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I A N G S U U N I V E R S
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热能与动力工程测试技术
要点简析
主编：邝锡金
副主编：代冲
主审：邝锡金
目录
第一章概述 (3)
第二章测量系统的动态特性 (4)
第三章测量系统误差分析及处理 (5)
第四章传感器的基本类型及工作原理 (6)
第五章温度测量 (8)
第六章压力测量 (10)
第七章流速测量 (11)
第八章流量测量 (12)
第一章 概述
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，测量方法可以分为哪几类？简述各类方法的定义。
1）直接测量：凡被测量的数值可以直接从测量仪器上读得的测量：
2）间接测量：被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，而需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值：
3）组合测量：测量中使各个未知量以不同组合形式出现（或改变测量条件以获得不同的组合），根据直接测量或间接测量所得数据，通过求解联立方程组求得未知量的数值。
3、按工作原理，任何测量仪器都应包括哪三部分？各部分的功能和作用？
包括感受器、中间件和效应件三个部分。
1）感受器或传感器：它直接与被测对象发生关系（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)中间件或传递件：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的传递给效应件；
3)效应件或显示元件：显示元件的功能是把被测信号显示出来，按显示原理与方法不同，又可分为模拟显示和数字显示两种。
4、测量仪器按照用途可以分为哪两类？其特点为？
范型仪器和实用仪器两种。
范型仪器精确度很高，对它的保存和使用有较高要求：
实用仪器使用起来方便、可靠，测量结果只要在工程测量允许范围内即可。
5、测量仪器的主要性能指标包括？各指标的含义？
测量仪器的性能指标主要有：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。 精确度：表示测量结果与其真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反映。 恒定度：仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度，称为恒定度。
灵敏度：它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 ?A
?=αS 式中，α?为指针的线位移或角位移：?A 为被测量的变化值。
灵敏度阻滞：又称为感量，此量是足以引起仪器指针从静止到做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时间，称为指示滞后时间，或称时滞。
第二章 测量系统的动态特性
1、测量仪器或测量系统的动态特性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 输出量 和 输入量 之间的关系。
2、简述传递函数的定义和表达式。
传递环数是用输出量与输入量之比表示信号间的传递关系。 0
1110111......b )()()(a s a s a s a b s b s s b s X s Y s H n n n n m m n m ++++++++==---- 3.某测量系统由串连环节（或并联环节、或反馈联接）组成，试推导出其传递函数。 串联环节： )()()()()()()()()(21s H s H s Z s X s Y s Z s X s Y s H ===
并联环节： )()()(s Y (s)Y )()()(2121s H s H s X s X s Y s H +=+==
）（ 反馈联接： )
()(H 1(s)H )()()(A A s H s s X s Y s H B ==（正、负反馈） 4.推导出零阶测量系统的传递函数，其特点是？
零阶，除00b a 和外，其与系数都为零，则传递环数为： 00a b )()()(==s X s Y s H ，即kx x a b ==00y 。 该系统的特点是，不管x 随时间如何变化，系统输出不受干扰也没有时间滞后。
5.以测温热电偶为例，推导出该一阶测量系统的系统传递函数以及阶跃响应函数。 一阶，除了1a 00b ,a 外，其余系数为零，则得： )()(a 001t x b t y a dt
dy =+，经拉普拉斯变化后可得：)()()(s s kX s Y s Y =+τ。得出传递函数为：1
1)(T T(s)H(s)0+==s s τ。阶跃响应函数：)1(0τt e T T --=。 6.对于二阶测量系统的阶跃相应函数，评价该系统动态特性的指标？ 二阶传递函数为：2
222)()()(H n n n s s s X s Y s ωξωω++== 评价该系统动态特性的指标：稳定时间s t 和最大过冲量d A 。
7.通过试验测定动态参数的方法有哪些？
频率响应法、阶跃响应法、随机信号法。
第三章 测量系统误差分析及处理
1、 绝对误差和相对误差的定义。
绝对误差=测量值-真值
测量值
绝对误差真值绝对误差相对误差≈= 2、简述测量误差的分类。
1）系统误差：在测量过程中，出现某些规律性的以及影响程度由确定因素所引起的误差，成为系统误差。
2）随机误差：是由许多未知的或微小的因素综合影响的结果。
3）过失误差：由于测量者粗心、过度疲劳或操作不正确所引起的误差。
3、简述系统误差的分类和特征？
分类：仪器误差、安装误差、环境误差、方法误差、操作误差、动态误差。
特征：在同一条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持不变称为恒值系统误差；当误差的大小和符号按一定规律变化时，称为变值系统误差，它又可分线性和非线性系统误差。
4、简述常用消除系统误差的具体方法。
1）交换抵消法;将测量中某些条件相互交换，使产生系统误差的原因互相抵消。
2）替代消除法：在一定的测量条件下，用一个精度较高的已知量，在测量系统中取代被测量，而使测量仪器的指示值保持不变。
3）预检法：是一种检验和发现测量仪器系统误差的常用方法。
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、简述随机误差正态分布规律的特性。
1）单峰性：概率密度的峰值只出现在零误差附近。
2）对称性：符号相反绝对值相等的随机误差出现的概率相等。
3）有限性：在一定测量条件下，误差的绝对值一般不超出一定范围。
4）抵偿性：由随机误差的对称性可以推论出：当∞→n 时，0=∑?i ，即由于正负误差的互相抵消，即一列等精度测量中各个误差的代数和趋于零。
7、随机误差的计算。 （例3-5）
8、非等精度测量随机误差的计算。（例3-6）
9、多参数间接测量随机误差的计算。（例3-8）
10、常用的剔除可疑测量数据的准则有哪几种？并简述其选择原则。（P35） 略
11、应用格拉布斯准则剔除可疑测量值。（例3-2）
12、应用t 检验准则剔除可疑测量值。（例3-3）
13、应用狄克逊准则剔除可疑测量值。（例3-4）
14、在闭环系统中引入负反馈 ，可使测量系统的精度显著提高。
15、用最小二乘法对测得的数据进行一元线性回归。 （例3-11）
第四章 传感器的基本类型及工作原理
1、简述电阻式传感器的基本原理。
将物理量的变化转换为敏感元件电阻值的变化，再经相应电路处理后，转换为电信号输出。
2、金属应变式电阻传感器温度补偿的方法有？
桥路补偿、应变片自补偿。
3、简述电感式传感器的基本原理。
它是利用线圈自感或互感的变化，把被测物理量如位移、振动、压力、流量等转换为线圈电感量变化的传感器。
4、自感式电感传感器分为那几种？
常见的自感式电感传感器有变气隙式、变截面式和螺管式三种。
5、简述电容式传感器基本原理。
电容式传感器是把位移、压力、振动、液面位置等物理量变化转换为电容量变化的传感器。
6、根据电容器参数变化特性，电容式传感器可分为哪三种？
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。
7、简述压电式传感器的基本原理。
基于某些物质的压电效应，这些物质在外力作用下表面会产生电荷，经过电荷放大器放大，可以实现电测的目的。
8、简述磁电式传感器的基本原理。
磁电式传感器是以导线在磁场中运动产生电动势的原理为基础，把被测参数的变化转换为感应电动势的传感器。
9、热电偶测温基于什么效应？简述其基本原理。
热电偶是利用“热电效应”制成的一种感温元件，两种不同的导体A 和B 组成闭合回路，两连接点温度不同，产生热电动势，形成电流。电动势的大小取决于金属的性质和两端的温度，所以可以用来测温。
10、用作热电偶标准电极的材料为？如何计算不同金属相配后的热电势。
金属铂为标准热电极。
根据热电偶的标准电极定律，如果材料A 与B 和B 与C 之间的热电动势已知，则材料A 与C 之间的热电动势也就已知。因此，如果已知各种材料与铂相配后的热电动势，则可求出各种材料相互间的热电动势。
11、简述热电偶测温的中间温度定律。
在两种不同材料组成的热电偶回路中，接点温度
分别为0t t 和，热电动势),(0t t E AB 等于热电偶在连接
点温度为）（n t t ,和）（0,t t n 时相应的热电动势
),(n AB t t E 和),(0t t E n AB 之和，即),(),(),(00t t E t t E t t E n AB n AB AB +=.
