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1、热工测量技术热工测量技术A小结小结第第1部分部分 概概 述述 一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所组一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所组成成?试画出其框图试画出其框图?仪表的质量指标有哪些仪表的质量指标有哪些?仪表合格的基本条件指哪些仪表合格的基本条件指哪些?其他其他第1页/共80页第第1部分部分 概概 述述 一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所组成组成?试画出其框图试画出其框图?一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所组成一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所组成?三部分三部分所组成：所组成：感受件（传感器）感受件（传感器）中间件（放大
2、、变换等）中间件（放大、变换等）显示件（显示、记录、调节等）显示件（显示、记录、调节等）框图：框图：感受件感受件中间件中间件显示件显示件XY第2页/共80页第第1部分部分 概概 述述 仪表的质量指标有哪些仪表的质量指标有哪些?准确度准确度 精度等级精度等级 基本误差基本误差 变差变差变差变差 灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度 分辨率分辨率分辨率分辨率 线性度线性度线性度线性度 可靠性可靠性 其他（飘移、其他（飘移、滞环、死区、零点迁移和量程迁移滞环、死区、零点迁移和量程迁移滞环、死区、零点迁移和量程迁移滞环、死区、零点迁移和量程迁移 等等）第3页/共80页第第1部分部分 概概 述述 仪表合格的基本条件
3、指哪些仪表合格的基本条件指哪些?仪表的基本误差仪表的基本误差 的值都在整个仪表的允许范围内的值都在整个仪表的允许范围内 仪表的变差仪表的变差第4页/共80页第第1部分部分 概概 述述 其其 他他 敏感元件、传感器、变送器敏感元件、传感器、变送器 仪表的防护等等仪表的防护等等 第5页/共80页热工测量技术热工测量技术A小结小结第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 温标概述温标概述 接触式测温接触式测温 非接触式测温非接触式测温 温度变送器温度变送器 新型温度传感器新型温度传感器 温度显示仪表温度显示仪表第6页/共80页第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 温标概述温标概述 经验温
4、标：摄氏、华氏、兰氏温标经验温标：摄氏、华氏、兰氏温标 热力学温标：又称开氏、绝对温标热力学温标：又称开氏、绝对温标 理想气体温标：复现热力学温标理想气体温标：复现热力学温标 国际温标：国际协定性温标国际协定性温标国际温标：国际协定性温标国际协定性温标 *1990国际温标：目前全球采用国际温标：目前全球采用 它主要包括三个方面的内容，即温度单位、定义固定温度它主要包括三个方面的内容，即温度单位、定义固定温度点和复现固定温度点的方法。点和复现固定温度点的方法。温度量值的传递：我国分三大级传递温度量值的传递：我国分三大级传递第7页/共80页第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 接触式测温接
5、触式测温*热电偶温度计热电偶温度计 热电偶测温原理热电偶测温原理 热电偶的四大定则（均导、中导、连导、中温）热电偶的四大定则（均导、中导、连导、中温）标准化热电偶的特性（标准化热电偶的特性（S、R、B、K、N、E、T、J）非标准化热电偶（四类）非标准化热电偶（四类）热电偶冷端处理和补偿热电偶冷端处理和补偿 （补导、冰槽、计算、机零点、冷补器、软件）（补导、冰槽、计算、机零点、冷补器、软件）热电偶的分度表（针对标准化热电偶）热电偶的分度表（针对标准化热电偶）热电偶的结构形式（四点）热电偶的结构形式（四点）第8页/共80页第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 接触式测温接触式测温 热电阻温
