自动化仪表附答案,大题有答案

1.物位测量仪表有几种形式？分别是什么？5个，直读式、静压式、浮力式、机械接触式、电气式等。

2、过程参数大致有几个？分别是什么？6个，温度、压力、流量、物位、机械量、成分分析。

3、在流量测量中，差压式流量计的标准节流件有几个？分别是什么？3个，标准孔板，标准喷嘴，标准文丘里管等。

4、常用的弹性元件有几种？分别是什么？3种，弹性膜片，波纹管，弹簧管。

5．温度测量仪表有几类？分别是什么？各使用在什么场合？温度检测方法按测温元件和被测介质接触与否可以分成接触式和非接触式两大类。

接触式测温时，测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换。

接触式温度计结构简单、可靠，测温精度较高，但是由于测温元件与被测对象必须经过充分的热交换且达到平衡后才能测量，这样容易破坏被测对象的温度场，同时带来测温过程的延迟现象，不适于测量热容量小、极高温和处于运动中的对象温度，不适于直接对腐蚀性介质测量。

非接触式测温时，测温元件不与被测对象接触，而是通过热辐射进行热交换，或测温元件接收被测对象的部分热辐射能，由热辐射能大小推出被测对象的温度。

从原理上讲测量范围从超低温到极高温，不破坏被测对象温度场。

非接触式测温响应快，对被测对象扰动小，可用于测量运动的被测对象和有强电磁干扰、强腐蚀的场合。

但缺点是容易受到外界因素的扰动，测量误差较大，且结构复杂，价格比较昂贵。

6．什么是瞬时流量？什么是累积流量？单位时间内流过工艺管道某截面的流体的数量。

某时间段内流过工艺管道内某截面的流体总量。

7.什么体积流量？什么是质量流量？单位时间里通过过流断面的流体体积。

单位时间内流经一横截面的流体质量。

8．检测压力的方法有几种？分别是什么？4种，重力平衡方法机械力平衡方法弹性力平衡方法物性测量方法9、机械量包括几种？分别是什么？8种，长度位移速度转角转速力力矩振动。

10、什么是真值？什么是约定真值？相对真值？真值是一个变量本身所具有的真实值，它是一个理想的概念，一般是无法得到的。

所以在计算误差时，一般用约定真值或相对真值来代替。

约定真值是一个接近真值的值，它与真值之差可忽略不计。

实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。

相对真值是指当高一级标准器的误差仅为低一级的1/3~1/20时，可认为高一级的标准器或仪表示值为低一级的相对真值。

11、什么叫仪表的基本误差、测量误差和附加误差?有何区别?仪表的基本误差是指在规定条件下仪表的误差。

仪表在制造厂出厂前，都要在规定的条件下进行校验。

规定条件一般包括环境温度、相对湿度、大气压力、电源电压、电源频率、安装方式等。

仪表的基本误差是仪表本身所固有的，它与仪表的结构原理，元器件质量和装配工艺等因素有关，基本误差的大小常用仪表的精度等级来表示。

使用仪表测量参数时，测量的结果不可能绝对准确。

这不仅因为仪表本身有基本误差，而且还因为从开始测量到最后读数，要经过一系列的转换和传递过程，其中受到使用条件、安装条件、周围环境等一系列因素影响，也要产生一定的误差。

所以在很多情况下，仪表的显示数值与标准值(真实值)之间存在着一个差值，这个差值称为测量误差。

通常情况下，仪表的测量误差大于基本误差，因为测量过程还产生-二些附加误差。

附加误差是仪表在非规定的参比工作条件下使用时另外产生的误差。

如电源波动附加误差，温度附加误差等。

12、什么是误差？误差产生的原因是是什么？1、测量值跟真实值之间的差异，叫做误差。

2、产生误差的原因，一方面来源于测量器材、另一方面来源于进行测量的人。

13、什么是压力?它的法定计量单位是什么?压力是垂直均匀地作用在单位面积上的力。

它的法定计量单位是帕斯卡(简称帕)，符号为P a。

14、什么叫绝对压力、表压及真空度?它们的相互关系是怎样的?绝对压力：绝对真空下的压力称为绝对零压，以绝对零压为基准来表示的压力叫绝对压力。

表压力：当绝对压力大于大气压力时，绝对压力高于大气压力的数值称为表压力，简称表压。

真空度：当绝对压力小于大气压力时，绝对压力低于大气压力的数值称为真空度或负压。

15、弹性压力表有哪些弹性元件?各有什么用途?弹性压力表是压力测量中最广泛应用的一种仪表，它是根据各种弹性元件在被测介质压力作用下产生弹性变形的大小来测量压力的。

