《热工测量及仪表》电子版习题

1.01 某1.5级测量范围为0~100kPa 的压力表，在50kPa ，80kPa ，100kPa 三点

处校验时，某示值绝对误差分别为-0.8kPa ，+1.2kPa ，+1.0kPa ，试问该表

是否合格？

1.02 有

2.5级，2.0级，1.5级三块测温仪表，对应得测量范围分别为-100~+5000C,

-50~+5500C,0~10000C ，现要测量5000C 的温度，要求其测量值的相对误差

不超过2.5%，问选用哪块表最合适？

1.03 请指出下列误差属于哪类误差？

a) 用一块普通万用表测量同一电压，重复测量十五次后所得结果的误差。

b) 观察者抄写记录时错写了数据造成的误差。

c) 在流量测量中，流体温度，压力偏离设计值造成的流量误差。 1.04 对某状态下的流体进行压力测量，得测量值如下：

n 1 2 3 4 5 6 7 8

P(kPa) 105.30 104.94 105.63 105.24 104.86 104.97 105.35 105.16

n 9 10 11 12 13 14 15

P(kPa) 105.71 105.70 104.36 105.21 105.19 105.21 105.32

试用统计学方法处理随机误差。

1.05 某测温仪表得准确度等级为1.0，绝对误差为±10C ，测量下限为负值(下限

的绝对值为测量范围的10%)，试确定该表的测量上限值与下限值及量程。

1.06 一块压力表(量程为0~250kPa)经标准压力校正，得：

标准压力 上形程 下行程 上行程 下行程

0.00 5 6 8 6

50 48 50 48 50

100 102 100 104 102

150 148 148 150 150

200 198 196 196 196

250 248 248

求：量程，变差，线性度，重复性，精度。

1.07 已知铜电阻阻值与温度的关系为：)]20(1[2020-+=t R R t α，200C 时的电阻

值为：20R =6±0.018Ω,20α=0.004±0.00004/0C ，求铜电阻在t=35±10C

时的电阻值及其误差。(置信概率均为68.3%)

1.08 已知测得某电阻上流过的电流I = 10.0(1±1%)A ，其电阻R =15.0(1±1%)Ω,

求其电阻上消耗的功率W P P )P (_?±=。[也可用W P P P )P

1(__?±=表示]。

习题2

2.01 从宏观和微观两方面叙述温度。

2.02 温标是温度的数值表示方式，经验温标的三要素是什么？

2.03 ITS-90国际温标规定温度的单位是什么？定义其一度的数值是多少？国

际温标构成的要素是什么？

3.01 叙述热电偶工作原理和基本定律。

3.02 普通工业热电偶由什么组成？

3.03 什么事标准热电偶分度表？分度号？

3.04 用铂铑10-铂热电偶测温，在冷端温度300C 时，测得热电势是12.30mv ，

求热端温度。(附：铂铑10-铂热电偶分度表(分度号：S,冷端00C),见教材)

3.05 用镍铬-镍铝标准热电偶在冷端温度300C 时，测得的电势30.2mv ，求该热

电偶热端温度。(附：镍铬-镍铝热电偶分度表。(分度号K ，冷端温端00C)

