化工儀表及自動(dòng)化第六版-課后-答案

1、 化工儀表及自動(dòng)化第六版課后習(xí)題詳細(xì)答案1. 化工自動(dòng)化是化工、煉油、食品、輕工等化工類型生產(chǎn)過程自動(dòng)化的簡稱。在化工設(shè)備上，配備上一些自動(dòng)化裝置，代替操作人員的部分直接勞動(dòng)，使生產(chǎn)在不同程度上自動(dòng)地進(jìn)行，這種用自動(dòng)化裝置來管理化工生產(chǎn)過程的辦法，稱為化工自動(dòng)化。實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過程自動(dòng)化的意義：（1）加快生產(chǎn)速度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。（2）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。（3）能夠保證生產(chǎn)安全，防止事故發(fā)生或擴(kuò)大，達(dá)到延長設(shè)備使用壽命，提高設(shè)備利用能力的目的。（4）能改變勞動(dòng)方式，提高工人文化技術(shù)水平，為逐步地消滅體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)之間的差別創(chuàng)造條件。2、化工自動(dòng)化主要包括哪些內(nèi)容？一

2、般要包括自動(dòng)檢測、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)操縱和自動(dòng)控制等方面的內(nèi)容。1-3 自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？解 自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由檢測變送器、控制器、執(zhí)行器和被控對象等四個(gè)環(huán)節(jié)組成。4、自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由哪些環(huán)節(jié)組成？自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由測量元件與變送器、自動(dòng)控制器、執(zhí)行器和被控對象等四個(gè)環(huán)節(jié)組成。1-5 題 1-5 圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說明圖中 PI-307、TRC-303、FRC-305 所代表的意義。 題 1-5 圖 加熱器控制流程圖解 PI-307 表示就地安裝的壓力指示儀表，工段號為 3，儀表序號為 07；TRC-303 表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表

3、；工段號為 3，儀表序號為 03；FRC-305 表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的流量控制儀表；工段號為 3，儀表序號為 05。6、圖為某列管式蒸汽加熱器控制流程圖。試分別說明圖中 PI-307、TRC-303、FRC-305 所代表的意義。PI-307 表示就地安裝的壓力指示儀表，工段號為 3，儀表序號為 07；TRC-303 表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的溫度控制儀表；工段號為 3，儀表序號為 03；FRC-305 表示集中儀表盤安裝的，具有指示記錄功能的流量控制儀表；工段號為 3，儀表序號為 05。1-7 在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，測量變送裝置、控制器、執(zhí)行器各起什么作用？解

4、測量變送裝置的功能是測量被控變量的大小并轉(zhuǎn)化為一種特定的、 統(tǒng)一的輸出信號（如氣壓信號或電壓、電流信號等）送往控制器；控制器接受測量變送器送來的信號，與工藝上需要保持的被控變量的設(shè)定值相比較得出偏差，并按某種運(yùn)算規(guī)律算出結(jié)果，然后將此結(jié)果用特定信號（氣壓或電流）發(fā)送出去執(zhí)行器即控制閥，它能自動(dòng)地根據(jù)控制器送來的信號值來改變閥門的開啟度，從而改變操縱變量的大小。7.方塊圖是用來表示控制系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)之間作用關(guān)系的一種圖形，由于各個(gè)環(huán)節(jié)在圖中都用一個(gè)方塊表示，故稱之為方塊圖。1-8試分別說明什么是被控對象、被控變量、給定值、操縱變量、操縱介質(zhì)？解：被控對象（對象）自動(dòng)控制系統(tǒng)中，工藝參數(shù)需要控制的生

5、產(chǎn)過程、生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器。被控變量被控對象內(nèi)要求保持設(shè)定值的工藝參數(shù)?？叵到y(tǒng)通常用該變量的名稱來稱呼，如溫度控制系統(tǒng)，壓力制系統(tǒng)等。給定值（或設(shè)定值或期望值）人們希望控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，即被控變量的期望值。它可以是恒定的，也可以是能按程序變化的。操縱變量（調(diào)節(jié)變量）對被控變量具有較強(qiáng)的直接影響且便于調(diào)節(jié)（操縱）的變量?；?qū)崿F(xiàn)控制作用的變量。操縱介質(zhì)(操縱劑)用來實(shí)現(xiàn)控制作用的物料。8.測量元件與變送器：用來感受被控變量的變化并將它轉(zhuǎn)換成一種特定的信號（如氣壓信號、電壓、電流信號等）；控制器：將測量元件與變送器送來的測量信號與工藝上需要保 持的給定值信號進(jìn)行比較得出偏差，根據(jù)偏差的大小及變化趨勢，

6、按預(yù)先設(shè)計(jì)好的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算后，將運(yùn)算結(jié)果用特定的信號送住執(zhí)行器。執(zhí)行器：能自動(dòng)地根據(jù)控制器送來的信號值相應(yīng)地改變流入（或流出）被控對象的物料量或能量，從而克服擾動(dòng)影響，實(shí)現(xiàn)控制要求。Ex9.被控對象：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將需要控制其工藝參數(shù)的生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)器叫做。被控變量：被控對象內(nèi)要求保持給定值的工藝參數(shù)。給定值：被控變量的預(yù)定值。操縱變量：受控制閥操縱的，用以克服干擾的影響，使被控變量保持給定值的物料量或能量。11、圖所示為一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。A、B 兩種物料進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，通過改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該系統(tǒng)中的被控

7、對象、被控變量、操縱變量及可能影響被控變量的干擾是什么？反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖 反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對象：反應(yīng)器；被控變量：反應(yīng)器內(nèi)的溫度；操縱變量：冷卻水流量?？赡苡绊懕豢刈兞康母蓴_因素主要有 A、B 兩種物料的溫度、進(jìn)料量，冷卻水的壓力、溫度，環(huán)境溫度的高低等。1-11 題 l-11 圖所示為一反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)示意圖。A、B 兩種物料進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，通過改變進(jìn)入夾套的冷卻水流量來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度不變。試畫出該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖，并指出該系統(tǒng)中的被控對象、被控變量、操縱變量及可能影響被控變量的干擾是什么？并說明該溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)

8、。題 1-11 圖 反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)解 該溫度控制系統(tǒng)的方塊圖題解 1-11 圖 反應(yīng)器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中，被控對象：反應(yīng)器；被控變量：反應(yīng)器內(nèi)的溫度；操縱變量：冷卻水流量?？赡苡绊懕豢刈兞康母蓴_因素主要有 A、B 兩種物料的溫度、進(jìn)料量，冷卻水的壓力、溫度，環(huán)境溫度的高低等。 若當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的被控溫度在干擾作用下升高時(shí)，其測量值與給定值比較，獲得偏差信號，經(jīng)溫度控制器運(yùn)算處理后，輸出控制信號去驅(qū)動(dòng)控制閥，使其開度增大，冷卻水流量增大，這樣使反應(yīng)器內(nèi)的溫度降下來。所以該溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)具有負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。1-12 題 1-11 圖所示的溫度控制系統(tǒng)中，如果由于進(jìn)料溫度升高使反應(yīng)器內(nèi)

