檢測儀器及儀表1-9答案

檢測儀器及儀表1-9答案作業(yè)11、典型檢測儀表控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是怎樣的？繪出它的體統(tǒng)框圖。各單元的作用分別是什么？被控（被測）對象是控制系統(tǒng)的核心，它可以是單輸入單輸出對象，也可以是多輸入多輸出。檢測單元是控制系統(tǒng)實現(xiàn)控制調(diào)節(jié)作用的基礎(chǔ)，它完成對所有被測變量的直接或間接測量。變送單元完成對被測變量信號的轉(zhuǎn)換和傳輸。調(diào)節(jié)單元完成調(diào)節(jié)控制規(guī)律的運算。執(zhí)行單元是實現(xiàn)控制的執(zhí)行機構(gòu)，接收控制信號驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)被控變量顯示單元是控制系統(tǒng)的附屬單元。2、如何才能實現(xiàn)儀表的零點遷移和量程遷移？通過調(diào)正儀表的調(diào)零機構(gòu)來完成。通過調(diào)正儀表的放大機構(gòu)來調(diào)正特性曲線的斜率。3、什么是儀表的靈敏度和分辨率？兩者存在什么關(guān)系？靈敏度——在穩(wěn)定狀態(tài)下，儀表的輸出增量對輸入增量的比值。儀表分辨率——又稱儀表靈敏限、靈敏閾。它表示引起輸出值變化的最小輸入量變化值。靈敏度高，則分辨率高。4、儀表的精度是如何確定的？儀表的精確度：通常是允許的最大引用誤差去掉百分號和±號后的數(shù)字來衡量的。不是實際測量中出現(xiàn)的。精度等級：按儀表工業(yè)規(guī)定將精確度劃分為若干個等級，稱為精度等級。5、自動化控制系統(tǒng)的四個階段？常規(guī)儀表控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系、分布式控制系、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)系統(tǒng)2、建立現(xiàn)代化溫標所必須具備的三個條件。固定溫度點、測溫儀器、溫標方程（內(nèi)插公式）3、什么是經(jīng)驗溫標？它的局限性和任意性指的是什么？由特定的測溫質(zhì)和測溫量所確定的溫標。經(jīng)驗溫標是借助于一些物質(zhì)的物理量與溫度的關(guān)系，用實驗方法得到的經(jīng)驗公式來確定溫度值的標尺，因此具有局限性和任意性。局限性：當被測溫度在冰點和沸點之外時，就無法進行標定了。任意性：經(jīng)驗溫標選擇的測溫質(zhì)是水銀，它的純度不同，其膨脹性質(zhì)也不同。作業(yè)51、鉑銠10-鉑熱電偶測量1100℃的爐溫。熱電偶工作的環(huán)境溫度為44℃，所配用的儀表在環(huán)境為25℃的控制室里。若熱電偶與儀表的連接分別用補償導線和普通銅導線，兩者所測結(jié)果各為多少？誤差又各為多少？查S型熱電偶分度表知E(40,0)=0.235mV，E(50,0)=0.299mV，E(1100,0)=10.745mV得E(44,0)=0.2606mVE(20,0)=0.133mV，E(30,0)=0.173mV，得E(25,0)=[E(20,0)+E(30,0)]/2=0.153mV（1）采用補償導線連接時：E(1100,25)=E(1100,0)-E(25,0)=10.592mV據(jù)此再查上述分度表知，對應(yīng)的溫度為t=1086.4℃。測量誤差：△t=1086.4-1100=-13.6℃。