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检测与自动化仪表试题答案
第一章 绪论
1．经典检测仪表控制系统：——一般泛指石油、化工、热工行业生产过程的工业四大参数：温度、压力、流量、物位的控制系统（TC、PC、FC、LC）。
2．无特殊条件要求，常规工业检测仪表控制系统的结构图基本相同，而与详细选用的仪表无关！
3．常规工业检测仪表控制系统的基本组成包括被控对象、检测敏感元件-变送器、显示仪表、调整器、给定器和执行器等。
4．误差公理：“一切测量都具备误差，误差自始至终存在于所有的科学试验过程中”；采取何种仪表测得的值都有误差
5．绝对误差=示值-“真值”；绝对误差必须有±号、数值、单位（量纲）！
6．实际相对误差：；标称相对误差：。
7．引用误差又称作满度相对误差：；最大引用误差——最大满度相对误差：
8．仪表的精度（等级）一般以表示，是最大引用误差去掉±号和（%）号后的数字，并且必须取对应的标准系列值；校验仪表时取偏大值，选择仪表时取偏小值；不一样仪表的精度等级的系列标准值是不一样的！
9．已知控制流程图

绘制控制系统结构图

10．经典检测仪表控制系统结构图如下，简单阐明各个步骤的名称和功效。

被控对象：
检测单元——“一次仪表”：
变送单元：非电量→电量；电量→“统一信号”
显示、统计单元——“二次仪表”
调整、控制单元——“三次仪表”
执行单元
★安全栅
※
11．用测量范围为-50～15OkPa 的压力传感器测量 14OkPa 压力时 , 传感器测得值为142kPa, 求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。
解：

12．某测温仪表的测量范围为-100～70O℃，校验该仪表时测得全量程内最大绝对误差为+5℃，试确定该仪表的等级精度。
解：

13．某测压仪表的测量范围为0～8MPa，依照工艺要求，测量示值的误差不允许超出±0。05MPa，试问应怎样选择仪表的精度等级才能满足工艺要求。
★解：

14．某测压仪表的测量范围为0～10MPa，精度等级为1。0级。试问：该仪表允许的最大绝对误差是多少？若用标准压力计校验该压力表，在校验点为5MPa时，标准压力计的读数为5.08MPa，试问该被校验仪表在这一点是否符合1.0级精度？为甚麽？
解：
MPa
被校验仪表在校验点为5MPa时的引用误差：

被校验仪表在校验点为5MPa时的绝对误差：

15.每个用于测量的仪表都用测量范围，它是该仪表按要求的精度进行测量的被测变量的范围。测量范围的最小值和最大值分别为测量的下限值和上限值，简称仪表的下限和上限。
16.仪表的量程能够用来表示测量范围的大小，是其测量上限值和下限值的代数差。
17.灵敏度是仪表对被测参数变化感知的灵敏程度，常以在被测参数变化时，通过足够时间待仪表指示值达成稳定后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比；例如：。
18.仪表的辨别率：它是仪表输出能够响应和辨别的最小输入量。

第二章 误差及测量不确定度
1．系统误差：在一定的测量条件下，测量值中含有的固定不变的、或按一定规律变化的误差
2．随机误差：在同一测量条件下对同一被测量进行数次重复、等精度测量所产生的误差，它们的绝对值和符号以不可预定方式变化的误差；随机误差就某一单次测量而言是无规律的，但测量次数足够多时，随机误差的总体服从统计规律；
3．等精度测量的随机误差：就某一单次测量而言是无规律的，但测量次数足够多时，随机误差的总体服从统计规律；依照统计学原理，◆随机误差的统计规律：——“四特性”
有界性：
单峰性：
对称性：
抵偿性：
4．置信区间：定义为随机变量的取值范围，一般用正态分布的标准误差的倍数表示，即，其中Z为置信系数。
5．置信概率：随机变量在置信区间内取值的概率。
6．置信水平：表示随机变量在置信区间以外取值的概率。
7．不等精度测量的加权及其误差：使用不一样的措施对同一个未知量进行m组等精度测量，得到m组等精度测量数据；各组测量成果及误差不能同等看待：——可靠程度不一样样；用“权”或“权重”辨别各组测量成果的可靠性和可信赖程度，以符号“”表示。
8．粗大误差的检查与剔除：前提是设置一定的置信概率，查看可疑值是否在置信区间内；
简单检查法：先将可疑值除外，计算算术平均值、算术平均误差，计算可疑值的残存误差，则这个可疑值应剔除
格罗布斯检查措施（格罗布斯准则）：

