测量烟度。这两种方法各自相应的测量仪表分别称做透光式烟度计和滤纸式烟度计(也称反射式烟度计)。一、哈特里奇烟度计 透光式烟度计这种烟度计不仅能够测量碳烟的烟度，而且也能够测量排放气体中水气和油雾等组分形成的烟气烟度，如内燃机冷车起动时产生的白烟或蓝烟的烟度等。其特点是响应快、能够实现连续测量，但光学系统容易受到污染，使用时必须注意清洗，以免影响测量精度。二、PHS烟度计，一种透光式烟度计，与哈
38、特里奇烟度计的主要区别是它将被测的排放气体全部(而不是部分)导入其检测系统。例如，用于内燃机排气烟度测量时，PHS烟度计的检测部分直接放置在离排气口一定距离的排气通道上。这种烟度计的测量值直接受排气管道直径及其排放流量的影响，例如，在实际烟度不变的情况下，当排气管道直径或排气流量增大时，通过光源与光电检测单元之间的烟层厚度或密度增加，其对光的衰减量随之增大(即对光的透过度减小)，致使烟度测量值增大。为此，在使用PHS烟度计时，应根据被测对象的特征指标(在内燃机中通常指标定功率)，按照规定来选用排气导入管的尺寸，以使测量结果具有一定的可比性。三、波许烟度计 滤纸式烟度计 优点是结构简单，使用调整
39、方便，滤纸样品能够保存，可以用来测量碳烟的质量；缺点是不能适用变工况下的连续测量，也不能测量蓝烟和白烟，测量结果的准确性受到滤纸品质的影响。四、冯布兰德烟度计 滤纸式烟度计。与波许烟度计不同的是：采用带状滤纸，通过相应的滤纸传送装置，可以实现连续测量，通过调节滤纸的传送速度和取样喷嘴的尺寸，可以调整烟度计的灵敏度。50.常见的电动式测振仪有哪些？简述其基本结构和工作原理。答：1.电磁式测振仪:由磁铁 结构:1、装有线圈的框架5、平弹簧2、支柱3和与被测表面安装在一起的底座4组成。 原理:测振时，底座、支柱和线圈随被测振动体振动。而磁铁几乎保持原位置不动，因而线圈切割磁力线产生与速度成正比的电动
40、势(V)，电动势e和振动速度成正比，因而此测振仪可用于测量振动体的速度。经一次微分可得振动体的加速度，经一次积分可得振动体的位移。电磁式测振仪可用于测量频率范围10500Hz的线速度或角速度、0.0011mm的位移和0.01g-10g的加速度的振动。这种测振仪灵敏度高，测量精度高，受温度、湿度影响小，低阻抗输出引起的干扰噪声小，但结构尺寸和质量大，受磁场影响大，若采用永磁体，则其磁场衰减会引起灵敏度降低。2.电感式测振仪 原理:测振时，由于由弹簧支承的惯性质量和与被测对象相连壳体上的电磁体间的气隙发生变化，导致线圈周围的磁通发生变化而产生感应电动势。如果选择足够大的惯性质量和十分柔软的弹簧，振
41、动时惯性质量保持不动，这时惯性质量和电磁体间气隙的变化就是振动体的振幅值，且电磁体内电感量的大小与成反比。电感式传感器一般适用于测量201000Hz范围内的振动信号。为了增加电感式测振仪的灵敏度和提高测量精度，常采用桥式电路或制成差动式传感器。 3.电容式测振仪 结构:与惯性质量相连的平弹簧2与定片4 构成电容的两极，两极间静态间隙为0。原理:测振时基座1固定在被测振动体上，定片4随基座同步振动。由于平弹簧2十分柔软而惯性质量3相对较大，因而振动时惯性质量3几乎不动，由于是平弹簧和定片间产生了相对位移，即电容两极间距发生变化。若电容两极相对面积A保持不变。电容式传感器的测量电路一般采用桥式电路
42、、谐波电路或差拍线路，以提高测量灵敏度和精度。惯性式电容测振仪适用于测量10-500Hz范围内的角位移和线位移(0.001-1mm)。它具有灵敏度高、结构简单等优点，它受温度、湿度以及电容介质等的影响较大。4.压电式测振仪。 结构:钛酸钡晶体1、电极9、绝缘圈5和弹簧膜片2、由螺母3 和盖子7压紧。底座可旋入外壳内以产生必要的预应力。这个预应力非常重要，因为当惯性质量振动时，必须保证晶体始终受到压力；其次是晶体的电压和压力之间的关系，在压力很小时不是线性的。即使晶体表面研磨得很好， 也难以保证接触面的绝对平整，因此如果没有足够的压力就不能保证全面均匀接触，致使电压晶体在最初接触阶段输出的电荷信
