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？

8、画出典型的三种流体折射率场显示光学布置图。光线在通过不均匀折射率场会产生哪三种物理现象？

9、纹影仪的基本组成部分有那些？为什么说它测量的是折射率的一阶导数？为什么紧挨加热表面的纹影图像的对比度可能是亮区也可能是暗区？

10、阴影仪的基本组成部分有那些？为什么说它测量的是折射率的二阶导数？如何利用阴影图像估算热边界层厚度与表面热流？

11、M-Z干涉仪的干涉图有那两种类型？为了得到这两种干涉图在光路调整上有什么不同？当测试段无扰动时屏幕上各呈现什么图像？测试段受扰动时又出现什么图像？

第五章

1、速度测量有几种方法？各有什么特点和使用场所？

2、说明在推导热线的动、静态方程所用的物理模型。导出热线的基本方程并说明热线的两种基本工作方式。

3、画出热线测量平均速度的最简单的两种线路图并说明测量原理。常见的热线探头有几种形式？是用那几种材料做成？

4、画出使用电流负反馈的伺服放大器的恒温型热线风速仪原理图，说明它测量脉动速度的原理。

5、写出恒流型、恒温型热线风速仪的时间常数MCC、MCT表达式，说明式中各个符号所代表的物理量。

6、为什么用动态校正环节可以提高恒流型热线风速仪的频率响应？说明其基本思想，在线路上有那几种实现方法？存在什么问题？为什么现在采用方波校正法？

7、对于脉动频率较高的速度测量，为什么采用恒温型热线风速仪进行测量？与恒流型热线风速仪相比测量脉动速度所产生的动态误差谁大谁小？

8、掌握LDV效应和运动粒子散射光的频移原理。了解三种外差检测模式的光路图特点及前向散射和后向散射光路布置思路。

9、写出LDV频移表达式。为什么不直接测量光波频率而测量频差？

10、何谓“条纹模式”？为什么会产生条纹？光的相干条件是什么？

11、多普勒信号的特点是什么？为什么具有这些特点？常见的光检测器有几种。

填空题样题：

样题1：温度是影响许多压力传感器准确测量的因素之一。对压电式压力传感器，温度变化通常影响压电系数变化；压阻式压力传感器与应变式压力传感器消除温度变化的影响的方法，前者常采用恒流源供电，而后者则是全桥电路。在压力测量中常常会由于连接传感器而出现容腔效应。该环节是二阶环节，其动态特性参数为。要减少该环节的影响几何尺寸的参数，最根本的办法是采用非谐振传压管系统。压力传感器静态标定常用活塞压力计，而动态标定常用激波管。

样题2：常用的LDV外差检测光路是双光束双散射系统；根据应用场合可分为前向散射和后向散射光路布置。LDV信号的特点不连续、调频、变幅。光线在通过不均匀折射率场会产生角偏转，线位移物理现象，由此可用纹影仪、阴影仪进行定性测量。定量测量常用干涉法。