热能与动力工程测试技术习题及答案
热能与动力工程测试技术
一、填空（30X1）
1、仪器测量的主要性能指标：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间。P5
2、在选用仪器时，应在满足被测要求的前提下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量值在满刻度要求的2/3为宜。P5
3、二阶测量系统的阻尼比通常控制于ξ=0.6~0.8,对于二阶测量系统的动态性能的两个重要指标是稳定时间t和最大过冲量A。P18 d s
4、测量误差可分为系统误差、随机（偶然）误差、过失误差。
5、随机误差的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性。
6、热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律。
7、造成温度计时滞的因素有：感温元件的热惯性和指示仪表的机械惯性。
P109
8、流量计可分为：容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。P161
9、扩大测功机量程的方法有：采用组合测功机、采用变速器。P208
10、除利用皮托管测量流速外，现代常用的测速技术有：热线（热膜）测速
技术、激光多普勒测速技术（LDV）、粒子图像测速技术。
二、名词解释(5X4)
1、什么是测量仪器或测量系统的动态特性分析？作用？
答：P11，测量仪器或测量系统的动态特性分析就是研究测量时所产生的误差。
它主要是以描述在动态测量过程中输出量和输入量之间的关系。
2、何为霍尔效应？
答：（参考）置于磁场中的金属（或带有电子的物质），当于两端通过电流时，另外两面会产生大小与控制电流I（A）和磁感应强度B(T)的乘积成正比的电压U(V),H这一现象叫做霍尔效应。P90
3、何为亮度温度？
答：在波长为λ的单色辐射中，若物体在温度T时的亮度B和绝对黑体在温λm度为T时的亮度B相等，则把T称为被测物体的亮度温度。ssλO 4、何为动压？静压？总压？P129
答：静压是指运动气流里气体本身的热力学压力。
总压是指气流熵滞止后的压力，又称滞止压力。
动压为总压与静压之差。
三、简答题(5X4)
1、为什么阶跃信号常用于低阶测量系统的时域动态响应的输入信号？答：阶跃信号从一个稳定的状态突然过过渡到另一个稳态，对系统是一个严格的考验，（比其它输入信号更）易暴露问题。P17
2、简述金属应变式传感器的工作原理。
答：金属应变式传感器的工作原理是基于金属的电阻应变效应，即导体或
半导体在外力作用下产生机械形变时，电阻值也随之产生相应的变化。
3.在测量瞬时温度时采用的感温元件时间常数大小如何？为什么？，在测量平均温度时又如何？为什么？P110
答：感温元件的质量和比容越小，相应越快，故在测量瞬时温度时采用时间常数小的感温元件；反之时间常数越大相应越慢，感温元件的温度越接近平均温度，故测量平均温度时采用时间常数大的元件。
4.试画出皮托管的结构简图，说明皮托管的工作原理，并导出速度表达式（条件自拟，不考虑误差）。P143~P144
四、计算题3X10
1、某加热后的铁块温度随时间降低，温度分布如下：
时τ/s60121824303642485460
000000000
温度t/301411
o28262422191816C
0081135804
近似认为温度是时间的一阶函数，即t=f(τ)。
1）写出温度随时间的线性回归方程。
解：（tip:可用计算器）
）的时间。求铁块降至室温(t=202）
o C
解：（略）
2、某压力表精度为1.5级，量程为0~2.0MPa，测量结果显示为1.2MPa，
求：
1）最大引用误差.
2）解：最大引用误差δ=1.5%nm3）可能出现的最大绝对误差△m 4）解：△m=±2×1.5%=±0.03MPa
5）示值相对误差δx
6）δ = ×100%= ×100% =2.5%
是将电动势转化为响应的温度而工作的。已、
x采用热电偶测温度的时候，
3．
知测温计显示的两端电势差为E(t,t),而当温度为t时显示的电势差00为
E(t,0),求当温度为t时实际电动势E(t,0)（借此得到实际温度）0是多少？
答：（汗~~）
一．填空（每空1分，共30分）
1.在热能与动力工程领域中，需要测量的物理量主要有温度、压力、流
量、功率、转速等。
2.按照得到最后结果的过程不同，测量方法可以分为直接测量，间接测
量和组合测量。
3.按工作原理，任何测量仪器都应包括感受件，中间件和效用件。
4.测量误差按照产生误差因素的出现规律以及它们对测量结果的影响程度来区分可以将测量误差分为系统误差，随机误差和过失误差。
5.系统误差的综合包括代数综合法、算数综合法和几何综合法。
6.金属应变式电阻传感器温度补偿的方法有桥路补偿和应变片自补偿。65
7.自感式电感传感器分为变气隙式、变截面式和螺管式。互感式电感传感器又称为差动变压器
8.常见的光电转换元件包括光电管、光电池、光敏电阻和光敏晶体管。
9.使用较多的温标有热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标。
10.热力学温标T和摄氏温标t的转换关系T=t+273.15
11.可用于压力测量的传感器有压阻式传感器、压电式传感器和电容式差压传感器。
12.流量计的类型有容积型流量计、速度型流量计和质量型流量计。
13.常用的量计的节流元件有孔板、喷嘴、文丘里管等。
二．名词解释（每题5分，共20分）
压阻效应（P66）
答：很多固体材料在受到应力作用后，电阻率发生变化，这种效应叫做压阻效应。
热电现象（79）
答：两种不同导体A和B组成闭合回路，若两连接点温度T和T不同，则在回路中0就产生热电动势。形成热电流，这种现象叫做热电现象。
光生伏特效应（84）
答：在光线作用下使物体产生一定方向电动势成为光生伏特效应。
辐射温度
答：温度为T的物体全辐射出射度M等于温度为Ts的绝对黑体全辐射出射度M时，0则温度Ts称为被测物体的辐射温度。
激光多普勒效应
答：当激光照射到跟随流体一起运动的微粒上时，微粒散射的散射光频率将偏离入射光频率，这种现象叫做激光多普勒效应。
三．简答（每题5分，共20分）
1、测量仪器按照用途可以分为哪两类？其特点为？（P4）
答：测量仪器按其用途可以分为范型仪器和实用仪器两类。
范型仪器是准备用以复制和保持测量单位，或是用来对其他测量仪器进行标定和刻度工作的仪器。特点是精确度高，对它的保存和使用有较高要求。实用仪器是供实际测量使用的仪器。又可以分为试验室用仪器和工程用仪器。特点是前者需要提供标定资料后者不需要，前者比后者有更高精确度。
2、简述常用消除系统误差的具体方法。（P27）
答：（1）交换抵消法；（2）替代消除法；（3）预检法
3、简述电阻式传感器的基本原理。(P63)
答：基本工作原理是将物理量的变化转换成敏感元件电阻值的变化，在经相应电路处理后，转换成电信号输出。
4、热电偶冷端温度补偿的方式有哪几种？
答：冷端温度恒温法，冷端温度补偿器法，冷端温度校正法和补偿导线法。
5、简述液柱计的误差来源。（P123）
答：1.环境温度变化的影响；2.重力加速度变化的影响；3.毛细现象的影响；4.其他误差，如安装误差，读数误差。
四、计算题（每题15分，共30分）
1、在一次内燃机负荷特性试验中，对某一特定工况的转速用数字式转速
仪测出8次转速值，见下表，求该工况下的转速及误差。P42（例3-5原
题）
测量次
Σl=24008r/min,i3002993003002993003003002l/(r/min)转速i2546081
L=3001r/min
v/(r/min)+1+3-1-3-60+5+1V=l-L,Σv=0iiii2=82(r/min)Σ
v019362519/(r/min)v1ii2、用镍镉—镍硅热电偶测温时，其冷端温
度ts=30°C，用直流电位差计测得热电动势为E(t,30)=38.5mV,求实际温
度为多少？（请看P82冷端温度校正法）AB《动力工程测试技术及仪表》
复习模拟试题标准答案
一、填空题
Pa 0～0.98100～2.9410Pa 和1.0级米1、某待测水头约为90,
66的两块
现有0.5级??。压力表，问用哪一块压力表测量较好？答: 后者
NxxN满足一定的规律，误差次测量，测量值2、对某一物理量与其出现的
次数进行ii的特点。、有界性分布呈对称性、单峰性
连接组成热电偶回路，若热电势分别为C、B，分别与均质材料3、任意两种均质导体A。T） + E（T，E，则导体A、B组成的热电偶的热电势为：（T，T）)(T,TE)和E(T,T000ACCB0ACCB EE，（）=1.10mV，1004、用铜和康铜分别与铂相配构成热电偶，热电势0（100，铂铜-康铜-铜E。
=-0.35mV 100，0）0）=0.75mV，（铂-康铜。7、弹簧管压力计中游丝的作用是：恢复、导电、径向间隙小
三部分组成，孔板、压差计节流装置、差压信号管道 9、标准节流装置由三种方式。法兰取压和径距取压取压有角接取压；
qqqq。的关系是________=_10、气体的体积流量与其标准质量流量?vmmv
。11、系统的绝对误差传递公式为
