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1、热能与动力工程测试技术一、 填空（30X1）1、仪器测量的主要性能指标 ：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间。P5 2、在选用仪器时，应在满足被测要求的前提下，尽量选择量程较 小 的仪器，一般应使测量值在满刻度要求的 2/3 为宜。P53、二阶测量系统的阻尼比通常控制于 =0.60.8,对于二阶测量系统的动态性能的两个重要指标是稳定时间 ts和最大过冲量 Ad 。P184、测量误差可分为系统误差、随机（偶然）误差、过失误差。5、随机误差的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性。6、热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律。7、造成温度计时
2、滞的因素有：感温元件的热惯性和指示仪表的机械惯性。P1098、流量计可分为：容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。P1619、扩大测功机量程的方法有：采用组合测功机、采用变速器。P20810、除利用皮托管测量流速外，现代常用的测速技术有：热线（热膜）测速技术、激光多普勒测速技术（LDV） 、粒子图像测速技术。二、名词解释(5X4)1、什么是测量仪器或测量系统的动态特性分析？作用？答：P11，测量仪器或测量系统的动态特性分析就是研究测量时所产生的误差。它主要是以描述在动态测量过程中输出量和输入量之间的关系。2、何为霍尔效应？答：（参考）置于磁场中的金属（或带有电子的物质） ，当于两端通过电流
3、时，另外两面会产生大小与控制电流 I（A）和磁感应强度 B(T)的乘积成正比的电压 UH(V),这一现象叫做霍尔效应。P903、何为亮度温度？答：在波长为 m的单色辐射中，若物体在温度 T 时的亮度 B和绝对黑体在温度为 Ts时的亮度BO相等，则把 Ts称为被测物体的亮度温度。4、何为动压？静压？总压？P129答：静压是指运动气流里气体本身的热力学压力。总压是指气流熵滞止后的压力，又称滞止压力。动压为总压与静压之差。三、 简答题(5X4)1、为什么阶跃信号常用于低阶测量系统的时域动态响应的输入信号？答：阶跃信号从一个稳定的状态突然过过渡到另一个稳态，对系统是一个严格的考验， （比其它输入信号更
4、）易暴露问题。P172、简述金属应变式传感器的工作原理。答：金属应变式传感器的工作原理是基于金属的电阻应变效应，即导体或半导体在外力作用下产生机械形变时，电阻值也随之产生相应的变化。3、为什么在测量瞬时温度时采用的感温元件时间常数大小如何？为什么？，在测量平均温度时又如何？为什么？P110答：感温元件的质量和比容越小，相应越快，故在测量瞬时温度时采用时间常数小的感温元件；反之时间常数越大相应越慢，感温元件的温度越接近平均温度，故测量平均温度时采用时间常数大的元件。4、试画出皮托管的结构简图，说明皮托管的工作原理，并导出速度表达式（条件自拟，不考虑误差） 。P143P144四、 计算题 3X10
5、1、某加热后的铁块温度随时间降低，温度分布如下：时 /s60120180240300360420480540600温度 t/oC305284260241223198181160140118近似认为温度是时间的一阶函数，即 t=f()。1）写出温度随时间的线性回归方程。解：（tip:可用计算器）2）求铁块降至室温(t=20 oC）的时间。解：（略）2、某压力表精度为 1.5 级，量程为 02.0MPa，测量结果显示为 1.2MPa，求：1）最大引用误差. 解：最大引用误差 nm=1.5%2）可能出现的最大绝对误差m 解：m=21.5%=0.03MPa3）示值相对误差 x x = 100%= 10
