热能与动力工程测试技术严兆大期末考试总结
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热能与动力工程测试技术答案(A)二、填空题1.偏差测量法、零差测量法2.感受件、显示件3.随机、系统4.热电阻材料、0℃阻值5.应变效应、压阻效应6.角接取压、法兰取压7.三线制、引线电阻变化产生8.抽出式、直插式9.全压、静压10.电阻率、电接点接通个数三、简答题1.热电偶的输出热电势不仅与热端温度有关,还与冷端温度有关,在测量的过程中,只有保持冷端温度恒定,热电偶的输出热电势才是热端温度的单一函数,所以必须进行冷端温度补偿。
补偿方法:计算法、冰点槽法、补偿导线法、补偿电桥法、多点温度法、PN结法等。
2.按照信号转换原理的不同,压力测量仪表大致可分为四大类:(1)液柱式压力计:可将被测压力转换成液柱高度差进行测量,例如U形管压力计、单管压力计及斜管微压计等。
(2)弹性式压力计:可将被测压力转换成弹性元件变形位移而进行测量,例如弹簧管压力计、波纹管压力计及膜盒式压力计。
(3)电测式压力计:可将被测压力转换成电量进行测量,例如电容式压力、压差变送器、振弦式变送器、霍尔片压力变送器以及应变式压力变送器、力平衡式压力变送器等。
(4)活塞式压力计:可将被测压力转换成活塞上所加平衡砝码的重力进行测量,例如压力校验台。
3.超声波流量计最大的特点是仪表安装在管道外面,不破坏管道,和被测流体不接触,所以不干扰流场,没有压力损失;可对腐蚀性介质、有毒、易爆和放射性介质进行流量测量,而且不受流体的压力、温度、粘度和密度的影响;其价格不随管道口径增大而增大,因此特别适合于大口径管道的液体流量测量。
超声波流量计的工作原理是:在流体中超声波向上游和向下游的传播速度由于叠加了流体的速度而不同,因此可以根据超声波向上向下游传播速度之差测得流体流速。
测定传播速度之差的方法很多,主要有时间差、相位差或频率差等方法。
4.在使用氧化锆氧量计时必须注意以下问题:①温度的影响:氧量计的输出电势与氧化镐管的热力学温度呈正比,可采取恒温或温度补偿措施;②氧化镐管的致密性要好,纯度要高;③烟气侧和空气侧压力需要相同;④烟气侧和空气侧需要一定的流速;⑤测量仪表的输入阻抗要高。
热工基础的期末总结一、热力学部分1. 热力学基础知识的学习热力学是研究热能与其他形式能量之间相互转化和传递的一门学科。
在学习过程中,我通过课堂的学习、书籍和网上资料的查阅,对热力学的基本概念、热力学系统和热力学性质等方面有了初步的了解。
2. 热力学基本定律热力学基本定律是热力学的核心内容,也是热工基础的重点。
本课程主要学习了热力学的三大基本定律:热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
通过对这些定律的学习和应用,我能够分析和计算热力学系统的能量转移和能量转化过程。
3. 热力学过程和热力学循环热力学过程是指系统在一定条件下发生的能量传递和物理性质发生变化的过程。
热力学循环是指系统在一定路径下变化,最终回到初始状态的过程。
通过学习这些内容,我能够对热力学过程和热力学循环进行分析和计算,从而了解能量转移和物理性质变化的规律。
4. 热力学性质的计算热力学性质是指描述系统热力学状态和性质的量,如温度、压力、体积等。
在学习过程中,我学习了热力学性质的计算方法,如状态方程、热容、焓、熵等。
通过对热力学性质的计算,我能够确定系统的热力学状态和性质。
二、传热学部分1. 传热学的基本概念和模型传热学是研究热量如何从高温区向低温区传递的学科。
在学习过程中,我学习了传热学的基本概念和模型,如传热方式、传热模型和传热原理等。
2. 传热方式和传热模型传热方式是指热量传递的途径,主要包括传导、对流和辐射。
传热模型是指用来描述传热过程的数学模型,如传热定律和传热方程等。
在学习过程中,我对这些内容进行了深入的学习和了解。
3. 传热计算方法在传热学中,计算方法是非常重要的,主要包括传热计算和传热换热器的计算。
传热计算是指通过传热方程和传热模型对传热过程进行计算和分析。
传热换热器的计算是指对传热器的传热性能和换热器的几何参数进行计算和设计。
通过学习和掌握这些计算方法,我能够对传热系统进行分析和设计。
三、实践操作在本学期的热工基础课程中,我还进行了一些实践操作和实验课程。