9、的溫度超過給定值，試說明此時(shí)該控制系統(tǒng)的工作情況，此時(shí)系統(tǒng)是如何通過控制作用來克服干擾作用對被控變量影響的？解：當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的溫度超過給定值（即升高）時(shí)，溫度測量元件測出溫度值與給定值比較，溫度控制器 TC 將比較的偏差經(jīng)過控制運(yùn)算后，輸出控制信號使冷卻水閥門開度增大，從而增大冷卻水流量，使反應(yīng)器內(nèi)的溫度降下來，這樣克服干擾作用對被控變量影響。1-13 按給定值形式不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可分哪幾類？解：按給定值形式不同，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以分為以下三類：定值控制系統(tǒng)給定值恒定的控制系統(tǒng)。隨動(dòng)控制系統(tǒng)（自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)）給定值隨機(jī)變化的系統(tǒng)。程序控制系統(tǒng)給定值按一定時(shí)間程序變化的系統(tǒng)。15. 定值控制系統(tǒng)、隨

10、動(dòng)控制系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)。16. 在自動(dòng)化領(lǐng)域中，把被控變量不隨時(shí)間而變化的平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的靜態(tài)，把被控變量隨時(shí)間而變化的不平衡狀態(tài)稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)。干擾是客觀存在的，是不可避免的。一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，時(shí)時(shí)刻刻都受到干擾作用，破壞正常的工藝生產(chǎn)狀態(tài)。這就需要通過自動(dòng)化裝置不斷施加控制作用去對抗或抵消干擾作用的影響，使被控變量保持在工藝所要求的技術(shù)指標(biāo)上。一個(gè)正常工作的自動(dòng)控制系統(tǒng)，總受到頻繁的 干擾作用，總處在頻繁的動(dòng)態(tài)過程中。了解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)更為重要。17. 階躍作用：在某一瞬間t0，干擾突然地階躍式地加到系統(tǒng)上，并保持在這個(gè)幅度。采用階躍干擾的原因：階躍干擾比較突然，比較危險(xiǎn)，對被控變

11、量的影響也最大。如果一個(gè)控制系統(tǒng)能夠有效克服階躍干擾，對其他比較緩和的干擾也一定很好地克服。階躍干擾形式簡單，容易實(shí)現(xiàn)，便于分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算。19. 等幅振蕩過程和發(fā)散振蕩過程是不穩(wěn)定過程，生產(chǎn)上不能采用；非周期衰減過程雖是穩(wěn)定過程，但該過程中被控變量達(dá)到新的穩(wěn)定值的進(jìn)程過于緩慢，致使被控變量長時(shí)間偏離給定值，所以一般也不采用；衰減振蕩過程能夠較快地使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且最終的穩(wěn)態(tài)值必然在兩峰值之間，決不會(huì)出現(xiàn)太高或太低的現(xiàn)象，更不會(huì)遠(yuǎn)離給定值以致造成事故。所以1-19 某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為(90010)?？紤]安全因素，控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過 80?，F(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度定值控

12、制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如題 1-19 圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、超調(diào)量、衰減比、余差、振蕩周期和過渡時(shí)間（被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的1%（即 900（1%）=9）的時(shí)間），并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求？ 題 1-19 圖 溫度控制系統(tǒng)過渡過程曲線A解 最大偏差 =950900=50（）；B超調(diào)量 =950908=42（）；Bn B B由于 =918908=10（），所以，衰減比 = : =42:10=4.2；C余差 =908900=8；T振蕩周期 =459=36(min)；t過渡時(shí)間 =47min。sAC因?yàn)?=5080， =810，所以，該

13、控制系統(tǒng)能滿足題中所給的工藝要求。1-20 題 l-20(a) 圖是蒸汽加熱器的溫度控制原理圖。試畫出該系統(tǒng)的方塊圖，并指出被控對象、被控變量、操縱變量和可能存在的干擾是什么？現(xiàn)因生產(chǎn)需要，要求出口物料溫度從 80提高到 81，當(dāng)儀表給定值階躍變化后，被控變量的變化曲線如題 1-20(b) 圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、衰減比和余差（提示：該系統(tǒng)為隨動(dòng)控制系統(tǒng)，新的給定值為 81）。題 1-20 圖 蒸汽加熱器溫度控制解 蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)的方塊圖如下圖所示。 題解 1-20 圖 蒸汽加熱器溫度控制系統(tǒng)方塊圖其中：被控對象是蒸汽加熱器；被控變量是出口物料溫度；操縱變量是蒸

14、汽流量?？赡艽嬖诘母蓴_主要有：進(jìn)口物料的流量、溫度的變化；加熱蒸汽的壓力、溫度的變化；環(huán)境溫度的變化等。該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：A最大偏差 =81.581=0.5（）；BB由于 =81.580.7=0.8（）， =80.980.7=0.2（），所以，衰減比n B B= : =0.8:0.2=4；C余差 =80.781= 0.3（）。21、某化學(xué)反應(yīng)器工藝規(guī)定操作溫度為 (90010)。考慮安全因素，控制過程中溫度偏離給定值最大不得超過 80。現(xiàn)設(shè)計(jì)的溫度定值控制系統(tǒng)，在最大階躍干擾作用下的過渡過程曲線如題 1-19 圖所示。試求該系統(tǒng)的過渡過程品質(zhì)指標(biāo)：最大偏差、超調(diào)量、衰減比、余差、振蕩周

15、期和過渡時(shí)間（被控溫度進(jìn)入新穩(wěn)態(tài)值的1%（即 900（1%）=9）的時(shí)間），并回答該控制系統(tǒng)能否滿足題中所給的工藝要求？ 題 1-19 圖 溫度控制系統(tǒng)過渡過程曲線A解 最大偏差 =950900=50（）；B超調(diào)量 =950908=42（）；Bn B B由于 =918908=10（），所以，衰減比 = : =42:10=4.2；C余差 =908900=8；T振蕩周期 =459=36(min)；t過渡時(shí)間 =47min。sAC因?yàn)?=5080， =81.0%，所以該壓力表不符合1.0級精度。 3-6 如果有一臺(tái)壓力表，其測量范圍為 010MPa，經(jīng)校驗(yàn)得出下列數(shù)據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa100 L

