仪表自动化第五章习题：温度检测
仪表自动化第五章习题：温度检测
第五章温度检测
1. 今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮肥厂中转化炉的温度,已知热电偶工作端温度为800℃,自由端(冷端)温度为30℃,求热电偶产生的热电势 E(800,30)。
解：由附录三可以查得
E(800,0)=33.277(mV)
E(30,0)=1.203(mV)
将上述数据代入式(5-3),即得E(800,30)=E(800,0) -E(30,0)=32.074 ( mV)
2 .某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0= 30℃,测得热电势 E(t,t0) =14.195mV，求被测介质的实际温度。
解:由附录一可以查得
E(30,0)=0.173(mV)
代入式(5-3)变换得
E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=0.173+14.195=14.368(mV)
再由附录一可以查得14.368mV对应的温度t为1400℃。
注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都是非线性的 (当然各种热电偶的非线性程度不同),因此在自由端温度不为零时,将所测热电势对应的温度值加上自由端温度,并不等于实际的被测温度。
3.什么叫温标？什么叫国际实用温标？
用来衡量温度的标准尺度，简称为温标。
为了使用方便，国际上协商确定，建立一种既使用方便、容易实现，又能体现热力学温度(即具
有较高准确度)的温标，这就是国际实用温标，又称国际温标。
4.接触式测温和非接触式测温各有何特点，常用的测温方法有哪些? 接触式与非接触式测温特点比较
热敏电阻测温
非接触式测温：辐射测温。
完整化工仪表与自动化的课后答案
第一章自动控制系统基本概念2.化工自动化主要包括哪些内容？答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？答.闭环控制系统具有负反馈到输入端的能力，它可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。
而开环控制系统，被控变量的情况是不反馈到输入端的。
4.自动控制系统主要由哪些环节组成？答:主要环节有，被控变量，测量元件和变送器，控制器，控制阀（执行器）。
12.什么是负反馈？负反馈在自定控制系统中有什么重要意义？答:把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端，并能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。
自动控制系统由于具备负反馈作用，可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况使反馈信号升高，经过比较，到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降到给定值，这样就达到了控制的目的。
15.按给定值的不同，自动控制系统可分为哪几类？答：定值控制系统，随动控制系统（自动跟踪系统），程序控制系统（顺序控制系统）。
20.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些？影响这些品质指标的因素是什么？答:衰减振荡过程的品质指标主要有：最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期(或频率)等。
影响因素:很大程度上决定于对象的性质，例如温控系统中，属于对象性质的主要素有，换热器的负荷大小，换热器的结构，尺寸，材质，换热器内的换热情况，散热情况及结垢程度等。
自动化装置的选择和调整不当，也会直接影响控制质量。
22.略，各自下去弄懂。
第二章过程特性及其数学模型1.什么是对象特性？为什么要研究对象特性？答对象特性是指被控对象及系统中的各类装备的特有性质规律。
研究对象特性是因为在自动化装置来模拟人工操作时，必须了解对象的特性，才能根据工艺对控制质量的要求，设计合理的操作系统，选择合适的被控变量和操纵变量，选用合适的测量元件和控制器。
化工仪表及自动化之温度检测及仪表
一、概述
1.应用热膨胀原理测温
利用液体或固体受热时产生热膨胀的原理,可以制成膨胀式 温度计。
图3-50 双金属片
图3-51 双金属温度信号器
1—双金属片；2—调节螺钉； 3—绝缘子；4—信号灯
一、概述
2.应用压力随温度变化的原理测温 3.应用热阻效应测温
4.应用热电效应测温 5.应用热辐射原理测温
自由电子从A扩散到B，扩散平衡时，A失去电子带正电荷， B得到电子带负电荷，因此在A、B接触处形成一定电位差， 即接触电势（帕尔帖电势）。
帕尔帖电势大小为：
eAB(T)
kTlnNA e NB
k —— 玻耳兹曼常数； K＝1.38×10-23
T —— 接触面的绝对温度；
e —— 单位电荷量； e = 1.6×10-19C
赛贝克（Seebeck）效应(热点效应)
