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1、中国石油大学网络学院（北京）网考题库仪表与检测技术复习资料及答案参考资料中国石油大学（北京）远程教育学院一、填空题（每空1分，共20分）1 .从自控的角度看，测量仪表按连接方式可分为（开环）和（闭环）两种结构。主要由前后串联的三部分组成，即（检测单元）（放大单元）和（显示单元），对于后一种结构，还会有并联的（反馈单元）o2 .在一水平铺设的管道上安装引压管路，当被测量介质为液体时，引压管宜安装在管道的（下方）,当介质为气体时，引压管安装在管道的（上方）。3 .在热电偶回路中产生的热电势是由（温差电势）和（接触电势）两部分组成。4 .标准节流装置是由（节流元件）、（取压装置）和（前后直管段）三部
2、分组成。5 .为防止泵发生汽蚀现象须在泵入口法兰处安装（真空）表，通过观察该表的读数来判断泵是否发生汽蚀，该表的读数越（大）越容易发生汽蚀。6 .在测量过程中，测量误差按其产生的原因不同，可以分成三类，即（系统误差）、（随机误差）、（疏忽误差）o7 .仪表按工作能源可分为气动仪表、（电动仪表）和（液压仪表）三种形式。8 .热电偶温度计是由（热电偶）、（连接导线）及（显示仪表）组成。9 .热电偶的热电势是由（温差电势）和（接触电势）组成。10,三阀组的停运顺序是（关闭正负压阀）、（打开平衡阀）。11 .使用容积式流量计进行测量时，介质的粘度越大，流量计的泄漏量越（小）。12 .取压方式分为：（角
3、接取压）、（法兰取压）、（径距取压）三种方式。二、名词解释（每题2分，共10分）1 .绝对误差：仪表的测量值与真实值的代数差称为绝对误差。2 .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。3 .引用误差：测量值的绝对误差与仪表的量程之比的百分数称为引用误差。4 .回差（又称变差）：在外界条件不变的情况下，用同一仪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。5 .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。6 .数字仪表的分辨力：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。7 .数字
4、仪表的分辨率：数字仪表显示的最小数值与最大数值之比。8 .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“土”和“”，其数值即为仪表的精度。9.标准米：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。10 .千克：最初规定在4C时1立方分米纯水的版量为1千克。后来用钳钺合金（10%Ir加90%Pt）制成一个高度和直径都是39毫米的圆柱体，在1819年国际计量大会上批准为国际千克原器。它现今保存在巴黎的国际计量局总部，所有计量的测量都应溯源到该千克原器。11 .摄氏温标：1标准大
5、气压下，冰水混合物的温度为（TC,水的沸点为IooC,其间100等分，1等分为Co12.华氏温标：荷兰人Fahrenheit所制定的温度标准。最初，华氏温标选用NH4Q（氯化的和水的混合物的温度为0,而以人（他妻子）的体温为100。此后，改为冰水混合物为32（即冰点），而以水沸点的温度为212,这就是华氏温标，用符号F表示。三、单项选择（每题2分，共30分）1、某压力表的铭牌上标着：0.1LoMPa,这是该仪表的（A）。A、测量范围B、承压能力C、量程D、迁移量2、气动仪表所使用的信号标准是（D）的气压信号。A、50IookPaB、O-IOOkPaC、2020OkPaD、20IoOkPa3、传
6、输信号时候，要考虑到导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线上产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差，所以使用电流信号作为变送器的标准传输，一般仪器仪表的信号电流都为（C）A、020mAB、OTVC、420mAD、03.3V4、哪种方法可以改变浮子流量计的量程？（B）A、改变浮子的形状B、改变浮子的重量C、改变浮子的安装方向D、改变流量计的安装方向5、一般来说，被测温度越高，半导体热电阻的阻值（B）A、越大B、越小C、变化越快D、基本不变6、使用节流式流量计时，如果孔板孔口前缘磨损了，此时测量的流量示值将比实际值（B）。A、偏大B、偏小C、不变D、为负值7、现对某一仪表进行了量程调整
7、的操作，此时该仪表（B）。A、零点改变了B、测量范围改变了C、输出信号制改变了D、什么也没变8、如果要消除电磁感应造成的干扰，应采取（A）的方法。A、信号线屏蔽B、信号线接地C、信号线绞合D、仪表外壳接地9、影响仪表的校准周期的因素不包括（D）。A、使用频率B、仪表结构C、工作环境D、安装方式10、当在管道上安装温度传感器测量管内流体的温度时，传感器应（B）A、按顺流方向斜插在管道内B、垂直插在管道内C、紧贴在管道的外壁面安装D、按顺流方向插在管道的弯头处11、弹簧管式压力表中的弹簧管的截面形状通常是：（C）A、圆形B、三角形C、扁圆形D、长方形12、当使用节流式流量计进行测量时，在更换孔板时
