第一、二章
一.名词解释
1.测量:人们借助专门工具,通过试验和对试验数据的分析计算,将被测量X0以测量单位U倍数μ显示出来的过程,即X0＝μU。
2.热工测量:指压力,温度等热力状态参数的测量,通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数的测量,如测量流量,液位震动,位移,转速和烟气成分等。
3标准量：即U ，测量单位。U必须是国际或国家公认的，理论约定的，必须是稳定的可以计量的传递。
4.环节：在信号传输过程中，仪表中每一次信号转换和传输可作为一个环节。
5.传递函数：静态下每个环节的输出与输入之比，称为该环节的传递函数。
6.可靠性：作为仪表的质量指标之一，是过程检验仪表的基本要求，目前常用有效性表示。
7.精密度：对同一被测量进行多次测量所得测量值重复一致的程度，或者说测定值分布的密集度。
准确度：对同一被测量进行多次测量，测定值偏移被测量真值的程度。
精确度或者精度：精密度与准确度的综合指标。
8.绝对误差：仪表的指示值与实际值的差值。
9.基本误差：在规定的工作条件下，仪表量程范围内各示值误差中的绝对值最大者称为仪表的基本误差。
10.仪表精度：仪表在测量过程中所能达到的精确程度。
11.准确度等级：仪表最大引用误差表示的允许误差r yu去掉百分号后余下的数字称为该仪表的准确度等级。
12.线性度：对于理论上具有线性“输入—输出”特性曲线的仪表，由于各种原因，实际特性曲线往往偏离线性关系，它们之间最大偏差的绝对值与量程之比的百分数，称之为线性度。
13.回差：输入量上升和下降时，同一输入量相应的两输出量平均值之间的最大差值与量程之比的百分数称为仪表的回差。
14.重复性：同一工况下，多次按同一方向输入信号作全量程变化时，对应于同一输入信号值，仪表输入值的一致程度称为重复性。
15.分辨率：引起仪表示值可察觉的最小变动所需的输入信号的变化，称为仪表的分辨率。
16.灵敏度：仪表在到达稳态后，输出增量与输入增量之比，称为仪表的灵敏度。
17.粗大误差：明显歪曲了测量结果，使该次测量失效的误差称为粗大误差。
18.系统误差：在同一条件下，多次测量同一被测量，绝对值和符号保持不变或按某种确定规律变化的误差称为系统误差。
19.随机误差：在相同条件下，多次测量同一被测量时，绝对值和符号不可预知地变化着的误差称为随机误差。
20、随即误差传递公式：y σ=221xi m i i x f σ∑=???? ???? ，y σ为间接测量的标准误差和函数对该直接测量值的偏导数乘积的平方和的平方根
21、拉依达准则：对于大量重复测量值，如果其中某一测量值残差υi 的绝对值大于该测量列的标准偏差的3倍，那么可认为该测量值存在粗大误差，也就是说i v =3i x x σ-?
22、格拉布斯准则：将重复测量值按大小顺序重新排列，12n x x x ≤≤≤L ,用下式计算首尾测量值的格拉布斯准则数Ti=i i
x x
v s s -=,然后根据子样容量n
和所选取的判断显著性水平α,查得T(n, α),若Ti>=T(n, α),则可认为xi 为坏值,应剔除,每次只能剔除一个测量值。若T1和Tn 都大于或等于T （n ，a ），则应先剔除两者中较大者，再重新计算算术平均值和标准误差估计值S ，这时子样容量只有（n-1），再行判断，直至余下的测量值中再未发现坏值。
23、恒值系统误差：对同一被测量进行多次测量，误差的大小和符号保持恒定的系统误差。
24、变值系统误差：测量值中按某种确定规律变化的误差，有：累积系统误差，周期性系统误差，复杂变化的系统误差。
25、微小误差的取舍原则：若某个局部误差小于间接测量值标准误差的1/3，则该局部误差是微小误差，可以忽略。
26、马尔科夫准则：按测量先后顺序排列测量值，用前一半测量值残差之和
减去后一半测量值残差之和。若差值显著地异于零，则认为测量列含有累积系统误差。实际上，当测量次数n 很大时，只要差值不等于零，一般可认为测量列含有累积系统误差。但当n 不太大时，一般认为只有当差值大于测量列中的最大残差时，才能判定为测量列中含有累积系统误差。
27、阿贝准则：按测量先后顺序排列测量值，求出测量列标准误差估计值s ，计算统计量111n i i i c v v -+==
∑,
若2c ≥，则可认为该测量列中含有周期性
系统误差。
二：.简答
1.简述测量方法的分类
答：测量方法按测量结果的获取方式来分，可分为直接测量法、间接测量法和组合测量法；按被测量与测量单位的比较方式来分，测量可分为偏差测量法，微差测量法与零差测量法；按被测量在测量过程中的状态来分，测量又可分为静态测量方法和动态测量方法。
2.热工测量仪表按其功能件可以分成哪些?各部件的功能是什么?
答：热工测量仪表按其功能可以分为：感受件，显示件，传递件。其中感受件直接与被测对象相联系，感受被测量的量值，并将感受到的被测量信号转换成相应的信号输出。而显示件最终是通过它向观察者反映被测量的变化，其功能可以分为：①显示被测量瞬间值；②记录被测量随时间变化；③显示被测量对时间的积分结果；④反映被测量是否超过允许限值；⑤根据被测量与规定值的偏差情况，发出对被测对象进行调节的信号。传递件的功能如下；①单纯起传递作用；②将感受件输出的信号放大，以满足远距离传输以及驱动显示，记录装置的需要；③为了使各种感受件的输出信号便于与显示仪表和调节装置配接，要通过传递件转换成标准化的统一信号。
第四章
一、名词解释：
1、温度：衡量物体冷热程度的物理量、分子无序运动平均动能的体现。
2、温标：温标是用来度量物体温度高低的标尺。
3、热力学温标：绝对温标是以卡诺循环为基础建立起来的。在卡诺循环中可写出以下方程式：1`212Q Q T T =，它表示工质在温度1T 时吸收热量1Q ，而在温度2T
向低温热源放出热量2Q 。如果指定了一个定点2T 的数值，就可由热量的比例求得未知量1T ，由于上述方程式与工质本身的种类和特性无关，所以 用这个方法建立起来的热力学温标就避免了分度的“任意性”。
4、三相点：固、液、气三态同时存在的温度。
5、汤姆逊电势：又称温差电势，是一根导体上因两端的温度不同而产生的热电动势。当同一导体的两端温度不同时，高温端的电子能量低温端的电子能量大，因而从高温端跑到低温端的电子数比从低温端跑到高温端的要多，结果，高温端因失去电子而带正电荷，低温端因得到电子而带负电荷，从而在高、低温端之间形成一个从高温端指向低温端的静电场。该电场组织电子从高温端跑向低温端，同时加速电子从低温端跑向高温端，最后达到动平衡状态，即从高温端跑向低温端的电子数等于从低温端跑向高温端的电子数。动平衡时在导体两端产生一个相应的电位差，该电位差称为温差电势。
6、珀尔帖电势：在由两种不同导体构成的闭合回路中通有直流电流时，两个交接端子中的一个温度降低(吸热端)，而另一个则温度升高(放热端)，在两个交接端之间产生了温差，这一效应被称之为珀尔帖效应。
7、均质导体定律：由一种均质导体（或半导体）组成的闭和回路，不论导体（或半导体）的截面积如何以及各处的温度分布如何，都不能产生热电势。
8、中间导体定律：由不同材料组成的闭和回路中，若各种材料接触点温度都相同，则回路中电势的总和等于零。
9、连接（中间）温度定律：接点温度为t1和t3的热电偶，它的热电势等于接点温度t1、t2和t2、t3的两支同性质热电偶的热电势的代数和。
10、电阻温度系数：温度变化10C 时电阻值的相对变化量，用α表示，单
位为01C -，α可以用下式表示：1dR
R dt
α= 11.温标是温度的数值的表示方式，经验温标的三要素是什么？
三要素为：温度计（工质）、固定点、内插函数
12.ITS-0P 国际温标规定温度的单位是什么？定义其度的数值是多少？国际温标的构成要素是什么？
ITS-90国际温标规定温度的单位是开尔文，符号为K ，它规定水的三相点的热力学温度为273.16K,定义开尔文一度等于水三相点热力学温度的1/273.16。
国际温标构成的要素是：固定点、内插函数、工质。
13.普通工业热电偶由哪几部分组成？
由热电阻体、引出线、绝缘骨架、保护套管、接线盒等组成
14.在整个测量系统中热电偶，热电阻作为测温元件，其后续仪表可配备哪些？
可配备：动圈式仪表、自动平衡式显示仪表、数字式显示仪表、带微处
理器的数字模拟混合式记录仪。
15.叙述管内流体温度，壁面温度及高温气体温度测量时测量元件安装方法要点
管内流体温度测量：
1、 在测温管向外散热的情况下，误差不可能等于零。
2、 把露出在管道外的测温管用保温材料包起来，使得露出部分温度
提高，减小导热损失，也使露出部分和外面介质的热交换减少。
3、 插到管道内的介质部分测温管长度增加。
4、 把感受件放在管道流体速度最高的地方。
5、 使测温管的壁厚、外径尽量减少。
6、 测温管唱常用导热性质不良的材料来制造。
壁面温度测量：
1、 热电偶采用平行焊的方式与壁面接触。
2、 热电极的直径尽量细。
3、 尽量使壁面上方的气流速度小，使得热电极上散失的热量减小。
4、 尽量使管壁厚度增加。
高温气体温度测量：
1、 将测温管安装在烟道内烟气能流过的地方，同时测温管装设的内
壁也要让烟气流过。
2、 在测温管装设部位外壁敷以较厚的绝缘层。
3、 把测温管和冷的管壁隔离开，使测温管不直接对冷管壁面进行辐
射。在条件许可的情况下，在短时间测量时，可以不用陶瓷管而直接把铂铑-铂热电极裸露使用。
4、采用双热电偶测温，可用计算方法消除热辐射误差。
16、.叙述热流密度的定义（以文字和公式），在工业生产中热流计有什么用途？
答：热流密度：单位时间内单位面积上流过的热量。
''T q x
λ?=-? 用途：1、测量火焰在单位时间内以辐射或辐射和对流两种方式传至某单位
面积上的热量。
2、炉墙和热力管道在单位时间单位面积上向外散失的热量等等，保
证运行安全。