1821年赛贝克发现了铜、铁这两种金属的温差电现象。 即在这两种金属构成的闭合回路中，对两个接头的中一个 加热即可产生电流。在冷接头处，电流从铁流向铜。由于 冷、热两个端（接头）存在温差而产生的电势差e，就是温 差热电势。
这种由两种不同的金属构成的能产生温差热电势的装 置称为热电偶。
分类 按测量方式 接触式与非接触式
一、概述
表5-1 各种温度计的优缺点及使用范围
4
接触式测温
❖ 温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两 者温度相等。
❖ 常用的接触式测温仪表： (1) 膨胀式温度计。 (2) 热电阻温度计。 (3) 热电偶温度计。 (4) 其他原理的温度计。
特点：
❖ 优点：直观、可靠，测量仪表也比较简单。 缺点： 由于敏感元件必须与被测对象接触， 在接触过程中就可能破坏被测对象的温度 场分布，从而造成测量误差。 有的测温元件不能和被测对象充分接 触，不能达到充分的热平衡，使测温元件 和被测对象温度不一致，也会带来误差。
辽宁石油化工大学化工自动化及仪表第5章 温度检测及仪表
-30 ～600 -20 ～350 0 ～250 0 ～1600 -50 ～1000 -50 ～600
结构简单，耐震，防爆能记录、 报警，价格低廉 测温范围广，精度高，便于远距 离、多点、集中测量和自动控制
精度低，测温距离短，滞后 大 需冷端温度补偿，在低温段 测量精度较低
由摄氏和华氏温标的定义，可得摄氏温度与华氏温度 的关系为：
9 tF 32 tC 5
（5-1）
经验温标是根据液体（如水银）在玻璃管内受热后体 积膨胀这一性质建立起来的，其温度数值会依附于所用测 温物质的性质，如水银的纯度和玻璃管材质，因而不能保 证世界各国测量值的一致性。
2. 热力学温标
热力学温标又称开尔文温标。开尔文温标的单位为 开尔文，符号为K，用T表示。规定水的三相点温度为 273.16K，1开尔文为1/273.16。有一个绝对0K，低于0K 的温度不可能存在。
（1）摄氏温标
规定标准大气压下，纯水的冰点为零度，沸点为100 度，两者之间分成100等份，每一份为1摄氏度，用表示， 符号为℃。它是中国目前工业测量上通用的温度标尺。 （2）华氏温标
规定标准大气压下，纯水的冰点为32度，沸点为212 度，两者之间分成180等份，每一份为1华氏度，符号为℉。 目前，只有美国、英国等少数国家仍保留华氏温标为法定 计量单位。
4. ITS-90国际温标 ITS-90国际温标中规定，热力学温度用 T90 表示，单位 为开尔文，符号为K。它规定水的三相点热力学温度为 273.16K，1K为1/273.16。同时使用的国际摄氏温度用t90 表 示，单位是摄氏度，符号为℃。每一个摄氏度和每一个开 尔文量值相同，它们之间的关系为：
1. 接触式测温
自动检测技术及仪表-课后作业
1、教材P69第12题； 2、以上题目中的第4、5、6、7题。
第 三 讲
第四章 过程参数检测技术及仪表----过程参数的检测方法
1. 检测过程参数的作用是什么？工业上常见的过程参数主要有哪些？ 2. 过程参数的测量方法有哪些？如何考虑选用测量方法。 3. 传感器、变送器的作用各是什么？二者之间有什么关系？ 4. 简述变送器的基本构成及理想输入输出特性，写出其输入输出表达式。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6. 一台温度变送器当输入信号从100℃变到900℃时，输出信号由4mA上升至
20mA，求此台仪表的灵敏度。 7. 测量80mA的电流信号，要求最大误差小于1.2mA，下列仪表选哪台合 适？
(a)、0~200mA 1.0级
(b)、0~100mA 1.0级
(c) 、 0~100mA 1.5级
本章节应完成的作业如下：
2、论述自动检测技术的发展趋势。
动 检 测 技 术 及 仪 表
杨
第二章：检测仪表系统的构成原理
1. 自动检测系统的基本构成是什么？各环节的作用是什么？ 2. 自动检测仪表及系统的种类主要有哪些？简述其发展方向。
3. 检测的基本方法有哪些？其特点是什么？如何确定检测方法。
4. 传感器的作用是什么？基本构成原理有哪能些? 5. 检测仪表系统的信号选择方法有哪能些？ 6. 提高仪表检测精度的方法.有哪能些？ 第 二 讲
化工仪表及自动化第五版课后习题答案完整版
化工仪表及自动化_第五版_课后习题答案完整版习题答案《化工仪表及自动化》第五版厉玉鸣主编化学工业出版社Ex1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。
(2)减轻劳动强度,改善劳动条件。
(3)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。
(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
习题(第一章)Ex2.化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
习题(第一章)Ex3.闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。
