檢測(cè)儀器及儀表19答案

1、各單元的作用分別是什么?作業(yè)11、典型檢測(cè)儀表控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是怎樣的？繪出它的體統(tǒng)框圖。皺控菱測(cè)）檢利單元執(zhí)行腋元調(diào)節(jié)唯元F顯示舉元圖i-4典型工業(yè)檢測(cè)儀表控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖? 被控（被測(cè)）對(duì)象是控制系統(tǒng)的核心，它可以是單輸入單輸出對(duì)象，也可以是多輸 入多輸出。? 檢測(cè)單元是控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)作用的基礎(chǔ)，它完成對(duì)所有被測(cè)變量的直接或間 接測(cè)量。? 變送單元完成對(duì)被測(cè)變量信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳輸。? 調(diào)節(jié)單元完成調(diào)節(jié)控制規(guī)律的運(yùn)算。? 執(zhí)行單元是實(shí)現(xiàn)控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，接收控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)被控變量? 顯示單元是控制系統(tǒng)的附屬單元。2、如何才能實(shí)現(xiàn)儀表的零點(diǎn)遷移和量程遷移？ 通過(guò)調(diào)正儀表的調(diào)零機(jī)構(gòu)來(lái)完成

2、。通過(guò)調(diào)正儀表的放大機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)正特性曲線(xiàn)的斜率。3、什么是儀表的靈敏度和分辨率？?jī)烧叽嬖谑裁搓P(guān)系？ 靈敏度一一在穩(wěn)定狀態(tài)下，儀表的輸出增量對(duì)輸入增量的比值。儀表分辨率一一又稱(chēng)儀表靈敏限、靈敏閾。它表示引起輸出值變化的最小輸入量變化值。 靈敏度高，則分辨率高。4、儀表的精度是如何確定的？?jī)x表的精確度：通常是允許的最大引用誤差去掉百分號(hào)和土號(hào)后的數(shù)字來(lái)衡量的。不是實(shí)際測(cè)量中出現(xiàn)的。精度等級(jí)：按儀表工業(yè)規(guī)定將精確度劃分為若干個(gè)等級(jí)，稱(chēng)為精度等級(jí)。5、自動(dòng)化控制系統(tǒng)的四個(gè)階段？常規(guī)儀表控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系、分布式控制系、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)系統(tǒng)作業(yè)22-1 一個(gè)溫度測(cè)量范圍為-100400 C, 0.5

3、級(jí)精度的溫度計(jì)，其允許的絕對(duì)誤差和基本誤差各 是多少？最大絕對(duì)誤差=400-（-100） X 0.5%=2.5 C基本誤差：-0.5%0.5%2-2間接檢測(cè)量Z由彼此獨(dú)立的、無(wú)相關(guān)的兩個(gè)檢測(cè)量 X1、X2決定，Z=X1/X2。（T 1、（T 2、 d z分別為XI、X2和Z的標(biāo)準(zhǔn)誤差。求用b 1/X1和b 2/X2來(lái)表示b z/Z的關(guān)系式。Z 1 Z Xi兀元 元X2XiX22X1x21 X121X2則z/ZXiX2作業(yè)31. 下列10個(gè)測(cè)量值中的粗大誤差可疑值243是否應(yīng)該剔除？如果要剔除，求剔除前后的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。160 ， 171， 243， 192， 153， 186， 163，

4、189， 195， 178160 171192 153 186 163 189 195 178 仃6 33v 243|160 176.33|176.33 66.67|178 176.33|12969451.84所以可疑值243應(yīng)該剔除。剔除前，X 183 ，2Vi24.22剔除后，X 176.33，蘭 14.41n2傳感器的作用？對(duì)它的要求有哪些？完成信號(hào)的檢測(cè)與轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、靈敏性、經(jīng)濟(jì)性、耐腐蝕性、低能耗等。3.按反應(yīng)形式分類(lèi)，傳感器可分為哪幾類(lèi)? 能動(dòng)型和被動(dòng)型4.隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)。對(duì)稱(chēng)性、單峰性、抵償性、有界性。5.已知X11, 1 1;X2 2, 2 2;X3 3, 3 3，

