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1、热能与动力工程测试技术题 作者： 日期：11 什么是测量？答：测量是人类对自然界中客观事物取得数量概念的一种认识过程。在这一过程中，人们借助于专门工具，通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值，获得对于客观事物的定量的概念和内在规律的认识。 测量方法有哪几类？直接测量与间接测量的主要区别是什么？答：测量方法有直接测量（直读法、差值法、替代法、零值法）间接测量组合测量 直接测量与间接测量区别：直接测量的被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量的被测量的数值不能从测量仪器上读得，而需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，经过运算得到被测量。任何测量仪器都包括哪三个部分？各部分作用
2、是什么？答：感受件或传感器:直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号。 中间件或传递件：“传递”、“放大”、“变换”、“运算”。效用件或显示元件：把被测量信号显示出来。测量仪器按用途可分为哪几类？答：按用途可分为范型仪器和实用仪器两类。测量仪器有哪些主要性能指标？各项指标的含义是什么？答：精确度，表示测量结果与真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反应。恒定度，仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度。灵敏度，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例S来表示灵敏度阻滞，灵敏度阻滞又称为感量，此量是足以引起仪器指针从静
3、止到作极微小移动的被测量的变化值。指示滞后时间，从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间，称为指示滞后时间或称时滞。测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？答：系统误差：按一定规律变化，有确定的因素，可以加以控制和有可能消除。随机误差:由许多未知的或微小的因素综合影响的结果，特点：单峰性、对称性、有限性、抵偿性，无法在测量过程中加以控制和排除。过失误差：所测结果明显与事实不符，可以避免。什么叫随机误差？随机误差一般都服从什么分布规律？答：随机误差（又称偶然误差）是指测量结果与同一待测量的大量重复测量的平均结果之差。 随机误差一般都服从正态分布规律。试述测量中可疑数据判别方法以及如何
4、合理选用？答：判别方法有莱依特准则、格拉布斯准则、t检验准则、狄克逊准则、肖维涅准则。选用原则：1）从理论上讲，当测量次数n趋近（或n足够大）时，采用莱依特准则更为合适；若次数较少时，则采用格拉布斯准则、t检验准则或狄克逊准则。要从测量列中迅速判别粗大误差时，可采用狄克逊准则。2）在最多只有一个异常值时，采用格拉布斯准则来判别坏值的效果最佳。3）在可能存在多个异常值时，应采用两种以上的准则来交叉判别，否则效果不佳。什么叫做等精度测量和非等精度测量？为什么在非等精度测量中引入“权”的概念？ 答：等精度测量是指在测量条件（包括测量仪器、测量人员、测量方法及环境条件等）不变的情况下，对某一被测几何量