12、热电偶测温时，当冷端温度不为0℃时，如何计算实际温度？（提示：基于中间温度定律） （略）
13、简述光电效应及其分类。
当具有一定能量E 的光子投射到某些金属或半导体物质的表面时，具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层，赋予这些物质的电子以附加能量，或改变物质的电阻大小，或使其产生电动势，导致与其连接的闭合回路中电流变化，从而实现了光-电转换过程。
分为三类;
1）在光线作用下能使电子逸出物质表面的称为外光电效应。
2）在光线作用下使物体电阻率改变的称为内光电效应。
3）在光线作用下使物体产生一定方向电动势的称为光生伏特效应。
14、常见的光电转换元件包括哪几种？
光电管、光敏电阻、光电池、光敏晶体管。
15、简述光电池的光伏效应。
光电池是一种直接把光能转换成电能的元件，它有一个大面积的PN 结，当光线照到PN 结上时，便在其两端出现电动势，P 区为正极，N 区为负极，这称为光生伏特效应。
16、简述霍尔效应。
如图，一块长为l ,宽为b ，厚度为d 的半导体薄片，
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)(A I 和
磁感应强度)(T B 乘积成正比的电压，这一现象 称为霍尔效应。所产生的电压称为霍尔电压。IB K d
IB R U H H H ==.
17、简述霍尔传感器用来测量转速和位移的原理。
转速原理：将霍尔元件固定在永磁体附近，而永磁体粘贴在旋转的物体上，当被测物体旋转时，霍尔电压随霍尔元件距永磁体的距离变化而发生变化，从而测量出速度。
位移原理：霍尔元件处在机性相反、磁场强度相同的两个磁钢气隙，当元件的控制电流恒定时，则在一定的范围内，沿x 方向的磁感应强度的变化梯度d 为一常数，其霍尔电动势的变化与位移量成线性关系。
第五章 温度测量
1.简述常用温标及其相互换算关系？
目前用的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。
摄氏温标和华氏温标关系：)32(9
5t -=
F c t 摄氏温标与热力学温标关系：15.273t +=T 2.接触法测温和非接触法测温各有什么特点？
1）由于接触式温度计必须将感温元件与被测物体接触，因此容易破坏被测温度场，非接触式温度计则无此问题。
2）接触式温度计感温元件与被测物体达到热平衡需要一定时间，所以产生的时间滞后比较大；非接触式温度计直接测量被测物体的热辐射，响应速度快。
3）由于感温元件难以承受很高的温度，所以接触式温度计测量高温时受到限制，非接触式温度计则无此问题。
4）由于低温时物体热辐射很小，所以非接触式温度计不适合测量低温
5）一般来说，接触式温度计的测量精度比接触式温度计高
3.热电偶冷端温度补偿的方式有哪些？各有什么特点？
1）冷端恒温法,通常将冷端放入冰水混合物的保温容器中，使其温度保持不变。这种方法比较精确。
2)冷端补偿器法，在很多情况下，没有长期保持0C o
的条件。冷端补偿器用不平电桥，是冷端温度自动处于0C o ，达到补偿的目的。
3）冷端温度校正法根据温度定律：)0,(),()0,(00t E t t E t E +=，查热电偶分度表，即可得测量的实际温度。
4）补偿导线法，将热电偶冷端引到已知的地方。这种方法对于一般热电偶是可行的，但对于贵金属热电极当导线来使用则不经济。
4.简述热电偶测温的误差来源。
1）感温元件传热的基本情况
2）安装误差
3）辐射引起的误差
4）热传导引起的误差
5）高速气流的温度测量误差
6）感温元件的响应
5.如何进行热电偶标定。
6.简述亮度温度。
在波长为m λ的单色辐射中，若物体在温度T 时的亮度λB 和绝对黑体的温度为s T 时的亮度λ0B 相等，则把s T 称为被测物体的亮度温度。
7.简述辐射温度。
温度为T 的物体全辐射出射度M 等于温度为s T 的绝对黑体全辐射出射度0M 时，则温度s T 称为被测物体的辐射温度。
8.简述比色温度。
当温度为T 的物体在两个波长下的亮度比值等于温度为s T 的黑体在同样波长下的亮度比值时，s T 就称为被测物体的比色温度。
9.简述红外热像仪的工作原理。
红外热像仪利用红外扫描原理测量物体的表面温度分布，它摄取来自被测物体各部分射向仪器的红外辐射通量的分布，利用红外探测器的水平扫描和垂直扫描，按顺序直接测量被测物体各部分发射出的红外辐射，综合起来就得到物体发射的红外辐射通量的分布图像，这种图像称为热像图或温度场图。
1、根据测压原理不同，压力测量可以分为几类？简述之。
1）重力与被测压力的平衡法。此方法是按照压力的定义，通过直接测量单位面积上所承受的垂直方向上力的大小来测量压力，常见有液柱式压力计和活塞式压力计等。
2）弹性力与被测压力的平衡法。弹性元件受压后会产生弹性变形，产生弹性力，当弹性力与被测压力平衡时，弹性元件变形的大小即反映被测压力的大小。
3）利用物质某些与压力有关的物理性质进行测压。一些物质受压后，它的某些物理性质会发生变化，测量这些变化技能测量出压力。
2、简述液柱式压力计的误差来源。
环境温度变化、重力加速度变化、毛细现象、其他误差。
3、简述弹簧管压力计的测压原理。
弹簧管是弹簧管压力计的感压原件，弹簧管的横截面呈椭圆形或扁圆形，是一根空心的金属管，其一端封闭为自由端，另一端固定在仪表的外壳上，并用与被测介质相同的管接头连接。当具有压力的介质进入管的内腔后，在压力作用下，弹簧会发生变形。当变形引起的弹性力与被测压力平衡时，变形停止，指针指示出被测压力值。
4、可用于压力测量传感器有哪些？
石英晶体压电传感器、电容式压差传感器。
5、简述总压、静压、动压，以及三者关系。
总压等于静压加上动压。
6.测量气流总压主要使用什么设备？有哪些形式？
主要使用总压管，有L形总压管，圆柱形总压管，带导流套的总压管。
7.测量气流静压主要使用什么设备？有哪些形式？
（一）测量固体壁面的静压则用壁面静压孔。
（二）测量流场的静压时，用静压管，有有L形静压管，带导流套的静压管。
8.测量气流静压可在哪些位置进行？
对于L形静压管，在头部和支杆之间选择适当的位置；对于圆盘形静压管，静压孔应垂直圆盘；对于带导流套的静压管，类似L形，在头部和支杆之间选择适当的位置。
1.可采用哪些设备测量流速？
皮托管、热线风速仪、激光多普勒测速技术、粒子图像测速技术
2.简述皮托管测速的原理。
皮托管由总压探头和静压探头组成，利用流体总压与静压之差，即动压来测量流速。
3.对于含尘量较高的气流，可以采用哪些形式的皮托管测速。
可采用吸收式、遮板式或靠背式皮托管。
4.简述热线(膜)风速仪的工作原理。
热线风速仪是根据通电的探头在气流中的热量损失强度与气流速度之间的关系来测量流速的。假定热线在流体中的热量散失主要靠其与流体间的强迫对流换热，由热平衡： )(f 2T T hA R I W W -=，f T 即为被测流体的温度。h 为表面换热系数。
5.简述热线(膜)风速仪工作方式。
1）恒流式：工作过程中保持加热电流不变，热线的表面温度岁流体流体流速而变化，电
阻值也随之变化。测速公式改写为：)(W R f v =。热线尚未进入流场时，电桥处于平衡状态，
检流计执向零点。当热线放入流场中后，发生热交换，电桥失去平衡，检流计偏离零点。当检流计达到稳定状态后，调节可变电阻，抵消W R 的减小之，使电桥重新恢复平衡。
2） 恒阻式：通过调节热线两端的电压以保持热线的电阻不变，这样就可以根据电压值的变化，测出热线电流的变化，从而计算流速。)(I f v =。 与恒流式工作方式不同之处在于：当热线因对流换热电阻减小，导致电桥失去平衡时，可以调节可变电阻来增大供电电压，直至电桥平衡。
6.激光多普勒测速技术主要依据什么效应？简述其测速原理。