43、号因接触不良随着压力而变化，因而影响灵敏度。反之，预应力也不宜过大，否则也将影响灵敏度。压电式传感器常用的固定方法是采用螺栓固定或用粘结剂粘贴在被测对象表面，需要绝缘时可用绝缘螺栓和云母垫片来固定加速度传感器。压电式加速度传感器特别适用于冲击载荷测量，经积分后可得速度和位移。加速度传感器使用频率的上限取决于和传感器安装方法有关的安装谐振频率。由于压电式传感器的输出信号是微弱的电荷，必须经高阻抗的前置放大器或电荷放大器放大、检测，才能进行测量。 51.内燃机振动大致可分为哪几类？多缸机的主要振动形式是什么？单缸机的主要振动形式是什么？答：1.内燃机整体的缸体振动 将内燃机看作刚体，这种振动取决于
44、内燃机气缸数、曲轴结构及平衡情况。绕x轴侧倾不能忽视，如车用直列四缸内燃机侧倾和上下振动，较其他方向的振动更明显，这种振动将直接影响到车辆的舒适性和使用寿命。 2.曲轴系的扭振 多缸机 内燃机气缸内燃气压力和曲柄连杆机构运动件惯性力周期性变化形成的综合转矩，在经曲轴传给负载的过程中，会在曲轴与整个轴系中引起扭转振动，这种振动将严重影响内燃机轴系的强度与整机的工作性能。 3.曲轴的弯曲振动 单缸机 内燃机周期性变化的气体压力和惯性力，同样会造成曲轴的弯曲振动，从而引起曲轴的弯曲疲劳损坏，这种情况在单缸内燃机中较为严重。此外，内燃机曲轴的弯曲振动也像扭转振动一样，会引起其它零部件的振动，成为内燃机
45、的主要噪声源。 4.其它振动 主要指配气机构振动、活塞和缸套间的敲击引起的振动等。52.内燃机的振动测量以振动速度的均方根值振动烈度为量标。53.电子扭振仪和分接触式扭振仪的工作原理是什么？答：1.电子式扭振仪 在高速内燃机中，扭振频率高、振幅小，一般采用电子扭振仪。这类扭振仪可远距离操作，便于记录和分析。当被测轴扭振时，磁棒在胶木架上的线圈内振动，引起相应的电感变化，通过振荡电路将变化的电感信号变成频率的偏移，经高频放大和鉴频器把频率的偏移转换成电压变化，再经放大输出。对测出的扭振波形，用频偏标定法来确定扭振振幅。2. 非接触式扭振仪 测振传感器不与被测轴系直接联系，而是通过光电、磁电转换测
46、取扭振信号，所以该扭振仪给轴系的附加质量最小，对轴系扭振影响最小。当曲轴转动时，传感器将转速信号转变为脉冲重复频率数，一定转速相应一定的脉冲重复频率数。当存在扭振时，瞬时转速不均匀，脉冲重复频率也相应变化，这一变化转换成电压输出，经积分放大后可得振波形。54.什么叫声场、声压、声压级、声能、声功率、声能流密度、声强和频程？答：声场:声波传播的空间。 声压:声波波动引起传播介质压力变化的量值。 声压级:用声压的绝对值表示声音强弱不方便，引入“级” 的概念，用成倍比关系的对数量表示声音强弱，即用声压级表示声压大小 声能:声波传播时质点受激振动，同时也产生压缩及膨胀的形变，因此介质中既有振动的动能，
47、又有形变的位能，这两部分相加就是声能。 声功率:单位时间内声源传播的总声能。 声能流密度:定义单位时间内通过与能量传播方向垂直的单位面积的声能。 声强:为表示声波能量的强度，取声能流密度在一个周期内的时间平均值，称为声強。 频程:通常把声频范围划分成若干个区段，这些区段称为频程。55.声压测量的常用方法是什么？根据工作原理不同，传声器主要分哪三种类型？各自工作原理。答：1）利用声-电效应进行声压测量。2）动圈式传感器:使位于磁场中的线圈在声压的作用下产生运动，从而形成感应电动势，完成声-电信号转换。特点:灵敏度低，体积较大，易受电磁干扰，频率响应特性不平直，对低频段声音衰减大。优点:固有噪音小，能在高温下工作。 电容式传感器:在两极间预先加一恒定的直流电压，是之处于不变的充电状态，当膜片在声压作用下产生振动时，电极间距离发生变化，即电容发生变化，从而引起极板间电压变化。 灵敏度高，频带宽，输出性能稳定，成本较高，且需要配备十分稳定的直流偏压和前置放大器。 压电式传感器:利用压电晶体受声压作用后产生的正压电效应实现声-电转换。 灵敏度高，频率特性好，结构简单，价格便宜，但工作性能受温度影响较大。