对含有随统计法则，因而可采用___12、根据统计学原理，随机误差服从_统计规律__机误差的测量结果加以表达。
RRΩ，35Ω，℃时的电阻值1.510k＝、某种铜热敏电阻1530℃时的电阻
值＝1.812k21Ω。32那么热敏电阻在℃时的电阻值为：1.683 k
。_____16、氧化锆氧量计安装方式分为抽出式和直插式
来对多组分混合气体,、红外气体分析仪工作原理是：被测气体对红外线
的吸收程度20
进行定量分析。
22、请指出下列误差属于哪类误差（系统误差、随机误差、粗大误差）。
（1）用一块万用表测量同一电压，重复测量15次后所得的结果误差。（2）观测者抄写记录时错写了数据造成的误差。
（3）在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。
23、常用的压力传感器有：应变式、压电式、压阻式、电感式和电容式等型式。
24、某压力表的量程是20MPa，测量值的误差不允许超过0.05 MPa，则仪表的精度为0.25级。
25、标准误差、平均误差、或然误差、极限误差落在所属范围内的概率大小顺序依次为（用“>”或“<”排列）极限误差>标准误差>平均误差>或然误差。
26、热电偶是基于塞贝克效应原理发展起来的一种测温传感器，两种不同导体A、B组成的闭合回路，当A、B两接点的温度不同时，回路中会产生热电势，研究表明热电势是由温差电势和接触电势两种电势组成。
32、热电阻测温常采用“三线制”接法，其目的在于消除连接导线电阻造成的附加误差。
34、激光多普勒效应是指：一定频率的激光照射到具有一定速度的运动粒子上，粒子对
光有散射作用，散射光的频率与直射光的频率有一定的偏差，其频移量与运动粒子的速
度成正比，只要测得频移，就可算出流速。
35、涡街流量计中卡门旋涡的频率与流体的平均速度成正比，当旋涡列
间隔和旋涡间隔之比等于时，涡列就能保持稳定。39、压电晶体表面产生的电荷能够长时间保持的两个条件是：外电路负载无穷大，内部无漏电。
41、任何形式的波在传播时，波源、接收器、传播介质、中间反射器或散射体的运动都会使波的频率产生变化。
42、节流测量装置常用的取压方式有角接取压和法兰取压两种方式，角接取压又包括单独钻孔和环室取压两种形式。
44、差压式水位计测量汽包水位的关键是水位与差压之间的准确转换，这种转换是通过平衡容器实现的。
46、仪表的等级有0.1、0.2、0.4、0.5级，用0～16MPa压力表来测量10MPa 左右的主蒸汽压力，要求相对测量误差不超过±0.5%，那么应选择准确度等级为 0.2 级的测量仪表。
二、判断题
1、表压力和真空度都不是实际压力，只是仪表的读数。（√）
3、云母水位计显示的水位值要高于汽包的实际水位。（×）
5、在锅炉烟气中，除氧气外，其余成分的磁化率都是负值。（×）
6、角接取压适用于孔板和喷嘴，而法兰取压仅用于孔板（√）
7、涡轮流量变送器中的导流器的作用是改变流体方向。（×）
11、压电晶体在任何方向上有外力作用时都会产生压电效应。（×）
13、差压式水位计中平衡容器的作用主要是为了使水位稳定。（×）
14、喷嘴的取压方式主要采用法兰方式取压。（×）16、采用全桥电路测量扭矩时，温度变化不会对输出电压有影响。（√）
17、顺磁性气体磁化率与压力成正比，和绝对温度平方成反比。（√）
18、半导体应变片的电阻变化量和材料的应变成线性关系。（×）
19、凝固性液体压力测量可以采用薄膜密封式测量仪器。（√）
20、精度含有精密度、正确度、准确度等概念，精密度高的，正确度不一定高；正确度高的，精密度不一定高。（√）
21、热力学温标（绝对温标）中温度仅与热量有关,而与工质无关。（√）
22、半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，具有负的温度系数。（√）
24、弹簧管有压力信号时，其自由端会发生移动，与截面形状无关。（×）
25、对干燥气体测量应采用下方取压或侧面取压的方式。（×）
26、可压缩气流的速度是由总压和静压的差值决定的。（×）
27、平衡容器带加热套是为了让容器内水的密度接近饱和水的密度。（√）
28、化学发光气体分析仪只能测NO的浓度。（×）
32、氧化锆补偿式测量系统与定温式测量系统都有热电偶，作用相同。（×）
33、XCZ-102是测量热电阻的三线制动圈仪表。（√）
34、利用热电偶测温，只要热电偶连接显示仪表的两个接点温度相同，那么仪表的接入对热电势没有影响。（√）
三、选择题
1、表征仪表读数精密性的指标是（C）
A．灵敏度 B．线性度 C．分辨率D．准确度
）．对于与热电偶配套的动圈表，下列叙述正确的是（B2
．对于标准化热电偶，动圈表是通用的A
．动圈表必须与其相同型号的热电偶相配B
．动圈表的量程一般不能调整C
℃0D．动圈表测量的起始温度为
）3．用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（D
．金属材料的密度盐碱对测温越有利A
．金属材料的强度超高对测温越有利B
．金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利C
．金属纯度越高对测温越有利D
4．在热力试验中，常用来测量微小正压、负压的差压的压力计是（A）A．U型管压力计 B．单管式压力计 C．斜管式压力计 D．弹性式压力计
5．标准节流件的直径比β越小，则（D）
A．流量测量越准确 B．流体的压力损失越小C．要求水平直管段越长 D．流体的压力损失越大6．涡轮流量计输出___________信号（B）
A．模拟 B．数字 C．电流 D．电压
7．将被测差压转换成电信号的设备是（C）
A．平衡容器 B．脉冲管路 C．差压变送器 D．显示器
8．当高频涡流传感器靠近铁磁物体时（C）
A．线圈的振荡频率增加 B．线圈电阻增大 C．线圈的电感增大 D．线圈的电阻减小
9．标准节流装置的取压方式主要有（B D）
A．损失取压 B．法兰取压 C．理论取压
D．角接取压 E．任意取压
10．下列对氧化锆氧量传感器的工作温度叙述正确的是（A B）
A．应高于600°C B．应保持恒温 C．应高于1150°C
C° E．应高于1150600°C D．应低于
P PP。c, ．已知当地大气压12 则绝对压力）, 表压力读数为等于（eb + P P= P P= PP= P - P - P（c （b））（a）eeebbb）．下面哪一种压力计不是弹性式压力计（d13
）应变式压力计（dc）波纹管压力计（a）膜片式压力计（b）膜盒压力计（
）d14．对于平行板电容器，下面哪一个参数改变不能改变电容的值。（）极板厚度d）介电常数（a）极距（b）极板间遮盖面积（c（
）c15．下面哪种探针既可以做对向测量又可以做不对向测量（
）圆柱三孔型探针形探针（cUL形探针（b）（a）
）的热线。．用热线风速仪测量流速方向时，应选择气流方向角为（c16°15°（d））b90°（c）45）（a0°（
）a17．下面有关热电偶总的热电势方向描述正确的是（
）沿着正热电极，由热端指向冷端（a
）沿着正热电极，由冷端指向热端（b
）沿着负热电极，由热端指向冷端c（
）b18．敞口式静压液面计测量时，液面高度和压力的关系表达式错误的是（
，a）（?是压力表读数/?Hpg,P
（b）?g,P/是液面底部的绝对压力，H?p
（c）?g,?P是液面底部与上部的压?H?p/差。
19．下面哪一种烟度计是反射光式烟度计（a）
（a）波许烟度计（b）哈特里奇烟度计（c）PHS烟度计（d）重量式烟度计
21．电接点水位计的测量原理是电极和氖灯构成回路，那么（b）。
（a）蒸汽的电阻大，处于饱和蒸汽中的电极接通，氖灯亮；
（b）蒸汽的电阻大，处于饱和蒸汽中的电极断路，氖灯不亮；
（c）水的电阻大，处于水中的电极断路，氖灯不亮；
（d）蒸汽的电阻小，处于饱和蒸汽中的电极接通，氖灯亮
四、图解题。
2、在涡轮流量变送器结构图中，1～6各代表什么部件？并简述其各自的作用。
4、试写出图示回路电势表达式。
1－热电偶 2－补偿导线 3－补偿热电偶
4－恒温器 5－铜导线 6－动圈仪
五、简答题
1、何谓亮度温度？写出它和被测实际温度的关系式。
2、测压仪表在安装、投入运行及使用过程中应注意哪些事项？
3、影响差压式水位计的水位测量误差因素主要有哪些？减小误差采取的主要措施是什么？
6、简述热电偶的三条基本定律（公式）。
六、计算和证明题
1、用分度号为S的热电偶和动圈式仪表构成测温系统如图所示，冷端温度补偿器的平衡温度为20℃，图中，动圈式仪表的机械零位为0℃。
试求（1）动圈式仪表的温度示值1300℃所对应的电势值？
（2）要想使示值与实际温度相符，应作何处理？
Es（1300,0）＝13.159mV Es（30,0）＝0.173mV
Es（80,0）＝0.502 mV Es（20,0）＝0.113 mV Es（25，0）＝0.143 mV
(1300,20)E（Et,o）＝（1）SS13.159-0.113＝
mv）＝13.046（
℃20(2) 要使示值与实际温度相符，应将机械零点调至
(tm,0)(1300,20)+EE（ Et,o）＝SSS(1300,0)E ＝S．
℃t=1300 ∵
=20℃∴t m。15 mV已知分析气体与参比气体总压力相同，氧化锆测得烟温为735℃时氧电动势为2、?
