《热工测量及仪表》学生练习题

习题1
1.01 某1.5级测量范围为0~100kPa 的压力表，在50kPa ，80kPa ，100kPa 三点
处校验时，某示值绝对误差分别为-0.8kPa ，+1.2kPa ，+1.0kPa ，试问该表是否合格？
1.02 有
2.5级，2.0级，1.5级三块测温仪表，对应得测量范围分别为-100~+500℃,
-50~+550℃,0~1000℃，现要测量500℃的温度，要求其测量值的相对误差不超过2.5%，问选用哪块表最合适？
1.03 请指出下列误差属于哪类误差？
a) 用一块普通万用表测量同一电压，重复测量十五次后所得结果的误差。

b) 观察者抄写记录时错写了数据造成的误差。

c) 在流量测量中，流体温度，压力偏离设计值造成的流量误差。

1.04 对某状态下的流体进行压力测量，得测量值如下：
n 1 2 3 4 5 6 7 8 P(kPa) 105.30 104.94 105.63 105.24 104.86 104.97 105.35 105.16 n 9 10 11 12 13 14 15 P(kPa) 105.71 105.70 104.36 105.21 105.19 105.21 105.32 试用统计学方法处理随机误差。

1.05对某喷嘴开孔直径d 的尺寸进行15次测量，测量值见下表，试用格拉布斯准则检验并判断该批数据是否含有粗大误差(取显著性水平＝0.05), 并求该喷嘴
真实直径 (要求测量结果的置信概率为95%,π=3.14,用t 分布).
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 测量值
120.49 120.43 120.40 120.43 120.42 120.30 120.39 120.43 序号
9 10 11 12 13 14 15 测量值 120.40 120.42 120.42 120.41 120.39 120.39 120.40
1.06 通常仪表有哪三个部件组成？
习题3
3.01 叙述热电偶工作原理和基本定律。

3.02 普通工业热电偶由什么组成？
3.03 常用标准热电偶的分度号及特点？
3.04 用铂铑10-铂热电偶测温，在冷端温度30℃时，测得热电势是12.30mv ， 求热端温度。

(附：铂铑10-铂热电偶分度表(分度号：S,冷端0℃),见教材) 3.05 用镍铬-镍铝标准热电偶在冷端温度30℃时，测得的电势30.2mv ，求该热 电偶热端温度。

(附：镍铬-镍铝热电偶分度表。

(分度号K ，冷端温端0℃) 见教材附录)。

3.06 用铜，康铜，铂两两相配构成三热电偶，已知：热电势），（铂铜0100-E =
0.75mv,），（铂康铜0100-E = -0.75mv ，求），（康铜铜0100-E 电势值。

3.07 用两支分度号为K 的热电偶测量A 区和B 区的温差，连接回路如下图所 示，当热电偶参比端温度0t 为0℃时，仪表指示200℃。

问在参比端温度 上升到250C 时，仪表指示值为多少？为什么？
图3.07
3.08热电偶测温时，为何要对冷端温度进行补偿？补偿方法有哪些？ 3.09用镍铬-镍硅热电偶测量壁温，测量系统如图所示。

已知t 0 =50℃,冷端补偿器所处温度为t 1 =30℃，冷端补偿器的平衡温度为20℃，动圈表的指示值为800℃，动圈表的机械零点预先调整到20℃。

求: (1)壁面的真实温度是多少？
(2) 如果补偿导线误用铜线，动圈表误用与铂铑10-铂所配用的动圈表，其他条件不变， 此时管壁的真实温度又是多少？
图3.09
3.10 简述压力式温度计的工作原理并分析引起其测量误差的影响因素。

习题4
4.01 热电阻测温原理是什么？比较热电偶温度计和热电阻温度的异同点。

4.02 普通工业热电阻由哪几部分组成？
4.03 已知非标准铜热电阻R 与温度t 呈线性函数，在200C 时的阻值 20R =16.28Ω，电阻温度系数3102
5.4-⨯=α/0C ，求该电阻在1000C 时的阻 值和该铜材料纯度W(100)。

