检测仪表习题集
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图 2-1 霍尔压力传感器 10、电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有哪些不同?试比较它们的优缺点。 11、电阻应变传感器常采用什么样的测量线路?试说明其工作原理。 12、扩散硅压力变送器和电容式压力变送器的工作原理是什么?有何特点? 13、试说明差动变压器的工作原理。[提示:画出结构图、给出部件名称、说明工作原理并绘出输入 (铁芯位移)—输出(电压值)的关系曲线]
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
差测量系统。已知 T1 =420℃,t0 ’=30℃,测得两点温差电势危,试求两点温差为多少?后来发现, T1 温度下的那只热电偶错用 E 型,其它都正确,试求两点温度差。
所示,试问这只表合格否?它能否用于集空气储罐的压力测量(该储罐工作压力为 0.8~1.0MPa,测量
的绝对误差不允许大于 0.05MPa)?
表 1-1 压力表校验数据
上行程
下行程
被校表读数 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6
1.6 1.2 0.8 0.4 0.0
标准表读数 0.000 0.385 0.790 1.210 1.595 1.595 1.215 0.810 0.405 0.000
图 3-1 零点迁移 7、用单法兰液位计测量开口容器内液位,如图 3-2 所示,其最低液位和最高液位到仪表的距离分
别为, h1 = 1m , h2 = 3m 若被测介质的密度 ρ = 980Kg / m3 ,求:
(1)变送器的量程是多少? (2)是否需要零点迁移,迁移量是多少?
h2 h1
图 3-2 单法兰式差压变送器测量开口容器液位 8、如图 3-3 所示用双法兰式差压变送器测量密闭容器中有结晶性液体的液位。已知被测液体的密
第四章 流量检测
1、 什么是体积流量?什么是质量流量? 2、 什么是瞬时流量?什么是累积流量? 3、 体积流量有哪些测量方法?质量流量有哪些测量方法? 4、 什么是速度法流量检测?其特点有哪些? 5、试述差压式流量计测量流量的原理是什么,并说明那些因素对差压式流量计的测量有影响? 6、什么是标准节流装置?有哪几种形式?它们分别采用哪几种取压方式? 7、什么是流量检测仪表的量程比?当实际流量小于仪表量程比规定的最小流量时,会产生什么情 况?请举例说明。 8、有一台电动差压变送器配标准孔板测量流量,差压变送器的量程为 16KPa,输出为 4~20mA,对 应流量为 0~50t/h。工艺要求在 40t/h 时报警。问: (1)差压变送器不带开方器时,报警值设在多少? (2)带开方器时,报警值设在多少? 9、某孔板在制造时其孔径比计算值小了些,问其流量指示会比计算流量(刻度流量)偏高还是偏低? 为什么? 9、电磁流量计的工作原理是什么?它对被测量介质有什么要求? 10、电磁流量计的干扰有哪些?采取了哪些措施来克服这些干扰的? 11、电磁流量计转换器工作原理可用图 4-1 表示,试分析其输入输出关系。
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?
14、电动远传转子流量计是如何实现信号的远传的? 15、超声波流量检测有几种方法?其各自的特点是什么? 16、利用超声波进行物位和流量测量是否采用了相同的原理?
