熱工檢測(cè)儀表考試題.ppt

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1、緒論,測(cè)量過(guò)程的三要素____________、______________、_____________。 測(cè)量方法按測(cè)量結(jié)果的獲取方式來(lái)分，可分為_(kāi)___________、____________。 按被測(cè)量與測(cè)量單位的比較方式來(lái)分，測(cè)量方法可分為_(kāi)_________、__________、________________。 熱工儀表的種類繁多，但就其基本功能來(lái)看，一般可以剖析為下列三個(gè)基本部分，即______________、______________、______________。 儀表的質(zhì)量指標(biāo)有___________、____________、______________、____

2、________、_______________、______________、______________。 回差是指_________________________________________________________。,下列哪一個(gè)參數(shù)更能說(shuō)明示值的準(zhǔn)確程度 （ ） A、絕對(duì)誤差 B、相對(duì)誤差 C、示值誤差 D、都可以 用溫度計(jì)分別測(cè)量爐子溫度和水的溫度，測(cè)量值分別是1645C和95C，真實(shí)值分別是1650C和100C，哪一個(gè)測(cè)量準(zhǔn)確度更高？ （ ） A、爐子 B、水 C、兩者相同 D、無(wú)法判斷 在規(guī)定的工作條件下，儀表量程內(nèi)各示值誤差中的絕對(duì)值最大者稱為儀表的_

3、_____________。 儀表的引用誤差定義為儀表示值的__________與____________之比，并以百分?jǐn)?shù)示之。,儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)是儀表的______________表示的允許誤差去掉百分號(hào)后余下的數(shù)字。 一測(cè)量范圍內(nèi)010MPa的彈簧管壓力計(jì)經(jīng)校驗(yàn)，在其量程上各點(diǎn)處最大示值誤差max=0.14MPa，則該表的最大引用誤差是__________，若該儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)為1.0級(jí)的，則儀表的允許誤差是__________，因此該儀表的準(zhǔn)確度__________（合格、不合格）。 測(cè)量過(guò)程中，假設(shè)測(cè)量?jī)x表的指示值為x，被測(cè)量的真值為x0，儀表的量程為A，則寫(xiě)出示值的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差

4、、引用誤差分別為_(kāi)_________、__________、________________。 用測(cè)量范圍為-50150KPa壓力表測(cè)量140KPa壓力時(shí)，儀表示值是142KPa，求該示值的絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差。,總結(jié),一、熱工測(cè)量的意義 二、測(cè)量方法 三、熱工儀表的組成 四、儀表內(nèi)信號(hào)的傳輸過(guò)程 五、儀表的質(zhì)量指標(biāo),例1-1 在同樣條件下，一組重復(fù)測(cè)量值的誤差服從正態(tài)分布，求誤差 不超過(guò) 、 、 的置信概率P。 解：根據(jù)題意，z=1,2,3。從表1-1查得 因此 相應(yīng)的顯著性水平 a=1-P=1-0.68269=0.31731,,,同理： 相應(yīng)的顯著性水平：,例1-2 對(duì)恒速

5、下旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速進(jìn)行了20次重復(fù)測(cè)量，得到如下一列測(cè)量值（單位為r/min） 4753.1 4757.5 4752.7 4752.8 4752.1 4749.2 4750.6 4751.0 4753.9 4751.2 4750.3 4753.3 4752.1 4751.2 4752.3 4748.4 4752.5 4754.7 4750.0 4751.0 求該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速（要求測(cè)量結(jié)果的置信概率為95%）,解：從已知可得置信系數(shù)z=2 (1)計(jì)算測(cè)量值子樣平均值 (2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差估計(jì)值S： 為計(jì)算方便上式可改寫(xiě)為,（3）求子樣平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 （4）對(duì)于給定的置信概率，求置信區(qū)間半長(zhǎng)

6、a: 根據(jù)題意： 亦即： 設(shè) 且記,那么 查表1-1 得 z=1.96 所以 測(cè)量結(jié)果可表達(dá)為,例1-3 在與例1-2同樣測(cè)量條件下，單次測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速為4753.1r/min，求該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的轉(zhuǎn)速（測(cè)量結(jié)果的置信概率仍要求為95%） 解：（1）由上例已計(jì)算得到在該測(cè)量條件下的標(biāo)準(zhǔn)誤差估計(jì)值S=2.0r/min。 （2）給定的置信概率P=95%，求置信區(qū)間半長(zhǎng)a，即 設(shè) 且記 那么,查表1-1得 z=1.96 所以 測(cè)量結(jié)果可表達(dá)為,例1-4 用光學(xué)高溫計(jì)測(cè)某種金屬固液共存點(diǎn)的溫度，得到下列五個(gè)測(cè)量值(C):975，1005，988，993，987。試求