习题5
5.01 在整个测量系统中，热电偶、热电阻作为测温元件，其显示仪表可配备哪 些？
5.02 简述电子电位差计和电子平衡电桥的异同点。

习题6
6.01 从降低误差的角度分析管内流体温度、壁面温度及高温气体温度应采取的
措施和方法。

6.02 壁面温度测量有哪几种接触方式？比较它们的导热误差的大小。

习题8
8.01 有一容器用封液位水银的U 行管压力计测得压力如图8-01，水银柱高
h =200mm ，已知大气压力101.325kPa ，求容器内的绝对压力和表压力（水银柱在200C 时的3/7.13545m kg =ρ）
8.02 用水银的U 行管压力计测量某容器中的气体压力，在水银柱上加了一段水
柱，水柱高2h =500mm ，水银柱高1h =800mm ，如图8.02，求容器内的气体压力（水在00C 时的3/2.998m kg =ρ）。

图8.01 图8.02
8.03 用单管压力计测得某压力，当封液是31/810m kg =ρ的染色酒精时，示值
1h =3.9kPa ，如改用32/850m kg =ρ酒精，问此时的示值是多少？
8.04 欧美制用PSI (bf/in 2)作为压力单位，bf 是力的单位，等于
N 44822.480665.945359237.0=⨯，
in 是长度单位，等于0.0254m ，请将1PSI 推导至SI 制压力值。

8.05 1标准大气压等于101325Pa ，请折算[bar ]、[kgf/m 2]、[mmHg ]、[mmH 2O ]、
[PSI ]，并写出演算过程。

8.06 测量某管道蒸汽压力，压力表低于取压口8m ，如图8.06，已知压力表的
示值P = 6MPa (表压)，水密度3/4.985m kg =水ρ，求蒸汽管道内的实际压
力（表压）及压力表低于取压口所引起的相对误差。

图8.06
8.07 用斜管压力计测量锅炉烟道中的负压，如图8.07所示，斜管倾角30=α°， 标尺水柱长度l = 200mm ，斜管内径d = 5mm ，宽容器内径D = 75mm ，当 地大气压P am 为100.92kPa ，求烟道负压及绝对压力。

图8.07
8.08在压力传感器（变送器）中, 将弹性元件位移信号转化为电信号的方式有哪些？它们各输出什么样的电信号？
8.09 若管道内水的压力大约为1.6MPa ，且压力大小比较稳定，用弹簧管压力表测量压力，要求示值误差在0.03MPa 以内。

请选择压力表的量程和准确度等级。

（准确度等级系列0.05，0.1，0.16，0.25，0.4，1.0，1.6，2.5，4.0；量程0-1, 0-1.6, 0-2.5,0-4.0*10n , n=-1，0，1……）。

8.10用标准孔板节流装置测量高压蒸汽的流量，取压口应在什么位置？与测量水和空气的取压口有何不同？为什么？
习题9
9.01 解释什么是质量流量、体积流量、瞬时流量及累计流量。

9.02 分别叙述容积式流量计、涡轮流量计、漩涡流量计、电磁流量计、转子流
量计的工作原理（文字说明）。

9.03 基型毕托管测量管道内水流量，已知内径D =100mm ，P ∆=5kPa ，
3/1000m kg =水ρ，95.0=p K ，求v q ，m q 。

9.04 叙述速度式流量计的工作原理。

9.05 某浮子流量计，满刻度值1000l/h (水标定)，不锈钢浮子材质钢ρ=2900kg/m 3。

现测量乙醇乙ρ=790kg/m 3流量，问其上限可达多少？若将换成铝合金浮子
铝ρ=2900kg/m 3，分别测水和乙醇时上限是多少？(3/1000m kg ==乙水ρρ)
9.06 已知管径D = 120mm ，管道内水流动的平均速度v =1.8m/s ，水密度
水ρ=990kg/m 3，确定该状态下水的容积流量和质量流量。

习题10
10.1 简述标准节流装置的取压方式
10.2 叙述标准节流装置测量流体流量的工作原理。

10.3 根据流体连续方程和伯努利方程，推导不可压缩流体的节流装置的流量公
式。

10.4 流量公式中εα,含义是什么？如何确定其数值，与哪些因素有关？ 10.5 测量水流量的一套标准孔板流量计，其最大流量G m ax =1200T/H ， 最大差
压 ∆P m ax =3500mm 水柱。

若测得压差为∆P=2500mm 水柱，问实际流量为多少？
习题11
11.1 叙述锅炉汽包水位常用的四种测量方法，简述其工作原理。

哪种水位计的结果更靠近汽包的重量水位？
习题12
12.1 在800℃工作的氧化锆氧量计，测得浓差电势为29.88mV ，试求炉烟中氧
的百分含量。

(已知空气中氧浓度20.8%)
12.2 为正确测量氧含量，使用氧化锆氧量计需要注意的五点是什么？。