从信号传递关系上看,构成了一个闭合回路。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制。
从信号传递关系上看, 未构成闭合回路。
Ex7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方块图。
Ex8.测量元件与变送器:用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);控制器:将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用特定的信号送住执行器。
执行器:能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能量,从而克服扰动影响,实现控制要求。
习题(第一章)Ex9.被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。
被控变量:被控对象内要求保持给定值的工艺参数。
检测仪表习题集
图 5－1（b）
图 5－1（c）
12、常用的热电偶有哪些？与它们所配用的补偿导线是什么？
13、何为补偿导线？选择和使用补偿导线时要注意什么？补偿导线的作用是什么？
14、使用热电偶测温时为何要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿方法有那些？
15、在用热电偶测温时，使用补偿导线要注意哪些问题？
16、在使用热电偶测温时，若已经使用了相配套的补偿导线，是不是就不用使用冷端温度补偿了？
14、分析说明 BYM 型压力传感器的测量原理；并写出输出电压表达式 U0=f(ΔZ)
15、测量某处压力共进行了 100 次，其算术平均值为 100.00KPa，测出最大一次是 100.09KPa，试估 计在这 100 次测量中落在 100 土 0.03KPa 之间大约有多少次？落在 100 土 0.09KPa 之间大约有多少 次？落在 100 土 0.03KPa ～100 土 0.09KPa 之间大约有多少次？ 16、某台空气压缩机的缓冲罐，其工作压力范围为 1.1～1.6MPa，工艺要求就地观察罐内的压力，并 要求测量结果的误差不得大于罐内压力的土 5%，试选择一只合适的压力计(类型、测量范围、精度等 级)。 17、某合成氨厂合成塔压力控制指标为 14 土 0.4MPa，要求就地指示压力。试选压力表(类型、测量 范围、精度等级)。 18、现有一只测量范围为 0～1.6MPa，精度为 1.5 级的普通弹簧管压力表，校验后其结果如表 1－1
图 3－3 双法兰式差压变送器测量密闭容器液位 10、浮力式物位检测方法有哪几种？ 11、什么是电气式物位检测？常用的方法有哪些？ 12、电容式物位检测中，常用的电容检测方法有哪些？ 13、超声物位检测中利用了超声波的哪些特性？ 14、超声波的发射和接受是如何实现的？ 15、超声物位检测中为何要进行温度补偿？常用的补偿方法有哪些？ 16、射线式物位检测的原理是什么？射线式物位检测系统组成有哪些？ 17、在述液位检测仪表中，受被测液体密度影响的有哪几种，并说明原因。 (1)玻璃液位计 (2)浮力式液位计 (3)差压式液位计 (4)电容式液位计 (5)超声波液位计 (6)射线式液位计 18、所学习过的物位检测方法中，哪些是非接触式测量？
自动检测技术 第五章作业及答案
当热端为557℃,冷端为20℃时,由于E (20,0=0.789mV ,故有:
(0,t E (0,t t E =(0,0t E -=23.08-0.789=22.291mV
由此电势,查表可得显示仪表指示值应为538.6℃。经查表:530℃对应21.924mv ,540℃对应22.35mv查表线性插值得到:6.538924.21291.22(924
所以得温度计插入最小深度147.082
.406
==
l m
补充作业:用pt500热电阻测量温度,测得其电阻值分别为577.70Ω,616.20Ω,587.35Ω, 624.85Ω,求被测温度。(注:分度表中没有的用线性插值。
解:
经查表:60℃对应123.24Ω,40℃对应115.54Ω
经查表:60℃对应123.24Ω,80℃对应130.9Ω
(3低于500 ℃ (4偏高
题5.16用套管式温度计测量管道内蒸汽温度,已知套管壁厚为1.5mm ,长度为50mm ,套
管导热系数40=λW/m ℃,蒸汽与套管间对流系数100=αW/m ℃,并忽略辐射换热。当温度计读数为160℃,管壁温度为40℃时,求:①蒸汽实际温度是多少?②如果要求测量误差小于0.5%,温度计插入管道的最小深度是多少?
560550550(23.0822.776557.12
23.20322.776-+⨯-=-
题5.14在用热电偶和热电阻测量温度时,若出现如下几种情况,仪表的指示如何变化? (3若热电偶热端为500℃,冷端为25℃,仪表机械零点为0℃,无冷端温度补偿。向该仪表的指示将高于还是低于500℃?
(4用热电阻测温时,若不采用三线制接法,而连接热电阻的导线因环境温度升高而电阻增加时,其指示值偏高还是偏低?