主要依据激光多普勒效应，即当激光照射到跟随流体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，其中散射光与入射光之间的频率偏离量称作多普勒频移。多普勒频移与微粒的运动速度成正比，由此可求得流体的速度。
7.简述粒子图像测速（PIV ）技术的测速原理。
PIV 的基本原理是通过测量流场中示踪粒子在某一时间微元t ?内的位移来计算流体速度，其中作为粒子位移信息载体的是t 和t t ?+时刻的粒子图像。
1.简述流量计的类型
1.容积型流量计
2.速度型流量计
3.质量型流量计
2.简述流量计的选用原则。
1.根据被测流体的性质选择
2.根据用途选择
3.根据工况选择
4.其他原则
3.简述节流式流量计的组成和测量原理。
节流式流量计有节流装置、差压信号管道和压差计三部分组成。流体通过节流元件所产生的压差信号经导压管传入压差计，压差计根据具体的测量要求把压差信号以不同的形式传递给显示仪表。
4.节流式流量计的节流装置有哪几种结构形式？
5.节流式流量计的有哪些主要参数？这些参数受哪些因素影响？
1）流量系数α受流动状态、管壁表面粗糙度值、孔板磨损等因素影响
2）流体膨胀校正系数ε受节流元件前后压力比、被测流体的等熵指数以及直径比β等
因素影响。
6.简述涡轮流量计的工作原理。
当被测流体经涡轮时，推动涡轮转动，高导磁性的涡轮叶片随之周期地通过磁电转换器的永久磁铁，使磁路的磁阻发生相应的变化，导致通过磁感线线圈的磁通量改变，在线圈中产生交变的感应电动势，从而获得交流电脉冲信号的输出。
7.简述影响涡轮流量计测量结果的主要因素。
1.流体粘度的影响
2.流体密度的影响
3.流体压力和温度的影响
4.流动状态的影响
⒈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。 ⒉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①直接测量（直读法、差值法、替代法、零值法）②间接测量③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。 ⒊任何测量仪器都包括哪三个部分？各部分作用是什么？ 答：①感受件或传感器，作用: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中间件或传递件，作用：“传递”、“放大”、“变换”、“运算”。 ③效用件或显示元件，作用：把被测量信号显示出来。 ⒋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。 ⒌测量仪器有哪些主要性能指标？各项指标的含义是什么？ 答：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应。
②恒定度，仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度。 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S来表示 ④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，称为指示滞后时间或称时滞。 ⒍测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？ 答：①系统误差，特点：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。 ②随机误差，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。 ③过失误差，特点：所测结果明显与事实不符，可以避免。 ⒎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。 ⒏试述测量中可疑数据判别方法以及如何合理选用？ 答：①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。 ②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
第十一章简单机械和功单元测试卷(B) （满分：100分时间：60分钟） 一、选择题（每小题2分，共24分） 1．下列图示的情形中，关于人做功的说法正确的是 A．图甲中，男孩踢一下足球，球离开脚在草地上滚动的过程中，人的脚仍对球做功 B．图乙中，司机费了九牛二虎之力，汽车还是纹丝不动，人对汽车做了功 C．图丙中，女孩把一箱报刊搬起来，这个过程中，女孩对箱子做了功 D．图丁中，学生背着书包在水平路面上匀速前进，人对书包做了功 2．通过“探究斜面”活动的研究，你发现有没有既省力又省距离的机械( ) A．一定有B．一定没有 C．现有没有，但将来可能有D．无法得出结论 3．如图所示，杠杆AOB的A端挂重为G A的物体，B端挂重为G B 的物体，杠杆平衡时，AO处于水平位置，若AO＝BO，杠杆自重 不计，则G A和G B的大小关系是( ) A．G A>G B B．G A＝G B C．G A 现代热工测试技术复习题-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 现代热工测试技术复习题 一. 单选题 1. 有一热电阻为一次元件的测温仪表．其示值比实际值偏低或指示不稳定，可能原因（） A．接线盒的接线端处有尘土或铁屑 B．电阻元件电阻丝断 C．电阻元件的连接导线短路 D.电阻元件的连接导线断路 2.造成测压仪表静态变差的因素是（） A.弹性模量 B.弹性迟滞 C.材料的泊松比 D.温度特性 3.请指出下列误差属于系统误差的是（） A.测量系统突发故障造成的误差 B.读书错误造成的误差 C.电子电位差计滑线电阻的磨损造成的误差 D.仪表内部存在摩擦和间隙等不规则变化造成的误差 4.用光学温度计测量物体温度，其示值（） A.不受测量距离的影响 B.是被测物体的亮度温度 C.不受被测物体表面光谱发射率的影响 D.不受反射光影响 5.仪表的灵敏度越高则（） A.测量精度越高 B.测量精度越低 C.测量精度不确定 D.仪表的线性度越好 6.表征仪表读书精密性的指标是（） A.灵敏度 B.线性度 C.分辨率 D.准确度 7.用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（） A.金属材料的密度盐碱对测温越有利 B.金属材料的强度越高对测温越有利 C.金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D.金属纯度越高对测温越有利 8.热电阻测温采用“三线制”接法其目的在于（） A.使回路电阻为定值 B.获得线性刻度 C.消除连接导线电阻造成附加误差 D.使工作电流为定值 9.标准节流件的直径比β越小，则（） A.流量测量越准确 B.流量的压力损失越小 C.要求水平直管段越长 D.流量的压力损失越小 10.涡流流量输出______信号 ( ) A.模拟 B.数字 C.电流 D.电压 11. 将被测压差差换成电信号的设备是（） A.平衡容器 B.脉冲管路 C.压差变送器 D.显示器 12.过失误差处理方法通常为（） A.示值修正法 B.直接别除法 C.参数校正法 D.不处理 13.欲用多根热电偶测量某房间内平均温度，一般采用什么的热电偶布置方式（） A.并联 B.反接 C.串联 D.以上都不对 14.下列关于热电偶均质导体定律下列说法错误的（） A.热电极必须采用均质材料 B.只能用两种不同材料的均质导体构成热电偶 C.热电势与热电极温度分布无关 D.