6、0% =2.5% 3、采用热电偶测温度的时候，是将电动势转化为响应的温度而工作的。已知测温计显示的两端电势差为 E(t,t0),而当温度为 t0时显示的电势差为 E(t0,0),求当温度为 t 时实际电动势 E(t,0)（借此得到实际温度）是多少？答：（汗）一一 填空（每空填空（每空 1 1 分，共分，共 3030 分）分）1.在热能与动力工程领域中，需要测量的物理量主要有温度、压力、流量、功率、转速等。2.按照得到最后结果的过程不同，测量方法可以分为直接测量，间接测量和组合测量。3.按工作原理，任何测量仪器都应包括感受件，中间件和效用件。4.测量误差按照产生误差因素的出现规律以及它们对测量结
7、果的影响程度来区分可以将测量误差分为系统误差，随机误差和过失误差。5.系统误差的综合包括代数综合法、算数综合法和几何综合法。6.金属应变式电阻传感器温度补偿的方法有桥路补偿和应变片自补偿。7.自感式电感传感器分为变气隙式、变截面式和螺管式。8.常见的光电转换元件包括光电管、光电池、光敏电阻和光敏晶体管。9.使用较多的温标有热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标。10.热力学温标 T 和摄氏温标 t 的转换关系 T=t+273.1511.可用于压力测量的传感器有压阻式传感器、压电式传感器和电容式差压传感器。12.流量计的类型有容积型流量计、速度型流量计和质量型流量计。13.常用的量计的节流
8、元件有孔板、喷嘴、文丘里管等。二名词解释（每题二名词解释（每题 5 5 分，共分，共 2020 分）分）压阻效应（P66）答：很多固体材料在受到应力作用后，电阻率发生变化，这种效应叫做压阻效应。热电现象（79）答：两种不同导体 A 和 B 组成闭合回路，若两连接点温度 T 和 T0不同，则在回路中就产生热电动势。形成热电流，这种现象叫做热电现象。光生伏特效应（84）答：在光线作用下使物体产生一定方向电动势成为光生伏特效应。辐射温度答：温度为 T 的物体全辐射出射度 M 等于温度为 Ts 的绝对黑体全辐射出射度 M0时，则温度 Ts 称为被测物体的辐射温度。激光多普勒效应答：当激光照射到跟随流体
9、一起运动的微粒上时，微粒散射的散射光频率将偏离入射光频率，这种现象叫做激光多普勒效应。三简答（每题三简答（每题 5 5 分，共分，共 2020 分）分）1、测量仪器按照用途可以分为哪两类？其特点为？（P4）答：测量仪器按其用途可以分为范型仪器和实用仪器两类。范型仪器是准备用以复制和保持测量单位，或是用来对其他测量仪器进行标定和刻度工作的仪器。特点是精确度高，对它的保存和使用有较高要求。实用仪器是供实际测量使用的仪器。又可以分为试验室用仪器和工程用仪器。特点是前者需要提供标定资料后者不需要，前者比后者有更高精确度。2、简述常用消除系统误差的具体方法。 （P27）答：（1）交换抵消法；（2）替代消
10、除法；（3）预检法3、简述电阻式传感器的基本原理。(P63)答：基本工作原理是将物理量的变化转换成敏感元件电阻值的变化，在经相应电路处理后，转换成电信号输出。4、热电偶冷端温度补偿的方式有哪几种？答：冷端温度恒温法，冷端温度补偿器法，冷端温度校正法和补偿导线法。5、简述液柱式压力计的误差来源。 （P123）答：1.环境温度变化的影响；2.重力加速度变化的影响；3.毛细现象的影响；4.其他误差，如安装误差，读数误差。四、计算题（每题四、计算题（每题 1515 分，共分，共 3030 分）分）1、在一次内燃机负荷特性试验中，对某一特定工况的转速用数字式转速仪测出 8 次转速值，见下表，求该工况下的
11、转速及误差。P42（例 3-5 原题）测量次数12345678转速 li/(r/min)30023004300029982995300130063002li=24008r/min,L=3001r/minvi/(r/min)+1+3-1-3-60+5+1Vi=li-L,vi=0vi/(r/min)1919360251vi=82(r/min)22、用镍镉镍硅热电偶测温时，其冷端温度 ts=30C，用直流电位差计测得热电动势为 EAB(t,30)=38.5mV,求实际温度为多少？（请看 P82 冷端温度校正法）一、 填空题1、某待测水头约为 90 米,现有 0.5 级 02.94106Pa 和 1.