常用的弹性元件’有下列六种：单圈弹簧管、多圈弹簧管、(以上两种是测高压、中压、低压用的)、波纹膜片、膜盒、挠性膜片、波纹管(上述四种是测微压和低压用的)16、什么叫应变片?如何用它来测量压力?应变片是由排列成栅状的高阻金属丝、高阻金属箔或半导体粘贴在绝缘的基片上构成。

上面贴有覆盖片(即保护片)，电阻丝两端焊有较粗的铜丝作引线，以便与测量电路连接。

如图3—3所示。

应用时，先将应变片牢固地粘贴在试件表面，使其组合成一体，这样当试件受力产生变形时，应变片随同试件表面一起变形，．从而引起电阻变化，变化值和应变片粘贴的构件表面的应变成正比，最后通过测量电路和转换电路，输出相应的电压和电流。

应变片是一种重要的测量敏感元件，它有很多品种系列。

长的有几百毫米，短的只有0.2mm，有单片、双片、应变花和各种特殊形状的图案，可以用在高温、低温和其他各种场合，其用途主要在实验应力分析中测量应力，但也可以做成各种类型的传感器，如压力传感器、加速度计、线位移传感器等。

17、试简述涡轮流量计的测量过程及其特点。

答：涡轮流量计是先将流体的流速(流量)转换为安装在管道内的涡轮的转速，然后通过磁电感应转换器将其转换为相应电信号的频率来进行测量的。

涡轮流量计的特点是安装方便、测量精度高、可耐高压、响应快、可浈IJ脉动信号、输出信号为电频率信号，便于远传，不受干扰。

涡轮流量计的涡轮易磨损，因此一般应加过滤器。

为使流向比较平稳，其前后应保证有一定的直管段18、根据工作原理不同，物位测量仪表有哪些主要类型?它们的工作原理各是什么?答：按其工作原理主要有下列几种类型。

(1)直读式物位仪表这类仪表主要有玻璃管液位计、玻璃板液位计等。

它们是利用连通器的原理工作的。

(2)差压式物位仪表这类仪表又可分为压力式物位仪表和差压式物位仪表。

它们是利用液柱或物位堆积对某定点产生压力的原理而工作的。

(3)浮力式物位仪表这类仪表又可分为浮子带钢丝绳或钢带的、浮球带杠杆的和沉筒式的几种。

它们是利用浮子的高度随液位变化而改变或液体对浸沉于液体中的浮子(或沉筒)的浮力随液位高度而变化的原理来工作的。

(4)电磁式物位仪表这类仪表可分为电阻式(即电极式)、电容式和电感式等几种。

它们是把物位的变化转换为一些电量的变化，通过测出这些电量的变化来测知物位的。

另外，还有利用压磁效应工作的物位仪表。

(5)核辐射式物位仪表这类仪表是利用核辐射透过物料时，其强度随物质层的厚度而变化的原理而工作的，目前应用较多的是7射线。

(6)声波式物位仪表这类仪表可以根据它的工作原理分为声波遮断式、反射式和阻尼式几种。

它们的原理是：由于物位的变化引起声阻抗的变化、声波的遮断和声波反射距离的不同，测出这些变化就可以测知物位。

(7)光学式物位仪表这类仪表是利用物位对光波的遮断和反射原理而工作的。

它利用的光源可以是普通白炽灯光，也可以是激光。

19、试简述外光电效应、内光电效应、光生伏特效应外：在光线照射下能使电子逸出物体表面的现象内：能使物体的电阻率改变的现象能使物体产生一定方向电动势的现象20、霍尔压力传感器是怎样工作的?它为什么能将压力的变化线性地转换成霍尔电势?答; 霍尔压力传感器是利用弹性元件的变形位移，然后再利用固接在弹性元件位移部分的霍尔片在磁场中移动，使通过霍尔片的磁感应强度发生变化，从而引起霍尔电势的变化而工作的。