16、98 3.96 5.94 7.97 9.99被校表反行程讀數(shù)/MPa10.00 2.02 4.03 6.06 8.031(1)求出該壓力表的變差；(2)問該壓力表是否符合 10 級精度？解 （1）校驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)10被校表正行程讀數(shù)/MPa被校表反行程讀數(shù)/MPa0 1 98 3.96 5.94 7.97 9.9910.00 2.02 4.03 6.06 8.0310.4 0.7 1.2 0.6 0.210.000 2.006.00 8.00儀表絕對誤差/MPa0.0050.00 0.00 0.00由以上數(shù)據(jù)處理表知，該壓力表的變差：1.2%； （2）儀表誤差：0.005 100% 0

17、.5%；10但是，由于儀表變差為 1.2%1.0%，所以該壓力表不符合 1.0 級精度。 max7.壓力指垂直均勻地作用于單位面積上的力。關(guān)系： p表壓=p絕對壓力p大氣壓力p 真空度= p 大氣壓力 p 絕對壓力3-7什么叫壓力？表壓力、絕對壓力、負(fù)壓力(真空度)之間有何關(guān)系？解 （1）工程上的壓力是物理上的壓強(qiáng)，即 P=F/S（壓強(qiáng)）。（2）絕對壓力是指物體所受的實(shí)際壓力；表壓力=絕對壓力大氣壓力；負(fù)壓力（真空度）=大氣壓力絕對壓力8.通常，由于各種工藝設(shè)備和檢測儀表本身就處于大氣壓力之下，因此工程上常采用表壓和真空度來表示壓力的大小，一般儀表所指的壓力也是表壓或真空度。9.測壓儀表按其轉(zhuǎn)

18、換原理不同，主要分為四大類：液柱式壓力計(jì)：它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度來進(jìn)行測量的；彈性式壓力計(jì)：它是將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈性元件的位移來進(jìn)行測量的；電氣式壓力計(jì)：它是通過機(jī)械和電氣元件將被測壓力轉(zhuǎn)換成電量來進(jìn)行測量的；活塞式壓力計(jì)：它是根據(jù)液壓原理，將被測壓力轉(zhuǎn)換成活塞上所加平衡砝碼的質(zhì)量來進(jìn)行測量的。10.主要的彈性元件有：彈簧管：可分為單圈彈簧管與多圈彈簧管，它們的測壓范圍較寬，最高可測量高達(dá)1000MPa的壓力；膜片：可分為平薄膜、波紋膜、膜盒等，它的測壓范圍較彈簧管式的為 低，通?？膳c其他轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)結(jié)合起來，組成相應(yīng)的變送器；波紋管：這種彈性元件易變形，常用于微壓與低壓的測量。3-10作為

19、感受壓力的彈性元件有哪幾種？解 彈簧管式彈性元件、薄膜式彈性元件（有分膜片式和膜盒式兩種）、波紋管式彈性元件。11.測壓原理：將被測壓力轉(zhuǎn)換成彈簧管自由端的位移來進(jìn)行測量的。主要組成：彈簧管、放大機(jī)構(gòu)、指針、面板及壓力接頭。測壓過程：當(dāng)被測壓力通入彈簧管后，由于彈簧管在壓力作用下產(chǎn)生變形，使其自由端產(chǎn)生位移，經(jīng)放大后就可以由指針在面板上指示出相應(yīng)的壓力值。3-11彈簧管壓力計(jì)的測壓原理是什么？試述彈簧管壓力計(jì)的主要組成及測壓過程。解：（1）彈簧管壓力計(jì)的測壓原理是彈簧管受壓力而產(chǎn)生變形，使其自由端產(chǎn)生相應(yīng)的位移，只要測出了彈簧管自由端的位移大小，就能反映被測壓力 p 的大小。（2）彈簧管式壓力

20、計(jì)的主要組成：彈簧管（測量元件），放大機(jī)構(gòu)，游絲，指針，表盤。（3）彈簧管壓力計(jì)測壓過程為：用彈簧管壓力計(jì)測量壓力時(shí)，壓力使彈簧管產(chǎn)生很小的位移量，放大機(jī)構(gòu)將這個(gè)很小的位移量放大從而帶動(dòng)指針在表盤上指示出當(dāng)前的壓力值。12. 13.將霍爾元件與彈簧管配合，可組成霍爾片式彈簧管壓力傳感器。當(dāng)被測壓力引入后，彈簧管自由端產(chǎn)生位移，因而改變了霍爾片在磁場中的位置，使所產(chǎn)生的霍爾電勢與被測壓力成比例，利用這一電勢就可實(shí)現(xiàn)壓力的測量。14.應(yīng)變片式壓力傳感器：測壓元件是電阻應(yīng)變片。利用金屬導(dǎo)體的電阻應(yīng)變效應(yīng)制成的。壓阻式壓力傳感器：測壓元件是單晶硅片。利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)制成的。3-14 電容式壓力傳感

21、器的工作原理是什么？有何特點(diǎn)？解 見教材第 3 章 3.2.5 節(jié)。當(dāng)差動(dòng)電容傳感器的中間彈性膜片兩邊壓力不等時(shí)，膜片變形，膜片兩邊電容器的電容量變化（不等），利用變壓器電橋?qū)㈦娙萘康淖兓D(zhuǎn)換為電橋輸出電壓的變化，從而反映膜片兩邊壓力的差異（即壓差）。其特點(diǎn)：輸出信號與壓差成正比；應(yīng)用范圍廣，可用于表壓、差壓、流量、液位等的測量。15.工作原理：將彈性元件的位移轉(zhuǎn)換為電容量的變化。將測壓膜片作為電容器的可動(dòng)極板，它與固定極板組成可變電容器。當(dāng)被測壓力變化時(shí)，由于測壓膜片的彈性變形產(chǎn)生位移改變了兩塊極板之間的距離，造成電容量發(fā)生變化。 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、靈敏度高、過載能力大、測量精度可達(dá) 0.2

22、級、可以測量壓力和差壓。3-15 某壓力表的測量范圍為 01MPa，精度等級為 1.0 級，試問此壓力表允許的最大絕對誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來校驗(yàn)該壓力表，在校驗(yàn)點(diǎn)為 0.5MPa 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)上讀數(shù)為 0.508MPa，試問被校壓力表在這一點(diǎn)是否符合 1 級精度，為什么？解 壓力表允許的最大絕對誤差為 =1.0MPa1.0%=0.01MPamax在校驗(yàn)點(diǎn) 0.5MPa 處，絕對誤差為=0.50.508=0.008(MPa)該校驗(yàn)點(diǎn)的測量誤差為 0.008100% 1.57%0.508故該校驗(yàn)點(diǎn)不符合 1.0 級精度。3-16為什么測量儀表的測量范圍要根據(jù)測量大小來選??？選一臺(tái)量程很大的