7、該點(diǎn)的真實(shí)溫度（要求測(cè)量結(jié)果的置信概率為95%）。 解：因?yàn)槭切∽訕?，采用t分布置信系數(shù)來(lái)估計(jì)置信區(qū)間。 （1）求出五次測(cè)量的平均值,(2)求 的標(biāo)準(zhǔn)估計(jì)值 ： （3）根據(jù)給定的置信概率P=95%求得的顯著性水平a=1-P=0.05和自由度v=5-1=4，查表1-2，得t(0.05，4)=2.77。所以，測(cè)量結(jié)果為 即被測(cè)金屬固液共存點(diǎn)溫度有95%可能在溫度區(qū)間976.2C，1003.0C之內(nèi)。,例1-5 銅電阻值與溫度之間的關(guān)系為 ，現(xiàn)通過(guò)直接測(cè)量 已知20C下的銅電阻值 電阻溫度系數(shù) ，銅電阻處的溫度 ，置信概率皆為68.27%，求電阻值 及其標(biāo)準(zhǔn)誤

8、差。 解： （1）求電阻值 ：,(2)求 電阻值的標(biāo)準(zhǔn)誤差，先求函數(shù)對(duì)各直接測(cè)量量的偏導(dǎo)數(shù)：,再求各直接測(cè)量量的標(biāo)準(zhǔn)誤差： 所以,（3）最后，間接測(cè)量量電阻值 的測(cè)量結(jié)果可表示為： (P=68.27%),例1-6 有一組重復(fù)測(cè)量值（ ） (i=1,2,,16) 39.44 39.27 39.94 39.44 38.91 39.69 39.48 40.56 39.78 39.35 39.68 39.71 39.46 40.12 39.39 39.76 試分別用拉依達(dá)準(zhǔn)則和格拉布斯準(zhǔn)則檢驗(yàn)粗大誤差和剔除壞值。 (1)按由小到大的順序排列數(shù)據(jù) （i=1,2,,16）

9、,(2)計(jì)算子樣平均值 和測(cè)量列的標(biāo)準(zhǔn)誤差估計(jì)值S： (3)首先按拉依達(dá)準(zhǔn)則檢驗(yàn)，由于 所以經(jīng)檢驗(yàn)，這組測(cè)量值不存在壞值。,（4）其次按格拉布斯準(zhǔn)則檢驗(yàn)，根據(jù)選定判別的顯著性水平a=0.05和子樣容量n=16，從表1-3中查得格拉布斯準(zhǔn)則臨界值T（16，0.05）=2.443。 由于： 故 在顯著性水平5%之下，被判斷為壞值，應(yīng)剔除。,（5）剔除壞值后，重新計(jì)算余下測(cè)量值的算術(shù)平均值 和標(biāo)準(zhǔn)誤差S： 根據(jù)a=0.05，n=15查表1-3得T(15,0.05)=2.409 由于 故可知余下的測(cè)量值中已不含粗大誤差的壞值。,例1-7 對(duì)某恒溫箱溫度進(jìn)行了10次測(cè)量，依測(cè)量的先后順序獲

10、得如下的測(cè)量值（） 20.06 20.07 20.06 20.08 20.10 20.12 20.14 20.18 20.18 20.21 試檢驗(yàn)該測(cè)量列中是否含有變值系統(tǒng)誤差。 解：（1）計(jì)算測(cè)量列的算術(shù)平均值 和標(biāo)準(zhǔn)誤差估計(jì)值S：,計(jì)算各測(cè)量值的殘差 -0.06 -0.05 -0.06 -0.04 -0.02 0 +0.02 +0.06 +0.06 +0.09 (2)根據(jù)殘差的變化，即根據(jù)殘差由負(fù)到正，代數(shù)值逐漸增大的現(xiàn)象，可判斷該測(cè)量列中存在累積系統(tǒng)誤差。 （3）根據(jù)馬爾科夫準(zhǔn)則檢驗(yàn)，求得 因?yàn)? ，故可判定該測(cè)量列含有累積系統(tǒng)誤差。,（4）根據(jù)阿貝準(zhǔn)則檢驗(yàn)，求得 因

11、為 故可判斷該測(cè)量列中含有周期性系統(tǒng)誤差，而這一結(jié)論在用殘差變化觀察中并未發(fā)現(xiàn)。,例1、 用一支K型鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量某設(shè)備的溫度，已知熱電偶工作溫度端溫度為600，冷端溫度為20 ，求熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì) 解：查表得,例2 某支K型熱電偶在工作時(shí)，冷端溫度為20，測(cè)得的熱電勢(shì)30.001mV，求被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際溫度。 解：查表 查表得30.799mV對(duì)應(yīng)的溫度為740,,例1、 用一支K型鎳鉻-鎳硅熱電偶測(cè)量某設(shè)備的溫度，已知熱電偶工作溫度端溫度為600，冷端溫度為20 ，求熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì) 解：查表得,例2 某支K型熱電偶在工作時(shí)，冷端溫度為20，測(cè)得的熱電勢(shì)30.003mV，求被測(cè)介質(zhì)的