6、度计热电阻温度计 热电阻对材料的要求热电阻对材料的要求 热电阻对骨架的要求热电阻对骨架的要求 标准热电阻（标准热电阻（Pt10、Pt100、Cu50、Cu100）热电阻的分度表（针对标准化热电阻）热电阻的分度表（针对标准化热电阻）标准热电阻的连接方式标准热电阻的连接方式 热电阻的结构形式（五点）热电阻的结构形式（五点）热敏电阻温度计热敏电阻温度计 热电偶和热电阻的安装方式及注意事项热电偶和热电阻的安装方式及注意事项 *热电偶的感性认识和校验（实验）热电偶的感性认识和校验（实验）第9页/共80页第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 非接触式测温非接触式测温 辐射理论辐射理论 热辐射的重要
7、参数热辐射的重要参数 辐射能的分配辐射能的分配 基尔霍夫定律基尔霍夫定律 黑体辐射定律（三个）黑体辐射定律（三个）仪表仪表 光学高温计光学高温计 其它（光电、辐射、比色）其它（光电、辐射、比色）第10页/共80页第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 温度变送器温度变送器 仪表系列的温度变送器单元仪表系列的温度变送器单元 特点特点 直流毫伏量程单元直流毫伏量程单元 热电动势量程单元热电动势量程单元 热电阻量程单元热电阻量程单元 放大单元放大单元 一体化温度变送器一体化温度变送器 概述概述 特点特点第11页/共80页第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 新型温度传感器新型温度传感器
8、 单总线数字温度传感器单总线数字温度传感器DS1820 工作原理工作原理 单总线系统单总线系统 以以PC为主机的测温系统为主机的测温系统 热电阻量程单元热电阻量程单元 放大单元放大单元 光纤温度计光纤温度计 半导体吸收式光纤温度计概述半导体吸收式光纤温度计概述 干涉型光纤温度计干涉型光纤温度计第12页/共80页第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 温度显示仪表温度显示仪表 动圈式温度仪表（动圈式温度仪表（XCZ-101）工作原理工作原理 基本结构基本结构 系统分析系统分析 *手动电位差计手动电位差计 工作原理工作原理 基本构成基本构成 系统分析系统分析 *电子电位差计（实验）电子电位差
9、计（实验）工作原理工作原理 基本结构基本结构第13页/共80页第第2部分部分 温度测量及仪表温度测量及仪表 温度显示仪表温度显示仪表 *电子电位差计（实验）电子电位差计（实验）工作原理工作原理 基本结构基本结构 测量桥路分析测量桥路分析 电子平衡电桥电子平衡电桥 工作原理工作原理 基本结构基本结构 系统分析系统分析第14页/共80页热工测量技术热工测量技术A小结小结第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 压力、差压的概念及单位压力、差压的概念及单位 液柱式压力计液柱式压力计 弹性元件及弹性压力表弹性元件及弹性压力表 应变电阻和压电式传感器应变电阻和压电式传感器 压力和差压变送
10、器压力和差压变送器 活塞式压力计及压力计的校验和使用活塞式压力计及压力计的校验和使用第15页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 压力、差压的概念及单位压力、差压的概念及单位各种压力表示关系图：各种压力表示关系图：完全真空完全真空（或宇宙真空）（或宇宙真空）大气压（大气压（PO）（地球表面）（地球表面）绝对压力绝对压力 （PA）真空度真空度表压力（表压力（PI）差压差压P表示标准点表示标准点表示任意压力表示任意压力第16页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 液柱式压力计液柱式压力计 U型管压力计型管压力计 单管压力计单管压力计 斜管
11、压力计斜管压力计第17页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 弹性元件及弹性压力表弹性元件及弹性压力表 弹性元件弹性元件 弹簧管式压力计弹簧管式压力计 扩散硅型压阻式传感器及变送器扩散硅型压阻式传感器及变送器 活塞式压力计及压力计的校验和使用活塞式压力计及压力计的校验和使用第18页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 弹性元件及弹性压力表弹性元件及弹性压力表 弹性元件弹性元件 弹簧管式压力计弹簧管式压力计 扩散硅型压阻式传感器及变送器扩散硅型压阻式传感器及变送器 活塞式压力计及压力计的校验和使用活塞式压力计及压力计的校验和使用第19页