化工仪表及自动化答案-10
2.冷端温度补偿的方法C
（3）校正仪表零点法：工业常用，对测温要求不太高时使用。 • 一般仪表未工作时指针应指在零位上（机械零点）。热电
偶测温时，要使仪表指示值不偏低，可预先将仪表指针调 整到相当于室温的数值上。
2.冷端温度补偿的方法D
（4）补偿电桥法：工业上最常用 • 方法：利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶因冷端
种类
⎧ 膨胀 ⎪式
⎪
接 ⎪ 膨胀
触
⎪ ⎪
式
式
⎪ ⎪
压力 式
测⎨
温
⎪ ⎪
热电
仪⎪ 偶
表
⎪ ⎪ ⎪
热电
⎪阻
⎩
玻璃球体
双金属
液体 气体 蒸汽 铂铑-铂 镍铬-镍硅 镍铬-考铜 铂 铜
优点
结构简单，使用方便， 测量准确，价格低廉
结构紧凑，牢固可靠
结构简单，耐震，防爆 能记录、报警，价格低 廉
测温范围广，精度高， 便于远距离、多点、集 中测量和自动控制
t
3.方法
4.注意
• 使用补偿导线时，要注意型号匹配。 表3-7 （P79）常用热电偶的补偿导线
• 极性不能接错，热电偶正、负极分别与补偿导线正、负极 相接。
• 热电偶与补偿导线连接端所处的温度在0~100℃内。
（四）冷端温度的补偿
1.冷端温度补偿的作用★ 2.冷端温度补偿的方法★ （1）冷端温度保持为0℃的方法 （2）冷端温度修正法 （3）校正仪表零点法 （4）补偿电桥法 （5）补偿热电偶法
测得
查表得
Eg6.用镍铬-铜镍热电偶测量某加热炉的温度。测得的热电势 E(t,t1)=66982μV，而自由端的温度t1=30℃，求被测的 实际温度。
测量仪表及自动化习题4
第五章温度测量及变送第六章显示仪表45.简述热电偶测量原理和补偿导线的作用。
46.简述热电阻测量原理和三线制连接的作用。
47.简述需要进行热电偶冷端温度处理的原因及其方法。
48.名词解释：热电效应。
49.当热电阻短路时，自动平衡电桥应指示（）a、0℃b、最上限温度c、最下限温度50.与热电偶配用的自动电位差计，当输入端短路时，应显示（）a、下限值b、环境温度（室温）c、上限值51.热电偶测温时，采用补偿导线是为了（）。
A 冷端补偿B 消除导线电阻的影响C 将冷端延伸至其他地方D 降低费用52.补偿导线的正确敷设，应该从热电偶起敷到（）为止？A 就地接线盒B 仪表盘端子板C 二次仪表D 与冷端温度补偿装置同温的地方53.用电子电位差计测热电偶温度，如果热端温度升高2℃，室温（冷端温度）下降2℃，则仪表的指示（）A 升高2℃B 下降2℃C 不变D 升高4℃54.在用热电阻测量温度时若出现热电阻断路时，与之配套的显示仪表如何变化（）A 指示值最小B 指示值最大C 指示值不变D 指示室温55.用K分度号的热偶和与其匹配的补偿导线测量温度。
但在接线中把补偿导线的极性接反了，则仪表的指示（）A.偏大、B.偏小、C.可能大,也可能小,要视具体情况而定。
56.某人将镍铬-镍硅补偿导线极性接反，当电炉温度控制于800℃时，若热电偶接线盒处温度为50℃，仪表接线板处温度为40℃，问测量结果和实际相差多少？已知：E(800℃, 0)=33.29mv E(40℃, 0)=1.61 mV E(761℃, 0)= 31.68 mV E(841℃, 0)=34. 9mv E(50℃, 0)=2.02 mV E(741℃, 0)=30.82 mV E(742℃, 0)=30.90mv57.用K型热电偶测温。
已知回路热电势为15.000mV，冷端温度20℃，试求热端温度。
下列分度表数据可供选用：E(20)=0.798mV，E（347）=14.167mV，E(348)=14.208，E(385)=15.763mV，E(386)=15.805mV。
过程控制与自动化仪表(第3版) 第5章 思考题与习题
第5章 思考题与习题1．基本练习题（1）过程控制系统方案设计的主要内容有哪些？一般应怎样选择被控参数？答：1）主要内容有:熟悉控制系统的技术要求和性能指标；建立控制系统的数学模型；确定控制方案；根据系统的动态和静态特性进行分析与综合；系统仿真与实验研究；工程设计；工程安装；控制器参数整定。
2）被控参数的选择：对于具体的生产过程，应尽可能选取对产品质量和产量、安全生产、经济运行以及环境保护等具有决定性作用的、可直接进行测量的工艺参数作为被控参数。
当难以用直接参数作为被控参数时，应选取直接参数有单值函数关系的所谓间接参数作为被控参数。
当采用间接参数时，该参数对产品质量应该具有足够高的控制灵敏度，否则难以保证对产品质量的控制效果。
被控参数的选择还应考虑工艺上的合理性和所用测量仪表的性能、价格、售后服务等因素。
（2）控制通道0/T τ的大小是怎样反映控制难易程度的？举例说明控制参数的选择方法？答：1）一般认为，当/0.3o T τ≤时，系统比较容易控制；而当/0.5o T τ>时，则较难控制，需要采取特殊措施，如当τ难以减小时，可设法增加o T 以减小/oT τ的比值，否则很难收到良好的控制效果。
