B卷
北京科技大学2012—2013学年度第1学期
参数检测及仪表试题答案及评分标准
一、填空题（20分）
1，温标是温度的标尺，常用温标包括：经验温标、热力学温标和_国际实用温标_。2，流量测量仪表中，速度式流量计很多，例如电磁流量计、_涡轮流量计_、涡阶流量计、超声波流量计等。
3，物位是指物料相对于某一基准位置的距离，是液位、料位和_相界面_的总称。
4，同型号热电偶异名极串联在一起，总的热电势为各热电偶热电势之和，这种接法称为__热电堆__。
5，弹性膜片分为平膜片和_波纹膜片_，将两膜片焊接在一起内有硬座及填充液，还可构成__膜盒___。
6，金属热电阻温度计的测量电路采用三线制的目的是在将热电阻的变化变成电压信号输出的同时，消除_引线电阻的影响__。
7，在工程上压力的表示主要有三种：绝对压力、表压和_真空度____。
8，节流式差压流量计的取压方式包括：_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压等。
9，热电偶冷端温度处理方法主要有冰点槽法、恒温冰箱法和_补偿电桥法__等。
二，判断对错
1，电容式液位计容易受到虚假液位的影响。（ⅴ）
2，辐射测温仪表只能测量物体的表观温度，无法测量物体的真实温度。（ⅴ）
3，玻璃液体温度计无法在太空中使用。（×）
4，偏心孔板作为非标准节流装置主要是针对低雷诺数流体的流量测量。（×）
5，弹簧管压力计中的弹簧管是圆形的空心金属管子。（×）
三、问答题（40分）
1，什么是热电偶的补偿导线？为什么要使用补偿导线(10)
（1）答案
热电偶补偿导线：
在一定温度范围内，与热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉价金属导线称为补偿导线。
使用补偿导线的意义：
A，为了使热电势和被测温度对应，热电偶的冷端必须恒定。实际应用中热电偶的长度一般为几十厘米至一、两米。冷端离被测对象很近，易受热源影响，难以恒定。
B，通常热电偶信号要传至数十米的控制室二次仪表处。
上述原因都需要将热电偶延长，但是：
A，工业上的热电偶结构都比较固定，不允许随便拉长电极。
B，尤其对于贵金属热电偶，电极比较昂贵，不宜拉长。
C，既使是廉价金属热电偶，电极比较粗，也不宜拉长。
因此要采用补偿导线将电极延长，这样：
可以：
A，将热电偶冷端延伸至远离热源或环境温度比较恒定的地方，减小测量误差。
B，降低成本。
C，提高线路的柔性，便于安装。
（2）评分标准
补偿导线定义（3），补偿导线使用的意义（7）。
2，回答全辐射温度计中补偿光阑的作用是什么？
（1）答案
全辐射温度计中感受全波段辐射出度的探测器为热电堆，热电堆式热电偶异名端串连形成的感温器件，其准确性依赖于热电偶冷端温度的恒定，当全辐射温度计所处的环境温度变化时，热电堆冷端温度变化，即环境温度升高时，冷端温度升高，热电堆热电势减小，反之热电势增加，使热电势与热电堆接受的辐射能不相对应。
解决的办法是采用补偿光阑，补偿光阑由双金属感温元件构成，当环境温度升高时，双金属感温元件向外弯曲，光阑的通光孔径变大，有更多的辐射能量进入全辐射温度计，
使热电堆工作端温度升高，热电堆热电势增加，抵消了由于热电堆冷端温度升高使其热电势减小的趋势，使热电堆中的热电势与冷端环境温度未升高时一样，消除了冷端温升带来的误差。反之当环境温度下降时，通光孔径变小，热电堆接受的辐射能减少，热电堆中的热电势仍保持不变。
通过上述补偿光阑，可以使全辐射温度计不受环境温度变化的影响。
（2）评分标准
热电堆探测（3），补偿光阑（3），作用（4）。
3，什么是压电效应？压电式压力计有何特点？（10）
（1）答案
压电效应：
某些晶体是由晶格节点上的带电粒子按照一定的空间结构组成的。当晶体受到外力作用时，会产生机械形变，导致晶格节点上的带电粒子位置发生偏移。从而使晶体的某些表面带电荷，这种现象称为压电效应。
压电式压力计特点：
A，工作温度高，可达250度以上。
B，测量范围比较宽，100Mpa以上的压力可测。
C，压电晶体产生的电荷量很小，一般为皮库仑级。而其内阻很高，晶体边界存在漏电现象，既使在绝缘非常好的情况下，电荷也会在极短的时间内消失。因此不适合测量缓慢变化或静态压力，适合测量动态压力。
D，是一种有源传感器，无须外加电源，可避免电源带来的影响。
（2）评分标准
压电效应概念（5），压电式压力计特点（5）。
四、分析题（30分）
1，涡轮流量计在涡轮转动过程中有哪些阻力矩，并分析这些阻力矩对流量系数的影响？（15）
（1）答案
涡轮流量计的流量系数的含义是单位体积流量通过磁电转换器就输出的脉冲数。理论上说，这个流量系数应该是常数，但实际上流量公式是在忽略各种阻力力矩的情况下导出的，阻力力矩包括：
A，由流体黏滞力摩擦力引起的黏性摩擦阻力距；
B ，由轴承引起的机械摩擦阻力距
C ，由于叶片切割磁力线引起的电磁阻力距。
因此，流量测量范围内流量系数不是常数：
A ，流量很小时，涡轮不转动
B ，流量大于某个最小值时，克服各种阻力距，涡流才开始转动，最小值称始动流量值。
C ，小流量时，各种阻力距在主动力矩中占有较大的比重，因此流量系数不是常数。 大流量时，流量系数才接近于常数，这就是涡流量计的工作原理。
（2）评分标准
阻力矩（7），对流量系数的影响（8）。
2，亮度温度计是根据什么原理设计的？亮度温度计能否测量物体的真实温度？亮度温度与真实温度的关系是什么？（15）
（1）答案
全辐射温度计是根据斯忒潘-玻尔兹曼定律设计的，即在整个波长范围内的黑体辐射出度与温度的四次方成正比，是温度的单值函数，若测得黑体的辐射出度，即可求得被测对象的温度。
全辐射温度计实用黑体标定的，因此测量实际物体时，由于物体发射率的影响，只能测量辐射温度，无法测量物体的真实温度。
4()()b p M T T M T εσ==，则辐射温度为T T =1ε ，所以P T T >，ε越接近于1，物体的辐射温度越接近于真实温度。
（2）评分标准
全辐射温度计的测量原理（4），全辐射温度计能否测量真实温度（5），辐射温度与真实温度的关系（6）。