0.0496 mV/K，试求此时烟气含氧量为多少参比气体＝20.85%，综合常数为?2x解：设烟气含氧量为
20.8lg＋273.15）15＝0.496×（735X10.4%＝X
。10.4%答：烟气含量为
EE，）=24.092mv、如下图所示，求回路中的热电势，并画出热电流方向。600（，04ACAB EE。）=0.397mv10，0（10，0）=0.646mv，（）（60，0=4.050mv，ABAC
t2,10
?C
硅镍铜考(B)(C)?t3,60 t1,600 ?C C (A)镍铬L为负载电阻，R5、已知一应变片测量电路采用等臂电桥接法如下图所示，其中有一个微R1为应变片，在受到应力（受拉）时，电阻R1；电阻，
R1=R2=R3=R4=RRL>>R4；试证明：如何使测量电路的灵敏度提高到原来的u，则电桥的输出为ΔR1小增量Δ．
倍。
、对于截面为圆形的金属丝，在外力作用下沿着线性方向发生微小变形，其压阻系数6，试写出金属丝电阻的变化量和应变之间的函数关，弹性模量为E为，泊松系数为??e系式。
、如何用电容传感器实现液面的测量？请写出公式推导过程，并画出示意图11
PΔ来如图所示，节流差压式测量流量，如何利用流道中的节流元件所产生的差压12.S是收缩系数，忽略流体的可压缩性。计算流量？2??S013、下图是直流电位差计测热电偶电势的电路，对照此图说明其测量原理。
1、“工作电流标准化”，求得R/?IE N1N
2、切换开关倒向测量位置
14、现有E分度号的热电偶、温度显示仪表，它们是由相应的补偿导线连接，如下图所t?=800℃,接点温度℃，仪表环境温度t=30℃。如将补偿导
线示。已知测量温度 =50t00换成铜导线，仪表指示为多少？如果将两根补偿导线的
位置对换，仪表的指示又为多少？其中：
，mV.017)?61,E(8000E，mV0483.?E(50,0)E，，
mV77?59.),.(mV.?030(E,)1801E78410EE解：当补偿导线都改为铜导线时，热电偶的冷端便移到了50℃处，故仪表的输入电势为
查分度表可得，此时仪表的指示是784.1℃，只有将机械零位调到50℃，才能指示出800℃。
若两根补偿导线反接，线路电势为
再加上机械仪表的零位调整，则
t=768.3℃,这时仪表指示为由此可见，补偿导线接反了，仪表指示将偏低，偏低的程度与接点处的温度有关，所以补偿导线和热电偶的正负极不能接错。
四、如图双室平衡容器，请按照力学原理，推导出当汽包水位在任意值时，平衡容器的输出差压表达式，并简单说明双室平衡容器在实际使用时存在的
问题。
存在问题（要点）：
1、温度变化进而造成变化，带来指示误差?1
2、汽包压力变化，造成变化，带来误差??????
热能与动力工程测试技术
⒈什么是测量？ 答：测量是人类对自然界中客观事物取得数量概念的一种认识过程。 ⒉测量方法有哪几类？直接测量与间接测量的主要区别是什么？ 答：测量方法有①直接测量（直读法、差值法、替代法、零值法）②间接测量③组合测量 直接测量与间接测量区别：直接测量的被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量的被测量的数值不能从测量仪器上读得，而需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，经过运算得到被测量。 ⒊任何测量仪器都包括哪三个部分？各部分作用是什么？ 答：①感受件或传感器，作用:直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号。 ②中间件或传递件，作用：“传递”、“放大”、“变换”、“运算”。 ③效用件或显示元件，作用：把被测量信号显示出来。 ⒋测量仪器按用途可分为哪几类？ 答：按用途可分为范型仪器和实用仪器两类。 ⒌测量仪器有哪些主要性能指标？各项指标的含义是什么？ 答：①精确度，表示测量结果与真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反应。
②恒定度，仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度。 ③灵敏度，以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例S来表示 ④灵敏度阻滞，灵敏度阻滞又称为感量，此量是足以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。 ⑤指示滞后时间，从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间，称为指示滞后时间或称时滞。 ⒍测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？ 答：①系统误差，特点：按一定规律变化，有确定的因素，可以加以控制和有可能消除。 ②随机误差，特点：单峰性、对称性、有限性、抵偿性，无法在测量过程中加以控制和排除。 ③过失误差，特点：所测结果明显与事实不符，可以避免。 ⒎什么叫随机误差？随机误差一般都服从什么分布规律？ 答：随机误差（又称偶然误差）是指测量结果与同一待测量的大量重复测量的平均结果之差。 随机误差一般都服从正态分布规律。 ⒏试述测量中可疑数据判别方法以及如何合理选用？ 答：①判别方法有莱依特准则、格拉布斯准则、t检验准则、狄克逊准则、肖维涅准则。 ②选用原则：1）从理论上讲，当测量次数n趋近∞（或n足够大）时，采用莱依特准则更为合适；若次数较少时，则采用格拉
现代热工测试技术复习题
现代热工测试技术复习题-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
现代热工测试技术复习题 一. 单选题 1. 有一热电阻为一次元件的测温仪表．其示值比实际值偏低或指示不稳定，可能原因（） A．接线盒的接线端处有尘土或铁屑 B．电阻元件电阻丝断 C．电阻元件的连接导线短路 D.电阻元件的连接导线断路 2.造成测压仪表静态变差的因素是（） A.弹性模量 B.弹性迟滞 C.材料的泊松比 D.温度特性 3.请指出下列误差属于系统误差的是（） A.测量系统突发故障造成的误差 B.读书错误造成的误差 C.电子电位差计滑线电阻的磨损造成的误差 D.仪表内部存在摩擦和间隙等不规则变化造成的误差 4.用光学温度计测量物体温度，其示值（） A.不受测量距离的影响 B.是被测物体的亮度温度 C.不受被测物体表面光谱发射率的影响 D.不受反射光影响 5.仪表的灵敏度越高则（） A.测量精度越高 B.测量精度越低 C.测量精度不确定 D.仪表的线性度越好 6.表征仪表读书精密性的指标是（） A.灵敏度 B.线性度 C.分辨率 D.准确度 7.用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（） A.金属材料的密度盐碱对测温越有利 B.金属材料的强度越高对测温越有利 C.金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D.金属纯度越高对测温越有利 8.热电阻测温采用“三线制”接法其目的在于（） A.使回路电阻为定值 B.获得线性刻度 C.消除连接导线电阻造成附加误差 D.使工作电流为定值 9.标准节流件的直径比β越小，则（）
A.流量测量越准确 B.流量的压力损失越小 C.要求水平直管段越长 D.流量的压力损失越小 10.涡流流量输出______信号 ( ) A.模拟 B.数字 C.电流 D.电压 11. 将被测压差差换成电信号的设备是（） A.平衡容器 B.脉冲管路 C.压差变送器 D.显示器 12.过失误差处理方法通常为（） A.示值修正法 B.直接别除法 C.参数校正法 D.不处理 13.欲用多根热电偶测量某房间内平均温度，一般采用什么的热电偶布置方式（） A.并联 B.反接 C.串联 D.以上都不对 14.下列关于热电偶均质导体定律下列说法错误的（） A.热电极必须采用均质材料 B.只能用两种不同材料的均质导体构成热电偶 C.热电势与热电极温度分布无关 D.热电势与热电极的截面积有关 15.热力学温度的符号是（） A．K B．T C．t D.℃ 16．准确度最高的热电偶是 ( ) A．S型 B．K型 C．J型 D.E型 17．现有以下几种测温装置，在测汽轮机轴瓦温度时，最好选用 （） A镍铬一镍硅热电偶 B.充气压力式温度计 C．铂热电阻 D.铜—铜镍热电偶 18．有一铂铑10一铂热电偶，设其E(300℃，500℃)为X，E (500℃，250℃)为) Y , E (250℃，0℃)为z，则 ( ) A．X=Y=z B．X=Y≠z C. X≠Y≠z D.X≠Y=z 19．被测量为脉动压力时，所选压力表的量程应为被测量值的 ( )