17.金属片热流计工作原理是什么？画出金属薄板型热流密度计的简图。
答：原理：在金属或合金薄板的两个表面上贴金属箔或镀金属层，把热流测头本体作为一个差动的热电偶，假定通过此薄板的热流密度为q ，差动热电偶的电势为E,则有：q=cE ； c 为热流测头系数。金属薄板型热流密度计的简图见书P117图6—17。
二、简答题：
1、热电偶的冷端温度如何补偿？
①计算法
②冰点槽法
③补偿电桥法
④多点冷端温度补偿法
⑤晶体管PN 结温度补偿法
2、如何校验热电偶？
校验时，把被校热电偶与标准热电偶（标准热电偶的准确度等级根据被校验热电偶的准确度级要求来确定）的热端放到恒温区中镍块的孔中，比较两者的测量结果，以确定被校热电偶的误差。校验时，需用铂丝将被校热电偶与标准热电偶的热端（都除去保护套管）绑扎在一起，校验贱金属热电偶时，为了避免被校热电偶对标准热电偶产生有害影响，要将标准热电偶套上石英或氧化铝套管，然后用镍铬丝将两者的热端绑扎在一起。热电偶放入炉中后，炉口应用石棉绳堵严。热电偶插入炉中的深度一般为300mm ，不得小于150mm 。热电偶的冷端置于冰点槽中以保持0C ?。用调压器调节炉温，当炉温达到校验温度点±10C ?范围内，且每分钟变化不超过0.2C ?时，就可用电位差计测量热电偶的电势。在每一个校验温度点上对标准和被校热点偶热电势的读数都不得少于三次。当被校热电偶有n 支时，读数顺序为：标准—>1被校—>2被校—>……—>n 被校—> n 被校—>……—>2被校—>1被校—>标准。
3、.对金属测温电阻的要求
①电阻温度系数大
②在测量范围内物理及化学性质稳定
③有较大的电阻率
④电阻值与温度的关系近似为线性的，便于分度和读数
⑤复现性好，复制性强，容易得到纯净的物质。
⑥价格便宜
4.半导体热电阻的优点？
半导体热敏电阻的测温范围：－100到＋300摄氏度，与金属热电阻比优点是：
1、电阻温度系数大，约为－（3～6）％，灵敏度高
2、电阻率很大，可做体积小电阻大的电阻体，这样连接导线电阻的变化影响可忽略
3、结构简单，体积小，可以用来测量点的温度
4、热惯性很小，响应快
5.铠装热电阻的优点？
①外径尺度很小，最小直径可达1mm ，因此其热惯性小，响应速度快
②机械性能好，可耐强烈震动和冲击
③除感温元件外，其他部分可以任意弯曲，适合在复杂结构中安装
④由于感温元件与金属套管，绝缘材料形成一密封实体，不易受到有害介质的侵蚀，因此寿命比普通热电阻长
6.如何校验热电阻
定点法：工作基准或标准热电阻采用，即在几种物质的相平衡点温度下进行校验，
国家有统一的规程。
比较法：工业上常用。
校验常用设备包括：标准玻璃温度计一套（或标准铂电阻温度计）；加
热恒温器一套（－50～＋500摄氏度）；标准电阻（10或100欧姆）一只；电位差计一台；分压器和切换开关各一个。
校验步骤如下：
1）按接线图接好线，并检查是否正确。(接线图参考图4-5，要求会画)
2）将电阻放进恒温器内，使之达到校验点温度并保持恒温，然后调节分压器使毫安表指示约为4mA （电流不可过大，以免热电阻发热过大影响测量的准确性），将切换开关切向接标准电阻N R 的一边，读出电位差计示值N U ；然后立即将切换开关切向被校验电阻体t R 一边，读出电位差计示值t U 。按t t N N
U R R U =公式求出t R 。在同一校验点需反复测量几次，计算出几次测量的t R 值（指同一校验点），取其平均值与分度表比较，看其误差是否大于允许误差。如误差在允许范围内，则认为该校验点的t R 值合格。
3）再取被测温度范围内10%、50%、90%的温度作校验点重复以上校验，如均合格，则此热电阻校验完毕。
7.动圈显示仪表的工作原理？
漆包细铜线绕成的无框架可动线圈助于永久磁铁磁场中，通入电流后，动圈受
到的旋转力矩M 为：M nBAl = 。
支撑动圈的张丝扭转后可产生反作用力矩n M K α=。
以上两力矩平衡时，则有：CI α= 式中：nBA C K
=，为仪表的电流灵敏度。 由以上可知动圈的转角α与流过动圈的电流I 成正比关系，即可根据α得到电流I 的值.
8.电位差计的工作原理
用一个已知的标准电压与被测电势（电压）相比较，二者之差值为零时，被测电势（电压）就等于已知的标准电压。
9.数字显示仪表的工作原理
直接用数字量显示被测值，实现数字显示的关键是把连续变化的模拟量换为数字量。直接用数字量显示被测值。实现数字显示的关键是把连续变化的模拟量转换成数字量，完成这一功能的装置称为模数转换（用A/D表示）装置。由于大多数传感器输入参数和输出参数之间之间呈非线性关系，为了使数字式显示仪表显示出被测参数的绝对数字值，因此还必须要有对被测参数的非线性函数的线性化补偿装置，以及针对各种转换系数的标度变换装置。
10.数字显示仪表和模拟式显示仪表的优缺点
数字式——优点：测量速度快，准确度高，并且读数准确。对被测量值可进
行数字打印记录，且便于和计算机配接。
缺点：显示参数的大小不直观，难以反映参数的变化趋势。
模拟式——优点：简单，可靠，可以表现出参数变化的过程和趋势。
缺点：测量速度差慢，读数精确性较差。
11.用热电偶测管道流体温度可采取哪些措施提高精度？
答：（1）为了减少误差，应该把露出在管道外的测温管用保温材料包起来，这样不仅使得露出部分温度提高，减少导热损失，而且也使露出部分与外界介质的热交换减少，放热系数减小，因而可以减小测量误差。
(2) 插到管道内介质部分测温管长度增加，露出在管道外的测温管长度减小；
（3）应该把感受件放在管道流体速度最高的地方，即管道中心轴线上。
（4）应该使测温管的壁厚、外径尽量减小，也就是应将测温管做成外形细长而壁厚很薄的形状。
（5）测温管常用导热性质不良的材料如陶瓷、不锈钢等来制造。
12.测量高温气体温度可采用哪些措施减少热辐射带来的误差？
答：（1）把测温管和冷的管壁隔离开来，使测温管不直接对冷管壁进行辐射，例如可以加隔离罩。为了减小测量误差，隔离罩的内壁要做的非常光亮（例
如镀镍）。
（2）必须减小辐射换热系数，即减小测温管的总辐射发射率。在条件许可的情况下，为了减小误差，在短时间测温时，可以不用陶瓷管而直
接把铂铑-铂热电极裸露使用，铂铑、铂材料在1500~1700℃时的
εT =0.20~0.25,比陶瓷管的εT 小得多（陶瓷管在1500℃时，
εT =0.8~0.9），热辐射误差也就小的多。
（3）采用双热电偶测温，可用计算方法消除辐射误差。
（4）必须增加气流和测温管之间的对流放热系数。除了前面讲过的把感受
件的主要工作部分放在管道中心轴线上外，目前多采用小误差的抽气
热电偶；还可以采用气动温度计。
13.导热式、辐射式、及辐射-对流式热流计的工作原理？
答：（1）导热式热流计是一种有热阻式热流测头、测量以一维空间导热为主的热
流计，其基本理论依据傅立叶定理。在稳态条件下，某一方向上由传导
所传递的热流密度q 为
x
T q ??-=λ 式中λ为热流计材料的热导率，它与材料的性质有关，且是温度
的函数；
x
T ??为垂直于等温面方向的温度梯度。 （2）辐射式热流计只测量辐射热流密度，其传感器采用内表面镀金的铜质
椭圆球结构。从入射孔入射的辐射热流在椭圆球体的内表面进行多次反射，最后都传到表面涂黑的圆柱体不锈钢塞子上，塞子后面为一不锈钢杆，在杆的前后两端上，缠绕并焊上康铜丝，这就形成了康铜-不锈钢热电偶，可用来测量温度差，从而求得热流密度。传感器通过分布在椭圆球短轴平面上的小孔（2~8个）向椭圆形腔喷射干氮气流，以消除对检测器（不锈钢塞子）的对流传热，保证只测量热辐射；另外还可防止燃烧气体和灰尘颗粒进入椭圆腔内，以防止玷污反射镜，影响反射率。但是通入的氮气不能过量，否则检测器会被冷却，导致测量误差。此传感器可用水冷，因此可在高达1600℃的高温条件下使用，它的测量范围可达500KW/m 2。(配合图讲清即可)
（3）辐射-对流热流计是同时测量炉内辐射传热和对流传热热流密度的装置。
这种传感器采用圆柱形铝合金制成。为了提高对传感器前端射入的辐射能的全吸收率，在受热面上车成许多同心圆沟槽并且涂黑，使其表面上
的全发射率接近1。另外，在传感器的后端面上用水冷却以维持一定的温度。热电偶设置在圆柱形铝合金中间间隔一定距离的两个点上。这种热流计的测定范围可达500KW/ m 2 ,被测对象温度不超过1600℃。(配合图讲清即可)
14、光学高温计、辐射温度计及比色高温计的工作原理？
①光学高温计工作原理：物体在某一波长的光谱辐射出射度与温度有单值函数关系，而且光谱辐射出射度随温度增长的速度非常快。
②辐射温度计工作原理：辐射温度计是根据全辐射定律制作的温度计。由4O M T σ=可知，当知道全辐射体的辐射出射度O M 后，就可以知道温度T 。
③比色高温计工作原理：比色高温计是根据维恩偏移定律工作的温度计，由维恩偏移定律可知，当温度变化时物体的最大辐射出射度向波长增加或减小的方向移动，使在波长1λ和2λ下光谱辐射亮度比发生遍变化，测量光谱辐射亮度比
的变化即可测得相应的温度。
15.简述普朗克定律、斯特藩-波尔兹曼定律和维恩公式。
①普朗克定律：全辐射体的光谱辐射出射度o M λ与波长λ和温度T 的关系称为普朗克定律 。即
2511(1)c T o M c e λλλ--=- W/3m
式中 λ——波长（m ）
e ——自然对数的底
1c ——普朗克第一辐射常数，3.7413?1610-(W/2m )
2c ——普朗克第二辐射常数,1.4388?210-(m ?k)
②斯特藩—波尔兹曼定律
全辐射体的辐射出射度和热力学温度的四次方成正比：
4O M T σ= W/2m
式中 σ——斯忒藩—波尔兹曼常数，等于5.67032?82410/()W m K -? ③维恩位移定律
光谱辐出射度峰值处的波长m λ和温度T 之间的关系由维恩偏移定律所表述：
2897m T λ= m k μ?