23、儀表來測量很小的參數(shù)值有何問題？解 （1）為了保證敏感元件能在其安全的范圍內(nèi)可靠地工作，也考慮到被測對象可能發(fā)生的異常超壓情況，對儀表的量程選擇必須留有足夠的余地，但還必須考慮實(shí)際使用時(shí)的測量誤差，儀表的量程又不宜選得過大。（2）由于儀表的基本誤差 由其精度等級和量程決定，在整個(gè)儀表測m量范圍內(nèi)其大小是一定的，選一臺(tái)量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值這樣會(huì)加大測量誤差。3-17 如果某反應(yīng)器最大壓力為 0.8MPa，允許最大絕對誤差為 0.01MPa?，F(xiàn)用一臺(tái)測量范圍為 01.6MPa，精度為 l.0 級的壓力表來進(jìn)行測量，問能否符合工藝上的誤差要求？若采用一臺(tái)測量范圍為 01.0MPa，精度為

24、 1.0 級 的壓力表，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。解 用 01.6MPa、精度為 l.0 級的壓力表來進(jìn)行測量的基本誤差 =1.6MPa1.0%=0.016MPa0.01MPa(允許值)1max該表不符合工藝上的誤差要求。用 01.0MPa、精度為 l.0 級的壓力表來進(jìn)行測量的基本誤差 =1.0MPa1.0%=0.01MPa0.01MPa(允許值)2max該表符合工藝上的誤差要求。3-18 某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為 1.11.6MPa，工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，并要求測量結(jié)果的誤差不得大于罐內(nèi)壓力的 5，試選擇一臺(tái)合適的壓力計(jì)(類型、測量范圍、精度等級)，并說明其理由。解

25、 空壓機(jī)緩沖器內(nèi)壓力為穩(wěn)態(tài)壓力，其工作壓力下限 p =1.1MPa，工min作壓力上限 p =1.6MPa。設(shè)所選壓力表量程為 p，則根據(jù)最大、最小工作max壓力與選用壓力表量程關(guān)系，有344p pmaxp p 1.6 2.13(MPa)433max1p pminp 3p 31.1 3.3(MPa)min3根據(jù)壓力表量程系列（附表 1），可選 YX-150 型、測量范圍為 02.5MPa 的電接點(diǎn)壓力表。根據(jù)測量誤差要求，測量的最大誤差為 1.15%=0.055(MPa)max則所選壓力表的最大引用誤差應(yīng)滿足0.055100% 2.2%2.5 0max要求，故可選精度等級為 1.5 級的壓力表

26、。3-19 某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為 14MPa ，要求誤差不超過0.4MPa，試選用一臺(tái)就地指示的壓力表(給出型號、測量范圍、精度等級)。 解 合成塔控制壓力 14MPa 為高壓，設(shè)所選壓力表的量程為 p，則5p 14 23.3(MPa)3根據(jù)壓力表量程系列（附表 1），可選 YX-150 型、測量范圍為 025MPa 的電接點(diǎn)壓力表。根據(jù)測量誤差要求，所選壓力表的最大允許誤差應(yīng)滿足0.4100% 1.6%max 25要求，故可選精度等級為 1.5 級的壓力表。20、某壓力表的測量范圍為 01MPa，精度等級為 1.0 級，試問此壓力表允許的最大絕對誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)來校驗(yàn)該壓

27、力表，在校驗(yàn)點(diǎn)為 0.5MPa 時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)上讀數(shù)為 0.508MPa，試問被校壓力表在這一點(diǎn)是否符合 1 級精度，為什么？解：壓力表允許的最大絕對誤差為 =1.0MPa1.0%=0.01MPamax在校驗(yàn)點(diǎn) 0.5MPa 處，絕對誤差為=0.50.508=0.008(MPa)該校驗(yàn)點(diǎn)的測量誤差為 0.008100% 1.57%0.508故該校驗(yàn)點(diǎn)不符合 1.0 級精度。3-20 現(xiàn)有一臺(tái)測量范圍為 01.6MPa，精度為 1.5 級的普通彈簧管壓力表，校驗(yàn)后，其結(jié)果為：00 04 08 12被校表讀數(shù) /MPa16標(biāo)準(zhǔn)表上行程讀 0000 0 385 0 790 1210 數(shù)/MPa標(biāo)準(zhǔn)表

28、下行程讀數(shù)/MPa15950 4051 5950 00012150 810試問這臺(tái)表合格否？它能否用于某空氣貯罐的壓力測量（該貯罐工作壓力為 0.81.0MPa，測量的絕對誤差不允許大于 0.05MPa）？解 壓力表的校驗(yàn)表 3-1 壓力表的校驗(yàn)數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)處理結(jié)果0.8 最 大誤差0.000 0.385 0.7901.210 1.5950.000 0.405 0.8101.215 1.5950.000 0.020 0.020 0.0200.005 0.0000.000 0.005 0.000 -0.01-0.013 0.0053儀表的最大引用誤差（從絕對誤差和升降變差中選取絕對值最大者做為

29、，求儀表的最大引用誤差）m0.020 100% 100% 1.25%mP1.6maxFS所以，這臺(tái)儀表 1.5 級的精度等級合格。 p空 氣 貯 罐 的 壓 力 屬 穩(wěn) 態(tài) 壓 力 ， 且=1.0MPa1.62/3MPa ；maxp=0.8MPa1.61/3MPa；最大誤差 =1.61.5%=0.024MPa0.05MPa。所minmax以這臺(tái)儀表能用于該空氣貯罐的壓力測量。21、為什么測量儀表的測量范圍要根據(jù)測量大小來選取？選一臺(tái)量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值有何問題？解 ：（1）為了保證敏感元件能在其安全的范圍內(nèi)可靠地工作，也考慮到被測對象可能發(fā)生的異常超壓情況，對儀表的量程選擇必須留有

30、足夠的余地，但還必須考慮實(shí)際使用時(shí)的測量誤差，儀表的量程又不宜選得過大。（2）由于儀表的基本誤差 由其精度等級和量程決定，在整個(gè)儀表測m量范圍內(nèi)其大小是一定的，選一臺(tái)量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值這樣會(huì)加大測量誤差。22、如果某反應(yīng)器最大壓力為 0.8MPa，允許最大絕對誤差為 0.01MPa?，F(xiàn)用一臺(tái)測量范圍為 01.6MPa，精度為 l.0 級的壓力表來進(jìn)行測量，問能否符合工藝上的誤差要求？若采用一臺(tái)測量范圍為 01.0MPa，精度為 1.0 級的壓力表，問能符合誤差要求嗎？試說明其理由。解 用 01.6MPa、精度為 l.0 級的壓力表來進(jìn)行測量的基本誤差 =1.6MPa1.0%=0.

