热工仪表测试技术习题.docx

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热工仪表测试技术习题

测试技术资料

（二）

温度测量1、填空①在热电偶测温回路中，只要显示仪表和连接导线两端温度相同，热电偶总电势值不会因它们的接人而改变。

这是根据（）定律而得出的结论。

②热电偶产生热电势的条件是：

（）;（）。

（3）热电偶的热电特性由（）所决定。

热电势的大小与（）及（）有关，与热偶丝的（）和（）无关。

2、判断热电偶的热电势E（200℃，100℃）等于E（100℃，0℃）。

3、为了测量塔壁温度，是否可以把一对热电偶丝分别焊接在塔壁上进行测量（如图5一1所示）,为什么？

4、选择已知K型热电偶的热端温度为300℃，冷端温度为20℃。

查热电偶分度表得电势：

300℃时为12.209mV,20℃时为0,798mV,280℃时为11.382mV，求在热电偶回路内发出的电势，得①11.382mV;②（12.209一0.798）mV=11.4llmV;③（11.382+0.798）mV=12.18mV。

5、填空①恺装热电偶是把（）、（）和金属套管三者加工在一起的坚实缆状组合体。

6、恺装热电偶有何优点？

答：

与普通工业热电偶相比，恺装热电偶有如下一些优点：

①外径可以做得很细，因此时间常数小，反应速度快；②具有良好的机械性能，可耐强烈的冲击和振动；③可以任意弯曲，适应复杂结构装置的要求；④热电偶受金属管和绝缘材料的覆盖，不易受有害介质侵蚀，因此寿命长；⑤插入长度可根据需要任意选用，若测量端损坏，可将损坏部分截去，重新焊接后可继续使用；⑥容易制作多点式热电偶、炉管表面热电偶、微型热电偶等；⑦可作为测温元件装人普通热电偶保护管内使用。

由于具有上述优点，恺装热电偶已得到越来越广泛的使用。

7、由E分度号热电偶与直流电位差计组成的温差测温系统，接线如图5一5。

当环境温度为24℃时，开关置于1、11位置，测量值分别为35.18mV、0.26mV。

求t1、t2及温差各为多少度？

8、热电偶测温时为什么需要进行冷端补偿？

答：

热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度一热电势关系曲线是在冷端温度为0℃时分度的。

在实际应用中，由于热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以测温中的冷端温度不可能保持在0℃不变，也不可能固定在某个温度不变，而热电偶电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度。

所以如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差。

为了消除这种误差，必须进行冷端温度补偿。

9、电阻温度计是借金属丝的电阻随温度变化的原理工作的。

下述有关与电阻温度计配用的金属丝的说法，哪一条是不合适的？

①经常采用的是铂丝；②也有利用铜丝的；③也有利用镍丝的；④通常不采用金丝；⑤有时采用锰铜丝。

10、选择：

下列关于电阻温度计的叙述中，哪条内容是不恰当的？

A．电阻温度计的工作原理，是利用金属线（例如铂线）的电阻随温度作几乎线性的变化。

B．电阻温度计在温度检测时，有时间延迟的缺点。

C．与电阻温度计相比，热电偶温度计能测更高的温度。

D．因为电阻体的电阻丝是用较粗的线做成的，所以有较强的耐振性能。

E．测温电阻体和热电偶都是插人保护管使用的，故保护管的构造、材质等必须十分慎重地选定。

11、在热电阻温度计中，R。

和R,00分别表示（）和（）时的电阻值。

12、图6一1是动圈式指示仪表的结构原理图，请指出图中每个用数字标注的部件名称和功能。

13、为什么和热电偶配套的XCZ一101动圈式温度指示仪要配可调电阻？

它是怎样工作的？

R调-----调整电阻

从公式

（1）可见，流过动圈的电流不但和热电势E（t,t。

）有关，而且还和回路电阻有关。

由于回路中的连接电线有长有短，热电偶丝有粗有细，所以即使动圈表相同，但测量回路不同，则它的外阻也不相同。

为了让回路电流只和热电势有关，常改变R调来使R外等于一个定值，一般为15欧。

压力测量

1、压力表中弹簧管为什么要做成扁圆形的？

答：

压力表中弹簧管都是由一根弯成270’圆弧状、截面呈椭圆形的空心金属管制成。

因为椭圆形截面在介质压力作用下，将趋向圆形，使弯成圆弧形的弹簧管随之产生向外挺直扩张的变形，使弹簧管的自由端产生位移，并且其自由端位移和被测压力之间在某范围内有一定的线性对应关系。

