热工测量仪表作业参考答案

第一、二章一.名词解释1.测量:人们借助专门工具,通过试验和对试验数据的分析计算,将被测量X0以测量单位U倍数μ显示出来的过程,即X0＝μU。

2.热工测量:指压力,温度等热力状态参数的测量,通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数的测量,如测量流量,液位震动,位移,转速和烟气成分等。

10.仪表精度：仪表在测量过程中所能达到的精确程度。

11.准确度等级：仪表最大引用误差表示的允许误差r yu去掉百分号后余下的数字称为该仪表的准确度等级。

12.线性度：对于理论上具有线性“输入—输出”特性曲线的仪表，由于各种原因，实际特性曲线往往偏离线性关系，它们之间最大偏差的绝对值与量程之比的百分数，称之为线性度。

13.回差：输入量上升和下降时，同一输入量相应的两输出量平均值之间的最大差值与量程之比的百分数称为仪表的回差。

14.重复性：同一工况下，多次按同一方向输入信号作全量程变化时，对应于同一输入信号值，仪表输入值的一致程度称为重复性。

15.分辨率：引起仪表示值可察觉的最小变动所需的输入信号的变化，称为仪表的分辨率。

〉xσ3和所选取的判断显着性水平α,查得T(n, α),若Ti>=T(n, α),则可认为xi为坏值,应剔除,每次只能剔除一个测量值。

若T1和Tn都大于或等于T（n，a），则应先剔除两者中较大者，再重新计算算术平均值和标准误差估计值S，这时子样容量只有（n-1），再行判断，直至余下的测量值中再未发现坏值。

23、恒值系统误差：对同一被测量进行多次测量，误差的大小和符号保持恒定的系统误差。

24、变值系统误差：测量值中按某种确定规律变化的误差，有：累积系统误差，周期性系统误差，复杂变化的系统误差。

25、微小误差的取舍原则：若某个局部误差小于间接测量值标准误差的1/3，则该局部误差是微小误差，可以忽略。

26、马尔科夫准则：按测量先后顺序排列测量值，用前一半测量值残差之和减去后一半测量值残差之和。

若差值显着地异于零，则认为测量列含有累积系统误差。

实际上，当测n不太量值；②记录被测量随时间变化；③显示被测量对时间的积分结果；④反映被测量是否超过允许限值；⑤根据被测量与规定值的偏差情况，发出对被测对象进行调节的信号。

传递件的功能如下；①单纯起传递作用；②将感受件输出的信号放大，以满足远距离传输以及驱动显示，记录装置的需要；③为了使各种感受件的输出信号便于与显示仪表和调节装置配接，要通过传递件转换成标准化的统一信号。

第四章一、名词解释：1、温度：衡量物体冷热程度的物理量、分子无序运动平均动能的体现。

2、温标：温标是用来度量物体温度高低的标尺。

3、热力学温标：绝对温标是以卡诺循环为基础建立起来的。

在卡诺循环中可写出以下方程式：1`212Q Q T T ，它表示工质在温度1T 时吸收热量1Q ，而在温度2T 向低温热源放出热量2Q 。

如果指定了一个定点2T 的数值，就可由热量的比例求得未知量1T ，由于上述方程式与工质这一效应被称之为珀尔帖效应。

7、均质导体定律：由一种均质导体（或半导体）组成的闭和回路，不论导体（或半导体）的截面积如何以及各处的温度分布如何，都不能产生热电势。

8、中间导体定律：由不同材料组成的闭和回路中，若各种材料接触点温度都相同，则回路中电势的总和等于零。

9、连接（中间）温度定律：接点温度为t1和t3的热电偶，它的热电势等于接点温度t1、t2和t2、t3的两支同性质热电偶的热电势的代数和。

10、电阻温度系数：温度变化10C时电阻值的相对变化量，用α表示，单位为01C-，α可以用下式表示：1dRR dt α=11.温标是温度的数值的表示方式，经验温标的三要素是什么？管内流体温度测量：1、在测温管向外散热的情况下，误差不可能等于零。

