過程檢測技術及儀表習題第二版課后答案

1、緒言練習與思考.簡述過程檢測技術發(fā)展的起源？.過程檢測技術當前的主流技術和主要應用場合？.請談談過程檢測技術的發(fā)展方向是什么？.談談你所知道的檢測儀表？.你認為過程檢測技術及儀表與傳感技術的關系是怎么樣的？第一章練習與思考.什么叫過程檢測，它的主要內容有哪些？.檢測儀表的技術指標有哪些？如何確定檢測儀表的基本技術指標？.過程檢測系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)的區(qū)別何在？它們之間相互關系如何？.開環(huán)結構儀表和閉環(huán)結構儀表各有什么優(yōu)缺點？為什么？ TOC o 1-5 h z nn.開環(huán)結構設表的靈敏度S S ,相對誤差。請考慮圖14所示閉環(huán)1i 1結構儀表的靈敏度SB (Sf為反饋通道的靈敏度)，而相對誤差

2、B f ( f為 Sf反饋通道的相對誤差)，對嗎？請證明之。提示：閉環(huán)結構儀表的靈敏度S y/x;閉環(huán)結構儀表的相對誤差dS/S。6.由孔板節(jié)流件、差壓變送器、開方器和顯示儀表組成的流量檢測系統(tǒng)，可能會出現(xiàn)下列情況：(1)各環(huán)節(jié)精度相差不多；(2)其中某一環(huán)節(jié)精度較低，而其他環(huán)節(jié)精度都較高。問該檢測系統(tǒng)總誤差如何計算？.理論上如何確定儀表精度等級？但是實際應用中如何檢驗儀表精度等級？.用300kPa標準壓力表來校驗200kPa 1.5級壓力表，問標準壓力表應選何級精 度？.對某參數(shù)進行了精度測量，其數(shù)據(jù)列表如下：8%皚Ui4.278看f.M&$1i.321J5Ai1011S1dJ1試求檢測過程

3、中可能出現(xiàn)的最大誤差?.求用下列手動平衡電橋測量熱電阻 Rx的絕對誤差和相對誤差。設電源 E和檢流計 D引起的誤差可忽略不計。已知：Rx 10 , R2 100 , Rn 100 ,R3 1000 ,各橋臂電阻可能誤差為R2 0.1 , Rn 0.01 ,R3 1 （如圖1 23所示）。.某測量儀表中的分壓器有五擋?？傠娮?R要求能精確地保持11111，且其 相對誤差小于 0.01%,問各電阻的誤差如何分配？圖中各電阻值如下：R 10000 , R2 1000 , & 100 , R4 10 , R5 1 （如圖 124 所示）。圖113手動平衡電橋原理戰(zhàn)路ffi 1-24 分壓器電路.貯罐內

4、液體質量的檢測，常采用測量貯罐內液面高度 h,然后乘以貯罐截面積A,再乘以液體密度，就可求得貯罐內液體質量儲量，即 M hA 0但采用該法測量M時，隨著環(huán)境溫度的變化，液體密度 也將隨著變化，這就需要不 斷校正，否則將產生系統(tǒng)誤差。試設計一種檢測方法，可自動消除（補償）該系 統(tǒng)誤差。第二章練習與思考.什么叫溫標？什么叫國際實用溫標？請簡要說明ITS-90的主要內容。.試比較熱電偶測溫與熱電阻測溫有什么不同（可以從原理、系統(tǒng)組成和應用 場合三方面來考慮）？.用測溫件熱電偶或熱電阻構成測溫儀表（系統(tǒng)）測量溫度時，應各自注意哪 些問題？.如圖211,已知熱電偶的分度號為 K型，在工作時，自由端溫度t

5、o 30C,今測得熱電勢為38. 560mV,求工作端的溫度是多少？.簡要說明選擇壓力檢測儀表主要應考慮哪些問題？.某臺空壓機的緩沖器，其正常工作壓力范圍為 1. 11. 6MPa,工藝要求就 地指示壓力，并要求測量誤差不大于被測壓力的5%,試選擇一塊合適的壓力表（類型、示值范圍、精度等級），并說明理由。.簡述下圖所示的彈簧管壓力計的工作原理？彈簧管E力計，聲K管d一拉桿.3單影皆能“中心化塵R 疥葉中一面版1 7-* 3倒節(jié)燈* S-接頭. 一臺電子自動測溫計，精度等級為0.5級，測量范圍為0300C,經校驗發(fā)現(xiàn)最大絕對誤差為4C,問該表合格嗎？若不合格，應定為幾級？.某空壓機的緩沖罐，其工

6、作壓力變化范圍為1.21.5MPa ,工藝要求就地觀察罐內壓力，且測量誤差不得大于罐內壓力的0.5% ,試選用一個合格的壓力表(指明類型，量程，精度等級)。.測溫計的精度等級為2.5級，測量范圍為0600C,經校驗發(fā)現(xiàn)最大絕對誤 差為8C,問該表合格嗎？若不合格，應定為幾級？.用400Kpa標準壓力表來檢驗250Kpa的1.5級壓力表，問標準壓力表應該選 何級精度？.用600Kpa標準壓力表來檢驗150Kpa的0.5級壓力表，標準壓力表應該如何 確定精度？.某空壓機的緩沖罐，其工作壓力變化范圍為1.01.5MPa,工藝要求就地觀察罐內壓力，且測量誤差不得大于罐內壓力的0.5%,試選用一個合格的