因此，弹簧管自由端的位移量通过适当放大，就能指示出被测介质压力的大小。

2、判断在检修校验表时，有人总结了以下几条经验，你认为哪一条不对？

A．当液柱式压力计的工作液为水时，可在水中加一点红墨水或其他颜色，以便于读数。

B．在精密压力测量中，U形管压力计不能用水作为工作液体。

C．在冬天应用酒精或酒精、甘油、水的混合物，而不用水来校验浮筒液位计。

D．更换倾斜微压计的工作液时，酒精的重度差不了多少，对仪表几乎无影响。

3、有的压力表表壳背面有个小圆孔，这是起什么作用的？

答：

当压力表用于测量气体或有毒液体时，在它的表壳背面有个安全孔（上面用橡胶堵死）。

这样，当弹簧管或连接处渗漏、损坏时，表壳内的压力将安全阀顶开，避免壳体内的压力冲破正面的玻璃而伤人。

4、某厂氨罐上的压力表损坏了，一时找不到量程合适的氨用压力表，能否用一般的工业压力表代用？

答：

不能代用。

因为氨用压力表的弹簧管是由耐氨腐蚀的材料制成，在仪表背面还有个安全阀。

而一般的工业压力表不耐氨液腐蚀，且不都有安全阀，所以不能代用。

测量专用介质的压力表，如氨、氧、酸等的压力表，其结构上各有特点，并有颜色标志，故而不能随便互换。

5、有人在校验压力表时经常用手轻敲表壳，这是允许的吗？

答：

压力表在检验时不但允许轻敲表壳，而且还是必须的。

但敲击后指针变动量不得超过最大允许基本误差绝对值的l/2，轻敲表壳前和轻敲表壳后的示值与标准器示值之差，均应符合仪表精度等级要求，同一检定点在升压时轻敲后的读数与降压时轻敲后的读数之差，不应超过最大允许基本误差的绝对值。

6、有一块测量范围0一10MPa，表盘上标注精度为1.0级的压力表。

在用压力校验仪校验时，读得6MPa刻度时的数值如下：

上升时，被校表读数6，标准表读数6.06，轻敲被校表后位移0.05;下降时，被校表读数6，标准表读数6.02，轻敲被校表后位移0.03。

问该表在该点上是否合格？

答：

上升时，轻敲表壳前的基本误差为

同一检定点在升压时轻敲后的读数和降压时轻敲后的读数之差为

由于该表升压时，轻敲表壳后的基本误差为一1.1%，两次轻敲后的读数差值为1.2%，所以该表不合格。

7、选择：

压力表的使用范围一般在它量程的1/3-2/3处。

①如果超过了2/3，则A．接头或焊口要漏；B．压力表的传动机构要变形；C．时间长了精度要下降。

②如果低于1/3，则A．因压力过低仪表没有指示；B．精度等级下降；C．相对误差增加。

8、压力表在测量一般介质时应如何选择？

答压力表在测量一般介质的选择原则是：

①压力在-40一0-40kPa时，宜选用膜盒式压力表；②压力在40kPa以上时，宜选用弹簧管压力表或波纹管压力表；③压力在-101.33kPa一0-2.4MPa时，宜选用压力一真空表；④压力在-101.33一0kPa时，选用弹簧管真空表。

