本文格式為Word版，下載可任意編輯——傳感器習(xí)題與思考題2023中國(guó)石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院自動(dòng)化系

《傳感器與檢測(cè)基礎(chǔ)》習(xí)題集

測(cè)量誤差和儀表的性能指標(biāo)

1、什么是真值?什么是約定真值、相對(duì)真值?2、什么叫絕對(duì)誤差，相對(duì)誤差，引用誤差，回差?

3、什么叫系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和疏忽誤差?各有什么特點(diǎn)?產(chǎn)生的原因是什么?4、什么叫測(cè)量不確定度、確鑿度和確鑿度等級(jí)?’

5、測(cè)量不確定度有哪幾種形式?試總結(jié)各種不確定度的計(jì)算程序。

6、有兩臺(tái)測(cè)溫儀表，其測(cè)量范圍分別是0-800~C和600-1100℃，已知其最大絕對(duì)誤差均為±6℃，試分別確定他們的精度等級(jí)。

7、檢定一塊1.5級(jí)刻度為0～100kPa的壓力表，發(fā)現(xiàn)在50kPa處的誤差最大為1.4kPa，其它刻度處的誤差均小于1.4kPa，問(wèn)這塊壓力表是否合格?

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壓力測(cè)量部分

1．彈簧管壓力表測(cè)壓原理是什么？試述彈簧管壓力表的主要組成及測(cè)壓動(dòng)作過(guò)程。

2．試述石英晶體壓電效應(yīng)的產(chǎn)生過(guò)程。橫向和縱向壓電效應(yīng)的產(chǎn)生與所測(cè)壓力之間的關(guān)系是什么？

3．什么是霍爾效應(yīng)？霍爾電勢(shì)的大小和方向與哪些因素有關(guān)？4．金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理上有什么不同？

5．一臺(tái)差壓變送器，測(cè)量范圍是0～60kPa，輸出信號(hào)范圍是4～20mA，問(wèn)被測(cè)差壓為35kPa時(shí)，變送器的輸出應(yīng)是多少mA？13.3mA

6．電容式壓力傳感器有哪幾種類(lèi)型？差動(dòng)式結(jié)構(gòu)具有什么優(yōu)點(diǎn)？

7．電容式壓力變送器，測(cè)量范圍為0～250kPa，求輸出信號(hào)為16mA時(shí)，被測(cè)壓力應(yīng)是多少kPa？187.5kPa

8．試述自感傳感器及差動(dòng)變壓器的工作原理靈敏度。

9．振弦式壓力變送器的工作原理是什么？如何使得振弦產(chǎn)生振動(dòng)？

10．要求測(cè)量0.8MPa的壓力，測(cè)量的最大誤差應(yīng)小于或等于±0.01MPa，現(xiàn)有一塊0～1.0MPa、精度0.5級(jí)的壓力表，問(wèn)量程和精度能否滿(mǎn)足要求？應(yīng)選擇何量程、何精度？0-1.6Mpa,0.625%0.5

11．需要測(cè)量某臺(tái)空氣壓縮機(jī)緩沖罐內(nèi)的壓力，工作壓力范圍為1.1～1.6MPa，要求就地觀測(cè)，并要求測(cè)量誤差不得大于罐內(nèi)壓力的±5％，試選擇一適合的壓力儀表用于測(cè)量。2.4Mpa,0-2.5MPa;±2.2%,1.5,普通壓力表

12．某化肥廠合成氨塔的壓力控制指標(biāo)為14±0.4MPa，要求有一就地壓力顯示，試選擇壓力儀表的類(lèi)型、測(cè)量范圍及精度等級(jí)。

23.33Mpa,0-25Mpa;1.6%,1.5,不銹鋼或碳鋼材料

13．為什么測(cè)量?jī)x表的測(cè)量范圍要根據(jù)被測(cè)量的大小來(lái)選??？選量程很大的儀表來(lái)測(cè)量很小的參數(shù)有何問(wèn)題？

14．需要校驗(yàn)精度為1.0級(jí)、0～10MPa的壓力表，試選擇標(biāo)準(zhǔn)表的精度和量程。0-16MPa、0.2級(jí)或更高

15．校驗(yàn)一塊精度1.5級(jí)、0～6MPa的壓力表，現(xiàn)有0.25級(jí)、0～10MPa和0.2級(jí)、0～16MPa的壓力表各一塊，哪一塊可以作為標(biāo)準(zhǔn)表？為什么？0.25級(jí)、0～10MPa