12、/共80页热工测量技术热工测量技术A小结小结第第4部分部分 流量测量及仪表流量测量及仪表 流量的概念和流量计分类流量的概念和流量计分类 差压流量计差压流量计 其他其他第20页/共80页热工测量技术热工测量技术A小结小结第第5部分部分 物位测量及仪表物位测量及仪表 云母水位计、双色水位计和双色水位计的云母水位计、双色水位计和双色水位计的电视远传电视远传 电接点水位计电接点水位计 差压式水位计差压式水位计 其他其他第21页/共80页热工测量技术热工测量技术A小结小结第第6部分部分 机械量测量及仪表机械量测量及仪表 机械量的测量范围和所用的传感器机械量的测量范围和所用的传感器 位移测量仪表位移测量仪
13、表 厚度测量仪表厚度测量仪表 转速测量仪表转速测量仪表 力学量测量仪表力学量测量仪表第22页/共80页热工测量技术热工测量技术A小结小结第第7部分部分 成分分析测量及仪表成分分析测量及仪表 概概 述述 氧化锆氧量计氧化锆氧量计 其其 他他第23页/共80页热工测量技术热工测量技术A小结小结第第8部分部分 测量领域的新技术测量领域的新技术 虚拟仪器虚拟仪器 软测量技术软测量技术 模糊传感器模糊传感器 多传感器数据融合多传感器数据融合 第24页/共80页 接触式测温接触式测温 试说出热电偶和热电阻的安装方式及注意事项？试说出热电偶和热电阻的安装方式及注意事项？答：答：两种测温元件的测量端应有足够的
14、插入深度，在两种测温元件的测量端应有足够的插入深度，在100以上管道上安装时应使保护套管的末端超过管道中心线以上管道上安装时应使保护套管的末端超过管道中心线510mm；为防止热损失，保护套管露在设备外部的长度应尽量为防止热损失，保护套管露在设备外部的长度应尽量短，并加保温层，减少由于热损失带来的测量误差；短，并加保温层，减少由于热损失带来的测量误差；为防止高温下保护套管变形，应尽量垂直安装。在有为防止高温下保护套管变形，应尽量垂直安装。在有流速的管子中必须倾斜安装，如有条件应尽量在管道的弯管处流速的管子中必须倾斜安装，如有条件应尽量在管道的弯管处安装。测量端须迎向流速方向。水平安装应有支架支撑
15、。安装。测量端须迎向流速方向。水平安装应有支架支撑。第25页/共80页 接触式测温接触式测温 试说说动圈表（磁电式仪表）内环境温度变化时，温度补偿试说说动圈表（磁电式仪表）内环境温度变化时，温度补偿原理？原理？答：动圈表中随环境温度变化（答：动圈表中随环境温度变化（050范围内）而出现的附范围内）而出现的附加误差，主要是由动圈铜电阻变化引起的。该表内采用热敏电阻加误差，主要是由动圈铜电阻变化引起的。该表内采用热敏电阻对动圈电阻进行温度补偿。对动圈电阻进行温度补偿。负温度系数的热敏电阻，其阻值随温度升高而降低，与动负温度系数的热敏电阻，其阻值随温度升高而降低，与动圈电阻变化的趋势正好相反，但热敏
16、电阻的温度特性是非线性圈电阻变化的趋势正好相反，但热敏电阻的温度特性是非线性的，直接使用补偿效果不会好。因此，在热敏电阻的，直接使用补偿效果不会好。因此，在热敏电阻RT上并联一上并联一锰铜电阻锰铜电阻RB，使其并联后的电阻，使其并联后的电阻RK的特性近似为线性的，则的特性近似为线性的，则RK与动圈电阻与动圈电阻RD串联后的电阻串联后的电阻R随温度变化很小，也即较好的随温度变化很小，也即较好的达到了进行温度补偿的目的达到了进行温度补偿的目的。第26页/共80页 接触式测温接触式测温 试简述常见的几种模试简述常见的几种模/数（数（A/D）转换器的名称，并分别指出）转换器的名称，并分别指出各属于哪类
17、转换法。各属于哪类转换法。答：答：双积分型（双积分型（U-t转换型），属于间接法转换器；转换型），属于间接法转换器；电压频率转换型（电压频率转换型（U-f转换型），属于间接法转换器；转换型），属于间接法转换器；脉冲宽度调制型，属于间接法转换器；脉冲宽度调制型，属于间接法转换器；逐次比较电压反馈编码型，属于直接法转换器。逐次比较电压反馈编码型，属于直接法转换器。第27页/共80页 接触式测温接触式测温 衡量一台仪表合格的基本条件是什么？衡量一台仪表合格的基本条件是什么？答：衡量一台仪表合格的基本条件是：答：衡量一台仪表合格的基本条件是：仪表的基本误差仪表的基本误差允许误差；允许误差；仪表的变差（
18、回差）仪表的变差（回差）允许误差。允许误差。第28页/共80页 接触式测温接触式测温 标准化热电偶标准化热电偶 答：标准化热电偶是指：制造工艺较成熟，应用广答：标准化热电偶是指：制造工艺较成熟，应用广泛，能批量生产，具有统一的分度表，并已列入国际泛，能批量生产，具有统一的分度表，并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。和国家标准文件中的热电偶。第29页/共80页 接触式测温接触式测温 试述温度的试述温度的“量值传递量值传递”和和“量值溯源量值溯源”的含意。的含意。答：答：温度的温度的“量值传递量值传递”：将国家计量基准所复现的温度计量单位量值通过各将国家计量基准所复现的温度计量单位量值通过各级计