31、016MPa0.01MPa(允許值)1max該表不符合工藝上的誤差要求。用 01.0MPa、精度為 l.0 級的壓力表來進(jìn)行測量的基本誤差 =1.0MPa1.0%=0.01MPa0.01MPa(允許值)2max該表符合工藝上的誤差要求。3-22常用的熱電偶有哪幾種？所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線是什么？為什么要使用補(bǔ)償導(dǎo)線？并說明使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意哪幾點(diǎn)？ 解：（1）常用的熱電偶有如下幾種：（2）所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線如下：（3）用廉價(jià)的補(bǔ)償導(dǎo)線代替熱電偶使冷端遠(yuǎn)離熱端不受其溫度場變化的影響并與測量電路相連接。使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意：在一定的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線與配對的熱電偶具有相同或相近的熱電特性；保持延伸電極

32、與熱電偶兩個(gè)接點(diǎn)溫度相等。23、某臺(tái)空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為 1.11.6MPa，工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，并要求測量結(jié)果的誤差不得大于罐內(nèi)壓力的 5，試選擇一臺(tái)合適的壓力計(jì)(類型、測量范圍、精度等級)，并說明其理由。解 空壓機(jī)緩沖器內(nèi)壓力為穩(wěn)態(tài)壓力，其工作壓力下限 p =1.1MPa，工作min壓力上限 p =1.6MPa。設(shè)所選壓力表量程為 p，則根據(jù)最大、最小工作壓max力與選用壓力表量程關(guān)系，有344p pmaxp p 1.6 2.13(MPa)433max1p pminp 3p 31.1 3.3(MPa)min3根據(jù)壓力表量程系列（附表 1），可選 YX-150 型、測量范圍

33、為 02.5MPa 的電接點(diǎn)壓力表。根據(jù)測量誤差要求，測量的最大誤差為 1.15%=0.055(MPa)max 則所選壓力表的最大引用誤差應(yīng)滿足0.055100% 2.2%2.5 0max要求，故可選精度等級為 1.5 級的壓力表。24、某合成氨廠合成塔壓力控制指標(biāo)為 14MPa，要求誤差不超過 0.4MPa，試選用一臺(tái)就地指示的壓力表(給出型號、測量范圍、精度等級)。解 合成塔控制壓力 14MPa 為高壓，設(shè)所選壓力表的量程為 p，則5p 14 23.3(MPa)3根據(jù)壓力表量程系列（附表 1），可選 YX-150 型、測量范圍為 025MPa 的電接點(diǎn)壓力表。根據(jù)測量誤差要求，所選壓力表的

34、最大允許誤差應(yīng)滿足0.4100% 1.6%25max要求，故可選精度等級為 1.5 級的壓力表。3-24什么叫節(jié)流現(xiàn)象？ 流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生靜壓差？解：流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁，流體的靜壓力產(chǎn)生差異的現(xiàn)象，稱為節(jié)流現(xiàn)象。流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，由于節(jié)流裝置前后流體截面的該變，造成流體流速的改變，從而產(chǎn)生節(jié)流裝置前后的壓力差。3-28 為什么說轉(zhuǎn)子流量計(jì)是定壓式流量計(jì)？解：轉(zhuǎn)子流量計(jì)測量流體流量時(shí)，轉(zhuǎn)子前后流體壓力的壓差p 為一常數(shù)，即 g=const.（恒量）Vp p p tfA1229.流體在有節(jié)流裝置的管道中流動(dòng)時(shí)，在節(jié)流裝置前后的管壁處，流體的靜壓力產(chǎn)生差

35、異的現(xiàn)象稱為。 流體經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，由于流速發(fā)生變化，使流體的動(dòng)能發(fā)生變化。根據(jù)能量守恒定律，動(dòng)能的變化必然引起靜壓能的變化，所以在流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生靜壓差。30.流體流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)所產(chǎn)生的壓差與流量之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，通過測量壓差的大小，即可得知流量的大小。由于流量基本方程式是在一定的條件下推導(dǎo)出的，這些條件包括節(jié)流裝置的形式、尺寸、取壓方式以及流體的工藝條件（密度、溫度、壓力、雷諾數(shù)等），當(dāng)以上這些條件改變時(shí)都會(huì)影響流量的測量。3-32 用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測氣壓為 0.65MPa、溫度為 40的 CO 氣體的流量2時(shí)，若已知流量計(jì)讀數(shù)為 50L/s，求 CO 的真實(shí)流量（已知 CO

36、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)22時(shí)的密度為 1.977kgm ）。3解 由題知：p =0.101325MPa ， p =0.65+0.101325=0.751325(MPa) ；10T =293K，0T =273+40=313（K）； =1.293kg/Nm ； =1.977kg/Nm ，Q =50L/s。則331010 p T1.293 0.751325 293Q Q 050 105(L / s)01 p T1.977 0.1013253131010133.因?yàn)檗D(zhuǎn)子流量計(jì)在流量變化時(shí)，轉(zhuǎn)子兩端的壓降是恒定的；而差壓式流量計(jì)在流量變化時(shí)，節(jié)流裝置兩端的壓差也是隨之改變的。3-33 用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，測量范圍

37、為 010L/min，轉(zhuǎn)子用密度為7920kgm 的不銹鋼制成，若用來測量密度為 0.831kgL 苯的流量，問測3量范圍為多少？若這時(shí)轉(zhuǎn)子材料改為由密度為 2750kgm 的鋁制成，問這3時(shí)用來測量水的流量及苯的流量，其測量范圍各為多少？解 由題知 =7920kgm ， =0.831kgL=831kgm ， =1000m ，333tfW Q=10 L/min0測苯的流量的修正系數(shù)為 (7920 1000)831(7920 831)1000 K 0.9twf QtfwQ Q K= / =10/0.911.1(L/min)r0Q所以，苯的流量測量范圍為 011.1L/min。當(dāng)轉(zhuǎn)子材料改為鋁時(shí)，

38、 =2750kgm ，此時(shí)測水的流量的修正系數(shù)為3r (7920 1000)K 2tww 2750 1000rQrQ Q K= / =10/2=5(L/min)r00rQ所以，此時(shí)測水的流量的測量范圍為 05L/min測苯的流量的修正系數(shù)為 (2750 1000)831(2750 831)1000 K fQ 0.87rwf rfwQ Q K= / =5/0.87=5.75（L/min）rfr0fQ所以，此時(shí)測苯的流量的測量范圍為 05.75L/min。3-36 渦輪流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)是什么？解：（1）渦輪流量計(jì)的工作原理：流體在管道中流動(dòng)時(shí)使葉輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與流體的流速成線性關(guān)系，磁電感應(yīng)轉(zhuǎn)