模拟试题(一)一.选择题(每题5分,共计20分)1.在采用应变片对某物体的受力状态进行测量时,为了消除由于温度变化所造成的影响,主要考虑的因素有()A:二次仪表应选用电荷放大器; B:应变片所贴的位置; C:采用单臂接法还是半桥接法; D:参比端温度变化;E:用数字式电压表进行测量。
2.在用霍尔式传感器进行转速测量时,已经测得在时间间隔为1时频率计所显示的信号个数为120,已知当旋转轴每转一圈由传感器发出的信号个数为6,那么被测轴转速是()。
A:1200; B:120 ; C:12 ;D:600 ; E:60 。
3.以下传感器中,输出特性是线性的有()。
A:改变极板间有效面积的电容位移传感器; B:铂铑-铂热电偶;C:半导体热敏电阻温度计; D:压电式压力传感器;4.在用标准节流装置进行流量的测量中,下面说法中正确的有()。
A:标准孔板比标准喷嘴的结构更加简单,加工也更加容易;B:标准喷嘴比标准孔板的结构更加简单,加工也更加容易;C:标准孔板比标准喷嘴的压力损失小;D:标准孔板比标准喷嘴的压力损失大;E:标准孔板不能在节流装置中进行流量的测量。
二.简述下列各题(每题10分,共计60分)1.为什么说压电式压力传感器不适于做静态压力测量?压电式压力传感器在使用中应注意哪些问题?2.温度补偿是在高温(或低温)下进行应变测量时必须采用的技术措施,请叙述常用的补偿方法有哪些,其特点及在应用中的注意问题是什么?3.当流体温度升高时,讨论式中可能影响质量流量值的参数,假定差压计示值不变。
采用什么方法可以减少其误差?4.试说明在噪声的测量中为什么要引入响度,响度级以及等响度曲线的概念?它们是如何定义的?5.如下图所示是实验室中采用热电偶测量温度的一种接法,请问这种接法在什么情况下可以实现准确测量,其中利用到了什么定律?6.试分析动圈式仪表、直流电位差计以及数字式电压表在进行热电偶输出电势测量中的误差来源三、在录音机的机芯故障中,主导轴转速不稳是比较常见的,更换电机或稳速电路后,需要重新调整主导轴转速。
一、填空题1.测试中,被测量按照其是否随时间变化可以分类稳态参数和瞬变参数。
2.有时被测参数的量或它的变化,不表现为“可数”的形式,这时就不能用普通的测量方法,相应的就出现了模拟测量和数字测量。
3.测量仪器按用途可分:范型仪器和实用仪器4.在选用时,仪器的读数的变差不应超过仪器的允许误差。
5.一般常采用试验方法来标定测量仪器的动态特性。
6.正交表分为标准表和混合型正交表7.常用传感器根据其作用原理的不同,可以分为两大类。
能量型”“参数型”。
结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变。
能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作。
能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化.8.传感器的特性主要包括以下两种。
静态特性.表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力等。
动态特性.测定动态特性最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种。
9.常用可变磁阻式传感器的典型结构有:可变导磁面积型、差动型、单螺管线圈型、双螺管线圈差动型。
10.按照电容式传感器的转换原理的不同,可以分为:极距变化型电容式传感器:变介电常数型电容传感器:面积变化型电容传感器。
按工作原理不同,磁电感应式传感器可分为恒定磁通式和变磁通式,即动圈式传感器和磁阻式传感器。
磁电感应式传感器只适用于动态测量。
磁阻式传感器:又称为变磁通式传感器或变气隙式传感器,常用来测量旋转物体的角速度。
可分为开路变磁通式传感器和闭合磁路变磁通式传感器。
11.热电偶在测量温度时,将测量端插入被测对象的内部,主要用于测量容器或管道内气体、蒸汽、液体等介质的温度。
12.由于被光照射的物体材料不同,所产生的光电效应也不同,通常光照射到物体表面后产生的光电效应分为:外光电效应、内光电效应以及阻挡层光电效应。
13.光电转换元件的种类很多,常用的元件有光电管,光敏电阻,光电池等。
光电管的特性主要取决于光电极的材料,其基本的特性是光谱特性,光电特性和伏安特性。
热工测量期末总结一、引言热工测量是能源领域中非常重要的一门学科,它涵盖了温度、压力、流量、湿度等多个参数的测量与控制。
在能源系统中,准确地测量和控制这些参数对于提高能源利用效率、降低能源消耗具有重要意义。
本文将对热工测量课程进行总结,包括课程的目标、内容、教学方法和学习体会等方面。
