《仪表与检测技术》2015秋季试卷A答案A.pdf

课程编号：中国石油大学（北京）远程教育学院 2015 年春季 期 末 考 试 卷 仪表与检测技术试卷 A(闭卷)参考答案 一、名词解释（每题 2 分，共计 20 分）1.相对误差：测量值的绝对误差与真实值之百分比称为相对误差。2.回差（又称变差）：在外界条件不变的情况下，用同一以表对某一变量进行正、反行程测量时，所得仪表示值之间的差值，称为回差。3.灵敏度：仪表达到稳定后，输出增量与输入增量之比，一般用仪表的输出变化量与引起此变化的被测变量变化量之比表示。4.数字仪表的分辨力：数字式仪表的分辨力是指仪表在最低量程上最末一位数字改变一个字所表示的物理量。5.精确度（精度）：精确度是精密度与准确度的综合。表示正常使用条件下所得结果的可靠程度。一般用允许引用误差作为确定精度的尺度。允许引用误差去掉“”和“%”，其数值即为仪表的精度。6.米：米是光在真空中 1/299792458（光速）秒的时间间隔内所经路程的长度。7.开氏温标：开尔文，为热力学温标或称绝对温标，是国际单位制中的温度单位。开氏温度标度是用一种理想气体来确立的，它的零点被称为绝对零度。开氏温度计的刻度间隔与摄氏温度计上的刻度间隔相一致，也就是说，开氏温度计上的一度等于摄氏温度计上的一度，水的冰点摄氏温度计为 0，开氏温度计为 273.15K。8.摩尔：摩尔，旧称克分子、克原子，是国际单位制 7 个基本单位之一，表示物质的量，符号为 mol。每 1 摩尔任何物质含有阿伏加德罗常数（约 6.021023）个微粒。9.摄氏温度：1 标准大气压下，冰水混合物的温度为 0，水的沸点为 100，其间 100 等分，1等分为 1。10.“布手知尺”：中国古代的一种计量规范，以大拇指和食指张开后的指尖距离为一尺。11.米：米是光在真空中 1/299792458（光速）秒的时间间隔内所经路程的长度。12.开氏温标：开尔文，为热力学温标或称绝对温标，是国际单位制中的温度单位。开氏温度标度是用一种理想气体来确立的，它的零点被称为绝对零度。开氏温度计的刻度间隔与摄氏温度计上的刻度间隔相一致，也就是说，开氏温度计上的一度等于摄氏温度计上的一度，水的冰点摄氏温度 计为 0，开氏温度计为 273.15K。13.摩尔：摩尔，旧称克分子、克原子，是国际单位制 7 个基本单位之一，表示物质的量，符号为 mol。每 1 摩尔任何物质含有阿伏加德罗常数（约 6.021023）个微粒。14.摄氏温度：1 标准大气压下，冰水混合物的温度为 0，水的沸点为 100，其间 100 等分，1 等分为 1。15.“布手知尺”：中国古代的一种计量规范，以大拇指和食指张开后的指尖距离为一尺。16.相对误差：测量值的绝对误差与真实值之百分比称为相对误差。17.回差（又称变差）：在外界条件不变的情况下，用同一以表对某一变量进行正、反行程测量时，所得仪表示值之间的差值，称为回差。18.灵敏度：仪表达到稳定后，输出增量与输入增量之比，一般用仪表的输出变化量与引起此变化的被测变量变化量之比表示。19.数字仪表的分辨力：数字式仪表的分辨力是指仪表在最低量程上最末一位数字改变一个字所表示的物理量。20.精确度（精度）：精确度是精密度与准确度的综合。表示正常使用条件下所得结果的可靠程度。一般用允许引用误差作为确定精度的尺度。允许引用误差去掉“”和“%”，其数值即为仪表的精度。21.系统误差：系统误差又叫做规律误差。它是在一定的测量条件下，对同一个被测尺寸进行多次重复测量时，误差值的大小和符号（正值或负值）保持不变；或者在条件变化时，按一定规律变化的误差。前者称为定值系统误差，后者称为变值系统误差。22.粗大误差：在一定的测量条件下，超出规定条件下预期的误差称为粗大误差，一般地，给定一个显著性的水平，按一定条件分布确定一个临界值，凡是超出临界值范围的值，就是粗大误差，它又叫做粗误差或寄生误差。23.随机误差：随机误差也称为偶然误差和不定误差，是由于在测定过程中一系列有关因素微小的随机波动而形成的具有相互抵偿性的误差。24.二、判断题（每题 1 分，共计 10 分）1中国历史上，不一致的度量衡制度在秦朝首次被统一起来。2只有负反馈系统才能实现系统的自动调节。3实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。4随机误差来表征测量结果的精密度。5仪表的准确度等级的数字越小，表示仪表的等级也越低，性能也就越差。6水击发生的时候，在负压波的作用下，泵入口的绝对压力会降到负值。7安装椭圆齿轮流量计时，其前后可以不需要安装直管段。