建筑环境监测习题2参考答案.doc

建筑环境监测

习题二：
1、 用热电偶测温时为何要求冷端温度恒定？当用动圈表配合热电偶测量温度时，若冷端温度不是 0 ℃，可采取那些措施？
Ans:⑴ 热电偶测温是利用热电效应原理，热电势E（t,t0）=e(t)-e(t0) 如果一端温度t0保持不变，即e(t0)为常数，则热电势E（t,t0）就成为温度t的单值函数，这样只要测出热电势的大小，就能判断测温点温度的高低。
⑵ a.预置机械零位：将仪表的机械零点调至当时的冷端温度；
b.沐浴法：将热电偶冷端分别插入盛有绝缘油的试管中，然后放入装有冰水混合物的容器中；
c.补偿导线法；
d.利用温度补偿器对冷端温度进行自动补偿。
2、 写出暖通、燃气专业常用的几种标准化热电偶的名称、分度号及测温上限。
Ans: ①铂铑30-铂铑6，分度号B，长期上限1600℃，短期上限1800℃；
②铂铑10-铂，分度号S，长期上限1300℃，短期上限1600℃；
③镍铬-镍硅，分度号K，长期上限1000℃，短期上限1200℃；
④铜-康铜，分度号T，长期上限350℃。
3、 画出动圈式仪表、热电偶、补偿导线、参比端温度补偿器、连接导线构成的测温系统图，并说明各部分连接时应注意哪些问题？对线路电阻有何要求？
Ans:测温系统图

注意事项：1）热电偶与补偿导线、温度补偿器要配套使用；
2）预置零位；
3）对线路电阻的要求：为了减小误差，提高测量精度，动圈仪表的外接线路的总电阻规定为15Ω；
4）在0~100℃，补偿导线与热电偶具有相同的热电特性。
4、 用分度号为K的热电偶测温，测量时未用补偿导线和冷端温度补偿器，动圈表机械零位在标尺0℃,热电偶冷端温度为20℃，当动圈表指示在500℃时，问被测温度是不是500℃?若不是，应为多少?
Ans: 被测温度不是500℃
E（t,0）=E(t,t0)+E(t0,0)=E(500,0)+E(20,0)
说明：动圈仪表指示在500℃，机械零位仍在标尺0℃，现冷端温度变为20℃，故实测值应该加上E(20,0)。查分度表，查找对应电势的值。
5、 分别提出一种测量管道内平均温度和温差的方法。
Ans: ①采用水银温度计，在管道内有规则的选取若干测点，然后求其平均值，近似为管道内的平均温度。
方法2：用热电偶的方法（串联、并联）
②利用温差热电偶（由2支同型号、同规格的热电偶反接串联而成），其热端受热之后所产生的热电势为2支热电偶的热电势之差，此电势差反映了两热端（t1，t2）温度差的数值。
6、 写出本专业常用的几种标准化热电阻的名称、分度号及测温范围。
Ans: 1）铂电阻 Pt -190~630.755℃
2）铜电阻 Cu -50~150℃
3）半导体热敏电阻 -40~350℃
7、 热电偶和热电阻测温仪相比较各有哪些特点？
Ans：1)热电偶温度计的测量范围广，结构简单，使用方便，测温精度较高，响应快，便于信号的远传、自动记录和集中控制；冷端补偿以及动圈仪表冷端温度不为0℃时应将机械零点调至当时的冷端温度；动圈仪表的外接线路的总电阻规定为15Ω。
2）热电阻温度计输出信号大，测量准确，但时间常数比热电偶的大。便于远传，与不平衡电桥或平衡电桥配套使用，能自动显示、记录和实现多点测量；不管热电阻和测量仪表之间的距离远近，必须使导线电阻符合规定的数值（5Ω或2.5Ω）。
8、影响干湿球湿度计测量精度的主要因素有哪些?在供热通风与空调工程中,测量空气湿度的主要方法有哪些?
Ans：主要因素 1）风速(＞2.5m/s)
2）大气压力(101325Pa)
3)干湿球湿度计本身精度
主要方法 1）利用干湿球湿度计，在测得干湿球温度后，可利用公式、有关图表，以及干湿球温差及干球温度查出相应的相对湿度值。
2）利用电阻湿度计，将空气的相对湿度转换为其电阻值的测量，通过传感器或变送器在仪表上显示出来。
3）利用氯化锂露点式湿度计，确定氯化锂饱和溶液和被测空气的平衡温度，再根据空气的干球温度和露点温度求出空气的相对湿度。
9、 简述氯化锂露点湿度计测湿度的工作原理。
Ans：1）通过测量氯化锂饱和溶液的饱和水蒸气分压力与被测空气的水蒸气压力相等（即达到平衡）时，盐溶液的温度，即平衡温度来确定被测空气的露点温度，再根据空气的干球温度和露点温度求出空气的相对湿度。