17、什么是漩涡式流量检测?有哪些常用的方法? 18、椭圆齿轮流量计是利用什么原理测流量的? 19、容积式流量计与采用速度法间接测量体积流量的测量方法有何不同特点? 20、所学习过的各种流量检测方法中,指出哪些测量结果受被测介质的密度影响?为什么? 21、试分析科里奥利力法质量流量检测的原理。
并请说明理由。
17、补偿电桥是如何实现热电偶冷端温度补偿的?试说明其补偿原理。
18、用分度号为 Cu50 的热电阻测温,已经测得阻值为 80Ω,试求现场测温点温度。(已知 R0 =50Ω, R100 =71.4Ω,不查分度表)。
19、用两只 K 型热电偶(热电极为 A、B)配用对应补偿导线 A’、B’组成如图 5-2 所示的两点温
检测仪表 习题集
王华忠 编写
华东理工大学信息学院自动化系 2005 年 9 月
第一章 过程检测技术基础
1、 什么是检测技术?检测仪表由哪几部分组成? 2、 误差表示方法中绝对误差、相对误差、最大引用误差的作用和意义是什么? 3、 测量误差分几类?它们与准确度、精密度指标有什么关系? 4、 随机误差有哪些特征? 5、 什么是系统误差?如何发现系统误差? 6、 什么是引用误差、允许误差?它们与精度之间有什么关系? 7、 仪表的等级精度是如何定义的? 8、 解释测量装置的精度、灵敏度与分辨率? 9、 检测仪表或装置的主要静态指标有哪些?其意义是什么? 10、测仪表或装置的主要的动态指标有哪些?其意义是什么? 11、有两台检测仪表,其测量范围分别是 0~800℃和 600~1100℃,已知其绝对误差的最大值均为 土 6℃,试求它们的精度等级是多少。 12、有一块 0~1.6MPa、1.5 级的压力表,校验后发现其最大变差为 0.025MPa,问此表的变差是否 符合要求? 12、有一测量范围 0~10MPa、精度为 0.5 级的压力表,它在 1MPa、5MPa、10MPa 三点处最大允许 绝对误差和相对误差各应是多少? 13、某压力表的测量范围为 0~1MPa,精度为 1.0 级,试问此压力表允许的最大绝对误差是多少?若 用标准压力计来校验该压力表,在校验点为 0.5MPa 时,压力表的指示上行程为 0.497MPa,下行程 为 0.508MPa,试问该压力表是否符合 1.0 级精度? 14、某设备被测温度 400℃左右,现有两支温度计,一支测量范围 0~1000℃,精度为 1.0 级,另一 支测量范围 0—600℃,精度为 1.5 级,你选择哪一支温度计进行测量?为什么? 15、有两台测温仪表,其测量标尺的范围分别为 0~500℃和 0~800℃,已知其绝对误差最大值为
第二章 压力检测
1、 什么叫压力?表压力、绝对压力、负压力(真空度)之间有何关系? 2、按照敏感元件和转换原理的不同可以把压力检测方法分成哪几类? 3、液柱式压力表测量原理是什么?有何特点? 4、用作压力检测的弹性元件有哪些? 5、弹簧管压力表测压原理是什么?试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程。 6、弹簧管压力表如何实现压力远传? 7、电气式压力检测方法的特点是什么?常用的敏感元件有哪些? 8、什么是霍尔效应?霍尔电势的大小和方向与哪些因素有关? 9、说明图 2-1 所示的压力传感器工作原理工作过程。
ΔTmax = 5 ℃,问哪一台仪表测温准确,为什么?
16、由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统,可能会出现下列情况: (1)各环节精度相差不多; (2)其中一环节精度较低,而其他各环节精度都较高。 试问该检测仪表总误差如何计算? 17、某实验溶液温度的测量结果如下(按实验次序排列),单位为℃。共 15 组数据,小数点前两位 皆为 20,后两位数据是:.42,.43,.40,.43,.42,.43,.39,.30,.40,.43,.42,.41,.39,.39,.40,求该 溶液温度的最佳表达式。
11、根据热电偶的基本性质,试求如图 5-1(a)所示热电偶回路的电势。已知:eAB ( 240 ) = 9.747mV ,
eAB ( 50 ) = 2.023mV , eAC ( 50 ) = 3.048mV , eAC (10 ) = 0.591mV 。
提示:见图 5-1(b)和(c)
图 5-1(a)
图 4-1 电磁流量计转换器方框图 12、转子流量计的工作原理是什么?它与差压式流量计的最大不同是什么(指测量原理上)?
13、有一台用来检测液体流量的转子流量计,其转子材料是密度为 7900kg / m3 耐酸ห้องสมุดไป่ตู้锈钢,用于测 量密度为 750kg / m3 的介质,当仪表读数为 5.0m3 / h 时,被测量介质的实际流量是多少?
