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1、中国石油大学信息与控制工程学院自动化系杜鹃编写Page 1 10/5/2018 传传感器与感器与检测检测基基础础 习题习题集集测量误差和仪表的性能指标测量误差和仪表的性能指标1、什么是真值? 什么是约定真值、相对真值?2、什么叫绝对误差，相对误差，引用误差，回差?3、什么叫系统误差、随机误差和疏忽误差? 各有什么特点? 产生的原因是什么?4、什么叫测量不确定度、准确度和准确度等级? 5、测量不确定度有哪几种形式? 试总结各种不确定度的计算程序。6、有两台测温仪表，其测量范围分别是 0-800C 和 600-1100，已知其最大绝对误差均为6，试分别确定他们的精度等级。7、检定一块 1.5 级刻
2、度为 0100kPa 的压力表，发现在 50kPa 处的误差最大为 1.4kPa，其它刻度处的误差均小于 1.4kPa，问这块压力表是否合格?压力测量部分压力测量部分1弹簧管压力表测压原理是什么？试述弹簧管压力表的主要组成及测压动作过程。2试述石英晶体压电效应的产生过程。横向和纵向压电效应的产生与所测压力之间的关系是什么？3什么是霍尔效应？霍尔电势的大小和方向与哪些因素有关？4金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有什么不同？5一台力平衡式差压变送器，测量范围是 060 kPa，输出信号范围是 420 mA，问被测差压为 35 kPa 时，变送器的输出应是多少 mA？6电容式压力传感器有哪几
3、种类型？差动式结构具有什么优点？7电容式压力变送器，测量范围为 0250kPa，求输出信号为 16mA 时，被测压力应是多少kPa？8试述自感传感器及差动变压器的工作原理灵敏度。9振弦式压力变送器的工作原理是什么？如何使得振弦产生振动？10要求测量 0.8MPa 的压力，测量的最大误差应小于或等于0.01MPa，现有一块 01.0MPa、精度 0.5 级的压力表，问量程和精度能否满足要求？应选择何量程、何精度？11需要测量某台空气压缩机缓冲罐内的压力，工作压力范围为 1.11.6MPa，要求就地观察，并要求测量误差不得大于罐内压力的5，试选择一合适的压力仪表用于测量。12某化肥厂合成氨塔的压力
4、控制指标为 140.4MPa，要求有一就地压力显示，试选择压力仪表的类型、测量范围及精度等级。13为什么测量仪表的测量范围要根据被测量的大小来选取？选量程很大的仪表来测量很小的参数有何问题？14需要校验精度为 1.0 级、010MPa 的压力表，试选择标准表的精度和量程。15校验一块精度 1.5 级、06MPa 的压力表，现有 0.25 级、010MPa 和 0.2 级、016MPa的压力表各一块，哪一块可以作为标准表？为什么？16用活塞式压力计校验弹簧管压力表时，应如何读取上、下行读数？读数时为什么要使测量活中国石油大学信息与控制工程学院自动化系杜鹃编写Page 2 10/5/2018 塞和
5、砝码保持一定的旋转速度？17压力仪表的安装包括哪些内容？需要注意哪些问题？物位测量部分物位测量部分1按工作原理不同，物位测量仪表有那些种类？它们的工作原理各是什么？2分别说明浮球式液位计和浮筒液位计的工作原理，它们之间有何区别？3什么是差压式液位计的零点迁移问题？迁移的实质是什么？正、负迁移有什么不同？如何判断？4按图 2-1 和 2-2 的安装方法，分别为何种迁移？试分析讨论迁移量分别为多少？图图 2-1 图图 2-2 图图 2-35如图 2-3 所示，测量密闭容器内的液位，气相为不凝性气体，采用单法兰差压式液位计，液位测量范围为 H ，已知：介质密度 =0.8g/cm3, H =500mm
6、, H0=200mm,试问：（1）差压计的量程应是多少 kPa？（2）何种迁移？迁移量是多少 kPa？6用差压式液位计测量某锅炉水位，如图 2-4 所示，水位变化范围为 H，水的密度随温度变化可以忽略，已知Hmax=2000mm, =0.95g/cm3 , 试问：（1）若差压计不带迁移机构能否使用？如何使用？存在什么问题？（2）若差压计带有迁移机构应如何使 图 24用？需要进行哪种迁移？迁移量是多少 KPa？迁移后的测量范围应是多少？ 7如图 2-5 所示用差压变送器测量某容器液位，被测介质密度 1 =0.85g/cm3 ，隔离液体密度 2 =0.95g/cm3，液位测量范围 H=2000mm
7、 , h1=1000mm , h2=3000mm ,试问：（1）需要进行哪种迁移？迁移量是多少 kPa？（2）迁移后的测量范围应是多少？ 图 25 8应用差压变送器测量两种液体的分界面，安装情况如图 2-6 所示，已知 1 =0.75g/cm3 ， 2 =1.0g/cm3, h4=200mm ，h1=400mm ,h2=600mm ， Hmax=800mm ，h3=1800mm ，0 =1.0g/cm3，试问：（1）采用此种方法测量界位时应注意什么问题？（2）差压变送器的量程应是多少 kPa？是何种迁移？迁移量为多少 kPa？ 中国石油大学信息与控制工程学院自动化系杜鹃编写Page 3 10/
8、5/2018 图图 2-69浮筒式液位计的量程由什么决定？在相同液位高度下，当被测介质密度不同时，如何使液位计的输出相同？ 10浮筒式液位计的校验一般采用水校和挂重的方法。若浮筒截面为 A，长度为 L,重量为 W ；被测介质密度为 ，试说明使液位计输出分别为 0%、25%、50%、75%、100%时，若分别采用这两种方法校验具体应如何实施？（设被测介质的密度为 850kg/m3）11试分析用电容式液位计分别测量导电介质和非导电介质的液位时，相当于各自改变了哪个物理量从而引起电容量变化的？何时需要考虑虚假液位的影响？如何消除？12试述射频导纳物位计和超声波物位计的工作原理及它们应用的场合。12.
