习题与思考题2011

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《传感器与检测基础》习题集

测量误差和仪表的性能指标

1、什么是真值? 什么是约定真值、相对真值?

2、什么叫绝对误差,相对误差,引用误差,回差?

3、什么叫系统误差、随机误差和疏忽误差? 各有什么特点? 产生的原因是什么?

4、什么叫测量不确定度、准确度和准确度等级? ’

5、测量不确定度有哪几种形式? 试总结各种不确定度的计算程序。

6、有两台测温仪表,其测量范围分别是0-800~C和600-1100℃,已知其最大绝对误差均为±6℃,试分别确定他们的精度等级。

7、检定一块1.5级刻度为0~100kPa的压力表,发现在50kPa处的误差最大为1.4kPa,其它刻度处的误差均小于1.4kPa,问这块压力表是否合格?

压力测量部分

1.弹簧管压力表测压原理是什么?试述弹簧管压力表的主要组成及测压动作过程。

2.试述石英晶体压电效应的产生过程。横向和纵向压电效应的产生与所测压力之间的关系是什么?

3.什么是霍尔效应?霍尔电势的大小和方向与哪些因素有关?

4.金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有什么不同?

5.一台力平衡式差压变送器,测量范围是0~60 kPa,输出信号范围是4~20 mA,问被测差压为35 kPa时,变送器的输出应是多少mA?

6.电容式压力传感器有哪几种类型?差动式结构具有什么优点?

7.电容式压力变送器,测量范围为0~250kPa,求输出信号为16mA时,被测压力应是多少kPa?8.试述自感传感器及差动变压器的工作原理灵敏度。

9.振弦式压力变送器的工作原理是什么?如何使得振弦产生振动?

10.要求测量0.8MPa的压力,测量的最大误差应小于或等于±0.01MPa,现有一块0~1.0MPa、精度0.5级的压力表,问量程和精度能否满足要求?应选择何量程、何精度?

11.需要测量某台空气压缩机缓冲罐内的压力,工作压力范围为1.1~1.6MPa,要求就地观察,并要求测量误差不得大于罐内压力的±5%,试选择一合适的压力仪表用于测量。

12.某化肥厂合成氨塔的压力控制指标为14±0.4MPa,要求有一就地压力显示,试选择压力仪表的类型、测量范围及精度等级。

13.为什么测量仪表的测量范围要根据被测量的大小来选取?选量程很大的仪表来测量很小的参数有何问题?

14.需要校验精度为1.0级、0~10MPa的压力表,试选择标准表的精度和量程。

15.校验一块精度1.5级、0~6MPa的压力表,现有0.25级、0~10MPa和0.2级、0~16MPa的压力表各一块,哪一块可以作为标准表?为什么?

16.用活塞式压力计校验弹簧管压力表时,应如何读取上、下行读数?读数时为什么要使测量活塞和砝码保持一定的旋转速度?

17.压力仪表的安装包括哪些内容?需要注意哪些问题?

物位测量部分

1.按工作原理不同,物位测量仪表有那些种类?它们的工作原理各是什么?

2.分别说明浮球式液位计和浮筒液位计的工作原理,它们之间有何区别?

3.什么是差压式液位计的零点迁移问题?迁移的实质是什么?正、负迁移有什么不同?如何判断?

4.按图2-1和2-2的安装方法,分别为何种迁移?试分析讨论迁移量分别为多少?

图2-1 图2-2 图2-3

5.如图2-3所示,测量密闭容器内的液位,气相为不凝性气体,采用单法兰差压式液位计,液位测量范围为H ,已知:介质密度ρ=0.8g/cm3, H =500mm, H0=200mm,试问:

(1)差压计的量程应是多少kPa?(2)何种迁移?迁移量

是多少kPa?

6.用差压式液位计测量某锅炉水位,如图2-4所示,水位变

化范围为H,水的密度随温度变化可以忽略,已知H max=2000mm,

ρ=0.95g/cm3 , 试问:(1)若差压计不带迁移机构能否使用?如

何使用?存在什么问题?(2)若差压计带有迁移机构应如何使图2—4

用?需要进行哪种迁移?迁移量是多少KPa?迁移后的测

量范围应是多少?