准则：
肖维勒准则：为肖维勒系数，查表
9．求测量误差的绝对值在或然误差的3.5倍以内的概率。
解：

10．求测量误差的绝对值在或然误差的2.5倍以内的概率。
解：

11．求测量误差的绝对值在或然误差的2.9倍以内的概率。

12. 求测量误差的绝对值在或然误差的3倍以内的概率。
解：

13.铜电阻值与温度的关系为,目前通过直接测量,已知20℃时的电阻值、电阻温度系数，求铜电阻在时的电阻值及其标准误差。置信概率皆为68.28%
解：
⑴ 电阻值

⑵ 电阻值的标准误差
① 各个直接测量量的偏导数

② 各个直接测量量的标准误差

③

⑶ 测量成果

14．有一组重复测量数据，用格罗布斯检查法剔除坏值。
数据：160、171、243、192、153、186、163、189、195、178
序号
测量值

残差

残差方

残差

残差方

1
160
-23
529
-16.33
266.67
2
171
-12
144
-5.33
28.41
3
243
60
3600
----------------
--------------
4
192
9
81
15.67
245.44
5
153
-30
900
-23.23
544.29
6
186
3
9
9.67
93.51
7
163
-20
400
-13.33
177.69
8
189
6
36
12.67
160.53
9
195
12
144
18.67
348.57
10
178
-5
25
1.67
2.79

重新计算

15．有一组重复测量数据，用格罗布斯检查法剔除坏值。
测量

序号
测量值

残差

残差方

残差

残差方

1
38．91
-0.71

-0.65

2
39．27
-0.35

-0.29

3
39．35
-0.27

-0.21

4
39．39
-0.23

-0.17

5
39．44
-0.18

-0.12

6
39．44
-0.18

-0.12

7
39．46
-0.16

-0.1

8
39．48
-0.14

-0.08

9
39．68
0.06

0.12

10
39．69
0.07

0.13

11
39．71
0.09

0.15

12
39．76
0.14

0.2

13
39．78
0.16

0.22

14
39．94
0.32

0.38

15
40．12
0.50

0.56

16
40．56
0.94

重新计算

16．对某温度进行10次等精度测量测量成果：
=85.71, 85.63, 85.65, 85.71, 85.69, 85.69, 86.70, 85.68, 85.66, 85.68 [℃]，求测量成果
测量

序号
测量值

残差

残差方

残差

残差方

1
85．71
0．03
0．0009

2
85．63
-0。05
0．0025

3
85．65
-0。03
0．0009

4
85．71
0．03
0．0009

5
85．69
0．01
0．0001

6
85．69
0．01
0．0001

7
85．70
0．02
0．0004

8
85．68
0
0．0000

9
85．66
-0。02
0．0004

10
85．68
0
0．0000

解：

17．对某电压12等精度测量测量成果：
测量

序号
测量值

残差

残差方

残差

残差方

1
20．42
-0.019
3.61
0.011
1.21
2
20．43
0.029
8.41
0.021
4.41
3
20．40
-0.001
0.01
-0.009
0.81
4
20．39
-0.011
1.21
-0.019
3.61
5
20．41
0.009
0.81
0.001
0.01
6
20．31
-0.091
82.81
-------
--------
7
20．42
0.019
3.61
0.011
1.21
8
20．39
-0.011
0.01
-0.019
3.61
9
20．41
0.019
0.01
0.001
0.01
10
20．40
-0.001
8.41
-0.009
0.81
11
20．40
-0.001
0.01
-0.009
0.81
12
20．43
0.029
0.01
0.021
4.41
解：