第五章
1.计示压力（表压力）：工程上所用的压力计的指示值，即压力计的读数是被测绝对压力与当地大气压力之差
表压力=绝对压力-大气压力
2.绝对压力：绝对压力=表压力＋大气压力
3.相对压力：以某一绝对压力作为参照，与其相比得到的压差。
4.正压：通常称高于大气压力的表压力为正压力
5.负压：低于大气压力的表压力称为负压
6.真空：负压的绝对值称为真空
7.弹性特性：弹性元件在负荷（压力、力或力矩）的作用下，产生相应的变形（位移或转角），此变形与负荷之间的关系称为弹性元件的弹性特性，可以用下式表示：
()
s f p
=or ()
s f F
=or ()
s f M
=
式中s-------弹性元件的位移
?-----弹性元件的转角
P,F,M-----分别为作用在弹性元件上的压力、力与力矩
8.刚度与灵敏度：使弹性元件产生变形所需要的负荷，称为弹性元件的刚度，用符号K表示
反之，在单位负荷作用下产生的变形，称为弹性元件的灵敏度，用符号S
表示，两者互为倒数K=1 S
9.弹性滞后和弹性后效
弹性元件在其变形范围内，加负荷与减负荷时表现的弹性特性不相重合的现象，称为弹性滞后，因此而产生的误差称为滞后误差用符号V表示当负荷停止或完成卸负荷后，弹性元件不是立刻完成相应的变形，而是在一段时间内继续变形，这种现象称为弹性后效。
10.霍尔效应: 把半导体单晶薄片置于磁感应强度为B的磁场中,如在它的两个纵向端面上通仪一定大小的控制电流I,则在晶体的两个横向端面之间出现电势E
H
,为霍尔效应.
11、气流的总压：是指气流在等熵滞止后的压力，也叫滞止压力。
12、气流的静压：是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，感受到的就是气流的静压。
13、金属的应变效应：
一段长为L ，截面积为A 的电阻，(12)dR dL d R L ρνρ=++=(12)d ρενρ
=++ 式中：ε——电阻的纵向应变，ε=
dL L 因而，K=1dR R ε=1(12)d ρνρε++，式中，K 的物理意义为单位纵向应变所引起电阻变化率，称为应变片的纵向灵敏度。对于金属材料来
说，式中后面的一项压阻效应很小，电阻变化主要是由几何应变效应
引起的，即K 12ν≈+，称为金属材料的应变效应。
14、半导体的压阻效应：
一段长为L ，截面积为A 的电阻， (12)dR dL d R L ρνρ=++=(12)d ρενρ
=++ 式中：ε——电阻的纵向应变，ε=
dL L 因而，K=1dR R ε=1(12)d ρνρε++，式中，K 的物理意义为单位纵向应变所引起电阻变化率，称为应变片的纵向灵敏度。对于半导体来说，由于压阻效应很大，几何应变效应可以忽略，因此1d K ρρε≈
，即半导体的压阻效应。
二、简答题
1.液柱式压力计的误差及其改善途径？
答：1 环境温度变化的影响——
当环境温度偏离规定温度时，封液密度、标尺长度都会发生变化。对于一般工业测量，主要考虑温度变化引起的封液密度变化对压力测量的影响，而精密测量时还需要对标尺长度变化的影响进行修正。
2 重力加速度变化的影响
仪器使用地点的重力加速度g ?由下式计算：()()10.00265cos 212/N g g H R ??-????=+ 式中 H ，?——使用地点海拔高度（m ）和纬度（o ）；N g ——
9.806652/m s ，标准重力加速度；R ——6356766m ，地球的公称半
径（纬度45o 海平面处）。
/N N h h g g ??=
式中 N h ——标准地点封液液柱高度；h ?——测量地点封液液柱高度
3 毛细现象造成的误差——加大管径
4 刻度、读数、安装等方面的误差——读数时，根据封液的特性，眼睛应与封液弯月面的最高点或最低点持平，并沿切线方向读数，U 型管压力计和单管压力计量都要求垂直安装。
2、.弹性压力计的误差及其改善途径？
答，弹性压力计存在迟滞误差，弹性后效误差，间隙误差，摩擦误差，温度误差。
（1）采用无迟滞误差或迟滞误差极小的“全弹性”材料和温度误差很小的“恒弹性”材料制造弹性元件。
（2）采用新的转换技术，减少或取消中间传动机构，以减少间隙误差和摩擦误差。
（3）限制弹性元件的位移量，采用无摩擦的弹性支撑或磁悬浮支撑
（4）采用合适的制造工艺，使材料的优良性得到充分的发挥。
3、.比较几种液柱式压力计和弹性压力计的测量范围？
答：液柱式压力计：斜管式微压计的使用范围一般为1002500Pa :
弹性压力计：1）弹簧管压力计测量范围从真空到910Pa 。
2）膜片压力计适用于真空或60610Pa ?:。
3）膜盒压力计的测量范围为40410Pa ±?:
4.电位式,电感式,电容式压力传感器的工作原理?
○1电位式:电位式压力传感器的原理是,把测量弹性元件的输出位移转换成微型电位器滑动触点的位移,从而把被测压力的变化变换成电阻的变化,然后用动圈式仪表或电子自动平衡电桥来测量电阻值的变化.
○
2电感式:该传感器中,弹性元件受压力作用后产生的位移可改变磁路中空气隙大小或改变铁芯与线圈之间的相对位置,使线圈的电感量发生改变,从而使压力变化的信号转换成线圈电感量变化的信号
○
3电容式:电容式压力变送器中,以测压弹性膜片为电容器的可动极板,它与固定极板之间形成一可变电容,随着被测压力变化,膜片产生位移,使电容器的可动极板与固定极板之间的距离改变,从而改变了电容器的电容量,这样就完成
了压力信号与电容量之间的变换.
5.力平衡式和振弦式压力变送器的特点
力平衡式压力变送器的特点：1、是一种带反馈的闭环系统，使弹性元件恢复到接近原来位置，系统在测量中始终处于力平衡状态。2、弹性元件的集中力输出和压力之间具有良好的线性关系，以及弹性元件几乎无位移，所以输出信号不受弹性元件的弹性滞后和弹性后效的影响，对仪表的准确度的影响很小，变送的准确度可达0.5级。但力平衡变送器结构复杂,体积及重量均较大,又由于使用杠杆等机械部件,所以动态特性较差.
振弦式压力变送器的特点：1、振弦式变送器的输出为频率信号，因此具有较强的抗干扰能力，而且零漂小、温度特性好、准确度高，通常为0.2级。
2、易于与计算机等数字监控系统联接。
6.如何校验测压仪表?