8热电偶的补偿导线一般采用普通的铜导线。9测量液位时使用法兰式液位计可以避免出现正负迁移问题。10浮子式流量计必须垂直安装。11水击发生的时候，在负压波的作用下，泵入口的绝对压力会降到负值。12安装椭圆齿轮流量计时，其前后可以不需要安装直管段。13热电偶的补偿导线一般采用普通的铜导线。14测量液位时使用法兰式液位计可以避免出现正负迁移问题。15浮子式流量计必须垂直安装。16中国历史上，不一致的度量衡制度在秦朝首次被统一起来。17只有负反馈系统才能实现系统的自动调节。18实际测量中以在没有系统误差的情况下，足够多次的测量值之平均值作为约定真值。19随机误差来表征测量结果的精密度。20仪表的准确度等级的数字越小，表示仪表的等级也越低，性能也就越差。21 三、简答题（每题 5 分，共计 30）1、什么叫压力？表压、绝对压力、负压（真空度）之间有何关系？答：所谓压力，就是指均匀而垂直地作用于单位面积上的力。以绝对压力零线作为起点计算的压力称为绝对压力；表压是绝对压力和大气压力之差，即大气绝表ppp；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示，它是大气压力与绝对压力之差，即绝大气真ppp。2、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？答：用热电偶测温时，要进行冷端温度补偿的原因：由于各类型的标准热电偶的分度表都是以0做为冷端温度编制的，与热电偶配用的显示仪表也是根据分度表设计的。而在实际应用中难以保证冷端温度为 0，势必造成测量的偏差。所以要根据的工作条件和测量精度的要求，对热电偶的冷端温度进行一定的处理。3、简述科氏流量计的测量原理。答：处于匀角速度转动参考系中的物体，对于转动参照系中的观察者来说，该物体除了受到附加惯性离心力的作用外，还要附加另外一种惯性力的作用，才能用牛顿第二定律描述物体的运动，这种力就是科里奥利力，简称科氏力。科氏流量计一般采用一段弯管作为测量管路，用旋转方式或者周期振动来实现所需的匀角速度。由于受到科氏力的作用，流体流出一侧的相位领先于流进一侧的相位，流量越大流出一侧的相位领先越大，通过测量流进、流出两侧的相位差就能得到测量管路中的质量流量。这就是科氏流量计的测量原理。4、雷达液位计的测量原理。答：以光速 c 传播的电磁波经天线向被测容器的液面发射，当电磁波碰到页面后反射回来，雷达液位计通过测量发射波与反射波之间的延时来确定天线与反射面之间的高度的。cht/2。5、涡轮流量计的测量原理。答：涡轮流量计是一种速度流量计，其原理是：置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体的流速成正比关系。将电磁感应装置至于涡轮的上方，涡轮每旋转一个角度，其叶片都会切割一次磁力线，测量叶片切割磁力线的频率就可以计算出叶轮的转速，从而计算出体积流量的大小。6、超声波流量计（多普勒法）：利用声学中的多普勒效应当声源与观测者之间有相对运动时，观察者所接受到的声频率与声源的频率不同，其频率的变化与两者之间的相对速度有关。1、雷达液位计的测量原理。答：以光速 c 传播的电磁波经天线向被测容器的液面发射，当电磁波碰到页面后反射回来，雷达液位计通过测量发射波与反射波之间的延时来确定天线与反射面之间的高度的。cht/2。2、涡轮流量计的测量原理。答：涡轮流量计是一种速度流量计，其原理是：置于流体中的叶轮的旋转角速度与流体的流速成正比关系。将电磁感应装置至于涡轮的上方，涡轮每旋转一个角度，其叶片都会切割一次磁力线，测量叶片切割磁力线的频率就可以计算出叶轮的转速，从而计算出体积流量的大小。3、超声波流量计（多普勒法）：利用声学中的多普勒效应当声源与观测者之间有相对运动时，观察者所接受到的声频率与声源的频率不同，其频率的变化与两者之间的相对速度有关。4、什么叫压力？表压、绝对压力、负压（真空度）之间有何关系？答：所谓压力，就是指均匀而垂直地作用于单位面积上的力。以绝对压力零线作为起点计算的压力称为绝对压力；表压是绝对压力和大气压力之差，即大气绝表ppp；当被测压力低于大气压力时，一般用负压或真空度来表示，它是大气压力与绝对压力之差，即绝大气真ppp。5、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？答：用热电偶测温时，要进行冷端温度补偿的原因：由于各类型的标准热电偶的分度表都是以0做为冷端温度编制的，与热电偶配用的显示仪表也是根据分度表设计的。