自动检测和过程控制重点考题

自动检测和过程控制重点总结

为什么要进行冷端温度补偿

(1)根据热电偶测温原理【E(t,t0)＝f(t)－f(t0)】，只有当参比端温度t0稳定不变且已知时，才能得到热电势E和被测温度t的单值函数关系。

(2)实际使用的热电偶分度表中热电势和温度的对应值是以t0=0℃为基础的，但在实际测温中由于环境和现场条件等原因，参比端温度t0往往不稳定，也不一定恰好等于0℃，因此需要对热电偶冷端温度进行处理。常用的冷端补偿方法有如下几种。

(一)零度恒温法(冰浴法)(二)计算修正法(三)冷端补偿器法 (四)补偿导线法

一、温度计的选择原则(1)满足生产工艺对测温提出的要求；(2)组成测温系统的各基本环节必须配套；(3)注意仪表工作的环境；(4)投资少且管理维护方便。

二、感温元件的安装要求(1)正确选择测温点；

(2)避免热辐射等引起的误差；(3)防止引入干扰信号；

(4)确保安全可靠。接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换。

优点：结构简单、可靠，测温精度较高。

缺点：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的对象、极高温的对象、处于运动中的对象。不适于直接对腐蚀性介质测量。

自动平衡电桥与电子电位差计在外形结构上十分相似，许多基本部件完全相同。但它们终究是不同用途的两种模拟式显示仪表，主要区别如下：(1)配用的感温元件不同； (2)作用原理不同；(3)感温元件与测量桥路的连接方式不同； (4)电子电位差计的测量桥路具有对热电偶自由端温度进行自动补偿的功能，自动平衡电桥不存在这一问题。

(三) 数字式显示仪表的特点(1)准确度高，可避免视差。

(2)灵敏度高，响应速度快，而且不受输送距离限制。

(3)量程和极性可以自动转换，因而量程范围宽，能直接读出测量值和累积值。

(4)体积小，重量轻，易安装，可以在恶劣环境中工作。

(5)其中的智能型数字式显示仪表，还有量程设定、报警参数设定、自动整定PID参数、仪表数据掉电保护、可编程逻辑控制等功能。

(三) 电子电位差计技术指标

(1)基本误差。电子电位差计的基本误差包括两种，一是指示基本误差，二是记录基本误差。

(2)全行程时间。在使用过程中当被测参数发生变化时，衡量仪表指示器反映被测参数变化的速度性质的指标，用全行程时间表示。

(3)仪表不灵敏区。它是指仪表指针不发生变化的输入信号最大变化范围，通常不超过量程的0.25%或0.5%。

热电极材料要求(1) 应输出较大的热电势，以得到较高的灵敏度，且要求热电势E(t)和温度t之间尽可能地呈线性函数关系；(2) 能应用于较宽的温度范围，物理化学性能、热电特性都较稳定。即要求有较好的耐热性、抗氧性、抗还原、抗腐蚀等性能；

(3) 要求热电偶材料有较高的导电率和较低的电阻温度系数；

(4) 具有较好的工艺性能，便于成批生产。具有满意的复现性，便于采用统一的分度表。

(二)测量误差与测量不确定度的区别是误差理论中的两个重要且不同的概念，它们都可用作测量结果准确度评定的参数，是评价测量结果质量高低的重要指标：

(1)误差是不确定度的基础，研究不确定度首先需要研究误差，只有对误差的性质、分布规律、相互联系及对测量结果的误差传递关系等有了充分的了解和认识，才能更好地估计各不确定度分量，正确得到测量结果的不确定度，用测量不确定度表示测量结果，易于理解、便

于评定，具有合理性和实用性。 (2)测量不确定度的内容不能包罗更不能取代误差理论的所有内容，不确定度是现代误差理论的内容之一，是对经典误差理论的一个补充。

准确度也称精确度，是指测量结果与实际值相一致的程度，是测量的一个基本特征

这种电磁波是由物体内部带电粒子在分子和原子内振动产生的，其中与物体本身温度有关传播热能的那部分辐射，称为热辐射

若某物体的辐射亮度E(l,T)与温度为TL的绝对黑体的亮度E0(l,TL)相等，则称TL为这个物体在波长为l时的亮度温度测量值xi与平均值之差称为残差

分辨力是指仪器能检出和显示被测信号的最小变化量，是有量纲的数

相对误差是指被测量的绝对误差与约定值的百分比。系统误差指在偏离测量规定条件时或由于测量方法引入的因素所引起的、按某确定规律变化的误差随机误差指在实际条件下多次测量同一个量时，如果误差的绝对值和符号以不可预定方式变化的误差

