《热工测量及仪表》学生练习题讲课教案
热工测量仪表课程设计
热工测量仪表课程设计
热工测量仪表课程设计主要包括以下内容：
1. 基础知识部分
本部分主要介绍热力学基础、热学基础、流体力学基础等知识，让学生建立起对热力学、热学和流体力学基础的了解，为后续仪器测量和数据分析打下良好的基础。
2. 测量仪器部分
本部分主要介绍温度、压力、流量、湿度等热工量的测量仪器，包括电压表、电流表、热电偶、热电阻、压力传感器、流量计、湿度传感器等，让学生掌握各种测量仪器的原理、特点和使用方法。
3. 数据采集和处理部分
本部分主要介绍数据采集和处理的方法，包括常见的数据采集卡、数据处理软件等，让学生了解如何收集实验数据，如何对数据进行分析和处理，并通过实验掌握数据采集和处理的基本技能。
4. 实验部分
本部分是课程设计的重点，主要包括热工量测量实验和数据处理实验。
通过热工量测量实验，让学生具体掌握各种热工量的测量方法和测量仪器的使用；通过数据处理实验，让学生了解如何对实验数据进行处理和分析，掌握数据处理的技巧和方法。
5. 总结和评估部分
本部分主要是对课程进行总结和评估，包括对学生学习情况的评估和课程有效性的评估。
通过对整个课程的总结和评估，不断优化课程内容和教学方法，提高教学效果和学生的学习质量。
热工测量仪表课程设计的目的是让学生掌握热工量测量的基本原理和方法，具备实验操作和数据处理的能力，为其今后从事相关工作打下坚实的基础。
热工测量仪表习题
热工测量仪表习题(总6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第1章绪论思考题1．测量过程包含哪三要素2．什么是真值真值有几种类型3．一个完整的测量系统或测量装置由哪几部分所组成各部分有什么作用4．仪表的精度等级是如何规定的请列出常用的一些等级。
5．什么是检测装置的静态特性其主要技术指标有哪些6．什么是仪表的测量范围及上、下限和量程彼此有什么关系7．什么是仪表的变差造成仪表变差的因素有哪些合格的仪表对变差有什么要求8．有人想通过减小表盘标尺刻度分格间距的方法来提高仪表的精度等级，这种做法能否达到目的9．用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级可否用一台精度等级为级，量程为0~25MPa的标准表来检验一台精度等级为级，量程为0~的压力表为什么习题1．某弹簧管压力表的测量范围为0~，精度等级为级。
校验时在某点出现的最大绝对误差为，问这块仪表是否合格为什么2．现有两台压力检测仪表甲和乙，其测量范围分别为0~100kPa和-80~0kPa，已知这两台仪表的最大绝对误差均为，试分别确定它们的精度等级。
3．某位移传感器，在输入位移变化1mm时，输出电压变化300mv。
求其灵敏度。
4．某压力表，量程范围为0～25MPa，精度等级为级，表的标尺总长度为270°，给出检定结果如下所示。
试求：（1）各示值的绝对误差；（2）仪表的基本误差，该仪表合格否5.-50℃～＋550℃、0℃～1000℃，现要测量500℃的温度，其测量值的相对误差不超过％，问选用哪块表合适6. 有一台精度等级为级、测量范围为0～10MPa的压力表，其刻度标尺的最小分格应为多少格第2章测量误差分析与处理1.请分别从误差的数值表示方法、出现的规律、使用的条件和时间性将误差进行分类。
2.何谓系统误差系统误差有何特点3.试举例说明系统误差可分为几类如何发现系统误差4. 随机误差产生的原因是什么随机误差具有哪些性质5. 为什么在对测量数据处理时应剔除异常值如何判断测量数据列中存在粗大误差6. 对某一电压进行了多次精密测量，测量结果如下所示（单位为mV ）：，，，，，，，，，，，，，，，，试写出测量结果表达式（置信概率为%）。
(整理)热工仪表测量及校验课件
厦门市环境能源投资发展有限公司授课笔记（热工仪表与自动化系统3.5.1）课程名称：热工仪表测量及校验授课教师姓名：姚俊华授课教师单位：中心实验室教案编写时间：2011.9.20一、概述当前公司开展贯标工作。
热工技术人员要十分重视此项工作，而且能够在生产中充分应用。
在工业生产过程中，为了正确地指导生产操作，保证生产安全，保证产品的产量和量，减少能源消耗和降低成本以及实现生产过程自动化，一项必不可少的工作是准确而时地检测出生产过程中各个有关参数。
目前，在垃圾电厂生产中，对于压力、物位、流量和温度等四大参数（还有其他参数），多数实现了自动测量，并与调节器、执行机相配合实现了对生产过程的自动控制。
虽然压力、物位、流量和温度四个参数，对各类工业生产过程是必不可少而又极其重要的参数，但是，对保证产品质量来说，还是间接控制的参数。
随着科学技术和生产的发展，在生产过程中，已经在采用工业自动分析仪表，自动地、连续地给出与产品质量直接有关的物性和物质成分等参数，并直接地去控制产品质量。
某些工业部门已开始将工业分析仪表与计算机连用，这对生产的发展将发挥更大的作用。