重新计算

18．某节流元件(孔板)开孔直径d20的尺寸进行了15 次测量 , 测量数据如下 ( 单位 :mm):
120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40
试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差 , 并写出其测量成果。
解
求算术平均值
计算残存误差

序号
测量值
Ui /mm

1
120．42
0．016
2．56
0．009
0．81
2
120．43
0．026
6．76
0．019
3．61
3
120．40
-0。004
0．16
-0。011
1．21
4
120．42
0．016
2．56
0．009
0．81
5
120．43
0．026
6．67
0．019
3．61
6
120．39
-0。014
1．96
-0。021
4．41
7
120．30
-0。104
108．16
————
————
8
120．40
-0。004
0．16
-0。011
1．21
9
120．43
0．026
6．76
0．019
3．61
10
120．41
0．006
0．36
-0。001
0．01
11
120．43
0．026
6．76
0．019
3．61
12
120．42
0．016
2．56
0．009
0．81
13
120．39
-0。014
1．96
-0。021
4．41
14
120．39
-0。014
1．96
-0。021
4．41
15
120．40
-0。004
0．16
-0。011
1．21

用贝塞尔公式计算标准差的估算值：
mm
第一次判断有无粗大误差——格拉布斯准则：

计算剔除粗大项后的算术平均值

计算残存误差
用贝塞尔公式计算标准差的估算值：

第二次判断有无粗大误差——格拉布斯准则：

计算算术平均值标准差的估算值：

测量成果：

18-2．对某恒温箱温度进行10次测量，求测量成果

测量

序号
测量值

残差

残差方

残差

残差方

1
20．06
-0。06
0．0036

2
20．07
-0。05
0．0025

3
20．06
-0。06
0．0036

4
20．08
-0。04
0．0016

5
20．10
-0。02
0．0004

6
20．12
0．0
0．0

7
20．14
0．02
0．0004

8
20．18
0．06
0．0036

9
20．18
0．06
0．0036

10
20．21
0．09
0．0081

解：

19． 对光速进行测量 , 得到如下四组测量成果 :
C1=(2.98000 土 0.01000)×108m/s
C2=(2.98500 土 0.01000)×108m/s
C3=(2.99990 士 0.00200)×108m/s
C4=(2.99930 士 0.00100)×108m/s
求光速的加权算术平均值及其标准差。
解：
“权”之比

加权算术平均值：

加权算术平均值标准差的估算值
测量成果——莱以达准则

※
20．测量成果应包括比值和测量单位；测量成果仅仅是被测量的最佳估量值；测量成果的可信程度用测量不确定度表示！
因此：测量成果的完整表述应包括测量估量值、测量单位和测量不确定度（误差“界限”）。

第三章 检测技术与措施分析
1．传感器：国家标准GB7665—87中的严格定义：“能感受要求的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，一般由敏感元件和转换元件组成”；在某些科学领域，传感器又称为敏感元件、检测器、转换器等。
2．在使用仪表或传感器进行测量时，被测量量直接与同类标准（或基准）量进行比较，不需要通过运算，就能得到测量量的数值，这种测量措施称为直接测量。
3．在使用仪表或传感器进行测量时，首先对与被测量量有确定函数关系的几个量进行直接测量，然后将直接测量所得的数值代入函数关系式，通过计算得到所需的测量成果，这种测量措施称为间接测量。