19、为什么测量仪表的测量范围要根据被测量的大小来选取?选一只量程很大的仪表来测量很小的参 数值有何问题? 20、选用和安装压力表应注意什么?
第三章 物位检测
1、什么是物位?什么是液位计?什么是界面计?什么是料位计? 2、按工作原理不同,物位测量仪表有哪些主要类型? 3、差压(或静压)式物位检测中,是否要考虑非线性补偿?为什么? 4、差压式液位计的工作原理是什么?当测量有压容器时,差压计的负压室为什么一定要与容器的气 相连接。 5、什么是液位测量时的零点迁移?怎样进行迁移?其实质是什么? 6、根据图 3-1 所示的曲线特性,说明各曲线所表示的迁移情况,并求出曲线的迁移量。
第五章 温度检测
1、什么是温标?有哪几种温标? 2、目前工业上广泛使用的温标属于什么性质的温标?所规定的单位定义是什么?它和常用的摄氏温 标之间如何转换? 3、主要的温度检测方法有哪些?简述其工作原理及主要适用场合。 4、热电偶测温的原理是什么?热电偶的热电特性和哪些因素有关系? 5、如何保证在热电偶测温回路中引入各种仪表、连接导线不影响热电偶的输出?为什么? 6、中间温度定律的内容是什么?它有何实际意义? 7、用分度号为 S 的热电偶测温,其冷端温度为 20℃,测得热电势 E(T,20)=11.30mV,试求被测温度 T。 8、用分度号为 K 的热电偶测温,已知其冷端温度为 25℃,热端温度为 750℃,其产生的热电势是多 少? 9、试比较热电偶测温与热电阻测温有什么不同(可以从原理、系统组成和应用场合三方面来考虑)? 10、已知热电偶的分度号为 K 型,在工作时,冷端温度为 30℃,今测得其热电势为 38.56mV,求工 作端温度。
度 ρ = 1200Kg / m3 。液位变化范围 H=0~950mm,变送器正、负法兰中心距离=1800mm,变送器毛 细管硅油密度, ρ1 = 950Kg / m3 ,确定变送器的量程和迁移量。
9、液体密度可以用差压变送器来测量。试设计一种利用差压原理连续测量生产过程中液体密度的方
案,并说明具体过程。
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
差测量系统。已知 T1 =420℃,t0 ’=30℃,测得两点温差电势危,试求两点温差为多少?后来发现, T1 温度下的那只热电偶错用 E 型,其它都正确,试求两点温度差。
所示,试问这只表合格否?它能否用于集空气储罐的压力测量(该储罐工作压力为 0.8~1.0MPa,测量
的绝对误差不允许大于 0.05MPa)?
表 1-1 压力表校验数据
上行程
下行程
被校表读数 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6
1.6 1.2 0.8 0.4 0.0
标准表读数 0.000 0.385 0.790 1.210 1.595 1.595 1.215 0.810 0.405 0.000
图 3-1 零点迁移 7、用单法兰液位计测量开口容器内液位,如图 3-2 所示,其最低液位和最高液位到仪表的距离分
别为, h1 = 1m , h2 = 3m 若被测介质的密度 ρ = 980Kg / m3 ,求:
(1)变送器的量程是多少? (2)是否需要零点迁移,迁移量是多少?
h2 h1
图 3-2 单法兰式差压变送器测量开口容器液位 8、如图 3-3 所示用双法兰式差压变送器测量密闭容器中有结晶性液体的液位。已知被测液体的密
第四章 流量检测
1、 什么是体积流量?什么是质量流量? 2、 什么是瞬时流量?什么是累积流量? 3、 体积流量有哪些测量方法?质量流量有哪些测量方法? 4、 什么是速度法流量检测?其特点有哪些? 5、试述差压式流量计测量流量的原理是什么,并说明那些因素对差压式流量计的测量有影响? 6、什么是标准节流装置?有哪几种形式?它们分别采用哪几种取压方式? 7、什么是流量检测仪表的量程比?当实际流量小于仪表量程比规定的最小流量时,会产生什么情 况?请举例说明。 8、有一台电动差压变送器配标准孔板测量流量,差压变送器的量程为 16KPa,输出为 4~20mA,对 应流量为 0~50t/h。工艺要求在 40t/h 时报警。问: (1)差压变送器不带开方器时,报警值设在多少? (2)带开方器时,报警值设在多少? 9、某孔板在制造时其孔径比计算值小了些,问其流量指示会比计算流量(刻度流量)偏高还是偏低? 为什么? 9、电磁流量计的工作原理是什么?它对被测量介质有什么要求? 10、电磁流量计的干扰有哪些?采取了哪些措施来克服这些干扰的? 11、电磁流量计转换器工作原理可用图 4-1 表示,试分析其输入输出关系。
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?
