作业习题.docx

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作业习题

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◎<第一章绪论>                       

◎<第二章仪表系统的构成原理>                               

◎<第三章测量误差及仪表的性能指标>                                

◎<第四章过程参数检测技术>

◎<第五章现代检测技术>

※<第一章绪论>

1.实现自动化的目的和方法是什么？

2.自动化的主要内容有哪些？

3.自动化仪表的发展过程中，我国仪表经历了哪几个阶段？

4.自动检测技术的发展趋势是什么？

5.自动检测系统的基本构成是什么？

各环节的作用是什么？

6.自动化仪表的种类及作用是什么？

7.自动化仪表的信号制有哪些？

    8.目前常用的国际标准信号制是什么内容？

HART通讯协议内容是什么？

5

※<第二章仪表构成原理>

1.自动检测系统的基本构成是什么？

各环节的作用是什么？

2.自动检测仪表及系统的种类主要有哪些？

简述其发展方向。

3.检测的基本方法有哪些？

其特点是什么？

如何确定检测方法。

4.传感器的作用是什么？

基本构成原理有哪能些?

5.检测仪表系统的信号选择方法有哪能些？

6.提高仪表检测精度的方法.有哪能些？

5

※<第三章测量误差及仪表的性能指标>

1.何谓测量误差？

测量误差是如何分类的，其种类有哪些。

2.测量误差的来源有哪些。

3.如何分析和处理测量误差。

4.掌握测量误差的目的是什么。

5.仪表性能指标的定义；

6.何谓检测仪表的精度等级？

仪表三项性能指标的确定方法；

7.自动检测系统的设计方法和原则。

8.附加题：

①      一台温度变送器当输入信号从100℃变到900℃时，输出信号由4mA上升至20mA，求此台仪表的灵敏度。

②      测量80mA的电流信号，要求最大误差小于1.2mA，下列仪表选哪台合适？

给出理由。

（a）、0~200mA1.0级　（b）、0~100mA1.0级　（c）、0~100mA1.5级

③   某控制系统根据工艺设计要求，需要选择一个量程为0~100m3/h的流量计，流量检测误差小于±0.6m3/h，试问选择何种精度等级的流量计才能满足要求？

④   某控制系统中有一个量程为20~100kPa、精度等级为0.5级的压差变送器，在定期校验时发现，该仪表在整个量程范围内绝对误差的变化范围是－0.5～＋0.4kPa，试问该变送器能否直接被原控制系统继续使用？

为什么？

如果该变送器不能直接使用，应该如何处理该变送器？

⑤   某温度控制系统，最高温度为700℃，要求测量的绝对误差不超过±10℃，现有两台量程分别为0～1600℃和0～1000℃的1.0级温度检测仪表，试问应该选择哪台仪表更合适？

如果有量程均为0～1000℃，精度等级分别为1.0级和1.5级的两台温度变送器，那么又应该选择哪台仪表更合适？

试说明理由。

⑥   何为仪表的精度等级？

若用测量范围为0~200℃的温度计测温，在正常工作情况下进行数次测量，其误差分别为：

-0.2℃、0℃、0.2℃、0.3℃，试确定该仪表的精度等级。

⑦   已知一温度计的精度等级为1级，其测量范围为：

0~800℃，对应其测温范围的指针最大角位移为270℃（仪表刻度面板为圆盘式），并对其进行测定所得数据如表所示，试求

（1）各示值的绝对误差；

（2）该温度计的灵敏度。

标准值

0

99

201

303

398

501

601

704

800

测定值

0

100

200

300

400

500

600

700

800

⑧   利用弹簧管压力表测量某容器中的压力，工艺要求其压力为1.3±0.06Mpa,现可供选择压力表的量程有0~1.6Mpa，0~2.5Mpa及0~4.0Mpa,其精度有1.0、1.5、2.0、2.5及4.0级，试合理选用压力表的量程和精度等级。

