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过程检测技术及仪表考试复习资料 1. 温度和温标的基本概念是什么？ 答：温度是表征物体或系统的冷热程度的物理量。它反映物体内部分子热运动的状况，分子热运动越快，物体越热，温度就越高，反之温度就越低。温标是用来度量温度高低的标尺，它是温度的一种数值表示，一个温标主要包括两个方面的内容：一是给出温度数值化的一套规则和方法，例如规定温度的读书起点（零点）；二是给出了温度的测量单位。2. 热电偶的测温原理是什么？简述热电偶的几个应用实例。 答：热电偶测温基本原理:将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。应用：采用双金属温度计、热电偶或热电阻一体化温度变送的方式，既满足现场测温需求，亦满足远距离传输需求,可以直接测量各种生产过程中的-80-+500范围内液体、蒸气和气体介质以及固体表面测温。用于测量各种温度物体，测量范围极大，远远大于酒精、水银温度计。它适用于炼钢炉、炼焦炉等高温地区，也可测量液态氢、液态氮等低温物。3. 热电偶工作端温度变化，但保持工作端与参比端温差不变，其热电势是否由变化？为什么？ 答：（仅供参考）变化。虽然说热电势只与温度差和材料有关，但是A与B热电极材料的电子密度是与温度有关系的，热电偶电势与温度差并不是严格的线性关系，热电势与温度的变化不是通过计算得到，而是依据国际实用温标用实验的方法得到，所以温差不变，温度变化，热电势会发生变化。4. 热电偶为什么要冷端温度恒定？答：热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0。C时分度的，在实际应用中，由于热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以冷端温度不可能保持在0。C不变，也不可能固定在某个温度不变，而热电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度，所以如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差，为了消除这种误差，必须保持冷端温度恒定。5. 工业上使用补偿导线的理论依据和注意事项 答：热电偶的补偿导线实际是一对在规定温度范围（一般为0-100度）内使用的热电偶丝。采用与热电偶电极材料相同的金属材料或在规定温度范围内，热电特性与所配接的 热电偶相同，且易于获得价格低廉的 金属材料作成，在测温中作为热电偶与二次仪表的连接导线使用。1）补偿导线必须与相应型号的热电偶配用2）补偿导线在与热电偶、仪表连接时、正负极不能接错，两对连接点要处于相同温度 。3）补偿导线和热电偶连接点温度不得超过规定使用的温度范围。 4）要根据所配仪表的不同要求选用补偿导线的线径。6. 热电偶的三大基本定律是什么，有哪些应用？答：均匀导体定律、 中间导体定律、 中间温度定律（1）均匀导体定律：由一种均匀导体（或半导体）组成的闭合回路，不论温度如何分布，都不能产生电动势。应用：热电偶必须由两种不同材料组成；由一种材料组成的闭合回路存在温差时，如回路有热电势，则材料不均匀。（2）中间导体定律：不同材料组成的闭合回路中，若各种材料接触点的温度都相同，则回路中热电势的总和等于零。应用：连接显示仪表的两个接点温度相同， 则不影响热电偶电势；也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。（3）中间温度定律：热电偶在两接点温度t1、t3时的热电动势等于接点温度分别为t1、t2和t2、t3 的两支同性质热电偶的热电动势的代数和。应用：为热电偶热电势温度关系分度奠定了理论基础；为工业测温中应用补偿导线提供了理论依据。1. 除了课件中提到的物位测量方法，还有没有其他物位测量方法，举例说明（仅供参考）1.