热工测试课后练习答案
热工测试作业 第一章 1-1、测量方法有哪几类，直接测量与间接测量的主要区别是什么？(P1-2) 答：测量的方法有：1、直接测量；2、间接测量；3、组合测量。 直接测量与间接测量的主要区别是直接测量中被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量种被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值。 1-2、简述测量仪器的组成与各组成部分的作用。(P3-4) 答：测量仪器由感受器、中间器和效用件三个部分组成。 1、感受器或传感器：直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号； 2、中间器或传递件：最简单的中间件是单纯起“传递”作用的元件，它将传感器的输出信号原封不动地传递给效用件； 3、效用件或显示元件：把被测量信号显示出来，按显示原理与方法的不同，又可分模拟显示和数字显示两种。 1-3、测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么？（P5-6） 答：测量仪器的主要性能指标有：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。 1、精确度：表示测量结果与真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反映； 2、恒定度：仪器多次重复测试时，其指示值的稳定程度，通常以读数的变差来表示； 3、灵敏度：以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例来表示。 4、灵敏度阻滞：又称感量，是以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。 5、指示滞后时间：从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间。 1-4、说明计算机测控系统基本组成部分及其功能。（P6-7） 答：计算机测控系统基本组成部分有：传感器、信号调理器、多路转换开关、模/数（A/D）和数/模（D/A）转换及微机。 1、信号调理器：完成由传感器输出信号的放大、整形、滤波等，以保证传感器输出信号成为A/D转换器能接受的信号； 2、实现多路信号测量，并由它完成轮流切换被测量与模/数转换器的连接； 3、采样保持器：保证采样信号在A/D转换过程中不发生变化以提高测量精度； 4、A/D转换器：将输入的模拟信号换成计算机能接受的数字信号； 5、D/A转换器：将输入的数字信号换成计算机能接受的模拟信号。 1-5、试述现代测试技术及仪器的发展方向。(P6、P9) 答：计算机、微电子等技术迅速发展，推动了测试技术的进步，相继出现了智能测试仪、总线仪器、PC仪器、虚拟仪器、网络化仪器等微机化仪器及自动化测试系统。随着计算机网络技术、多媒体技术、分布式技术等手段的迅速发展，测试技术与计算机相结合已成为当前测试技术的主流，测试技术的虚拟化和网络化的时代已经不远了。 第二章 2-1、试述测量仪器的动态特性的含意和主要研究内容，它在瞬变参数测量中的重要意义。(P11、P16) 答：测量仪器或测量系统的动态特性的分析就是研究动态测量时所产生的动态误差，它主要用以描述在动态测量过程中输入量与输出量之间的关系，或是反映系统对于随机时间变化的输入量响应特性。从而能够选择合适的测量系统并于所测参数相匹配，使测量的动态误差限制在试验要求的允许范围内，这便是动态测量技术中的重要研究课题。在瞬变参数动态测量中，要求通过测量系统所获得的输出信号能准确地重现输入信号的全部信息，而测量系统的动态响应正是用来评价系统正确传递和显示输入信号的重要指标。
机械动力学考试答案
图4 机器安装示意图 88、一个质量20Kg 的机器，按图4所示方式安装。若弹簧的总刚度 为17KN/m ，总阻尼为300m s N ?。试求初始条mm x 250=，s mm x 3000= 时的振动响应。 88、解：由0=++kx x c x m 代入数据后得 08501501017300203=++=?++x x x x x x （8分） 其中，152=a ，8502=n ω，计算阻尼比和固有圆频率 17.2826.012.291126.02 .295.722=-?=-=<===ζωωωζn d n a （4分） 将初始条件代入 00020020arctan )(ax x x ax x x A d d +=++= ω?ω （4分） 得： o d d ax x x mm ax x x A 3.555.25.730017.2825arctan arctan )(4.30)17.2825.7300(25)(0002220020?+?=+==?++=++= ω?ω（2分）
则系统的振动响应为 4. 305.7+ =-t x t（2分）e sin( 28 ) 96 .0 . 17
1. “机械动力学”主要研究哪些内容，请以任一机器为对象举例说明研究内容及其相互关系。 答：机械动力学是研究机械在力的作用下的运动和机械在运动中产生的力，并从力与运动的相互作用的角度进行机械设计和改进的科学。动力学主要研究内容概括起来有：1，共振分析；2，振动分析与动载荷计算；3，计算机与现代测试技术的运用；4，减震与隔振。柴油机上的发动机，发动机不平衡时会产生很强的地面波，从而产生噪声，而承受震动的结构，发动机底座，会由于振动引起的交变应力而导致材料的疲劳失效，而且振动会加剧机械零部件的磨损，如轴承和齿轮的磨损等，并使机械中的紧固件如螺母等变松。在加工时还会导致零件加工质量变差。通过对共振的研究和分析，使机械的运转频率避免共振区，避免机械共振事故的发生，通过振动分析与动载荷计算可以求出在外力作用下机械的真实运动，运用计算机和现代测试技术对机械的运行状态进行检测，以及故障诊断，模态分析以及动态分析，现实中机器运转时由于各种激励因素的存在，不可避免发生振动，为了减小振动，通常在机器底部加装弹簧，橡胶等隔振材料。 2.简述在刚性运动前提下，如何进行运动构件的真实运动分析求解（请列出步骤）？ 答：首先建立等效力学模型，将复杂的机械系统简化为一个构件，即等效构件，根据质点系动能定理，将作用于机械系统上的所有外力和外力矩、所有构件的质量和转动惯量，都向等效构件转化；其次计算等效构件上的等效量（包括等效力矩，等效力，等效质量，等效转动惯量）；再次建立等效构件的运动方程式，有两种形式，能量形式和力矩形式；最后通过方程式求出等效构件的角速度函数和角加速度函数，这样便可以求出机械系统的真实运动规律。 3.在弹性运动假设下，有哪些弹性动力学建模方法，各有什么特点？请解释“瞬时刚化” 的概念。） 答：弹性动力学模型有集中参数模型和有限元模型。集中参数模型建立起的运动方程为常微分方程，但是由于质量简化过多，模型粗糙，精度比较差；有限元建立的运动方程也为常微分方程，但相较集中参数模型精确，适应性广，可以模拟复杂形状的构件，运算模型统一。瞬时刚化：机构在运动到循环中的某一位置时，可将机构的形状和作用在其上的载荷瞬时冻结起来，从而可瞬时的将机构看做一个刚体结构。
能源与动力工程测试技术复习资料