见教材附录)。

3.06 用铜，康铜，铂两两相配构成三热电偶，已知：热电势）

，（铂铜0100-E =± 0.75mv,），（铂康铜0100-E = -0.75mv ，求）

，（康铜铜0100-E 电势值。 3.07 用两支分度号为K 的热电偶测量A 区和B 区的温差，连接回路如下图所

示，当热电偶参比端温度0t 为00C 时，仪表指示2000C 。问在参比端温度

上升到250C 时，仪表指示值为多少？为什么？

图3.07 习题4

4.01 热电阻测温原理是什么？

4.02 普通工业热电阻由哪几部分组成？

4.03 已知非标准铜热电阻R 与温度t 呈线性函数，在200C 时的阻值

20R =16.28Ω，电阻温度系数31025.4-?=α/0C ，求该电阻在1000C 时的阻

值和该铜材料纯度W(100)。

习题5

5.01 在整个测量系统中，热电偶、热电阻作为测温元件，其后续仪表可配备哪

些？

5.02 分别配备热电偶测温和热电阻测温系统。

习题6

6.01 分析引起接触法测温的两误差。

6.02 叙述管内流体温度、壁面温度及高温气体温度测量时测温元件的安装方法

要点。

6.03 当被测介质温度为1t ，测温传感器示值温度为2t 时，有下列方程式成立：

τ

τd dt t t 2021+= 式中：0τ—时间常数，τ—时间。

当被测介质温度从200C 突变到3000C ，试确定经过350s 后的动态误差。 已知传感器的固定时间常数0τ=120s ，拉氏变换式)1(1)(1at e a

a s s --→+ 6.04 当被测介质温度为1t ，测温传感器示值温度为2t 时，有下列方程式成立：

τ

τd dt t t 2021+= 已知被测介质温度从)0(1t =00C 突然升到)(1τt =1500C ，经过15s 后温度传

感器示值2t =650C ，试确定该传感器的时间常数0τ。(附：拉氏变换式：

)1(1)(1at e a

a s s --→+)。 6.05 叙述热流密度的定义(以文字和公式)，在工业生产中热流计有什么用途？

6.06 金属片热流计工作原理是什么？画出金属薄板型热流密度计的简图。

习题7

7.01 概念题： 辐射出射度M 黑度辐射出射度0M

光谱辐射出射度λM 黑度光谱辐射出射度λ0M

发射率(黑度)ε 光谱发射率λε

亮度温度 辐射温度 颜色温度

7.02 叙述辐射测温基本原理（五个定律）。

7.03 黑体温度为2500K 时，其m μλ655.0=的光谱辐射出度是多少？

附：普朗克第一、二常数26107413.3m W ??-、k m ??-2104388.1

7.04 设m μλ655.0=，K T 25001=，K T 35002=，K T 45003=，试求用维恩定

律代替普朗克定律，导致的温度误差分别是多少？（绝对误差和相对误差）

附：普朗克第一、二常数26107413.3m W ??-、k m ??-2104388.1

7.05 用光学高温计测某炉膛内烟气温度，仪表示值1300=s t 0C ，若有效波长 m μλ65.0=，炉膛发射率05.07.0±=λε。（普朗克第二辐射常数： k m ??-2104388.1）

求：1)炉膛内烟气实际温度，

2)由λε的变化所引起的测温误差。

7.06 用辐射高温计测量磨光的钢板表面温度，辐射发射率85.0=ε。计算当示 值727=p t 0C 和1727=p t 0C 时钢板表面的实际温度t 。

7.07 用比色高温计测得比色温度s t =19270C ，比色光线波长分别为m μλ4.01=， m μλ58.02=，被测物体在相应波长下的单色辐射发射率分别为39.01=λε， 35.02=λε被测物体的实际温度。