它之所以能将压力的变化线性地转换成霍尔电势，是因为它将霍尔片放置在如图3—2所示的线性非均匀磁场中，霍尔片处于线性非均匀磁场的中间位置时，霍尔片左右两半所通过的磁通方向相反，大小相等，故在霍尔片左右两半产生的霍尔电势也是大小相等方向相反的，故导出端的总电势为零。

当霍尔片随弹性元件的变形位移而发生位移后，霍尔片左右两部分所通过的磁通不仅方向不同，且大小也不相等，故其电势导出端的总电势不再为零，其大小与霍尔片位移有线性关系(因该磁场采用了特殊形状的极靴，使磁感应强度的分布呈线性规律)。

这就是霍尔压力传感器能将压力的变化线性地转换成霍尔电势的原因。

21、信号传输过程中采用电压、电流和频率方式传输各有什么优缺优点？各适用于什么场合？答：（1）缺点：采用电压信号传输，电压信号经过发送电路的输出阻抗，电缆的电阻以及接触电阻形成了电压降损失，线路传输中有衰减。

优点：最终输出形式为电压，容易计算（2）采用电流信号传输，优点：电流信号传输的方法合适传输距离必须很长的情况。

缺点：最后需要转变成电压。

（3）采用频率信号传输，优点：抗干扰能力强。

缺点：线路复杂，最后要转变为电压22、利用热电偶测温，为什么要用补偿导线？由热电偶测温原理可知，只有当它的冷端温度不变时，热电动势是被测温度的单值函数，所以在测温过程中必须保持冷端温度恒定，为了使它的冷端温度恒定，采取补偿导线法为了消除冷端温度变化对测温精度的影响，采用冷端温度补偿23、什么是液位测量时的零点迁移问题?怎样进行迁移?其实质是什么? 在使用差压变送器测量液位时，一般压差p与液位高度H之间的关系为：p=Hρg。

这就是一般的“无迁移”的情况。

当H=0时，作用在正、负压室的压力是相等的。

实际应用中，由于安装有隔离罐、凝液罐，或由于差压变送器安装位置的影响等，使得在液位测量中，当被测液位H=0时，差压变送器的正、负压室的压力并不相等，即p≠0，这就是液位测量时的零点迁移问题。

一般的差压计都有调零点位置的机构，即可以对感压元件预加一个作用力，将仪表的零点迁移到液面零点相重合，这就是零点迁移。

这里迁移弹簧的作用，其实质就是改变测量范围的上、下限，相当于测量范围的平移，它不改变量程的大小。

24、检测系统由哪几部分组成，各部分的作用是什么？检测系统主要由敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路和信号传输电路组成。

敏感元件：将非电量转换为电信号；信号处理电路：将代表被测量特征的信号变换成能进行显示或输出的信号；显示电路：将被测对象以人能感知的形式表现出来；信号传输电路：将信号从一点送另一点。

25、传感器输入与输出之间的耦合方式有哪些？各有什么特点？输入与输出之间的隔离方式主要有：变压器耦合 (亦称电磁耦合)、光电耦合等。

变压器耦合的线性度高、隔离性好、共模抑制能力强，但其工作频带窄、体积大、成本高，应用起来不方便。

光电耦合的突出优点是结构简单、成本低、重量轻、转换速度快、工作频带宽，但其线性度不如变压器耦合。

光电耦合目前主要用于开关量控制电路。

26、热电阻与动圈表配套测量时，为什么要采用三线制接法？采用三线制即从热电阻引出三根线其中一根串联在电桥的电源上，另外两根分别串联在电桥的相邻的两臂中，以抵消外线电阻随环境温度变化引起的误差27、什么是半导体的压阻效应？扩散硅传感器有什么特点？在半导体晶体上施加作用力，晶体除产生应变外，其电阻率会发生变化。