2）控制参数的选择方法：选择结果应使控制通道的静态增益o K 尽可能大，时间常数o T 选择适当。
控制通道的纯时延时间o τ应尽可能小，o τ与o T 的比值一般应小于03。
干扰通道的静态增益f K 应尽可能小；时间常数f T 应尽可能大，其个数尽可能多；扰动进入系统的位置应尽可能远离被控参数而靠近调节阀（执行器）。
当广义被控过程（包括被控过程、调节阀和测量变送环节）由几个一阶惯性环节串联而成时，应尽量设法使几个时间常数中的最大与最小的比值尽可能大，以便尽可能提高系统的可控性。
在确定控制参数时，还应考虑工艺操作的合理性、可行性与经济性等因素。
（3）调节器正反作用方式的定义是什么？在方案设计中应怎样确定调节器的正反作用方式？1）定义：当被控过程的输入量增加（或减少）时，过程（即被控对象）的输出量也随之增加（或减少），则称为正作用被控过程；反之称为反作用被控过程。
仪表自动化部分习题答案
仪表⾃动化部分习题答案第⼀章⾃动控制系统基本概念 (1)第⼆章过程特性及其数学模型 (2)第三章检测仪表与传感器 (2)第四章⾃动控制仪表 (3)第五章执⾏器 (3)第六章简单控制系统 (3)第七章复杂控制系统 (3)第⼀章⾃动控制系统基本概念2、化⼯⾃动化⼀般包括⾃动检测、⾃动保护、⾃动操纵和⾃动控制等⽅⾯的内容。
或：⾃动检测系统、⾃动信号和联锁保护系统、⾃动操纵及⾃动开停车系统、⾃动控制系统。
4、⾃动控制系统由被控对象、测量元件变送器、控制器、执⾏器组成。
6、 FRC/305：流量记录控制仪表，集中仪表盘⾯安装，⼯段号为3，仪表序号为05PI 307：压⼒指⽰仪表，就地安装，⼯段号为3，仪表序号为07TRC/303：温度记录控制仪表，集中仪表盘⾯安装，⼯段号为3，仪表序号为0311被控对象：反应器；被控变量：反应器内温度；操纵变量：冷却⽔流量⼲扰：冷却⽔温度、压⼒，AB物料温度、流量、组成、纯度，搅拌速率等。
20、⾃动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有最⼤偏差、超调量、衰减⽐、振荡周期或频率、过渡时间。
对于⼀个⾃动控制系统，过渡过程品质的好坏很⼤程度上决定于对象的性质，⾃动化装置的选择和调整不当也会直接影响控制质量，此外，在控制系统运⾏过程中，⾃动化装置的性能变化也会影响控制质量。
第⼆章过程特性及其数学模型8、反应对象特性的参数有放⼤系数K、时间常数T、滞后时间τ放⼤系数K：在数值上等于对象处于稳定状态时输出的变化量与输⼊的变化量之⽐；放⼤系数越⼤，被控变量对这个量的变化就越灵敏。
时间常数T：指当对象受到阶跃输⼊作⽤后，被控变量如果保持在初始速度变化，达到新的稳态值所需的时间；时间常数越⼤，对象受到⼲扰作⽤后被控变量变化得越慢，达到新的稳定值的时间就越长。
滞后时间τ：是纯滞后时间和容量滞后时间的总称，它反映对象受到输⼊作⽤后，输出不能⽴即、迅速变化的现象；系统受到⼲扰后，由于滞后作⽤存在，被控变量不能⽴即反就出来，也就不能及时产⽣控制作⽤，整个系统的控制质量会受到严重的影响。
自动检测技术--温度测量(及课后答案)
NB
_
由上式可知：接触电势取决于两种导体的性质和接触点 的温度，与导体的形状及尺寸无关。
（2）温差电势
定义：温差电势是同一导体的两端因其温度不同而 产生的一种电势。 t>t0 t0 A t eA(t,t0)
A 为导体的汤姆逊系数，表示温差为1℃时所产生的电动势数值。
eA (t , t0 ) Adt
摄氏温标： ①水银玻璃温度计； ②水的冰点为0℃ 、沸点为100℃； ③ 100等份。
举例：五种温度计，测温质分别是氢气、空气、铂丝、 电偶和水银，其测温的物理性质分别为气体的压强、电 阻、电动势和水银的长度；基准点都是以冰的熔点和水 的沸点为0度和100度。
结论:对应同一个冷热程度，各种温度计的读数是不一样的。
需冷端温度补偿，在低温 段测量精度较低
测量精度高，便于远距离、 不能测高温，需注意环境 多点、集中测量和自动控 温度的影响 制 测温时，不破坏被测温度 场 低温段测量不准，环境条 件会影响测温准确度
非接 触式 测温 仪表
辐射 式 红外 线
测温范围大，适于测温度 易受外界干扰，标定困难 分布，不破坏被测温度场， 响应快
Q1 T 273.16 ——仅具物理意义，因为理想可逆过程无法 Q2 实现，故热力学温标也无法实现。 理想气体温标（等价于热力学温标） 理想气体状态方程（V一定时）
P T nR 恒量 P3 T3 V
P P 任意点温度： T T3 273.16 P3
P3
定容式气体温度计：通过压强的变化测出温度的变化。 技术上可实现，但不方便。
接触电势 温差电势
下标 A表示正电极， B表示负电极。由于温差电 势比接触电势小很多，常常把它忽略不计，因 而热电偶的热电势可表示为：
《化工(测量)仪表与自动化》(复习题)
44. 一台测量液体用的转子流量计,测量范围为 0～25 m3／h,用来测量某介质的流量,已知被测介质的密度为0.8g／cm3,转子的密度为7.9g／cm3,试问:当流量计指示在 20 m3／h时,被测介质的实际流量应是多少?