五、计算题（10分）
一气体浮子流量计，厂家用0101325p Pa =、0T =20℃的空气标定，空气在标定状态下的密度为1.2053/Kg m ，现用来测量p =350000Pa 、T =27℃的空气，当流量计显示流量为43/m h 时，求实际空气流量是多少？
（1）答案
32.18/v v q q m h === （2）评分标准 刻度换算公式（6），温度换算（2），计算（2）。
计算方法 姓名： 学号： 班级： 指导教师：
目录 作业1 (1) 作业2 (5) 作业3 (8) 作业4 (10) 作业5 (14) 作业6 (16) 作业7 (17)
作业1 1、分别用不动点迭代与Newton 法求解方程 -+=x 2x e 30的正根与负根。 解： (1)不动点迭代 a.原理： 将 230x x e -+=变型为1()k k x g x +=进行迭代，直到为止 变型后为有两种形式：和 b.程序：初值为1 形式: x=zeros(100,1); tol=1; i=1; x(1)=1; whiletol>=10e-6; disp(x(i)) x(i+1)=log(2*x(i)+3); tol=abs(x(i+1)-x(i)); i=i+1; end disp(i-1); 形式: x=zeros(100,1); tol=1; i=1; x(1)=1; whiletol>=10e-6; disp(x(i)) x(i+1)=(exp(x(i))-3)/2; tol=abs(x(i+1)-x(i)); i=i+1; end disp(i-1); c.运行结果： 初值为1 (23) 1ln k x k x ++=6 110k k x x -+-<13 2 k x k e x +-= (23)1ln k x k x ++=132 k x k e x +-=
迭代次数：11 迭代次数：9 (2)Nexton法 a.原理： 令 () () 1' k k k k f x x x f x + =-得到迭代公式为： () 1 23 2 k k x k k k x x e x x e + -+ =- - b.程序：初值为0 x=zeros(100,1); tol=1; i=1; x(1)=0; whiletol>=10e-6; disp(x(i)) x(i+1)=x(i)-((2*x(i)-exp(x(i))+3)/(2-exp(x(i)))); tol=abs(x(i+1)-x(i)); i=i+1; end disp(i-1); 初值为1 x=zeros(100,1); tol=1; i=1; x(1)=1; whiletol>=10e-6; disp(x(i)) x(i+1)=x(i)-((2*x(i)-exp(x(i))+3)/(2-exp(x(i)))); tol=abs(x(i+1)-x(i)); i=i+1; end disp(i-1) a=x(i-1); b=2*a-exp(a)+3; disp(b); c.运行结果： 初值为0
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1、差压式流量计，流量Q与差压平方根成正比，转子流量计，流量Q与成 正比。 2、转子流量计在出厂时必须用介质标定，测量液体用标定，测量气体用 标定。 3、铂铑一铂材料所组成的热电偶，其分度号为；镍铬一镍硅材料组成的热电偶，其分 度号为。 4、铂电阻温度计，其分度号为P t100，是指在温度为时，其电阻值为。 5、差压式液位计因安装位置及介质情况不同，在液位H=0时会出现差压△P 、△P 和△P 三种情况，我们分别称差压式液位计、、。 6、电子自动电位差计的工作原理是采用工作的，是根据已知来读 取。 7、动圈显示仪表与温度传感器配接使用时应相互，XCZ-101型是与配接使用， XCZ-102型是与配接使用。 8差压式流量计是一种截面、压降流量计。转子式流量计是一种截面、压降流量计。 9、热电偶温度计是以为基础的测温仪表，分度号为K是指电极材料为、 热电阻温度计是利用金属导体的随温度变化而变化的特性来测温、分度号为Pt100是指温度为时，电阻值为。 10、使用热电偶温度计测温需考虑冷端温度补偿问题，常用的四种补偿方法 为、、和。 11、电位差计是根据原理工作的，是将被测电势与相比较，当 平衡后由读取。 12、自动电子电位差计与热电偶配套测温冷端温度补偿是利用桥路电阻实现的，它是一个 随温度变化的。 13、绝对误差在理论上是指仪表和被测量的之间的差值。工业上经常 将绝对误差折合到仪表测量范围的表示，称为。 14、测量物位仪表的种类按其工作原理主要有下列几类、、 、、、、和
。 15、热电偶测量元件是由两种不同的材料焊接而成，感受到被测温度一端 称。 16、检测仪表的组成基本上是由、、三部分组成。 17、在国际单位制中，压力的单位为，记作，称为符号 以表示，简称为。 18、在压力测量中，常有、、之分。 19、工业上所用的压力仪表指示值多数为，即和之差。 20、应用液柱测量压力的方法是以液体原理为基础的。一般是采用充有水或水 银等液体的、、进行压力测量的。 21、应用弹性变形测量压力常用的弹性元件有、、等。 当弹性元件在受到作用力作用时，会产生或 位移。 22、应用电测法测量压力是通过压力传感器直接将被测压力变换成、、 、等形式的信号来进行压力测量的。其主要类别有、 、、、、等。 23、霍尔式压力传感器是基于原理，利用霍尔元件将被测压力转换成为输出 的一种传感器，应用这种原理还可以制成检测其物理量，如、、、等传感器。 24、浮力式液位计是应用原理测量液位的。它是利用漂浮于液面上的反映 液位的变化；或利用浮子浮力随而变化。前者称为法，后者称为法。 25、电磁流量计是采用原理工作，其特点是能够测量、 、以及含有或的流量。 测量导管由制成。一般为、或某些具有高电阻率的。 26、温度测量范围甚广，测温仪表的种类也很多。按工作原理分有、、 以及等；按测量方式分有和两类。 自动检测技术及仪表学生姓名：学号： 1.仪表的检定方法可归纳成：示值比较法和标准物质法两种。 2.温标是一个量度温度的标尺；它规定了温度读数的起点（零点）和测温基本单位。 3.压力检测主要方法有：液柱式压力检测、弹性式压力检测、负荷式压力检测、电气 式压力检测。 4.当测量稳定压力时，最高压力不应超过量程上限的3/4 ；当测量脉动压力时，最高压力不应 超过量程上限的2/3 ；当测量高压压力时，最高压力不应超过量程上限的3/5 ；为了保证