5、进行的多次测量。非等精度测量是指在不同测量条件下，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，各次测量结果的精度不同。为了正确评价测量结果的质量。其“权”的数值越大，表示测量结果的可信赖度越高，“权”和标准误差的平方成反比。什么叫做回归分析？答：采用数理统计方法，从大量试验数据中寻求变量之间相关关系的数学表达式，并对所确定的数学表达式的可信度进行统计检验。11.非电量电测法具有哪些优点？答:易于实现集中检测、控制和远距离测量。响应速度快，可以测量瞬态值及动态过程。传感器提供了被研究对象的测量、调节和控制设备之间最方便可靠的联系方式，因而使热能与动力工程测试的连续量
6、、自动记录和自动控制成为可能。测量的准确度和灵敏度高，可以测量微弱信号并将其放大与进行长距离传输。电信号易于和计算机等进行连接，记录和处理数据方便。12.什么是电阻式传感器？主要分哪些类型？答：将物理量的变化转换为敏感元件电阻值的变化的传感器。分金属应变式传感器、半导体压阻式传感器、电位计式传感器、气敏传感器、湿敏电阻传感器。13.用应变片测量时，为什么要进行温度补偿？常用的温度补偿方法有哪些？答：一是因温度变化引起的应变片敏感栅的电阻变化及附加变形；二是因试件材料与敏感栅材料的线胀系数不同，从而使应变片产生附加应变。补偿方法有桥路补偿和应变片自补偿14.简述电感式传感器的工作原理？答：电感式
7、传感器建立在电磁感应基础上，它是利用线圈自感或互感的变化，把被测物理量转换为线圈电感量变化的传感器。15.电容式传感器有哪些类型？答：变极板间隙型电容传感器、变面积型电容传感器、变介电常数型电容传感器。16.什么是压电效应？什么是压电元件的电轴、光轴和力轴？答：某些结晶物质，当沿它的某个结晶轴施加力的作用时，内部会出现极化现象，从而在表面形成电荷集结，电荷量与作用力的大小成正比，这种效应称为压电效应。垂直于x轴的晶体切片可用作压电元件，此时x轴称为电轴。垂直于z轴切割出的晶片没有压电效应，称z轴为光轴。沿该y轴方向受力产生极性相反的电压，y轴为力轴。17.什么是热电效应？热电偶有哪些基本定律？
8、答：两种不同的导体A和B组成闭合回路，若两连接点温度T和To不同，则在回路中就产生热电动势，形成热电流，这一现象称为热电现象。热电偶的基本定律：均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律。18.热电偶为什么要进行冷端温度补偿？常用的补偿方式有哪些？答：由于冷端温度to受周围环境温度的影响，难以自行保持为0或某一定值，因此，为减小测量误差，需对热电偶冷端采取补偿措施，使其温度恒定。常用补偿方式：冷端恒温法、冷端补偿器法、冷端温度校正法、补偿导线法。19.什么是霍尔效应？试举两种霍尔传感器在动力机械测量中的典型应用。答：若在薄片的垂直方向上加一磁感应强度为B的磁场，当在薄片的两端有控制
9、电流I流过时，在此薄片的另两端会产生一个大小与控制电流I(A)和磁感应强度B(T)的成积成正比的电压UH(V)，这一现象称为霍尔效应。转速测量、位移测量、接近开关、高斯计、电流计。20.生物传感器的基本结构和测量原理？答：结构生物传感器的原理：生物传感器的结构一般是在基础传感器(电化学装置）上再耦合一个生物敏感膜（称为感受器或敏感元件）。生物敏感膜紧贴在探头表面上，再用一种半渗透膜与被测溶液隔开。当待测溶液中的成分透过半透膜有选择地附着于敏感物质时，形成复合体，随之进行生化和电化学反应，产生普通电化学装置能感知的O2、H2、 NH4+、CO2等，并通过电化学装置转换为电信号。21.试举标准热电
10、偶的名称与型号？答:铂铑10铂 S型 贵金属，0.35-0.5mm，精度高，理化性能稳定，1600，氧化或中性气氛 缺：高温还原介质中容易被侵蚀，热电动势较小，灵敏度较低。铂铑30-铂铑6 B型 贵金属，0.3-0.5mm，精度高，1800 ， 氧化或中性气氛 缺：灵敏度较低，价格昂贵镍铬-镍硅 K型 贱金属， 0.53mm，价格低廉，灵敏度较高，测量重复性好，高温抗氧化， 1300 缺：在还原或含硫化物气氛中易被侵蚀铜-康铜 T型 贱金属，0.21.6mm ，-200400 价格低，精度高，稳定性好，灵敏度较高镍铬-康铜 E型 贱金属 0.53mm 800 ， 灵敏度最高，价格便宜，应用广泛