⑨   用一台量程（测量范围）为0~6Mpa、精度为1.5级的压力表来测量锅炉的蒸汽压力，工艺要求其测量误差不许超过0.07Mpa,试回答：

（1）该压力表是否适用？

（2）若不合适，试选用另一台压力表。

5

※<第四章过程参数检测技术>

1.     检测过程参数的作用是什么？

工业上常见的过程参数主要有哪些？

2.     过程参数的测量方法有哪些？

如何考虑选用测量方法。

3.     传感器、变送器的作用各是什么？

二者之间有什么关系？

4.     简述变送器的基本构成及理想输入输出特性，写出其输入输出表达式。

5.     构成检测系统的仪表在信号传递时，要考虑哪些问题，解决方案有哪些。

6.     分别简述电动模拟式变送器、数字式变送器的构成原理，二者的输出信号有什么不同？

7.     何谓变送器的零点调整、量程调整和零点迁移？

它们的作用各是什么？

模拟变送器和数字变送器各是如何实现量程调整的。

8.     电动模拟式变送器的电源和输出信号的连接方式有哪几种？

目前在工业现场最常见的是哪一种？

它有什么样的特点？

9.     有一台DDZ-III型两线制差压变送器，已知其量程为20～100kPa，当输入信号为40kPa和70kPa时，变送器的输出信号分别是多少？

4-1温度测量及变送

10. 试述温度测量方法及仪表的种类；并指出它们各自的特点。

11. 温度测量系统的构成方案有哪些，如何考虑系统的设计方案。

12. 常用测温元件有哪几种？

如何选用。

13. 测温传感器与温度变送器、温度显示仪表百如何连接的。

有哪些方法。

注意什么。

14. 简述测温元件的安装基本要求。

15. 工业上常用的标准热电偶有哪些？

它们各自什么特点。

16. 热电偶补偿导线的作用是什么？

在选择使用补偿导线时需要注意哪些问题？

17. 采用热电偶测量温度时有为什么需要进行两端温度补偿？

冷端温度补偿主要有哪几种方法？

试述电桥补偿方法的基本原理。

18. 利用分度号为S、K的两支热电偶测温，试选用其补偿导线？

19. 利用分度号为K的热电偶测量炉温为800℃，此时其冷端温度为0℃，试求其热电势E（t,t0）为多少？

20. 若用铂铑30-铂铑6热电偶测量某介质的温度，测得的电动势为5.016mV，此时热电偶冷端温度为40℃，试求该介质的实际温度为多少？

21. 已知热电偶的分度号为K，工作时的冷端温度为30℃，测得的热电势为38.5mV，求工作端的温度是多少。

如果热电偶的分度号为E，其他条件不变，那么工作端的温度又是多少？

22. 已知热电偶的分度号为K，工作时的冷端温度为30℃，测得的热电势以后，错用E分度表查得工作端的温度是715.2℃，试求工作端的实际温度是多少？

23. 工业上常用得热电阻温度变送器有哪几种？

24. 热电阻信号有哪几种常用得连接方式？

各有什么特点？

25. 用Pt100测量温度，在使用时错用了Cu100的分度表，查得温度为140℃，试问实际温度应该为多少？

26. 常用温度变送器的种类有哪些？

各有什么特点。

使用时要注意什么。

27. 常用温度显示仪表有哪些？

使用时要注意什么。

28. 根据工艺要求设计温度测量系统。

29. DDZ-III型温度变送器具有哪些主要功能？

什么是变送器的零点、零点迁移和量程调节？

为什么要进行零点迁移和量程调节？

III型温度变送器是怎样进行零点迁移和量程调节的。

30. 试述III型温度变送器的组成及其简单工作原理？

怎样使其输出电流与输入温度成线性关系？

31. 非接触式测温仪表种类、结构原理及应用

4-2压力测量及变送

32. 什么叫压力？