磁致伸缩式液位计测量时，电子部件产生一个电流脉冲，在电流脉冲周围产生一个磁场沿 波导管乡下运动，当电流脉冲产生的磁场与浮子的磁场相遇时，产生一个扭应力波，或称为返回脉冲，由于返回脉冲在金属内的传播速度是固定的，所以计量发出的电子脉冲与返回脉冲之间的时间间隔，就可以知道浮子的位置。 2.光纤液位计光纤传感器具有灵敏度高、电绝缘性好、防爆性能。分为全反射型光纤液位计和浮沉式光纤液位计,全反射型光纤液位计由液位敏感元件、传输光信号的光纤、光源和光电检测单元组成。浮沉式光纤液位计是一种复合型液位测量仪表，由普通的浮沉式液位传感器和光信号检测系统组成，主要包括机械转换、光纤电路和电子仪表电路等三部分，适用于液位的连续测量，特别适用于易燃易爆介质的测量，是一种安全性测量仪表。 3.微波式物位计微波物位计又称雷达物位仪。微波物位计运用了微波的特性，在一定条件下，微波传播速度是一定的，所以可以通过测量微波从传感器传播至物料表面，并返回到传感器所用的时间来计算出所测量的物位。 4.射线式物位计检测系统组成：射线源、探测器、电子线路。放射源可以是一个点源，也可以做成线源，接收器同样可以是单点或是线状的。2. 差压变送器的工作原理分析，以及产品 答：工作原理：来自双侧导压管的差压直接作用于变送器传感器双侧隔离膜片上，通过膜片内的密封液传导至测量元件上，测量元件将测得的差压信号转换为与之对应的电信号传递给转换器，经过放大等处理变为标准电信号输出。产品：DDZ-型电动单元组合仪表3. 物位计的选择；课本P65，序号以及P66例题1 掌握测量的定义 测量:人们借助专门工具,通过试验和对试验数据的分析计算,将被测量X0以测量单位U倍数显示出来的过程,即X0U。2 掌握仪表的三大组成部件 三大组成部件是：感受件、显示件、传送件。感受件：直接感受被测量并将其转化成相应的输出信号。也称：敏感元件、一次元件、发送器。如热电偶；显示件：向观察者显示被测量的数值、量值的装置传送件：将感受件输出的信号按显示件的要求传输给显示件。3 掌握仪表的误差、等级、线性度、灵敏度等性能指标 仪表的基本误差：在规定的工作条件下，仪表量程范围内各示值误差中的绝对值最大者称为仪表的基本误差。 仪表的准确度等级：仪表最大引用误差表示的允许误差ryu去掉百分号后余下的数字称为该仪表的准确度等级。 线性度：对于理论上具有线性“输入输出”特性曲线的仪表，由于各种原因，实际特性曲线往往偏离线性关系，它们之间最大偏差的绝对值与量程之比的百分数，称之为线性度。灵敏度：仪表在到达稳态后，输出增量与输入增量之比，称为仪表的灵敏度。1 仪表的主要性能指标有哪些？ 课本P7精度，变差，非线性误差，灵敏度和灵敏限，动态误差2 你如何理解测试和检测（测量）的异同之处？ 测量是确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作，是通过相互比较的一个实验过程，确定其量值大小，检测是意义更为广泛的测量。测试是具有试验性质的测量，通过多参量的试验来确定其物体的特性或条件的最佳状态。3 检测技术与仪表的主要发展有哪些？ 请自行查阅资料解答4 过程检测技术的发展趋势？a传感器逐渐向集成化、数字化、智能化、网络化、组合化方向发展b不断拓展测量领域和范围，努力提高检测精度和可靠性c软测量技术、数据融合处理方法等新技术得到迅速发展和广泛应用d非接触式检测技术得到重视和发展e检测系统智能化1 检测系统的基本构成？过程检测仪表的组成？ 检测系统包括被测对象，检测元件，变换器，信号传输，信号处理，测量电路及显示装置。 检测仪表：变换，比较和显示装置。2 检测技术的作用与意义？a产品检验和质量控制的重要手段b在大型设备安全经济运行中得到广泛应用c自动化系统中不可缺少的组成部分d检测技术完全发展推动着现代科学技术的进步3 为什么要做检测仪表的检定？ 评定仪表的计量性能，并确定其性能是否合格。4 测量误差的产生原因有哪些？ 与检测系统的组成和各组成环节有关：a有被测对象本身引起的误差b有检测理论假定产生的误差c检测系统各环节所使用的材料性能和制造技术引起的误差d组成检测系统各环节的传递特性方面产生的误差e检测系统各环节动力源的变化引起的误差f检测系统器件特性变化引起的误差偏离设定值g检测环境引起的误差h检测方法引起的误差i检测人员造成的误差5 按误差的特性规律分类及其定义？