《检测技术》试题1st答案

题号 答案 1 A 《检测技术》试题答案

2 B 3 B 4 B 5 A 6 B 7 C 8 A 9 D 10 B 一、选择题（20分）

二：判断题（根据下图，下列说法正确的打√,错误的打Ⅹ）（14分） 1、X；2、X；3、√；4、√；5、X；6、X；7、√； 三：计算题（36分） 1：（10分）分度号为K（镍铬--镍硅）的热电偶如图所示，CD 为配热电偶E（镍铬--康铜）的补偿导线，电位差计的读数为650度，问： 1)被测点的实际温度是多少？（用热电势表示温度） 2)为什么要对热电偶的冷端进行温度补偿，有哪些方法？ Ek(40,0)=1.61mv EE(40,0)=2.66mv EE(20,0)=1.31mv Ek(650,0)=27.03mv Ek(20,0)=0.80mv

t

B K A C + 40℃ D 20℃ _ EE(650,0)=53.39mv

(1)解：由题知(1)EK(t,40)?EE(40,20)?EK(650,20)EK(t,0)?EK(650,20)?EE(40,20)?EK(40,0)?EK(650,0)?EK(20,0)?EE(40,0)?EE(20,0)?EK(40,0)?26.49mv...(7分)

（2）由于冷端温度经常变化，使测量不准确。补偿方法有：电桥平衡法、水浴法、修订法。（3分）

2:（6分）有一台转子流量计，其转子的材料是耐酸不锈刚（密度为7.9g/cm）,用来测量密度为0.75 g/cm3的介质，当仪表的读数为50 l/h时，被测介质的实际流量是多少？（已知水的密度为1.0 g/cm3） 附流量公式：qv??A02gvf3

(?f??)?Af

1

解：由题知：q??)v??A2gvf(?f0?A.......(3分)

fq?f??甲醇)?水l?((?q?58.5.......(3分)f??水)?甲醇3：（10分）有一无源传感器的测量线路如图所示，已知该传感器的允许耗散功率为300mw， 检测元件的阻值相对变化量?=0.1求： （1） 显示仪表所能得到的最大功率以及电源电压？ （2） 如何提高该测量线路的灵敏度？

解：要提高其有效信息传递系数，应使RUI电路最佳匹配。E则有：a1p?3........(1分)pap2c??2pKEP(1?a?27p)4256?pKEP........(2分)由于a13p?3，Rp0?3RL,uT?4Eppu2T9E2pT?R??pTg........(2分)p016Rp0p272c??216322569pT?16?pT?316?pTgp9c?16mvu1.6T?3Rp0........(2分)(2)提高电路灵敏度的方法有：提高?，

使电路最佳匹配，提高耗散功率........(3分)4:（10分）有一个敞口容器：ρ=1g/cm3

，H=1000mm.

问差压范围是多少mmH2O？若差压变送器输出范围为0.2～1.0kgf/ cm2 那么液位为40%时的输出压力？实际作用于正压室的压力是多大？

2

R

H 大气 ρ+ － 4、解：由题：差压范围为?p=1000mmh2o....(3分)p出?0.2?(1.0?0.2)?40％＝0.52kgf/cm....(4分)实际作用于正压室的压力为p=1000×40％＋p0＝10.73mh2o....(3分)3

四：问答题（在下列问题中任选两题作答）（10分）

1：试比较有差随动平衡式仪表和无差随动平衡式仪表的测量线路。 2：试分析标准孔板的节流原理。 3、分析霍尔片的工作原理。

4、仪表已经历了模拟仪表、数字仪表、智能仪表的发展，你认为检测仪表今后的发展方向是什么？

5、分析热电偶的工作原理。

1：试比较有差随动平衡式仪表和无差随动平衡式仪表的测量线路。

解：画出两种测量线路的结构方框图，比较电路的输入信号、偏差信号平衡电桥的作用、平衡电桥的位置等。 2：试分析标准孔板的节流原理。

解：孔板是一种节流元件，当孔板放入管道中时，流体流经孔板时发生局部收缩，流体的动能和势能之间相互转换，在孔板的前后测量压差，在根据流体的连续性和伯努利方程找到压差和速度的关系，即可测量流量。 3：试分析霍尔片的工作原理。