二、课程目标热工测量课程的主要目标是培养学生掌握热工测量的基本理论知识和实际应用技能。
具体目标包括:1. 理解温度、压力、流量、湿度等参数的基本定义和测量原理;2. 掌握常用热工仪表的结构原理、测量范围和精度要求;3. 理解热工测量系统的传感器、传输和处理装置的基本原理;4. 学会运用实验方法对热工参数进行准确测量和分析。
三、课程内容热工测量课程的内容主要包括以下几个方面:1. 温度测量:介绍温度的基本定义和测量原理,以及常见的温度传感器和测量装置。
2. 压力测量:介绍压力的基本概念和测量原理,以及常见的压力传感器和测量装置。
3. 流量测量:介绍流量的基本定义和测量原理,以及常见的流量传感器和测量装置。
4. 湿度测量:介绍湿度的基本概念和测量原理,以及常见的湿度传感器和测量装置。
5. 热工测量系统:介绍热工测量系统的结构和功能要求,包括传感器、传输和处理装置等。
四、教学方法1. 课堂教学:采用传统的讲授方式,通过教师讲解、案例分析和视频演示等形式,让学生掌握基本理论知识。
2. 实验教学:通过实验操作,让学生亲自动手进行温度、压力、流量、湿度等参数的测量和分析,加深理解和掌握实际操作技能。
3. 综合实践:通过小组项目、实际工程应用等形式,让学生将所学知识应用到实际问题中,提高解决问题的能力。
五、学习体会在学习热工测量课程的过程中,我深刻感受到了热工测量在能源领域中的重要性。
热工测量是一个综合性的学科,它涉及到多个参数的测量和控制,并且要求精确度较高。
在课程学习中,我通过理论学习、实验操作和综合实践等方式,逐渐掌握了热工测量的基本原理和实际应用技能。
热能与动力工程测试技术一、填空(30X1)1、仪器测量的主要性能指标 :精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间。
P52、在选用仪器时,应在满足被测要求的前提下,尽量选择量程较小的仪器,一般应使测量值在满刻度要求的2/3为宜。
P53、二阶测量系统的阻尼比通常控制于ξ=0、6~0、8,对于二阶测量系统的动态性能的两个重要指标就是稳定时间t s与最大过冲量A d 。
P184、测量误差可分为系统误差、随机(偶然)误差、过失误差。
5、随机误差的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性。
6、热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律。
7、造成温度计时滞的因素有:感温元件的热惯性与指示仪表的机械惯性。
P1098、流量计可分为:容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。
P1619、扩大测功机量程的方法有:采用组合测功机、采用变速器。
P20810、除利用皮托管测量流速外,现代常用的测速技术有:热线(热膜)测速技术、激光多普勒测速技术(LDV)、粒子图像测速技术。
二、名词解释(5X4)1、什么就是测量仪器或测量系统的动态特性分析?作用?答:P11,测量仪器或测量系统的动态特性分析就就是研究测量时所产生的误差。
它主要就是以描述在动态测量过程中输出量与输入量之间的关系。
2、何为霍尔效应?答:(参考)置于磁场中的金属(或带有电子的物质),当于两端通过电流时,另外两面会产生大小与控制电流I(A)与磁感应强度B(T)的乘积成正比的电压U H(V),这一现象叫做霍尔效应。
P903、何为亮度温度?答:在波长为λm的单色辐射中,若物体在温度T时的亮度Bλ与绝对黑体在温度为T s时的亮度B Oλ相等,则把T s称为被测物体的亮度温度。
4、何为动压?静压?总压?P129答:静压就是指运动气流里气体本身的热力学压力。
总压就是指气流熵滞止后的压力,又称滞止压力。
动压为总压与静压之差。
三、简答题(5X4)1、为什么阶跃信号常用于低阶测量系统的时域动态响应的输入信号?答:阶跃信号从一个稳定的状态突然过过渡到另一个稳态,对系统就是一个严格的考验,(比其它输入信号更)易暴露问题。
热能与动力工程测试技术答案(C )二、填空题1.温差电势、接触电势 2.动圈式显示仪表、电位差计3.活塞式压力计、静力平衡 4.时差法、频差法 5.质量流量、体积流量6.系统误差、随机误差 7.实际水位、重力(重量)水位8.精密度、正确度 9.Cu50、Cu100 10.定温、温度补偿三、简答题(1.在管道中设置孔板、喷嘴等各种节流件,当流体流经节流件时由于流通截面改变,流速发生变化,在节流件前后形成差压,此差压随流量变化而变化,通过实验得到流量与差压之间的关系,就可以通过测量差压测出流量。