热电势与热电极的截面积有关 15.热力学温度的符号是（） A．K B．T C．t D.℃ 16．准确度最高的热电偶是 ( ) A．S型 B．K型 C．J型 D.E型 17．现有以下几种测温装置，在测汽轮机轴瓦温度时，最好选用 （） A镍铬一镍硅热电偶 B.充气压力式温度计 C．铂热电阻 D.铜—铜镍热电偶 18．有一铂铑10一铂热电偶，设其E(300℃，500℃)为X，E (500℃，250℃)为) Y , E (250℃，0℃)为z，则 ( ) A．X=Y=z B．X=Y≠z C. X≠Y≠z D.X≠Y=z 19．被测量为脉动压力时，所选压力表的量程应为被测量值的 ( ) 1、热电偶测温的原理、基本定律及应用、热电偶测温冷端温度补偿方法 （温差电动势可以忽略不计，在热电偶回路中起主要作用的是接触电动势） 热电偶回路的热电动势只与组成热电偶的材料及两端接点的温度有关；与热电偶的长度、粗细、形状无关。导体材料确定后，热电动势的大小只与热电偶两端的温度有关，而且是T的单值函数，这就是利用热电偶测温的基本原理。 (1) 均质导体定律 如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，无论两接点的温度如何，热电动势均为零；反之，如果有热电动势产生，两个热电极的材料则一定是不同的。根据这一定律，可以检验两个热电极材料的成分是否相同(称为同名极检验法)，也可以检查热电极材料的均匀性。 (2) 中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体C，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。 (3) 标准电极定律 如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就可知。为分度表的制作提供理论基础 (4) 中间温度定律 热电偶在两接点温度分别为T、T0时的热电动势等于该热电偶在接点温度分别为T、Tn和接点温度分别为Tn、T0时的相应热电动势的代数和。为分度表的应用提供理论基础 由于热电偶产生的电势与两端温度有关，只有将冷端温度保持恒定才能使热电势正确反映热端的被测温度。由于有时很难保证冷端温度在恒定0℃，故常采取一些冷端补偿措施。 1.冷端恒温法 (1) 冰点槽法 (2) 其它恒温器 2.补偿导线法：将冷端延伸到温度恒定的场所 3.计算修正法 4.电桥补偿法 5.显示仪表零位调整法 6.软件处理法 2、霍耳传感器的工作原理、特点 原理：半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直 于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应。作用在半导体薄片上的磁场强度B越 强，霍尔电势也就越高。霍尔电势用下式表示： 特点： 1、为提高灵敏度, 霍尔元件常制成薄片形状。 2、要求霍尔片材料有较大的电阻率和载流子迁移率。 3、只有半导体材料适于制造霍尔片。 4、霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类。 5、霍尔传感器广泛用于电磁测量、压力、加速度、振动等方面的测量。 结构动力特性的测试方法及应用(讲稿) 一. 概述 每个结构都有自己的动力特性,惯称自振特性。了解结构的动力特性就是进行结构抗震设 计与结构损伤检测的重要步骤。目前,在结构地震反应分析中,广泛采用振型叠加原理的反应谱分析方法,但需要以确定结构的动力特性为前提。n 个自由度的结构体系的振动方程如下: [][][]{}{})()()()(...t p t y K t y C t y M =+??????+?????? 式中[]M 、[]C 、[]K 分别为结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵,均为n 维矩阵;{} )(t p 为外部作用力的n 维随机过程列阵;{})(t y 为位移响应的n 维随机过程列阵;{})(t y &为速度响应的n 维随机过程列阵;{})(t y && 为加速度响应的n 维随机过程列阵。 表征结构动力特性的主要参数就是结构的自振频率f (其倒数即自振周期T )、振型Y(i)与阻尼比ξ,这些数值在结构动力计算中经常用到。 任何结构都可瞧作就是由刚度、质量、阻尼矩阵(统称结构参数)构成的动力学系统,结构一旦出现破损,结构参数也随之变化,从而导致系统频响函数与模态参数的改变,这种改变可视为结构破损发生的标志。这样,可利用结构破损前后的测试动态数据来诊断结构的破损,进而提出修复方案,现代发展起来的“结构破损诊断”技术就就是这样一种方法。其最大优点就是将导致结构振动的外界因素作为激励源,诊断过程不影响结构的正常使用,能方便地完成结构破损的在线监测与诊断。从传感器测试设备到相应的信号处理软件,振动模态测量方法已有几十年发展历史,积累了丰富的经验,振动模态测量在桥梁损伤检测领域的发展也很快。随着动态测试、信号处理、计算机辅助试验技术的提高,结构的振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境激振来监测,并可得到比较精确的结构动态特性(如频响函数、模态参数等)。目前,许多国家在一些已建与在建桥梁上进行该方面有益的尝试。 测量结构物自振特性的方法很多,目前主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试法与自由振动法。稳态正弦激振法就是给结构以一定的稳态正弦激励力,通过频率扫描的办法确定各共振频率下结构的振型与对应的阻尼比。 传递函数法就是用各种不同的方法对结构进行激励(如正弦激励、脉冲激励或随机激励等),测出激励力与各点的响应,利用专用的分析设备求出各响应点与激励点之间的传递函数,进而可以得出结构的各阶模态参数(包括振型、频率、阻尼比)。脉动测试法就是利用结构物(尤其就是高柔性结构)在自然环境振源(如风、行车、水流、地脉动等)的影响下,所产生的随机振动,通过传感器记录、经谱分析,求得结构物的动力特性参数。自由振动法就是:通过外力使被测结构沿某个主轴方向产生一定的初位移后突然释放,使之产生一个初速度,以激发起被测结构的自由振动。 以上几种方法各有其优点与局限性。利用共振法可以获得结构比较精确的自振频率与阻尼比,但其缺点就是,采用单点激振时只能求得低阶振型时的自振特性,而采用多点激振需较多的设备与较高的试验技术;传递函数法应用于模型试验,常常可以得到满意的结果,但对于尺度很大的实际结构要用较大的激励力才能使结构振动起来,从而获得比较满意的传递函数,这在实际测试工作中往往有一定的困难。 利用环境随机振动作为结构物激振的振源,来测定并分析结构物固有特性的方法,就是近年来随着计算机技术及FFT 理论的普及而发展起来的,现已被广泛应用于建筑物的动力分析研究中,对于斜拉桥及悬索桥等大型柔性结构的动力分析也得到了广泛的运用。斜拉桥或悬索桥的环境随机振源来自两方面:一方面指从基础部分传到结构的地面振动及由于大气变化而影响到上部结构的振动(根据动力量测结果,可发现其频谱就是相当丰富的,具有不同的脉动卓越周期,反应了不同地区地质土壤的动力特性);另一方面主要来自过桥车辆的随机振动。 九年级物理第十一章简单机械和功检测题（WORD版含答案） 一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难） 1．小华探究杠杆平衡条件时，使用的每个钩码的质量均为100g，杠杆上相邻刻线间的距离相等。