16．用活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)彈簧管壓力表時(shí)，應(yīng)如何讀取上、下行讀數(shù)？讀數(shù)時(shí)為什么要使測(cè)量活塞和砝碼保持一定的旋轉(zhuǎn)速度？

17．壓力儀表的安裝包括哪些內(nèi)容？需要注意哪些問(wèn)題？

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物位測(cè)量部分

1．按工作原理不同，物位測(cè)量?jī)x表有那些種類(lèi)？它們的工作原理各是什么？2．分別說(shuō)明浮球式液位計(jì)和浮筒液位計(jì)的工作原理，它們之間有何區(qū)別？

3．什么是差壓式液位計(jì)的零點(diǎn)遷移問(wèn)題？遷移的實(shí)質(zhì)是什么？正、負(fù)遷移有什么不同？如何判斷？

4．按圖2-1和2-2的安裝方法，分別為何種遷移？試分析探討遷移量分別為多少？?P??1gH?(?1(2-1)gh2??gh2)1?P??gH?(?gh2??0gh)1(2-2)

圖2-1圖2-2圖2-3

5．如圖2-3所示，測(cè)量密閉容器內(nèi)的液位，氣相為不凝性氣體，采用單法蘭差壓式液位計(jì)，液位測(cè)量范圍為H，已知：介質(zhì)密度ρ=0.8g/cm3,H=500mm,H0=200mm,試問(wèn)：（1）差壓計(jì)的量程應(yīng)是多少kPa？（2）何種遷移？遷移量是多少kPa？3.92kPa,正遷移1.568kPa

6．用差壓式液位計(jì)測(cè)量某鍋爐水位，如圖2-4所示，水位變化范圍為H，水的密度隨溫度變化可以忽略，已知Hmax=2000mm,ρ=0.95g/cm3,試問(wèn)：（1）若差壓計(jì)不帶遷移機(jī)構(gòu)能否使用？如

何使用？存在什么問(wèn)題？（2）若差壓計(jì)帶有遷移機(jī)構(gòu)應(yīng)如何使圖2—4用？需要進(jìn)行哪種遷移？遷移量是多少KPa？遷移后的測(cè)量范圍應(yīng)是多少？

?P??gH??gHmax

測(cè)量范圍：-18.62~0kPa

（1）可反接，但需注意差壓與液位對(duì)應(yīng)關(guān)系；

（2）負(fù)遷移，遷移量為：-18.62kPa或18.62kPa圖2—5

7．如圖2-5所示用差壓變送器測(cè)量某容器液位，被測(cè)介質(zhì)密度ρ1=0.85g/cm3，隔離液體密度ρ2=0.95g/cm3，液位測(cè)量范圍H=2000mm,h1=1000mm,h2=3000mm,試問(wèn)：（1）需要進(jìn)行哪種遷移？遷移量是多少kPa？（2）遷移后的測(cè)量范圍應(yīng)是多少？

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?P??1gH?(?2gh1??2gh2)

（1）負(fù)遷移，遷移量為：-18.62kPa或18.62kPa（2）測(cè)量范圍：-18.62~-1.96kPa

8．應(yīng)用差壓變送器測(cè)量?jī)煞N液體的分界面，安裝狀況如圖2-6所示，已知ρ1=0.75g/cm3，ρ2=1.0g/cm3,h4=200mm，h2=600mm，h3=1800mm，ρ0=1.0g/cm3，試問(wèn)：

（1）采用此種方法測(cè)量界位時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？

（2）差壓變送器的量程應(yīng)是多少kPa？是何種遷移？遷移量為多少kPa？

圖2-6

P??P1??1g(h1?h2?h3?H)??2g(H?h4)??0gh5P??P1??1gh1??0g(h2?h3?h4?h5)

?P?(?2??1)gH??1g(h2?h3)??2gh4??0g(h2?h3?h4)?(?2??1)gH??1g(h?h4)??2gh4??0gh

9．浮筒式液位計(jì)的量程由什么決定？在一致液位高度下，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)密度不同時(shí)，如何使液位計(jì)的輸出一致？