在用于测量特殊介质时，应按介质的特性选用相应的压力表。

9、填空：

为了保证弹性式压力计的使用寿命和精度，压力计的实际使用压力应有一定限制。

①当测量稳定压力时，正常操作压力应为量程的（1/3-2/3），最高不得超过测量上限的（3/4）。

②当测量脉动压力时，正常操作压力应为量程的（1/3-1/2），最高不得超过测量上限的（2/3）。

③当测量高压压力时，正常操作压力应为量程的（3/5）。

10、选择：

通常，工业现场压力表的示值表示被测参数的（A动压、B全压、C静压），它是（A真空度、B绝压、C表压），为此取压管与管道（设备）连接处的内壁应（A平齐、B插人其内、C插人其内并弯向介质来流方向）。

11、安装压力表时，什么情况下要加装冷凝弯（圈）？

什么情况下要采用介质隔离装置？

答：

压力表在测量高于60℃的热介质时，为防止弹性元件受介质温度的影响而改变性能，一般在压力表之前加装冷凝弯或冷凝圈。

压力表在测量粘稠性介质时，为防止介质堵塞压力表内的弹簧管，一般在压力表前装隔离器，用隔离介质将被测介质隔开。

如果压力表测量腐蚀性介质，则需装带插管的隔离器。

12、判断图2一45中，取压口位置的选择哪些是对的？

哪些是错的？

13、如何敷设导压管？

管子的坡度以多大为好？

答：

测量导管应沿水平敷设，但需根据不同的介质及测量要求有一定的坡度。

各部位对坡度的要求也不一样，有的为1:

10，有的为1:

12，有的为1:

200按国家标准，规定为1:

10一1:

100，其倾斜方向应保证能排除气体或冷凝液。

如果不能满足上述要求时，则需分段敷设管路，并在管路的集气处安装排气装置，集液处安装排液装置。

如果被测介质易冷凝或冻结，则需加装伴热管并加保温。

14、在什么情况下，差压式流量计要加装冷凝器、集气器、沉降器和隔离器？

答：

当导压管内的液体受环境温度的影响而冷却，或与测量管路内的状态不一样，例如测量蒸汽流量时，则应在差压管路内装冷凝器，并使正负压导管中的冷凝面有相等的高度和保持恒定，这样，当差压急剧变化时，才不会产生测量误差。

当被测介质为液体时，则应在导压管的各最高点上安装集气器和排气阀，以便收集和定期排出液体中析出的各种气体。

当测量含有杂质的液体和潮湿的气体流量时，则应在导管的最低点安装沉降器和排污阀，以便收集和定期排出信号管路内的各种污物和积水。

当测量有腐蚀性或高粘度、易凝结、析出固体的流体时，则应用隔离器和隔离液，将被测流体和差压仪表的导管隔开。

第六、七、八、九章习题

1、判断

①标准节流装置是在流体的层流型工况下工作的。

②角接取压和法兰取压只是取压的方式不同，但标准孔板的本体结构是一样的。

③对称孔板的两侧端面均无圆锥角，两端面的技术要求也相同，所以孔板的流向是不固定的。

2、填空

①节流孔板前的直管段一般要求（）D，孔板后的直管段一般要求（）D。

为了正确测量，孔板前的直管段最好为（）D，特别是孔板前有泵或调节阀时，更应如此。

②为了使孔板流量计的流量系数a趋向定值，流体的雷诺数应大于（）。

③在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板中心线（），不应有（），上游面和下游面应（），上游人口边缘应（）。

3、写出节流装置的基本和实用流量方程式。

4、在节流装置的流量公式中，流量系数和哪些因素有关？

它是变数还是常数？

5、与节流装置配套的差压变送器的测量范围为0一39.24kPa，二次表刻度为0一10t/h。

①若二次表指示50%，变送器输人差压△p为多少？

变送器输出电流I。

为多少？

②若将二次表刻度改为0一7.5t/h，应如何调整？

6、用差压变送器测流量，差压△p=25kPa,二次表量程为0一200t/h，计数器在满量程时每小时走1000个字，变送器输出电流为4一20mA。

求：

①流量为80t/h、100t/h对应的△px值和电流值？

②在上述条件下，计数器每小时走的字数和每个字所表示的流量数？

7、孔板和差压变送器配套测流体流量，变送器的测量范围为0一80kPa，对应的流量为0一100t/h。

仪表投用后发现，管道内的实际流量很小，变送器的输出只有5.5mA左右。

如果希望变送器输出在8mA左右，则如何更改差压变送器的测量范围，更改后测得的最大流量是多少？

8、填空①转子流量计的浮子材料是（）、（）、（）、（）等，在使用中可根据流体的（）性质加以选用。

②转子流量计是属于（）降流量计。

④转子流量计的流量标尺上的刻度值，对于测量液体的是代表（）的流量值，对于气体的是代表（）的流量值。

⑤有一台转子流量计的技术数据为600L/h（水），量程比为1:

10，那么其最小流量为（）最大流量为（）。

8、选择题①转子流量计中转子上下的压差由（）决定：

a．流体的流速；b．流体的压力；c．转子的重量。

②转子流量计必须（）安装a．垂直；b．水平。

③转子流量计中的流体流动方向是（）a．自上而下；b．自下而上；C．自上而下或自下而上都可以。

9、简述涡街旋涡流量计的工作原理。

10、判断①安装椭圆齿轮流量计可以不需要直管段。

②椭圆齿轮流量计的进出口差压增大，泄漏量增大；流体介质的粘度增大，泄漏量减小。

③用椭圆齿轮流量计测量流量的过程，同流体的流动形态即雷诺数有关。

④对于含有固体颗粒的流体，也可用椭圆齿轮流量计测量其流量。

⑤由于被测流体可能混有杂物，所以为了保护流量计，必须加装过滤器。

11、图3一21中被校流量计的精度为0.2级，换算系数为O.IL／字。

在流动开始时，流量计的走字数为“241"，标准槽标尺读数Q1=30L。

在流动终了时，走字数为“1239，标尺读数Q2=130L，试问被校流量计是否保持原有的精度等级？

12、选择涡轮流量变送器的出厂合格证上都有一个仪表常数，它是①从理论上计算出来的；②实际标定出来的；③根据以往经验估算出来的。

12、填空①涡轮流量计是一种（）式流量计。

②涡轮流量变送器的仪表常数是在（）温下用（）标定而得。

③液体粘度在（）厘斯（Icst=lmm2/s）以下，仪表常数不需重新标定。

④涡轮流量变送器输出的是（）信号，它与流量成（）。

⑤涡轮流量变送器应（）安装。

⑥涡轮流量变送器前后应有适当的（）管段，一般为（）。

⑦制造厂给出的涡轮流量变送器的仪表常数是用（）进行标定后，取允许测量范围内流量系数的（）值。

⑧LW一25型涡轮流量变送器，其最小流量为0.44L/s，最大流量为2.77L/s，那么量程比约为（）倍。

13、检定一台涡轮流量变送器，当流过16.05m3流体时，测得41701个脉冲，则仪表系数ξ是多少？

14、一台口径为50的涡轮流量变送器，其出厂校验单上的仪表常数为151.13次/L，如果把它安装在现场，用频率计测得它的脉冲数为400HZ，则流过该变送器的流量为多少？

15、说出图3一1中3种节流装置的名称，它们各有何特点？

答（a）为孔板，（b）为喷嘴，（c）为文丘利管。

上述3种均为标准节流装置，它们的流量系数可以查有关的图表或按公式计算，节流件加工好后，无需标定就可投人使用。

在所有的节流装置中，这3种节流件用得最多。

孔板最为简单，也最便宜，但在相同的差压下，其压力损失最大。

文丘利管的压损小，所以常用于管道内径在100一800mm范围内的流量测量。

因为大管径管道内流体压力较小，要求较小的压损。

在相同的条件下，喷嘴的召值较小。

所以，如果必要的差压和流量值低于孔板下限时，可以选用喷嘴。

若是测量磨蚀性和腐蚀性流体，由于人口边缘的变形，流量系数会发生变化，这对孔板的影响最大，而对喷嘴和文丘利管的影响较小。

16、用标准节流装置进行流量测量时，流体必须满足哪些条件？

17、已知通径为50的涡轮流量变送器，其涡轮上有6片叶片，流量测量范围为5-50m3/h，校验单上的仪表常数是37.1次/L，求在最大流量时，该仪表内涡轮的转速是多少？