这是工业上最常用的流量测量方法,也是目前电厂中在高温高压下测量流量的几乎唯一的方法。
流量公式:παε=m q d 4παε=v q d 4其中m q 是流体的质量流量,v q 是流体的体积流量,α标准节流装置的流量系数,ε是标准节流装置的流束膨胀系数,ρ1节流件前的流体密度,d 为孔板开孔直径或喷嘴与文丘里管的喉部直径,∆P 为节流件前后的差压。
2.在测量锅炉烟气温度时,往往在测量管安装地点附近有温度较低的受热面,因此测量管表面有辐射散热,造成测量误差。
要降低测量误差,首先应妥善选择测温管的装设位置,其选择原则是要使烟气能扫过测温管装设在烟道内的整个部分,同时测温管装设地点的烟道内壁也要让烟气流过,以提高此处的壁温。
另外在测温管装设部位外壁敷以较厚的绝热层。
这时测温管仅以热辐射方式散失部分热量给管壁。
这种由于热辐射影响产生的测量误差有可能是很大的。
被测介质温度越高,误差也越大。
为了正确测量烟气温度可采取以下措施:①因为热辐射误差与T 1、T 2的四次方成正比,因此若T 1、T 2有少许差别,误差就很大。
可采用隔离罩把测温管和冷的管壁隔离开来,使测温管不直接对冷管壁进行辐射;②减小辐射换热系数C 1,即减小测温管总辐射发射率T ε可以减小误差;③采用双热电偶测温,用计算方法消除热辐射误差;④增加气流和测温管之间的对流放热系数1α,采用抽气热电偶。
第一至三章一、名词解释测量:是人类对自然界中客观事物取得数量观念的一种认识过程。
它用特定的工具和方法,通过试验将被测量与单位同类量相比较,在比较中确定出两者比值。
稳态参数:数值不随时间而改变或变化很小的被测量。
瞬变参数:随时间不断改变数值的被测量(非稳态或称动态参数),如非稳定工况或过渡工况时内燃机的转速、功率等。
模拟测量:在测量过程中首先将被测物理量转换成模拟信号,以仪表指针的位置或记录仪描绘的图形显示测量的结果(不表现为“可数”的形式) 。
数字测量:测量可直接用数字形式表示。
通过模/数(A/D)转换将模拟形式的信号转换成数字形式。
范型仪器:是准备用以复制和保持测量单位,或是用来对其他测量仪器进行标定和刻度工作的仪器。
准确度很高,保存和使用要求较高。
实用仪器:是供实际测量使用的仪器,它又可分为试验室用仪器和工程用仪器。
恒定度:仪器多次重复测量时,其指示值稳定的程序,称为恒定度。
通常以读数的变差来表示.灵敏度:它以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例S来表示。
灵敏度阻滞:灵敏度阻滞又称为感量,感量是足以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。
一般仪器的灵敏度阻滞应不大于仪器允许误差的一半。
指示滞后时间:从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间,又称时滞。
测量值与真值之差称为误差。
因子:在试验中欲考察的因素称为因子。
因子又可分为没有交互作用和有交互作用的因子,前者是指在试验中相互没有影响的因子,而后者则在试验中互相有制抑作用。
水平:每个因子在考察范围内分成若干个等级,将等级称为水平二、填空题常用的测量方法有直接测量、间接测量、组合测量。
测试中,被测量按照其是否随时间变化可以分类稳态参数和瞬变参数。
有时被测参数的量或它的变化,不表现为“可数”的形式,这时就不能用普通的测量方法,相应的就出现了模拟测量和数字测量。
按工作原理,任何测量仪器都包括感受件,中间件和效用件三个部分。
热能与动⼒⼯程测量技术(复习提纲与复习题)热能与动⼒⼯程测量技术复习提纲与复习题复习提纲第⼀章⾃动测量系统的组成:1、传感元件。
作⽤:感受被测量并将其转换为可⽤的规范信号输出,通常这种信号为电信号。
2、变换元件。
作⽤:他将传感元件变成显⽰元件易于接受的信号。
3、显⽰元件。
作⽤:向观测者显⽰被测参数的量值。
误差的分类:系统误差:指在相同条件下,多次测量同⼀被测量值时,误差的⼤⼩和符号保持不变或者条件变化时按某⼀确定的规律变化的误差。
⽤“正确度”表⽰。
随机误差:指在相同条件下,多次测量同⼀被测量值中,误差值的⼤⼩和符号总以不可准确预计的⽅式变化,但具有抵偿性的误差。
⽤“精密度”表⽰。
粗值:⽆意义。