5、求加權(quán)平均值和加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)偏差。1111 1 1“ C ,R ： P2 ： P32 : 2 * 2:36:9:4122"14 9取 p1=36, p2=9, p3=4X'236491 362 93 4369 41.352P 2 1P2P 2 2P122949222432491.05作業(yè)41、簡(jiǎn)述雙金屬片式溫度計(jì)的工作原理。為什么雙金屬片常做成螺旋管狀？它的感溫元件是用兩片線(xiàn)膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊在一起而成的。雙金屬受熱后，由于兩金屬的膨脹長(zhǎng)度不同而產(chǎn)生彎曲。溫度越高產(chǎn)生的線(xiàn)膨脹長(zhǎng)度差也就越大，因而引起的彎曲角度就越大。增加雙金屬片的長(zhǎng)度，提高靈敏度。2、建立現(xiàn)代化溫標(biāo)所必須具備

6、的三個(gè)條件。 固定溫度點(diǎn)、測(cè)溫儀器、溫標(biāo)方程(內(nèi)插公式)3、什么是經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)？它的局限性和任意性指的是什么？? 由特定的測(cè)溫質(zhì)和測(cè)溫量所確定的溫標(biāo)。經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)是借助于一些物質(zhì)的物理量與溫度的關(guān)系，用實(shí)驗(yàn)方法得到的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定溫度值的標(biāo)尺，因此具有局限性和任意性。? 局限性：當(dāng)被測(cè)溫度在冰點(diǎn)和沸點(diǎn)之外時(shí)，就無(wú)法進(jìn)行標(biāo)定了。? 任意性：經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)選擇的測(cè)溫質(zhì)是水銀，它的純度不同，其膨脹性質(zhì)也不同。作業(yè)51、鉑銠10-鉑熱電偶測(cè)量1100C的爐溫。熱電偶工作的環(huán)境溫度為44C，所配用的儀表在環(huán)境為25C的控制室里。若熱電偶與儀表的連接分別用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)和普通銅導(dǎo)線(xiàn)，兩者所測(cè) 結(jié)果各為多少？誤差又各為多少？查

7、 S 型熱電偶分度表知 E(40,0)=0.235mV , E(50,0)=0.299mV ,巳1100,0)=10.745mV得 E(44,0)=0.2606 mVE(20,0)=0.133mV , E(30,0)=0.173mV ,得 E(25,0)=E(20,0)+ E(30,0)/2=0.153mV(1 )采用補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí)：巳1100,25)= E(1100,0)-巳25,0)=10.592mV據(jù)此再查上述分度表知，對(duì)應(yīng)的溫度為 t =1086.4 C。測(cè)量誤差： t=1086.4-1100=-13.6 C。(2)采用銅導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí)：E(1100,44)= E(1100,0)-E(44

8、,0)=10.4844mV據(jù)此再查上述分度表知，對(duì)應(yīng)的溫度為 t =1077.2 C。測(cè)量誤差： t=1077.2-1100=-22.8 C。作業(yè) 61. 熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)由哪兩部分組成？在熱電偶測(cè)量閉合回路中，起主導(dǎo)作用的是哪一部 分？溫差電動(dòng)勢(shì)和接觸電動(dòng)勢(shì)。 起主導(dǎo)作用的是溫差電動(dòng)勢(shì)。2. 用熱電偶測(cè)溫時(shí)，為什么要設(shè)法使冷端溫度TO固定？由熱電偶的工作原理可知， 對(duì)于一定材料的熱電偶來(lái)說(shuō)， 其熱電動(dòng)勢(shì)的大小除與測(cè)量端溫度 有關(guān)外，還與冷端溫度 t O 有關(guān)。因此，只有在冷端溫度 tO 固定時(shí)，熱電動(dòng)勢(shì)才與測(cè)量端 溫度 t 成單值函數(shù)關(guān)系。3. 補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)真正的作用是什么？ 補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)的作用就是

9、延長(zhǎng)熱電極，即將熱電偶的冷端延伸到溫度相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。4. 在一般測(cè)量中，熱電阻與顯示儀表之間的接線(xiàn)為什么多用三線(xiàn)制，而不用兩線(xiàn)制和四線(xiàn) 制？?jī)删€(xiàn)制在測(cè)量中引線(xiàn)電阻以及引線(xiàn)電阻的變化會(huì)帶來(lái)附加誤差； 三線(xiàn)制可以較好地消除引線(xiàn) 電阻的影響，測(cè)量準(zhǔn)確度高于兩線(xiàn)制；四線(xiàn)制總能消除引線(xiàn)電阻的影響，但測(cè)量比較麻煩， 主要用于高精度溫度檢測(cè)。所以一般測(cè)量中，要用三線(xiàn)制，而不用兩線(xiàn)制和四線(xiàn)制。作業(yè) 71、光學(xué)高溫計(jì)、全輻射高溫計(jì)和比色高溫計(jì)測(cè)量的是什么溫度，與真實(shí)溫度間關(guān)系如何？ 光學(xué)高溫計(jì)測(cè)得的是亮度溫度，總是低于真實(shí)溫度。全輻射高溫計(jì)測(cè)得的是輻射溫度，總是高于真實(shí)溫度。比色高溫計(jì)測(cè)得的是比色溫度， 有時(shí)高于