7.08 什么是黑体炉，在测温中有什么作用？

习题8

8.01 概念题： 压力、大气压、绝压、表压、真空、正压、负压

8.02 分析液柱式压力计测量准确度和灵敏度的主要因素有哪些？

8.03 有一容器用封液位水银的U 行管压力计测得压力如图8-03，水银柱高

h =200mm ，已知大气压力位101.325kPa ，求容器内的绝对压力和表压力（水银柱在200C 时的3/7.13545m kg =ρ）

8.04 用水银的U 行管压力计测量某容器中的气体压力，在水银柱上加了一段水

柱，水柱高2h =500mm ，水银柱高1h =800mm ，如图8.04，求容器内的气体压力（水在00C 时的3/2.998m kg =ρ）。

图8.03 图8.04

8.05 用单管压力计测得某压力，当封液是31/810m kg =ρ的染色酒精时，示值

1h =3.9kPa ，如改用32/850m kg =ρ酒精，问此时的示值是多少？

8.06 欧美制用PSI (bf/in 2)作为压力单位，bf 是力的单位，等于

N 44822.480665.945359237.0=?，in 是长度单位，等于0.0254m ，请将1PSI 推导至SI 制压力值。

8.07 1标准大气压等于101325Pa ，请折算[bar ]、[kgf/m 2]、[mmHg ]、[mmH 2O ]、

[PSI ]，并写出演算过程。

8.08 测量某管道蒸汽压力，压力表低于取压口8m ，如图8.08，已知压力表的

示值P = 6MPa (表压)，水密度3/4.985m kg =水ρ，求蒸汽管道内的实际压

力（表压）及压力表低于取压口所引起的相对误差。

图8.08 8.09 有一平板电容器0C 和差动电容器1C 和2C ，分别构成两电容压力传感器的

转换件（见示意图8.09）。已知P K d ?=?10，0

d A K C ε=，式中：ε—极板间介质的介电常数，1K —弹性系数，K —系数，A —极板间相互覆盖的面

积，0d —极板间的距离，0d ?—活动极板受差压后位移，P ?—差压

(01P P -)。

当 01P P =时：210C C C ==，当01P P >>时：活动极板移动0d ?后，推导和 计算：1)略去高次项后，电容的相对变化与差压间的函数关系。

2)取一、二项后，0d ?/0d =1/6时，比较两者非线性误差。

图8.09

8.10 简述压力计(表)选用时的注意事项。

8.11 简述扩散硅压阻式压力传感器工作原理。

8.12 由平板电容器的电容量公式可以看出能制成哪几种基本形式的电容传感 器？

8.13 用斜管压力计测量锅炉烟道中的负压，如图8.13所示，斜管倾角30=α°， 标尺水柱长度l = 200mm ，斜管内径d = 5mm ，宽容器内径D = 75mm ，当 地大气压P am 为100.92kPa ，求烟道负压及绝对压力。

图8.13

习题9

9.01 热工流量按使用的单位不同，可分为哪几种？

9.02 分别叙述容积式流量计、涡轮流量计、漩涡流量计、电磁流量计、浮子流

量计、动压管式流量计的工作原理（文字说明加必要的公式）。

9.03 基型毕托管测量管道内水流量，已知内径D =100mm ，P ?=5kPa ，

3/1000m kg =水ρ，95.0=p K ，求水Q ，水M 。

9.04 涡轮流量计的仪表系数ξ=25脉冲/dm 3，当输出12500个脉冲后，问流经

仪表的Q 。

9.05 已知：椭圆齿轮流量计用于原油计量，轴壳半径200mm ，椭圆长轴200mm ，

短轴150mm ，当旋转次数1000转时，求原油Q 。

9.06 叙述动压管式流量计的工作原理。并举例三种形式的动压管的异同点。 9.07 某浮子流量计，满刻度值1000l/h (水标定)，不锈钢浮子材质钢ρ=2900kg/m 3。

现测量乙醇乙ρ=790kg/m 3流量，问其上限可达多少？若将换成铝合金浮子

铝ρ=2900kg/m 3，分别测水和乙醇时上限是多少？(3/1000m kg ==乙水ρρ)

9.08 某高温辐射式温度表，需注入氮气，用转子流量计监测氮气的流量，已知

被测氮气的温度时300C ，压力30kPa （表压），毒的流量计以空气标况的刻度值是0.5hr m /3，温氮气的实际流量是多少？(查得有关数据如下：标况时绝对压力是P = 101.3kPa ，温度T = 293.15K ，空气、氮气在以上标况时密度分别为1645.1,2053.12==N air ρρ)。

9.09 已知管径D = 120mm ，管道内水流动的平均速度v =1.8m/s ，水密度

水ρ=990kg/m 3，确定该状态下水的容积流量和质量流量。

9.10 一台LZB-40型气体玻璃浮子流量计，其刻度标尺以空气标定：标定状态

kPa P 325.1010=（绝压口）K T m kg 29327320,/205.1030=+==ρ。如果用这台流量计测得密度2H ρ=0.084kg/m 3的氢气流量，工作压力2H P =0.25MPa

标压，工作温度170C 。求浮子稳定在49hr m /3的刻度上的氢气实际流量。

习题10

10.1 叙述标准节流装置测量流体流量的工作原理。

10.2 根据流体连续方程和伯努利方程，推导不可压缩流体的节流装置的流量公

式。

10.3 流量公式中εα,含义是什么？如何确定其数值，与哪些因素有关？ 10.4 叙述流量公式应用的两种命题。

10.5 直径D = 760mm 抽水管道采用标准孔板流量计测量抽出水的流量，孔板的

开孔直径与管内径比4.0=β。管内压力P = 0.7MPa ，设计的水温t = 200C ，3/2.998m kg =ρ。孔板前后测得差压kPa P 3=?，试确定在冬天平均温度1t =80C ，38/1000m kg =ρ，夏天平均温度2t =280C ，328/6.998m kg =ρ时，由温度偏离设计值引起流量的相对误差。

习题11

11.1 叙述锅炉汽包水位常用的三种测量方法，简述其工作原理。

习题12

12.1 氧含量分析在电厂锅炉运行中有何意义？简述一种方法及工作原理。