由于生产过程参数种类繁多，生产条件各有不同，过程测量仪表也是琳琅满目多种多样。
但是，从过程测量仪表的组成来看，基本上是由三部分组成：即检测环节；传送、放大环节和显示部分。
检测环节直接感受被测量，并将它变成适于测量的信号，经传送、放大环节对信号进行放大、传送，最后由显示部分进行指示或记录。
二、热工测量的基本知识1、热工测量热工测量是指在热工过程中对各种热工参数，如温度、压力、流量、物位、烟气含氧量及各种机械量的测量。
热工测量一般通过测量仪表来进行，测量仪表根据各组成部分的功能不同可分为感受部件、传输变换部件和显示部件三部分。
测量工作是一种实验性工作，测量过程会产生测量误差（测量结果与其真值的差异），根据误差的性质不同，测量误差可分为系统误差、随机误差和疏忽误差。
热工测量及仪表测量及测量误差PPT课件
是，有人向国王报告说：“工匠制造皇冠时，私下吞没了一部
分黄金，把同样重的银子掺了进去。”国王听后，也怀疑起来，
就把阿基米德找来，要他想法测定，金皇冠里掺没掺银子，工
匠是否私吞黄金了。
• 在澡堂洗澡的时候，他注意到，当他的身体在浴盆里沉下去的 时候，就有一部分水从浴盆边溢出来。同时，他觉得入水愈深， 则他的体量愈轻。进皇宫后，阿基米德将与皇冠一样重的金子、 一块银子和皇冠，分别一一放在水盆里，看金块排出的水量比 银块排出的水量少，而皇冠排出的水量比金块排出的水量多。 阿基米德对国王说：“皇冠掺了银子！”
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1.系统误差：
在重复性条件下，对同一被测 量进行无限多次测量所得结果的平均 值与被测量的真值之差，称为系统误 差。凡误差的数值固定或按一定规律 变化者，均属于系统误差。
系统误差是有规律性的，因此可 以通过实验的方法或引入修正值的方 法计算修正，也可以重新调整测量仪 表的有关部件予以消除。
根据测量对象是否随时间变化分为： 静态和动态测量。
对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。
最高、最低 温度计
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什么是动态 测量？
地震测量 振动波形
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2.测量方法（5）
根据对测量对象是否在线分为：在线和离线测量。
什么是在线 测量 ？
在流水线上，边加工， 边检验，可提高产品的一
差值。设被测量的真值 值为x，则绝对误差为
为
A
0
，
器
具
的
标
称
值
或
示
•
由 度
高于一一级般的无标法准求器得具真的值示A值0 ，，在即实实际际应值用A时代常替用真 值精
热工测量及仪表课程设计
热工测量及仪表课程设计一、课程背景随着工业化的发展和技术的不断进步，热工测量及仪表逐渐成为工业领域中不可或缺的一部分。
热工测量及仪表技术可以用于传感温度、压力、流量等各方面的数据，并对这些数据进行分析、处理和控制。
因此，本门课程旨在掌握基本的热工测量及仪表知识，熟练掌握各种温度、压力、流量等参数的测量方法和设备，培养学生的实际操作技能，为以后在工业领域中从事测量、控制、自动化等方面的工作打下基础。
二、课程安排本门课程分为理论授课和实验操作两部分，总时长为40学时，其中理论授课30学时，实验操作10学时。
2.1 理论授课2.1.1 基础知识•热力学基本概念；•测量误差及其分类；•传感器原理及分类；•信号处理方法。
2.1.2 温度测量及仪表•温度测量基本概念；•温度传感器及其工作原理；•热电偶的工作原理；•热电阻及其工作原理；•红外线测量；•温度控制系统。
2.1.3 压力测量及仪表•压力测量基本概念；•压力传感器及其工作原理；•压力变送器的原理；•压力控制系统。
2.1.4 流量测量及仪表•流量测量基本概念；•流量传感器及其工作原理；•流量计分类；•流量控制系统。
2.2 实验操作实验内容包括使用各种仪表对温度、压力、流量进行测量，利用单片机和计算机对测得的数据进行处理和分析，以及编写简单的控制程序等。
以下是实验操作的具体内容：2.2.1 实验一温度测量实验使用热电偶和热电阻测量不同范围内的温度，并使用单片机控制温度控制系统。
2.2.2 实验二压力测量实验使用压力传感器和压力变送器对不同范围内的压力进行测量，并利用单片机和计算机进行数据采集和处理。
2.2.3 实验三流量测量实验通过对流量传感器的选择和使用，对流量进行测量，并编写简单的流量控制程序。
三、总结通过本门课程的学习和实验操作，学生可以掌握基本的热工测量及仪表知识，并能够熟练掌握各种温度、压力、流量等参数的测量方法和设备。
同时，通过实验操作的训练，学生具备了一定的实际操作技能和数据处理能力，为以后从事工业测量、控制、自动化等方面的工作打下基础。
热工仪表 PPT学习教案