2）氯化锂吸湿放湿使其阻值发生变化，图中，氯化锂饱和水蒸气压力曲线在水饱和
压力曲线下方，吸收空气中的水分，电阻降低，电流增大，温度升高，相应的饱
和蒸汽压力也上升。当其压力上升到水蒸气分压力p时，溶液中的水分蒸发，电
阻增加，电流减小，温度下降，它的饱和蒸汽压也下降。如此反复，最后氯化锂
溶液的饱和蒸汽压力等于p，吸湿和蒸发量相等，达到动态平衡，此温度称为平
衡温度，如图中的TC。而TC温度与被测气体的露点温度有一定的对应关系，如图
中C—A线与水的饱和蒸汽压力曲线交于B点（等压冷却至饱和点），由B点向下
引垂线与温度轴交点TDP即为露点温度。
TDP=HTC+G 式中 H，G—常数
3）最后再根据空气的干球温度求出空气的相对湿度。
10、测量某管道内蒸汽压力，压力计位于取压点下方6M处，信号管路凝结水的平均温度为60℃，水密度为985.4kg/m3 ，当压力表的指示值为4MPa时，求蒸汽管道内的实际表压。
Ans: 实际压力P=4-985.4×9.807×6×10-6 MPa=3.942MPa
11、 简述霍尔变送器的工作原理。
Ans：
1） 霍尔电势：UH=RHIB，其中，电流是恒定的，霍尔电势只与磁场有关。
2） 霍尔式压力传感器的压力-位移转换。霍尔片被置于弹簧管的自由端，被测压力p由弹簧管固定端引入，引起弹簧管自由端的变化，带动霍尔片位移，将压力值转换成霍尔片的位移。
3） 霍尔片处于2对磁极形成的线性非均匀磁场之中。
4） 当引入被测压力后，弹簧管自由端的位移带动霍尔片偏离平衡位置，霍尔片所产生的两个极性相反的电势大小之和不再为0，从而输入相应的电势信号，完成位移电势的转换，且输出的电势与被测压力成线性关系。霍尔电势输送至动圈式仪表或自动平衡记录仪表进行压力显示。
12、 用铂热电阻测温时为何常采用三线制连接？
Ans：铂热电阻测温采用三线制，可减小环境温度变化对线电阻的影响，以提高测量精度。
13、 某热敏电阻的R0=5080Ω，B=2700K，如果它的测温范围为：-20 ~ +50℃，计算相应的阻值变化范围。
Ans：

=11102.1Ω

=1098.9Ω
相应的阻值变化范围为11.102~1.098kΩ

14、 某U形管压力计（液封是水），右管内径为8.2毫米，左管内径为8.0毫米，调好零点测压时，右管读数是200毫米水柱，若认为被测压力是400毫米水柱，求由此带来的误差。
Ans：

P1-ρ水gh1=P2+ρ水gh2 （1）
d12h1= d22h2 （2）
h1=210.125mm
P=P1-P2=410.125mmH2O
误差=测量值-真值
=400-410.125
=-10.125 mmH20
实际被测压力为410.125mmH20，误差为-10.125 mmH20。
5.10 同上第14题。
5.11 1）对腐蚀性较强的被测介质，应选择不锈钢之类的弹性元件或敏感元件制作的压力计；对于氧气、乙炔等被测介质，应选择专用表。
2）对于被测介质压力不大，不要求迅速读数的可选择液柱式的U型管和单管压力计。
3）在测量微压时，宜选择液柱式压力计或膜盒压力计。
4）在易燃易爆场合使用电传压力计时，应选择防爆型。
5）对于只需要观察压力变化的情况，应选择直接指示型仪表；如需要对压力信号进行控制并要求报警的，可选择电接点压力计。
6）生产上要求集中检测或测压点离操作岗位较远，测压点很低以及需要在不同的地方同时进行测量观察时，可选择远传压力计或其他电气式压力计；如需要检测快速变化的压力信号，宜选择电气式压力计。
7）对温度过高或过低的环境，应选择温度系数小的敏感元件及相应的变换元件制作的压力计。
8）对于不同的安装场合应选择相应安装方式和外形尺寸的压力计。
5.12 最大绝对误差ΔX=5kPa
测量范围为-101.33~600kPa
基本误差δ=0.7%<1.5%，符合
5.13 1）最大工作压力不应超过仪表满量程的2/3，故选择量程为10MPa的压力计。
2）精度为0.5级（不考虑温度的影响）。
5.14 取压点处应避免受到绕流和涡旋的影响；除了被测介质外，不接触其他物质；不易堵塞。图中D点是正确的，其取压点稳定，且压孔与壁面垂直。
5.15 同上第10题。