<检测技术及仪表>题库 一、填空与选择 1、差压式流量计，流量Q与成正比，转子流量计，流量Q与成 正比。 2、转子流量计在出厂时必须用介质标定，测量液体用标定，测量气体用标定。 3、铂铑一铂材料所组成的热电偶，其分度号为；镍铬一镍硅材料组成的热电偶，其分度号为。 4、铂电阻温度计，其分度号为P t100，是指在温度为时，其电阻值为。 5、差压式液位计因安装位置及介质情况不同，在液位H=0时会出现差压△P 、△P 和△P 三种情况，我们分别称差压式液位计、、。 6、电子自动电位差计的工作原理是采用工作的，是根据已知来读 取。 7、动圈显示仪表与温度传感器配接使用时应相互，XCZ-101型是与配接 使用，XCZ-102型是与配接使用。 8、差压式流量计是一种截面、压降流量计。 转子式流量计是一种截面、压降流量计。 9、热电偶温度计是以为基础的测温仪表，分度号为K是指电极材料 为、热电阻温度计是利用金属导体的随温度变化而变化的特性来测温、分度号为Pt100是指温度为时，电阻值为。 10、使用热电偶温度计测温需考虑冷端温度补偿问题，常用的四种补偿方法为、、和。 11、电位差计是根据原理工作的，是将被测电势与相比较，当平衡后由读取。 12、自动电子电位差计与热电偶配套测温冷端温度补偿是利用桥路电阻实现的，它是一个随温度变化的。 13、绝对误差在理论上是指仪表和被测量的之间的差值。工业 上经常将绝对误差折合到仪表测量范围的表示，称为。 14、测量物位仪表的种类按其工作原理主要有下列几类、、 、、、、和。 15、热电偶测量元件是由两种不同的材料焊接而成，感受到被测温度一端 称。 16、检测仪表的组成基本上是由、、三部分组成。 17、在国际单位制中，压力的单位为，记作，称为符 号以表示，简称为。 18、在压力测量中，常有、、之分。 19、工业上所用的压力仪表指示值多数为，即和
一 判断题（20分） （×）1. 节点的位置依赖于形态，而并不依赖于载荷的位置 （√）2. 对于高压电线的铁塔那样的框架结构的模型化处理使用梁单元 （×）3. 不能把梁单元、壳单元和实体单元混合在一起作成模型 （√）4. 四边形的平面单元尽可能作成接近正方形形状的单元 （×）5. 平面应变单元也好，平面应力单元也好，如果以单位厚来作模型化 处理的话会得到一样的答案 （×）6. 用有限元法不可以对运动的物体的结构进行静力分析 （√）7. 一般应力变化大的地方单元尺寸要划的小才好 （×）8. 所谓全约束只要将位移自由度约束住，而不必约束转动自由度 （√）9. 同一载荷作用下的结构，所给材料的弹性模量越大则变形值越小 （√）10一维变带宽存储通常比二维等带宽存储更节省存储量。 二、填空（20分） 1．平面应力问题与薄板弯曲问题的弹性体几何形状都是 薄板 ，但前者受力特点是： 平行于板面且沿厚度均布载荷作用 ，变形发生在板面内； 后者受力特点是： 垂直于板面 的力的作用，板将变成有弯有扭的曲面。 2．平面应力问题与平面应变问题都具有三个独立的应力分量： σx ，σy ，τxy ，三个独立的应变分量：εx ，εy ，γxy ，但对应的弹性体几何形状前者为 薄板 ，后者为 长柱体 。3．位移模式需反映 刚体位移 ，反映 常变形 ，满足 单元边界上位移连续 。 4．单元刚度矩阵的特点有：对称性 ， 奇异性 ，还可按节点分块。 5．轴对称问题单元形状为：三角形或四边形截面的空间环形单元 ，由于轴对称的特性，任意一点变形只发生在子午面上，因此可以作为 二 维问题处理。 6．等参数单元指的是：描述位移和描述坐标采用相同的形函数形式。等参数单元优点是：可以采用高阶次位移模式，能够模拟复杂几何边界，方便单元刚度矩阵和等效节点载荷的积分运算。 7．有限单元法首先求出的解是 节点位移 ，单元应力可由它求得，其计算公式为 {}{} [][]e D B σδ=。（用符号表示即可） 8．一个空间块体单元的节点有 3 个节点位移： u ，v ，w 9．变形体基本变量有位移应变应力 基本方程 平衡方程 物理方程 几何方程 10.实现有限元分析标准化和规范化的载体就是单元
A卷 北京科技大学2012—2013学年度第1学期 参数检测及仪表试题答案及评分标准 一，填空题 1，金属热电阻温度计的测量电路采用三线制和四线制，主要目的是为了_消除引线电阻的影响___。 2，将两种不同导体连接成闭合回路，并将两个接点分别置于不同的温度，则在闭合回路中将会产生热电势，这种现象称为_热电效应__。热电势由_接触_电势和温差电势组成。 3，半导体应变片相对于金属应变片的最大特点是_灵敏度高__。 4，电阻阻值随温度变化的特性可用_电阻温度系数_表示，热电阻的纯度一般用_百度电阻比_表示。 5，玻璃液体温度计是根据感温物质的_热胀冷缩_特性来测量温度的。 6，流体的_伯努力方程_是流体的能量守恒定律在运动流体中的具体应用。 7，节流式差压流量计、容积式流量计和_浮子流量计_并称为应用最广泛的三类流量计。8，节流式差压流量计的取压方式包括：_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压。 二，判断对错 1，辐射测温仪表测量范围广，适合高温物体的测量，但受物体发射率的影响，准确度