39、換器將葉輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖信號，反映流體流速的大小 。流速與管道截面的乘積就是流體的流量。（2）渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)：安裝方便、測量精度高、可耐高壓、反應(yīng)快、便于遠(yuǎn)傳、不受干擾、容易磨損等特點(diǎn)。37、用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來測氣壓為 0.65MPa、溫度為 40的 CO 氣體的流量時(shí)，2 若已知流量計(jì)讀數(shù)為 50L/s，求 CO 的真實(shí)流量（已知 CO 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的22密度為 1.977kgm ）。3解 由題知：p =0.101325MPa，p =0.65+0.101325=0.751325(MPa)；T =293K，001T =273+40=313（K）； =1.293kg/Nm ； =1.97

40、7kg/Nm ，Q =50L/s。則331010 p T1.293 0.751325 293Q Q 050 105(L / s)01 p T1.977 0.101325313101013-37 電磁流量計(jì)的工作原理是什么？它對被測介質(zhì)有什么要求？解 電磁流量計(jì)的工作原理是基于管道中的導(dǎo)電流體在磁場中流動(dòng)時(shí)切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的電磁感應(yīng)原理，流體的流速越大，感應(yīng)電動(dòng)勢也越大，感應(yīng)電動(dòng)勢與流量成正比。電磁流量計(jì)只能用來測量導(dǎo)電液體的流量。38、用水刻度的轉(zhuǎn)子流量計(jì)，測量范圍為 010L/min，轉(zhuǎn)子用密度為 7920kgm 的不銹鋼制成，若用來測量密度為 0.831kgL 苯的流量，問測量范

41、圍3為多少？若這時(shí)轉(zhuǎn)子材料改為由密度為 2750kgm 的鋁制成，問這時(shí)用來3測量水的流量及苯的流量，其測量范圍各為多少？Q解 由題知 =7920kgm ， =0.831kgL=831kgm ， =1000m ， =10333tfW0L/min測苯的流量的修正系數(shù)為 (7920 1000)831(7920 831)1000 K 0.9twf QtfwQ Q K= / =10/0.911.1(L/min)r0Q所以，苯的流量測量范圍為 011.1L/min。當(dāng)轉(zhuǎn)子材料改為鋁時(shí)， =2750kgm ，此時(shí)測水的流量的修正系數(shù)為3r (7920 1000)K 2tww 2750 1000rQrQ Q

42、 K= / =10/2=5(L/min)r00rQ 所以，此時(shí)測水的流量的測量范圍為 05L/min測苯的流量的修正系數(shù)為 (2750 1000) 831(2750 831) 1000 K fQ 0.87rwf rfwQ Q K= / =5/0.87=5.75（L/min）rfr0fQ所以，此時(shí)測苯的流量的測量范圍為 05.75L/min。39.橢圓齒輪流量計(jì)屬于容積式流量計(jì)，它有兩個(gè)相互嚙合的橢圓齒輪，當(dāng)流體流過時(shí)，帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)。齒輪每轉(zhuǎn)1周排出定量流體，只要測了橢圓齒輪的轉(zhuǎn)速，便可知被測流體的流量。41.電磁流量計(jì)的原理：是基于電磁感應(yīng)定律工作的。它是將流體的流速轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電勢的大小來進(jìn)行

43、測量的。42.漩渦流量計(jì)的原理：是利用流體自然振蕩的原理制成的一種漩渦分離型流量計(jì)。當(dāng)流體以足夠大的流速流過垂直于流體流向的漩渦發(fā)生體時(shí)，若該物體幾何尺寸適當(dāng)，則在阻擋體后面，沿兩條平行直線上會(huì)產(chǎn)生整齊排列、轉(zhuǎn)向相反的漩渦列。漩渦產(chǎn)生的頻率和流體的流速成正比。通過測出漩渦產(chǎn)生的頻率可知流體的流量。46.（1）直讀式物位儀表：利用連通器的原理工作。（2）差壓式物位儀表：利用液柱或物料堆積對某定點(diǎn)產(chǎn)生壓力的原理而工作。（3）浮力式物位儀表：利用浮子的高度隨液位變化而改變，或液體對浸沉于液體中的浮子（或沉筒）的浮力隨液位高度而變化的原理來工作的。（4）電磁式物位儀表：把物位的變化轉(zhuǎn)換為一些電量的變化

44、，通過測出電量的變化測出物位。（5）核輻射式物位儀表：利用核輻射透過物體時(shí)，其強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度 而變化的原理來工作。目前射線應(yīng)用最多。（6）聲波式物位儀表：由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同，測出這些變化即可測出物位。（7）光學(xué)式物位儀表：利用物位對光波的遮斷和反射原理工作。3-46 什么是液位測量時(shí)的零點(diǎn)遷移問題？怎樣進(jìn)行遷移？其實(shí)質(zhì)是什么？解 （1）當(dāng)被測容器的液位 H=0 時(shí)，差壓液位計(jì)所感受的壓差 p0的現(xiàn)象，稱為液位測量時(shí)的零點(diǎn)遷移，47.差壓式液位計(jì)是利用容器內(nèi)的液位改變時(shí)，由液柱產(chǎn)生的靜壓也相應(yīng)變化的原理而工作的。 當(dāng)測量有壓容器的液位時(shí)，即容器是受

45、壓的，則需將差壓變送器的負(fù)壓室與容器的氣相相連接，以平衡氣相壓力p變化時(shí)對液位測量的影響。48.生產(chǎn)中欲連續(xù)測量液體的密度，根據(jù)已學(xué)的測量壓力及液位的原理，試考慮一種利用差壓原理來連續(xù)測量液體密度的方案。3-48 測量高溫液體(指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況)時(shí)，經(jīng)常在負(fù)壓管上裝有冷凝罐(見題 3-19 圖)，問這時(shí)用差壓變送器來測量液位時(shí)，要不要遷移？如要遷移，遷移量應(yīng)如何考慮？ 題 3-19 圖 高溫液體的液位測量解：差壓液位計(jì)正壓室壓力p gh gH p= + +110負(fù)壓室壓力p gh= + p220正、負(fù)壓室的壓差p p p gH h h g = = ( ) 1221Hp h h g