28. 选择用压力法测量开口容器液位时，液位的高低取决于（ ）A 取压点位置和容器横截面 B 取压点位置和介质密度 C 介质密度和横截面
29. 浮球式液位计适合于如下哪一种情形的使用条件？（ ）A 介质粘度高、压力低、温度高 B 介质粘度高、压力低、温度低C 介质粘度低、压力高、温度低 D 介质粘度高、压力高、温度低
32. 利用差压法测液位，如图所示。差压变送器的正压室引压管线内通入与容器中相同的液体，液体密度为ρ；负压室引压管线通入气相，密度忽略。请列出差压与液位L间的关系，并指出应该实施的迁移量。
第四章 流量测量及变送
33. 简述电磁流量计工作原理及其特点。
34. 简述椭圆齿轮流量计工作原理及其特点。
39. 在管道上安装孔板时，如果将方向装反了会造成：( )a.差压计倒指示 b. 对差压计指示无影响 c.差压计指示变大 d. 差压计指示变小
40. 罗茨流量计，很适合对（ ）的测量。 A 低粘度流体 B 高雷诺数流体 C 含砂脏流体 D 高粘度流体
《自动控制仪表与装置》综合习题
说明：选择题除了正确选择答案外还应给出选该答案的理由
绪论、第一章 概述
1. 如何评价测量仪表性能，常用哪些指标来评价仪表性能？
自动检测第五章计算练习题(2)
1.自动电子电位差计是如何基于补偿测量法工作的？线路电阻值的变化，对电子电位差计的测量有无影响？为什么？答：自动电子电位差计的简单原理图，当热电势Er 与已知的支流压降相比较时，若Er ≠Ucb,其比较之后的差值经放大器放大后，输出足以驱动可逆电机的功率，使可逆电机又通过一套传动系统去带动滑动触点C 的移动，直到Et=Ucb 时为止。
这是放大器输入信号为零，可逆电机不再转动，测量线路就达到了平衡，这样Ucb 就可以代表被测量的Er 值。
由此可知，电子电位差计是利用已知的电压Ucb 去补偿未知的热电势Et 的，故是基于补偿测量法工作的。
由于当Et=Ucb 时，热电阻回路是没有电流流过的，因此线路电阻值的变化，对电子电位差计的测量不会造成影响的。
2.电子电位差计是如何实现对热电偶冷端温度自动补偿的？答：如图4-2所示是电位差计的测量电桥，电位R 2用铜丝绕制，让R 2与热电偶冷端处于同一温度。
因为铜电阻的阻值随着温度升高而增加，则R 2上的电位差也增加。
而热电偶的热电势却随冷端温度的升高而降低，如配置得当，就可以达到温度补偿的目的。
3、对于配有配有镍铬-镍硅热电偶，且标尺始端为0℃的电子电位差计，当热电偶的热端为0℃，冷端为25℃时，问这时应指示多少度？输入信号为多少？若热端为0℃，冷端也为0℃时，这时应该指示多少度？输入信号为多少？答案：因为电子电位差计的冷端补偿为25℃设计的，所以当热电偶的热端为0℃，冷端为25℃时，指示应为0℃。
若热端为0℃，冷端也为0℃时，送到放大器的输入信号约为+1000μv 这时应该指示25℃.4.某台电子电位差计的标尺范围是0～1100℃，热电偶参比端温度是20℃.如果不慎将热电偶短路，则电子电位差计的指示值多少？答案：当热电偶短路时，可以认为两热电极间的电势为零。
热电偶参比端温度是20℃，但电子电位差计的冷端补偿为25℃设计的，故仍为过补偿，放大器的输入信号为正值，仪表的指针应指在高于0℃（约5℃左右）5．普通电子电位差计是否可以用来测量温度差？并要注意哪些问题？答案：普通电子电位差计是可以用来测量温度差的。
化工仪表格—温度学习的试题含答案
.热电偶的热电特征由电极资料的化学成分和物理性质决定，热电势的大小与构成热偶的资料和两头温度相关，与热电偶的粗修长短没关。
（√）答热电偶工作原理：取两根不一样资料的金属导线A和B，将其焊接而成，焊接的一端插入被测介质中，感觉被温度，称为工作端（热端），另一端与导线相连，称为自由端（冷端）。
则回路热电势两种导体资料都能够配制成热电偶。
(√)热电偶的热电特征是由其丈量端和参比端的温差决定的。
(×）答：是由热电偶电极资料决定的热电偶的热电势是由接触电势和温差电势构成的。
(√)热电偶丝越细，热端接合点越小，则热惯性越大。
(×）答：和粗细没关系，只与资料相关热电偶温度变送器的输出信号随热电偶冷端温度变化。
(×)答：当冷端温度固定，热电偶温度变送器的输出信号随热电偶热端温度变化热电偶温度变送器的输入信号是热电势，因为热电势和温度不可线性，所以该仪表输出信号和温度不可线性关系。
（×）答：热电偶温度变送器的输入信号是热电势，热电势和温度不可线性。
经温度变送器线性化后该仪表输出信号和温度成线性关系8. 热电偶的热电势E(200℃，100℃)等于E（100℃、0℃)。
(×)答：热电偶热电势和温度不是正比率，所以错。