请按要求完成下列问题： (1)将杠杆安装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆右侧的平衡螺母向______调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡。 (2)将杠杆调节水平平衡后，在杠杆上的B点悬挂了3个钩码，如图所示。为使杠杆保持水平平衡状态，应该在A点悬挂 ________个钩码。 (3)若撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆在水平位置平衡，应该用弹簧测力计在杠杆______（选填“A”或“C”）处竖直向上拉，当杠杆水平平衡时，弹簧测力计的示数为 _______N。（g取10N/kg） 【答案】左 2 C 1.5 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]杠杆右端下沉，左端上翘，哪边高，平衡螺母像哪边调，所以应调节杠杆右侧的平衡螺母向左。 (2)[2]一个钩码重力 0.1kg10N/kg1N G mg ==?= 假设杠杆一小格为L，A点挂n个钩码，根据杠杆平衡条件有 1N331N2 n L L ??=?? 解得n=2，所以应该在A点悬挂2个钩码。 (3)[3][4]撤掉杠杆A点的钩码，为使杠杆能够在水平位置重新平衡，应该用弹簧测力计在杠杆A处竖直向下拉或者在杠杆C处竖直向上拉；根据杠杆平衡条件有 B B C C F L F L = 则弹簧测力计的示数 31N3 1.5N 4 B B C C F L L F L L ?? === 2．小明想测量常见的两种简单机械的机械效率。 (1)他先测滑轮组的机械效率，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如下表： 热工测试技术总复习题 第二章 1、何谓静态量、动态量？何谓稳态、暂态阶段？何谓动态特性？研究环节或系统的动态特性时常用何种信号作为“标准信号”？何谓“时域”、“频域”法？ 2、写出测量环节或系统的数学模型并用“D算子”、“S变换”、“频率型”形式表示。 3、线性微分方程的解包括哪两部分？分别代表测量过程中哪两个阶段的情况？线性系统有哪两个重要性质？ 4、写出线性系统的“D算子”型、“S”型、“频率型”形式的传递函数。传递函数的功能如何？ 5、何谓系统或环节的频率特性？其中包含哪两种特性？为什么它能反映系统对动态信号响应的品质？如何利用传递函数来求得系统的频率特性？ 6、对测量系统而言一般归结为几个变量？三者间相互的关系如何？对应测量的哪些过程？ 7、写出0阶环节的方程。说明其输出量与输入量之间的关系。 8、写出一阶环节的微分方程并化为标准形式。它有几个动态特性参数？动态特性参数的影响及取值范围如何？写出其传递函数并分析频率特性。当输入信号为阶跃、正弦信号时系统的动态响应如何？ 9、写出二阶环节的微分方程并化为标准形式。它有几个动态特性参数？动态特性参数的影响及取值范围如何？写出其传递函数并分析频率特性。当输入信号为阶跃、正弦信号时系统的动态响应如何？ 第三章 1、何谓“压电”、“应变”、“压阻”效应？动态压力测量是如何利用这些效应？ 2 、压电材料一般有几类？压电系数与温度的关系如何？画出压电式压力传感器的等效线路。该传感器对放大器有什么特殊要求？放大器有几种类型，各有何优缺点？为什么压电式压力传感器测量系统不适合测量静态压力？为保证测量精度，对测量回路的时间常数有何要求？ 3、电阻应变式压力传感器有哪两个基本组成部分？各自的功能是什么？有几种基本结构形式？电阻变化与应变的关系如何？ 4、压阻式与应变式压力传感器测量压力的物理效应有何联系，有何区别？为什么压阻式压力传感器灵敏度高、动态响应好？其主要不足之处是什么？ 5、何谓容腔效应？它属于什么环节？为了准确测量脉动压力，对容腔采用何种措施？为从根本上消除容腔效应的影响采用何种测压方式？ 6、压力测量有几种方法？ 第四章 1、温度及温度场测量的方法有几种？各有什么特点和使用场所？ 2、接触式测温存在几大主要误差？产生的主要原因是什么？其中那些是共性误差？那些是个性误差？什么情况下可以忽略？什么情况下不可忽略？ 3、简述热电偶测温的基本定律。能画出热电偶测温系统及冰点补偿线路图。 4、导出温度计的传热微分方程。并指出各项的物理意义。试举三种以上减少或修正“导热”、“辐射”、“速度”、“动态”误差的措施或方法。 5、简述“静温”、“动温”、“总温”、“有效温度”、“绝热壁温”的概念。在低速气流、高速气流温度测量时它们之间的关系如何？ 6、说明复温系数的定义及其物理意义。为什么给温度计加滞止罩能减小速度误差？ 7、说明折射率的定义。为什么可将它与气体的温度、密度、浓度联系起来？ 第一至三章一、名词解释 测量:是人类对自然界中客观事物取得数量 观念的一种认识过程。它用特定的工具和方法，通 过试验将被测量与单位同类量相比较，在比较中确 定出两者比值。 稳态参数：数值不随时间而改变或变化很小 的被测量。 瞬变参数：随时间不断改变数值的被测量（非 稳态或称动态参数),如非稳定工况或过渡工况时 内燃机的转速、功率等。 模拟测量：在测量过程中首先将被测物理量 转换成模拟信号，以仪表指针的位置或记录仪描绘 的图形显示测量的结果(不表现为“可数”的形式) 。 数字测量：测量可直接用数字形式表示。通 过模／数（A／D)转换将模拟形式的信号转换成数 字形式。 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。准确度很高，保存和使用要求较高。 实用仪器：是供实际测量使用的仪器，它又 可分为试验室用仪器和工程用仪器。 恒定度:仪器多次重复测量时，其指示值稳定 的程序，称为恒定度。通常以读数的变差来表示 . 灵敏度:它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,感量是 足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。一般仪器的灵敏度阻滞应不大于仪器允 许误差的一半。 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，又称时滞。 测量值与真值之差称为误差。 因子：在试验中欲考察的因素称为因子。因 子又可分为没有交互作用和有交互作用的因子，前 者是指在试验中相互没有影响的因子，而后者则在 试验中互相有制抑作用。 水平：每个因子在考察范围内分成若干个等 级，将等级称为水平 二、填空题 常用的测量方法有直接测量、间接测量、组 合测量。 测试中，被测量按照其是否随时间变化可以 分类稳态参数和瞬变参数。 有时被测参数的量或它的变化，不表现为“可 数”的形式，这时就不能用普通的测量方法，相应 的就出现了模拟测量和数字测量。 按工作原理，任何测量仪器都包括感受件， 中间件和效用件三个部分。 测量仪器按用途可分：范型仪器和实用仪器 测量仪器的性能指标决定了所得测量结果的 可靠程度，其中主要有：准确度、恒定度、灵敏度、 灵敏度阻滞、指示滞后时间等 在选用时，仪器的读数的变差不应超过仪器 的允许误差。 一般常采用试验方法来标定测量仪器的动态 特性。 仪器标定的内容及方法 前面已从理论上讲述了测量仪器的动态特性，但实 际上由于测量仪器本身的各种因素影响，难以用理 论分析方法正确地确定其动态特性。一般常采用试 验方法来标定测量仪器的动态特性。 其主要内容，一般为仪器的时间常数、无阻尼时仪 器的固有频率、阻尼比等。判断该测量仪器是一阶 还是二阶仪器。 其主要方法，一般有频率响应法、阶跃响应法、随 机信号法。 对一阶仪器，主要确定的动态特性参数为时 间常数τ。 二阶测量系统，标定目的主要是确定动态特 性参数：仪器的无阻尼固有频率ω0 和阻尼比ζ。 