46、=0 時(shí)， = ( ) 。21Hp這種液位測量時(shí)，具有“負(fù)遷移”現(xiàn)象，為了使 =0 時(shí)， =0，該差h h g壓變送器測液位時(shí)需要零點(diǎn)遷移，遷移量為( ) 2150、什么是液位測量時(shí)的零點(diǎn)遷移問題?怎樣進(jìn)行遷移?其實(shí)質(zhì)是什么?（參考） 答 （1）當(dāng)被測容器的液位 H=0 時(shí)，差壓液位計(jì)所感受的壓差 p0 的現(xiàn)象，稱為液位測量時(shí)的零點(diǎn)遷移在使用差壓變送器測量液位時(shí)，一般壓差 與液位高度 H 之間的關(guān)系為：= 。這就是一般的“無遷移”的情況。當(dāng) Ho 時(shí)，作用在正、負(fù)壓室的壓力是相等的。實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)為防止容器內(nèi)液體和氣體進(jìn)入變送器而造成管線堵塞或腐蝕，并保持負(fù)壓室的液柱高度恒定，在變送器正、負(fù)

47、壓室與取壓點(diǎn)之間分別裝有隔離罐，并充以隔離液設(shè)被測介質(zhì)密度為 ，隔離液密度為 ：(通常 )，此時(shí)正、負(fù)壓室的壓力分別為：若采用的是 DDZ型差壓變送器，其輸出范圍為 420mA 的電流信號?！盁o遷移”時(shí)，H0， 0，變送器輸出 4mA； ?！坝羞w移”時(shí)，H0， 為了使液位的零值與滿量程能與變送器輸出的上、下限值相對應(yīng)，即在“有遷移”情況下，使得當(dāng) H0 時(shí)， ?？烧{(diào)節(jié)儀表上的遷移彈簧，以抵消固定壓差 的作用，此為“零點(diǎn)遷移”方法。這里遷移彈簧的作用，其實(shí)質(zhì)就是改變測量范圍的上、下限，相當(dāng)于測量范圍的平移，它不改變量程的大小。51.在液位測量中，當(dāng)被測液位H=0時(shí)，如果差壓變送器的輸入信號p0，

48、則為“正遷移”；反之如果被測液位H=0時(shí)，差壓變送器的輸入信號p0，則為“負(fù)遷移”。52、測量高溫液體(指它的蒸汽在常溫下要冷凝的情況)時(shí)，經(jīng)常在負(fù)壓管 上裝有冷凝罐(見題 3-48 圖)，問這時(shí)用差壓變送器來測量液位時(shí)，要不要遷移？如要遷移，遷移量應(yīng)如何考慮？解：差壓液位計(jì)正壓室壓力p gh gH p= + +110負(fù)壓室壓力p gh= + p220正、負(fù)壓室的壓差p p p gH h h g = = ( ) 1221Hp h h g=0 時(shí)， = ( ) 。21Hp這種液位測量時(shí)，具有“負(fù)遷移”現(xiàn)象，為了使 =0 時(shí)， =0，該差h h g壓變送器測液位時(shí)需要零點(diǎn)遷移，遷移量為( ) 21

49、3-54 什么是熱電偶的熱電特性？ 熱電偶的熱電勢由哪兩部分組成？解：（1）將兩種不同的導(dǎo)體（金屬或合金）A 和 B 組成一個(gè)閉合回路T T（稱為熱電偶），若兩接觸點(diǎn)溫度( 、 )不同，則回路中有一定大小電流，0表明回路中有電勢產(chǎn)生，該現(xiàn)象稱為熱電動(dòng)勢效應(yīng)或塞貝克（Seebeck）效E T T E t t應(yīng)?；芈分械碾妱莘Q為熱動(dòng)勢，用 ( ， )或 ( ， ).AB0AB0（2）熱電偶的熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成。3-56 用熱電偶測溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？其冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？TtT解：（1）熱電偶的熱電勢只有當(dāng) （或 ）恒定是才是被測溫度 （或00 tT）的單值函

50、數(shù)。熱電偶標(biāo)準(zhǔn)分度表是以 0為參考溫度條件下測試制0TT定的，只有保持 0，才能直接應(yīng)用分度表或分度曲線。若 0，00則應(yīng)進(jìn)行冷端補(bǔ)償和處理。（2）冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校貉娱L導(dǎo)線法，0恒溫法，冷端溫度修正法，冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法等。3-57 試述熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)各包括哪些元件和儀表？輸入、輸出信號各是什么？解：熱電偶溫度計(jì)由熱電偶（感溫元件）、顯示儀表和連接導(dǎo)線組成；輸入信號是溫度，輸出信號是熱電勢。熱電阻溫度計(jì)由熱電阻（感溫元件）、顯示儀表和連接導(dǎo)線組成；輸入信號是溫度，輸出信號是電阻。3-58 用 K 型熱電偶測某設(shè)備的溫度，測得的熱電勢為 20mV，冷端（室溫）為 25C，求設(shè)備

51、的溫度？如果改用 E 型熱電偶來測溫，在相同的條件下，E 熱電偶測得的熱電勢為多少？解 用 K 型熱電偶測溫時(shí)，設(shè)設(shè)備的溫度為t，則E(t，25)=20mV，查KE型熱電偶分度表， (25，0)=1.000mV。根據(jù)中間溫度定律，E E t(t，0)= ( ，25)+ E(25，0)=20+1.0=21.000 mVt反查 K 型熱電偶分度表，得 =508.4若改用 E 型熱電偶來測次設(shè)備溫度，同樣，根據(jù)中間溫度定律，測得熱電勢為EEE(508.4，25)= (508.4，0) (25，EKK0)=37678.61496.5=36182.1V36.18mV。59、常用的熱電偶有哪幾種？所配用的

52、補(bǔ)償導(dǎo)線是什么？為什么要使用補(bǔ) 償導(dǎo)線？并說明使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意哪幾點(diǎn)？解：（1）常用的熱電偶有如下幾種：（2）所配用的補(bǔ)償導(dǎo)線如下：（3）用廉價(jià)的補(bǔ)償導(dǎo)線代替熱電偶使冷端遠(yuǎn)離熱端不受其溫度場變化的影響并與測量電路相連接。使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)要注意：在一定的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線與配對的熱電偶具有相同或相近的熱電特性；保持延伸電極與熱電偶兩個(gè)接點(diǎn)溫度相等。3-59 現(xiàn)用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為 30，顯示儀表的機(jī)械零位在 0時(shí)，這時(shí)指示值為 400，則認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為 430對不對？為什么？正確值為多少度？解 認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為 430不對。設(shè)換熱器內(nèi)的溫度為 t，