（2）采用銅導線連接時：E(1100,44)=E(1100,0)-E(44,0)=10.4844mV據(jù)此再查上述分度表知，對應(yīng)的溫度為t=1077.2℃。測量誤差：△t=1077.2-1100=-22.8℃。作業(yè)61.熱電偶的熱電動勢由哪兩部分組成？在熱電偶測量閉合回路中，起主導作用的是哪一部分？溫差電動勢和接觸電動勢。起主導作用的是溫差電動勢。2.用熱電偶測溫時，為什么要設(shè)法使冷端溫度T0固定？由熱電偶的工作原理可知，對于一定材料的熱電偶來說，其熱電動勢的大小除與測量端溫度有關(guān)外，還與冷端溫度t0有關(guān)。因此，只有在冷端溫度t0固定時，熱電動勢才與測量端溫度t成單值函數(shù)關(guān)系。3.補償導線真正的作用是什么？補償導線的作用就是延長熱電極，即將熱電偶的冷端延伸到溫度相對穩(wěn)定區(qū)。4.在一般測量中，熱電阻與顯示儀表之間的接線為什么多用三線制，而不用兩線制和四線制？兩線制在測量中引線電阻以及引線電阻的變化會帶來附加誤差；三線制可以較好地消除引線電阻的影響，測量準確度高于兩線制；四線制總能消除引線電阻的影響，但測量比較麻煩，主要用于高精度溫度檢測。所以一般測量中，要用三線制，而不用兩線制和四線制。作業(yè)71、光學高溫計、全輻射高溫計和比色高溫計測量的是什么溫度，與真實溫度間關(guān)系如何？光學高溫計測得的是亮度溫度，總是低于真實溫度。全輻射高溫計測得的是輻射溫度，總是高于真實溫度。比色高溫計測得的是比色溫度，有時高于真實溫度、有時低于真實溫度、有時還等于真實溫度，具體由被測介質(zhì)決定。2、全輻射高溫計依據(jù)的工作原理是什么？補償光闌的作用是什么？全輻射高溫計是以斯蒂芬—玻爾茲曼定律為基礎(chǔ)，采用表面涂黑的熱電堆吸收投射到其表面上的全部波長范圍的所有輻射能來測量溫度的。補償光欄的作用是補償因熱電堆冷端溫度受環(huán)境溫度變化的影響而引起的儀表示值誤差。3、能否用圓形截面的金屬管制作彈簧管壓力計，原因是什么？不能。彈簧管壓力計的工作原理是：當被測壓力介質(zhì)進入并充滿彈簧管的內(nèi)腔時，橢圓形或扁圓形截面在壓力作用下將趨向圓形，由于彈簧管長度一定，迫使彈簧管產(chǎn)生向外挺直的擴張變形，結(jié)果改變彈簧管的中心角，使其自由端產(chǎn)生位移。作業(yè)81、簡述霍爾片式彈簧管遠傳壓力計的工作原理。工作原理：霍爾片與彈簧管自由端相連接，在霍爾片的上下方垂直安放兩對磁極，這樣使霍爾片處于兩對磁極所形成的差動磁場中。在無壓力引入情況下，霍爾片處于上下兩磁鋼中心即差動磁場的平衡位置，霍爾片兩端通過的磁通大小相等，方向相反所長生的霍爾電勢代數(shù)和為零。當被測壓力P引入彈簧管固定端后，與彈簧管自由端相連接的霍爾片由于管自由端的伸展而在非均勻磁場中運動，從而改變霍爾片在非均勻磁場中的平衡位置，使霍爾片輸出電勢不再為零?；魻柶敵鲭妱菖c彈簧管的變形伸展為線性關(guān)系，即與被測壓力P成線性關(guān)系。2、如圖，電源輸入端對稱，當接入兩個對稱應(yīng)變片時，橋路輸出電壓的變化為？如果是輸出端對稱，橋路輸出電壓的變化又是多少？①將R1=R4，R2=R3代入，并忽略掉分母中的△R1，△R4，②將R1=R2，R3=R4代入，作業(yè)9：1、某臺空壓機的緩沖器，正常工作壓力范圍為1.1~1.6MPa，工藝要求就地指示，測量誤差要求不大于被測壓力的±5%，試選擇合適的壓力儀表（壓力表類型、示值范圍和精度等級）。由使用條件可知，選用彈簧管壓力計即可。設(shè)彈簧管壓力計的量程為A，則根據(jù)最大工作壓力有1.6MPa<2/3A則A>2.4MPa根據(jù)最小工作壓力有1.1MPa>1/3A則