1、热电偶测温的原理、基本定律及应用、热电偶测温冷端温度补偿方法 （温差电动势可以忽略不计，在热电偶回路中起主要作用的是接触电动势） 热电偶回路的热电动势只与组成热电偶的材料及两端接点的温度有关；与热电偶的长度、粗细、形状无关。导体材料确定后，热电动势的大小只与热电偶两端的温度有关，而且是T的单值函数，这就是利用热电偶测温的基本原理。 (1) 均质导体定律 如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，无论两接点的温度如何，热电动势均为零；反之，如果有热电动势产生，两个热电极的材料则一定是不同的。根据这一定律，可以检验两个热电极材料的成分是否相同(称为同名极检验法)，也可以检查热电极材料的均匀性。 (2) 中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体C，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。 (3) 标准电极定律
如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就可知。为分度表的制作提供理论基础 (4) 中间温度定律 热电偶在两接点温度分别为T、T0时的热电动势等于该热电偶在接点温度分别为T、Tn和接点温度分别为Tn、T0时的相应热电动势的代数和。为分度表的应用提供理论基础 由于热电偶产生的电势与两端温度有关，只有将冷端温度保持恒定才能使热电势正确反映热端的被测温度。由于有时很难保证冷端温度在恒定0℃，故常采取一些冷端补偿措施。 1.冷端恒温法 (1) 冰点槽法 (2) 其它恒温器 2.补偿导线法：将冷端延伸到温度恒定的场所 3.计算修正法 4.电桥补偿法
5.显示仪表零位调整法 6.软件处理法 2、霍耳传感器的工作原理、特点 原理：半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在垂直 于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这种现象称为霍尔效应。作用在半导体薄片上的磁场强度B越 强，霍尔电势也就越高。霍尔电势用下式表示： 特点： 1、为提高灵敏度, 霍尔元件常制成薄片形状。 2、要求霍尔片材料有较大的电阻率和载流子迁移率。 3、只有半导体材料适于制造霍尔片。 4、霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类。 5、霍尔传感器广泛用于电磁测量、压力、加速度、振动等方面的测量。
结构动力特性测试方法及原理
结构动力特性的测试方法及应用(讲稿) 一. 概述 每个结构都有自己的动力特性,惯称自振特性。了解结构的动力特性就是进行结构抗震设 计与结构损伤检测的重要步骤。目前,在结构地震反应分析中,广泛采用振型叠加原理的反应谱分析方法,但需要以确定结构的动力特性为前提。n 个自由度的结构体系的振动方程如下: [][][]{}{})()()()(...t p t y K t y C t y M =+??????+?????? 式中[]M 、[]C 、[]K 分别为结构的总体质量矩阵、阻尼矩阵、刚度矩阵,均为n 维矩阵;{} )(t p 为外部作用力的n 维随机过程列阵;{})(t y 为位移响应的n 维随机过程列阵;{})(t y &为速度响应的n 维随机过程列阵;{})(t y && 为加速度响应的n 维随机过程列阵。 表征结构动力特性的主要参数就是结构的自振频率f (其倒数即自振周期T )、振型Y(i)与阻尼比ξ,这些数值在结构动力计算中经常用到。 任何结构都可瞧作就是由刚度、质量、阻尼矩阵(统称结构参数)构成的动力学系统,结构一旦出现破损,结构参数也随之变化,从而导致系统频响函数与模态参数的改变,这种改变可视为结构破损发生的标志。这样,可利用结构破损前后的测试动态数据来诊断结构的破损,进而提出修复方案,现代发展起来的“结构破损诊断”技术就就是这样一种方法。其最大优点就是将导致结构振动的外界因素作为激励源,诊断过程不影响结构的正常使用,能方便地完成结构破损的在线监测与诊断。从传感器测试设备到相应的信号处理软件,振动模态测量方法已有几十年发展历史,积累了丰富的经验,振动模态测量在桥梁损伤检测领域的发展也很快。随着动态测试、信号处理、计算机辅助试验技术的提高,结构的振动信息可以在桥梁运营过程中利用环境激振来监测,并可得到比较精确的结构动态特性(如频响函数、模态参数等)。目前,许多国家在一些已建与在建桥梁上进行该方面有益的尝试。 测量结构物自振特性的方法很多,目前主要有稳态正弦激振法、传递函数法、脉动测试法与自由振动法。稳态正弦激振法就是给结构以一定的稳态正弦激励力,通过频率扫描的办法确定各共振频率下结构的振型与对应的阻尼比。 传递函数法就是用各种不同的方法对结构进行激励(如正弦激励、脉冲激励或随机激励等),测出激励力与各点的响应,利用专用的分析设备求出各响应点与激励点之间的传递函数,进而可以得出结构的各阶模态参数(包括振型、频率、阻尼比)。脉动测试法就是利用结构物(尤其就是高柔性结构)在自然环境振源(如风、行车、水流、地脉动等)的影响下,所产生的随机振动,通过传感器记录、经谱分析,求得结构物的动力特性参数。自由振动法就是:通过外力使被测结构沿某个主轴方向产生一定的初位移后突然释放,使之产生一个初速度,以激发起被测结构的自由振动。 以上几种方法各有其优点与局限性。利用共振法可以获得结构比较精确的自振频率与阻尼比,但其缺点就是,采用单点激振时只能求得低阶振型时的自振特性,而采用多点激振需较多的设备与较高的试验技术;传递函数法应用于模型试验,常常可以得到满意的结果,但对于尺度很大的实际结构要用较大的激励力才能使结构振动起来,从而获得比较满意的传递函数,这在实际测试工作中往往有一定的困难。 利用环境随机振动作为结构物激振的振源,来测定并分析结构物固有特性的方法,就是近年来随着计算机技术及FFT 理论的普及而发展起来的,现已被广泛应用于建筑物的动力分析研究中,对于斜拉桥及悬索桥等大型柔性结构的动力分析也得到了广泛的运用。斜拉桥或悬索桥的环境随机振源来自两方面:一方面指从基础部分传到结构的地面振动及由于大气变化而影响到上部结构的振动(根据动力量测结果,可发现其频谱就是相当丰富的,具有不同的脉动卓越周期,反应了不同地区地质土壤的动力特性);另一方面主要来自过桥车辆的随机振动。
热工测试技术总复习题
热工测试技术总复习题 第二章 1、何谓静态量、动态量？何谓稳态、暂态阶段？何谓动态特性？研究环节或系统的动态特性时常用何种信号作为“标准信号”？何谓“时域”、“频域”法？ 2、写出测量环节或系统的数学模型并用“D算子”、“S变换”、“频率型”形式表示。 3、线性微分方程的解包括哪两部分？分别代表测量过程中哪两个阶段的情况？线性系统有哪两个重要性质？ 4、写出线性系统的“D算子”型、“S”型、“频率型”形式的传递函数。传递函数的功能如何？ 5、何谓系统或环节的频率特性？其中包含哪两种特性？为什么它能反映系统对动态信号响应的品质？如何利用传递函数来求得系统的频率特性？ 6、对测量系统而言一般归结为几个变量？三者间相互的关系如何？对应测量的哪些过程？ 7、写出0阶环节的方程。说明其输出量与输入量之间的关系。 8、写出一阶环节的微分方程并化为标准形式。它有几个动态特性参数？动态特性参数的影响及取值范围如何？写出其传递函数并分析频率特性。当输入信号为阶跃、正弦信号时系统的动态响应如何？ 9、写出二阶环节的微分方程并化为标准形式。它有几个动态特性参数？动态特性参数的影响及取值范围如何？写出其传递函数并分析频率特性。当输入信号为阶跃、正弦信号时系统的动态响应如何？ 第三章 1、何谓“压电”、“应变”、“压阻”效应？动态压力测量是如何利用这些效应？ 2 、压电材料一般有几类？压电系数与温度的关系如何？画出压电式压力传感器的等效线路。该传感器对放大器有什么特殊要求？放大器有几种类型，各有何优缺点？为什么压电式压力传感器测量系统不适合测量静态压力？为保证测量精度，对测量回路的时间常数有何要求？ 3、电阻应变式压力传感器有哪两个基本组成部分？各自的功能是什么？有几种基本结构形式？电阻变化与应变的关系如何？ 4、压阻式与应变式压力传感器测量压力的物理效应有何联系，有何区别？为什么压阻式压力传感器灵敏度高、动态响应好？其主要不足之处是什么？ 5、何谓容腔效应？它属于什么环节？为了准确测量脉动压力，对容腔采用何种措施？为从根本上消除容腔效应的影响采用何种测压方式？ 6、压力测量有几种方法？ 第四章 1、温度及温度场测量的方法有几种？各有什么特点和使用场所？ 2、接触式测温存在几大主要误差？产生的主要原因是什么？其中那些是共性误差？那些是个性误差？什么情况下可以忽略？什么情况下不可忽略？ 3、简述热电偶测温的基本定律。能画出热电偶测温系统及冰点补偿线路图。 4、导出温度计的传热微分方程。并指出各项的物理意义。试举三种以上减少或修正“导热”、“辐射”、“速度”、“动态”误差的措施或方法。 5、简述“静温”、“动温”、“总温”、“有效温度”、“绝热壁温”的概念。在低速气流、高速气流温度测量时它们之间的关系如何？ 6、说明复温系数的定义及其物理意义。为什么给温度计加滞止罩能减小速度误差？ 7、说明折射率的定义。为什么可将它与气体的温度、密度、浓度联系起来？