7.如图2-5所示用差压变送器测量某容器液位,被测介

质密度ρ1=0.85g/cm3 ,隔离液体密度ρ2=0.95g/cm3,液位测

量范围H=2000mm , h1=1000mm , h2=3000mm ,试问:(1)

需要进行哪种迁移?迁移量是多少kPa?(2)迁移后的测量范围应是多少?图2—5

8.应用差压变送器测量两种液体的分界面,安装情况如图2-6

所示,已知ρ1=0.75g/cm3,ρ2=1.0g/cm3, h0=200mm ,

h1=400mm ,h2=600mm ,H max=800mm ,h3=1800mm ,ρ0

=1.0g/cm3,试问:

(1)采用此种方法测量界位时应注意什么问题?

(2)差压变送器的量程应是多少kPa?是何种迁移?迁移量为

多少kPa?

图2-6

9.浮筒式液位计的量程由什么决定?在相同液位高度下,当被测介质密度不同时,如何使液位计的输出相同?

10.浮筒式液位计的校验一般采用水校和挂重的方法。若浮筒截面为A,长度为L,重量为W ;被测介质密度为ρ,试说明使液位计输出分别为0%、25%、50%、75%、100%时,若分别采用这两种方法校验具体应如何实施?(设被测介质的密度为850kg/m3)

11.试分析用电容式液位计分别测量导电介质和非导电介质的液位时,相当于各自改变了哪个物理量从而引起电容量变化的?何时需要考虑虚假液位的影响?如何消除?

12.试述射频导纳物位计和超声波物位计的工作原理及它们应用的场合。

12. 试述核辐射式物位计的特点及应用场合。

13. 可以用做界位测量的物位计有哪几种?简述其原理和特点。

流量测量部分

1.什么叫流量和总量?有哪几种表示方法?常用流量单位是什么?

2.试述差压式流量计测量流量的原理,并说明哪些因素对差压式流量计的流量测量有影响?

3.什么叫标准节流装置?有几种形式?它们分别采用哪几种取压方式?

4. 原来测量水的差压式流量计,现在用来测量其测量范围相同的油的流量,读数是否正确?为什么?

5.用一台电容式差压变送器与节流装置配用测量流量,变送器的测量范围为0~10KPa,对应流量为0~320m3/h, 求输出为14mA时,差压是多少?流量是多少?

6.用一台电动力平衡式差压变送器配孔板测量流量,原设计差压范围为0~63kPa,流量范围为0~125T/h, 安装时误装了一台差压范围为0~40KPa的差压变送器,启用后流量稳定,仪表输出压力为10mA,试问:

(1)实际流量是多少?

(2)若采用0~63kPa的差压变送器,此时变送器的输出应为多少mA?

7.为了防止差压计的测量室单向受压,投用时应如何启动差压计?

8.靶式流量计与差压式流量计的工作原理是否相同?该流量计有何特点?安装时应注意哪些问题?

9.靶式流量计的转换部分和差压变送器相比,为何要增加一个阻尼器?

10. 用一台电动Ⅲ型靶式流量计测量加热炉燃料油流量,已知流量计的测量范围为0~40m3/h, 产生的最大作用力F max=22N,问当变送器输出为8mA时,靶的受力为多少?此时的流量应为多少?

11.容积式流量计的泄漏量与哪些因素有关?安装时有哪些要求?

12.试比较差压式流量计与转子流量计测量原理的异同。

13.当被测介质的密度、压力或温度变化时,转子流量计的指示值应如何修正?

14.用转子流量计来测量表压为31.992KPa、温度为40℃的N2气的流量,若巳知流量计读数为10m3/h, 求N2气的真实流量(巳知N2在工业标准状态时的密度为1.165Kg/m3)应是多少?

15. 用水标定的流量计, 测量范围为0~1000 m3/h, 现将不锈钢转子(密度为7.92g/cm3)更换成相同形状的铝转子(密度为2.86g/cm3), 用来测量水的流量。试问更换转子后的测量范围应是多少?

16. 已知被测液体的实际最大流量为500m3/h, 工作状态下的密度为0.8g/cm3, 试选择一台转

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