热能和动力工程测试技术习题和答案解析.doc

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E =〜,对于二阶测量系统的动态性能的两个重要指标是稳定时间ts和最大过冲量AP184、 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 律7、 造成温度计时滞的因素有：感温元件的热惯性和指示仪表的机械惯性 P109& 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是研究测量时所产生的误差。

它主要是以描述在动态测量过程中输岀量和输入量之间的关系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）和磁感应强度 B（T）的乘积成正比的电压 U（V）,这一现象叫做霍尔效应 P903 、何为亮度温度？答：在波长为入m的单色辐射中，若物体在温度 T时的亮度B、和绝对黑体在温度为 Ts时的亮度Bs相 等，则把Ts称为被测物体的亮度温度4 、何为动压？静压？总压？ P129答：静压是指运动气流里气体本身的热力学压力总压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，对系统是一个严格的考验， （比其它输入信号更）易暴露问题 P172、 简述金属应变式传感器的工作原理答：金属应变式传感器的工作原理是基于金属的电阻应变效应，即导体或半导体在外力作用下产 生机械形变时，电阻值也随之产生相应的变化3. 在测量瞬时温度时采用的感温元件时间常数大小如何？为什么？，在测量平均温度时又如何？为什么？ P110答：感温元件的质量和比容越小，相应越快，故在测量瞬时温度时采用时间常数小的感温元件；反之 时间常数越大相应越慢， 感温元件的温度越接近平均温度， 故测量平均温度时采用时间常数大的元件。

4. 试画岀皮托管的结构简图，说明皮托管的工作原理，并导岀速度表达式（条件自拟，不考虑误差）P143〜P144四、计算题3X101、 某加热后的铁块温度随时间降低，温度分布如下:时T /S60120180240300360420480540600温度t/ °C305284260241223198181160140118近似认为温度是时间的一阶函数，即 t=f( T )1) 写岀温度随时间的线性回归方程解：(tip:可用计算器)2) 求铁块降至室温(t=20 °C)的时间解:(略)2、 某压力表精度为级，量程为 0〜，测量结果显示为，求：1) 最大引用误差.2) 解：最大引用误差S nm=%3) 可能出现的最大绝对误差△ m4) 解：△ m=± 2X %±5) 示值相对误差S x6) S x = X 100%= X 100% =%x 1-23、 采用热电偶测温度的时候，是将电动势转化为响应的温度而工作的已知测温计显示的两端电势差为E(t,t °),而当温度为t0时显示的电势差为 E(t 0,0),求当温度为t时实际电动 势E(t,0)(借此得到实际温度)是多少？答:(汗〜〜)一. 填空(每空1分，共30分)1. 在热能与动力工程领域中，需要测量的物理量主要有温度、压力、流量、功率、转速等。

2. 按照得到最后结果的过程不同，测量方法可以分为直接测量，间接测量和组合测量3. 按工作原理，任何测量仪器都应包括感受件，中间件和效用件 4. 测量误差按照产生误差因素的岀现规律以及它们对测量结果的影响程度来区分可以将测量误差分为 系统误差，随机误差和过失误差5. 系统误差的综合包括代数综合法、算数综合法和几何综合法6. 金属应变式电阻传感器温度补偿的方法有桥路补偿和应变片自补偿 657. 自感式电感传感器分为变气隙式、变截面式和螺管式互感式电感传感器又称为差动变压器8. 常见的光电转换元件包括光电管、光电池、光敏电阻和光敏晶体管9. 使用较多的温标有热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标10. 热力学温标T和摄氏温标t的转换关系T=t+11. 可用于压力测量的传感器有压阻式传感器、压电式传感器和电容式差压传感器12. 流量计的类型有容积型流量计、速度型流量计和质量型流量计13. 常用的量计的节流元件有孔板、喷嘴、文丘里管等•名词解释(每题5分，共20 分) 压阻效应（P66）答：很多固体材料在受到应力作用后，电阻率发生变化，这种效应叫做压阻效应热电现象（79）答：两种不同导体 A和B组成闭合回路，若两连接点温度 T和To不同，则在回路中就产生热电动势。

形成热电流，这种现象叫做热电现象光生伏特效应（84）答：在光线作用下使物体产生一定方向电动势成为光生伏特效应辐射温度答：温度为T的物体全辐射出射度 M等于温度为Ts的绝对黑体全辐射出射度 M时，则温度Ts称为被测物 体的辐射温度激光多普勒效应答：当激光照射到跟随流体一起运动的微粒上时，微粒散射的散射光频率将偏离入射光频率，这种现象叫 做激光多普勒效应三. 简答（每题5分，共20分）1、 测量仪器按照用途可以分为哪两类？其特点为？ （ P4）答：测量仪器按其用途可以分为范型仪器和实用仪器两类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 特点是精确度高，对它的保存和使用有较高要求实用仪器是供实际测量使用的仪器又可以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2、 简述常用消除系统误差的具体方法 （P27）答：（1）交换抵消法；（2）替代消除法；（3）预检法3、 简述电阻式传感器的基本原理 （P63）答：基本工作原理是将物理量的变化转换成敏感元件电阻值的变化，在经相应电路处理后，转换成电信号 输出4、 热电偶冷端温度补偿的方式有哪几种？答：冷端温度恒温法，冷端温度补偿器法，冷端温度校正法和补偿导线法。