粗大误差指由于错误的读取示值，错误的测量方法等所造成，明显歪曲了测量结果的误差附加误差:仪表偏离规定的正常工作条件时所产生的与偏离量有关的误差。

置信区间随机变量取值的范围[-a,a]置信概率p是随机变量在置信区间的范围内取值的概率

测量不确定度是表征合理地赋予被测量值的分散性并与测量结果相联系的参数。

压电材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时而发生变形，并在其表面上产生电荷；而且在去掉外力后，它们又重新回到原来的不带电状态，这种现象就称为压电效应

应变效应：当金属导体受力(拉伸或压缩)，导体的几何尺寸及其电阻率都会发生变化，从而引起电阻值的相对变化，且阻值变化与应变成正比。

光学高温计在测量物体温度时，是由人的眼睛来判断亮度平衡状态，带有测量人的主观性，同时由于测量温度是不连续的，使得难以做到被测温度的自动记录

光电高温计与光学高温计相比，主要优点有：

灵敏度高；精确度高；使用波长范围不受限制；光电探测器的响应时间短；

便于自动测量与控制。

绝对黑体辐射的两个波长l1和l2的亮度比等于被测辐射体在相应波长下的亮度比时，绝对黑体的温度就称为这个被测辐射体的比色温度

比色法光学测温的特点

(1)由于光谱发射率与波长的关系，比色温度可以小于、等于或大于真实温度。对于灰体，当el1=el2≠1时，同样可能出现T= TR，这是比色温度计最大优点。由此，波长的选择是决定该仪表准确度的重要因素。

(2)中间介质如水蒸气，二氧化碳、尘埃等对l1和l2的单色辐射均有吸收，尽管吸收率不一定相同，但对单色辐射亮度的比值R的影响相对会减小。与光谱辐射温度计相比，比色高温计的准确度通常较高、更适合在烟雾、粉尘大等较恶劣环境下工作。

仪表量程的选择原则：安全、可靠：

(1)被测压力较稳定场合：最大工作压力不应超过仪表满量程的3/4；

(2)被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不应超过仪表满量程的2/3；

(3)为保证测量准确度，最小工作压力不应低于满量程的1/3；

(4)优先满足最大工作压力条件；

(5)实际量程符合国家标准规定值。我国出厂的压力(差压)仪表的量程系列：(1.0、1.6、2.5、4.0、6.0)×10nPa。

一简答题

1.测量压力的仪表，按其转换原理不同那个，可以分为几类，各是什么？

答：测量压力的仪表，按其转换原理不同，可以分为四大类，分别为：

1）液注式压力计2）弹簧式压力计3）电器式压力计4）活塞式压力计

2.测量物位仪表按其工作原理主要由哪些类型？

答：1.直读式物位仪表；2.差压式物位仪表；3.浮子式物位仪表；4.电磁式物位仪表；5.和辐射式物位仪表；6.声波式物位仪表；7.光学式物位仪表

3.什么是温度？温度可以测量吗？

答：温度是物体的冷热程度。温度不能直接测量，只能借助于不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同变化的特点来加以间接测量。

4.什么是压力式温度计，是根据什么原理工作的？

答：应用压力随温度的变化来测量的仪表叫做压力式温度计，它是根据在密闭系统中的液体，气体

或低沸点液体的饱和蒸汽在受热后体积膨胀或压力变化这一原理制作的，并用压力表来测量这种变化，从而测的温度。

5.差压变送器的检测元件为什么要做成膜盒结构，用单片行不行？

答：因为膜盒在使用的差压范围内，具有很好的灵敏性和线性，而当差压超过使用范围时，即单向过载时，膜盒不但不坏，而且也极少有影响：由于膜盒内充有硅油，它除了传递压力之外，还有阻尼作用，所以仪表输出平稳；由以上可知单膜片不能单向过载，尽管它加工方便，灵敏度高，不易使用。

6.浮筒液位计的校验方法有哪几种？

答：主要有灌液法和挂重法。但现场一般一般采用液校法，倘若被测液体不是水和酒精，则可以通过密度换算成水和酒精代校，在检修期间可采用挂重校检法。校检时把浮筒取下，挂上砝码盘，计算出浮筒的起始端，中间和终端的值，进行加砝码校验。

7.什么是温标的三要素？何谓温标？

答：1）选择一些纯物质的平衡太温度作为温标的基准点；2）规定了不同温度范围内的基准仪器；3）建立了基准仪器的示值与国际温标间关系的插补公式。