14、电动远传转子流量计是如何实现信号的远传的? 15、超声波流量检测有几种方法?其各自的特点是什么? 16、利用超声波进行物位和流量测量是否采用了相同的原理?
17、什么是漩涡式流量检测?有哪些常用的方法? 18、椭圆齿轮流量计是利用什么原理测流量的? 19、容积式流量计与采用速度法间接测量体积流量的测量方法有何不同特点? 20、所学习过的各种流量检测方法中,指出哪些测量结果受被测介质的密度影响?为什么? 21、试分析科里奥利力法质量流量检测的原理。
并请说明理由。
17、补偿电桥是如何实现热电偶冷端温度补偿的?试说明其补偿原理。
18、用分度号为 Cu50 的热电阻测温,已经测得阻值为 80Ω,试求现场测温点温度。(已知 R0 =50Ω, R100 =71.4Ω,不查分度表)。
19、用两只 K 型热电偶(热电极为 A、B)配用对应补偿导线 A’、B’组成如图 5-2 所示的两点温
检测仪表 习题集
王华忠 编写
华东理工大学信息学院自动化系 2005 年 9 月
第一章 过程检测技术基础
1、 什么是检测技术?检测仪表由哪几部分组成? 2、 误差表示方法中绝对误差、相对误差、最大引用误差的作用和意义是什么? 3、 测量误差分几类?它们与准确度、精密度指标有什么关系? 4、 随机误差有哪些特征? 5、 什么是系统误差?如何发现系统误差? 6、 什么是引用误差、允许误差?它们与精度之间有什么关系? 7、 仪表的等级精度是如何定义的? 8、 解释测量装置的精度、灵敏度与分辨率? 9、 检测仪表或装置的主要静态指标有哪些?其意义是什么? 10、测仪表或装置的主要的动态指标有哪些?其意义是什么? 11、有两台检测仪表,其测量范围分别是 0~800℃和 600~1100℃,已知其绝对误差的最大值均为 土 6℃,试求它们的精度等级是多少。 12、有一块 0~1.6MPa、1.5 级的压力表,校验后发现其最大变差为 0.025MPa,问此表的变差是否 符合要求? 12、有一测量范围 0~10MPa、精度为 0.5 级的压力表,它在 1MPa、5MPa、10MPa 三点处最大允许 绝对误差和相对误差各应是多少? 13、某压力表的测量范围为 0~1MPa,精度为 1.0 级,试问此压力表允许的最大绝对误差是多少?若 用标准压力计来校验该压力表,在校验点为 0.5MPa 时,压力表的指示上行程为 0.497MPa,下行程 为 0.508MPa,试问该压力表是否符合 1.0 级精度? 14、某设备被测温度 400℃左右,现有两支温度计,一支测量范围 0~1000℃,精度为 1.0 级,另一 支测量范围 0—600℃,精度为 1.5 级,你选择哪一支温度计进行测量?为什么? 15、有两台测温仪表,其测量标尺的范围分别为 0~500℃和 0~800℃,已知其绝对误差最大值为
第二章 压力检测
1、 什么叫压力?表压力、绝对压力、负压力(真空度)之间有何关系? 2、按照敏感元件和转换原理的不同可以把压力检测方法分成哪几类? 3、液柱式压力表测量原理是什么?有何特点? 4、用作压力检测的弹性元件有哪些? 5、弹簧管压力表测压原理是什么?试述弹簧管压力计的主要组成及测压过程。 6、弹簧管压力表如何实现压力远传? 7、电气式压力检测方法的特点是什么?常用的敏感元件有哪些? 8、什么是霍尔效应?霍尔电势的大小和方向与哪些因素有关? 9、说明图 2-1 所示的压力传感器工作原理工作过程。
ΔTmax = 5 ℃,问哪一台仪表测温准确,为什么?