其误差如何处理并消除？ 系统误差按一定规律变化的误差，或是指对同一参数进行多次重复测量时所出现的数值大小和符号都相同的误差。系统误差是有一定的规律，他总可以归结为一个或几个因素的函数，只要找出其因素，引入相应的校正值，该系统误差就可以消除或减小，而对于恒定误差的系统误差，可以通过仪表零点调整。 随机误差在同一测量条件下，多次重复测量同一量值时，每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差。用数理统计的方法，处理测量数据，从而减少随机误差对测量结果的影响。 粗大误差一种显然与实际值不符的误差。重复测量，严格检查，发现后舍弃或重测以消除误差。6 最小二乘法的数据处理过程？ 请自行查阅资料解答1 为什么重复性是检测系统最基本的技术指标？ 请自行查阅资料解答2 确定测量误差的方法为何？何时用之？ 请自行查阅资料解答3 与检测技术有关的常见的基础效应？哪些检测元件与之对应？ 25页表2-14 温度测量的主要分类与特点？ 27页表2-45 热电效应（热电偶）的测温原理和应用？ 原理：两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，当他们的两个接点处于不同温度时，回路将产生电动势。应用：25页，表2-16 常用热电偶材料及特点？ 31页表2-57 何为经验温标，常用哪些经验温标？ 借助于某一种物质的物理量与温度变化的关系，用实验方法或经验公式所确定的温标称为经验温标，常用的摄氏温标、华氏温标8 热电偶配接的常用仪表有哪些？ 动圈表、电位差计、数字电压表及数显仪表1 电阻温度计的测温误差主要有哪些？ 热电阻的基本误差、指示仪表误差；热电阻的自然误差、引线电阻误差2 辐射测温法的主要特点？ 28页表3 热辐射的基本定律有哪些？ 普朗克定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、基尔霍夫定律、维恩位移定律4 光纤测温技术的主要应用方面？ 42页1,2,3,4。1压力的表示方法？相互关系？ 压力的表示方法有四种，相互关系见课本44页（图2-21）2 电测压力的主要特点？ 将被测压力转化为电信号，具有以下特点： 1、动态性能好，适于测量快速变化的信号 2、耐压上限高，适于超高压场合 3、输出信号易于远距离传输3 压力检测仪表的分类有哪些？ 液柱式压力计、弹性式压力计、负荷式压力计、压力传感器1 超声波物位测量的基本原理？ 利用超声波在介质中的传播特性，通过测量声波从发射至接收到被物位界面所反射的回波的时间间隔来确定物位的高低。2 辐射式物位测量的主要特点？ 1.可连续测量也可以定点发送信号和进行控制 2.不受温度、压力、湿度电磁场的影响而可以穿透各种介质，实现完全非接触式测量3 物位计选择应考虑哪些因素？ （1）：测量环境： 1.介质的特性（介质温度、电导率、腐蚀性 固液的态势 颗粒大小 温度 压力） 2.仪表安装的环境 （2）：测量要求 Ps:也可以参考课本66页，第五段开头4 常见的液位计有哪些？主要特点为何？ 课本65页，下半部分，共九个1 试给出流量计的分类？常用的流量检测仪表有哪些？ 101页（表格218）2 转子（浮子）流量计的主要特点？ 93页转子流量计的特点（原文）3 如何定义瞬时流量和累计流量？ 67页，第一段，定义4 节流式流量计的原理？常用的节流装置有哪些？ 原理：根据安装于管道中节流装置前后的差压推算出流量 标准节流件：68页，倒数第二段 特殊节流件：68页，倒数第一段5 超声波流量计的主要特点？ 97页最后一段1科里奥利质量流量计的优缺点？优点：可靠性高 、重复性好、 测量精度高 、压损小、无活动部件、 量程比宽、 响应速度快 、无须温压补偿缺点：只适用于中小尺寸的管道的流量检测。2 常用的容积式流量计有哪些？有啥特点？使用中应注意什么？ 101页表格1 成分参数的检测方法有哪些？ 