而在实际应用中难以保证冷端温度为 0，势必造成测量的偏差。所以要根据的工作条件和测量精度的要求，对热电偶的冷端温度进行一定的处理。6、简述科氏流量计的测量原理。答：处于匀角速度转动参考系中的物体，对于转动参照系中的观察者来说，该物体除了受到附加惯性离心力的作用外，还要附加另外一种惯性力的作用，才能用牛顿第二定律描述物体的运动，这种力就是科里奥利力，简称科氏力。科氏流量计一般采用一段弯管作为测量管路，用旋转方式或者周期振动来实现所需的匀角速度。由于受到科氏力的作用，流体流出一侧的相位领先于流进一侧的相位，流量越大流出一侧的相位领先越大，通过测量流进、流出两侧的相位差就能得到测量管路中的质量流量。这就是科氏流量计的测量原理。四、简答题（每题 5 分，共计 20 分）1、活塞式压力计校验实验中有哪些细节可能造成测量误差？答：活塞式压力计的水平；液压油的阀门要关紧，否则会造成泄漏，影响测量；活塞的转动必须缓慢，避免顶推过渡再倒回来的情况；砝码托盘要保持匀速旋转，减少泄漏。2、温度计校准实验中如何做才能保证实验的精度？答：温度计要垂直放置；水浴的报告温度达到设定值后要稳定一段时间，确保温度计与被测介质达到热平衡；测量热电阻的阻值时确保万用表的表笔与导线接触良好；热电偶应该有冷端补偿。3、管输天然气时，如果天然气中所含水分过多，会给管道运行带来什么问题？一般依靠测量哪个参数来监视含水量？采用什么仪器测量该参数，原理如何？答：当运行参数落入到水合物生成区后，就会生成水合物，造成管道的堵塞。一般通过检测水露点来监视含水量。常用的测量仪器是在线露点仪。一种在线露点仪的原理是：在镜面上维持一定的压力，降低温度，当液滴出现后，镜面反射被液滴所破坏，变黑。这时的温度就是该压力下的露点温度。4、成品油一般是顺序输送的，通常可以检测哪些参数来判断混油界面？为什么？答：可以通过检测油品的密度来判断混油界面。也可以在油品中加入荧光剂，通过光学界面检测仪来检测混油界面。1、管输天然气时，如果天然气中所含水分过多，会给管道运行带来什么问题？一般依靠测量哪个参数来监视含水量？采用什么仪器测量该参数，原理如何？答：当运行参数落入到水合物生成区后，就会生成水合物，造成管道的堵塞。一般通过检测水露点来监视含水量。常用的测量仪器是在线露点仪。一种在线露点仪的原理是：在镜面上维持一定的压力，降低温度，当液滴出现后，镜面反射被液滴所破坏，变黑。这时的温度就是该压力下的露点温度。2、成品油一般是顺序输送的，通常可以检测哪些参数来判断混油界面？为什么？答：可以通过检测油品的密度来判断混油界面。也可以在油品中加入荧光剂，通过光学界面检测仪来检测混油界面。3、活塞式压力计校验实验中有哪些细节可能造成测量误差？答：活塞式压力计的水平；液压油的阀门要关紧，否则会造成泄漏，影响测量；活塞的转动必须缓慢，避免顶推过渡再倒回来的情况；砝码托盘要保持匀速旋转，减少泄漏。4、温度计校准实验中如何做才能保证实验的精度？答：温度计要垂直放置；水浴的报告温度达到设定值后要稳定一段时间，确保温度计与被测介质达到热平衡；测量热电阻的阻值时确保万用表的表笔与导线接触良好；热电偶应该有冷端补偿。五、计算题(每题 10 分，共 20 分)1、某一标尺为 0100kPa 压力表出厂前经过校验，其刻度标尺各点的测量结果如下：被校表示0.1 24.6 50.2 76.1 99.4 标准表示0.0 25.0 50.0 75.0 100.0 求：（1）该压力表的最大绝对误差；（2）允许误差及准确度等级；（3）经过一段时间使用后重新校验时，仪表最大绝对误差为4kPa，问此时仪表是否还符合出厂时的准确度等级？解：（1）绝对误差|xx0|，各测量点的绝对误差分别为：0.1、0.4、0.2、1.1、0.6，最大绝对误差为 1.1。（2）允许误差为最大引用误差。max(x-x0)/(标尺上限标尺下限)100%=(1.1/(100-0)100%=1.1%。仪表的精度等级为 1.5 级。（3）max(4/(100-0)100%=4%，超出了出厂的最大引用误差，41.5，不符合出厂的精度等级。2、用一台差压式变送器与节流装置配用测量流量，变送器的测量范围是 010kPa，对应流量为02000m3/h，求输出为 18mA 时，差压是多少，流量是多少？解：由公式下下上IIILLLxIminmaxmin0得 16/10)418(x，解得：x=8.75kpa 根据pKQ2得：40000010200022pQK 所以hmKxQ/83.187075.84000003 所以差压是 8.75kpa,流量是 1870.83m3/h。