5、 简述液柱 计的误差来源P123）答：1.环境温度变化的影响；2.重力加速度变化的影响；3.毛细现象的影响；4.其他误差，如安装误差， 读数误差四、 计算题（每题15分，共30分）1、在一次内燃机负荷特性试验中，对某一特定工况的转速用数字式转速仪测岀 8次转速值，见下表，求该工况下的转速及误差 P42 （例3-5原题）测量次数12345678转速 1 i/(r/min)30023004300029982995300130063002工 l i =24008r/min,L=3001r/minVi/(r/min)+1+3-1-3-60+5+1V=li-L,工 Vi =0Vi/(r/min)19193602512工 Vi=82(r/min)2、用镍镉一镍硅热电偶测温时，其冷端温度 ts=30 ° C,用直流电位差计测得热电动势为 E<30）=,求实际温度为多少？（请看 P82冷端温度校正法）11、 系统的绝对误差传递公式为12、 根据统计学原理，随机误差服从 达15、某种铜热敏电阻30 C时的电阻值 R=Q，35 C时的电阻值R2 那么热敏电阻在32 °C时的电阻值为:《动力工程测试技术及仪表》复习模拟试题标准答案填空题1、 某待测水头约为 90米，现有级0〜 和级0〜 的两块压力表，问用哪一块压力表测量较好？答 ： 后者 。

2、 对某一物理量x进行N次测量，测量值x与其岀现的次数 N满足一定的规律，误差分布呈对称性 、_单 峰性 、有界性的特点3、 任意两种均质导体 A B,分别与均质材料 C连接组成热电偶回路，若热电势分别为 Ea«T,T °）和E^T,To）,则导体A、B组成的热电偶的热电势为： 氐（T，To） + Ecb （T，To）4、 用铜和康铜分别与铂相配构成热电偶，热电势 E铜-康铜（100, 0） =， E铜-铂（100，0） =，E康铜- 铂（100，0） =_7、弹簧管压力计中游丝的作用是：恢复、导电、径向间隙小 9、标准节流装置由 节流装置、 差压信号管道 、压差计 三部分组成，孔板取压有角接取压； 法兰取压和径距取压 三种方式10、气体的体积流量qv与其标准质量流量qm的关系是 qm_=_f f fy — X1 — X2 — Xn X1 X2 Xn.统计规律__，因而可采用—统计法则__对含有随机误差的测量结果加以表16、氧化锆氧量计安装方式分为抽岀式和 直插式__20、红外气体分析仪工作原理是：被测气体对红外线的吸收程度 ，来对多组分混合气体进行定量分析22、请指岀下列误差属于哪类误差（系统误差、随机误差、粗大误差） 。

1）用一块万用表测量同一电压，重复测量 15次后所得的结果误差2 ）观测者抄写记录时错写了数据造成的误差3）在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差23、 常用的压力传感器有：应变式、压电式、压阻式、电感式和电容式等型式24、 某压力表的量程是 20MPa测量值的误差不允许超过 MPa，则仪表的精度为级25、 标准误差、平均误差、或然误差、极限误差落在所属范围内的概率大小顺序依次为 （用“〉”或“ ＜” 排列）极限误差 ＞标准误差 ＞平均误差 ＞或然误差26、 热电偶是基于塞贝克效应原理发展起来的一种测温传感器，两种不同导体 A B组成的闭合回路，当 A B 两接点的温度不同时，回路中会产生热电势，研究表明热电势是由温差电势和接触电势两种电势组成32、热电阻测温常采用“三线制”接法，其目的在于消除 34、激光多普勒效应是指：一 的频率与直射光的频率有一定的偏差，其频移量与运动粒子的速度成正比，只要测得频移，就可算岀流速 35、涡街流量计中卡门旋涡的频率与流体的平均速度 成正比，当旋涡列间隔和旋涡间隔之比等于时，涡列就能保持稳定39、压电晶体表面产生的电荷能够长时间保持的两个条件是：外电路负载无穷大，内部无 。

41、任何形式的波在传播时，波源、接收器、传播介质、中间反射器或散射体的运动都会使波的 频率 产生变化42、节流测量装置常用的取压方式有角接取压和法兰取压两种方式，角接取压又包括单独钻孔和环室取压 两种形式44、差压式水位计测量汽包水位的关键。