2、把露出在管道外的测温管用保温材料包起来，使得露出部分温度提高，减小导热损失，也使露出部分和外面介质的热交换减少。

3、插到管道内的介质部分测温管长度增加。

4、把感受件放在管道流体速度最高的地方。

5、使测温管的壁厚、外径尽量减少。

6、测温管唱常用导热性质不良的材料来制造。

壁面温度测量：1、热电偶采用平行焊的方式与壁面接触。

2、热电极的直径尽量细。

16答：热流密度：单位时间内单位面积上流过的热量。

用途：1、测量火焰在单位时间内以辐射或辐射和对流两种方式传至某单位面积上的热量。

2、炉墙和热力管道在单位时间单位面积上向外散失的热量等等，保证运行安全。

17.金属片热流计工作原理是什么？画出金属薄板型热流密度计的简图。

答：原理：在金属或合金薄板的两个表面上贴金属箔或镀金属层，把热流测头本体作为一个差动的热电偶，假定通过此薄板的热流密度为q ，差动热电偶的电势为E,则有：q=cE ； c 为热流测头系数。

金属薄板型热流密度计的简图见书P117图6—17。

二、简答题：1、热电偶的冷端温度如何补偿？①计算法②冰点槽法150mm 。

±一个校验温度点上对标准和被校热点偶热电势的读数都不得少于三次。

当被校热电偶有n 支时，读数顺序为：标准—>1被校—>2被校—>……—>n 被校—> n 被校—>……—>2被校—>1被校—>标准。

3、.对金属测温电阻的要求①电阻温度系数大②在测量范围内物理及化学性质稳定③有较大的电阻率④电阻值与温度的关系近似为线性的，便于分度和读数⑤复现性好，复制性强，容易得到纯净的物质。

⑥价格便宜4.半导体热电阻的优点？5.6.如何校验热电阻定点法：工作基准或标准热电阻采用，即在几种物质的相平衡点温度下进行校验，国家有统一的规程。

比较法：工业上常用。

校验常用设备包括：标准玻璃温度计一套（或标准铂电阻温度计）；加热恒温器一套（－50～＋500摄氏度）；标准电阻（10或100欧姆）一只；电位差计一台；分压器和切换开关各一个。

校验步骤如下：1）按接线图接好线，并检查是否正确。

(接线图参考图4-5，要求会画)2）将电阻放进恒温器内，使之达到校验点温度并保持恒温，然后调节分压器使毫安表指示约为4mA （电流不可过大，以免热电阻发热过大影响测量的准确性），将切换开关切向接标准电阻R 的一边，读出电位差计示值U ；然后立即将切换开关切向被校验7. 8.电位差计的工作原理用一个已知的标准电压与被测电势（电压）相比较，二者之差值为零时，被测电势（电压）就等于已知的标准电压。

9.数字显示仪表的工作原理直接用数字量显示被测值，实现数字显示的关键是把连续变化的模拟量换为数字量。

直接用数字量显示被测值。

实现数字显示的关键是把连续变化的模拟量转换成数字量，完成这一功能的装置称为模数转换（用A/D表示）装置。

由于大多数传感器输入参数和输出参数之间之间呈非线性关系，为了使数字式显示仪表显示出被测参数的绝对数字值，因此还必须要有对被测参数的非线性函数的线性化补偿装置，以及针对各种转换系数的标度变换装置。

10.数字显示仪表和模拟式显示仪表的优缺点11.（4）应该使测温管的壁厚、外径尽量减小，也就是应将测温管做成外形细长而壁厚很薄的形状。

（5）测温管常用导热性质不良的材料如陶瓷、不锈钢等来制造。

12.测量高温气体温度可采用哪些措施减少热辐射带来的误差？答：（1）把测温管和冷的管壁隔离开来，使测温管不直接对冷管壁进行辐射，例如可以加隔离罩。

为了减小测量误差，隔离罩的内壁要做的非常光亮（例如镀镍）。

（2）必须减小辐射换热系数，即减小测温管的总辐射发射率。

在条件许可的情况下，为了减小误差，在短时间测温时，可以不用陶瓷管而直接把铂铑-铂热电极裸露使用，铂铑、铂材料在1500~1700℃时的εT=0.20~0.25,比陶瓷管的εT小得多（陶瓷管在1500℃时，εT=0.8~0.9），热辐射误差也就小的多。