允许误差:仪表出⼚时规定的基本误差不超过某⼀给定值,此给定值就是仪表的允许误差。
基本误差:最⼤引⽤相对误差。
精确度等级(允许误差去掉百分号):0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0变差:在全量程范围内,上下⾏程测量差异最⼤的数值与仪表量程之⽐的百分数,称为变差,公式:随机误差的特性:对称性、单峰性、有界性、抵偿性。
分辨率、线性度(越⼩越好)、灵敏度。
第⼆章温标——⽤来度量温度⾼低的标尺摄⽒温标(℃)华⽒温标(℉)热⼒学温度(T)国际实⽤温标⽔的三相点热⼒学温度是273.16K,卡尔⽂⼀度等于⽔三相点热⼒学温度的1/273.16。
摄⽒温度(t),单位℃t = T-273.15热电效应:将两种不同材料的导体组成⼀个闭合回路,如果两端接点的温度不同,回路中将产⽣电势,称为热电势。
这个物理现象称为热电效应或塞贝克效应.热电势=接触电势+ 温差电势(可忽略不计)1均质导体定律:由⼀种均质导体(或半导体)组成的闭合回路,不论导体(或半导体)的截⾯和长度如何,各处的温度分布如何,都不能产⽣热电势。
2中间导体定律:由不同材料组成的闭合回路中,若各种材料接触点的温度都相同,则回路中热电势的总和等于零3中间温度定律:热电偶回路中接⼊第三种材料的导线,只要第三种材料导线的两端温度相同,就不会影响热电偶的热电势。
1. 测量方法:直接测量:凡是被测量的数值可以从测量仪器上读出,常用方法1.直读法2.差值法3.替代法4.零值法间接测量:被测量的数值不能直接通过测量仪器上读出,而直接测量与被测量有一定函数关系的量,通过运算被测量的测值。
组合测量:测量中各个未知量以不同的组合形式出现,根据直接测量与间接测量所得的数据,通过方程求解未知量的数值2. 测量仪器:可分为范型仪器和实用仪器一、感受件:它直接与被测对象发生联系,感知被测参数的变化,同时对外界发出相应的信号。
应满足条件:1.必须随测量值的变化发生相应的内部变化 2.只能随被测参数的变化发出信号 3.感受件发出的信号与被测参数之间必须是单值的函数关系二、中间件:起传递作用,将传感器的输出信号传给效用件常用的中间件:导线,导管三、效用件:把被测信号显示出来。
分为模拟显示和数字显示3. 测量仪器的主要性能指标:一、精确度:测量结果与真值一致的程度,系统误差与随机误差的综合反映二、恒定度:仪量多次重复测量时,其指示值的稳定程度三、灵敏度:认仪器指针的线位移或角位移与引起变化值之间的比例四、灵敏度阻滞:在数字测量中常用分辨率表示五、指示滞后时间:从被测参数发生变化到仪器指示出现该变化值所需时间4. 传递函数是用输出量与输入量之比表示信号间的传递关系。
H (s) =Y (s) /X ( s)作用:传递函数描述系统的动态性能,不说明系统的物理结构,只要动态特性相似,系统可以有相似的传递函数串联环节:H (s) =H1 (s) H2 (s) 并联环节H (s) =H1(s)+H2 (s) 反馈环节H (s) =Ha(s)/1+Ha(s)Hb(s)5. 测量系统的动态响应:通常采用阶跃信号和正弦信号作为输入量来研究系统对典型信号的响应,以了解测量系统的动态特性,依次评价测量系统测量系统的阶跃响应:一阶测量系统的阶跃响应二阶测量系统的阶跃响应测量系统的频率响应:一阶测量系统的频率响应二阶测量系统的频率响应7. 误差的来源:每一参数都是测试人员使用一定的仪器,在一定的环境下按一定的测量方法和程序进行的,由于受到人们的观察能力,测量仪器,方法,环境条件等因素的影响,所得到的测量值只能是接近于真值的近似值,测量值与真值之差称为误差。
《热能与动力测试技术》复习题目作业习题集(一)一、选择题:1.在下列说法中正确的是():(a)测量结果的精确程度仅仅依赖仪表的精度等级;(b)测量结果的精确程度与仪表的精度等级和量程有关;(c)仪表的精度等级越高,测量结果越精确;(d)仪表的量程越大,测量结果越精确。
2.测量次数在()情况下,用于粗大误差判断的拉依达准则失效,不能判别任何粗差。
(a)≤10;(b)≤20;(c)≤15;(d)≤6;3.一个精度等级为一级,量程为100mpa的压力表,在测量值为50mpa时,其最大可能产生的误差是()。
(a):+1;(b):-1;(c):1;(d):0.5;(e):+0.5二、简答题:1.传感器除了精度指标外,还有线性度和灵敏度两项重要指标,试说明这两项指标的定义及在实际应用中的作用。