53、實(shí)測熱電勢為 E(t，30)，根據(jù)顯示儀表指示值EE為 400，則有 (t，30)= (400，0)，由中間溫度定律并查鎳鉻-銅鎳（E型）熱電偶分度表，有EE tEE(t，0)= ( ，30)+ (30，0)= (400，0)+ (30，0)=28943+1801=30744 VEt反查鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表，得換熱器內(nèi)的溫度 =422.5 3-60試述熱電阻測溫原理？常用測溫?zé)犭娮栌心膸追N？熱電阻的分R度號主要有幾種？相應(yīng)的 各為多少？0解：（1）熱電阻測溫原理：電阻溫度效應(yīng)，即大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度而變化的現(xiàn)象。（2）常用測溫?zé)犭娮栌校恒K熱電阻和銅熱電阻。（3）鉑熱電阻的分度號主要有

54、：R Pt100，（ =100）；0R Pt50，（ =50）；0R Pt1000，（ =1000）；等0銅熱電阻的分度號主要有：R Cu100，（ =100）；0R Cu50，（ =50）；等060、用熱電偶測溫時(shí)，為什么要進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償？其冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ心膸追N？TtT t解：（1）熱電偶的熱電勢只有當(dāng) （或 ）恒定是才是被測溫度 （或 ）00T的單值函數(shù)。熱電偶標(biāo)準(zhǔn)分度表是以 0為參考溫度條件下測試制定0TT的，只有保持 0，才能直接應(yīng)用分度表或分度曲線。若 0，則00應(yīng)進(jìn)行冷端補(bǔ)償和處理。（2）冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校貉娱L導(dǎo)線法，0恒溫法，冷端溫度修正法，冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法等。3-

55、62 用分度號為 Ptl00 鉑電阻測溫，在計(jì)算時(shí)錯(cuò)用了 Cul00 的分度表，查得的溫度為 140，問實(shí)際溫度為多少？解 查 Cul00 的分度表，140對應(yīng)電阻為 159.96，而該電阻值實(shí)際為 Ptl00 鉑電阻測溫時(shí)的電阻值，反查 Ptl00 的分度表，得實(shí)際溫度為 157 63、現(xiàn)用一支鎳鉻-銅鎳熱電偶測某換熱器內(nèi)的溫度，其冷端溫度為 30，顯示儀表的機(jī)械零位在 0時(shí)，這時(shí)指示值為 400，則認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為 430對不對？為什么？正確值為多少度？解 認(rèn)為換熱器內(nèi)的溫度為 430不對。tE t設(shè)換熱器內(nèi)的溫度為 ，實(shí)測熱電勢為 ( ，30)，根據(jù)顯示儀表指示值E tE為 400，

56、則有 ( ，30)= (400，0)，由中間溫度定律并查鎳鉻-銅鎳（E型）熱電偶分度表，有E tE tEEE( ，0)= ( ，30)+ (30，0)= (400，0)+ (30，0)=28943+1801=30744Vt反查鎳鉻-銅鎳熱電偶分度表，得換熱器內(nèi)的溫度 =422.5W3-63 用分度號為 Cu50、百度電阻比 (100)= / =1.42 的銅熱電阻測某R R1000R一反應(yīng)器內(nèi)溫度，當(dāng)被測溫度為 50時(shí)，該熱電阻的阻值 為多少？ 若50測某一環(huán)境溫度時(shí)熱電阻的阻值為 92，該環(huán)境溫度為多少？WR解 分度號為 Cu50、百度電阻比 (100)=1.42 的銅熱電阻，其 =50，0

57、Rk=501.42=71。則該銅熱電阻測溫的靈敏度 為10071 50 0.21(/)100 0k R被測溫度為 50時(shí)，電阻值 =50+0.21/50=60.5。50R當(dāng)測某一環(huán)境溫度時(shí)，若熱電阻的阻值 =92，則對應(yīng)的環(huán)境溫度為tt=(9250)/0.21=200。64、測溫系統(tǒng)如圖 3-17 所示。請說出這是工業(yè)上用的哪種溫度計(jì)？已知熱電偶的分度號為 K，但錯(cuò)用與 E 配套的顯示儀表，當(dāng)儀表指示為 160時(shí)，t請計(jì)算實(shí)際溫度 為多少度？(室溫為 25)x 圖 3-17 測溫系統(tǒng)圖解 這是工業(yè)上用的熱電偶溫度計(jì)。查分度號 E，可得 160時(shí)的電勢為10501V，這電勢實(shí)際上是由 K 熱電偶

58、產(chǎn)生的，即E(t ,25) 10501Vx查分度號 K，可得E(20,0) 1000V，由此可見，E(t ,0) E(t ,25) E(25,0) 105011000 11501Vxx由這個(gè)數(shù)值查分度號 K，可得實(shí)際溫度 =283。tx65.熱電阻溫度計(jì)的原理：是利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性測溫的。只要測出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓?，便可得知被測溫度大小。常用熱電阻的種類：Pt10、Pt100、Cu50、Cu100。R0分別為：10、100 、50 、100 。67、用分度號為 Ptl00 鉑電阻測溫，在計(jì)算時(shí)錯(cuò)用了 Cul00 的分度表，查得的溫度為 140，問實(shí)際溫度為多少？解 查

59、 Cul00 的分度表，140對應(yīng)電阻為 159.96，而該電阻值實(shí)際為Ptl00 鉑電阻測溫時(shí)的電阻值，反查 Ptl00 的分度表，得實(shí)際溫度為 15769、說明熱電偶溫度變送器、熱電阻溫度變送器的組成及主要異同點(diǎn)。熱電偶溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及反饋電路。熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上也可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及反饋電路。熱電阻溫度變送器和熱電偶溫度變送器比較，放大電路是通用的，只是輸 入電路和反饋電路不同。67、用分度號為 Ptl00 鉑電阻測溫，在計(jì)算時(shí)錯(cuò)用了 Cul00 的分度表，查得的溫度為 140，問實(shí)際溫度為多少？解 查 Cul00 的分

60、度表，140對應(yīng)電阻為 159.96 ，而該電阻值實(shí)際為Ptl00 鉑電阻測溫時(shí)的電阻值，反查 Ptl00 的分度表，得實(shí)際溫度為 15769、說明熱電偶溫度變送器、熱電阻溫度變送器的組成及主要異同點(diǎn)。熱電偶溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及反饋電路。熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)大體上也可分為三大部分：輸入橋路、放大電路及反饋電路。熱電阻溫度變送器和熱電偶溫度變送器比較，放大電路是通用的，只是輸入電路和反饋電路不同。第 4 章 顯示儀表P1511、氣動(dòng)執(zhí)行器主要由哪兩部分組成？各起什么作用？氣動(dòng)執(zhí)行器由執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)（閥）兩部分組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是執(zhí)行器的推動(dòng)裝置，它根據(jù)控制