19、量标准传递到工作温度计量器具，以保证被计量的对象温度级计量标准传递到工作温度计量器具，以保证被计量的对象温度量值的准确一致的全部过程称之为温度量值的传递。量值的准确一致的全部过程称之为温度量值的传递。“量值传量值传递递”是由上而下的过程；是由上而下的过程；温度的温度的“量值溯源量值溯源”；所谓溯源，就是按照量值传递所形成的比较链，向所谓溯源，就是按照量值传递所形成的比较链，向测量的源头即计量基准追溯。测量的源头即计量基准追溯。“量值溯源量值溯源”是由下而上的过程；是由下而上的过程；以上是一对可逆过程。以上是一对可逆过程。第30页/共80页 接触式测温接触式测温 什么是铠装热电偶？它有那些类型？
20、什么是铠装热电偶？它有那些类型？答：铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套答：铠装热电偶是由热电极、绝缘材料和金属套管，三者组合，拉伸加工而成的组合体。它可以做得管，三者组合，拉伸加工而成的组合体。它可以做得很细，直径可以从很细，直径可以从0.58mm。它的几种类型：它的几种类型：A.露端型；露端型；B.接壳型；接壳型；C.绝缘型；绝缘型；D.扁变截面型；扁变截面型；E.圆变截面型。圆变截面型。第31页/共80页 接触式测温接触式测温 简述用热电阻测温的优缺点。简述用热电阻测温的优缺点。答：准确度高，灵敏度高，电信号远答：准确度高，灵敏度高，电信号远传，测量范围，环境影响等。传，测量范围，环境
21、影响等。第32页/共80页 接触式测温接触式测温 为什么热电偶数字温度仪表必须进行非线性处理为什么热电偶数字温度仪表必须进行非线性处理?答：热电偶的输入和输出呈非线性关系，在显示仪答：热电偶的输入和输出呈非线性关系，在显示仪表上必须以绝对值的形式和量纲反映被测参数。数字显表上必须以绝对值的形式和量纲反映被测参数。数字显示仪表中不可能用非线性刻度来表示，因为二进制数码示仪表中不可能用非线性刻度来表示，因为二进制数码是通过等量化取得的是线性递增或递减的，因此必须对是通过等量化取得的是线性递增或递减的，因此必须对被测参数的非线性函数进行线性化补偿。被测参数的非线性函数进行线性化补偿。第33页/共80
22、页 非非接触式测温接触式测温试说出非接触测温仪表主要应用的领域及测温范围。试说出非接触测温仪表主要应用的领域及测温范围。答：非接触测温仪表主要应用的领域：答：非接触测温仪表主要应用的领域：冶金、电力、铸造、热处理、玻璃、陶瓷、耐火材料、冶金、电力、铸造、热处理、玻璃、陶瓷、耐火材料、军工等部门。军工等部门。非接触测温仪表的测温范围：非接触测温仪表的测温范围：-50 4000 第34页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 火力发电厂中，使用差压变送器可用来测哪些热工火力发电厂中，使用差压变送器可用来测哪些热工参数？参数？答：火力发电厂中，使用差压变送器可用来测量的答
23、：火力发电厂中，使用差压变送器可用来测量的热工参数有：压力，差压，流量，物位（料位、液位）热工参数有：压力，差压，流量，物位（料位、液位）等参数。等参数。第35页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 试指出弹性敏感元件的特性。试指出弹性敏感元件的特性。答：弹性元件虽然种类繁多，结构设计上各不相同，但它们答：弹性元件虽然种类繁多，结构设计上各不相同，但它们都有着共同的特性，如下所示：都有着共同的特性，如下所示：弹性特性；弹性特性；刚度；刚度；灵敏度；灵敏度；弹性后效；弹性后效；弹性滞后；弹性滞后；温度影响。温度影响。第36页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差
24、压)测量及仪表测量及仪表 为什么要对压力表进行检定为什么要对压力表进行检定?答：由于压力表经过一段时间的使用，内部机件可答：由于压力表经过一段时间的使用，内部机件可能受到某些磨损和变形，导致仪表产生各种故障或量能受到某些磨损和变形，导致仪表产生各种故障或量值的准确性的改变，为达到指示正确、安全可靠运行值的准确性的改变，为达到指示正确、安全可靠运行的目的，故应对压力表进行周期检定。的目的，故应对压力表进行周期检定。第37页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 如何提高电容式差压变送器的精度和稳定性，减少外界环境如何提高电容式差压变送器的精度和稳定性，减少外界环境的影