按照产生误差因素的出现规律以及它们对于 测量结果的影响程序来区分，可将测量误差分为三 类。系统误差:随机(偶然)误差:过失误差 : 具体的测量过程中，系统误差按其产生的原 因可分为； 仪器误差安装误差环境误差方法误差操作误 差动态误差 但往往也常采用如下方法来消除系统误差1. 交换抵消法2.替代消除法3.预检法 正交表分为标准表和混合型正交表 三、简答题 模拟测量：直观性强、简便、价格低；主要缺点 是测量精度低指示器读数误差大。但模拟信号含有 “仿真”的意思，分辨能力无限。 数字测量：测量精度高，操作方便，后处理方 便，但对硬件要求高，分辨力有限。 仪器的选用：应在满足被测量要求的条件 下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量值在 满刻度的2/3以上为宜，并根据对被测量绝对误差 的要求选择测量仪器的精度等级。 零阶仪器的特点：不管x随时间如何变化， 仪器输出不受干扰也没有时间滞后，因此零阶仪器 (或传感器)可以认为有完全理想的特性。 时间常数τ是由热电偶的几何参数和热特性 确定，它的大小直接影响到滞后时间，τ越小表示 热惯性小，达到稳态值的时间越短；反之，时间就 越长。为进行可靠的动态测量，应使测量系统的时 间常数尽可能小。 为了提高响应速度而又不产生波动，二阶仪 器常采用＝0.6～0.8为最佳。这时幅频特性的平 直段最宽。而且在一定条件下，提高系统的固有频 率，响应速度会变得更快。 第四章 一、名词解释 ◆压电效应：是指某些结晶物质沿它的 某个结晶轴受到力的作用时，其内部有极化现 象出现，在其表面形成电荷集结，其大小和作 用力的大小成正比，这种效应称为正压电效 应。相反，在晶体的某些表面之间施加电场， 在晶体内部也产生极化现象，同时晶体产生变 形，这种现象称为逆压电效应。 ◆压电晶体：具有压电效应的晶体称为 压电晶体 ◆中间温度定律:用两种不同的金属组成 闭合电路，如果两端温度不同，则会产生热电 动势。其大小取决于两种金属的性质和两端的 温度，与金属导线尺寸、导线途中的温度及测 量热电动势在电路中所取位置无关。 ◆均质材料定律 :如用同一种金属组成 闭合电路则不管截面是否变化，也不管在电路 内存在什么样的温度梯度，电路中都不会产生 热电动势。 ◆中间导体定律 :在热电偶插入第三种 金属，只要插入金属的两端温度相同，不会使 热电偶的热电动势发生变化。 ◆标准电极定律:在热电偶插入第三种金 属，插入金属的两端温度不同，发生附加热电 动势后的总热电动势，等于各接点之间所产生 热电动势的代数和。 ◆光电效应：当具有一定能量E的光子 投射到某些物质的表面时，具有辐射能量的微 粒将透过受光的表面层，赋予这些物质的电子 以附加能量，或者改变物质的电阻大小，或者 使其产生电动势，导致与其相连接的闭合回路 中电流的变化，从而实现了光— ◆外光电效应:在光线作用下能使电子逸 出物质表面的称为外光电效应，属于外光电效 应的转换元件有光电管、光电倍增管等。 ◆内光电效应:在光线作用下能使物体电 阻率改变的称为内光电效应。属于内光电效应 的光电转换元件有光敏电阻以及由光敏电阻 制成的光导管等。 ◆阻挡层光效应:在光线作用下能使物体 产生一定方向电动势的称为阻挡层光电效应， 属于阻挡层光电效应的转换元件有光电池和 光敏晶体管等。 ◆用单位辐射通量不同波长的光分别照 射光电管，在光电管上产生大小不同的光电 流。这里，光电流I与光波波长λ的关系曲线 称为光谱特性曲线，又称频谱特性。 ◆霍尔效应: 金属或半导体薄片置于磁 场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场 的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍 尔效应。 ◆霍尔元件: 基于霍尔效应工作的半导 体器件称为霍尔元件，霍尔元件多采用N型 半导体材料。 ◆传感器是把外界输入的非电信号转换 成电信号的装置。 ◆金属电阻应变片的工作原理是基于金 属导体的应变效应 二、填空题 ◆结构型:依靠传感器结构参数的变化实 现信号转变. ◆能量转换型:直接由被测对象输入能量 使其工作. ◆能量控制型:从外部供给能量并由被测 量控制外部供给能量的变化. ◆常用传感器根据其作用原理的不同，可以分 为两大类。能量型” “参数型” ◆传感器的特性主要包括以下两种。静 态特性.表征传感器静态特性的主要参数有：线 性度、灵敏度、分辨力等。 ◆动态特性.测定动态特性最常用的标准 输入信号有阶跃信号和正弦信号两种。 ◆由于半导体应变片的温度稳定性差，使用时必 须采取温度补偿措施，以消除由温度引起的零漂 或虚假信号。在实际工作中，温度补偿的方法有 桥路补偿和应变片自补偿两类。 ◆常用可变磁阻式传感器的典型结构有:可变导 磁面积型、差动型、单螺管线圈型、双螺管线圈 差动型。 ◆按照电容式传感器的转换原理的不 同，可以分为 ◆极距变化型电容式传感器：变介电常 数型电容传感器：面积变化型电容传感器 ◆按工作原理不同，磁电感应式传感器 可分为恒定磁通式和变磁通式，即动圈式传感 器和磁阻式传感器。 ◆磁电感应式传感器只适用于动态测 量。 ◆磁阻式传感器：又称为变磁通式传感 器或变气隙式传感器，常用来测量旋转物体的 第9章结构动力性能及试验技术 结构动力性能包括结构的自振频率、振型、阻尼比、滞回特性等，是结构本身的特性。在进行结构抗震设计和研究结构的地震反应时必须同时了解和掌握地震动的特性和结构动力性能。关于地震动的特性在前面已讲，下面介绍结构的动力特性和为获得这些特性所需的相关试验技术。 9.1地震作用下结构的受力和变形特点 地震作用下结构的受力和变形是复杂的时间过程，其主要特点体现在以下三个方面：1、低频振动 结构的自振频率（基频）范围较窄，一般在0.05s～15s（20Hz～0.07Hz）之间，例如， 0.05s—基岩上的设备、单层房屋竖向振（震）动时； 15s—大跨度悬索桥。 在结构的地震反应中，高阶振型有影响，但第一振型，或较低阶振型所占的比例较大，因此结构的整体反应以低频振动为主。 2、多次往复（大变形） 在地震作用下，结构反应可能超过弹性，产生大变形，并导致结构的局部破坏。地震作用是一种短期的往复动力作用，其持续时间可达几十秒到一、二分钟，结构的反应可以往复几次或者几十次，在往复荷载作用下，结构的破坏不断累加、破坏程度逐渐发展，可经历由弹性阶段→开裂（RC，砖结构）→屈服→极限状态→倒塌的过程，称为低周疲劳。 在地震作用下结构的变形（位移）速度较低，约为几分之一秒量级。 而爆炸冲击波：正压，负压为一次，无往复，材料快速变形（为毫秒量级）； 车辆荷载：多次重复，但应力水平低（无屈服），高周次（>100万次）。 3、累积破坏 地震造成的结构积累破坏可以表现在以下三中情况中： ① 一次地震中，结构在地震作用下发生屈服，以后每一个振动循环往复都将造成结构破坏积累。 ② 主震时，结构发生破坏，但未倒塌；余震时，结构变形增加，破坏加重，甚至发生倒塌。 ③ 以前地震中结构发生轻微破坏，未予修复；下次地震时产生破坏严重。 从结构地震反应的特点可以看出，要正确进行结构地震反应分析计算，必须了解结构的阻尼，振型，自振频率等基本动力特性，同时必须研究材料、构件和结构的强非线性或接近破坏阶段的动力特性，以及强度与变形的发展变化规律等。 九年级第十一章简单机械和功单元测试卷附答案 一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优（难） 1．小军利用如图所示器材测定滑轮组的机械效率，他记录的实验数据如下表。 