第四章 温度检测
1．为了客观地计量物体的温度，必须建立一个衡量温度的标准，简称温标。国际温标是国家协议性温标，目前实行的是1990年的国际温标（ITS-90）；它定义国际热力学温度用符号表示，单位为开尔文、符号为；国际摄氏温度用符号表示，单位为开尔文、符号为℃。
2．将两种不一样材料的导体组成一个闭合回路，当两个触点温度T和T0不一样时，则在该回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，又称为贝塞克效应，对应的电动势称为热电势。这两种不一样材料的导体（或半导体）组和称为热电偶。
3．热电偶的热电势由两部分组成：温差电势和接触电势。总热电势中，温差电势比接触电势小诸多，能够忽视不计，则热电偶的热电势能够表示为。
4．热电偶的基本定律——★热电偶的应用定则：均质导体定律（定则）；中间导体定律（定则）；中间温度定律（定则）。
5．国际电工委员会（IEC）向世界各国推荐八种标准化热电偶作为工业热电偶在不一样场所中使用。所谓标准化热电偶，就是它们已列入工业标准化文献中，具备统一的分度号、分度表；因此同一型号（分度号）的标准化热电偶具备良好的互换性。
6．我国工业上常用的4种标准化热电偶的材料——型号（分度号）是：※铂铑30-铂铑6（B型）、铂铑10-铂（S型）、镍铬-镍硅（K型）和镍铬-铜镍（我国一般称为镍铬-康铜）（E型）。
7．工业上常用的标准化热电偶的长度有限，在实际测温时，热电偶的冷端一般离热源较近、冷端温度波动较大，需要将冷端延伸到温度变化较小的地方；另外，热电偶的输出热电势信号也需要传输到远离现场的控制室内的显示仪表或控制仪表；工程应用中采取的是赔偿导线！
8．赔偿导线一般由两种不一样性质的导线制成，也有正极和负极，并且在0～100℃温度范围内，要求赔偿导线与所配用的热电偶具备相同的热电特性。
9．目前我国要求工业用铂热电阻有R0=10W和R0=100W两种，它们的分度号分别为Pt10和Pt100。（其中以Pt100为常用）。热电阻不一样分度号对应有对应分度表，即Rt−t的关系表，这么在实际测量中，只要测得热电阻的阻值Rt，便可从分度表上查出对应的温度值。或相反……
10．目前我国要求工业用铜热电阻有R0=50W和R0=100W两种，它们的分度号分别为Cu50和Cu100。
11．热敏电阻是利用半导体的电阻随温度变化的特性制成的测温元件。
12．热敏电阻器件按温度系数可分为：负温度系数热敏电阻（NTC）、正温度系数热敏电阻（PTC）和临界温度系数热敏电阻（CTR）三大类。温度检测用热敏电阻重要是负温度系数热敏电阻。
13．NTC热敏电阻以MF为其型号，PTC热敏电阻以MZ为其型号。
14．辐射仪表的表观温度是指在仪表工作波长范围内，温度为T的辐射体的辐射情况与温度为TA的黑体的辐射情况相等，则TA 即为该辐射体的表观温度。由表观温度能够求得被测物体的实际温度。表观温度能够是：亮度温度、辐射温度、比色温度
15．用分度号为S 的标准热电偶测温 , 其参比端温度为 20 ℃ , 测得的热电势=11.3OmV, 试求被测温度=？
解：
=11.3OmV
查表：=0.113mV
mV
查表：
=11.351 mV
查表：
=11.471 mV
=℃
16．用分度号为 K 的热电偶测温 , 己知其参比端温度为 25 ℃ , 热端温度为 750 ℃ , 其产生的热电势是多少 ?
解：
查表：
E（750，0）=31.214mV
E（25，0）=0。798+（1。203-0。798）/2=1。0005mV
E（750，25）= E（750，0）－ E（25，0）=30。2135mV
※
17．用分度号为 K 的热电偶测温 ,在没有采取冷端温度赔偿的情况下，显示仪表指示为500℃，而这时冷端温度为60℃，试问：时间温度为多少℃？假如热电偶的热端温度不变，设法使冷端温度保持在20℃，此时显示仪表指示为？℃？
解：
⑴
查表：E（t，t0）→E（500，0）=20.64mV
E（t0，0）=E（60，0）=2.436mV
E（t，0）= E（t，t0）+ E（t0，0）=23.076mV
查表：t =557℃
⑵ 热端温度t =557℃，冷端温度保持在20℃，
查表：E（t0，0）=E（20，0）=0.798mV
E（t，t0）= E（t，0）—E（t0，0）=22.278mV
由此电势，查表：t =538。4℃
18．用分度号为 K 的热电偶测某设备的温度 , 测得到的热电势为20mV，己知其参比端温度（室温）为 25 ℃ ,求设备的温度？假如改用分度号为 E 的热电偶来测温, 在相同的条件下，分度号为 E 的热电偶测得到的热电势是多少 ?
★解：
⑴
已知：E（t，t0）=20mV
查表：E（t0，0）=E（25，0）=1mV
E（t，0）= E（t，t0）+ E（t0，0）=21mV
查表：t =509℃
⑵ 改用分度号为 E 的热电偶来测温
查表：E（t0，0）=E（25，0）=1。5mV
E（t，0）=E（509，0）=37。7mV
则：E（t，t0）= E（t，0）—E（t0，0）=36.2mV
19．某单色辐射温度计的有效波长0.9μm,被测物体发射率=0.6,测得亮度温度= 1100 ℃ , 求被测物体实际温度。
解：
表观温度为亮度温度时