（3）采用双热电偶测温，可用计算方法消除辐射误差。

（4）必须增加气流和测温管之间的对流放热系数。

除了前面讲过的把感受件的主要13.焊上康铜丝，这就形成了康铜-不锈钢热电偶，可用来测量温度差，从而求得热流密度。

传感器通过分布在椭圆球短轴平面上的小孔（2~8个）向椭圆形腔喷射干氮气流，以消除对检测器（不锈钢塞子）的对流传热，保证只测量热辐射；另外还可防止燃烧气体和灰尘颗粒进入椭圆腔内，以防止玷污反射镜，影响反射率。

但是通入的氮气不能过量，否则检测器会被冷却，导致测量误差。

此传感器可用水冷，因此可在高达1600℃的高温条件下使用，它的测量范围可达500KW/m2。

(配合图讲清即可)（3）辐射-对流热流计是同时测量炉内辐射传热和对流传热热流密度的装置。

这种传感器采用圆柱形铝合金制成。

为了提高对传感器前端射入的辐射能的全吸收率，在受热面上车成许多同心圆沟槽并且涂黑，使其表面上的全发射率接近1。

另外，在传感器的后端面上用水冷却以维持一定的温度。

热电偶设置在圆柱形铝合金中间间隔一定距离的两个点上。

这种热流计的测定范围可达500KW/ m 2 ,被测对象温度144T σ可1λ和λ15. 。

即2511(1)c T o M c e λλλ--=- W/3m式中 λ——波长（m ）e ——自然对数的底1c ——普朗克第一辐射常数，3.7413⨯1610-(W/2m )2c ——普朗克第二辐射常数,1.4388⨯210-(m •k)②斯特藩—波尔兹曼定律全辐射体的辐射出射度和热力学温度的四次方成正比：4O M T σ= W/2m式中 σ——斯忒藩—波尔兹曼常数，等于5.67032⨯82410/()W m K -⋅③维恩位移定律式中 s-------弹性元件的位移ϕ-----弹性元件的转角P,F,M-----分别为作用在弹性元件上的压力、力与力矩8.刚度与灵敏度：使弹性元件产生变形所需要的负荷，称为弹性元件的刚度，用符号K 表示反之，在单位负荷作用下产生的变形，称为弹性元件的灵敏度，用符号S 表示，两者互为倒数K=1 S9.弹性滞后和弹性后效弹性元件在其变形范围内，加负荷与减负荷时表现的弹性特性不相重合的现象，称为弹性滞后，因此而产生的误差称为滞后误差用符号表示当负荷停止或完成卸负荷后，弹性元件不是立刻完成相应的变形，而是在一段时间内继续变形，这种现象称为弹性后效。

10.霍尔效应: 把半导体单晶薄片置于磁感应强度为B的磁场中,如在它的两个纵向端面上.11121314一段长为L，截面积为A的电阻，(12)dR dL dR Lρνρ=++=(12)dρενρ=++式中：ε——电阻的纵向应变，ε=dLL因而，K=1dRRε=1(12)dρνρε++，式中，K的物理意义为单位纵向应变所引起电阻变化率，称为应变片的纵向灵敏度。

对于半导体来说，由于压阻效应很大，几何应变效应可以忽略，因此1d K ρρε≈，即半导体的压阻效应。

二、简答题 1.液柱式压力计的误差及其改善途径？答：1 环境温度变化的影响——当环境温度偏离规定温度时，封液密度、标尺长度都会发生变化。