次数物重G /N 绳自由端的 拉力F/N 钩码上升的 高度h/cm 绳自由端移 动的距离 s/cm 机械效率η/% 1 1.00.51030 2 2.00.951574.1 (1)根据记录表格中提供的信息，组装图中小军使用的滑轮组______； (2)根据给出的实验数据，计算出第一次的机械效率并填入表格中______；（结果保留三位 有效数字） (3)同一个滑轮组，在两次实验过程中机械效率不同，主要原因是______。 【答案】 66.7 两次提升的物重不同 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]当钩码上升的高度为10cm时，绳自由端移动的距离为30cm，则绳子承担重物的段数 30cm 3 10cm s n h === 绳子的段数是奇数，从动滑轮开始绕起，如图所示 (2)[2] 第一次的机械效率 1 1 11 1 1N0.1m 100%100%100%66.7% 0.5N0.3m W G h W F s η ? =?=?=?≈ ? 有1有1 总 (3)[3]实验中两次测得的机械效率使用的是同一个滑轮组，即绳重、摩擦、滑轮重是相同的，所以导致机械效率不同主要原因是两次提升的物重不同。 2．图甲是某型号的抽水马桶水箱进水控制装置的示意图，浮子是有上底无下底的圆柱形容器，中间有圆柱形的孔（图乙是浮子的放大示意图），壁的厚度忽略不计，浮子通过圆孔套在直杆上，并与调节螺母紧密相连，手动上下移动调节螺母，可以使浮子的位置随之上下移动，轻质细杆AB可绕O点旋转，A端与直杆底端相连，B端装有塞子当水箱的进水孔进水，水面接触到浮子下端后，浮子内的空?开始被封闭压缩，随着水位继续上升，浮子上升带动直杆向上运动，当水位上升到一定高度，AB杆处于水平位置时，塞子压住进水孔，进水孔停止进水。 (1)为测出浮子上底面的面积，现有刻度尺、量筒和水，请完成实验： ①将浮子倒置后，用刻度尺测出浮子内的深度h； ②将浮子装满水，用_______________________； ③浮子上底面的面积表达式：S上=_________（用所测量物理量的符号表示）。 (2)若浮子上升的过程中内部被封闭的空气不泄露，用上述方法测得的浮子上底面的面积为10cm2，外界大气压为1.0×105Pa，浮子、直杆、细杆AB、塞子的重力及所受浮力均不计，忽略所有摩擦，当进水孔停?进水时，浮子内的?体压强为外界大气压强的1.2倍， OA=6cm，OB=4cm，塞子受到水的压力为___________N。 (3)科学研究表明，?定质量的?体，在温度不变时，其压强与体积成反比，当进水孔的水压过大时，塞子被冲开，水箱内的水位超过?定?度，会使水溢出，若通过移动调节螺母的方法保证?桶正常使用，应如何移动调节螺母：__________。 【答案】量筒测出浮子里面水的体积V V h 30 适当向下移动 【解析】 【分析】 实验一温度传感器动态标定实验 一．实验目的 1．掌握热敏电阻传感器和热电偶传感器动态性能测试方法。 2．了解根据阶跃响应曲线求取传感器动态特性指标的方法。 3．熟悉测温传感器动态标定系统的结构、组成和使用方法。 二．试验装置 1．被校热敏电阻传感器 2．标准热电偶传感器及数字显示仪表 3．被校热电偶传感器 4．补偿导线及冷接点恒温器 5．恒温水槽 6．保温瓶 7．恒温油槽或高温电炉 8．大气温度计 9.标准水银温度计2只 10.数字存储示波器 11.微型计算机（带GP-IB接口） 三．实验原理 传感器动态标定实验的任务是用动态激励信号激励传感器,使传感器产生动态响应,根据动态标定实验的结果求出一个近似的数学模型（如传递函数），来描述传感器的动态特性，并求出它的动态性能指标。 温度源为恒温水槽(或恒温油槽)，其温度值由标准水银温度计测出。阶跃温度的幅值大小可以通过调节恒温水槽(或恒温油槽)的温度得到。输出信号的阶跃响应由数字存储示波器记录，记录结果可由示波器观察，同时经RS-232或GP-IB接口进入计算机，由计算机内的软件包计算其动态数学模型与动态性能指标。 测取传感器的阶跃响应是获取传感器动态特性的方法之一。阶跃响应的平稳性、快速性和稳态精度可用如下性能指标描述： 时间常数T——输出上升到稳态值的63%所需要的时间。 响应时间T2——输出达到稳态值的95%或98%所需要的时间。 调节时间T s——在阶跃响应曲线的稳态值附近，取±5%作为误差带，响应曲线达到并不再超出该误差带所用的最小时间。 峰值时间T p——阶跃响应曲线超出其稳态值而达到第一个峰值所需要的时间。 上升时间T r——阶跃响应曲线从稳态值的10%上升到90%所需要的时间（对欠阻尼系统，通常指从0上升到稳态值所需要的时间）。 延迟时间T a——阶跃响应曲线上升到稳态值的50%所需要的时间。 A B C D 简单机械和功单元检测（A 卷） 一、选择题（每小题2分，共34 分．每小题给出的四个选项中只有一个选项正确） 1．下列简单机械中，属于省力杠杆的是（ ） A ．筷子 B ．理发剪 C ．羊角锤 D ．钓鱼竿 2．如图所示，杠杆处于平衡状态，下列操作中能让杠杆继续保持 平衡的是（ ） A ．将左右两边的钩码均向外移动一格 B ．在左右两边钩码的下方各加一个钩码，位置保持不变 C ．将左右两边的钩码各去掉一个，位置保持不变 D ．将左边的钩码向里移动一格，同时将右边钩码去掉一个并保持位置不变 3．图中利用了动滑轮的是（ ） 第4题图 4．如图所示,小虎同学用滑轮组匀速提起重600N 的物体。如果不计摩擦力、动滑轮重力和绳子重力，则小虎同学对绳子的拉力应为（ ） A ．600N B ．400N C ．300N D ．200N 5．如图所示，某同学用重为10N 的动滑轮匀速提升重为50N 的物体．不 计摩擦，则该同学所用拉力F 的可能值是（ ） A ．20N B ．25N C ．30N D ．35N 6．粗糙水平地面上有一个重为100N 的物体，用20N 的水平拉力使其在10s 内匀速前进了10m ，在此过程中（ ） A ．重力做功的功率为100W B ．支持力做功的功率为100W C ．拉力做功的功率为200W D ．拉力做功的功率为20W 7.如图所示，粗略测量小明同学引体向上运动的功率时，下列物理量不需要测量的是（ ） A.小明的质量 B.单杠的高度 C.每次身体上升的高度 D.做引体向上的时间 8．李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（ ） · · · F 热工测试技术试题（2） 本试题分两部分，第一部分为选择题，1页至4页，第二部分为非选择题，5页至9页，共9页；选择题30分，非选择题70分，满分100分，考试时间150分钟。 第一部分，选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10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．对于与热电偶配套的动圈表，下列叙述正确的是（） A．对于标准化热电偶，动圈表是通用的 B．动圈表必须与其相同型号的热电偶相配 C．动圈表的量程一般不能调整 D．动圈表测量的起始湿度为0°C 3．配热电阻的电子平衡电桥的测量线路中要求每根导线电阻阻值为（）A．2．5ΩB．5ΩC．10ΩD．15Ω4．用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（） A．金属材料的密度盐碱对测温越有利 B．金属材料的强度超高对测温越有利 C．金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D．金属纯度越高对测温越有利 5．在热力试验中，常用来测量微小正压、负压的差压的压力计是（）A．U型管压力计B．单管式压力计C．斜管式压力计D．弹性式压力计6．