20．工业热电阻的引线方式有二线制、三线制和四线制三种。三线制引线方式是在热电阻的一端引出两根导线，其中连接电源；热电阻的另一端引出一根导线；当热电阻与测量电桥配用时，分别将两端引线接入相邻的两个桥臂。
第五章 压力检测
1．国际单位制（代号为SI）：1帕=；1帕表示的压力很小，工程上常常使用兆帕MPa
2．压力的几个表示措施：绝对压力、大气压力、表压力、负压力——真空度、差压——压力差。
3．选择压力测量仪表的量程要留有余地：在测量稳定压力时，最大被测工作压力不超出测量仪表上限值的2/3；在测量脉动压力时，最大被测工作压力不超出测量仪表上限值的1/2；在测量高压时，最大被测工作压力不超出测量仪表上限值的3/5；一般被测压力的最小值不低于测量仪表上限值的1/3。
4．常用的压力校验仪器有液柱式压力计、活塞式压力计，或配有高精度标准压力表的压力校验泵。
5．用弹簧管压力计测量蒸汽管道内压力,仪表低于管道安装,二者所处标高为1.6m和6m,若仪表指示值为0.7MPa。已知蒸汽冷凝水的密度为 ρ=966kg/m 3，重力加速度 g=9.8m/s2,试求蒸汽管道内的实际压力值。
解：
蒸汽冷凝水的附加等效压力
管道内压力MPa
6．被测压力变化范围为0.5～1.4Mpa,要求测量误差小于压力示值的±5%,可供选用的压力表量程规格为0～1.6Mpa、0～2.5Mpa、0～4.0Mpa，精度等级有1.0、1.5和2.5三种，试选择适宜的量程和精度的仪表。
解：
依照：选择压力测量仪表的量程要留有余地：在测量稳定压力时，最大被测工作压力不超出测量仪表上限值的2/3；在测量脉动压力时，最大被测工作压力不超出测量仪表上限值的1/2；在测量高压时，最大被测工作压力不超出测量仪表上限值的3/5；一般被测压力的最小值不低于测量仪表上限值的1/3。
量程选择：最大被测工作压力不超出测量仪表上限值的2/3
——选择压力表量程规格为0～2.5Mpa
要求测量误差小于压力示值的±5%
各种量程在不一样精度等级时的最大绝对误差
各种量程、不一样精度等级仪表在示值为0.5Mpa时的最大相对误差为：

a SFS
0～１.6
0~2.5
0~4.0
1．0
3.2
5
8
1．5
4.8
7.5
12
2．5
8
12.5
20
因此，压力表量程规格为0～2.5Mpa，应选择1.0级仪表。

7．某工艺要求压力测量范围为1.2±0.05Mpa, 可供选用的压力表量程规格为0～1.6Mpa、0～2.5Mpa、0～4.0Mpa，精度等级有1.0、1.5、2.0、2.5和4.0五种，试选择适宜的量程和精度的仪表。
解：

各种量程在不一样精度等级时的最大绝对误差
SFS a
1.0
1.5
2.0
2.5
4.0
1.6
0.016
0.024
0.032
0.04
0.64
2.5
0.025
0.0375
0.05
0.0625
0.1