系统的校准曲线与选定的拟合直线的偏离程度称为
系统的线性度，又称为非线性误差。如图所示，用
Δymax表示校准曲线与拟合直线的最大偏差，用
yF.S.表示系统的满量程输出值（F.S.是full
scale的缩写），则线性度L可表示为 L ymax 100% yF.S.
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一、检测的地位和作用
• 3 检测仪器仪表 的➢作工用业生产 倍增器
➢ 科学研究 先行官 ➢ 军 事 战斗力 ➢ 社 会 物化法官
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一、检测的地位和作用
工业生产倍增器
检测技术是带动国民经济增长的一个 关键领域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
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➢ 近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得 者达38人
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一、检测技术的作用和地位
军事战斗力
➢ 1991年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占8%
➢ 2003年伊拉克战争
90%
➢ 1994年美国防部建立自动测试系统执行局 立体作战
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一、检测技术的作用和地位
kHz、MHz（106Hz）、GHz（109Hz）
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1.2检测仪表的分类与组成
一、检测仪表的定义 能确定所感受的被测变量大小的仪表。
二、仪表的分类 1.按被测量分类:温度、压力、流量、物位等 2.按测量原理分类：电容式、压电式、光电式、超声波式等 3.按输出信号分类：模拟和数字式 4.按结构和功能特点分类：含微处理器、不含微处理器
医疗卫生：数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器
热工测量仪表ppt课件
教师：趙津津
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学习方法
1.学会阅读。学会速读和精读，提高单位阅读量。学会读一本书或 者一个单元的目录、图解和插图，提前了解内容，获取更有效的信 息。当积极的阅读者，不断的提问，直到弄懂字里行间的全部信息 为止，特别要弄懂知识的起点和终点，梳理好知识要点。
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教材与参考书
热工参数测量及仪表，何适 生编，水利电力出版社， 1990
热工测量和仪表，朱祖涛编， 水利电力出版社，1991
热工测量及仪表，吴永生等 编，中国电力出版社,1998
热工测量及仪表，潘汪杰主 编，中国电力出版社,2006
热工测量及仪表，张东风主 pp编t精选，版 中国电力出版社，20076
3.为热力发电厂运行经济核算和计算各项技术经济指标提 供数据，节约能源，减少消耗，延长设备使用的寿命，降 低生产成本。
4.在事故情况下追忆事故前后被控设备各部分的参数，分 析事故原因，吸取事故教训p，pt精选促版 进文明安全生产。 17
- 保证热力设备安全、经济运行及实现自动 控制的必要条件，也是经济管理、环境保护、 研究新型热力生产系统和设备的重要手段。
正确认识误差的性质，分析误差产生的原因。 从根本上，消除或减小误差
正确处理测量和实验数据，合理计算所得结果。 通过计算得到更接近真值的数据
正确组织实验过程，合理设计、选用仪表或测量方法。 根据目标确定最佳测量系统
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五、测量误差：通过测量仪表测量得到的结果减去 被测参数的真实值后的差值。
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SI词头：不得单独使用。词头符号与所紧接的单位符号应作为一 个整体对待，它们共同组成一个新单位。
《热工测量及仪表》习题
