北京科技大学参数检测及仪表试题和标准答案-B

B卷

北京科技大学2012—2013学年度第1学期

参数检测及仪表试题答案及评分标准

一、填空题（20分）

1，温标是温度的标尺，常用温标包括：经验温标、热力学温标和_国际实用温标_。2，流量测量仪表中，速度式流量计很多，例如电磁流量计、_涡轮流量计_、涡阶流量计、超声波流量计等。

3，物位是指物料相对于某一基准位置的距离，是液位、料位和_相界面_的总称。

4，同型号热电偶异名极串联在一起，总的热电势为各热电偶热电势之和，这种接法称为__热电堆__。

5，弹性膜片分为平膜片和_波纹膜片_，将两膜片焊接在一起内有硬座及填充液，还可构成__膜盒___。

6，金属热电阻温度计的测量电路采用三线制的目的是在将热电阻的变化变成电压信号输出的同时，消除_引线电阻的影响__。

7，在工程上压力的表示主要有三种：绝对压力、表压和_真空度____。

8，节流式差压流量计的取压方式包括：_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压等。

9，热电偶冷端温度处理方法主要有冰点槽法、恒温冰箱法和_补偿电桥法__等。

二，判断对错

1，电容式液位计容易受到虚假液位的影响。（ⅴ）

2，辐射测温仪表只能测量物体的表观温度，无法测量物体的真实温度。（ⅴ）

3，玻璃液体温度计无法在太空中使用。（×）

4，偏心孔板作为非标准节流装置主要是针对低雷诺数流体的流量测量。（×）

5，弹簧管压力计中的弹簧管是圆形的空心金属管子。（×）

三、问答题（40分）

1，什么是热电偶的补偿导线？为什么要使用补偿导线(10)

（1）答案

热电偶补偿导线：

在一定温度范围内，与热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉价金属导线称为补偿导线。

使用补偿导线的意义：

A，为了使热电势和被测温度对应，热电偶的冷端必须恒定。实际应用中热电偶的长度一般为几十厘米至一、两米。冷端离被测对象很近，易受热源影响，难以恒定。

B，通常热电偶信号要传至数十米的控制室二次仪表处。

上述原因都需要将热电偶延长，但是：

A，工业上的热电偶结构都比较固定，不允许随便拉长电极。

B，尤其对于贵金属热电偶，电极比较昂贵，不宜拉长。

C，既使是廉价金属热电偶，电极比较粗，也不宜拉长。

因此要采用补偿导线将电极延长，这样：

可以：

A，将热电偶冷端延伸至远离热源或环境温度比较恒定的地方，减小测量误差。

B，降低成本。

C，提高线路的柔性，便于安装。

（2）评分标准

补偿导线定义（3），补偿导线使用的意义（7）。

2，回答全辐射温度计中补偿光阑的作用是什么？

（1）答案

全辐射温度计中感受全波段辐射出度的探测器为热电堆，热电堆式热电偶异名端串连形成的感温器件，其准确性依赖于热电偶冷端温度的恒定，当全辐射温度计所处的环境温度变化时，热电堆冷端温度变化，即环境温度升高时，冷端温度升高，热电堆热电势减小，反之热电势增加，使热电势与热电堆接受的辐射能不相对应。

解决的办法是采用补偿光阑，补偿光阑由双金属感温元件构成，当环境温度升高时，双金属感温元件向外弯曲，光阑的通光孔径变大，有更多的辐射能量进入全辐射温度计，

使热电堆工作端温度升高，热电堆热电势增加，抵消了由于热电堆冷端温度升高使其热电势减小的趋势，使热电堆中的热电势与冷端环境温度未升高时一样，消除了冷端温升带来的误差。反之当环境温度下降时，通光孔径变小，热电堆接受的辐射能减少，热电堆中的热电势仍保持不变。

通过上述补偿光阑，可以使全辐射温度计不受环境温度变化的影响。

（2）评分标准

热电堆探测（3），补偿光阑（3），作用（4）。

3，什么是压电效应？压电式压力计有何特点？（10）

（1）答案

压电效应：

某些晶体是由晶格节点上的带电粒子按照一定的空间结构组成的。当晶体受到外力作用时，会产生机械形变，导致晶格节点上的带电粒子位置发生偏移。从而使晶体的某些表面带电荷，这种现象称为压电效应。

压电式压力计特点：

A，工作温度高，可达250度以上。

B，测量范围比较宽，100Mpa以上的压力可测。

C，压电晶体产生的电荷量很小，一般为皮库仑级。而其内阻很高，晶体边界存在漏电现象，既使在绝缘非常好的情况下，电荷也会在极短的时间内消失。因此不适合测量缓慢变化或静态压力，适合测量动态压力。

D，是一种有源传感器，无须外加电源，可避免电源带来的影响。

（2）评分标准

压电效应概念（5），压电式压力计特点（5）。

四、分析题（30分）

1，涡轮流量计在涡轮转动过程中有哪些阻力矩，并分析这些阻力矩对流量系数的影响？（15）

（1）答案

涡轮流量计的流量系数的含义是单位体积流量通过磁电转换器就输出的脉冲数。理论上说，这个流量系数应该是常数，但实际上流量公式是在忽略各种阻力力矩的情况下导出的，阻力力矩包括：

A，由流体黏滞力摩擦力引起的黏性摩擦阻力距；

B ，由轴承引起的机械摩擦阻力距

C ，由于叶片切割磁力线引起的电磁阻力距。

因此，流量测量范围内流量系数不是常数：

A ，流量很小时，涡轮不转动

B ，流量大于某个最小值时，克服各种阻力距，涡流才开始转动，最小值称始动流量值。

C ，小流量时，各种阻力距在主动力矩中占有较大的比重，因此流量系数不是常数。 大流量时，流量系数才接近于常数，这就是涡流量计的工作原理。

（2）评分标准

阻力矩（7），对流量系数的影响（8）。

2，亮度温度计是根据什么原理设计的？亮度温度计能否测量物体的真实温度？亮度温度与真实温度的关系是什么？（15）

（1）答案

全辐射温度计是根据斯忒潘-玻尔兹曼定律设计的，即在整个波长范围内的黑体辐射出度与温度的四次方成正比，是温度的单值函数，若测得黑体的辐射出度，即可求得被测对象的温度。

全辐射温度计实用黑体标定的，因此测量实际物体时，由于物体发射率的影响，只能测量辐射温度，无法测量物体的真实温度。

4()()b p M T T M T εσ==，则辐射温度为T T =1ε ，所以P T T >，ε越接近于1，物体的辐射温度越接近于真实温度。

（2）评分标准

全辐射温度计的测量原理（4），全辐射温度计能否测量真实温度（5），辐射温度与真实温度的关系（6）。

五、计算题（10分）

一气体浮子流量计，厂家用0101325p Pa =、0T =20℃的空气标定，空气在标定状态下的密度为1.2053/Kg m ，现用来测量p =350000Pa 、T =27℃的空气，当流量计显示流量为43/m h 时，求实际空气流量是多少？

（1）答案