因此，压力表量程规格为0～2.5Mpa，应选择2.0级仪表。或选压力表量程规格为0～16Mpa，应选择2.5级仪表。再详细的选择要看上述两款仪表的综合成本了。

8．某空压机的缓冲器，其工作压力范围为1.0～1.6Mpa，工艺要求测量成果的误差小于压力示值的±5%,试选择适宜的量程和精度的仪表。可供选用的压力表量程规格为0～1.6Mpa、0～2.5Mpa、0～4.0Mpa，精度等级有1.0、1.5、2.0、2.5和4.0五种，试选择适宜的量程和精度的仪表。
解：
量程选择：最大被测工作压力不超出测量仪表上限值的2/3
——选择压力表量程规格为0～2.5Mpa
——选择压力表量程规格为0～2.5Mpa

或
因此，压力表量程规格为0～2.5Mpa，应选择2.0级仪表。

第六章 流量检测
1．用标准孔板测量气体流量，给定设计参数kPa，=20℃，目前实际工作压力kPa，=30℃，现场仪表指示为3800m3/h，求实际流量。
解：
对于气体，一般计算在标准状态下的体积——“标准立方米”……

标准孔板流量计标定期流量
m3/h
实际流量：

2．用转子流量计测量MPa，=27℃的空气流量，现场仪表指示为38Nm3/h，求实际流量。
解：
转子流量计测量气体流量时，制造厂是在工业基准状态（293K，0.10133Mpa）下用空气进行标定的，实际应用时，要换算！

3．水进行标定的浮子流量计，其满刻度值为1000dm3/h不锈钢浮子密度为7。92g/cm3，目前用来测量密度为0.79g/cm3的乙醇流量, 浮子流量计的测量上限值是多少 ?
解 :

4．某涡轮番量计的仪表系（常）数=150.4次/L，当它测量流量时的输出频率为=400Hz时，其对应的瞬时流量是多少？L/s。
5．检查一台涡轮番量计，流过16。05m3流体时，测得频率为=41701Hz，则仪表系（常）数=？
次/升
5．质量流量测量仪表一般能够分为两大类：间接式质量流量计和直接式质量流量计。
6．用标准孔板节流装置配DDZ-Ⅲ型电动差压变送器（不带开方器）测量某管道流量，差压变送器最大的差压对应的流量为32m3/h，试求当变送器输出电流为16mA时，实际流过管道的流量。
解：
标准孔板节流装置配DDZ-Ⅲ型电动差压变送器（不带开方器）测量流量：

7．标准孔板节流装置配DDZ-Ⅲ型电动差压变送器测量某管道流量，差压变送器的量程为16kPa，对应的流量为0~50t/h，工艺要求在40t/h时报警，试问：
差压变送器不带开方器时，报警值设定在多少毫安处？
差压变送器带开方器时，报警值设定在多少毫安处？
解：
差压变送器不带开方器时

差压变送器带开方器时

8．节流现象：流体在有节流装置的管道中流动时，在节流装置前、后的管臂处，流体的静压力产生差异的现象
9．节流式流量计的特点是结构简单，节流装置已经有标准化型式。其重要缺陷是安装要求严格；流量计的前后要求较长的直管段；对于较小直径（D＜50mm）的管道测量比较困难。
10．节流式流量计的三种标准化节流件是：标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管。
11．节流式流量计的测量直管段一般取节流件前10D，节流件后5D的长度，以确保节流件的正确安装和使用。
12．浮子流量计也是利用节流原理测量流体的流量，不过它的差压值基本保持不变：是通过节流面积的变化反应流量的大小；故又称为恒压降变面积流量计，也有称作转子流量计。
13．浮子流量计是一个非标准化仪表，仪表出厂前需要在工业基准状态（20℃，0．10133Mpa）下用水或空气标定。气体流量计量时，一般用标准立方米计量，而不是实际工作状态下的容积数。

第七章 物位检测
1．在使用差压（或液位）变送器测量液位时，一般说来要求差压值与液位高度应当有直接正比关系，即：！不过，在实际应用时，因为使用的详细设施、安装条件等等的影响，使得，则有=0时≠0！这么就要进行变送器的零点迁移，使得=0时=0。=0时＞0时，进行零点正迁移，=0时＜0时，进行零点负迁移；迁移量为=0时的值。
2．一台差压变送器测量某储罐的液位，差压变送器安装如图所示。已知被测液位的变化量为0~3m，被测介质的密度kg/m3，隔离罐内的隔离液的密度kg/m3，变送器的安装尺寸=1m，=4m，求：要求变送器的测量范围，并判断零点迁移方向，计算迁移量。当变送器的安装位置升高或减少对测量有无影响？