2.测量装置有哪些静态特性指标和动态特性指标?测量装置的选用原则是什么?3.处置试验结果时需要进行误差综合,先行描述综合误差的方法,并举例说明。
三、计算题:1.用时间常数为0.5秒的一阶测量装置展开测量,若被测参数按正弦规律变化,如果建议仪表命令值的幅值误差大于2%,问:被测参数变化的最低频率就是多少?如果被测参数的周期就是2秒和5秒,幅值误差就是多少?2.测量数据如下:=827.02;827.11;827.08;827.03;827.14;827.06;827.21;827.17827.19;827.23;827.08;827.03;827.01;827.12;827.18;827.16827.12;827.06;827.11;827.14(1)谋出来测量值的算术平均值;总体标准偏差误差δ;音速误差,表明各误差涵义。
(2)写出测量结果的误差表达式。
3.在一批额定误差在5%的电阻中,余因子三个电阻(10联,求总电阻示值的极限误差。
4.已知电阻,,求串联后及并联后的总电阻各为多少?,已知:,,5,5)进行串及其估计值;随机r的音速误差及相对标准偏差5.铜的电阻温度特性的方程就是:铜电阻温度系数为:α=0.0041/℃±1%,温度:t=30℃±1℃,求:及其误差(标准偏差准误差)(二)一、选择题1.一根金属杆长2米,受到弯曲载荷后弯曲2mm,在该杆件上粘贴了一片应变片,其灵敏度系数就是2.02,当测量电桥的桥路电压为2v时,其电桥的不能均衡输入电压就是():(a)1.01×10-3v;(b)2.02×10-3v;(c)4.04×10-3v;(d)1.01v(e)2.02v2.用压电式传感器测量容器内燃气燃烧压力的变化,可采用以下哪些措施提高测量精度():a:尽量缩短压力传播的距离,避免细长通道;b:采用低噪声的同轴电缆;c:采用前要研磨传感器及相连接导线;d:足够多和可信的加热;e:二次仪表应当使用电压放大器;二、简答题:1.在用活塞式压力计对压力表展开校验时,下列两种校验方法中哪种校验精度及极限误差)。
发射率是指实际物体表面辐射出的能量与相同温度的黑体辐射能量的比率测量人类对自然界中客观事物取得数量观念的一种认识过程。
它用特定的工具和方法,通过试验将被测量与单位同类量相比较,在比较中确定出两者比值。
稳态参数数值不随时间而改变或变化很小的被测量。
瞬变参数随时间不断改变数值的被测量(非稳态或称动态参数),如非稳定工况或过渡工况时内燃机的转速、功率等。
范型仪器是准备用以复制和保持测量单位,或是用来对其他测量仪器进行标定和刻度工作的仪器,准确度很高,保存和使用要求较高。
实用仪器是供实际测量使用的仪器,它又可分为试验室用仪器和工程用仪器,特点是前者需要提供标定资料后者不需要,前者比后者有更高精确度。
恒定度仪器多次重复测量时,其指示值稳定的程序,称为恒定度。
通常以读数的变差来表示.灵敏度它以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例S来表示。
灵敏度阻滞灵敏度阻滞又称为感量,感量是足以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。
一般仪器的灵敏度阻滞应不大于仪器允许误差的一半。
指示滞后时间从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间,又称时滞。
测量值与真值之差称为误差。
因子在试验中欲考察的因素称为因子。
因子又可分为没有交互作用和有交互作用的因子,前者是指在试验中相互没有影响的因子,而后者则在试验中互相有制抑作用。
水平每个因子在考察范围内分成若干个等级,将等级称为水平压电晶体具有压电效应的晶体称为压电晶体中间温度定律用两种不同的金属组成闭合电路,如果两端温度不同,则会产生热电动势。
其大小取决于两种金属的性质和两端的温度,与金属导线尺寸、导线途中的温度及测量热电动势在电路中所取位置无关均质材料定律如用同一种金属组成闭合电路则不管截面是否变化,也不管在电路内存在什么样的温度梯度,电路中都不会产生热电动势中间导体定律在热电偶插入第三种金属,只要插入金属的两端温度相同,不会使热电偶的热电动势发生变化。
热电偶的优点测量范围宽,精度高;可实现远距离多点检测;可制成小尺寸,热惯性小,适于快速动态测量、点温测量和表面温度测量。
标准电极定律在热电偶插入第三种金属,插入金属的两端温度不同,发生附加热电动势后的总热电动势,等于各接点之间所产生热电动势的代数和压电效应是指某些结晶物质沿它的某个结晶轴受到力的作用时,其内部有极化现象出现,在其表面形成电荷集结,其大小和作用力的大小成正比,这种效应称为正压电效应。