热能与动力工程测试技术习题及答案
热能与动力工程测试技术 一、填空（30X1） 1、仪器测量的主要性能指标：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间。P5 2、在选用仪器时，应在满足被测要求的前提下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量 值在满刻度要求的2/3为宜。P5 3、二阶测量系统的阻尼比通常控制于ξ=0.6~0.8,对于二阶测量系统的动态性能的两个重要 指标是稳定时间t s和最大过冲量A d 。P18 4、测量误差可分为系统误差、随机（偶然）误差、过失误差。 5、随机误差的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性。 6、热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定 律。 7、造成温度计时滞的因素有：感温元件的热惯性和指示仪表的机械惯性。P109 8、流量计可分为：容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。P161 9、扩大测功机量程的方法有：采用组合测功机、采用变速器。P208 10、除利用皮托管测量流速外，现代常用的测速技术有：热线（热膜）测速技术、激光多普勒 测速技术（LDV）、粒子图像测速技术。 二、名词解释(5X4) 1、什么是测量仪器或测量系统的动态特性分析？作用？ 答：P11，测量仪器或测量系统的动态特性分析就是研究测量时所产生的误差。 它主要是以描述在动态测量过程中输出量和输入量之间的关系。 2、何为霍尔效应？ 答：（参考）置于磁场中的金属（或带有电子的物质），当于两端通过电流时，另外两面会产生大小 与控制电流I（A）和磁感应强度B(T)的乘积成正比的电压U H(V),这一现象叫做霍尔效应。P90 3、何为亮度温度？ 答：在波长为λm的单色辐射中，若物体在温度T时的亮度Bλ和绝对黑体在温度为T s时的亮度B Oλ相等，则把T s称为被测物体的亮度温度。 4、何为动压？静压？总压？P129 答：静压是指运动气流里气体本身的热力学压力。 总压是指气流熵滞止后的压力，又称滞止压力。 动压为总压与静压之差。 三、简答题(5X4) 1、为什么阶跃信号常用于低阶测量系统的时域动态响应的输入信号？ 答：阶跃信号从一个稳定的状态突然过过渡到另一个稳态，对系统是一个严格的考验，（比其它输 入信号更）易暴露问题。P17 2、简述金属应变式传感器的工作原理。 答：金属应变式传感器的工作原理是基于金属的电阻应变效应，即导体或半导体在外力作用下产 生机械形变时，电阻值也随之产生相应的变化。 3.在测量瞬时温度时采用的感温元件时间常数大小如何？为什么？，在测量平均温度时又如何？ 为什么？P110 答：感温元件的质量和比容越小，相应越快，故在测量瞬时温度时采用时间常数小的感温元件；反之时间常数越大相应越慢，感温元件的温度越接近平均温度，故测量平均温度时采用时间常数大的 元件。 4.试画出皮托管的结构简图，说明皮托管的工作原理，并导出速度表达式（条件自拟，不考虑误 差）。P143~P144
热能与动力工程测试技术复习重点
第一至三章一、名词解释 测量:是人类对自然界中客观事物取得数量 观念的一种认识过程。它用特定的工具和方法，通 过试验将被测量与单位同类量相比较，在比较中确 定出两者比值。 稳态参数：数值不随时间而改变或变化很小 的被测量。 瞬变参数：随时间不断改变数值的被测量（非 稳态或称动态参数),如非稳定工况或过渡工况时 内燃机的转速、功率等。 模拟测量：在测量过程中首先将被测物理量 转换成模拟信号，以仪表指针的位置或记录仪描绘 的图形显示测量的结果(不表现为“可数”的形式) 。 数字测量：测量可直接用数字形式表示。通 过模／数（A／D)转换将模拟形式的信号转换成数 字形式。 范型仪器：是准备用以复制和保持测量单位， 或是用来对其他测量仪器进行标定和刻度工作的仪 器。准确度很高，保存和使用要求较高。 实用仪器：是供实际测量使用的仪器，它又 可分为试验室用仪器和工程用仪器。 恒定度:仪器多次重复测量时，其指示值稳定 的程序，称为恒定度。通常以读数的变差来表示 . 灵敏度:它以仪器指针的线位移或角位移与 引起这些位移的被测量的变化值之间的比例S来表 示。 灵敏度阻滞:灵敏度阻滞又称为感量,感量是 足以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量 的变化值。一般仪器的灵敏度阻滞应不大于仪器允 许误差的一半。 指示滞后时间:从被测参数发生变化到仪器 指示出该变化值所需的时间，又称时滞。 测量值与真值之差称为误差。 因子：在试验中欲考察的因素称为因子。因 子又可分为没有交互作用和有交互作用的因子，前 者是指在试验中相互没有影响的因子，而后者则在 试验中互相有制抑作用。 水平：每个因子在考察范围内分成若干个等 级，将等级称为水平 二、填空题 常用的测量方法有直接测量、间接测量、组 合测量。 测试中，被测量按照其是否随时间变化可以 分类稳态参数和瞬变参数。 有时被测参数的量或它的变化，不表现为“可 数”的形式，这时就不能用普通的测量方法，相应 的就出现了模拟测量和数字测量。 按工作原理，任何测量仪器都包括感受件， 中间件和效用件三个部分。 测量仪器按用途可分：范型仪器和实用仪器 测量仪器的性能指标决定了所得测量结果的 可靠程度，其中主要有：准确度、恒定度、灵敏度、 灵敏度阻滞、指示滞后时间等 在选用时，仪器的读数的变差不应超过仪器 的允许误差。 一般常采用试验方法来标定测量仪器的动态 特性。 仪器标定的内容及方法 前面已从理论上讲述了测量仪器的动态特性，但实 际上由于测量仪器本身的各种因素影响，难以用理 论分析方法正确地确定其动态特性。一般常采用试 验方法来标定测量仪器的动态特性。 其主要内容，一般为仪器的时间常数、无阻尼时仪 器的固有频率、阻尼比等。判断该测量仪器是一阶 还是二阶仪器。 其主要方法，一般有频率响应法、阶跃响应法、随 机信号法。 对一阶仪器，主要确定的动态特性参数为时 间常数τ。 二阶测量系统，标定目的主要是确定动态特 性参数：仪器的无阻尼固有频率ω0 和阻尼比ζ。 按照产生误差因素的出现规律以及它们对于 测量结果的影响程序来区分，可将测量误差分为三 类。系统误差:随机(偶然)误差:过失误差 : 具体的测量过程中，系统误差按其产生的原 因可分为； 仪器误差安装误差环境误差方法误差操作误 差动态误差 但往往也常采用如下方法来消除系统误差1. 交换抵消法2.替代消除法3.预检法 正交表分为标准表和混合型正交表 三、简答题 模拟测量：直观性强、简便、价格低；主要缺点 是测量精度低指示器读数误差大。但模拟信号含有 “仿真”的意思，分辨能力无限。 数字测量：测量精度高，操作方便，后处理方 便，但对硬件要求高，分辨力有限。 仪器的选用：应在满足被测量要求的条件 下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量值在 满刻度的2/3以上为宜，并根据对被测量绝对误差 的要求选择测量仪器的精度等级。 零阶仪器的特点：不管x随时间如何变化， 仪器输出不受干扰也没有时间滞后，因此零阶仪器 (或传感器)可以认为有完全理想的特性。 时间常数τ是由热电偶的几何参数和热特性 确定，它的大小直接影响到滞后时间，τ越小表示 热惯性小，达到稳态值的时间越短；反之，时间就 越长。为进行可靠的动态测量，应使测量系统的时 间常数尽可能小。 为了提高响应速度而又不产生波动，二阶仪 器常采用＝0.6～0.8为最佳。这时幅频特性的平 直段最宽。而且在一定条件下，提高系统的固有频 率，响应速度会变得更快。 