自动检测技术与装置(第二版) 复习题答案

1、检测仪表有哪几个基本的组成部分？各部分起什么作用。

答：检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器。

1.传感器直接与被测量对象相联系，感受被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。

2.变放大机构将感受件输出的信号直接传输给显示器或进行放大和转换，使之成为适应显示器的信号。

2、检测仪表的常用技术性能有哪些？
答：精度、变差、灵敏度和灵敏限、线性度、死区
3、按误差的来源分类，有哪几类？各类有何特点？
答：1检测系统误差 2随机误差 3 疏忽误差
系统误差的误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。

随机误差的特点是相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而便大时而偏小的误差现象。

随机误差既不能用实验方法消除，也不能修正，虽然他的变化无一定规律可循，但是在多次重复测量时，总体服从统计规律。

疏忽误差是指在一定的测量条件下，测得的值明显偏离其真值，既不具有确定分布规律，也不具有随机分布规律的误差，疏忽误差是由于测试人员对仪器不了解或因思想不集中，粗心大意导致错误的读数，使测量结果明显的偏离了真值的误差。

4 * 、说明弹簧管压力表的具体结构；使用中如何选择？
答：弹簧压力表也由外壳部分、指针、刻度盘。

弹簧管、弯管、和传动机构等六个主要部分主成。

弹簧管的内腔为封闭形式，外界压力作用于弹簧管外侧，使弹簧管变形，由传动机构带动指针转动指出环境压力。

压力表的选用原则：主要考虑量程、精度和型
5 * 、常用热电偶有哪几种？比较说明其主要的特点。

答：常用热电偶有：S （铂铑— 铂）、K （镍铬—镍硅）、E （镍铬—铜镍）三种
S 型的特点是熔点高，测温上限高，性能稳定、精度高、100度以下热电势极小，所以可不必考虑冷端温度补偿，价昂，热电势小，线性差，只适合于高温域的测量；K 型特点是热电势大，线性好，稳定性好，价廉，但材料较硬、在1000度以上长期使用会引起热电势漂移，多用于工业测量；E 型特点，热电势比K 型热电偶大50% 左右，线性好，耐高湿度，价廉，但不能用于还原性气氛，多用于工业测量。

6*、热电偶使用中为何常用补偿导线？补偿导线选择有什么条件？
答：使用补偿导线的作用，除了将热电偶的参考端从高温处移到环境温度相对稳定的地方外，同时能节约大量的价格较贵的金属和性能稳定的稀有金属，使用补偿导线也便于安装和线路铺设，用较粗直径和导电系数大的补偿导线代替电极，可以减少热电偶回路电阻以便于动圈式显示仪表的正常工作和自动控制温度。

条件：○
1补偿导线的热电特性要与热电偶相同或相近；②材料价格比相应热偶低，来源丰富。

使用补偿导线注意问题：1、补偿导线只能在规定温度范围内与热电偶的热电势相等或相近2、不同型号的热电偶有不同的补偿导线3、热电偶和补偿导线的接口处要保持同温度4、补偿导线有正、负级，需分别与热电偶正、负极相连
5、补偿导线的作用只是延伸热电偶的自由端，当自由端的温度不等于0时，还需进行其他补偿和修正。

7*、热电偶冷端温度有哪些补偿方法？
答：冷端温度补偿的方法有：1、补偿导线法；2、计算修正法；3、自由端恒温法；4、补偿电桥法；5、仪表零点调整法
8*、常用热电阻有哪些？写出各分度号。

答：常用的热电阻有：铂电阻（Pt10、Pt100），铜电阻（Cu50、Cu100）
9、热电偶测温系统组成中需要注意哪些问题？
答：使用热电偶组成一个温度检测系统，主要有两种情况，一是热电偶直接与显示仪表相连，显示仪表显示被测温度值，二是、热电偶先接到热电偶温度变送器，变送器输出的标准信号与被测温度呈线性对应关系，并送到显示仪表显示温度值。

对于第一种情况，显示仪表必须要与热电偶配套使用。

对于第二种情况，温度变送器也必须要和热电偶配套使用，必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器，补偿器产生的电势连同热电偶一齐作为显示仪表的输入信号，由于热电势与温度之间是一个非线性关系，因此显示表的标尺上的温度刻度也是非线性的。

10 * 、写出节流式流量计的流量公式，并说明公式中各符号表示什么？ 流量方程：P A q v ∆=102ραε P A q m ∆=102ραε
α：流量系数 ε：可膨胀系数 ρ：节流前密度 0A ：接流体开孔面 P ∆：差压
11 * 、常用的标准节流装置有哪些节流件，它们分别可用哪些取压方式？
答：常用的标准节流装置节流件有：孔板、喷嘴
取压方式：角接取压、法兰取压、理论取压、径距取压、损失取压
12、转子流量计适用于什么场合？使用中需要注意什么？
答：、转子流量计主要适用于中小管径、较低雷诺数的中小流量的检测；
使用流量计时应注意的几点：
1、转子流量计必须垂直安装，若倾斜一度，将造成0.8%的误差
2、转子流量计必须安装在垂管路，而且流体流动的方向必须是由下往上
3、转子流量计是非标准仪表，示值需要修正
12、标准节流装置的设计计算中，如何确定差压上限?
差压上限的确定是节流装置设计计算中的关键一步。