12、0 级 00.98106Pa 的两块压力表，问用哪一块压力表测量较好？答: 后者 。2、对某一物理量 x 进行 N 次测量，测量值 xi与其出现的次数 Ni满足一定的规律，误差分布呈对称性 、 单峰性 、 有界性 的特点。3、任意两种均质导体 A、B，分别与均质材料 C 连接组成热电偶回路，若热电势分别为 EAC(T,T0)和 ECB(T,T0)，则导体 A、B 组成的热电偶的热电势为：EAC（T，T0）+ ECB（T，T0） 。4、用铜和康铜分别与铂相配构成热电偶，热电势 E铜-康铜（100，0）=1.10mV， E铜-铂（100，0）=0.75mV，E康铜-铂（100，0）=-0.35mV
13、 。7、弹簧管压力计中游丝的作用是：恢复、导电、径向间隙小 。9、标准节流装置由 节流元件 、 取压设备 、 后面的直管段 三部分组成，孔板取压有角接取压； 法兰取压和径距取压 三种方式。10、气体的体积流量 qv与其标准质量流量 qm的关系是_qm_=_qv_。 11、系统的绝对误差传递公式为 。 12、根据统计学原理，随机误差服从_统计规律_，因而可采用_统计法则_对含有随机误差的测量结果加以表达。15、某种铜热敏电阻 30时的电阻值 R11.812k，35时的电阻值 R21.510k，那么热敏电阻在 32时的电阻值为：1.683 k。16、氧化锆氧量计安装方式分为抽出式和_直插式_。20
14、、红外气体分析仪工作原理是：被测气体对红外线的吸收程度,来对多组分混合气体进行定量分析。22、请指出下列误差属于哪类误差（系统误差、随机误差、粗大误差） 。（1）用一块万用表测量同一电压，重复测量 15 次后所得的结果误差。（2）观测者抄写记录时错写了数据造成的误差。（3）在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。23、常用的压力传感器有：应变式、压电式、压阻式、电感式和电容式等型式。24、某压力表的量程是 20MPa，测量值的误差不允许超过 0.05 MPa，则仪表的精度为 0.25 级。25、标准误差、平均误差、或然误差、极限误差落在所属范围内的概率大小顺序依次为 （用“”或“
15、标准误差平均误差或然误差。26、热电偶是基于塞贝克效应原理发展起来的一种测温传感器，两种不同导体 A、B 组成的闭合回路，当A、B 两接点的温度不同时，回路中会产生热电势，研究表明热电势是由温差电势和接触电势两种电势组成。32、热电阻测温常采用“三线制”接法，其目的在于消除连接导线电阻造成的附加误差 。34、激光多普勒效应是指：一定频率的激光照射到具有一定速度的运动粒子上，粒子对光有散射作用，散射光的频率与直射光的频率有一定的偏差，其频移量与运动粒子的速度成正比，只要测得频移，就可算出流速 。35、涡街流量计中卡门旋涡的频率与流体的平均速度 成正比，当旋涡列间隔和旋涡间隔之比等于时，涡列就能保持稳定。39、压电晶体表面产生的电荷能够长时间保持的两个条件是：外电路负载无穷大，内部无漏电 。41、任何形式的波在传播时，波源、接收器、传播介质、中间反射器或散射体的运动都会使波的 频率 产生变化。42、节流测量装置常用的取压方式有角接取压和法兰取压两种方式，角接取压又包括单独钻孔和环室取压 两种形式。44、差压式水位计测量汽包水位的关键是水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器 实现的。N Nxxfxxfxxfy
