山大网教热能与动力工程测试技术试题(B)

热能与动力工程测试技术试题（B ）
一、选择题
1．（ ）的输出信号能否精确、快速和稳定地与被测参数相转换，对测量系统的好坏有着决定性的作用。

A. 传感器
B. 变换器
C. 传输通道
D. 显示装置 2．电接点水位计的供电电源应采用（ ）。

A. 交流电源
B. 直流电源
C. 交流或直流都可以
D. 高压电源 3．测量气体压力时，取压口应引自管道截面的（ ）。

A. 下方 B. 侧上方 C. 侧下方 D. 上方
4．在汽包压力变化期间，电接点水位计和云母水位计的示值（ ）。

A.云母水位计误差大 B.电接点水位计误差大 C.示值无效 D.基本相同
5．测量时环境温度的微小改变造成的误差属于（ ）。

A.疏失误差 B.随机误差 C.系统误差 D.基本误差 6．超声流量计是属于（ ）。

A.容积式流量计
B.速度式流量计
C.差压式流量计
D.阻力式流量计 7．为了减小云母水位计的指示误差△H ，应该（ ）。

A.缩短云母水位计的汽水连通管高度L B.加长云母水位计的汽水连通管高度L
C.将云母水位计中心线的安装位置等于汽包中心线
D.将云母水位计中心线的安装位置偏高于汽包中心线约△H 值 8．仪表的折合（引用）误差为（ ）。

A. 0
100%c x x x
-γ=
⨯ B. 00100%c x x x -γ=⨯ C. 100%c A
δγ=±
⨯ D. max 100%c A δ
γ=±⨯
9．涡轮流量计的检测线圈输出（ ）信号。

A.模拟 B.数字 C.电流 D.电压
10．通常称S 分度热电偶指的是下列何种热电偶? （ ） A.铂铑10-铂 B.铂铑30-铂铑6 C.镍铬-镍硅 D.铜-铜镍
二、填空题
1．普通型热电偶由____________、____________、保护套管和接线盒等主要部分组成。

2．差压式水位计准确测量汽包水位的关键是_________________之间的准确转换，这种转换是通过_______________实现的。

3．根据测量误差的来源及其性质的不同，一般将测量误差分为粗大误差、______________、______________三种类型。

4．常与热电阻配套的显示仪表主要有______________、______________和数字式显示仪表。

5．应变式压力变送器主要由两部分组成：一部分是______________，另一部分是______________。

6．电磁流量计是根据______________________制成的流量计，适用于______________流体流量的测量。

7．一般在被测压力比较稳定的情况下，其最高压力值不应超过仪表量程的____________；若被测压力波动较大，其最高压力值应低于仪表量程的____________；为了保证实际测量的精度，被测压力的最小值不应低于仪表量程的1/3。

8．按照获取测量结果的方式不同，通常把测量方法分为______________和______________。

9．在火电厂中，汽包的水位名称有三种：_____________、_____________、指示水位。

10．我国采用IEC标准制作工业铂电阻温度计，热电阻分度号为_____________和_____________两种。

三、简答题
1．工业测温中应用补偿导线的理论依据是什么？当热电偶与补偿导线的极性反接时，对热电偶的输出电势有何影响？为什么？
2．简要说明弹簧管压力计的工作原理和用途。

3．简要说明标准节流装置使用的流体条件和管道条件。

4．简要说明转子流量计进行流量测量的基本工作原理。

四、计算题
1．现有2.5级、2.0级、1.5级三块测温仪表，对应的测量范围分别为-100～+500℃、-50～+550℃、0～1000℃，现要测量500℃的温度，其测量值的相对误差不超过2.5%，问选用哪块表最合适？
2．U型管压力计两肘管的内径分别为d1=6mm、d2=6.5mm，管内封液为水，被测压力作用于较细肘管，使水柱从零位下降到150mm。

如果以该值的2倍作为被测压力值，试确定由于没有读取较粗肘管的水柱从零位的升高值所造成的测量误差。

3．用分度号为K的热电偶和动圈式仪表组成测温回路，已知动圈式仪表的机械零点为20℃，但热电偶的参比端温度t0=55℃, 试求出仪表示值为425℃时的被测温度。

镍铬-镍硅（镍铝）热电偶分度表（分度号为K，冷端温度为0℃，mV）
4．长10mm 、直径0.05mm 的铂丝热电阻元件，用来测量空气流温度。

从铂丝到空气的放热系数α=400W/m 2
K ，流过铂丝的电流为100mA ，在工作温度下测出R t =0.54Ω，求由于自温升造成的附加误差。

热能与动力工程测试技术答案（B ）
二、填空
1．热电极、绝缘材料 2．水位与差压、平衡容器 3．系统误差、随机误差 4．动圈式显示仪表、平衡电桥 5．感应弹性元件、应变片 6．法拉第电磁感应定律、导电性 7．2/3、1/2
8．直接测量、间接测量 9．实际水位、重力（重量）水位 10．Pt100、Pt10
三、简答题
1．中间温度定律，输出电势减小。