10Pa压力以上；答:使用标准器来校验测压仪表。一类是活塞式压力计，常用于5
10Pa。在低压范围内也可用空气浮球式压力另一类是液柱式压力计，用于0～5
计来替代液柱式压力计作标准器。
活塞压力计：可用准确度较高的活塞式压力计来校验标准弹簧管压力表。校验时，为减少活塞与活塞筒之间的静摩擦力的影响，用手轻轻拨转砝码盘，如被检验压力表的准确度不高，则不用砝码来校验，而在另一个压力表的接头上装上标准的压力表来校验。
液柱式压力计：可用于0.1 Mpa以下的压力和负压测量仪表的校验，测量时，应注意当地重力加速度和标准加速度的区分。
7.测压仪表使用的注意事项
答：（1）从选用角度讲，测压仪表的选用与被测压力的种类，被测介质的物理，化学性质和参数，用途，以及要求的测量准确度，被测压力的变化范围有关。
（2）为了保护测压仪表，一般不允许压力计指针经常处于刻度上限处，但选用测量测量范围过大的仪表又会影响测量结果的准确性。如果被测压力相当稳定，则被测压力的正常值应在压力计测量范围的2/3处；如果被测压力经常变动，则其正常值应在压力计测量范围的1/2处。
（3）对于某些特殊的介质，例如：氧气、氨气等专用性压力表，不能乱用。氧气压力表在安装、使用和校验中禁止接触油类。
（4）此外，在安装、使用中还应注意：①取压管口应与工质流速方向垂直，与设备内壁平齐，不应有突出物和毛刺；②防止仪表感受件与高温或有害的被测介质接触；③仪表与取压口如果不在同一水平上，则应注意校正由于两者高度误差对仪表读数造成的额外误差；特别应注意在测量蒸汽介质的差压时，必须保证两侧信号管路中凝结水液面在同一高度，并应使两信号管路中的凝结水温度一致；④压力取出口位置，测量气体介质一般在工艺管道上部，测量蒸汽的应在工
艺管道的两侧，测量液体的应在工艺管道的下部，信号管路上在靠近取压口处应装有隔离阀，用以在仪表或信号管路发生故障时切断仪表信号管路的敷设应有一定的斜度，在信号管路的最高处应有排气装置（测量液体或蒸汽时），在信号管路的最低处应有排水装置（测量气体时）。
第七章
5、标准节流装置的节流件是什么？它的适用范围?相应的取压装置有哪些？管道条件？
标准节流装置的节流件是孔板和喷嘴；
标准节流装置只适用于：①测量圆形截面管道中的单相、均质流体的流量，
并要求流体充满管道；②在节流件前后一定距离内不发生相变或析出杂质；③流速小于音速，流动属于非脉动流；④流体在流过节流件前，流束与管道轴线平行，不得有旋转流。
相应的取压装置：标准孔板—角接取压、法兰取压
标准喷嘴—角接取压
管道条件：节流件上游侧10D 以内管道内壁应没有肉眼可见的明显凸凹，相
对粗糙度应在所对应的表格给出的限值内，必要时对此长度内的管道内壁进行拉光，这样不但能满足粗糙度要求，而且保证得到准确的管道内径D 值和满足管道圆度的要求；管道圆度的要求是指：直径的任意单测值与平均值的偏差不得大于±0.3%，并且在离节流件上游端面起的2D 长度的下游直管段上任何一个直径单测值与上述平均值的偏差不得大于±3%。
6、、什么是非标准节流件，用在什么场合？
非标准节流件就是指试验数据较少、流量系数的误差还相当大的尚未标准化的节流件。
在某些特殊的情况下，如管道直径小于50mm ，雷诺数很小，等等，不适用标准节流件，就只能选用非标准的节流件或其他类型的流量计。
8、标准节流装置的流量公式（并说明各物理量）？
244v q d D π
παεαεβ==
v q ——体积流量；d 或D ——直径；1ρ——密度； p ?——差压；
α——流量系数；ε——流束膨胀系数
9、请简要描述标准节流装置的第一类和第二类计算命题的计算过程？
第一类计算命题的计算过程简述：
1、准备计算
2、检查直管段长度和粗糙度是否符合要求
3、迭代计算流量
第二类计算命题的计算过程简述：
1、准备计算
2、选择节流件形式和差压计类型和量程
3、计算常用流量下的差压值
4、迭代计算β值和d 值
5、迭代计算
10、节流变压降流量计的工作原理？
节流变压降流量计的工作原理是：在管道内装入节流件，流体流过节流件流束收缩，于是在节流件前后产生差压，对于一定形状和尺寸的节流件，一定的测压位置和前后直管段情况，一定参数的流体，和其它条件下，节流件前后产生的差压随流量而变，两者之间并有确定的关系。
第八章
1、热磁氧量计、氧化锆氧量计的工作原理？
①热磁氧量计工作原理：热磁式氧量计是利用氧的磁导率特别高这一物理特性制成的。炉烟中混合气体的容积磁化率主要取决于氧成分的含量，于是可以根据混合气体的容积磁化率大小来测量其中氧的含量。
由居里定律可知：顺磁性气体的容积磁化率K 随温度升高而迅速降低的，即：
2CMp k RT
= 式中：C —居里常数
M —气体的分子量
p —气体的压力
R —气体常数
T —气体热力学温度
由此可见，顺磁性气体容积磁化率与压力成正比，而与热力学温度成反比。当压力一定时，温度低的顺磁性气体在不均匀磁场中所受到的吸引力比温度高的气体要大得多。因此，如果有一个不均匀磁场放在顺磁性气流附近，顺磁性气体受到磁场吸引而进入水平通道。在进入水平通道的同时，对气体加热，气体温度升高，受磁场的吸引力减小，从而受后边磁化率高的冷气体的排挤，排除磁场，于是在水平通道中不断有顺磁性气体流过，这种现象称为热磁对流或磁风。
由物理学可知，单位容积的气样在磁场强度为H 、场强梯度为dh/dx 的不均匀磁场中，所受x 方向的力F 可由下式表示：
c dH dH F k H kH dx dx
?=≈ 式中：?—气体中氧的百分含量
k —氧的容积磁化率
设气样进入水平通道前的温度为1T ，相应氧的容积磁化率1k ，进入通道后被加热到温度2T ，相应氧的容积磁化率2k ，则可的单位容积气样所受到的磁风力为：
F =12()dH k k H
dx
?- 考虑到容积磁化率与压力和热力学温度的关系，则
F =221211()CMp dH H R T T dx
?- 由上式可知，磁风力的大小与磁场强度、场强梯度、工作温度和压力有关。当这些因素确定之后，可根据磁风力的大小来确定气样中氧的含量。
②氧化锆氧量计的工作原理：以氧化锆作为固体电解质，高温下以电解质两侧氧浓度不同时形成浓差电池，浓差电池产生的电势与两侧氧浓度有关，如一侧氧浓度确定，即可通过测量输出电势来测量另一侧的氧含量。
2、哪些因素会导致热磁氧量计的测量误差？
①环境温度变化会影响发送器的换热条件，因此仪表有较大的温度附加误差，工作时气体压力偏离标准大气压，就会造成指示误差，发送器的水平通道稍有倾斜，就会在水平通道中引起自然热对流，使仪表零点发生偏移而产生误差。
②由于此氧量计是根据磁风力的大小来测量氧量，因此还与磁场强度，场强梯度有关。
3、热导式二氧化碳分析仪的工作原理？
根据混合气体的热导率随各成分的含量而变化的原理制成通过测量烟气中的热导率来测量二氧化碳的含量，在一桥壁室内安装一根铂丝，铂丝的长度与直径之比很大，一般在2000—3000以上。桥壁室的外壁温度与铂丝温度相差不超
过2000C ，因此铂丝主要通过周围气体层以热量传导的方式向外散热，对于直线形铂丝，其单位时间内的散热量
111
2()
ln n n L t t Q r r πλ-=，
沿铂丝通过恒定电流I 则铂丝在单位时间内的发热量
220.24Q I R =，
在铂丝到达热平衡时21
Q Q =，再考虑到电阻值与温度的关系0()u n R R H t =，可以得到铂丝电阻值与热导率的单值函数关系，从而求得二氧化碳的含量。
4、红外线气体分析仪的原理及其优缺点？
利用某些气体分子对红外光谱范围内，某一个或某一组特定波段辐射的选择性吸收来检测气体成分的，这个特定范围内波段就是所谓分子的特征带，气体分子的特征吸收带主要分别部在1~25μm 波长范围之内的红外区。特征吸收带对某一分子是确定已知的，因此通过对特征吸收带和其吸收光谱的分析，就能鉴别分子类型，分析混合气体中特征组分的一个特征值波长上的红外辐射吸收情况，就可以的得到特征组分的成分。
优点：红外线气体分析仪有准确度高，灵敏度高及反应迅速
缺点：不能分析单原子气体（如He ，Ne ，Ar 等）和具有对称结构的无极性双原
子气体（O2，N2， H2等），因为这些气体在1~25μm 波长范围之内不具有吸收带。
5、气相色谱分析仪的原理及特点？
当一定量的气体在纯净的载气的携带下通过其有吸附性能的固体表面或通过具有溶解性能液体表面时，由于固体相对流动相所携带的气样的各成分的吸附能力或溶解度不同，气样中各成分在流动相中的分配情况是不同的，可以用分配系数ki=Фs/Фm，显然，分配之系数大的成分不易被流动相带走，因而在固体相中停滞的时间较长；相反，分配系数小的成分在固定相中停滞的时间较短。固定相是充填在一定长度的色谱柱长度上反复进行多次，使得即使分配系数上有微小差别的成分也能产生很大的分离效果，也就是能使不同成分完全分离。分离后的各成分按时间上的先后顺序中流动相带出色谱柱，进入检测器检出并用记录仪记录下该成分的峰形。
特点：将气样中各成分进行分离后，分别加以测定，故能对被测气体样进行全分析，其分离效能高，分析速度快，灵敏度高，能分析气样中的微量元素。
第九章
1离心式转速测量仪表的原理？
答：如下图所示，重锤1利用连杆8与活动讨环5和固定套环3连接。固定套环3安装在离心器轴2上。离心器轴通过齿轮传动装置6从输入轴7获得待测转速。当离心器轴2旋转时，重锤在离心力作用下离开轴心，并拉动活动套环5。活动套环将使得弹簧4沿离心器得轴向被压缩，活动套环的停留位置即连杆拉力的轴向分量与弹簧作用力相互平衡所处的位置。活动套环的运动将经由传动机构9将转速变化传递给转速表的指针10。经过标定的离心式转速表可直接从指针的示值读出测量结果。
2光电计数式转速仪的工作原理？
答：光电式利用光电元件对光的敏感性来测定转速。结构由光电测速部分和脉冲变换电路组成，测速光路可分为投射式和反射式。分别对照下图进行描述。
投射式：通过装在旋转轴1上的开孔圆盘2控制照射到光敏三极管3的光通量，在脉冲变换电路中产生脉冲信号。脉冲信号频率f 与转速n ，圆盘开孔数Z 存在如下关系： 反射式：转轴5涂有相间的反光条与非反光条（要求被测轴的直径不能太小），光源8发出的光线经半透膜6反射到轴，再由轴反射回来经半透膜照射到光敏三极管7上。由于轴的反光条和非反光条反射的光强差异较大，三极管上产生明电流和暗电流，在脉冲变换电路中产生脉冲信号。脉冲信号频率f 与转速n ，圆盘开孔数Z 存在如下关系：
3转矩测量的几种方法及比较？
答：传递类转矩测量仪：小巧轻便，既可以串接到被测设备的传动系统中去测量转矩，也可以附加在被测设备传动系统的传动轴上来测量转矩，测试时不需要改变被测设备传动系统的结构，也不需要移动被测设备，便于进行现场测试，测量准确度高，能够真实有效的反映机械的实际情况。
平衡类转矩测量仪仅能够测量静态或匀速工作情况下的转矩，不能测量动态转
60
/nZ f =60
/nZ f =
矩。
能量转换类转矩测量仪的测量为间接测量方式，测量误差比较大，常达±（10～15）%，所以只有在无法进行直接测量的场合下，才采用这种方法。
4钢弦式转矩测量仪的工作原理？
答：根据弹性扭轴的变形引起钢弦的伸缩，从而使得钢弦的固有频率变化来测量轴上转矩的。可根据下图适当展开说明。
5转矩测量仪表选择和使用的注意事项？