10．浮筒式液位計(jì)的校驗(yàn)一般采用水校和掛重的方法。若浮筒截面為A，長(zhǎng)度為L(zhǎng),重量為W；被測(cè)介質(zhì)密度為ρ，試說(shuō)明使液位計(jì)輸出分別為0%、25%、50%、75%、100%時(shí)，若分別采用這兩種方法校驗(yàn)具體應(yīng)如何實(shí)施？（設(shè)被測(cè)介質(zhì)的密度為850kg/m3）

11．試分析用電容式液位計(jì)分別測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)和非導(dǎo)電介質(zhì)的液位時(shí)，相當(dāng)于各自改變了哪個(gè)物理量從而引起電容量變化的？何時(shí)需要考慮虛假液位的影響？如何消除？12．試述射頻導(dǎo)納物位計(jì)和超聲波物位計(jì)的工作原理及它們應(yīng)用的場(chǎng)合。12.試述核輻射式物位計(jì)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。

13.可以用做界位測(cè)量的物位計(jì)有哪幾種？簡(jiǎn)述其原理和特點(diǎn)。

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流量測(cè)量部分

1．什么叫流量和總量？有哪幾種表示方法？常用流量單位是什么？

2．試述差壓式流量計(jì)測(cè)量流量的原理，并說(shuō)明哪些因素對(duì)差壓式流量計(jì)的流量測(cè)量有影響？3．什么叫標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置？有幾種形式？它們分別采用哪幾種取壓方式？

4.原來(lái)測(cè)量水的差壓式流量計(jì)，現(xiàn)在用來(lái)測(cè)量其測(cè)量范圍一致的油的流量，讀數(shù)是否正確？為什么？

5．用一臺(tái)電容式差壓變送器與節(jié)流裝置配用測(cè)量流量，變送器的測(cè)量范圍為0～10KPa，對(duì)應(yīng)流量為0～320m3／h,求輸出為14mA時(shí)，差壓是多少？流量是多少？6.25kPa,252.98m3／h

6．用一臺(tái)電動(dòng)力平衡式差壓變送器配孔板測(cè)量流量，原設(shè)計(jì)差壓范圍為0～63kPa，流量范圍為0～125T／h,安裝時(shí)誤裝了一臺(tái)差壓范圍為0～40KPa的差壓變送器，啟用后流量穩(wěn)定，儀表輸出壓力為10mA，試問(wèn)：

（1）實(shí)際流量是多少？60.99T/h

（2）若采用0～63kPa的差壓變送器，此時(shí)變送器的輸出應(yīng)為多少mA？7.81mA7．為了防止差壓計(jì)的測(cè)量室單向受壓，投用時(shí)應(yīng)如何啟動(dòng)差壓計(jì)？

8．靶式流量計(jì)與差壓式流量計(jì)的工作原理是否一致？該流量計(jì)有何特點(diǎn)？安裝時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？

9．靶式流量計(jì)的轉(zhuǎn)換部分和差壓變送器相比，為何要增加一個(gè)阻尼器？

10.用一臺(tái)電動(dòng)Ⅲ型靶式流量計(jì)測(cè)量加熱爐燃料油流量，已知流量計(jì)的測(cè)量范圍為0～40m3／h,產(chǎn)生的最大作用力Fmax＝22N，問(wèn)當(dāng)變送器輸出為8mA時(shí)，靶的受力為多少？此時(shí)的流量應(yīng)為多少？5.5N,20m3/h

11．容積式流量計(jì)的泄漏量與哪些因素有關(guān)？安裝時(shí)有哪些要求？12．試比較差壓式流量計(jì)與轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量原理的異同。

13．當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的密度、壓力或溫度變化時(shí)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示值應(yīng)如何修正？

14．用轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量表壓為31.992KPa、溫度為40℃的N2氣的流量，若巳知流量計(jì)讀數(shù)為10m3／h,求N2氣的真實(shí)流量（巳知N2在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)的密度為1.165Kg／m3）應(yīng)是多少？11.285Nm3/h

15.用水標(biāo)定的流量計(jì),測(cè)量范圍為0～1000m3／h,現(xiàn)將不銹鋼轉(zhuǎn)子(密度為7.92g／cm3)更換成一致形狀的鋁轉(zhuǎn)子(密度為2.86g／cm3),用來(lái)