不高。（ ⅴ ） 2，电磁流量计要求流体管道由非导磁材料制成。（ ⅴ ） 3，喷嘴比孔板更适合大流量的测量。（ ⅴ ） 4，弹性式压力计适合测量动态压力变化。（ × ） 5，浮子式物位测量仪表中，圆形浮子的直径越大，仪表的灵敏度越高。（ ⅴ ） 三、问答题 1，简述热电偶的中间温度定律并回答中间温度定律有何应用？(10) （1）答案 A ，定律 热电偶中间温度定律：在热电偶回路中，两接点温度分别为0,T T 时的热电势，等于该热电偶在两接点温度分别为n T T ,和0,T T n 时相应热电势的代数和，即： ),(),(),(00T T E T T E T T E n AB n AB AB += B ，证明 )()(),(n n AB T f T f T T E -= )()(),(00T f T f T T E n n AB -= 两式相加： )()()()()()(),(),(000T f T f T f T f T f T f T T E T T E n n n AB n AB -=-+-=+ C ，应用 为使用和制定热电偶分度表奠定了基础，即各种热电偶的分度表都是在冷短温度为0度时制定的，如果在实际应用中，冷端温度是T ，这时指示仪表的热电势为),(0T T E AB ，而)0,(0T E AB 可以从分度表中查到，将二者相加，即可以得到)0,(T E AB 。按照该热电势再查相应的分度表，就可以得到被测对象的实际温度。 （2）评分标准 热电偶中间温度定律（5），证明（1）应用（4）。 2，隐丝式光电高温计采用红色滤光片为什么能扩展低温测量范围？ （1）答案 人眼光谱敏感度曲线和红色滤光片的光谱透过率如图。
《计算方法》2008试题与答案 一、填空题（每空2分，共20分） (1) 为了提高数值计算精度, 当正数x 充分大时, 应将)1ln(2--x x 改写为 _ln(x -______. (2) 3*x 的相对误差约是*x 的相对误差的_1/3____ 倍 (3).设?? ?? ? ?????---=283012251A ，则∞A =__13______.1A =___14_____ (4) 已知()p x 为二次多项式，满足(2)(2)3P f -=-=, (1)(1)1P f -=-=和 '(1)'(1)1P f -=-=，则()(2)(2)(2)(1)p x f a x b x x =-+++++，这里 a = -2 , b = 3 。 (5) 设32()4321f x x x x =+++，则差商[]3 ,2 ,1 ,0f =__4__[]0, 1, 2, 3, 4f =_0_. (6)n 个求积节点的求积公式的代数精确度最高为_21n -_____次. (7) 求解初值问题1)0(),(50'=+-=y x y y 时，若用改进欧拉方法的绝对稳定域中步长h 不 超过.0.04 二、（10分）用Newton 法求方程2ln =-x x 在区间) ,2(∞内的根, 取03x =， 要求 8110k k k x x x -+-<，计算过程中数值保留8位有效数字。 解 此方程在区间(2, )∞内只有一个根s ，而且在区间（2，4）内。设 ()ln 2f x x x =-- 则 ' 1()1f x x =- ， '' 21()f x x = Newton 法迭代公式为 1ln 2(1ln )11/1 k k k k k k k k x x x x x x x x +--+=- =--， （5分）
检测技术及仪表大学试卷 院系：专业：级：2006 学年学期 一、填空题（20%；每题2分。) 1.按误差数值表示的方法，误差可分为绝对误差、相对误差、引用误 差。 2.温标的三要素是指基准温度点、基准仪器、和插补公式。 3.单管压力计与U形管压力计相比，其读数误差可减小一半，其原因 是它只进行一次读数。 4.当测量稳定压力时，最高压力不应超过量程上限的3/4；当测量脉动压力 时，最高压力不应超过量程上限的2/3；当测量高压压力时，最高压力不应超过量程上限的3/5。 5.静压式液位计是根据流体的静压平衡原理工作的，它可分为压力 式和差压式两大类。 6.热电偶产生热电势的充要条件是：两种不同的电极材料和、两接点温度不 同。 7.当充满管道的流体流经节流装置时，流束将在缩口处发生足部收缩，从而 使流速增加，而静压力降低。 8.绝对零度是—273.16oC；水的三相点是273.16K或0.01oC； 水的冰点是273.15K或0oC；水的沸点是373.15K或100oC。 9.热导式气体分析仪测某气体浓度时，应满足的条件是：背景气体的导热系数要 基本相同和待测气体的导热系数和背景气体的导热系数有较大的差别。10.热磁式氧分析器是利用氧气是一种强顺磁性气体，以及氧气的磁化率与 温度平方成反比这一特性进行测量的。 二、判断题（(10%；每题1分；对的在括号内打，错的在括号内打╳。) 1.测量值小数点后的位数愈多，测量愈精确。(╳) 2.红外气体成分分析仪可测混合气体中任何组分的含量。() 3.当被测压力高于大气压时，被测压力引至单管压力计的盅形容器中去。(√)
4.用椭圆齿轮流量计测流量的过程中，同流体的流动形态即雷诺数有关。( ╳) 5.用电容式液位计测导电液的液位时，介电常数是不变的。液位变化，相当于电 极面积在变化。(√) 6.辐射式温度计测量值需经修正后才能得到实际温度。(√) 7.热电偶冷端温度补偿法中的计算修正法是根据中间导体定律来进行计算修正 的。（╳） 8.安装标准节流装置时其前后需有足够长的直管段。（√） 9.液位变化时，浮球式液位计浮球位置变化，因而可测出液位高低。（√） 10.选用仪表时得到某仪表的精度为1.33%，则应选仪表的精度等级为1.0级。（√） 三、选择题（10%；每题2分；把正确答案填在括号内。) 1.仪表的精度级别指的是仪表的：( C ) A.基本误差； B.最大误差； C.基本误差的最大允许误差。 2.转子流量计中的流体流动方向是：( B ) A.自上而下； B.自下而上； C.自上而下或自下而上都可以。 3.补偿导线的正确敷设，应从热电偶起敷到（C）为止。 A.就地接线盒； B.仪表盘端子板； C.与冷端温度补偿装置同温的地方。 4．用压力法测量开口容器液位时，液位高低取决于：（B） A、取压点位置和容器横截面； B、取压点位置和介质密度； C、介质密度和容器横截面。 5．用热电偶与带冷端温度补偿的仪表配套测温度时，如果热端温度升高2℃，室温（冷端温度）下降2℃，则仪表的指示（A ）。 A.升高2℃； B.升高4℃； C.保持不变。 四、简答题（24%；每题6分。）