答：主要考虑转矩量程、允许的工作转速、精度等级、测量阈值、动态特性、工作寿命等主要工作性能选择仪表，同时参考仪器的外形尺寸、总量对安装的影响。2注意事项：
A转矩的差异：微、小、中、大转矩
热工测量仪表及自动化复习题 一、填空题 1、电动调节器在进行调试时有几个参数需要进行反复调试才能使系统正常工作.（P）（I ）（ D ）。 2、调节器的比例度越大，则放大倍数（越小）调节作用就（越弱）余差也（越大）。 3、热电偶冷端温度补偿的方法有（补偿导线法）（理论计算法）（冷端恒温法）（补偿电桥法） 4、涡轮流量计应（水平）安装。 5、热电偶产生热电势的条件是（两种不同材质的金属丝）（两个接点的温度不同） 3、温度变送器可以变送哪三种信号参数？（热电势信号）（热电阻信号）（其他毫伏信号） 4、常用的调节器的调节规律有哪几种？（P, P I, P D, P I D ） 二、选择题填空 1) 热电偶输出的电势为：（1） 1）直流2）交流3）三相交流 2) 调节系统的稳定性是对调节系统最基本的要求,调节过程稳定的条件是：Ψ和n应是： （3）（7） 1）Ψ=02）Ψ<03）0<Ψ<1 4）Ψ=15) n=1 6) n>1
7）n＜1 2) 调节对象的特性参数有（1 2 3 ） 1）放大系数 2）时间常数 3）滞后时间 4）比例度5) 积分时间 3) 标准化的节流装置的有（1 2 3）。 1）喷嘴2）孔板3）文丘利管4）锥形入口孔板5）圆缺孔板 4) 1.5级仪表的精度等级在仪表面板上用（1 ） 1）1.5 2）+-1.5级3）+1.5级 5）用S分度号的热偶配K型显示仪表测量温度，则显示结果（2）1）偏大2）偏小3）可能大，也可能小，要视具体情况而定 6）定值调节系统、程序调节系统、随动调节系统是按什么来划分的（3） 1）按自动调节系统的结构2）按自动调节系统的特性3）按给定值变化的规律 7）浮子流量计必须（ 2 ）安装 1）水平2）垂直3）可任意安装8）在DDZ-Ⅱ型仪表中，现场与控制室之间采用（3）的信号联络。 1）4-20mADC 2）1-5VDC 3）0-10mADC 9) 在DDZ-Ⅲ型仪表中，现场与控制室之间采用（1）的信号 1）4-20mADC 2）1-5V DC 3）0-10mADC
热工测试作业 第一章 1-1、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？(P1-2) 答：测量的方法有：1、直接测量；2、间接测量；3、组合测量。 直接测量与间接测量的主要区别是直接测量中被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量种被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值。 1-2、简述测量仪器的组成与各组成部分的作用。(P3-4) 答：测量仪器由感受器、中间器和效用件三个部分组成。 1、感受器或传感器：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； 2、中间器或传递件：最简单的中间件是单纯起“传递”作用的元件，它将传感器的输出信号原封不动地传递给效用件； 3、效用件或显示元件：把被测量信号显示出来，按显示原理与方法的不同，又可分模拟显示和数字显示两种。 1-3、测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么？（P5-6） 答：测量仪器的主要性能指标有：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。 1、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映； 2、恒定度：仪器多次重复测试时，其指示值的稳定程度，通常以读数的变差来表示； 3、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来表示。 4、灵敏度阻滞：又称感量，是以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。 5、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。 1-4、说明计算机测控系统基本组成部分及其功能。（P6-7） 答：计算机测控系统基本组成部分有：传感器、信号调理器、多路转换开关、模/数（A/D）和数/模（D/A）转换及微机。 1、信号调理器：完成由传感器输出信号的放大、整形、滤波等，以保证传感器输出信号成为A/D转换器能接受的信号； 2、实现多路信号测量，并由它完成轮流切换被测量与模/数转换器的连接； 3、采样保持器：保证采样信号在A/D转换过程中不发生变化以提高测量精度； 4、A/D转换器：将输入的模拟信号换成计算机能接受的数字信号； 5、D/A转换器：将输入的数字信号换成计算机能接受的模拟信号。 1-5、试述现代测试技术及仪器的发展方向。(P6、P9) 答：计算机、微电子等技术迅速发展，推动了测试技术的进步，相继出现了智能测试仪、总线仪器、PC仪器、虚拟仪器、网络化仪器等微机化仪器及自动化测试系统。随着计算机网络技术、多媒体技术、分布式技术等手段的迅速发展，测试技术与计算机相结合已成为当前测试技术的主流，测试技术的虚拟化和网络化的时代已经不远了。 第二章 2-1、试述测量仪器的动态特性的含意和主要研究内容，它在瞬变参数测量中的重要意义。(P11、P16) 答：测量仪器或测量系统的动态特性的分析就是研究动态测量时所产生的动态误差，它主要用以描述在动态测量过程中输入量与输出量之间的关系，或是反映系统对于随机时间变化的输入量响应特性。从而能够选择合适的测量系统并于所测参数相匹配，使测量的动态误差限制在试验要求的允许范围内，这便是动态测量技术中的重要研究课题。在瞬变参数动态测量中，要求通过测量系统所获得的输出信号能准确地重现输入信号的全部信息，而测量系统的动态响应正是用来评价系统正确传递和显示输入信号的重要指标。
二O一O年滨海项目热工计量基础知识试卷 热工测量及仪表总份： 一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共22分） 在每小题的空白处填写正确的答案。 1、标准状况下1kgf/cm2 = Pa = atm（保留有效数学4位）。 2、热力学温度的单位名称是，压力的计量单位名称是。 3、选取压力表的测量范围时，被测压力不得小于所选量程的。 4、在弹簧管式压力表中，游丝的作用是为了。 5、在相同的条件下，压力表在同一检定点上正反行程示值之差的绝对值称为。 6、在规定条件下，变送器各端子之间的绝缘电阻应满足：输出端子对接地端子不小 于，电源端子对接地端子不小于。 7、1 mbar等于kPa ＝mmH2O ＝PSI 8、压力变送器通常由、和转换单元组成。 9、绝对压力低于大气压力时的表压力称作负压力，它等于压力与压力之差。 10、测量范围-25~100℃的温度计，其下限值℃，上限值℃。 11、精度等级为II级，材质为镍铬－康铜的热电偶允许误差为或。 12、表示测量误差的基本形式是和。 二、单项选择题（本大题共16小题，每小题1分，共16分） 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1、表征仪表读数精密性的指标是（） A．灵敏度B．线性度C．分辨率D．准确度 2、华氏度T与摄氏度t之的换算关系（） A、t=9/5(T-32) ℃ B、t=5/9(T-32) ℃ C、t=5/9(T+32) ℃ D、t=9/5(T+32) ℃ 3、调校压力表用的标准表，其绝对误差应小于被校表绝对误差的（） A、1/2 B、1/3 C、1/4 D、2/3 4．改变三相异步电动机正反转，需要任意调换（）相可以实现。 A．一相B．二相C．三相D．四相 5、表示电压范围，应写作（）。 A．220V±10%；B．（220±10%）V；C．220±22V；D．220（1±10%）V； 6、一测量管道蒸汽压力的压力表安装在管道下部5m处，其测量的压力值比管道内实际压力值（） A、偏大 B、偏小 C、不变 D.不确定 7、仪表校验室应清洁、安静、光线充足，室内相对湿度度（） A、不大于75% B、不小于75% C、不大于85% D、不小于85% 8、带有止位销的压力表在无压力时指针应紧靠止销，同时“缩格”应不得超过压力表允许误差（）
热工测量仪表作业参考 答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
第一、二章 一.名词解释 以测 1.测量:人们借助专门工具,通过试验和对试验数据的分析计算,将被测量X 量单位U倍数μ显示出来的过程,即X ＝μU。 2.热工测量:指压力,温度等热力状态参数的测量,通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数的测量,如测量流量,液位震动,位移,转速和烟气成分等。 3标准量：即U ，测量单位。U必须是国际或国家公认的，理论约定的，必须是稳定的可以计量的传递。 4.环节：在信号传输过程中，仪表中每一次信号转换和传输可作为一个环节。 5.传递函数：静态下每个环节的输出与输入之比，称为该环节的传递函数。 6.可靠性：作为仪表的质量指标之一，是过程检验仪表的基本要求，目前常用有效性表示。 7.精密度：对同一被测量进行多次测量所得测量值重复一致的程度，或者说测定值分布的密集度。 准确度：对同一被测量进行多次测量，测定值偏移被测量真值的程度。 精确度或者精度：精密度与准确度的综合指标。 8.绝对误差：仪表的指示值与实际值的差值。 9.基本误差：在规定的工作条件下，仪表量程范围内各示值误差中的绝对值最大者称为仪表的基本误差。 10.仪表精度：仪表在测量过程中所能达到的精确程度。 去掉百分号后余下的数字 11.准确度等级：仪表最大引用误差表示的允许误差r yu 称为该仪表的准确度等级。 12.线性度：对于理论上具有线性“输入—输出”特性曲线的仪表，由于各种原因，实际特性曲线往往偏离线性关系，它们之间最大偏差的绝对值与量程之比的百分数，称之为线性度。 13.回差：输入量上升和下降时，同一输入量相应的两输出量平均值之间的最大差值与量程之比的百分数称为仪表的回差。 14.重复性：同一工况下，多次按同一方向输入信号作全量程变化时，对应于同一输入信号值，仪表输入值的一致程度称为重复性。