10、真實(shí)溫度、 有時(shí)低于真實(shí)溫度、 有時(shí)還等于真實(shí)溫 度，具體由被測(cè)介質(zhì)決定。2、全輻射高溫計(jì)依據(jù)的工作原理是什么？補(bǔ)償光闌的作用是什么？ 全輻射高溫計(jì)是以斯蒂芬玻爾茲曼定律為基礎(chǔ)， 采用表面涂黑的熱電堆吸收投射到其表面 上的全部波長(zhǎng)范圍的所有輻射能來(lái)測(cè)量溫度的。補(bǔ)償光欄的作用是補(bǔ)償因熱電堆冷端溫度受環(huán)境溫度變化的影響而引起的儀表示值誤差。3、能否用圓形截面的金屬管制作彈簧管壓力計(jì)，原因是什么？ 不能。彈簧管壓力計(jì)的工作原理是： 當(dāng)被測(cè)壓力介質(zhì)進(jìn)入并充滿(mǎn)彈簧管的內(nèi)腔時(shí)， 橢圓形或扁圓形 截面在壓力作用下將趨向圓形， 由于彈簧管長(zhǎng)度一定， 迫使彈簧管產(chǎn)生向外挺直的擴(kuò)張變形， 結(jié)果改變彈簧管的中心角，

11、使其自由端產(chǎn)生位移。作業(yè) 81、簡(jiǎn)述霍爾片式彈簧管遠(yuǎn)傳壓力計(jì)的工作原理。工作原理： 霍爾片與彈簧管自由端相連接， 在霍爾片的上下方垂直安放兩對(duì)磁極， 這樣使霍 爾片處于兩對(duì)磁極所形成的差動(dòng)磁場(chǎng)中。 在無(wú)壓力引入情況下， 霍爾片處于上下兩磁鋼中心 即差動(dòng)磁場(chǎng)的平衡位置， 霍爾片兩端通過(guò)的磁通大小相等， 方向相反所長(zhǎng)生的霍爾電勢(shì)代數(shù) 和為零。當(dāng)被測(cè)壓力P引入彈簧管固定端后， 與彈簧管自由端相連接的霍爾片由于管自由端的伸展而在非均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)， 從而改變霍爾片在非均勻磁場(chǎng)中的平衡位置， 使霍爾片輸出 電勢(shì)不再為零?；魻柶敵鲭妱?shì)與彈簧管的變形伸展為線(xiàn)性關(guān)系， 即與被測(cè)壓力P成線(xiàn)性關(guān) 系。2、如圖，電

12、源輸入端對(duì)稱(chēng)，當(dāng)接入兩個(gè)對(duì)稱(chēng)應(yīng)變片時(shí)，橋路輸出電壓的變化為? 如果是輸出端對(duì)稱(chēng)，橋路輸出電壓的變化又是多少？0R1 R2 R3R4R4將R1=R4，R2=R3代入，并忽略掉分母中的Ri， R4，RiR-!R2Uo2R1R2RiR1 R22R1R2Ri2UKR2UoR2R? R4RiRi R3R RR2Rj R5R4將 R1=R2，R3=R4 代入,UoRi2 RiR3 U4RRs2RiRi R3RiRi & uRiRR3R32 Ri作業(yè)9：i、某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，正常工作壓力范圍為i.ii.6MPa,工藝要求就地指示，測(cè)量誤差要求不大于被測(cè)壓力的土 5%試選擇合適的壓力儀表（壓力表類(lèi)型、示值范圍和精度等級(jí)） 由使用條件可知，選用彈簧管壓力計(jì)即可。設(shè)彈簧管壓力計(jì)的量程為 A,則根據(jù)最大工作壓力有i.6 MPa<2/3A 貝U A>2.4MPaR2 R1RRiR