关于计算的部分复习题 1、用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级？可否用一台精度等级为0.2级，量程为0～25Mpa的标准来检验一台精度等级为1.5级，量程为0～2.5Mpa的压力表？为什么？ 答：选用标准压力表来校准工业压力表时，首先两者的量程要相近，并且标准表的精度等级要高于被校准表的精度等级，至少要高一个等级。题中的标准表精度等级为0.2级，量程为0～25Mpa，则该标准表可能产生的最大绝对误差为 Δmax1=(25-0)×0.2%=0.05(Mpa) 被校准表的精度等级为1.5等级，量程为0～2.5Mpa，其可能产生的最大绝对误差为 Δmax2=(2.5-0)×1.2%=0.0375(Mpa) 显然，Δmax1＞Δmax2,这种选择是错误的，因为虽然标准表精度等级较高，但是它的量程太大，故不符合选择的原则。 2、有一块压力表，其正向可测到0.6MPa，负向可测到-0.1MPa。现只校验正向部分，其最大误差发生在0.3MPa处，即上行和下行时，标准压力表的指示值分别为0.305MPa和0.295MPa。问该压力表是否符合准确度等级为1.5级的要求？ 答：该压力表的量程为 0.6-（-0.1）=0.7（MPa） 测量误差为Δ上=0.305-0.3=0.005（MPa），Δ下=0.3-0.295=0.005（MPa）
压力表的基本误差为0.005MPa ，满刻度相对误差为 %5.1%714.0%1007 .0005 .0max ?=?= δ 3、有一吊车的拉力传感器如右图所示。其中电阻 应变片R 1、R 2、R 3、R 4贴在等截面轴上。已知R 1、R 2、R 3、 R 4的标称阻值均为120Ω，桥路电压为2V ，重物质量为m ， 其引起R 1、R 2变化增量为1.2Ω。 （1）画出应变片组成的电桥电路。 （2）计算测得的输出电压和电桥输出灵敏度。 （3）说明R 3、R 4起到的作用。 答：（1）应变片组成如右图所示的半桥电路。 V V R R E R R R R R R R R R E U o 01.01202.1222)()()(223341111=Ω Ω?=?=? ??????++-+?+?+= （2）12 /==?= E R R U K o U （3）R 3、R 4可以进行温度补偿。 4、铜电阻的电阻值R 与温度t 之间的关系为)1(0t R R t α+=，在不同温度下，测得铜电阻的电阻值（如下表）。请用最小二乘法求0℃时的铜电阻的电阻值0R 和铜电阻的电阻温度系数α。
检测技术及仪表课程设计报告 1、1 课程设计目的针对“应用技术主导型”普通工科高等教育的特点，从工程创新的理念出发，以工程思维模式为主，旨在培养突出“实践能力、创新意识和创业精神”特色的、适应当前经济社会发展需要的“工程应用型人才”。通过在模拟的实战环境中系统锻炼，使学生的学习能力、思维能力、动手能力、工程创新能力和承受挫折能力都得到综合提高。以增强就业竞争力和工作适应力。 1、2课题介绍本课设题目以多功能动态实验装置为对象，要求综合以前所学知识，完成此实验装置所需参数的检测。设计检测方案，包括检测方法，仪表种类选用以及需要注意事项，并分析误差产生的原因等等。 1、3 实验背景知识换热设备污垢的形成过程是一个极其复杂的能量、质量和动量传递的物理化学过程，污垢的存在给广泛应用于各工业企业的换热设备造成极大的经济损失，因而污垢问题成为传热学界和工业界分关注而又至今未能解决的难题之一。 1、4 实验原理 1、4、1 检测方法按对沉积物的监测手段分有：热学法和非传热量的污垢监测法。热学法中又可分为热阻表示法和温差表示法两种；非传热量的污垢监测法又有直接称重法、厚度测量法、压降测量法、放射技术、时间推移电影法、显微照相法、电解法
和化学法。这些监测方法中，对换热设备而言，最直接而且与换热设备性能联系最密切的莫过于热学法。这里选择热学法中的污垢热阻法。 1、4、2 热阻法原理简介表示换热面上污垢沉积量的特征参数有：单位面积上的污垢沉积质量mf，污垢层平均厚度δf和污垢热阻Rf。这三者之间的关系由式表示： （1-1）图1-1 清洁和有污垢时的温度分布及热阻通常测量污垢热阻的原理如下：设传热过程是在热流密度q为常数情况下进行的，图1a为换热面两侧处于清洁状态下的温度分布，其总的传热热阻为： （1-2）图1b为两侧有污垢时的温度分布，其总传热热阻为： （1-3）忽略换热面上污垢的积聚对壁面与流体的对流传热系数影响，则可认为（1-4）于是两式相减得： （1-5）该式表明污垢热阻可以通过清洁状态和受污染状态下总传热系数的测量而间接测量出来。实验研究或实际生产则常常要求测量局部污垢热阻，这可通过测量所要求部位的壁温表示。为明晰起见，假定换热面只有一侧有污垢存在，则有：（1-6）（1-7）若在结垢过程中，q、Tb均得持不变，且同样假定（1-8）则两式相减有： （1-9）这样，换热面有垢一侧的污垢热阻可以通过测量清洁状态和污染状态下的壁温和热流而被间接测量出来。
