北京科技大学参数检测及仪表试题和标准答案-A.doc

A卷
北京科技大学2012— 2013学年度第1学期
参数检测及仪表 试题答案及评分标准
一，填空题
1，金属热电阻温度计的测量电路采用三线制和四线制，主要目的是为了_消除引线电阻的影响___。
2，将两种不同导体连接成闭合回路，并将两个接点分别置于不同的温度，则在闭合回路中将会产生热电势，这种现象称为_热电效应__。热电势由_接触_电势和温差电势组成。
3，半导体应变片相对于金属应变片的最大特点是_灵敏度高__。
4，电阻阻值随温度变化的特性可用_电阻温度系数_表示，热电阻的纯度一般用_百度电阻比_表示。
5，玻璃液体温度计是根据感温物质的_热胀冷缩_特性来测量温度的。
6，流体的_伯努力方程_是流体的能量守恒定律在运动流体中的具体应用。
7，节流式差压流量计、容积式流量计和_浮子流量计_并称为应用最广泛的三类流量计。
8，节流式差压流量计的取压方式包括：_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压。
二，判断对错
1，辐射测温仪表测量范围广，适合高温物体的测量，但受物体发射率的影响，准确度不高。（ ⅴ ）
2，电磁流量计要求流体管道由非导磁材料制成。（ ⅴ ）
3，喷嘴比孔板更适合大流量的测量。（ ⅴ ）
4，弹性式压力计适合测量动态压力变化。（ × ）
5，浮子式物位测量仪表中，圆形浮子的直径越大，仪表的灵敏度越高。（ ⅴ ）
三、问答题
1， 简述热电偶的中间温度定律并回答中间温度定律有何应用？(10)
（1）答案
A，定律
热电偶中间温度定律：在热电偶回路中，两接点温度分别为时的热电势，等于该热电偶在两接点温度分别为和时相应热电势的代数和，即：

B，证明

两式相加：

C，应用
为使用和制定热电偶分度表奠定了基础，即各种热电偶的分度表都是在冷短温度为0度时制定的，如果在实际应用中，冷端温度是T，这时指示仪表的热电势为，而可以从分度表中查到，将二者相加，即可以得到。按照该热电势再查相应的分度表，就可以得到被测对象的实际温度。
（2）评分标准
热电偶中间温度定律（5），证明（1）应用（4）。
2，隐丝式光电高温计采用红色滤光片为什么能扩展低温测量范围？
（1）答案
人眼光谱敏感度曲线和红色滤光片的光谱透过率如图。

0.6 0.7

人眼只对可见光敏感，而红色滤光片只能透过比红色波长长的辐射能，因此被测物体发出的光和灯丝发出的光通过红色滤光片后，观测者的眼睛但到的只是两条曲线重合的一部分较窄波段内的辐射亮度，波长约0.6-0.7um，这一波段称为光电高温计的工作波段。
由普朗克定律可知，当温度升高时，黑体的辐射向短波方向移动，即辐射包括可见光波段。当温度较低时，其辐射主要覆盖长波区域，因此采用红色滤光片，可以使仪器工作在红光波段作为工作波段，能够探测到物体在较低温度时的辐射，这样就可以测量较低的温度。扩展了仪表的低温测量范围。
（2）评分标准
答出普朗克定律（3），答出工作波段（3），答出扩展低温测量范围的原因（4）。
3，电磁流量计的直流励磁方式和交流励磁方式各有哪些优缺点？
（1）答案
A，直流励磁
优点：
方法简单，受电磁干扰小。
缺点：
当被测流体为电解液时，容易造成溶液电解，从而造成电极表面极化，使电极电阻发生变化，减弱信号。当管道比较大的时候，励磁系统比较笨重。
B，交流励磁
优点：不会产生表面极化现象。
缺点：容易产生正交干扰。即信号回路在变化的电磁场范围内，变化的电磁场在信号线回路产生感生电动势，此电势与信号电势正交，称为正交干扰。
（2）评分标准
直流励磁（5），交流励磁（5）。
四、分析题（30分）
1， 浮子式流量计测量流量时为什么要进行刻度换算？（15）
（1）答案
浮子流量计的流量公式：

对于一定的流量计和一定的流体，式中的、、、、和等均为常数，所以，只要保持流体系数为常数，则流量与浮子高度之间就存在一一对应的近似线性关系。我们可以将这种对应关系直接刻度在流量计锥形管的外壁上，根据浮子的高度直接读出流量值，这就是玻璃管转子流量计。
由流量公式可以看出，对于不同的流体，由于密度法不同，所以流量与浮子高度之间的对应关系也将不同，由于标定的限制不可能对此有的浮子流量计都根据用户的要求进行实液标定。通常是纯水和空气分别对液体和气体浮子流量计进行标定，所以浮子流量计如果用来测量非标定介质时，应该对读书进行修正，这就是浮子流量计的刻度换算。
对于液体，由于密度为常数，只需修正被测液体和标定液体不同造成的影响，而对于气体，由于具有可压缩，还要考虑标定状态和实际工作状态不同造成的影响。
标定状态为如下标准状态：温度，绝对压力。浮子流量计在标定状态下，测量标定流体的流量公式为：

浮子流量计在工作状态下，测量被测流体的流量公式为：

在实际工作状态下，被测流体的实际流量为，但浮子在高度处，浮子流量计显示的仍然是。比较上述两式，可以得出和之间的关系，即刻度换算公式为：

对气体来说，由于，，则由流量公式可得：

用浮子流量计测量非标定状态下的非空气流量时，可直接使用上式计算，但要注意为被测流体在工作状态下的密度，使用起来较为方便，为此可以将流体密度和此处状态分开修正，即先在标定状态下对被测流体的密度进行修正，然后再进行状态修正。

（2）评分标准
浮子流量计流量公式（5），刻度换算含意（6），液体气体换算的不同（4）。
2，试分析辐射测温的干扰因素有哪些？如何克服？（15）
（1）答案
A，光路中干扰
辐射温度计和被测物体之间所必须行经的路径叫光路，其中水蒸气、co2等气体对辐射能的吸收具有选择性，对某些波长吸收，对某些波长透明。减弱了入射到辐射温度计中的辐射能，造成测量误差。现场中悬浮的尘埃，对射线有散射，减弱辐射能。
B，外来光的干扰
指从其它光源入射到被测物而被反射出来的光。如太阳光，室内照明，附近的加热炉或火焰等。
消除外来光干扰的措施是采用遮蔽装置，遮蔽装置内部涂黑，避免多次反射。遮蔽装置外部冷却，邻近高温造成额外辐射。
C，发射率变化产生的误差
发射率与温度、波长、物质种类、表面粗糙度、锈蚀、氧化程度等因素有关。
可采用在线测量，在被测物上开小孔，人为制造黑体空腔等。
（2）评分标准
光路中的干扰（5），外来光的干扰（5），发射率变化产生的误差（5）。
五、计算题（10分）
一气体浮子流量计，厂家用、=20℃的空气标定，现用来测量=350000、=27℃的氢气，空气在标定状态下的密度为1.205，氢气在标定状态下的密度为0.084，求当流量计显示流量为4时，实际氢气的流量是多少？
（1）答案

（2）评分标准
刻度换算公式（6），温度换算（2），计算（2）。