化学式、物理式、物理化学式2 简述氧化锆氧量计的工作原理，保证正确测量的条件是什么？ 测氧时，测氧电池在高温条件下，在参比电极边流过空气，在测量电极边流过待测气体，此时两侧电极间形成电位差，此电位差只与氧浓度有关，通过电势就可知道氧含量。3 红外式成分检测的原理和特点？ 原理107页，特点106页4 火电厂锅炉燃烧质量如何检测？ 请自行查阅资料解答1 信号变换的基本形式有哪些？ 简单直接变换、差动式变换、参比（补偿）式变换、平衡（反馈）式变换2 简述差动式变换的特性。P125页3 电流和电压之间变换的基本形式？ 145页电压-电流的转换和146页电流-电压的转换1 简述电容式差压变送器的工作原理，如何区别传感器和变送器？ 检测前，高、低压室压力平衡，P1 =P2；按结构要求，组成两可变电容的固定弧形极板和检测膜片对称，极间距相等，C1 =C2。 当被测压力P1和P2分别由导入管进入高、低压室时，由于P1 P2隔离膜片中心将发生位移，压迫电解质使高压侧容积变小。当电解质为不可压缩体时，其容积变化量将引起检测膜片中心向低压侧位移，此位移量和隔离膜片中心位移量相等。根据电工学，当组成电容的两极板极间距发生变化时，其电容量也将发生变化，即从C1=C2变为C1C2。 由电气原理图可知，未发生位移时，I1=I2=0；1+2=c；发生位移后，由于相对极间距发生变化，各极板上的积聚电荷量也发生变化，形成电荷位移，此时反映出I1 I2，两者之间将产生电流差，若检测出其值大小以及和压差的关系，即可求取流量。 区别：1、传感器，是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称，通常由敏感元件和转换元件组成。2、当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为变送器。3、变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器，传感器则是将物理信号转换为电信号的器件。4、传感器，和变送器本是热工仪表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号或把物理量如压力、液位等直接送到变送器。 5、变送器，则是把传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件；或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大，以便供远方测量和控制的信号源。2 数字式变送器的基本构成？包含哪些内容？ 检测单元、A/D转换、微机系统、网络通讯、上位机接口、D/A转换。3 变送器的共性问题有哪些？ 量程调整、零点调整和零点迁移、线性化、变送器信号传输方式1 自动电子平衡电桥与自动电子电位差计有啥不同？ P172页最后一段到p173页2 数字式显示仪表的主要优点及分类？ 分类在163页，优点157第四段3 A/D变换有哪些步骤？ 采样，保持，量化和编码4 数字式显示仪表的主要发展趋势？ 近几十年来，随着现代科学技术的迅猛发展，数字仪表很快从电子管式，晶体管式发展到目前集成电路式和带有微处理器的数字仪表+157页第二段最后两句1 何为软测量技术？其要素是什么？通过实例说明其应用。 214页第二段（定义），第三段（要素），216页（应用）2 虚拟仪器技术的定义？虚拟仪器的组成？创建虚拟仪器的过程？应用条件？ 218页第一段3 与传统仪器相比，虚拟仪器技术的主要优点是什么？ 217页最后一段4 什么是无线传感器网络？ 无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。5 无线传感器网络面临的十大挑战？ 节点问题（性能、价格、体积、能耗问题）、互联问题、移动性问题、覆盖问题、模拟与仿真、自动标识、安全与测距、安全保障6 传感器网络的三要素？ 传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素