严正声明：孙传友是高等教育出版社出版的《现代检测技术及仪表》第1版和第2版教材及其习题解答的唯一著作权人。该教材的习题解答仅供读者和网友下载阅读。任何其他人将该习题解答的内容冠以其他文档名称以自的己名义在任何网站发布，都侵犯了作者的著作权，如不自行删除，必将承担侵权的后果和法律责任。 《现代检测技术及仪表》第2版习题解答 孙传友编 第1章 1-1答： 钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。测量技术则是关键和基础”。如果没有仪器仪表作为测量的工具，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。因此可以说，仪器技术是信息的源头技术。仪器工业是信息工业的重要组成部分。 1-2答： 同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性： 1、便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。 2、电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。 3、把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。 4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。 1-3答： 各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同，但都由三大必要的部分组成：信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。常见的各类仪器仪表只不过是作为其“共同基础”的“检测技术”与各个具体应用领域的“特殊要求”相结合的产物。 1-4答： “能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“能把非电量转换成电量的器件或装置”叫做传感器。能把被测非电量转换为传感器能够接受和转换的非电量(即可用非电量)的装置或器件，叫做敏感器。如果把传感器称为变换器，那么敏感器则可称作预变换器。敏感器与传感器虽然都是对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测非电量转换为可用非电量，而不是象传感器那样把非电量转换成电量。 1-5答：
《传感器与检测技术》试题 一、填空：（20分） 1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分） 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（①增加②减小③不变）（2分） 7. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的（2分） 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型）外是线性的。（2分） 1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积 增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关 系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈 的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，③不成比例）。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输 出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件
绪言 练习与思考 1．简述过程检测技术发展的起源？ 2．过程检测技术当前的主流技术和主要应用场合？ 3．请谈谈过程检测技术的发展方向是什么？ 4．谈谈你所知道的检测仪表？ 5．你认为过程检测技术及仪表与传感技术的关系是怎么样的？ 第一章 练习与思考 1．什么叫过程检测，它的主要内容有哪些？ 2．检测仪表的技术指标有哪些？如何确定检测仪表的基本技术指标？ 3．过程检测系统和过程控制系统的区别何在？它们之间相互关系如何？ 4．开环结构仪表和闭环结构仪表各有什么优缺点？为什么？ 5．开环结构设表的灵敏度1 n i i S S ==∏，相对误差1 n i i δ δ==∑。请考虑图1—4所示闭环 结构仪表的灵敏度1 f S S （f S 为反馈通道的灵敏度），而相对误差f δδ- （f δ为反馈通道的相对误差），对吗？请证明之。 提示：闭环结构仪表的灵敏度S y x =；闭环结构仪表的相对误差dS S δ=。 6．由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统，可能会出现下列情况： （1）各环节精度相差不多； （2）其中某一环节精度较低，而其他环节精度都较高。 问该检测系统总误差如何计算？ 7．理论上如何确定仪表精度等级？但是实际应用中如何检验仪表精度等级？ 8．用300kPa 标准压力表来校验200kPa 1.5级压力表，问标准压力表应选何级精度？ 9．对某参数进行了精度测量，其数据列表如下：
试求检测过程中可能出现的最大误差？ 10．求用下列手动平衡电桥测量热电阻x R 的绝对误差和相对误差。设电源E 和检流计D 引起的误差可忽略不计。已知：10x R =Ω，2100R =Ω，100N R =Ω， 31000R =Ω，各桥臂电阻可能误差为20.1R ?=Ω，0.01N R ?=Ω，31R ?=Ω（如图 1— 23所示）。 11．某测量仪表中的分压器有五挡。总电阻R 要求能精确地保持11111Ω，且其相对误差小于0.01％，问各电阻的误差如何分配？图中各电阻值如下： 110000R =Ω，21000R =Ω，3100R =Ω，410R =Ω，51R =Ω（如图 1—24所示）。 12．贮罐内液体质量的检测，常采用测量贮罐内液面高度h ，然后乘以贮罐截面积A ，再乘以液体密度ρ，就可求得贮罐内液体质量储量，即M hA ρ=。但采用该法测量M 时，随着环境温度的变化，液体密度ρ也将随着变化，这就需要不断校正，否则将产生系统误差。试设计一种检测方法，可自动消除（补偿）该系统误差。