当节流装置一定时，△P max 由β决定，在相同的流量下， β↓ → △P max ↑→ 精度（灵敏度）↑→ 直管段↓ → δp ↑，确定差压上限△P max 的原则是在不超过工艺上的允许压损δp 的情况下， △P max 值尽量大。

在设计时，可根据实际情况，用下述方法选取合适的差压上限△P max 。

①允许压损有特别规定，可按下列经验公式确定差压上限
对于孔板 对于喷嘴 计算结果圆整到比它小，但最接近它的差压系列值
②对压损无特别规定，可根据q m 、 ρ1 、D 用下式计算
计算时取β=0.5，C=0.6
计算结果圆整到最接近它的差压系列值
差压上限数值系列为10、16、25、40、60等5个数，分别乘以10n ，n 为任意整数。

③对于大量使用节流装置的场所，为了便于管理和维护，应尽量减少差压仪表的规格号。

可考虑使用少数几种差
压上限。

➢ 当被测流体的工作压力较高，允许的压损较大时，可选用差压上限为△P max =40000Pa 或△P max =
60000Pa ；
➢ 当被测流体的工作压力为中等，允许的压损也为中等时，可选用差压上限为△P max =6000Pa 或△P max =
10000Pa ；
注意：若被测流体为气体，所选的差压上限一定要符合△P max /P 1≤0.25的要求。

不符合时。

可取差压上限系列值中较小的值，直到符合要求为止。

13、椭圆齿轮流量计是什么原理工作的？特别适用于什么场合？有什么特点？
答：（1）椭圆齿轮流量计的测量部分主要由两个相互啮合的椭圆齿轮及其外壳(计量室)所构成，两个齿轮在进出口流体压力差作用下交替的相互驱动，并各自绕轴做非匀速角速度的转动，在转动过程中连续不断的将充满在齿轮和外壳之间的固定容积内的流体一份份的排除，设固定的容积为V0，通过机械或其他的方式测出齿轮的转速，从而可以得到流体的总流量。

（2）椭圆齿轮流量计计量精度高，适用于高粘度介质流量的测量，但不适用于含有固体颗粒的流体(固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量)。

（3）椭圆齿轮流量计的特点：流量测量与流体的流动状态无关，这是因为是依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮旋转而进行计量的。

粘度愈大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的泄漏量愈小，因此核测介质的粘皮愈大，泄漏误差愈小，对测量愈有利。

14、手动电位差计有哪些回路？各回路有什么作用？
答：测量回路：通过平衡已知电势的电位差测出未知电势；
产生工作电流回路：使工作电流稳定不变；
校验回路：检测已知电位差与未知电势是否平衡。

15、请从原理、线路和使用上说明二种自动平衡显示仪表的异同点。

答：自动电子电位差计
工作原理：电压平衡，将被测电势与标准电势比较相等时，回路电流为0.
线路：不平衡桥路，电源为直流
测温时：配热偶，用补偿导线连接，电路有冷端温度补偿
自动电子平衡电桥
P
P δ)5.2~2(m a x =∆P P δ)5.3~3(m a x =∆12224
max 21)-14(ρβπβD C q P m =Δ
工作原理：桥路平衡，利用平衡电桥检测电阻值
线路：平衡电桥，电源为交、直流均可
测温时：配热阻，用三线制连线Ω⨯=5.221R
16、xcz-101和xcz-102动圈表有何相同和不同？
答：XCZ 型动圈仪表可指示被测参数；而XCT 型动圈仪表除对参数指示外，还有控制能力。

17、请画出电子自动电位差计的线路原理图。

例1某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为＋4℃，试确定该仪表的精度等级。

解:该仪表的相对百分误差为
如果将该仪表的δ去掉“＋”号与“％”号，其数值为0.8。

由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精度等级为1.0级。

例2
某台测温仪表的测温范围为0～1000℃。

根据工艺要求，温度指示值的误差不允许超过±７℃，试问应如何选择
仪表的精度等级才能满足以上要求？ 解:根据工艺上的要求，仪表的允许误差为 如果将仪表的允许误差去掉“±”号与“％”号，其数值介于0.5～1.0之间，如果选择精度等级为1.0级的仪表，其允许的误差为±1.0％，超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级仪表才能满足工艺要求。

%8.0%100200-7004δ+=×+=%7.0%1000
-10007δ±=×±=允。