9.在热电偶回路中接入第三种资料的导线后，即便第三种导线的两头温度同样，则第三..种导线的引入也影响热电偶的热电势。
（×）答：在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶所产生的热电势数值并没有影响。
可是一定保证引入线两头的温度同样。
热电偶正、负极时，可依据亲磁状况辨别。
不亲磁为正极，稍亲磁为负极。
(√)为分辨S型热电偶的正负极，可依据偶丝的软硬程度来判断，较硬着是铂铑丝，为正极。
(√)于赔偿导线是热电偶的延长，所以热电偶的热电势只和热端、冷端的温度相关，和补偿导线与热电偶连结处的温度没关。
(×)答：赔偿导线：它也是由两种不一样性质的金属资料制成，在必定温度范围内（0～100℃）与所连接的热电偶拥有同样的热电特征，其资料又是低价金属。
自动化仪表作业及答案参考
第一章：作业：1.DDZ 和QDZ 的信号传输标准，DCS 和FCS的名词解释2.某压力表刻度0～100kPa，在50kPa处测量值为49.5kPa，求在50kPa处仪表示值的绝对误差、示值相对误差和示值引用误差？3.某台测温仪表的测温范围为－100～700℃，校验该表时测得全量程内最大绝对误差为＋5℃，试确定该仪表的精度等级。
4.某台测压仪表的测压范围为0～8MPa。
根据工艺要求，测压示值的误差不允许超过±0.05 MPa，问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求？5.某待测电流约为100mA,现有0.5级量程为0~400mA 和 1.5级量程为0~100mA的两个电流表，问用哪一个电流表测量比较好？6.某DDZ-Ⅲ型温度变送器测量范围是300-700℃,当温度由400℃变化到600℃时,变送器的输出如何变化？7.差压变送器的量程为0~100 KPa，现负迁移50%，仪表的量程和测量范围分别为？答案：1.QDZ信号标准：20kPa~100kPaDCS: 集散控制系统FCS：现场总线控制系统2.3.4.5.解：用0.5级量程为0~400mA 电流表测100mA 时，最大相对误差：用1.5级量程为0~100mA 的电流表测100mA 时，最大相对误差：说明选择合理的量程，即使用1.5级表也可以比0.5级表准确。
6. 8mA ~16mA7. 仪表的量程为100Kpa 仪表的测量范围为-50~50Kpa第二章：作业：课后2，4，5，6，7，8，9，11，19，202-2 用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？其冷端温度补偿的方法有哪几种？2-5由K 分度号热电偶(包括补偿导线)、冷端温度补偿器和配K 分度号的动圈仪表组成一个温度检测系统，测量显示782℃，此时室温为32℃，后来发现所用的冷端补偿器型号为S ，与K 分度号热电偶不配套，则实际温度？2-6 用K 型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mV ，冷端（室温）为25C ，求设备的温度？如果改用E 型热电偶来测温，在相同的条件下，E 热电偶测得的热电势为多少？1400%0.5%2%100m x X S x γ=⨯=⨯=2100% 1.5% 1.5%100m x X S x γ=⨯=⨯=2-12某台空压机的缓冲器，其工作压力范围为1.1~1.6MPa，工艺要求就地观察罐内压力，并要求测量结果的误差不得大于罐内压力的 5％，试选择一台合适的压力计(类型、测量范围、精度等级)，并说明其理由。
自动检测第五章复习题
1． 用K 热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20ｍＶ，冷端（室温）为25℃，求设备的温度？如果改用E 电热偶来测量温时，在相同的条件下。
E 热电偶测得的热电势为多少？解：⑴ 当热电势为20ｍＶ时，此时冷端温度为25℃，即E(t,t 0)=20ｍＶ查表可得 E(t 0,0）=E(25，0）=1ｍＶ因为 E(t,0)= E(t,t0)+E(t0,0)=20+1=21ｍＶ℃由此电势，查表可得t=509℃，即设备温度为509℃.⑵ 若改用E 热电偶来测温度时，此时冷端温度仍为25℃。
查表可得E(t0，0)=E(25，0)=1.05ｍＶ 当509℃，查表可得 E(t,0)=E （509，0）=37.7ｍＶ因为E(t,t0)= E(t,t0)-E(t0,0)=37.7-1.5=36.2ｍＶ即E 热电偶测得的热电势为36.2ｍＶ。