解：
要求变送器的测量范围
kPa

负迁移
迁移量
kPa
3．一台双法兰液位变送器测量某储罐的液位，变送器安装如图所示。已知被测液位的变化量为0~3m，被测介质的密度kg/m3，毛细管内的工作液的密度kg/m3，变送器的安装尺寸=1m，=4m，求：要求变送器的测量范围，并判断零点迁移方向，计算迁移量。当变送器的安装位置升高或减少对测量有无影响？

解：
要求变送器的测量范围
kPa

负迁移；迁移量
kPa
4．一台双法兰液位变送器测量某储罐的液位，变送器安装如图所示。已知被测液位的变化量为0~4m，被测介质的密度kg/m3，毛细管内的工作液的密度kg/m3，变送器的安装尺寸=1m，=3m，求：要求变送器的测量范围，并判断零点迁移方向，计算迁移量。当变送器的安装位置升高或减少对测量有无影响？

解：
要求变送器的测量范围
kPa

负迁移
迁移量
kPa
5．一台双法兰液位变送器测量某储罐的液位，变送器安装如图所示。已知被测液位的变化量为0~3m，被测介质的密度kg/m3，毛细管内的工作液的密度kg/m3，变送器的安装尺寸=1m，=4m，求：要求变送器的测量范围，并判断零点迁移方向，计算迁移量。当变送器的安装位置升高或减少对测量有无影响？

解：
要求变送器的测量范围
kPa

负迁移
迁移量
kPa

6．一台双法兰液位变送器测量闭口容器的液位，被测介质的密度g/cm3，毛细管内的工作液硅油的密度g/cm3，变送器安装如图所示。变送器的安装尺寸=50cm，Hmax=2m，=40cm，=10cm，求：要求变送器的测量范围，并判断零点迁移方向，计算迁移量。当变送器的安装位置升高或减少对测量有无影响？

解：
kPa

负迁移；迁移量
kPa
7．浮子式液位计是一个恒浮力式液位计。

第九章 机械量检测
1．基于平行平面型电容式传感器基本公式：，因此电容传感器的工作方式有：变极距式、变面积式、变介质型三种。
2．以差动方式工作的微位移传感器，其前提是必须由两个完全对称且性能相同的敏感元件组成。当被测参数对象引起位移时，一个敏感元件的特性增加，另一个敏感元件的特性减小，且特性增加的量与减小的量相同、而方向相反。差动方式工作的传感器能够提供线性特性的输入输出关系，提升传感器的灵敏度。
3．电感式传感器种类诸多，重要有自感式、互感式和电涡流式三种。自感式电感传感器又称作—变磁阻式传感器，差动变压器位移传感器是互感式位移传感器。
4．电阻应变片的粘贴措施：一般使用两组受拉伸力和压缩力电阻应变片，将其接入电桥的四个桥臂，以提升测量的灵密度和稳定性，以及适当的温度赔偿。
5．电阻应变片的灵密度系数为2。1，电阻为120Ω，在发生应变为150×10-6时，求电阻的变化量。
解：
Ω
6．莫尔条纹标尺：两块栅距相等的光栅叠合在一起，并使它们的刻线之间的夹角为q 时，这时光栅上就会出现若干条明暗相间的条纹，这就是莫尔条纹。动光栅移动一个栅距时，莫尔条纹上下移动一个条纹间距。莫尔条纹间距与光栅的栅距之间的关系为。q =1°时，=57，q =0.1°时，=573，
7．半导体材料的，式中为材料的纵向压阻系数，为作用应力，E为半导体材料的弹性模量。由此可知，应力值s正比于应变e，而试件应变e正比于电阻值的变化，因此应力s正比于电阻值的变化，这就是利用半导体应变片测量应变的基本原理。