扩散硅压力变送器测量线路中，电阻R f是电路的负反馈电阻，其作用是（） A．进一步减小非线性误差B．获得变顺的线性输出C．调整仪表的满刻度输出D．利于环境湿度的补偿 7．标准节流件的直径比β越小，则（） A．流量测量越准确B．流体的压力损失越小C．要求水平直管段越长D．流体的压力损失越大8．涡轮流量计输出___________信号（） A．模拟B．数字C．电流D．电压9．将被测差压转换成电信号的设备是（） A．平衡容器B．脉冲管路C．差压变送器D．显示器10．当高频涡流传感器靠近铁磁物体时（） A．线圈的振荡频率增加B．线圈的电阻减小C．线圈的电感增大D．线圈的电阻减小 二、多项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的五个选项中有二个至五个选项是符合题目要求的，请将正确选项前填在题后的括号内。多选、少选、错选均不得分。 11．疏失误差处理方法有（） A．格拉布斯准则B．参数校正法C．信号补偿法D．莱伊特准则E．示值修正12．下列关于热电偶热电势叙述正确的是（） A．热电势EAB（T，T0）是温度函数之差 B．热电势EAB（T，T0）是温度差的函数 C．接触电动势EAB（T，T0）大于温差电动势EA（T，T0） D．接触电动势EAB（T，T0）小于温差电动势EA（T，T0） E．热电势EAB（T，T0）是测量端温度的单值函数 13．热电阻进行数字温度处理的主要内容有（） A．R/V电阻电压转换B．冷端温度自动补偿C．非线性校正 D．A/D转换E．标度变换 14．使用全辐射高温计时应注意下述事项（） A．应考虑非全辐射体的影响B．不宜测量反射光很强物体 C．对D/L有一定的限制D．能够测量物体内部温度 E．不需考虑传感器的冷端温度补偿 1、半导体热敏电阻随温度上升,其阻值【下降】 2、半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是【电阻率】 3、标准佳节流件的直径比β越小,则【流体的压力损失越大】 4、标准节流装置的取压方式主要有【法兰取压】 5、不能用确定函数关系描述的信号是【随机信号】 6、测试系统的传递函数和【具体测试系统的物理结构无关】。 7、测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系为【傅里叶变换对】 8、测试装置所能检测出来的輸入量的最小变化值【分辨率】 9、当高频涡流传感器靠近铁磁物体时【线圈的电感增大】。 11、电阻应变片的输入为【应变】 12、定度曲线偏离其拟合直线的程度称为【非线性度】 13、对于稳定的线性定常系统,若输入量为正弦信号时,系统达到稳定后,将输出y（t）与输入x(t）的傅里叶变换之比定义为【频率响应函数】 14、对于与热电偶配套的动圈表,下列叙述正确的是【动国表必须与其相同型号的热电偶相配】。 15、二阶装置引入合适阻尼的目的【获得较好的幅频、相频特性】。 16、傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的【振幅】 17、概率密度函数给出的分布统计规律是随机信号沿的【幅值域】 18、将被测差压转换成电信号的设备是【差压变送器】 19、将时域信号进行时移,则频域信号将会【仅有相移】 20、描述非周期信号的数学工具【傅里叶变换】。 21、描述周期信号的数学工具【傅氏级数】。 22、频率响应函数反映了系统响应的过程为【稳态】。 23、时域信号的时间尺度压缩时,则其频带的变化为【频带变宽,幅值压低】 24、输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系为【相频特性】 25、数字信号的特征是【时间和幅值上均离散】 26、为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响,可采用【电荷放大器】。 27、下列传感器中哪个是基于压阻效应的【半导体应变片】。 28、下列哪个不是机械式传感器【电容传感器】。 29、下列哪项不是理想运算放大器的特性【输出电阻ro=∞】 30、压电式加速度传感器的工作频率其固有频率应该是【远低于】 31、一个测试系统不管其复杂与否,都可以归结为研究输入量x(1)、系统的传输特性h(t)和输出量y(1)三者之间的关系【y(t= h(t*x(t)】。 32、已知x1(t)和x2(t)的傅里叶变换分别为×1(和X2(),则卷积×1(t)*2(t)的傅里叶变换为【x1(f）x2(f）】 33、用常系数微分方程描述的系统称为【线性】系统。 34、用金属材料测温热电阻下列说法正确的是【金属纯度越高对测温越有利】。 35、由非线性度来表示定度曲线程度的是【偏离其拟合直线】。 简单机械和功 一、选择题 1.下列器具中，属于省力杠杆的是( ) A.定滑轮 B.食品夹 C.镊子 D.铡刀 2.放学后，某同学背着重40N 的书包沿水平路面走了200m ，又登上大约10m 高的四楼才回到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为（ ） A.0J B.400J C.2000J D.2400J 3．登楼梯比赛时，某同学从底楼匀速登上五楼，共用了12s ，该同学登楼时克服重力的功率最接近于( ) A ．500W B ．100W C ．50W D ．10W 4.如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC 、OBD 和OED 组成，用指甲刀剪指甲时，下列说法中正确的是 ( ) A ．三个杠杆都是省力杠杆 B ．三个杠杆都是费力杠杆 c ．ABC 是省力杠杆，OBD 、OED 是费力杠杆 D ．ABC 是费力杠杆，OBD 、OED 是省力杠杆 5.“五一”假期，小林和爸爸一起去登花果山，小林用了15min 登上了山顶，爸爸用了20min 登上了山顶，爸爸的体重是小林的1.5倍，则小林与爸爸的登山功率之比为（ ） A ．9∶8 B ．8∶9 C ．1∶2 D ．2∶1 6．如图所示，用滑轮组将重为600N 的重物匀速提升，如果拉力为350N ，则下列结论中正确的是( ) A ．如果将物体提升2m ，拉力做功1200J B ．物体升高1m ，机械所做的有用功为350J C ．物体以0.5m/s 速度匀速上升，拉力的功率为350W D ．此滑轮组的机械效率为80% 7.如图所示利用动滑轮提升货物，动滑轮重为20 牛顿，绳与动滑轮间的摩擦及绳子重不计。第一次把重为100牛顿的货物匀速提升，这个过程动滑轮的 机械效率为η 1；第二次把重为200牛顿的货物匀速提升，这个过 程动滑轮的机械效率为η2。则（ ） A.η1＜η2 B.η1＞η2 C.η1＝η2 D.η1和η2的关系无法确定 8.如图所示，在水平拉力F 作用下，使重40N 的物体A 匀速移动5m ，物体A 受到地面的摩擦力为5N ，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F 做的功为（ ） A ．50J B ．25J C ．100J D ．200J 二、填空题 9.起重机将1000N 的重物竖直向上匀速提升15m 后，又将重物匀速水平移动了5m ，整个过程中，竖直向上的拉力对重物做功________J. 10.阻力臂为动力臂4倍的杠杆是________ (选填“省力”或“费力”) 杠杆。若该杠杆受到的阻力为20牛，则当动力为________牛时，杠杆处于平衡状态。 第4题图 F 2 F 1 第7题图 第6题图 第8题图现代热工测试技术复习题
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