北京科技大学2004年《计算方法》试题及答案 一、判断题(下列各题，你认为正确的，请在括号内打“√”，错的打“×”,每题2分，共12分) 1、任何近似值的绝对误差总是大于其相对误差 （×） 2、3步Adams 隐式法比4步Adams 显式法的绝对稳定性要好。 （√） 3、在任何情况下，求解线性方程组时，Sidel 迭代法总是优于Jacobi 迭代法。 （×） 4、设],[)(b a C x f n ∈，若0)() (≡x f n ，],[b a x ∈，则0],,,[10=n x x x f ，其中 ],[b a x i ∈，n i ,,1,0 = （√） 5、给定n 个数据点，则至多构照1-n 次最小二乘多项式 （√） 6、数值求积公式的代数精确度越高，计算结果越可靠。 （×） 二、填空题(1、2、3小题每空1分，其他题每空2分,共20分) 1、设A 是一个108?的矩阵，B 是一个5010?的矩阵，C 是一个150?的矩阵，D 是 一个801?的矩阵,根据矩阵乘法结合率，ABCD F =可按如下公式计算 （1）[]D BC A F )(= （2）[])(CD B A F = 则公式（1）效率更高，其计算量为1240flops 。 2、设数据21,x x 的相对误差限分别为05.0和005.0，那么两数之商 2 1 x x 的相对误差限为 =)( 2 1 x x r ε0.055。 3、 设?? ? ???-=1123A ，则=1A 4，=∞A 5，=F A 15，=)(A ρ4，=∞)(A cond 4。 4、计算3 a 的割线法迭代公式为2 1 121 113133 1 )()(------++++=---=k k k k k k k k k k k k k k k x x x x x x x x x x x x x x x 5、求解初值问题???=-='0)0() exp(2y x y 的改进后的 Euler 公式为 )]exp()[exp(2 2 121++-+-+=n n n n x x h y y 。 6、将正定矩阵???? ??????--=201032124A 作T LL 分解，则=L ?????? ???????? -8134 22 102 1 002
《自动检测技术》课程期末考试试题A 一、填空（本题共39分，每空1.5分） 1、传感器由 敏感元件 、 传感元件 、 测量转换电路 三部分组成。 2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 1.5 倍左右为宜。 3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为 +-1 ℃ ，当测量100℃ 时的示值相对误差为 +-1% 。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 NTC突变型 型热敏电阻。 X面 5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了 。 7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于 测量。 8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是 ，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是 。 9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件 起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件 起来。 10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而 这一特性来测量温度的。 11、自动检测系统中常用的抗电磁干扰技术有 、 、 、 、 等。 12、金属电阻的 是金属电阻应变片工作的物理基础。 13、电磁干扰的形成必须同时具备的三项因素是 、 、 。 14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC 组成的电阻补偿网络，其目的是为了 。 1、在以二、选择题（本题共30分，每题2分） 下几种传感器当中 C 属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 2、 D 的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B、热电极的电导率 C、热端和冷端的温度 D、热端和冷端的温差 3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中 B 。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 4、在仿式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 型机床当中利用电感 B 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 B A、提高测量灵敏度 B、减小引线电阻的影响 兼容性 6、C、减小非线性误差 D、提高电磁汽车衡所用的测力弹性敏感元件是 A 。 A、实心轴 B、弹簧管 C、悬臂梁 D、圆环 7、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 C 。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 D、提高灵敏度 8、考核C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 计算机的电磁兼容是否达标是指 C 。 A、计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能力 规定数值的电磁干扰 B、该计算机不产生超出 C、两者必须同时具备