25、响？的影响？答：答：在结构上通常设计成两组电容器，采用差动电容方在结构上通常设计成两组电容器，采用差动电容方式；式；在电路设计上使：在电路设计上使：i2+i1=IC（常数）。（常数）。第38页/共80页第第3部分部分 压力压力(差压差压)测量及仪表测量及仪表 简述测取液体和气体压力时，取压口位置的选取应简述测取液体和气体压力时，取压口位置的选取应分别注意什么分别注意什么?答：答：方向，水平，隔离，压力取出口位置。方向，水平，隔离，压力取出口位置。第39页/共80页第第4部分部分 流量测量及仪表流量测量及仪表 当节流装置安装在水平或倾斜管道上，被测流体分别为液、当节流装置安装在水平或倾斜管道上，
26、被测流体分别为液、气、蒸汽时，取压口位置应如何确定。为什么？气、蒸汽时，取压口位置应如何确定。为什么？答：答：被测流体分别为液体时，为防止气泡进入导压管，被测流体分别为液体时，为防止气泡进入导压管，取压口位置应处于向水平线下偏取压口位置应处于向水平线下偏45的位置以内，正、负取压口的位置以内，正、负取压口处于与管道对称位置（即正、负取压口在同一水平面上）；处于与管道对称位置（即正、负取压口在同一水平面上）；被测流体分别为气体时，为防止液体（冷凝液）进被测流体分别为气体时，为防止液体（冷凝液）进入导压管，取压口位置应处于向水平线上偏入导压管，取压口位置应处于向水平线上偏45的位置以上，的位置以上
27、，正、负取压口处于与管道对称位置（即正、负取压口在同一水正、负取压口处于与管道对称位置（即正、负取压口在同一水平面上）；平面上）；被测流体分别为蒸汽时，为保证冷凝器中冷凝液面被测流体分别为蒸汽时，为保证冷凝器中冷凝液面恒定和正、负导压管段上的冷凝液面高度一致，正、负取压口处恒定和正、负导压管段上的冷凝液面高度一致，正、负取压口处于与管道对称位置（即正、负取压口在同一水平面上）。于与管道对称位置（即正、负取压口在同一水平面上）。第40页/共80页第第4部分部分 流量测量及仪表流量测量及仪表 目前正在研究的理想流量计应具有哪些特点？目前正在研究的理想流量计应具有哪些特点？答：目前正在研究的理想流量
28、计应具有的特点：答：目前正在研究的理想流量计应具有的特点：测量精度较高；测量精度较高；能实现非接触测量；能实现非接触测量；压损小；压损小；量程比宽；量程比宽；可以测量任何流体而不受流体有关参数（如：温度、可以测量任何流体而不受流体有关参数（如：温度、压力、粘度等）的影响且不必实际的具有全开放功能。压力、粘度等）的影响且不必实际的具有全开放功能。第41页/共80页第第5部分部分 物位测量及仪表物位测量及仪表 实际水位、重量水位和指示水位有何区别实际水位、重量水位和指示水位有何区别?答：因为：实际水位（或称真实水位），即汽包内每根垂线答：因为：实际水位（或称真实水位），即汽包内每根垂线上取出汽水混
29、合物湿度的最大变化率这个点，然后由无数这样的上取出汽水混合物湿度的最大变化率这个点，然后由无数这样的点所连成的液面（目前尚无法测得出）；点所连成的液面（目前尚无法测得出）；重量水位，系指水位上、下联管间的测量段上的汽水混重量水位，系指水位上、下联管间的测量段上的汽水混合物密度折合成汽包工作压力下饱和水密度时相应的水位为重量合物密度折合成汽包工作压力下饱和水密度时相应的水位为重量水位；水位；指示水位，任意一种水位计所测得的汽包水位值统称为指示水位，任意一种水位计所测得的汽包水位值统称为指示水位。指示水位。所以：它们之间的区别是：实际水位（或称真实水位）所以：它们之间的区别是：实际水位（或称真实水
30、位）为理想水位；指示水位为当时条件下水位计实测定的水位；而为理想水位；指示水位为当时条件下水位计实测定的水位；而重量水位则是将测量段上的汽水混合物密度折合成汽包工作压重量水位则是将测量段上的汽水混合物密度折合成汽包工作压力下饱和水密度时相应的水位值的水位，而重量水位就能确保力下饱和水密度时相应的水位值的水位，而重量水位就能确保锅炉水位的正常运行。锅炉水位的正常运行。第42页/共80页第第5部分部分 物位测量及仪表物位测量及仪表 压差式水位计由几部分组成压差式水位计由几部分组成?其中改进后的平衡容器有何特其中改进后的平衡容器有何特点点?汽包内压力变化怎样解决汽包内压力变化怎样解决?答：平衡容器，