相反,在晶体的某些表面之间施加电场,在晶体内部也产生极化现象,同时晶体产生变形,这种现象称为逆压电效应光电效应当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时,具有辐射能量的微粒将透过受光的表面层,赋予这些物质的电子以附加能量,或者改变物质的电阻大小,或者使其产生电动势,导致与其相连接的闭合回路中电流的变化,从而实现了光—电转换过程外光电效应在光线作用下能使电子逸出物质表面的称为外光电效应,有光电管、光电倍增管等。
内光电效应:在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应。
属于内光电效应的光电转换元件有光敏电阻以及由光敏电阻制成的光导管等。
光生伏特效应:在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的称为光生伏特效应,转换元件有光电池和光敏晶体管等。
用单位辐射通量不同波长的光分别照射光电管,在光电管上产生大小不同的光电流。
这里,光电流I与光波波长λ的关系曲线称为光谱特性(用不同波长的光分别照射光电管,在光电管上产生不同大小的光电流,光电流I与光波长λ的关系曲线称为光谱特性曲线。
特性曲线峰值对应的波长称为峰值波长,特性曲线占据的波长范围称为光谱响应范围)曲线,又称频谱特性光电特性(光电管在固定阳极电压下,光通量Φ与光电流I之间的关系为光电特性。
光电管的光电特性基本呈线性关系,斜率为其灵敏度)霍尔效应:金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势,这种物理现象称为霍尔效应伏安特性(光电管在光通量一定的情况下,阳极电压与阳极电流的关系为伏安特性,阳极电压大于50V时,光电流开始饱和,阳极电流近似于常数。
真空光电管一般工作于饱和部分,内阻达几百兆欧。
)光敏电阻的基本特性:光照特性:光敏电阻的光电流I 和照度E的关系为光照特性。
不同类型的光敏电阻光照特性不同,多为非线性光谱特性对不同波长的入射光,光敏电阻的灵敏度不同。
温度特性:光敏电阻的光学与电学性质受温度变化的影响很大,随温度升高,其暗电阻和灵敏度都下降,同时温度变化也影响其光谱特性。
右图中,峰值随温度上升向短波区移动。
因此,有时为了提高元件的灵敏度或为了能使用远红外光而采取降温措施。
伏安特性在给点的照度下,光敏电阻两端所加电压U与流过电流I的关系曲线为伏安特性曲线。
由于光敏电阻阻值在一定照度下为定值,因此伏安特性呈线性,无饱和现象。
频率特性光敏电阻光电流的变化存在一定关系,这种关系用时间常数表示。
时间常数时光敏电阻突然由黑暗变为受光照时,电导率变化到终值的63.2%所需的时间。
如图,不同材料的光敏电阻频率特性不同。
光电池基本特性:光照特性:外接负载电阻相对于光电池本身电阻很小时形成短路电流ISC 。
ISC与照度呈线性关系,开路电压U OC与照度非线性,因而测量时光电池作电流源的形式使用。
光谱特性如图,不同材料,峰值位置不同,故应用的光谱范围不同。
依次,实际使用中根据光谱特性,选择合适的光源性质或光电池。
例如,硅光电池对于白炽钨灯在热力学温度2850K时能获得最佳光谱响应。
频率特性光电池的PN结面积和极间电容大,因而频率特性较差。
由图可看出与硒光电池比较,硅光电池的频率特性较好。
温度特性温度特性是指光电池的开路电压U OC、短路电流I SC随温度t 变化的关系。
由于光电池内阻随着照度增强而减小,所以应用光电池作为测量元件时,负载电阻的大小应根据光强的具体情况而定。
总之,负载电阻在可能的情况下应尽量取得小些,以保持光电流与照度间的线性关系。
光敏晶体管特性:光照特性:输出电流与照度间的关系。
照度小于2000lx时,光照特性近线性。
光谱特性:锗管的暗电流比硅管大,所以性能较差,当使用可见光或探测赤热物体时,倾向于硅管,但用红外光进行探测时,锗管因灵敏度较高而应用较多。
伏安特性如图,不同辐照度下的伏安特性就像一般晶体管中不同基极电流时的输出特性一样。
将发射极E与基极B间的PN结附近产生的光电流看作基极电流,就可将光敏晶体管看成一般的晶体管。
频率特性从频率特性曲线可知,减小负载电阻能提高频率响应特性。
霍尔元件基于霍尔效应工作的半导体器件称为霍尔元件,霍尔元件多采用N型半导体材料。