北京市科技计划项目课题经费预算编制说明 一、项目课题建议单位在申报项目课题时必须按照北京市科委的规定编制项目课题经费预算。项目课题经费预算的编制应严格遵守目标相关、政策相符、实事求是的原则。 二、课题经费来源包括项目课题建议单位从各个渠道筹集的资金： 市科技经费：指北京市科委拨付的财政经费，包括科三费和科学事业费。 国家有关部委拨款：指除北京市科委以外的其它各级政府（如国家科技部、北京市计委、区科委等）为实施本项目课题拨付的财政经费。 项目依托单位匹配经费：指具有直接行政隶属的主管单位为实施本项目课题拨付的经费。 课题承担单位自筹经费：企业通过其它渠道筹措到的资金，如股东增资、历年的经营利润等。 银行贷款：指为实施本项目课题，项目课题建议单位从经中国人民银行批准的可以经营信贷业务的金融机构处获得的贷款经费。 其它：指未列入以上各项的其它经费来源。 三、课题经费支出即项目课题研究过程中发生的全部费用支出预算： 人员费用：指直接参加项目课题研究人员的工资性费用，包括专职人员费用及外聘人员费用。列入的人员要与项目课题任务书中参加的人员一致，其中：项目课题组人员所在单位有事业费拨款的，由所在单位按照国家规定的标准从事业费中及时足额支付给项目课题组成员，并按规定在项目课题预算的相关科目中列示，不得在国家资助的项目课题经费中重复列支。国家另有规定的，按照有关规定执行。 试验外协费：指研究、开发项目课题所发生的带料外加工或因本单位不具备条件面委托外单位进行试验、加工、测试、计算等发生的费用。发生试验外协费时，必须与协作单位签订合同书。 合作交流费：指项目课题研究过程中需与国内外机构开展合作研究所发生的费用。发生合作费时，必须与合作机构签订相关的合同书。
第一章 1. 5大热功量：温度、压力、物位、流量、成分 2.传感器：能把外界非电信息转换成电信号输出的装置。能把被测非电量转换为可用非电量的装置为敏感器。异同：敏感器与传感器虽然都是对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测非电量转换为可用非电量，而不是象传感器那样把非电量转换成电量。理论上讲，M 种敏感器，N 种传感器和3种仪表电路的排列组合可产生出（M*N*3）种非电量检测仪表。 3. 非电量电测法有哪些优越性。 答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器量程。2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，具有很宽的频带。3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。 4. 常见的检测仪表有哪几种类型？画出其框图，简述其工作原理。 答：普通模拟式检测仪表、普通数字式检测仪表、微机化 在整个测量过程中，只是模拟量之间发生转换。测量结果用指针相对标尺的位置来表示。 二、普通数字式检测仪表 （a ）模数转换式――模拟测量电路把传感器输出的电量转换成直流电压信号，A/D 转换器把直流电压转换成数字，最后由数字显示器显示出来 (b) 脉冲计数式――信号放大整形后，由计数器进行计数最后由数字显示器显示出来 三、微机化检测系统 传感器将被测非电量转换成电量，测量通道对传感器信号进行调理和数据采集，转换成数字信号，送入微机进行必要处理后，由显示器显示出来并记录下来。 第4章 2、有源电桥―电桥输出电压U0与传感器电阻相对变化R R ?成线性关系02E R U R ?=- ? 4、为什么线绕式电位器容易实现各种非线性特性而且分辨力比非线绕式电位器低? 答：由线绕式电位器可见，只有当电刷的位移大于相邻两匝线圈的间距时，线绕式电位器的电阻才会变化一个台阶。而非线绕式电位器电刷是在电阻膜上滑动，电阻呈连续变化，因此线绕式电位器分辨力比非线绕式电位器低。 5、电阻应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小吗?为什么? 答：应变片的灵敏系数k 是指应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应变之比称为，而应变电阻材料的应变灵敏系数k0是指应变电阻材料的阻值的相对变化与应变电阻材料的应变之比。实验表明：k ＜k0，除了黏结层传递应变有损失外，另一重要原因是存在横向效应的缘故。 6、热电阻与热敏电阻的电阻—温度特性有什么不同? 答：热电阻：金属的电阻率随温度的升高而升高，从而使金属的电阻也随温度的升高而升高，金属热电阻的电阻温度系数为正值。热敏电阻的电阻温度系数分为三类：(1)负温度系数 (2)正温度系数 (3)临界温度系数 7、为什么气敏电阻都附有加热器? 答：气敏电阻都附有加热器，以便烧掉附着在探测部位处的油雾、尘埃，同时加速气体的吸附，从而提高元件的灵敏度和响应速度。半导瓷气敏电阻元件一般要加热到200℃～400℃。 8、自感式传感器有哪些类型?各有何优缺点? 答：自感传感器有三种类型：变气隙式、变面积式和螺管式。变气隙式灵敏度最高，但非线性严重，示值范围只能较小，自由行程受铁心限制，制造装配困难。变面积式和螺管式的优点是具有较好的线性，示值范围大些，自由行程可按需安排，制造装配也较方便。此外，螺管式与变面积式相比，批量生产中的互换性好。 9、试比较差动自感式传感器与差动变压器式传感器的异同? 答：差动自感式传感器与差动变压器式传感器的相同点是都有一对对称的线圈铁心和一个共用的活动衔铁，而且也都有变气隙式、变面积式、螺管式三种类型。不同点是，差动自感式传感器的一对对称线圈是作为一对差动自感接入交流电桥或差动脉冲 调宽电路，将衔铁位移转换成电压。而差动变压器式传感器的是作为变压器的次级线圈，此外，差动变压器式传感器还有初级线圈（差动自感式传感器没有）。 10、试说明图４－３－１１电路为什么能辨别衔铁移动方向和大小?为什么能调整零点输出电压? 答：图(a)和图(b)的输出电流为Iab=I1-I2，图(c)和图(d)的输出电压为Uab=Uac-Ubc 。当衔铁位于零位时，I1＝I2,Uac=Ubc ，故Iab=0,Uab=0;当衔铁位于零位以上时，I1>I2，Uac>Ubc ，故Iab>0，Uab>0;当衔铁位于零位以下时，I1