第四章 一、名词解释 ◆压电效应：是指某些结晶物质沿它的 某个结晶轴受到力的作用时，其内部有极化现 象出现，在其表面形成电荷集结，其大小和作 用力的大小成正比，这种效应称为正压电效 应。相反，在晶体的某些表面之间施加电场， 在晶体内部也产生极化现象，同时晶体产生变 形，这种现象称为逆压电效应。 ◆压电晶体：具有压电效应的晶体称为 压电晶体 ◆中间温度定律:用两种不同的金属组成 闭合电路，如果两端温度不同，则会产生热电 动势。其大小取决于两种金属的性质和两端的 温度，与金属导线尺寸、导线途中的温度及测 量热电动势在电路中所取位置无关。 ◆均质材料定律 :如用同一种金属组成 闭合电路则不管截面是否变化，也不管在电路 内存在什么样的温度梯度，电路中都不会产生 热电动势。 ◆中间导体定律 :在热电偶插入第三种 金属，只要插入金属的两端温度相同，不会使 热电偶的热电动势发生变化。 ◆标准电极定律:在热电偶插入第三种金 属，插入金属的两端温度不同，发生附加热电 动势后的总热电动势，等于各接点之间所产生 热电动势的代数和。 ◆光电效应：当具有一定能量E的光子 投射到某些物质的表面时，具有辐射能量的微 粒将透过受光的表面层，赋予这些物质的电子 以附加能量，或者改变物质的电阻大小，或者 使其产生电动势，导致与其相连接的闭合回路 中电流的变化，从而实现了光— ◆外光电效应:在光线作用下能使电子逸 出物质表面的称为外光电效应，属于外光电效 应的转换元件有光电管、光电倍增管等。 ◆内光电效应:在光线作用下能使物体电 阻率改变的称为内光电效应。属于内光电效应 的光电转换元件有光敏电阻以及由光敏电阻 制成的光导管等。 ◆阻挡层光效应:在光线作用下能使物体 产生一定方向电动势的称为阻挡层光电效应， 属于阻挡层光电效应的转换元件有光电池和 光敏晶体管等。 ◆用单位辐射通量不同波长的光分别照 射光电管，在光电管上产生大小不同的光电 流。这里，光电流I与光波波长λ的关系曲线 称为光谱特性曲线，又称频谱特性。 ◆霍尔效应: 金属或半导体薄片置于磁 场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场 的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍 尔效应。 ◆霍尔元件: 基于霍尔效应工作的半导 体器件称为霍尔元件，霍尔元件多采用N型 半导体材料。 ◆传感器是把外界输入的非电信号转换 成电信号的装置。 ◆金属电阻应变片的工作原理是基于金 属导体的应变效应 二、填空题 ◆结构型:依靠传感器结构参数的变化实 现信号转变. ◆能量转换型:直接由被测对象输入能量 使其工作. ◆能量控制型:从外部供给能量并由被测 量控制外部供给能量的变化. ◆常用传感器根据其作用原理的不同，可以分 为两大类。能量型” “参数型” ◆传感器的特性主要包括以下两种。静 态特性.表征传感器静态特性的主要参数有：线 性度、灵敏度、分辨力等。 ◆动态特性.测定动态特性最常用的标准 输入信号有阶跃信号和正弦信号两种。 ◆由于半导体应变片的温度稳定性差，使用时必 须采取温度补偿措施，以消除由温度引起的零漂 或虚假信号。在实际工作中，温度补偿的方法有 桥路补偿和应变片自补偿两类。 ◆常用可变磁阻式传感器的典型结构有:可变导 磁面积型、差动型、单螺管线圈型、双螺管线圈 差动型。 ◆按照电容式传感器的转换原理的不 同，可以分为 ◆极距变化型电容式传感器：变介电常 数型电容传感器：面积变化型电容传感器 ◆按工作原理不同，磁电感应式传感器 可分为恒定磁通式和变磁通式，即动圈式传感 器和磁阻式传感器。 ◆磁电感应式传感器只适用于动态测 量。 ◆磁阻式传感器：又称为变磁通式传感 器或变气隙式传感器，常用来测量旋转物体的
结构动力性能及试验技术
第9章结构动力性能及试验技术 结构动力性能包括结构的自振频率、振型、阻尼比、滞回特性等，是结构本身的特性。在进行结构抗震设计和研究结构的地震反应时必须同时了解和掌握地震动的特性和结构动力性能。关于地震动的特性在前面已讲，下面介绍结构的动力特性和为获得这些特性所需的相关试验技术。 9.1地震作用下结构的受力和变形特点 地震作用下结构的受力和变形是复杂的时间过程，其主要特点体现在以下三个方面：1、低频振动 结构的自振频率（基频）范围较窄，一般在0.05s～15s（20Hz～0.07Hz）之间，例如， 0.05s—基岩上的设备、单层房屋竖向振（震）动时； 15s—大跨度悬索桥。 在结构的地震反应中，高阶振型有影响，但第一振型，或较低阶振型所占的比例较大，因此结构的整体反应以低频振动为主。 2、多次往复（大变形） 在地震作用下，结构反应可能超过弹性，产生大变形，并导致结构的局部破坏。地震作用是一种短期的往复动力作用，其持续时间可达几十秒到一、二分钟，结构的反应可以往复几次或者几十次，在往复荷载作用下，结构的破坏不断累加、破坏程度逐渐发展，可经历由弹性阶段→开裂（RC，砖结构）→屈服→极限状态→倒塌的过程，称为低周疲劳。 在地震作用下结构的变形（位移）速度较低，约为几分之一秒量级。 而爆炸冲击波：正压，负压为一次，无往复，材料快速变形（为毫秒量级）； 车辆荷载：多次重复，但应力水平低（无屈服），高周次（>100万次）。 3、累积破坏 地震造成的结构积累破坏可以表现在以下三中情况中： ① 一次地震中，结构在地震作用下发生屈服，以后每一个振动循环往复都将造成结构破坏积累。 ② 主震时，结构发生破坏，但未倒塌；余震时，结构变形增加，破坏加重，甚至发生倒塌。 ③ 以前地震中结构发生轻微破坏，未予修复；下次地震时产生破坏严重。 从结构地震反应的特点可以看出，要正确进行结构地震反应分析计算，必须了解结构的阻尼，振型，自振频率等基本动力特性，同时必须研究材料、构件和结构的强非线性或接近破坏阶段的动力特性，以及强度与变形的发展变化规律等。
热能与动力机械测试技术---自测题
《热能与动力机械测试技术》自测题（一） 一．填空题 １．从作用上看，任何测量仪器都包含感受件、中间件和效用件这三个元件，其中中间件可完成、、、等任务。 ２．选择仪表时，既要考虑其，又要注意其。 ３．测量仪表按用途可分为、实验室用仪表和，其中实验室用仪表的精度等级一般为。 ４．我们常采用、、这三种方法来消除系统误差。 ５．从偶然误差的正态分布规律中，可归纳出偶然误差具有对称性、、、和四个特性。 ６．间接测量误差不仅与直接测量量的误差有关，而且还与有关。７．运用有效数字的计算法则计算：１９.４５+０.００７４+１.６２３＝，１.４２×５４.７４×０.１５７８２＝，４１１２１/２＝。８．试验数据的表示方式有、、三种。 ９．考铜、铜与铂相配的热电势（热端１００℃，冷端０℃）为－４.０mV、＋０.７６mV，则铜、考铜相配后的热电势为。 １０．现代测功机均为平衡式测功机，它是根据的原理来测量转矩的。１１．测取液柱式压力计的读数时，对酒精应从算起。 １２．气缸动态压力的测量中，常用以下三种方法确定上止点：、、。 １３．适用于内燃机上测量流量的非标准节流元件是和；标准元件是m＝０.５５时的。 １４．某频率为8０Hz的纯音听起来和１０００Hz、9０dB的声音一样响，则其响度级为。 １５．按噪声性质的不同，内燃机的噪声可分为_______________、______________和______________。 １６．目前大多数国家采用的分析仪有三种：主要作为测定ＣＯ排放的标准仪器；作为测定ＨＣ排放的标准仪器；作为测定ＮＯＸ排放的标准仪器。我国测定摩托车怠速排放物的取样系统是系统。 １７．发动机试验台最基本的设备是。稳定工况下测定汽油消耗采用法、测定机油消耗采用法。 １８．采用机械式重量法测量发动机台架试验的燃油消耗率时，误差主要来自于、这两方面。 二．判断题 １．热电式传感器是利用电阻随温度而变化的特性来测量温度的传感器。（）２．直流电力测功机是既能吸收发动机的功率，又能倒拖发动机的测功机。（）３．一般情况下，压力表所测读数是绝对压力。（）４．当研究振动对零部件的负荷与力的关系以及振动力的传递时，应测量加速度。（）５．１／１倍频程和１／３倍频程滤波器都属于恒百分比带宽滤波器。（）６．若两台机器单独运转时在接收点处的噪声级彼此相等，则它们同时运转时在接收点处的合成声压级增加３ｄＢ。（）７．对发动机进行台架试验时，计算得大气修正系数为Ｋ＝０.９９，因此该发动机的有效功率、有效转矩和燃油消耗率是用该系数进行修正的。（）８．在发动机台架试验中，对b e的测量属于直接测量。（） ９．石英单晶和压电陶瓷都是压电材料的一种，所以它们在任何情况下都具有压电效应。 （） 参考答案 一．填空题