表压力、绝对压力、负压力（真空度）之间有何关系？

33. 简述弹簧管压力表的基本组成何测压原理。

34. 试述力平衡式、电容式压力（差压）变送器和智能变送器的工作原理。

各有何特点？

35. 应变片式压力传感器何压阻式压力传感器的工作原理和特点各是什么？

36. 某空压机缓冲罐，其正常工作压力范围为：

1.1—1.6Mpa，工艺要求就地指示压力，并要求测量误差小于被测压力的±5％，选择一个合适的压力表（类型、量程、精度等级等），并说明理由。

37. 某气氨贮罐，其正常工作压力范围为：

14Mpa，并要求测量误差小于±0.4Mpa，试选择一个合适的就地指示压力表（类型、量程、精度等级等），并说明理由。

4-3流量测量及变送

38. 体积流量、质量流量、瞬时流量、累积流量的含义各是什么？

39. 什么是容积式流量计和速度式流量计？

40. 差压式流量测量流量的理论根据是什么？

简述差压流量计测量流量的基本原理。

41. 在工程上，差压流量计的选择、安装和使用需注意哪些主要问题？

42. 有一台用水刻度的转子流量计，转子由密度为7900kg/m3不锈钢制成，用它来测量密度为790kg/m3的某液体介质，当仪表读数为5m3/h时，被测介质的实际流量为多少？

如果转子是由密度为2750kg/m3铝制成，其他条件不变，则被测介质的实际流量又为多少？

43. 用转子流量计来测量压力为0.65Mpa、温度为40℃的CO2气体流量，若读数为50m3/h，求CO2的实际流量（已知在标准状态下CO2和空气的密度分别为1.977kg/m3和1.293kg/m3）。

44. 电磁流量计的工作原理是什么？

在使用时需要注意哪些问题？

45. 简述涡轮流量计、旋涡流量计的工作原理及特点。

46. 椭圆齿轮流量计的基本工作原理及特点是什么？

47. 流体的质量流量有哪些测量方法？

4-4物位测量及变送

48. 简述静压式液位计和电容式液位计测量液位的工作原理。

用电容式液位计测量导电介质与非导电介质时采用的电容液位计有何不同？

49. 简述浮筒式液位计的测量原理。

50. 电容式物位计在使用过程中分别需要注意什么问题？

4-5成份分析仪表

51. 简述成分和物位参数检测的意义。

52. 简述利用红外线分析气体的基本原理。

试述红外线其体分析仪的工作原理。

它适用于哪些场合？

53. 为什么说红外式气体成分分析仪同时只能测量一种组分的浓度？

如果背景气体中含有与待测气体具有相近吸收光谱的某气体组分，则在使用时应如何处理？

54. 氧化铝氧量分析仪是怎样构成的？

试述其基本工作原理。

为什么在测量过程中要求介质的温度不变？

55. 在工程上安装氧化锆探头时必须注意哪些问题？

为什么？

56.简述PH电极的组成及测量原理。

5

※<第五章现代检测技术>

1.     数据采集系统的基本组成部分有哪些？

它们分别实现哪些功能？

2.     常用的A/D变换有哪几种方法？

指出它们各自的优缺点及使用场合。

3.     指定输人模拟量范围为0～5V，为使误差小于0.001V，求所需A/D变换器的位数。

4.     指定模拟量范围为-10～10V，确定8位和12位A/D转换器可能的误差是多少？

5.     指定模拟量范围为-10～10V，用12位A/D转换器，则-2V和十5V对应的二进制数为多少？

6.     什么叫软测量技术？

它与常规仪表检测的本质区别是什么？

7.     迄今为止主要有哪几种软测量方法？

其特点分别是什么？

8.     计算机检测系统由哪几部分构成，画出系统构成原理方框图。

9.     设计计算机检测系统的方法和原则。

10. 传感器网络系统的构成原理方框图，设计方法包括哪能些内容。