8、由于粗心安装反了，此时测量的流量示值将比实际值（B）。A、偏大B、偏小C、不变D、为负值13、现对某一仪表进行了零点迁移的操作，此时该仪表（B）oA、量程改变了B、测量范围改变了C、输出信号制改变了D、什么也没变14、用铜导线接入仪表测量热电偶电势利用的是（A）定理？A、中间导体定律B、中间温度定律C、均质导体定律D、标准电极定律15、在仪表全部测量范围内，被测量值上行和下行所得到的两条特性曲线之间的最大偏差称为（C）A、相对误差B、绝对误差C、回差D、精度等级三、简答题（每题5分，共30分）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
9、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P表=绝-P大气；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=P大气一P绝。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OC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0C,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、什么叫流量和总量？流量的测量又分为哪几种测量？常用的流量单位是什
10、么？答：流量是指经管道(或设备)某一截面的流体数量。总量是指在某段时间内流经有效截面的流体数量的总和。随着工艺要求的不同，它的测量又可分为瞬时测量和累积流量的测量。常用的单位有：体积流量(n?/h,1/h)；质量流量(th,kg/h)；累计流量(kg,m3)；4、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
11、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。5、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，当电磁波碰到液面后反射回来，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。t=2hc.6、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
12、算出体积流量的大小。7、涡街流量计的测量原理。答：在流体中垂直插入一根非流线型物体柱体(旋涡发生体)，当流速达到一定值时，在柱体下游两侧就会形成两列旋转方向相反、交替出现的漩涡。这两列漩涡称为卡门涡街。满足一定条件时,涡街是稳定的，并与流速成一定的比例关系。通过测量涡街的频率就能得到流体的流速，进而得到体积流量。8、压电式压力传感器的测量原理。答：压电式压力传感器的测量原理是压电效应，是指某种晶体在某一方向上受压或受拉变形时，在其相对的面上会产生异性电荷。外力消失后，电荷也消失。通过测量晶体受压后所产生的电荷的量就能得到晶体所受压力的大小。9、压阻式压力传感器的测量原理。答：其原理是压阻效应，
13、即固体材料受力变形后，其电阻率发生变化，通过测量电阻率的变化,从而得到压力的大小。10、电容式液位计的测量原理。答：测量原理是：利用两极板之间所充介质不同其电容也不同，通过测量两极板之间的电容从而计算出极板之间液位的高低。11、请简述涡轮流量计的测量原理。（3分）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。12、用热电偶测温时，为什么要进行冷端温度补偿？（3分）答：用热电偶测温时，要进行冷端温度补
14、偿的原因：由于各类型的标准热电偶的分度表都是以（Te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0C,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。13、请简述热电偶的中间温度定律。（3分）答：热电偶回路两接点（温度为T、TO）间的热电势，等于热电偶在温度为T、Tn时的热电势与在温度为Tn、TO时的热电势的代数和。Tn称中间温度。14、请简述超声流量计的测量原理。（3分）答：超声波流量计是利用超声波在流体中的传播特性实现流量测量的。电磁流量计超声波在流体中传播时，将载上流体流速的信息。因此，通过接
15、收到的超声波，就可以检测出被测流体的流速,再换算成流量，从而实现测量流量的目的。15、请说明热电阻的常用接线方式及特点。（3分）答：二线制和三线制是用电桥法测量，最后给出的是温度值与模拟量输出值的关系。四线没有电桥，完全只是用恒流源发送，电压计测量，最后给出测量电阻值。16、简述科氏流量计的测量原理。（3分）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