原因：假设补偿导线产生电势为0(,)n E t t ，热电偶产生电势为(,)n E t t ，则补偿后形成的总电势为00(,)(,)(,)n n E t t E t t E t t +=。

若极性接反，则补偿后形成的总电势为0(,)(,)n n E t t E t t -，所以输出电势减小。

2．弹簧管又称为波登管，通常的结构是一根弯成圆弧形（C 形）的空心管子。

管子的截面呈椭圆形或扁圆形，管子截面的短轴方向垂直于管子的弯曲平面。

管子开口端固定在仪表接头座上，称为固定端。

压力信号由接头座引入弹簧管内。

管子的另一端封闭，称为自由端，即位移输出端。

当固定端通入被测压力时，弹簧管承受内压，由于沿椭圆截面的短轴方向内表面积大，因而受力大，致使短轴伸长，管子截面形状趋于变成圆形，刚度增大，弯曲的弹簧管伸展，产生向外挺直的扩张形变，使封闭的自由端产生位移。

自由端的位移通过传动机构带动压力计指针转动，指示出被测压力。

弹簧管所受压力p 与其中心角相对变化值γγ
∆成正比。

弹簧管压力计可用于测量真空或0.1～103MPa 的压力。

单圈弹簧管压力表品种型号繁多，使用最为广泛，可用于真空测量，也可用于高达103MPa 的高压测量；而多圈弹簧管压力表由于灵敏度高，常用于压力式温度计。

3．流体条件：①流体充满圆形截面管道并连续流动；②流体为均质单相流体，在流动过程中不发生相变或析出杂质；③流体流动是稳定的，流速小于音速，流动属于非脉动流；④流体在受到节流件影响前，已达到充分发展的紊流。

管道条件：①管道必须是直的圆形管道，管道直度可目测，圆度要符合规定；②管道内壁应洁净，可以为光管或糙管，相对粗糙度在限值内；③节流件前后应有足够的直管段。

4．转子流量计属于节流恒压降变截面流量计，如下页图中所示：
由于节流作用，在浮子上下产生差压p ∆=P 1-P 2。

当浮子受到差压的作用力与浮子的浮力之和等于浮子的重力时，浮子处于力平衡状态，浮子稳定在锥型管的一定位置。

由于浮子的
浮力与重力是不变的，所以稳定时浮子的差压也是恒定的。

当流量 增加时，通过浮子的差压力增加，力的平衡关系破坏，浮子上浮， 随着浮子上浮，差压逐渐减少，当差压减少到与原来相等时，浮子 又处于平衡状态。

这样浮子的位置与通过转子流量计的流量有关， 根据流量与高度之间的关系，在锥型管上进行刻度分度，即可实现 流量测量。

四、计算题
1．三块测温仪表的最大测量误差分别为：
测量精度2.5级、测量范围-100～+500℃的测温仪表：1δ=[+500-(-100)]×2.5%=15℃； 测量精度2.0级、测量范围-50～+550℃的测温仪表：2δ=[+550-(-50)]×2.0%=12℃； 测量精度1.5级、测量范围0～1000℃的测温仪表：3δ= (1000-0)×1.5%=15℃； 而要求测量值的误差不超过δ=500×2.5%=12.5℃，由于只有2δ<δ，故选用测量精度2.0级、测量范围-50～+550℃的测温仪表最合适。

2．解：'⨯测量值h =1502=300mm , 2
2 6.0150150277.86.5h h h ⎛⎫+=+⨯= ⎪⎝⎭1标准值=mm ，则
'300277.822.2h h h mm ∆=-=-=，22.2100%100%7.99%277.8
h h ∆γ=⨯=⨯=
3．解：因E(t,55)=E(425,20)，故E(t,0)=E(425,0)-E(20,0)+E(55,0)= 17.455-0.798
+2.2295=18.8865mV ，则6050
450(18.886518.516)458.717618.74118.516
t -=+⨯-=-℃。

4．解：因2Q I R =放，0Q A t =α∆吸，而Q Q =吸放，所以2I R dl t =απ∆，则
2333
(10010)0.548.5944000.05101010I R t dl ---⨯⨯∆===απ⨯π⨯⨯⨯⨯℃。