《热能与动力机械测试技术》实验指导书DOC
实验一温度传感器动态标定实验 一．实验目的 1．掌握热敏电阻传感器和热电偶传感器动态性能测试方法。 2．了解根据阶跃响应曲线求取传感器动态特性指标的方法。 3．熟悉测温传感器动态标定系统的结构、组成和使用方法。 二．试验装置 1．被校热敏电阻传感器 2．标准热电偶传感器及数字显示仪表 3．被校热电偶传感器 4．补偿导线及冷接点恒温器 5．恒温水槽 6．保温瓶 7．恒温油槽或高温电炉 8．大气温度计 9.标准水银温度计2只 10.数字存储示波器 11.微型计算机（带GP-IB接口） 三．实验原理 传感器动态标定实验的任务是用动态激励信号激励传感器,使传感器产生动态响应,根据动态标定实验的结果求出一个近似的数学模型（如传递函数），来描述传感器的动态特性，并求出它的动态性能指标。 温度源为恒温水槽(或恒温油槽)，其温度值由标准水银温度计测出。阶跃温度的幅值大小可以通过调节恒温水槽(或恒温油槽)的温度得到。输出信号的阶跃响应由数字存储示波器记录，记录结果可由示波器观察，同时经RS-232或GP-IB接口进入计算机，由计算机内的软件包计算其动态数学模型与动态性能指标。 测取传感器的阶跃响应是获取传感器动态特性的方法之一。阶跃响应的平稳性、快速性和稳态精度可用如下性能指标描述： 时间常数T——输出上升到稳态值的63%所需要的时间。 响应时间T2——输出达到稳态值的95%或98%所需要的时间。 调节时间T s——在阶跃响应曲线的稳态值附近，取±5%作为误差带，响应曲线达到并不再超出该误差带所用的最小时间。 峰值时间T p——阶跃响应曲线超出其稳态值而达到第一个峰值所需要的时间。 上升时间T r——阶跃响应曲线从稳态值的10%上升到90%所需要的时间（对欠阻尼系统，通常指从0上升到稳态值所需要的时间）。 延迟时间T a——阶跃响应曲线上升到稳态值的50%所需要的时间。
试卷2_热工测试技术
热工测试技术试题（2） 本试题分两部分，第一部分为选择题，1页至4页，第二部分为非选择题，5页至9页，共9页；选择题30分，非选择题70分，满分100分，考试时间150分钟。 第一部分，选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1．表征仪表读数精密性的指标是（） A．灵敏度B．线性度C．分辨率D．准确度2．对于与热电偶配套的动圈表，下列叙述正确的是（） A．对于标准化热电偶，动圈表是通用的 B．动圈表必须与其相同型号的热电偶相配 C．动圈表的量程一般不能调整 D．动圈表测量的起始湿度为0°C 3．配热电阻的电子平衡电桥的测量线路中要求每根导线电阻阻值为（）A．2．5ΩB．5ΩC．10ΩD．15Ω4．用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（） A．金属材料的密度盐碱对测温越有利 B．金属材料的强度超高对测温越有利 C．金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D．金属纯度越高对测温越有利 5．在热力试验中，常用来测量微小正压、负压的差压的压力计是（）A．U型管压力计B．单管式压力计C．斜管式压力计D．弹性式压力计6．扩散硅压力变送器测量线路中，电阻R f是电路的负反馈电阻，其作用是（） A．进一步减小非线性误差B．获得变顺的线性输出C．调整仪表的满刻度输出D．利于环境湿度的补偿
7．标准节流件的直径比β越小，则（） A．流量测量越准确B．流体的压力损失越小C．要求水平直管段越长D．流体的压力损失越大8．涡轮流量计输出___________信号（） A．模拟B．数字C．电流D．电压9．将被测差压转换成电信号的设备是（） A．平衡容器B．脉冲管路C．差压变送器D．显示器10．当高频涡流传感器靠近铁磁物体时（） A．线圈的振荡频率增加B．线圈的电阻减小C．线圈的电感增大D．线圈的电阻减小 二、多项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的五个选项中有二个至五个选项是符合题目要求的，请将正确选项前填在题后的括号内。多选、少选、错选均不得分。 11．疏失误差处理方法有（） A．格拉布斯准则B．参数校正法C．信号补偿法D．莱伊特准则E．示值修正12．下列关于热电偶热电势叙述正确的是（） A．热电势EAB（T，T0）是温度函数之差 B．热电势EAB（T，T0）是温度差的函数 C．接触电动势EAB（T，T0）大于温差电动势EA（T，T0） D．接触电动势EAB（T，T0）小于温差电动势EA（T，T0） E．热电势EAB（T，T0）是测量端温度的单值函数 13．热电阻进行数字温度处理的主要内容有（） A．R/V电阻电压转换B．冷端温度自动补偿C．非线性校正 D．A/D转换E．标度变换 14．使用全辐射高温计时应注意下述事项（） A．应考虑非全辐射体的影响B．不宜测量反射光很强物体 C．对D/L有一定的限制D．能够测量物体内部温度 E．不需考虑传感器的冷端温度补偿
动力测试技术(高起专)
1、半导体热敏电阻随温度上升,其阻值【下降】 2、半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素主要是【电阻率】 3、标准佳节流件的直径比β越小,则【流体的压力损失越大】 4、标准节流装置的取压方式主要有【法兰取压】 5、不能用确定函数关系描述的信号是【随机信号】 6、测试系统的传递函数和【具体测试系统的物理结构无关】。 7、测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系为【傅里叶变换对】 8、测试装置所能检测出来的輸入量的最小变化值【分辨率】 9、当高频涡流传感器靠近铁磁物体时【线圈的电感增大】。 11、电阻应变片的输入为【应变】 12、定度曲线偏离其拟合直线的程度称为【非线性度】 13、对于稳定的线性定常系统,若输入量为正弦信号时,系统达到稳定后,将输出y（t）与输入x(t）的傅里叶变换之比定义为【频率响应函数】 14、对于与热电偶配套的动圈表,下列叙述正确的是【动国表必须与其相同型号的热电偶相配】。 15、二阶装置引入合适阻尼的目的【获得较好的幅频、相频特性】。 16、傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的【振幅】 17、概率密度函数给出的分布统计规律是随机信号沿的【幅值域】 18、将被测差压转换成电信号的设备是【差压变送器】
19、将时域信号进行时移,则频域信号将会【仅有相移】 20、描述非周期信号的数学工具【傅里叶变换】。 21、描述周期信号的数学工具【傅氏级数】。 22、频率响应函数反映了系统响应的过程为【稳态】。 23、时域信号的时间尺度压缩时,则其频带的变化为【频带变宽,幅值压低】 24、输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系为【相频特性】 25、数字信号的特征是【时间和幅值上均离散】 26、为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响,可采用【电荷放大器】。 27、下列传感器中哪个是基于压阻效应的【半导体应变片】。 28、下列哪个不是机械式传感器【电容传感器】。 29、下列哪项不是理想运算放大器的特性【输出电阻ro=∞】 30、压电式加速度传感器的工作频率其固有频率应该是【远低于】 31、一个测试系统不管其复杂与否,都可以归结为研究输入量x(1)、系统的传输特性h(t)和输出量y(1)三者之间的关系【y(t= h(t*x(t)】。 32、已知x1(t)和x2(t)的傅里叶变换分别为×1(和X2(),则卷积×1(t)*2(t)的傅里叶变换为【x1(f）x2(f）】 33、用常系数微分方程描述的系统称为【线性】系统。 34、用金属材料测温热电阻下列说法正确的是【金属纯度越高对测温越有利】。 35、由非线性度来表示定度曲线程度的是【偏离其拟合直线】。