过程装备 第三章作业

第三章过程检测技术
2．测量仪表的主要性能指标有哪些？传感器的主要特性有哪些？
答：测量仪表主要性能指标有：
量程：仪表在保证规定精确度的前提下所能测量的被测量的区域称为仪表的量程。

一般，在仪表的工作量程内的相对误差不超过某个设定值。

精度等级：可以用仪表的最大引用误差描述仪表的测量精度。

灵敏度：指仪表或装置在达到稳态后，输入量变化引起的输出量变化的比值。

线性度：用实际标定曲线与拟合直线之间的最大偏差与满量程之比值的百分数来表征线性度。

迟滞误差：在输入量增加和减少的过程中，对于同一输入量会得出大小不同的输出量，在全部测量范围内，这个差别的最大值与仪表的满量程之比值称为迟滞误差。

漂移：指输入量不变时，经过一定时间后输出量产生的变化，有温漂和零漂之分。

漂移是衡量仪表稳定性的重要指标。

重复性：仪表的重复性用全测量范围内的各输入值所测得的最大重复性误差来确定。

传感器的主要特性有：准确性、稳定性、灵敏性、经济性、耐腐蚀和低能耗等。

6. 对某物理量经过20次测量，得到如下数据：
324.08 324.03 324.02 324.11 324.14 324.07 324.11 324.14 324.19 324.23 324.18 324.03 324.01 324.12 324.08 324.16 324.12 324.06 324.21 324.14
分别用3σ准则和肖维奈准则判断有无粗差，并求该测量列的算术平均值x 、标准差σ和极限误差△，写出测量结果表达式。

解：n=20,平均值为11.32411
==∑=n
i i x n x
剩余误差：
x
x V i i -=为
-0.03,-0.08,-0.09,0.0,0.03,-0.04,0.0,0.03,0.08,0.12,0.07,-0.08,-0.10,
0. 01,-0.03,0.05,0.01,-0.05,0.1,0.03。

按贝塞尔方程计算标准差06.0111
2
=-=∑=n i i V n σ (1)按3σ准则表示
3σ=0.18 σ312.010max
<==V V
因而10x 不属于粗差，该数组中无坏值。

极限误差18.03±=±=∆σ 测量结果18.011.324±=∆+=x x (2)按肖维奈法
查表得 n=20时，k=2.24 则k σ=0.13 σk V V
<==12.010max
因而10x 不属于粗差，该数组中无坏值。

极限误差13.0±=±=∆σk 测量结果13.011.324±=∆+=x x
9．检定一台测量范围为0~6mm 的位移测量仪表，结果如下。

(1) 试画出上下行程的输入输出特性曲线； (2) 求该仪表的线性度（以上行曲线为例）； (3) 确定该仪表的回差。

解：（1）该仪表上下行程的输入输出特性曲线如下：
题10图 上下行程的输入输出特性曲线
（2）设拟合曲线为kx y =
32.108788.273913
1
131
=⨯=∑∑==i i
i i y
x
985.11613
1
=∑=i
i i y
x
15212
131=⎪⎭⎫
⎝⎛∑=i i x ∑==13
1
2
5.162i i x
用最小二乘法拟合
733.05
.162131521985
.1161332.108713
122
13113
1
13
1
131
=⨯-⨯-=
-⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=
∑∑∑∑∑=====i i
i i i
i i i i
i i x n x y x n y
x k
于是拟合曲线为x y 733.0=
上行程示值与拟合曲线比较结果列表如下：
可见，当输入值为3.0mm 时，上行程曲线与拟合直线有最大偏差mm L 16.0max =∆
%7.2%1006
16
.0max max =⨯=∆=
Y L L N （3）由结果列表可知，当输入值为3.0mm 时mm H H 23.0max =∆=∆ 则该表的回差为
%8.3%1006
23
.0max max =⨯=∆=
Y H h δ
14．概述膨胀式温度计的工作原理与主要特点。

答：膨胀式温度计是利用物体热胀冷缩的性质制成的。

分为液体膨胀式、固体膨胀式和气体膨胀式。

（1）液体膨胀式温度计
最常见的是玻璃管液体温度计，它是利用温度变化时液体在玻璃管内收缩膨胀而改变液位的现象来测温的。

这种温度计结构简单、直观、使用方便、灵敏度和精度较高、价格便宜而且测量范围较广。

但它易碎、不便于自动记录和信号远传。

（2）固体膨胀式温度计
应用最多的是双金属温度计。

它是有两种线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起制成的。

金属片一端固定，一端可以自由移动。

如果下面的金属线膨胀系数大，则当温度升高时，双金属片会向上弯曲。

为了是双金属片长而结构紧凑，常制成螺旋形，一端固定，一端与指针连接。

温度变化后，双金属片自由端产生偏转，利用指针指示偏转角度，可以测出温度。

双金属温度计测量精度最高可达0.5级。

它的结构简单，抗振性能好。

（3）气体膨胀式温度计
它是利用密闭容器中物质受热后体积膨胀而压力升高的原理来测温的。

22.标准节流装置有那几部分组成，对各部分由哪些要求？
答：节流装置包括节流件、取压装置和符合要求的前、后直管段。

标准节流装置是指节流件和取压装置都标准化，节流件前后的测量管道也符合有关规定。

它是通过大量试验总结出来的，装置一经设计和加工完毕便可直接投入使用，无需进行单独标定。

这意味着，在标准节流装置的设计、加工、安装和使用中必须严格按照规定的技术要求、规程和数据进行、以保证流量测量的精度。

对各部分的要求参照国家标准GB/T2624-93。