18、在安装涡轮流量变送器时，有些什么要求？

答①变送器要水平安装。

②变送器的前后要有直管段或整流器，上游直管段不小于巧D，下游直管段SD（D为变送器公称通径）。

③变送器与前后直管段要同轴安装，密封垫不得突人管内。

④如果被测介质中有杂质，则在直管段前还应装过滤器，以避免变送器的轴承和叶片损坏。

如介质中混有游离气体，则还应装消气器。

⑤变送器的输出信号要用屏蔽电缆，并保证良好接地。

19、简述电磁流量计的工作原理。

答电磁流量计由变送器和转换器两部分组成，两者之间用连接线（包括励磁线、信号线）相互连接。

变送器是基于电磁感应定律工作的，如图3一30所示，被测介质垂直于磁力线方向流动，因而在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势Ex。

20、电磁流量计有何特点？

答①测量管是一段光滑的直管，无活动及阻流部件，基本上无压力损失，对于大口径管道来说，节能效果显著。

②流量计输出与流量成线性关系，测量管径可从2.5mm至2.6mm。

③合理选用衬里材料及电极材料，可测量各种腐蚀性介质流量。

④安装要求低，前置直管段长度为5D，后置直管段为3D（孔板为24D和7D，涡轮为20D和5D）。

⑤测量精度高，目前可达士0.5％至士1％。

⑥量程比宽，为1:

20（孔板为1;3，涡轮为1:

5）。

电磁流量计也有其局限性和不足之处：

①介质温度不能太高，一般不超过120℃，压力一段不超过1.6MPa，流速不得低于0.3m/s;②被测介质必须是导电性液体，最低电导率＞20μs/cm，被测介质中不能含有较多的铁磁性物质及气泡。

不能用于气体、蒸汽、石油制品等非导电性流体。

21、填空①按测量原理分，超声波流量计测量流量的方法现在用得最多的是传播速度差法和（）法，其中传播速度差法又可分为（）法三种。

②按换能器安装方式分：

超声波流量计有固定式和（）两种。

固定式超声波流量计的换能器安装方式又可分为：

换能器和测量管组成一体的（）式；换能器夹装在测量管外壁的（）式；换能器穿过管道外壁直接和介质接触的（）式；换能器贴在大管道内壁的（）式。

③按传播声道分：

超声波流量计可分为（）和多声道，其中多声道又可分为（）。

答①多普勒频移法，时间差法、相位差法和声循环频率差；②便携式，短管安装，夹装，外插，内贴；③单声道，双声道、四声道、八声道。

22、超声波流量计有什么特点？

答超声波流量计出现的时间不长，大约30多年，但却得到了广泛的应用，这是因为超声波流量计有许多优点。

①超声波流量计应用范围广。

可以用多普勒法测量人体深处的血液流量，也可以应用时差法测量河流的流速或流量，特别是在工农业生产中，超声波流量计广泛用于对水和各种液体的测量。

②超声波流量计既可以测量液体，也可以测量气体。

一直困扰人们的煤气、天然气的计量，有可能用气体超声波流量计解决（目前气体超声波流量计还不成熟）。

超声波流量计还可以测异相含量不高的双相流体，如污水、污液等。

③测量管道的直径可从几厘米到几米，理论上讲，管径上限可以不受限制，管道可以是圆形，也可以是矩形。

④超声波流量计可以测量导电或非导电介质，有毒和有腐蚀性介质。

⑤超声波流量计测量时不妨碍管道中流体的流动，没有压力损失，操作费用低。

⑥超声波流量计可以将其传感器（又称换能器）安装在管道外部，可以不和介质接触，因而安装时不需将管道截断，不需开孔，只要将换能器夹装在管道表面即可，特别简单方便，且可做成便携式。