热工测量 ●热工测量：是指压力、温度等热力状态参数的测量，通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数测量，如测量流量、液位、振动、位移、转速和烟气成分等。 ●测量方法： 按测量结果获取方式：直接、间接测量法； 按被测量与测量单位的比较方式：偏差、微差、零差测量法； 按被测量过程中状态分：静态、动态测量法。 ●热工仪表组成：感受件，传送件，显示件。 ●仪表的质量指标：准确度、线性度、回差、重复性误差、分辨率、灵敏度、漂移。 ●热力学温标所确定的温度数值称为热力学温度也称绝对温度，用符号T表示。单位为开尔文，用K表示。 ●测量方法分类： 接触式测温方法：膨胀式液体和固体温度计、压力式温度计、热电偶温度计和热电阻温度计、热敏电阻温度计。 非接触式测温方法：光学高温计，光电高温计、辐射温度计和比色温度计。 温度测量部分 接触式测温 （1）热电偶温度计 ①标准化热电偶：工艺上比较成熟，能批量生产、性能稳定、应用广泛，具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。 ②非标准化的热电偶：进一步扩展高温和低温的测量范围；但还没有统一的分度表，使用前需个别标定。 ●热电偶温度计：由热电偶、电测仪表和连接导线组成。 标准化热电偶-200~1600℃；非标准化热电偶-270~2800℃。 ①测温范围广，可以在1K至2800℃的范围内使用； ②精度高； ③性能稳定； ④结构简单； ⑤动态特性好； ⑥由温度转换的电信号便于处理和远传。 ·8种标准化热电偶：S型、R型、B型、K型、N型、E型、T型、J型 ·四类非标准化热电偶：贵金属、贵—廉金属混合式、难熔金属、非金属
●热电偶测温原理：热电效应：两种不同成分的导体（或半导体）A和B的两端分别焊接或绞接在一起，形成一个闭合回路，如果两个接点的温度不同，则回路中将产生一个电动势，称之为热电势，这种效应称为热电效应。 ●热电偶的基本定律：均质导体定律、中间导体定律、连接温度（中间温度）定律。 ①均质导体定律：由一种均质导体所组成的闭和回路，不论导体的截面积如何及导体各处温度分布如何，都不能产生热电势。 ②中间导体定律：在热电偶回路中接入中间导体，只要中间导体两端温度相等，则中间导体的接入对回路总电动势没有影响。 ●热电偶冷端处理和补偿：补偿导线法、参比端温度修正法、冰槽法、机械零点调整法、冷端补偿器法、软件修正法。 ●热电偶的结构形式（四点）：接线盒、保护套管、绝缘套管、热电极丝。 （2）热电阻温度计 ●热电阻温度计：测量范围宽、精度高、灵敏度搞、稳定性好。－200～＋850℃ ●热电阻对材料的要求：①电阻相对温度系数值要大、②电阻率要大。 ●标准热电阻：①铂热电阻：Pt10和Pt100；②铜热电阻：Cu50和Cu100。 ●热电阻的结构形式（五点）：接线盒，保护套管，绝缘套管，骨架，电阻体。 ●标准热电阻连接方式：标准热电阻在使用时多采用三线制连接方式；如果使用恒流源和直流源电位差计来测量电阻的阻值时，就要采用四线制接法。 ●热电偶和热电阻的安装方式及注意事项： ①两种测温元件的测量端应有足够的插入深度； ②保护套管外露长度应尽可能短（防止热损失）； ③安装角度必须遵循规定及要求：为防止高温下保护套管变形，应尽量垂直安装。在有流速的管子中必须倾斜安装，如有条件应尽量在管道的弯关处安装。上述情况都应使测量端迎向流速方向。若需水平安装时，则应有支架加以支撑。 非接触式测温 非接触式测温仪表就是利用物体的辐射能量随其温度而变化的原理制成的。 非接触式测温仪表分两大类，其一是光学高温计，其二是辐射温度计。 ●基尔霍夫定律：基尔霍夫定律是物体热辐射的基本定律，它建立了理想黑体和实际物体辐射之间的关系。基尔霍夫定律表明：各物体的辐射出射度和吸收率的比值都相同，它和物
热能０２级《工厂热工设备》期末考试参考答案 一、解释下列概念和术语（每题２分，共２０分） １．火焰炉内热过程 火焰炉内气体流动、燃料燃烧和传热、传质过程的综合，是以传热为中心的物理和物理化学过程，以物理过程为主。 ２．火焰 具有一定的外形和长度、明亮轮廓的炽热的正在燃烧的气流 股。 ３．炉温 炉子测温热电偶所反映的温度，是某种意义上的综合温度。 ４．定向辐射传热 炉气对炉衬、炉料的的辐射换热量不同的炉内辐射传热现象，分直接定向辐射传热和间接定向辐射传热两种。 ５．炉子热平衡 根据热力学第一定律建立起来的、表示在一定时间内炉子热 量收入和热量支出在数量上的平衡关系。 ６．热量有效利用系数 有效热／总供热量 ７．热量利用系数 留在炉膛的热量／总供热量 ８．炉底强度，有效炉底强度（钢压炉底强度）
单位炉底面积单位时间内的产量叫做炉底强度；如果只 考虑钢坯覆盖的那部分炉底面积，就叫做有效炉底强度（钢压炉底强度）。 ９． 钢的加热速度 金属表面升温速度；加热单位厚度金属所需要的时间；单位时间加热金属厚度。 １０． 钢的加热温度，钢的加热均匀性 加热完后钢的表面温度，钢的外部和中心温度的一致程度。 二、填空（每题２分，共３０分） １．火焰炉内的气体运动大致可以分为（气体射流运动）〔１分〕及（主要由它引起的气体回流运动）〔１分〕两大部分。 ２．炉内气体再循环率r 的定义式为（ ），再循环倍率的定义式为（ ）。 a o r m m m r h kg h kg h kg ＋＝） ／气体质量流率（）＋从喷嘴周围供入的／流率（从喷嘴流出气体的质量）／再循环气体流率（再循环率＝ r a o r m m m m r h kg h kg h kg h kg ＋＋＝｝）／再循环气体流率（）＋／体质量流率（＋从喷嘴周围供入的气）／量流率（｛从喷嘴流出气体的质）／／再循环气体流率（再循环率＝‘ （１分） a o r a o m m m m m R h kg h kg h kg h kg h kg ＋＋＋＝｝）／气体质量流率（）＋从喷嘴周围供入的／量流率（｛从喷嘴流出气体的质）｝／ ／）＋再循环气体流率（／体质量流率（＋从喷嘴周围供入的气） ／量流率（｛从喷嘴流出气体的质再循环倍率＝ （１分）
第一章 测量是人们对客观事物取得数量观念的一种认识过程。 测量方法：直接测量、间接测量、组合测量。 测量系统（传感器→变换器→传输通道→显示装置）：测量设备、被测对象； 测量误差（绝对误差）：测量值与被测真值之差 测量误差分类：系统误差、随机误差、粗大误差 按测量误差产生来源：仪表误差或设备误差、人为误差、环境误差、方法误差或理论误差、装 置误差、校验误差. 测量精度：准确度、精密度、精确度。 基本误差（去掉%称为精度）：变差： 灵敏度： 线性度： 第二章 产生误差的原因：1）测量方法不正确2）测量仪表引起误差3）环境条件引起误差4）测量的人员水平和观察能力引起的误差。 随机误差（特点为正态分布和算术平均值）： 算术平均值（最优概值）： 剩余误差（代数和为零，平方和最小）： 标准误差： 算术平均值（最优概值）的标准误差： 算术平均值（最优概值）的极限误差： 第三章 温度测量仪表：接触式、非接触式 热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。 热电偶：两个不同的导体（或半导体）AB组成闭合回路，当AB相接的两个接点温度不同时，则在回路中产生热电势，回路称为热电偶 热电偶产生热电势的条件是：1）两热电极材料相异2）两接点温度相异. 热电偶的基本定律：1）均质导体定律2）中间导体定律3）中间温度定律。 补偿电桥法：是采用不平衡电桥产生的电势来补偿电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值。电阻温度计的传感器是热电阻，热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。 热电阻温度计测温度的特点：1）热电阻测温度精度高，测温范围宽，在工业温度测量中，得到了广泛的应用。2）电阻温度系数大，电阻率大，化学、物理性能稳定，复现性好，电阻与温度的关系接近线性以及廉价。3）当热电阻材料的电阻率大时，热电阻体积可做的小一些，热容量和热惯性就小，响应快。 热电偶的校验：通常采用比较法和定点法。 热电偶的检定：是对热电偶的热电势与温度的已知关系进行检验。 冷端温度补偿的方法：1）冷端温度校正法2)补偿导线法3）仪表机械零点调整法4）冰浴法 第四章
习题1 1.01 某1.5级测量范围为0~100kPa 的压力表，在50kPa ，80kPa ，100kPa 三点 处校验时，某示值绝对误差分别为-0.8kPa ，+1.2kPa ，+1.0kPa ，试问该表是否合格？ 1.02 有 2.5级，2.0级，1.5级三块测温仪表，对应得测量范围分别为-100~+500℃, -50~+550℃,0~1000℃，现要测量500℃的温度，要求其测量值的相对误差不超过2.5%，问选用哪块表最合适？ 1.03 请指出下列误差属于哪类误差？ a) 用一块普通万用表测量同一电压，重复测量十五次后所得结果的误差。 b) 观察者抄写记录时错写了数据造成的误差。 c) 在流量测量中，流体温度，压力偏离设计值造成的流量误差。 1.04 对某状态下的流体进行压力测量，得测量值如下： n 1 2 3 4 5 6 7 8 P(kPa) 105.30 104.94 105.63 105.24 104.86 104.97 105.35 105.16 n 9 10 11 12 13 14 15 P(kPa) 105.71 105.70 104.36 105.21 105.19 105.21 105.32 试用统计学方法处理随机误差。 1.05对某喷嘴开孔直径d 的尺寸进行15次测量，测量值见下表，试用格拉布斯准则检验并判断该批数据是否含有粗大误差(取显著性水平＝0.05), 并求该喷嘴 真实直径 (要求测量结果的置信概率为95%,π=3.14,用t 分布). 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 测量值 120.49 120.43 120.40 120.43 120.42 120.30 120.39 120.43 序号 9 10 11 12 13 14 15 测量值 120.40 120.42 120.42 120.41 120.39 120.39 120.40 1.06 通常仪表有哪三个部件组成？ 习题3 3.01 叙述热电偶工作原理和基本定律。 3.02 普通工业热电偶由什么组成？ 3.03 常用标准热电偶的分度号及特点？ 3.04 用铂铑10-铂热电偶测温，在冷端温度30℃时，测得热电势是12.30mv ， 求热端温度。(附：铂铑10-铂热电偶分度表(分度号：S,冷端0℃),见教材) 3.05 用镍铬-镍铝标准热电偶在冷端温度30℃时，测得的电势30.2mv ，求该热 电偶热端温度。(附：镍铬-镍铝热电偶分度表。(分度号K ，冷端温端0℃) 见教材附录)。 3.06 用铜，康铜，铂两两相配构成三热电偶，已知：热电势），（铂铜0100-E = 0.75mv,），（铂康铜0100-E = -0.75mv ，求），（康铜铜0100-E 电势值。
热工测量与自动控制重点总结 第一章测量与测量仪表的基本知识 1测量：是人们对客观事物取得数量观念的一种认识过程。人们通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值。 2测量方法：是实现被测量与标准量比较的方法，分为直接测量、间接测量和组合测量。 3按被测量在测量过程中的状态不同，有分为静态和动态测量。 4测量系统的测量设备：由传感器、交换器或变送器、传送通道 和显示装置组成。 5测量误差的分类：1）系统误差 2）随机误差 3）粗大误差 6按测量误差产生来源:1）仪表误差或设备误差 ）人为误差 2 3）环境误差 4）方法误差或理论误差 5）装置误差 6）校验误差. 7测量精度：准确度、精密度、精确度。 8仪表的基本性能：一般有测量范围、精度、灵敏度及变差。