传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。
用应变片进行测量时要胀系数不同,从而使应变片产生附加应变。
除了应变会导致应变片电阻变化外,温度变化也会使应变片电阻发生变化,由此带来的误差称为温度误差。
桥路补偿(又称补偿片法。
电路原理如右图,两片具有相同特性的应变片,将其轴线相互垂直地黏在同一个弹性件表面,应变片的纵轴x-x方向与受力方向一致的为工作片,另一片为补偿片,因位置靠得很近,故可认为二者等温。
当电桥平衡时,RaR2=RbR1,固定电阻的阻值相等,温度变化时,两个应变片上引起的电阻增量也相等,并保持平衡。
电桥的输出由于Ra的变化而产生)应变片自补偿(采用黏贴在试件表面上的一种特定的应变片,当温度变化时,使电阻增量等于零或相互抵消。
常用方法如下:1)选择特定的应变片。
使应变片实现温度自补偿的原理是当温度环境改变时使应变片不产生电阻变化。
2采用双金属敏感栅自补偿应变片。
这种应变片又称组合式自补偿应变片。
3热敏电阻补偿)金属电阻应变片的工作原理是基于金属导体的应变效应(金属导体在外力作用下发生机械变形时,其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象),应变片的温度补偿:实际使用中,除了应变会导致应变片电阻变化外,温度变化也会使应变片电阻发生变化,由此带来的误差称为温度误差。
产生温度误差的原因:1、因温度变化引起的应变片敏感栅的电阻变化及附加变形。
2、因试件材料与敏感栅的线胀系数不同,从而使应变片产生附加应变。
应变片优点(灵敏度和精确度高性能稳定;尺寸小重量轻结构简单使用方便响应快;适应性强,可在高温、超低温高压水下强磁场及核辐射等恶劣环境下使用便于多点测量、远距离测量等)温度表示物体冷热程度的物理量,从分子运动论的观点看,温度也是物体内部分子运动平均动能大小的一个量度标志。
温标用来量度温度高低的尺度称为温度标尺,简称温标(热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标tC=5/9(tF-32)。
(玻璃管温度计应该注意的问题:)零点漂移玻璃的热胀冷缩会引起零点位置的移动,因此使用玻璃管液体温度计时,应定期校验零点位置。
露出液柱的校正玻璃液体温度计的温度刻度是在温度计液柱全部浸入介质中标定的。
测量时外露部分处于环境温度下,若环境温度与标定分度时的温度不同,可按下式修正P102。
玻璃管液体温度计的特点:精确度高,读数直观,结构简单,价格便宜,使用方便。
不能远程运输,不能用于自动测量系统。
热电阻温度计:利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性制作的温度计。
热电阻温度计由热电阻、变送器、连接导线和显示仪表等几部分组成,特点:测量精度较高。
响应速度快。
整个测量范围内呈线性关系。
可实现远距离测量显示和自动记录热电阻温度计的校验1比较法:将标准水银温度计标准铂电阻温度计与被校热电阻温度计一起插入恒温源中,在规定的几个温度点下读取标准温度计和被测温度计的示值进行比较,其偏差不能超过规定的最大误差。
根据所需要校准的温度范围可选取冰点槽、恒温油槽或是恒温盐槽作为恒温源。
2两点法。
接触式温度计(测温元件直接与被测对象相接触,两者之间进行充分的热交换,最后达到热平衡,这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值)的测量误差:1热力学平衡条件使他们组成热力学系统,并经历足够的时间使两者完全达到热平衡2当被测对象温度变化时,要使传感器的热容和热阻为零,但实际中热容和热阻不可能为零,测温误差不可避免。
3安装误差。
热电偶与被测表面接触方式不同引起的误差:辐射引起的误差、热传导引起的误差、高速气流的温度测量误差、感温元件的响应。
热电偶温度计:原理:利用热电效应制作的感温元件。
接触式温度计的误差:接触式温度计感温元件需要满足的条件:1、热力学平衡条件感温元件与被测对象成孤立的热力学系统,经历足够时间二者达到热平衡。
传感器的热容和热阻为零,被测对象温度变化时,感温元件的温度能实时地跟着变化。
感温元件传热的基本情况:感温元件接受的热量基本上来自两个方面:一是被测介质传给感温元件的热量,包括介质对感温元件的导热、辐射和对流换热;二是由于感温元件阻挡流动介质而在其附近发生气流绝热压缩,因而使流体的动能转变为热能,这种现象在测量高速气流的温度时应当予以足够重视。