9、 试述核辐射式物位计的特点及应用场合。13. 可以用做界位测量的物位计有哪几种？简述其原理和特点。流量测量部分流量测量部分1什么叫流量和总量？有哪几种表示方法？常用流量单位是什么？2试述差压式流量计测量流量的原理，并说明哪些因素对差压式流量计的流量测量有影响？3什么叫标准节流装置？有几种形式？它们分别采用哪几种取压方式？4. 原来测量水的差压式流量计，现在用来测量其测量范围相同的油的流量，读数是否正确？为什么？5用一台电容式差压变送器与节流装置配用测量流量，变送器的测量范围为 010KPa，对应流量为 0320m3h, 求输出为 14mA 时，差压是多少？流量是多少？6用一台电动力平衡式差压变
10、送器配孔板测量流量，原设计差压范围为 063kPa，流量范围为 0125Th, 安装时误装了一台差压范围为 040KPa 的差压变送器，启用后流量稳定，仪表输出压力为 10mA，试问：（1）实际流量是多少？（2）若采用 063kPa 的差压变送器，此时变送器的输出应为多少 mA？7为了防止差压计的测量室单向受压，投用时应如何启动差压计？8靶式流量计与差压式流量计的工作原理是否相同？该流量计有何特点？安装时应注意哪些问题？9靶式流量计的转换部分和差压变送器相比，为何要增加一个阻尼器？10. 用一台电动型靶式流量计测量加热炉燃料油流量，已知流量计的测量范围为 040m3h, 产生的最大作用力 Fm
11、ax22N，问当变送器输出为 8mA 时，靶的受力为多少？此时的流量应为多少？11容积式流量计的泄漏量与哪些因素有关？安装时有哪些要求？12试比较差压式流量计与转子流量计测量原理的异同。13当被测介质的密度、压力或温度变化时，转子流量计的指示值应如何修正？14用转子流量计来测量表压为 31.992KPa、温度为 40的 N2气的流量，若巳知流量计读数为10m3h, 求 N2气的真实流量（巳知 N2在工业标准状态时的密度为 1.165Kgm3）应是多少？15. 用水标定的流量计, 测量范围为 01000 m3h, 现将不锈钢转子(密度为 7.92gcm3)更换成中国石油大学信息与控制工程学院自动
12、化系杜鹃编写Page 4 10/5/2018 相同形状的铝转子(密度为 2.86gcm3), 用来测量水的流量。试问更换转子后的测量范围应是多少?16. 已知被测液体的实际最大流量为 500m3h, 工作状态下的密度为 0.8gcm3, 试选择一台转子为不锈钢材料(密度为 7.92gcm3), 测量范围合适的转子流量计用于此介质的流量测量。17. 电磁流量计的工作原理是什么? 它对被测介质有什么要求?18. 涡街流量计是根据什么原理测量流量的? 采用什么方法检测漩涡的分离频率?19. 涡轮流量计如何实现磁电之间的转换? 它适用于什么介质的流量测量?20. 弯管流量计工作原理及特点是什么?21.
13、 质量流量的测量有哪几种方法? 各有什么特点?温度测量部分温度测量部分1什么是热电效应? 热电偶的热电势是如何产生的？2 用镍铬一镍硅热电偶测量某炉膛温度，现测得的热电势为 31.64 mV，巳知热电偶冷端温度为 30 ，求热端温度=? 。 3热电偶为什么要进行冷端温度补偿? 补偿方法有哪几种? 4用铂铑铂热电偶测温，冷端温度为 30，显示仪表（无冷端补偿措施）读数为 985 ，所测的实际温度应是多少? 5 用分度号热电偶测量某设备的温度，测得回路中的热电势为 20mV、巳知冷端温度为25，求设备的实际温度? 若用 S 分度号的热电偶来测量，在相同条件下，测得的热电势应是多少? 6根据热电偶回
14、路的有关性质，证明图 4-1 中回路总电势为E=EAB(t, t1)+ECD(t1, t2)+EEF(t2, t3)7热电偶补偿导线正、负极性与热电偶的正、负极性接反会出现什么现象？试分析之。8如图 4-2 所示为温差测量回路，热电偶的分度号为 K，问在补偿导线两端测得的热电势应是多少？图图 4-1 图图 4-29用 E 分度号的热电偶与其相应的显示仪表配用测量温度，显示仪表带有冷端温度补偿作用，但错用普通导线代替了补偿导线，当把显示仪表输入端短接时，显示温度为 28，用水银温度计测得的热电偶冷端温度为 42，求显示仪表显示 385时，被测的实际温度为多少？10图 4-3 为铂铑铂热电偶与显示
15、仪表组成的测温系统。A、B为热电偶补偿导 线，但续接的一段由于疏忽接反，已知：E(1000,0)=9.585mV E(100,0)=0.645mV E(50,0)=0.299mV 中国石油大学信息与控制工程学院自动化系杜鹃编写Page 5 10/5/2018 E(20,0)=0.113mV 图图 4-3求：（1）显示仪表显示的温度是多少？（2）若全部正确连接显示仪表应显示何值？由于第二段补偿导线接反而引入的绝对误差是多少？ 11热电阻的测温原理是什么？同热电偶相比有何优点? 12常用热电偶和热电阻的分度号有哪几种? 各有何特点? 13热电阻为什么要采用三线制连接？为什么要规定热电阻的连接导线电阻? 14
