热工测试技术解答题

1、列举传感器的分类方法有哪些？
按被测物理量分类、按测量原理分类、按输出信号的性质分类
2、温标有哪几种，彼此之间的关系如何？
热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标
t c=5/9(t F—32)式中t c是摄氏温度，t F是华氏温度
T=t+273.15
3.简述测量仪器的主要性能指标有哪几种？分别如何定义？
（1）精确度测量仪器精确度可定义为仪器满量程时所允许的最大相对误差的百分数（2）恒定度仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度
（3）灵敏度它以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比值的比例表示
（4）灵敏度阻滞是足以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值（5）指示滞后时间从被测参数发生变化到仪器指示出该变化所需的时间，称为指示滞后时间
4.试说明二阶测量系统通常取=0.6~0.8范围的原因
ξ过小会造成系统严重过冲，ξ过大系统响应变得缓慢，所以为了提高响应速度而又不产生振荡一般ξ取0.6~0.8.
5.热电偶有哪几条基本定律？说明它们的使用价值？
1）均质材料定律：说明由一种材料组成的闭合回路，在电路中绝对不会产生热电动势，反之，有电动势存在就必然是非均质材料。

2）中间导体定律：在热电偶中插入第三种或多种均质材料，只要插入材料的两端温度相同，均不会有附加的热电动势发生。

3）中间温度定律：
其中t
4）标准电极定律：如果两种导体A和B分别与第三种导体C组合成热电偶AC和BC 的热电动势已知，则可求出由这两种导体A、B组合成热电偶AB的热电动势
6.什么是误差？种类及产生误差的因素（特点）主要有哪些？误差是指测量值与真值的差值。

1）系统误差：是出现某些规律性的以及影响程度由确定的因素引起的；
2）随机误差：是由许多未知的或微小的因素引起的；3）过失误差：主要是由测量者得粗心、过度疲劳或操作不当所引起的。

7.接触式温度计主要有哪些及特点？1）膨胀式温度计：利用物质的体积随温度的升高而膨胀这一特性；2）热电阻温度计：利用导体或半导体的电阻值随温度的变化而变化；3）热电偶温度计：利用热电效应特性
8.试分析各种液柱式压力计及弹性式压力计的测量误差来源及修正措施？液柱式：1）环境温度变化的影响；一般只考虑封液密度的变化，20℃时修正公式
2)重力加速度变化的影响；修正公式：
3）毛细现象的影响；增大管径 4）其他误差，应使压力计处
于垂直位置，读数应沿凹面或凸面的切线方向。

弹性式：1）迟滞误差；采用迟滞误差极小的“全弹性“材料，2）温度误差；采用温度误差很小的”恒弹性”材料制作弹性元件，3）间隙和摩擦误差；采用新的传动技术，减少或取消中间传动机构。

8.什么叫等精度测量和非等精度测量？为何在非等精度测量中引入权？
等精度测量：用同一仪器、同一方法、由同一观测者进行的测量。

非等精度测量：在不同测量条件下，用不同的仪器、不同的测量方法、不同的测量次数以及由不同的测量者进行的测量。

为了正确评价测量结果的质量，引了“权”。

9.光电效应种类及对应的元件？1）外光电效应：光电管、光电倍增管；2）内光电效应光敏电阻、光导管；3）光生伏特效应：光电池、光敏晶体管
10.按工作原理，测量仪器包含哪三部分？感受件、中间件和效用件
11.为什么产生虚假应力？怎样消除？温度的变化也会使应变片的电阻变化，从而产生虚假应力。

消除方法：桥路补偿和应变片自补偿
12. 什么是直接测量？什么是间接测量？什么是组合测量？
直接测量：凡被测量的数值可以从测量仪器上读得的测量，
间接测量：被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，而需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值
组合测量：测量中使各个未知量以不同组合形式出现，根据直接测量或间接测量所得数据，通过求解联立方程组求得未知量的数值
14. 对测温元件的安装主要有哪四个方面的要求？1）尽量避免与被测介质形成顺流；2)安装于管道中心流速最大处；3）插入深度尽量大，以减少测量误差；4）在插入处的管道或容器壁外，要有足够的绝热层，以减少由于辐射和导热损失引起的误差。

15.按照得到最后结果的过程不同，测量方法可分为哪三类？
直接测量、间接测量、组合测量
16.热电阻传感器的测温原理是什么？运用热电阻效应原理，即物质的电阻率（电阻）随温度的变化而变化。

17.什么是压电效应？压电传感器与测量电路是如何进行特性匹配的？
压电效应是指某些结晶物质，当沿它的某个结晶轴施加力的作用时，内部出现极化现象，从而在表面形成电荷集结，电荷量与作用力的大小成正比
在传感器与放大器之间加入高阻抗的前置放大器，同时采用电压放大器和电荷放大器与之匹配
18.对于非稳态和瞬态参数应如何测量？测量系统的动态响应特性，而通常采用微分方程，传递函数以及幅频特性来描述
19.符合正态分布的随机误差具有哪四个特征？1）单峰性2）对称性3）有限性4）抵偿性
20.试举例说明光电传感器的四种应用形式？1）直接照射光电元件测光通量强度和光谱的强度分布；2)穿过被测物体测量被测物体的吸光强度；3）通过被测物体反射了解被测物表面的性质或状态；4）通过被测物得移动挡光了解物体的远动规律
21.测量仪器如何表示其准确度得级别？测量仪器通常采用这一百分比来表示仪器精度的级别
22.使用玻璃管液体温度计是应注意的问题？
1）零点漂移 2)露出液柱的校正
23.写出采用的一二阶测量仪器的频率特性。

24.写出直接测量的随机误差计算方法（包括计算步骤和计算方式）。