第十章 仪表系统及其理论分析
1．将测量、显示、统计和调整（控制）组合在一起（同一个机壳内）的仪表，称为基地式仪表。
2．单元组合仪表：仪表以功效划分，形成相对独立的、能完成一定职能的标准单元，各单元之间以要求的标准、统一信号联系。依照实际工作的需要，选择对应的某些单元仪表，积木式地组合起来，组成各种复杂程度不一样的自动化仪表控制系统。
3．DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表是以线性集成电路为重要元器件，各单元之间采取国际统一信号制的4~20mA直流电流进行远传，并保存了室内1~5V直流电压的联系信号，电源采取直流24V单电源供电。
4．DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表采取国际统一信号制的4~20mA直流电流进行远传，通过250Ω的电阻即可将4~20mA直流电流转换为1~5V的直流电压，以实现室内各单元之间的并联方式的信号传递。
5．DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表采取直流24V供电模式，使得单电源集中供电得以实现。同时，正因为仪采取直流24V低电压供电，并辅以安全栅等措施，才使DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表具备了“安全火花”防爆能力。
第十一章 变送单元
1．一台DDZ-Ⅲ型电动单元组合仪表的温度变送器，量程为400~600℃，当温度从500℃变化到550℃时，输出将怎样变化？
解：
变化率：
[mA/℃]
500℃时输出
mA，
550℃时输出
mA，

第十二章 显示单元
1．显示仪表重要工作在开环或闭环两种模式下。在老式的常规显示仪表中，前者以动圈式指示仪表为代表，后者重要应用于电子自动平衡显示仪表中。
2．我国统一设计的XW系列自动电子电位差计的测量桥路如下图所示。测量桥路由高稳定度、精密度的1V直流电源E供电；测量桥路的上支路电流为=4mA，测量桥路的上支路电流为=2mA。

测量桥路中各个电阻的作用、功效：
或标注为，它是用铜丝绕制的，装在仪表的接线板上，以使其和热电偶处在同一温度；配备得当，能够起到热电偶自由（冷）端温度自动赔偿作用。在25℃时的电阻值：
热电偶
镍铬—镍硅
镍铬—考铜
铂铑30—铂
的阻值Ω
5．33
8．92
0．74
：滑线电阻，约为180Ω，两端设定不能工作的死区，占滑线电阻总长度的比值=0.3~0.5,
：工艺电阻，与并联后，应有：=//=90±0.1Ω
：量程调整电阻，它与=//再并联后为，最后决定了仪表的量程
：量程电阻
：仪表下限（起始）值电阻
：下支路电流限流电阻
：上支路电流限流电阻

3．XW系列自动电子电位差计的测量桥路如下图所示，其中测量桥路的计算公式

量程：设定或依照工艺要求设计、查分度表
量程电阻：

量程调整电阻：

热电偶自由（冷）端温度自动赔偿的热电势：
，查表或估算，注意：是负值
仪表下限（起始）值电阻：

下支路电流限流电阻：

上支路电流限流电阻：

4．图示为自动电子电位差计的测量桥路，为温度赔偿电阻，在25℃时的电阻值为5Ω。假定热电偶的热电势为每100℃是4mV，并设温度与热电势是线性关系，求：室温在25℃时桥路中各个电阻的阻值。取！仪表量程为0~600℃。

☆解： 解：
mV

4-1．图示为一台配镍铬-康铜热电偶的自动电子电位差计。设V，=4mA、=2mA，大滑线、Ω，为温度赔偿电阻，测量范围为0~300℃，计算桥路中各个电阻的阻值。

解：
镍铬-康铜热电偶E（300，0）=21。036mV；E（25，0）=1。5mV；Ω

4-2．图示为一台配镍铬-康铜热电偶的自动电子电位差计。设V，=4mA、=2mA，大滑线、Ω，为温度赔偿电阻，测量范围为0~600℃，计算桥路中各个电阻的阻值。

解：
镍铬-康铜热电偶E（600，0）=45。093mV；
E（25，0）=1。5mV；
Ω

第十三章 调整控制单元
1．工业自动化仪表的调整器要求：偏差=被控变量的测量值－系统给定值。调整器的正作用：偏差＞0、调整器输出为正值，测量值增大、调整器输出y随之增大；调整器的反作用：偏差＜