16、由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统,可能会出现下列情况: (1)各环节精度相差不多; (2)其中一环节精度较低,而其他各环节精度都较高。 试问该检测仪表总误差如何计算? 17、某实验溶液温度的测量结果如下(按实验次序排列),单位为℃。共 15 组数据,小数点前两位 皆为 20,后两位数据是:.42,.43,.40,.43,.42,.43,.39,.30,.40,.43,.42,.41,.39,.39,.40,求该 溶液温度的最佳表达式。
11、根据热电偶的基本性质,试求如图 5-1(a)所示热电偶回路的电势。已知:eAB ( 240 ) = 9.747mV ,
eAB ( 50 ) = 2.023mV , eAC ( 50 ) = 3.048mV , eAC (10 ) = 0.591mV 。
提示:见图 5-1(b)和(c)
图 5-1(a)
图 4-1 电磁流量计转换器方框图 12、转子流量计的工作原理是什么?它与差压式流量计的最大不同是什么(指测量原理上)?
13、有一台用来检测液体流量的转子流量计,其转子材料是密度为 7900kg / m3 耐酸ห้องสมุดไป่ตู้锈钢,用于测 量密度为 750kg / m3 的介质,当仪表读数为 5.0m3 / h 时,被测量介质的实际流量是多少?
19、为什么测量仪表的测量范围要根据被测量的大小来选取?选一只量程很大的仪表来测量很小的参 数值有何问题? 20、选用和安装压力表应注意什么?
第三章 物位检测
1、什么是物位?什么是液位计?什么是界面计?什么是料位计? 2、按工作原理不同,物位测量仪表有哪些主要类型? 3、差压(或静压)式物位检测中,是否要考虑非线性补偿?为什么? 4、差压式液位计的工作原理是什么?当测量有压容器时,差压计的负压室为什么一定要与容器的气 相连接。 5、什么是液位测量时的零点迁移?怎样进行迁移?其实质是什么? 6、根据图 3-1 所示的曲线特性,说明各曲线所表示的迁移情况,并求出曲线的迁移量。
第五章 温度检测
1、什么是温标?有哪几种温标? 2、目前工业上广泛使用的温标属于什么性质的温标?所规定的单位定义是什么?它和常用的摄氏温 标之间如何转换? 3、主要的温度检测方法有哪些?简述其工作原理及主要适用场合。 4、热电偶测温的原理是什么?热电偶的热电特性和哪些因素有关系? 5、如何保证在热电偶测温回路中引入各种仪表、连接导线不影响热电偶的输出?为什么? 6、中间温度定律的内容是什么?它有何实际意义? 7、用分度号为 S 的热电偶测温,其冷端温度为 20℃,测得热电势 E(T,20)=11.30mV,试求被测温度 T。 8、用分度号为 K 的热电偶测温,已知其冷端温度为 25℃,热端温度为 750℃,其产生的热电势是多 少? 9、试比较热电偶测温与热电阻测温有什么不同(可以从原理、系统组成和应用场合三方面来考虑)? 10、已知热电偶的分度号为 K 型,在工作时,冷端温度为 30℃,今测得其热电势为 38.56mV,求工 作端温度。
度 ρ = 1200Kg / m3 。液位变化范围 H=0~950mm,变送器正、负法兰中心距离=1800mm,变送器毛 细管硅油密度, ρ1 = 950Kg / m3 ,确定变送器的量程和迁移量。
9、液体密度可以用差压变送器来测量。试设计一种利用差压原理连续测量生产过程中液体密度的方
案,并说明具体过程。
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?