7、壓力表。.在下述檢測液位的儀表中，受被測液位密度影響的有哪幾種？并說明原因：(1)玻璃液位計；(2)浮力式液位計；(3)差壓式液位計；(4)電容式液位計；(5)超聲波液位計；(6)射線式液位計。.如圖2-101所示是用雙法蘭式差壓變送器測量密閉容器中有結晶性液體的液位。已知被測液位的密度1200kg/m3 ,液位變化范圍H=0950mm,變送器的正負壓法蘭中心線距離H0 1800mm，變送器毛細管硅油密度 1 950kgfm3,試 確定變送器的量程和遷移量。圖2401液位測量系筑.什么是流量檢測儀表的量程比？.當實際流量小于儀表量程比規(guī)定的最小流量時，會產生什么情況？請舉例說 明。.試設計計算

8、采用角接取壓的標準孔扳，并配用電動差壓變送器，已知條件如下：(1)被測介質為空氣；(2)最大流量 qv 22000 m3 h ;(3)工作壓力p=0.5Mpa (表壓)；(4)工作溫度t 100oC ;(5)相對濕度0 ;(6)管道直徑D20 =350mm,材料為20號鋼管；(7)壓力損失及敷設條件無要求。.在你學習到的各種流量檢測方法中，請指出那些測量結果受被測流體的密度 影響？為什么？.有一臺用來測量液體流量的轉子流量計，其轉子材料是耐酸不銹鋼(密度f 7900kg/m3 ),用于測量密度為750 kg/m3的介質，當儀表讀數(shù)為5.0m3/h時，被測介質的實際流量為多少？.有一臺電動差壓變

9、送器配標準孔板測量流量，差壓變送器的量程為16kPa,輸出為420mA,對應的流量為050t.1h 0工藝要求在40t/h時報警。問：(1)差壓變送器不帶開方器時，報警值設定在多少mA?(2)帶開方器時，報警值又設定在多少 mA?.如圖所示的液位系統(tǒng)，當用差壓法測量時，其量程和遷移量是多少？應如何 遷移？實際可測量范圍是多少？已知：1200kg/m3,H 1.5m,% 0.5m, h2 1.2m,h3 3.4m.什么是流量檢測儀表的量程比？.根據(jù)下圖所示的流量系數(shù)與雷諾數(shù)Re的關系，分析為什么由標準節(jié)流件構成的流量計的量程比通常為3:1?（幻標有孔機.簡述熱磁式氣體分析儀的組成及各組成部分的功

10、能？.簡述熱導式氣體分析儀的組成及各組成部分的功能？.請比較熱導式氣體分析儀和熱磁式氣體分析儀在檢測原理上的異同點。.什么叫干擾組分？.使用熱導式氣體分析儀、熱磁式氣體分析儀和紅外線氣體分析儀時應如何克 服或減小干擾組分的影響？.氧化培氧量分析儀在實際使用一段時間后發(fā)現(xiàn)指示值始終指示在最大位置 （21%）,你認為可能是什么原因引起的？.用色譜儀分析雙組分混合物，測得甲、乙兩組分色譜峰（對稱峰）數(shù)據(jù)及靈敏度值如下表，求各組分含量及兩個譜峰的分辯力為多少 （設走紙速度為1 cm. s ）鞘分羽分1名B幅9施工WtrVHj嗎40.675. i我啊如14。高砒mL643iU0Ua.有一臺電壓表，其量程

11、范圍為0100V,當采用該臺儀表及標準表同時進行電壓檢測時，測得的數(shù)據(jù)如下：標準表（V）20406080電壓米（V）19.838. 961. 280. 3試確定該臺電壓表的精度等級。第三章練習與思考.舉例說明信號變換有哪幾種基本形式？.差動式變換和參比式變換各有什么特點？.為什么閉環(huán)結構的平衡式儀表較開環(huán)結構的簡單直接變換式儀表反應速度快、 線性好、精度高；但穩(wěn)定性較差，靈敏度降低，結構復雜，試從理論上分析之。.有差隨動式變換儀表與無差隨動式變換儀表在結構形式和特性方面有何不 同？.在不平衡電橋設計時要注意哪些問題？.請設計一個單臂工作的電橋，其中敏感元件的電阻變化范圍為100142電阻的允許

12、耗散功率為 3.6mW0要求電橋的輸出電壓與電阻的變化量之間的非線 性誤差小于10%,同時使電橋的輸出電壓盡可能高。求橋臂上各電阻值、電源 電壓，并給出電橋的輸出電壓范圍。.在6題中，若要求電橋有最大的輸出自壓，則又如何設計該電橋，并求出相 應的電橋輸出電壓。.信號變換是過程檢測系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。（1）試從結構形式和變換特點上簡要說明信號的差動式變換與參比式變換的工 作原理；(2)在某過程檢測系統(tǒng)中，如果要求同時減小環(huán)境等因素對轉換元件和敏感元件的干擾，改善系統(tǒng)的非線性，應該怎樣設計該系統(tǒng)的信號變換部分。.在力矩平衡式差壓變送器中，采用負反饋形式來降低整個儀表的非線性程度；而在氧化培氧量變送器中應用反對數(shù)放大器使變送器的輸出與被測氣體的氧含量成線性關系。你認為還有別的減小或消除儀表或檢測系統(tǒng)的非線性影的N方法嗎？.簡述如圖所示的無差隨動式溫度檢測儀表的工作原理？.設計一個流量檢測系統(tǒng)，要求信號變換采用平衡式變換。(1)簡述設計原理，并繪出原理框圖；(2)繪制出檢測系統(tǒng)的示意圖(簡圖)，指出所選用的敏感元件、轉換元件、轉 換電路和顯示儀表等，并進行簡要分析。.差壓變送器是流量檢測系統(tǒng)中進行信號變換的常用裝置，下圖是它的結構 圖。差壓變送器的結構圖（1膜片，2簧片，3杠桿,4檢測片