31、差压变送器，显示仪表；答：平衡容器，差压变送器，显示仪表；正负压室分开，正负压室引出管具有足够长的水平距离正负压室分开，正负压室引出管具有足够长的水平距离S，正压室水温得到恒定，正压室多余的凝结水得以及时排走，正压室水温得到恒定，正压室多余的凝结水得以及时排走，结构尺寸得以完善；结构尺寸得以完善；引入压力补偿装置进行处理。引入压力补偿装置进行处理。第43页/共80页第第5部分部分 物位测量及仪表物位测量及仪表 电接点水位计的的工作原理是什么？其输出信号，为何不能电接点水位计的的工作原理是什么？其输出信号，为何不能作为调节器的输入信号？作为调节器的输入信号？答：电接点水位计的工作原理为：利用水与
32、蒸汽的电阻率相答：电接点水位计的工作原理为：利用水与蒸汽的电阻率相差极大的原理来工作的；即被水淹没的电接点处于低电阻，呈现差极大的原理来工作的；即被水淹没的电接点处于低电阻，呈现导通状态，该处电路闭合（灯亮）。导通状态，该处电路闭合（灯亮）。电接点水位计存在断续量和虚假水位两大问题，其输出电接点水位计存在断续量和虚假水位两大问题，其输出信号故而不能作为调节器的输入信号。信号故而不能作为调节器的输入信号。第44页/共80页第第7部分部分 成分分析测量及仪表成分分析测量及仪表 试列出氧化锆氧量计在使用中造成误差的因素。试列出氧化锆氧量计在使用中造成误差的因素。答：恒温或温度补偿；材料的致密性和纯度
33、；被测气答：恒温或温度补偿；材料的致密性和纯度；被测气体和参比气体的压力；气体流速；体和参比气体的压力；气体流速；第45页/共80页第第7部分部分 成分分析测量及仪表成分分析测量及仪表 氧化锆氧量计有哪些特点？氧化锆氧量计有哪些特点？答：答：氧化锆氧量计具有灵敏度高、稳定性好、响应快和测氧化锆氧量计具有灵敏度高、稳定性好、响应快和测量范围宽；量范围宽；氧化锆传感器探头可以直接插入烟道中进行测量，不氧化锆传感器探头可以直接插入烟道中进行测量，不需要复杂的采样和预处理系统，减少了仪器的维修工作量；需要复杂的采样和预处理系统，减少了仪器的维修工作量；氧化锆测量探头必须在氧化锆测量探头必须在850左右
34、的高温下运行，否左右的高温下运行，否则灵敏度将会下降。则灵敏度将会下降。第46页/共80页第第8部分部分 测量领域的新技术测量领域的新技术 试简述数据融合过程的步骤。试简述数据融合过程的步骤。答：答：信号的获取；信号的获取；信号的预处理；信号的预处理；特征提取；特征提取；融合计算。融合计算。第47页/共80页第第8部分部分 测量领域的新技术测量领域的新技术 构成虚拟仪器有哪几个要素？构成虚拟仪器有哪几个要素？答：构成虚拟仪器的要素有四个，分别是：答：构成虚拟仪器的要素有四个，分别是：计算机为动力；计算机为动力；软件为核心；软件为核心；传感器和信号调理板卡为关键；传感器和信号调理板卡为关键；标准
35、接口和通信总线为连接各部分的桥梁。标准接口和通信总线为连接各部分的桥梁。第48页/共80页其其 他他 用用S分度热电偶测温，热端温度为分度热电偶测温，热端温度为t时测得热电势时测得热电势E（t，t0）=7.345mV，同时测得冷端环境温度为，同时测得冷端环境温度为50，求热，求热端的实际温度。已知端的实际温度。已知S分度热电偶在分度热电偶在50时的热电势值为时的热电势值为0.299mV，810时的热电势值为时的热电势值为7.454mV，830时的热电势值为时的热电势值为7.672mV，（可用内插法求取）。，（可用内插法求取）。第49页/共80页其其 他他 解：解：E(t,0)=E(t,t0)+
36、E(t0,0)=7.345+0.299 =7.644mV 插值计算得：插值计算得：827.4 第50页/共80页其其 他他 如下图所示线路，若如下图所示线路，若Rt在在20时为时为150欧姆，欧姆，50时为时为50欧姆，而动圈电阻（欧姆，而动圈电阻（Rd）在）在20时为时为90欧姆，由漆包铜线绕制。欧姆，由漆包铜线绕制。要求在要求在20和和50时达到时达到“全补偿全补偿”，求锰铜电阻，求锰铜电阻Rm的阻值的阻值（0时动圈电阻温度系数为时动圈电阻温度系数为0=4.25*10-3-1）。）。第51页/共80页其其 他他 图示：图示：第52页/共80页其其 他他 解：解：由于铜电阻在由于铜电阻在01
37、00之间基本上是线性的，其在之间基本上是线性的，其在0100之间的温度特性可用下式计算：之间的温度特性可用下式计算：Rt=R0（1+t）Rd20=90 则：则：90=R0（1+4.25*10-3*20）则：则：R0=90/（1+4.25*10-3*20）82.95 Rd50=82.95（1+4.25*10-3*50）100.58 第53页/共80页其其 他他 Rd=Rd50-Rd20=100.58-90=10.58 根据：根据：Rt20*Rm/（Rt20+Rm）-Rt50*Rm/（Rt50+Rm）=Rd 则：则：150*Rm/（150+Rm）-50*Rm/（50+Rm）=10.58 整理整理:
38、89.42Rm2-2116Rm-79350=0 利用一元二次方程的求根公式利用一元二次方程的求根公式:X1,2=（-b(b2-4ac)）/（2*a）第54页/共80页其其 他他 Rm1,2=（2116(21162+4*89.42*79350)）/（2*89.42）=（21165732.31）/178.84（）Rm1=（2116+5732.31）/178.8443.88 Rm2=（2116-5732.31）/178.84-32.05 根据题意，则应取：根据题意，则应取：Rm为为43.88。第55页/共80页其其 他他 双室平衡容器结构如图所示，试导出水位偏差双室平衡容器结构如图所示，试导出水位偏
39、差H=H-H0与差压与差压p=p+-p-的关系，并指明其中符号的含义。的关系，并指明其中符号的含义。第56页/共80页其其 他他 解：解：p=p0 (w-s)g H 式中式中 p0：正常水位下平衡容器输出差压；：正常水位下平衡容器输出差压；w：饱和水密度：饱和水密度 s：饱和蒸汽密度：饱和蒸汽密度 H：偏离正常水位量：偏离正常水位量 第57页/共80页其其 他他 检定（校验）一块检定（校验）一块K分度（镍铬分度（镍铬-镍硅（镍铝）的动圈表镍硅（镍铝）的动圈表（磁电式仪表），该表的量程为（磁电式仪表），该表的量程为01200，精度等级为，精度等级为1.0级；级；检定（校验）的环境温度为检定（校验
40、）的环境温度为20。检定（校验）。检定（校验）800分度点时，分度点时，正行程读数为正行程读数为805，反行程读数为，反行程读数为797，求该仪表的基本误差，求该仪表的基本误差和仪表变差（回差）；并判断该仪表是否合格？和仪表变差（回差）；并判断该仪表是否合格？第58页/共80页其其 他他 解：解：仪表的量程为仪表的量程为01200，精度等级为，精度等级为1.0级；则查分级；则查分度表；度表；1200对应的热电势值：对应的热电势值：48.838 mv 允许基本误差允许基本误差=48.838*1.0%=0.488 mv（即：（即：12.3）允许仪表变差允许仪表变差=1/2 0.488=0.244
41、mv（即：（即：6.2）又又 800（即：（即：33.275 mv）分度点时，正行程读数为）分度点时，正行程读数为805（即：（即：33.480 mv），反行程读数为），反行程读数为797（即：（即：33.152 mv）,则：则：第59页/共80页其其 他他 解：解：则：则：正行程基本误差正行程基本误差=33.275 33.480=-0.205 mv 合格合格 反行程基本误差反行程基本误差=33.275 33.152=+0.123 mv 合格合格 仪表变差仪表变差=33.480 33.152 =0.328 mv 不合格不合格 该仪表不合格。该仪表不合格。第60页/共80页其其 他他 试画出流量
42、测量中标准节流装置的结构示意图，根据图示，试画出流量测量中标准节流装置的结构示意图，根据图示，回答下述问题。回答下述问题。标准节流装置包括哪几大部分？并同时在图上进行标注。标准节流装置包括哪几大部分？并同时在图上进行标注。试说明我国规定的标准节流装置种类有哪几种？试说明我国规定的标准节流装置种类有哪几种？标准节流装置对其直管段有何要求标准节流装置对其直管段有何要求?第61页/共80页其其 他他 解：解：流量测量中标准节流装置的结构示意图：流量测量中标准节流装置的结构示意图：标准节流装置包括：取压部件标准节流装置包括：取压部件(含节流件含节流件)，直管段，阻力件。，直管段，阻力件。标注（见图所示
43、）。标注（见图所示）。目前我国规定的标准节流装置种类有：目前我国规定的标准节流装置种类有：角接取压标准孔板，法兰取压标准孔板，角接取压标准孔板，法兰取压标准孔板，D-D/4取压标准孔取压标准孔板，角接取压标准喷咀（喷管）等；板，角接取压标准喷咀（喷管）等；第62页/共80页其其 他他 标准节流装置对其直管段有何要求：标准节流装置对其直管段有何要求：（1）长度要求：从理论上和测量误差的角度看，直管段）长度要求：从理论上和测量误差的角度看，直管段越长越好。一般来讲：上游侧直管段最少必须越长越好。一般来讲：上游侧直管段最少必须10D；下；下游侧直管段最少必须游侧直管段最少必须5D等；等；（2）内壁粗