11、，中性或还原性气氛 缺:抗氧化及抗硫化能力较差 22.辐射式温度计有哪几种？简述各自的工作原理？比较各种温度计测量温度与真实温度的关系？1）单色辐射式光学高温计 利用亮度比较取代辐射出射度比较进行测温的。因为01，因此TsT。用光学温度计直接测到的温度Ts称为被测物体的“亮度温度”，亮度温度要比物体的实际温度低。所以必须根据物体表面的单色黑度系数修正，或根据光学高温计修正曲线进行修正 。单色辐射式光学高温计主要有灯丝隐灭式光学高温计和光电高温计两种。2）全辐射高温计 根据绝对黑体的全辐射定律式设计的高温计，按绝对黑体对象进行分度。用它测量发射率为的实际物体温度时，示值是被测物体的“辐射温度”，
12、比实际温度高。 整个高温计机壳内壁面涂上黑色，以便减少杂光干扰并形成黑色条件。3）比色高温计 两个固定波长1和2的亮度比值随温度而变化。因此测量亮度比就可确定黑体的温度。用这种方法测得的温度称为比色温度。当温度为T的物体在两个波长下的亮度比值等于温度为Ts的黑体在同样波长下的亮度比值时，Ts就称为这个物体的比色温度。 比色法测出的比色温度要比亮度温度和辐射温度更接近物体的实际温度。当被测物体难以得到其发射率时，用比色温度代替真实温度比其他方法更准确。 比色高温计有单通道和双通道两种。23.可用于动力机械最高压力测量的仪器有哪几种？简述其工作原理。答：机械式最高压力表：测量时，气缸压力通过单向阀
13、进入压力表直接指示压力。理论上可测出最高燃烧压力，由于单向阀的惯性以及作用面积不同等原因，指示压力值往往低于实际值。通常只能作为监测或比较测量。气电式最高压力表：不再有跳火产生，这时的压力即为气缸工作的最高压力，即最高燃烧压力。 比机械式最高压力表精度高24.什么叫总压、静压和动压？什么叫不敏感偏流角？不敏感偏流角受哪些因素影响？答：气流熵滞止后的压力叫总压，又称滞止压力。气流压力是指气流单位面积上所承受的法向表面力。在静止气体中，由于不存在切向力，故这个表面力与所取面积的方向无关，该压力称为静压。在流动气体中，静压是指运动气流里气体本身的热力学压力，当感受器在气流中与气流以相同的速度运动时，
14、感受到的就是气流的静压。总压与静压之差称为动压。在实用上允许感受孔轴线与气流方向有一定的偏角。习惯上取使测量误差为速度头1的偏流角作为总压管的不敏感偏流角，记p，p的范围越大对测量越有利。总压管的形式和马赫数Ma。25.常用的总压和静压测量仪器有哪些？各自的特点是什么？答：总压用总压管（L形总压管:制造简单，安装和使用方便，支杆对测量结果影响较小，最常见，缺点是不敏感偏流角p较小；圆柱形总压管:优点可以做成很小的尺寸，工艺性能好、使用方便，缺:不敏感偏流角也较小。它的不敏感偏流角有两个：一个是在孔口轴线与支杆轴线垂直的平面内，另一个是在孔口轴线与支杆轴线构成的平面内；带导流套的总压管:实际上是
15、在L形总压管的管口处加一导流套，气流经过导流套被整流，使得不敏感偏流角大大提高，缺点是随着Ma的变化较明显，此外由于头部尺寸较大，因此对流场的影响较大；多点总压管；边界层总压管:总值，或者说使总压管的有效中心尽量靠近其几何中心，一般总是将总压管的感受截面做成扁平的形状，感受孔做成一道窄缝）测量静压测量在固体壁面外进行时用壁面静压孔（感受孔的位置选在流体流线平直的地方，因为这里整个截面上的静压基本相等，而且在静压孔设计合理、加工符合要求的情况下对气流的干扰小，能得到较高的测量精度1)开孔直径以0.5-1.0mm为宜。当Ma为0.8 时，这样大小的孔径可以将由此引起的误差控制在1以内。孔径越大，其附近的流线变形越严重，引起的误差也越大