9精度：是所得测量值接近真实值的准确程度，以便估计到测量误差的大小。 10仪表的灵敏限是指能够引起测量仪表动作的被测量的最小变化量，故友称为分辨率或仪表死区。 第二章 1产生误差的原因：1）测量方法不正确 2）测量仪表引起误差 3）环境条件引起误差 4）测量的人员水平和观察能力引起的误差。 2函数误差的分配：1）按等作用原则分配误差 2）按可能性调整误差 3）验算调整后的总误差。 第三章温度测量 1温标：是温度数值化的标尺。他规定了温度的读数起点和测量 温度的基本单位。
2热电偶产生的热电势由接触电势和温差电势组成。 3热电偶产生热电势的条件是：1）两热电极材料相异 2 ）两接点温度相异. 4热电偶的基本定律：1 ）均质导体定律 2）中间导体定律 3）中间温度定律。 5补偿电桥法：是采用不平衡电桥产生的电势来补偿电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化值。 6电阻温度计的传感器是热电阻，热电阻分为金属热电阻和半导体热敏电阻两类。 7热电阻温度计测温度的特点:1）热电阻测温度精度高，测温 2 范围宽，在工业温度测量中， 得到了广泛的应用。 ）电阻温度系数大，电阻率大，化学、物理性能稳定，复现 性好，电阻与温度的关系接 3 近线性以及廉价。 ）当热电阻材料的电阻率大时，热电阻体积可做的小一些， 热容量和热惯性就小，响应快。 8热电偶的校验：通常采用比较法和定点法 热电偶的检定:是对热电偶的热电势与温度的已知关系进行检
2015年江西省火电建设公司热控工程处 《热工仪表安装与仪表调试考试题》 单位＿＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿分数＿＿＿＿＿＿。。。一、填空题(10分)每题1分 1.电气设备着火时，应立即将有关设备_断开电源，然后进行救火， 对带电设备使用_干式灭火器或二氧化碳灭火器灭火，不得使用泡沫灭火器灭火。 2.测量推力瓦块温度计的连接线导线，由于____、____等原因很容 易折断，安装时要注意引线不受_____和_____，并用卡子固定。 答：振动；油冲击；机械损伤；磨擦。 3.热工测量回路的导线不应和_____回路、_____回路等导线穿入同一条管内。 答：动力；信号。 4.为热电偶铺设补偿导线或一般导体作为热电偶和变器的引线时，如遇有电力线，两者应避免______走线。 答案：平行 5．热电偶测温时，补偿导线极性接反，将给测量造成______。 答：负误差 6.一级旁路的减温水是______，二级旁路的减温水是______。 答：给水；凝结水。 7.按参数种类不同，热工仪表可为（温度）、（压力）、（流量）、（料位）、（成分分析）及（机械量）等仪表。 8.测量过程有三要素：一是（测量单位）、二是（测量方法）、三是（测量工具）。 9.仪表的校验一般都采用被校表与标准表的示值直接比较的方法，称
为（直接比较法），标准表的测量上限不应超过被校表上限的（25%）；量程调整应包括（下限调整）和（上限调整）两个方面。 10.仪表调校的主要内容（调零点）、（调量程）、（调线性）。 二、选择题（30分）每题2分 1、仪表必须在规定的温度、湿度条件下工作才能保证其准确度，这是因为（B） A. 有一个统一的环境条件 B. 仪表因周围环境温度、湿度改变而使实际值发生变化，当温度、湿度超过一定范围时仪表的示值误差会超过其允许误差 C. 按仪表使用说明书要求 D. 仪器仪表必须在20℃、60%湿度的环境条件下使用，才能保证不超出其准确度等级所表示的误差值。 2、测量时环境温度的改变造成的误差属于(C )。 A. 疏失误差 B. 随机误差 C. 系统误差 D. 基本误差 3、仪表的校验点应在全刻度范围内均匀选取，其数目除特殊规定外，应不少于（B） A. 3 B. 5 C. 7 D. 9 4、测量热电偶产生的热电势应选用（C）来测量。 A. 功率表 B. 电流表 C. 直流电位差计 D. 直流电桥 5、热电阻测温时，当仪表指示为无限大时，其故障原因之一是热电阻（A）
二零一七年，秋
第一章 热力学第一定律 1-1用水银压力计测量容器中的压力，在水银柱上加一段水，若水柱高1020mm ，水银柱高900mm ，当时大气压力计上的度数为b 755mmHg p =。求容器中气体的压力。 解：查表可知：21mmH O=9.80665Pa 1mmHg=133.3224Pa 由题中条件可知 2H O Hg b 1020 mm 9.80665 Pa 900mm 133.3224Pa 755mm 133.3224Pa 230.651 KPa 0.231MPa p p p p =++=?+?+?=≈容器 即容器中气体的压力为0.231MPa 。 1-2容器中的真空度为600mmHg v p =，气压计上的高度是b 755mmHg p =，求容器中气体的绝对压力（用Pa 表示）。如果容器中的绝对压力不变，而气压计上高度为 b 770mmHg p =，求此时真空表的度数（以mmHg 表示）. 解：因为 600mmHg=600mm 133.3224Pa=79993.4Pa v p =? b 755mmHg=755mm 133.3224Pa=100658.4Pa p =? 容器中气体的绝对压力为 b v 100658.479993.420665Pa p p p =-=-= 若以mmHg 表示真空度，则 20665 20665Pa= mmHg 155mmHg 133.3224 p == 则当气压计高度为b 770mmHg p =时，真空表的读数为 770mmHg 155mmHg 615mmHg v b p p p '=-=-= 1-3用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度，管子倾斜角30α=?，压力计使用密度 30.8g/cm ρ=的煤油，斜管中液柱长200mm l =，当地大气压力b 745mmHg p =。求烟气
热工测量仪表及自动控制习题集 ⑴．现有2.5级、2.0级、1.5级三块测量仪表。所对应的测量温度范围分别为-100~500℃；-50~550℃； 0~1000℃。如果希望测量值为500℃，而测量的相对误差不超过2.5%。问选哪块表较合适？ ⑵．请指出下列误差属于哪类误差？ a用一块万用表重复测量同一电压值所得结果的误差。 b读数时由于看错了数字造成的误差。 c在用热电偶测温时，由于冷端温度没有补偿引起的测温误差。 ⑶．相同量程的仪表，其精度等级数字越小，说明该表的测量准确度越高，这样说对吗？为什么？ (4).工艺上要求隧道窑烧成带某段温度的测量误差小于10℃.现采用S型热电偶配XMZ-101测温显示。XMZ-101量程选为0-1600℃，问该表的精度等级应选多少级？ (5)仪表面板上标出的精度等级数字，在实际使用中来说有何意义？请举例说明。 (6)指针式温度显示仪表，量程范围为0-1400℃，精度等级为0.5级。那么该表的最小刻度分格应为多少？ (7)现对某台温度仪表进行校验后得出以下一组数据，问该表应确定为多少等级？ (8)热电偶的电极丝直径越粗、长度越长则产生的电势是否就越就大？ （8a）热电偶两根电极如果粗细不同，是否会对其产生的热电势有影响 (9)常用的热电偶有哪些类型，请说出其分度号，长期使用最高温度分别为多少℃？ (10)为什么要对热电偶冷端温度进行处理？常用处理方法有几种？ (11)补偿导线有两种类型，它们在使用中有何区别？ （11a）什么是补偿导线？补偿导线的作用是什么？在使用补偿导线时应注意哪些问题？ (12)在购买热电偶时应向供应商提供哪些必要的数据？ (13)哪些热电偶称为特殊热电偶？请例举三种以上特殊热电偶。 (14什么是铠装热电偶？其主要特点有哪些？ (15) 热电偶测温时产生的误差有哪些因素引起的？ (16) 用普通的热电偶测量一般燃气梭式窑炉内的温度，测出的温度与窑内的实际温度相比是偏高还是偏低？（使用方法正确） (17) 热电偶与补偿导线连接时，要求两个接点处的温度必须相等吗？为什么？ (18)热电阻测温时为什么要采用三线制连接方法？ （19）热电偶补偿电桥的平衡温度为什么要设计为二种，0℃和20℃？在使用时有何区别？ (21) 目前热电阻温度计一般情况下测温上限为多少？ (22) 热电阻与热电偶相比，哪个测温精度高？为什么？ (23) 校验工业用热电偶时需要哪些设备？怎样进行校验？ (24) 目前我国标准化热电阻有哪几种？写出它们的分度号和对应的初始值。 (25) 用同一种金属材料制成的热电阻，为什么要规定不同的初始电阻值？初始电阻值小的热电阻有何特 点？ (26)试比较金属热电阻温度计和半导体温度计在测温时的优缺点。 (27) 对于现场已安装好的热电阻的三根连接导线，在不拆回的情况下，如何测试每根导线的电阻值？比较下图中各仪表温度示值的大小，并说明原因。
习题及部分解答 第一篇工程热力学 第一章基本概念 1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量： 答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。 2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密 度。 3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。 若水柱高mm 200，水银柱高mm 800，如图2-26所示。已知大气压力为mm 735Hg ，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa ？解：根据压力单位换算 4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角ο30=α ，压 力计中使用3 /8.0cm g =ρ的煤油，斜管液体长度mm L 200=，当地大气压力 MPa p b 1.0=，求烟气的绝对压力（用MPa 表示）解： 5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中C 为压力表，读数为kPa 110，B 为真空表，读数为kPa 45。若当地大气压kPa p b 97=，求压力表A 的读数（用kPa 表示）kPa p gA 155= 6.试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。 （1）.取水为系统； （2）.取电阻丝、容器和水为系统； （3）.取图中虚线内空间为系统。 答案略。 7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为MPa 4.13；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为mmHg 706。若大气压力为MPa 098.0，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力（用MPa 表示）MPa p MPa p 0039.0;0247.021== 8.测得容器的真空度mmHg p v 550=，大气压力MPa p b 098.0=，求容器内的绝对压力。若 大气压变为MPa p b 102.0='，求此时真空表上的读数为多少mmMPa ？MPa p MPa p v 8.579,0247.0='= 9.如果气压计压力为kPa 83，试完成以下计算： （1）.绝对压力为11.0MPa 时的表压力； （2）.真空计上的读数为kPa 70时气体的绝对压力； （3）.绝对压力为kPa 50时的相应真空度（kPa ）； （4）.表压力为MPa 25.0时的绝对压力（kPa ）。