44、糙度的要求：符合规定；）内壁粗糙度的要求：符合规定；（3）圆度要求：符合规定。）圆度要求：符合规定。第63页/共80页其其 他他 根据弹簧管工作原理图（如下述图示）试证明：根据弹簧管工作原理图（如下述图示）试证明：第64页/共80页其其 他他 解：解：证明：证明：根据图示的条件，并假设受压力前后弹簧管的弧长基本不变。根据图示的条件，并假设受压力前后弹簧管的弧长基本不变。则：则：R1=R1；R2=R2 两式相减可得：两式相减可得：（R2-R1）=（R2-R1）R2-R1=2b；R2-R1=2b 2b=2b 从图中还可知，弹簧管变形后从图中还可知，弹簧管变形后2b 2b,，即弹簧管的，即弹簧管的自
45、由端要发生一个角位移自由端要发生一个角位移 第65页/共80页其其 他他 解：解：设：设：b=b+b;=-,得：得：b=(b+b)(-)变换后得：变换后得：（证毕）（证毕）第66页/共80页其其 他他 试画出普通型热电阻的结构示意图，根据图试画出普通型热电阻的结构示意图，根据图示，回答下述问题。示，回答下述问题。普通型热电阻包括哪几大部分？并同时在图普通型热电阻包括哪几大部分？并同时在图上进行标注。上进行标注。试说明对用作热电阻材料的要求？试说明对用作热电阻材料的要求？目前标准化热电阻有几种目前标准化热电阻有几种?第67页/共80页其其 他他 解：解：1.普通型热电阻的结构示意图：普通型热电阻
46、的结构示意图：第68页/共80页其其 他他 解：解：2.普通型热电阻包括五几大部分：（见下页图上的标注。）普通型热电阻包括五几大部分：（见下页图上的标注。）接线盒；接线盒；保护套管；保护套管；绝缘套管；绝缘套管；绝缘骨架；绝缘骨架；热电阻体。热电阻体。3.对用作热电阻材料的要求：对用作热电阻材料的要求：电阻温度系数大；电阻温度系数大；测温范围内，物理及化学性能稳定；测温范围内，物理及化学性能稳定；有较大的电阻率；有较大的电阻率；电阻值与温度的关系近似线性；电阻值与温度的关系近似线性；复现性好，复制性强；复现性好，复制性强；价格便宜。价格便宜。第69页/共80页其其 他他 解：解：价格便宜。价格
47、便宜。4.标准化热电阻有几种：标准化热电阻有几种：铂热电阻（铂热电阻（Pt100、Pt10）铜热电阻（铜热电阻（Cu100、Cu50）第70页/共80页其其 他他 试写出上述虚线框图所组成的仪表名称；试写出上述虚线框图所组成的仪表名称；试根据上述虚线框图，画出其中测量桥路的原理图；试根据上述虚线框图，画出其中测量桥路的原理图；试说明上述虚线框图中放大器的作用试说明上述虚线框图中放大器的作用?试说明上述虚线框图中可逆电机输出反馈部分的作用；当仪表显示最大试说明上述虚线框图中可逆电机输出反馈部分的作用；当仪表显示最大值时，并指出测量桥路中滑线电阻上值时，并指出测量桥路中滑线电阻上“A”点在何处？点
48、在何处？第71页/共80页其其 他他 解：解：仪表名称：电子电位差计。仪表名称：电子电位差计。对应的测量桥路的原理图如下对应的测量桥路的原理图如下:第72页/共80页其其 他他 解：解：仪表名称：电子电位差计。仪表名称：电子电位差计。对应的测量桥路的原理图如下对应的测量桥路的原理图如下:将其输入量将其输入量“U”信号不失真的放大后信号不失真的放大后,确保产生足够大确保产生足够大的功率使可逆电机偏转。的功率使可逆电机偏转。起负反馈作用，使整个仪表能稳定正常的工作起负反馈作用，使整个仪表能稳定正常的工作,显示并显示并记录被测温度随时间变化的真值；记录被测温度随时间变化的真值；“A”点处于整个量程电
49、阻的最点处于整个量程电阻的最右端。右端。第73页/共80页其其 他他 下图由镍铬下图由镍铬-镍硅（镍硅（K分度号）和磁电式（动圈式）组成的测温分度号）和磁电式（动圈式）组成的测温系统，补偿导线配用正确；当仪表指示温度为系统，补偿导线配用正确；当仪表指示温度为800时，热端温度时，热端温度为多少？若补偿导线误配用了（为多少？若补偿导线误配用了（T分度号的补偿导线），当仪表指示分度号的补偿导线），当仪表指示温度仍为温度仍为800时，热端温度又为多少？试分析原因。时，热端温度又为多少？试分析原因。第74页/共80页其其 他他 解：解：输入磁电式（动圈式）仪表的热电势为：输入磁电式（动圈式）仪表的热电
50、势为：EK=EK(t,0)-EK(40,0)即：即：EK(t,0)=EK+EK(40,0)=33.275+1.612=34.887(mV)反查反查k分度表得：分度表得：t 839.5 分析：这说明测温约有分析：这说明测温约有40的误差。因此，为了减小误差，事先应将机械零位的误差。因此，为了减小误差，事先应将机械零位调到热电偶冷端温度调到热电偶冷端温度40上，才能消除这个误差值。上，才能消除这个误差值。若补偿导线误配用了（若补偿导线误配用了（T分度号的补偿导线）时：分度号的补偿导线）时：EK=EK(t,80)-ET(80,40)即：即：EK(t,0)-EK(80,0)=EK-ET(80,40)E