16、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。17、请简述涡街流量计的测量原理。（3分）答：在流体中垂直插入一根非流线型物体柱体（旋涡发生体），当流速达到一定值时，在柱体下游两侧就会形成两列旋转方向相反、交替出现的漩涡。这两列漩涡称为卡门涡街。满足一定条件时,涡街是稳定的，并与流速成一定的比例关系。通过测量涡街的频率就能得到流体的流速，进而得到体积流量。18、在安装有孔板流量计的管道上再增加哪种仪表就可以测质量流量，原理是什么？（4分）答：差压式流量计与密度计组合
17、。19、解释如图所示差压变送器的工作原理。（5分）电动双杠杆矢量机构差压变送器结构示意图1一低压室；2高压室；3测量元件（膜盒、腹片）；4一轴封膜片；5主杠存；6矢量机构；7一量程调整螺钉；8检测片；9差动变压器；10一副杠杆；1 1放大器；2 2反馈动圈；13 永久磁钢；14 一电源；15负载；16一调零弹簧差压变送器的基本原理是、将一个空间用敏感元件（多用膜盒）分割成两个腔室，分别向两个腔室引入压力时，传感器在两方压力共同作用下产生位移（或位移的趋势），这个位移量和两个腔室压力差（差压）20、解释如图所示自动跟踪液位计的工作原理。（5分）成正比，将这种位移转换成可以反映差压大小的标准信号输
18、出。浮子4导线轮5杠杆6铁芯7线圈8调节弹簧9晶体管放大器10可逆电机11变速机构12自整角机发送机13排线轮14自整角机接收机15数字显示部分16当液位上升时，浮标所受浮力增加，杠杆带动铁芯向上移动，差动变压器有输出,经放大后带动可逆电机转动，带动浮标向上移动，直到恢复原来力矩平衡关系。实现自动跟踪。四、设计题（每项2分，共10分）伽利略温度计是一种美观、新颖、实用的玻璃装饰温度计（如图所示）。1.请简述其测量原理。2.根据上述原理，请设计一个伽利略温度计。温度范围（根据学号尾数确定，单数：12C32C,偶数：13C33C）,共有6个小球.即确定：a）温度计的分度值以及每个小球所代表的温度值
19、；b）管内液体的密度随温度变化P=P20+（L20）*2,P2o=1000kgm3o确定每个测量单元（小球+金属盘）的密度。c）讨论如何确定小球的体积、装液量、金属盘的质量。d）室温为20+学号尾数C时，小球的分布如何？答：伽利略温度计是由圆筒以及浮在圆筒中的一系列的小球组成的。小球的密度是固定的，从上到下依次增加（或减小）。随着温度的变化圆筒中液体的密度会改变。根据浮力定律，小球的浮沉状态就会变化，从而反映出温度值。分度值=105=4C;每个小球代表12、16、20、24、28、32：（13、17、21、25、29、33C）O每个小球的密度为：9841024kgm3,（9861026kgm3
20、）o小球的体积是固定的，装液量也固定，金属盘做成体积固定的，通过灌铅调整密度。这样总质量=流体+玻璃+金属盘+灌铅量，总体积V=小球体积+金属盘的体积。通过控制灌铅量控制小球的密度。室温为20+学号尾数C时，流体的密度为XX,大于该温度密度的小球下沉，小于该密度的小球上浮。五、讨论题（每题5分，共10分）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
21、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；破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
22、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。5、热泵站的进站端与出站端的仪表选型（压力、温度传感器）应注意些什么问题？答：压力传感器，为了保证精度，应该选用不同量程的压力传感器。进站端压力比较低，出站端压力比较高，应选择不同的量程。温度传感器类似，进站端温度较低，出站端温度较高。另外，进站端的压力、温度都应该考虑在水力或热力越站情况下的测量问题。六、计算题（每题10分，共20分）1、（本题10分）某一标尺为100500C的温度计出厂前经过校验，其刻度标尺各点的测量结果如下：被校表示值，C100200标准表示值，C9719830040050
23、0304406495求：(1)该温度计的最大绝对误差；(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8,问此时仪表是否还符合出厂时的准确度等级？1、解：(1)绝对误差A=-o,各测量点的绝对误差分别为：3、2、-4、6、-5,最大绝对误差为6。(2)允许误差为最大引用误差。max=(x-xo)(标尺上限一标尺下限)X100%=(6(500-100)X100%=I.5%o仪表的精度等级为1.5级。(3)max=(8/(500-100)100%=2%,超出了出厂的最大引用误差，21.5,不符合出厂的精度等级。2、用一台差压式变送器与节流袋置配用测量流量，变送器的测量范围是010kPa,对应流量为03200m7h,求输出为12mA时，差压是多少，流量是多少？解：由公式/=卢与一(/上-/下)+/下得LmaKmin12 =x-010-0(20-4)+4解得：x=5kpan2372根据。2=KAp得：K=E=上L=IO24000p10所以Q=yfx=10240005=2262.74m3所以差压是5kpa,流量是2261.74m3ho