霍尔片是一种把压力转换为霍尔电势的传感器，首先把压力通入波登管转换为位移，带动霍尔片移动，切割磁力线，产生霍尔电势。电势大小和压力一一对应。

4：检测仪表经历气动仪表，DDZ型电动仪表，数字仪表的三个发展阶段。认为今后检测仪表主要的发展方向是什么？

解：仪表的发展方向是数字化、智能化。能方便的挂在现场总线上。

5：热电偶使一种把温度转化为热电势的测温元件，当把热电偶的一端放入

温度场中，热电偶的接触点由于热电极材料不同产生接触电势，热电极两端由于温度不同产生温差电势，两种电势组成热电势，由于温度和热电势有一一对应关系，故可利用分度表查热电势对应的温度。

五、设计题（10分）

假设有一段很长的细金属丝（金属丝的截面为圆形），现在要对其直径进行准确测量，试选用一测量方法，解释其测量原理，并要求对该方法在使用

3

过程中可能出现的误差进行分析。

解：采用缠绕法测量，把细金属丝均匀的缠在直尺上，测量出长度l和缠绕的匝数x，这样直径d为：

d＝l/x 只要l足够大，测量就越精确。

六：材料题（10分）

仔细阅读下列材料，回答材料后所附问题。

热敏电阻是由半导体材料制成，对温度敏感的元件。它具有许多特点：1、体积小，热惯性小，灵敏度高，因此所需信号调理电路简单；2、热敏电阻的标称电阻值大（几千欧姆～几兆欧姆），因此连接导线与其相比阻值可忽略不计，故其测量线路常采用二线制接法；3、商品化的热敏电阻有很高的精度和很好的互换性，使用起来非常方便；4、其缺点主要是其电阻值随温度不是线性变化。而且非线性较大，对负温度系数的热敏电阻而言，其阻值和温度之间的关系可以表示为：

?(1T?1T0)RT?R0e?为热敏电阻的材料系数 ——（1）

R0是热力学温度T0对应的电阻;T0是基准温度（通常298.15k）

由此可见，电阻值与温度不成正比（即线性），而是成指数关系。

为了实现热敏电阻温度传感器的输出与温度T成线性关系，必须进行线性化。 线性化方法：

1、非线性热敏电阻温度传感器 如下图：

RT

＋E R1 R1 － ＋ R3 R2 R2 1T1T0－ ＋ V1

v1?R3RTR1R2E?R3R0ER1R2?(1T?1T0)?(?)e?k1e ——（2）

2、线性化原理

由（2）式可知，传感器输出电压v1与T是非线性关系，如果能设计一个电路，让其输出电压是v1的非线性函数vT＝f（v1），那么只要该函数满足某种关系，就可使温度T与输出电压成线性关系：

vT＝sT ——（3）

其中s为常数，即线性增长系数

4

?(?)v1TT0 将（2）变形：?ek11取对数：lnv1k1??T??T0??T?k2 ——（4）

那么：T?ln?v1k?k2 ——（5）

将(5)代入（3）：vT?sT?lns?v1?k2 ——（6）

k式（6）是线性化器的输出与输入的函数关系，即vT＝f（v1），只要该关系成立，那么vT＝sT，输出电压vT与温度T就是线性关系。 请回答下列问题：

1、 热敏电阻作为测温传感器有哪些特点？（3分）

2、 热敏电阻检测温度的原理是什么？（3分）

3、如果测量温度的传感器是热电偶，假设热电势与温度的函数关系为v1＝at2+bt+c,假设要使统输出vt＝st，就必须使用线性化器，请写出vt＝f（v1）的线性化函数?其中a,b,c,s均为常数。（4分） 解：（1）热电偶的特点：：1、体积小，热惯性小，灵敏度高，因此所需信号调

理电路简单；2、热敏电阻的标称电阻值大（几千欧姆～几兆欧姆），因此连接导线与其相比阻值可忽略不计，故其测量线路常采用二线制接法；3、商品化的热敏电阻有很高的精度和很好的互换性，使用起来非常方便；4、其缺点主要是其电阻值随温度不是线性变化。(3分)

（2）热电偶使一种把温度转化为热电势的测温元件，当把热电偶的一端放入温度场中，热电偶的接触点由于热电极材料不同产生接触电势，热电极两端由于温度不同产生温差电势，两种电势组成热电势，由于温度和热电势有一一对应关系，故可利用分度表查热电势对应的温度。(3分) （3） v1?at?bt?cvt?stt?vtsvts)?b22

vts?c.....(4分)v1?a( 5