12、實(shí)際溫度。 解：查表 查表得30.801mV對(duì)應(yīng)的溫度為740.1,例2 某支K型熱電偶在工作時(shí)，冷端溫度為35，測(cè)得的熱電勢(shì)33.339mV，求被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際溫度。 解：查表 查表得34.706mV對(duì)應(yīng)的溫度為836,,例1：現(xiàn)有S分度號(hào)的熱電偶和溫度顯示儀表組成測(cè)溫系統(tǒng)，被測(cè)溫度已知為1000C，儀表所處的環(huán)境溫度為30C，當(dāng)儀表的機(jī)械零點(diǎn)分別為0C、30C、60C時(shí)問(wèn)儀表的指示各為多少？ 解：熱電偶輸入顯示儀表的熱電勢(shì)為 E1=E(1000,30)=E(1000,0)-E(30,0) =9.587-0.173=9.414(mv) 儀表的指示： Et=E1+Em Em---機(jī)械零

13、位變化所加的等效電動(dòng)勢(shì)值,機(jī)械零位在0C時(shí)，Em=0 Et=9.414+0=9.414 查表得 t=985C 機(jī)械零位在30C時(shí)，Em=0.173mv Et=9.414+0.173=9.587 查表得t=1000C 機(jī)械零位在60C時(shí)，Em=0.365mv Et=9.414+0.365=9.779 查表=1016.7C 由此可見(jiàn)，儀表的機(jī)械零位只有調(diào)整到與參比端溫度相一致時(shí)，補(bǔ)償才能恰當(dāng)，否則會(huì)引起欠補(bǔ)償或過(guò)補(bǔ)償。,例：用分度號(hào)為K的熱電偶和動(dòng)圈表組成測(cè)溫回路，把動(dòng)圈式儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)到20，熱電偶的冷端溫度為50 。求出當(dāng)儀表顯示450 時(shí)的被測(cè)溫度。 解：E(450,0)=E(t,50)+

14、E(20,0) 查表得E(450,0)=18.516mv E(20,0)=0.798mv E(50,0)=2.023mv E(t,50)= E(450,0)-E(20,0)=17.718mv E(t,0)=E(t, 50)+E(50,0) =17.718+2.023=19.741mv 查表得t=478.8 ,在600附近校驗(yàn)熱電偶，標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱電勢(shì)讀數(shù)平均值為5.267毫伏 標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書(shū)中寫(xiě)明，在熱端為600、冷端為0時(shí)的熱電勢(shì)為5.257毫伏 分度表上，熱端為600、冷端為0時(shí)熱電勢(shì)為5237毫伏。 1)算出標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在600時(shí)的電勢(shì)誤差 E5.257-5.237=0.02m

15、V 可見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的電勢(shì)值相對(duì)于分度表值是偏高的 2) 把標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的讀數(shù)平均值減去該電勢(shì)誤差，即 5.267-0.0205.247mV 然后從分度表中查出與5.247相對(duì)應(yīng)的601此溫度即為標(biāo)淮熱電偶與被校熱電偶熱端的真實(shí)溫度。 3)用被校熱電偶的平均讀數(shù)從分度表中查出相對(duì)應(yīng)的溫度。將它們與601進(jìn)行比較后，得到在601時(shí)被校熱電偶的溫度誤差。,兩線制,,三線制,,,,如圖所示為具有溫度補(bǔ)償?shù)膭?dòng)圈測(cè)量機(jī)構(gòu)線路。已知溫度補(bǔ)償用熱敏電阻RT在20時(shí)的阻值為68 ，在50 時(shí)的阻值為26.27 ，錳銅電阻為40.41 ，動(dòng)圈電阻在20 時(shí)為80 ，銅在20 時(shí)的電阻溫度系數(shù)為0.

16、00392 -1，試說(shuō)明動(dòng)圈電阻在50 時(shí)的溫度補(bǔ)償作用。,在20時(shí)Rt和RB并聯(lián)電阻值為25.34 總的阻值為25.34+80=105.34 銅電阻在50時(shí)的阻值 RD=R0(1+at)=80(1+0.00392*30)=89.408 在50時(shí)Rt和RB并聯(lián)電阻值為15.92 總的阻值為89.408+12.92=105.328,簡(jiǎn)答題,利用熱電偶測(cè)量電爐溫度時(shí)容易引入共模干擾電壓影響，簡(jiǎn)述如果消除。 1、熱電偶“懸空” 2、采用三線熱電偶 3、熱電偶保護(hù)套管接地,選擇題：,1、在利用進(jìn)行熱電偶表面溫度測(cè)量時(shí)，下面哪種接觸形式所產(chǎn)生的導(dǎo)熱誤差最小 A、點(diǎn)接觸 B、面接觸 C、等溫線接觸 D、分立接觸 2、將熱電偶熱端焊接固定于被測(cè)表面，下列哪種焊接形式產(chǎn)生的導(dǎo)熱誤差最小 A、球形焊 B、交叉焊 C、平行焊,思考題,1、管內(nèi)流體溫度測(cè)量時(shí)，采取什么措施來(lái)減小測(cè)溫誤差？ 2、高溫氣體溫度測(cè)量時(shí)，采取哪些措施來(lái)減小熱輻射誤差？,