2． 现用一只镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30℃，显示仪表为动圈仪表（即XCZ-101）,此仪表的机械零位为0℃，这时指示值为400℃，若认为换热器内的温度为430℃，对不对？为什么？正确值是多少？解：不对。
因为此时冷端度为30℃.而仪表的指示值（400℃）是在仪表的机械零位在0℃时的值。
所以，此时仪表指示值不是换热器的实际温度。
查表可得E(400,0)=28.943ｍＶ.此热电势即为E(t,30),即E(t,30)=E(400,0)=28.943ｍＶ因为 E(t,t0)=E(t,t 0)+E(t 0,0)=E(t,30)+E(30,0)=28.943+1.801=30.744ｍv查表可得：t=422°C.有上面分析可看出，换热器的实际温度不是简单的仪表指示值与冷端温度之和，而是热电势之和。
即仪表指示值所对应的热电势值E(t ，30）加上热端为30℃冷端为0℃时的热电势，由此才能得到实际温度下的热电势E(t ，0），这样查表即可得到实际温度t 的值。
化工仪表及自动化课件第五节 温度检测及仪表
室外温度传感器 装配式热电偶
一、 膨胀式温度计
膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的
性质制成的，测温敏感元件在受热后尺寸或体积
发生变化，采取一些简便方法，测出它的尺寸或
体积变化的大小。
分类：液体膨胀式、固体膨胀式
一、玻璃管温度计
（一）工作原理
4
利用玻璃管内液体的体积随温度
的升高而膨胀的原理。
化进行测量。
温包：传热、容纳膨
抗 震 压 力 表
胀介质；
毛细管：传递压力； 弹簧管：显示压力
（温度）。
（二）使用方法与特点
对毛细管采取保护措施，防
止损坏；注意安装方式与位
置对精度的影响。
特点：结构简单，价格便宜， 刻度清晰，防爆。精度差， 示值滞后时间长，毛细管易 损坏。
河北凯瑞贺仪表厂压力式温度计
注意
当A、B材料相同时， E(t、t0)= 0 当t=t0， E(t、t0)= 0
四、插入第三根导线的问题
在热电偶回路中引入第三种 导体，只要第三种导体两端 的温度相同，则此第三种导 体的引入不会影响热电偶的 热电势。
t A t
0
B
t0
t
0
t0
t
t0 t
t0 t
C
实用价值：可在热电 偶回路中接入连接导 线和测量仪表。 可采用分立的热电偶 测量固态金属表面温 度和 液态金属温度。
（2）华式温标（F）
华式温标规定在标准大气压下，水的冰点为32度，水的沸 点为212度，在这两个固定点之间划分180等份，每一份称为 华式一度。华式温标与摄氏温标有如下的关系： m=1.8n+32(F) 式中，m、n分别表示华式温度值和摄氏温度值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章温度检测
1. 今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮肥厂中转化炉的温度,已知热电偶工作端温度为800℃,自由端(冷端)温度为30℃,求热电偶产生的热电势E(800,30)。
解：由附录三可以查得
E(800,0)=(mV)
E(30,0)=(mV)
将上述数据代入式(5-3),即得E(800,30)=E(800,0) -E(30,0)= ( mV)
2 .某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0= 30℃,测得热电势E(t,t0) =，求被测介质的实际温度。
解:由附录一可以查得
E(30,0)=(mV)
代入式(5-3)变换得
{
E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=+=(mV)
再由附录一可以查得对应的温度t为1400℃。
注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都是非线性的(当然各种热电偶的非线性程度不同),因此在自由端温度不为零时,将所测热电势对应的温度值加上自由端温度,并不等于实际的被测温度。
3.什么叫温标什么叫国际实用温标
用来衡量温度的标准尺度，简称为温标。
为了使用方便，国际上协商确定，建立一种既使用方便、容易实现，又能体现热力学温度(即具
有较高准确度)的温标，这就是国际实用温标，又称国际温标。
4.接触式测温和非接触式测温各有何特点，常用的测温方法有哪些接触式与非接触式测温特点比较
热敏电阻测温
非接触式测温：辐射测温。