热工测量与自动控制 复习题 第一章 1. 测量方法：实现被测量与标准量比较的方法。 测量一般分为：直接测量、间接测量和组合测量。 另外还包括： 2. 随机误差分布的性质：有界性；对称性；抵偿性；单峰性。 3. 测量系统的组成： a. 传感器：被测量按一定规律转换成便于处理和传输的另一物理量的元件。如，电量。 传感器的要求： i. 选择性：不受被测对象的非被测量的影响(否则补偿)； ii. 复现性：传感器的输出信号与输入信号间应有稳定的单值函数关系，最好是线性 关系。 iii. 稳定性：在规定的工作条件下(如时间)，保持其计量性能恒定的能力。 iv. 超然性：测量过程中，传感器或多或少都要消耗被测对象的能量，或在接触对象 时改变对象的原状态。仪器不影响被测量的能力叫超然性。 b. 变换器：将传感器输出的信号变换成显示器易于接受的信号的部件。 c. 显示装置(包括模拟式、数字式、屏幕式)。 d. 信号传输通道(形式分为电线、电缆、光缆、管道、电磁耦合或无线电通讯等)。 4. 测量误差：测量误差是不可避免的，只要有测量就有误差。 5. 测量误差的分类： a. 系统误差：相同测量的条件下，对统一被测量量进行多次测量，误差的绝对值和符 号保持不变，或按一定规律变化。这类误差称为系统误差。 消除：通过实验的方法消除，也可通过引入修正值的方法修正。 b. 随机误差：在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量 ，由于受到大量的、微 小的随机因素影响，测量误差的绝对值的大小和符号没有一定的规律且无法简单估计，这类误差称为随机误差。 消除：一般用统计理论进行估价。 c. 粗大误差：明显的歪曲了测量结果的误差称为粗大误差。 6. 测量精度： a. 准确度(反映系统误差影响程度)：对同一被测量进行多次测量，测量值偏离真值的程度。 b. 精密度(反映随机误差影响程度)：对同一被测量进行多次测量，测量值重复一致的程度，或者说测量值分布密集的程度(测点离散度)。 c. 精确度(反映系统误差和随机误差 综合影响程度)。 7. 量程：仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之间的范围。 8. 基本误差：仪表测量值中的最大示值绝对误差与仪表量程之比值。 9. 精度：仪表工业规定，基本误差去掉”%”的数值定为仪表的精度等级，简称精度，值 越小精度越高。在选用仪表时，在满足被测量的数值范围的前提下，应尽可能选择窄量程的仪表，并尽量使测量值在满刻度的2/3左右，这样既能满足测量误差的要求，又可选择精度等级低的仪表，从而降低仪表价格。
第一、二章 一.名词解释 1.测量:人们借助专门工具,通过试验和对试验数据的分析计算,将被测量X0以测量单位U倍数μ显示出来的过程,即X0＝μU。 2.热工测量:指压力,温度等热力状态参数的测量,通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数的测量,如测量流量,液位震动,位移,转速和烟气成分等。 3标准量：即U ，测量单位。U必须是国际或国家公认的，理论约定的，必须是稳定的可以计量的传递。 4.环节：在信号传输过程中，仪表中每一次信号转换和传输可作为一个环节。 5.传递函数：静态下每个环节的输出与输入之比，称为该环节的传递函数。 6.可靠性：作为仪表的质量指标之一，是过程检验仪表的基本要求，目前常用有效性表示。 7.精密度：对同一被测量进行多次测量所得测量值重复一致的程度，或者说测定值分布的密集度。 准确度：对同一被测量进行多次测量，测定值偏移被测量真值的程度。 精确度或者精度：精密度与准确度的综合指标。 8.绝对误差：仪表的指示值与实际值的差值。 9.基本误差：在规定的工作条件下，仪表量程范围内各示值误差中的绝对值最大者称为仪表的基本误差。 10.仪表精度：仪表在测量过程中所能达到的精确程度。 11.准确度等级：仪表最大引用误差表示的允许误差r yu去掉百分号后余下的数字称为该仪表的准确度等级。 12.线性度：对于理论上具有线性“输入—输出”特性曲线的仪表，由于各种原因，实际特性曲线往往偏离线性关系，它们之间最大偏差的绝对值与量程之比的百分数，称之为线性度。 13.回差：输入量上升和下降时，同一输入量相应的两输出量平均值之间的最大差值与量程之比的百分数称为仪表的回差。 14.重复性：同一工况下，多次按同一方向输入信号作全量程变化时，对应于同一输入信号值，仪表输入值的一致程度称为重复性。
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第一章 思考题 1.平衡状态与稳定状态有何区别热力学中为什幺要引入平衡态的概念 2. 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 3.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算若工质的压力不变，问测量 其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化 4. 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别？ 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确？ 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因？
答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U 形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U 型管越粗，就有越多的被测工质进入U 型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 习 题 1-1 解： kPa bar p b 100.61.00610133.37555==??=- 1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+= 2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-= 3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-= 4. kPa bar p p p b v 6.50506.0 5.000 6.1==-==- 1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。由于有引风机的抽吸，锅 炉设 备的烟道中的压力将略低于大气压力。如果微压机的斜管倾斜角?=30α， 管内水 解：根据微压计原理，烟道中的压力应等于环境压力和水柱压力之差 mmHg Pa gh p 35.79805.0102008.91000sin 3==????=-αρ＝水柱 mmHg p p p b 65.74835.7756=-=-=水柱 1-3 解： bar p p p a b 07.210.197.01=+=+=
热工测量与自动控制 复习题 1. 测量方法：实现被测量与标准量比较的方法。 测量一般分为：直接测量、间接测量和组合测量。 测量系统的组成：测量设备和被测对象组合成测量系统。 测量设备一般由传感器、变换器、传输通道和显示装置组成。 a. 传感器：被测量按一定规律转换成便于处理和传输的另一物理量的元件。如，电量。 b. 变换器：将传感器输出的信号变换成显示器易于接受的信号的部件。 c. 显示装置(包括模拟式、数字式、屏幕式)它是与观测者直接发生联系的部分。 d. 传输通道：是仪表各环节间输入、输出信号的连结部分。它分为电线、光导纤维和管路等。 2. 测量误差的分类： a. 系统误差：相同测量的条件下，对统一被测量量进行多次测量，误差的绝对值和符号保持不变，或 按一定规律变化。这类误差称为系统误差。 消除：通过实验的方法消除，也可通过引入修正值的方法修正。 b. 随机误差：在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量 ，由于受到大量的、微小的随机因素 影响，测量误差的绝对值的大小和符号没有一定的规律且无法简单估计，这类误差称为随机误差。 消除：一般用统计理论进行估价。 c. 粗大误差：明显的歪曲了测量结果的误差称为粗大误差。 3. 测量精度： a. 准确度(反映系统误差影响程度)：对同一被测量进行多次测量，测量值偏离真值的程度。 b. 精密度(反映随机误差影响程度)：对同一被测量进行多次测量，测量值重复一致的程度。 c. 精确度(反映系统误差和随机误差综合影响程度)所得测量值接近真实值的准确程度。 测量仪表的基本性能指标一般由测量范围、精度、灵敏度及变差组成。 测量范围：仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之间的范围。 灵敏度：在稳定情况下，仪表输出变化量与引起此变化的输入量的变化量之比。 变差：在外界条件不变的情况下，使用同一仪表对被测量进行反复测量时，所产生的最大误差与仪表量 程之比。 1.直接测量量的最优概值： 2.计算标准误差： 3.最优概值标准误差： 利用贝塞尔公式 4.最优概值的极限误差： 5.测量结果可表示为：X 函数误差的分配：按等作用原则分配误差、按可能性调整误差、验算调整后的总误差。 1. 通常可把温度计分为接触式和非接触式两大类，前者温度传感器与被测截止直接接触。 2. 热电偶的工作原理：两种不同导体A 和B 接触，使其两端紧密电接触，组成闭合回路，当两接点温度不 同时，则会在回路中产生一个电势，称为热电势。闭合回路称为热电偶。导体A 和B 称为热电偶的热电极。当参考端的温度保持恒定时，热电势是测量端温度T 的函数，因此可以用热电势表示温度。热电势由接触电势和温差电势组成。测温三要素：不同材质、不同温度、闭合回路。 3. 热电偶的基本定律： a. 均质导体定律 b. 中间导体定律 c. 中间温度定律：的代数和。. 连接导体定 4. 热电偶分普通型、铠装型和薄膜型等。 5. 冷端温度补偿的方法： a. 冷端温度校正法； b. 补偿导线法 - 中间温度定律； c. 仪表机械零点调整法；d. 冰浴法； e. 补偿电桥法 6. 电阻温度计的工作原理： 工作原理：大多数金属的电阻值随温度升高而增加。而半导体热敏电阻的阻值随温度升高而减小。 3σ?=