超声波流量计的缺点如下。

①测量精度不够理想，一般在测量流量的士1.0％左右。

如果是和介质不接触安装，则由于管道条件的不确知性，误差还可能大一些。

但若接触式安装，误差可以到士0.5%，但安装较为麻烦。

②因为换能器不耐高温。

被测介质的温度不能太高，一般至200℃。

③对于中小管道来说，超声波流量计的价格较高，其技术也较复杂。

23、什么是超声换能器？

它是怎样工作的？

答超声波流量计的传感器称为超声换能器。

它主要由传感元件、声楔等组成。

换能器有两种，一种是发射换能器，另一种是接收换能器。

发射换能器是利用压电材料的逆压电效应，将电路产生的发射信号加到压电晶片上，使其产生振动，发出超声波，所以是电能和声能的转换。

接收回能器利用的是压电效应，将接收到的声波，经压电晶片转换为电能，所以是声能和电能的转换。

发射换能器和接收换能是可逆的，即同一个换能器，既可以作发射用，也可以作接收用，由控制收发系统的开关脉冲来实现。

24、多普勒超声波流量计有哪些特点？

答声音在传播时，如果遇到运动的物体，其反射波的频率会因与发射体的相对运动而发生变化，其变化值与运动物体的相对速度成正比，这便是多普勒效应。

按这一原理制成的流量计称为多普勒超声波流量计。

由于多普勒流量计在测量时流体中需要有运动的质点，因此多普勒流量计可用于测量污水、脏液及有气泡的液体，而不适用于测量清洁液体。

但是液体中污浊的含量不能过高，也不能是气泡状液体，否则声波将无法透过，造成仪表无法工作。

多普勒流量计的精度较低，基本误差在满刻度的土（1一10）％。

这是因为流体中颗粒和气泡的含量、分布、大小、稀密程度等有一定的不确定度，它们受流体的流动工况影响较大，同时和基相液体的流速还有一定的滑差。

25、什么是换能器的夹装式安装？

夹装式超声波流量计有什么优缺点？

答换能器的夹装式安装是指将换能器用夹装件固定在测量管道的外壁上，例如用塑料带或是带一段弹簧的钢丝绳将换能器绑紧在管道外面。

测量时，晶体发出的声波，通过声楔、藕合剂、管道壁、衬里等物件传到被测流体。

夹装式超声波流量计的优点是：

①安装简单方便，管道不用切断，不用开孔，安装时不用停流；②流量计可以制成便携式，可以对管网中的各处流量进行检测，可以对管道上有怀疑的其他流量计进行对照；③不受介质腐蚀、压力等因素的影响。

夹装式超声波流量计的缺点是：

①要求用户确定管道条件，包括管道材质、确切的管道外径、壁厚、衬里材质和厚度等，如果管道的材质是铸铁，混凝土，则还需注意这些材质是否粒状结构，使声波分散；②管道内壁不能有腐蚀、结垢、结晶等现象，否则会造成测量错误；③由于以上原因，夹装式超声波流量计的精度相对要低一些。

26、什么是换能器的湿式安装？

湿式安装的超声波流量计有什么优缺点？

答湿式安装是指换能器直接和介质接触，所以也称直射式安装。

这种安装方式的换能器通常和一段短管制成一体，短管的两端有法兰，安装时，通过法兰和测量管道连接。

湿式安装也指在测量管道上开孔，换能器直接穿插在孔内。

对不好开孔的混凝土管，埋设管时可以将换能器固定在管道内壁上，其信号通过电缆引至管外。

湿式安装的超声波流量计的优点是精度较高，因为它不受管道锈蚀、结垢的影响。

缺点是安装麻烦，介质的腐蚀、结晶等会使仪表测量不准，甚至不能工作。

27、什么是均速管流量计？

答测量管道中流体的流量，可以利用测量管道中平均流速的方法来进行。

若知道了平均速度，且又知道管道截面积，则流量便是这两者的乘积。

均速管流量计就是利用测量管道的平均流速来测量流量的。

均速管又称阿牛巴管，它是皮托管的发展和变形。

均速管流量计的工作原理是在垂直于流向的圆管或菱形管外壁的迎流面上，按一定规律开若干个小孔，以测量流体的全压（动压＋静压）；在背流面上开一个小孔，以测量流体的静压（见图3一45）。

全压和静压分别引到差压变送器的高低压室，差压变送器的输出就表