习题11.01 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 8P(kPa) 105.30 104.94 105.63 105.24 104.86 104.97 105.35 105.16n 9 10 11 12 13 14 15P(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 8 650 48 50 48 50100 102 100 104 102150 148 148 150 150200 198 196 196 196250 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。
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《热工测量及仪表》学生练习题
习题1
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~+500℃, -50~+550℃,0~1000℃，现要测量500℃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：
试用统计学方法处理随机误差。
1.05对某喷嘴开孔直径d的尺寸进行15次测量，测量值见下表，试用格拉布斯准则检验并判断该批数据是否含有粗大误差(取显著性水平＝0.05), 并求该喷嘴真实直径 (要求测量结果的置信概率为95%,π=3.14,用t分布).
1.06 通常仪表有哪三个部件组成？
习题3
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 常用标准热电偶的分度号及特点？
3.04 用铂铑10-铂热电偶测温，在冷端温度30℃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0℃),见教材) 3.05 用镍铬-镍铝标准热电偶在冷端温度30℃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0℃) 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0℃时，仪表指示200℃。
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
3.08热电偶测温时，为何要对冷端温度进行补偿？补偿方法有哪些？
3.09用镍铬-镍硅热电偶测量壁温，测量系统如图所示。
已知t 0 =50℃,冷端补偿器所处温度为t 1 =30℃，冷端补偿器的平衡温度为20℃，动圈表的指示值为800℃，动圈表的机械零点预先调整到20℃。
求: (1)壁面的真实温度是多少？
(2) 如果补偿导线误用铜线，动圈表误用与铂铑10-铂所配用的动圈表，其他条件不变， 此时管壁的真实温度又是多少？
图3.09
3.10 简述压力式温度计的工作原理并分析引起其测量误差的影响因素。
习题4
4.01 热电阻测温原理是什么？比较热电偶温度计和热电阻温度的异同点。
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3102
5.4-⨯=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，其显示仪表可配备哪 些？
5.02 简述电子电位差计和电子平衡电桥的异同点。
习题6
6.01 从降低误差的角度分析管内流体温度、壁面温度及高温气体温度应采取的
措施和方法。
6.02 壁面温度测量有哪几种接触方式？比较它们的导热误差的大小。
习题8
8.01 有一容器用封液位水银的U 行管压力计测得压力如图8-01，水银柱高
h =200mm ，已知大气压力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）
8.02 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8.02，求容器内的气体压力（水在00C 时的3/2.998m kg =ρ）。
图8.01 图8.02
8.03 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？
8.04 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。
8.05 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。
8.06 测量某管道蒸汽压力，压力表低于取压口8m ，如图8.06，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8.06
8.07 用斜管压力计测量锅炉烟道中的负压，如图8.07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8.07
8.08在压力传感器（变送器）中, 将弹性元件位移信号转化为电信号的方式有哪些？它们各输出什么样的电信号？
8.09 若管道内水的压力大约为1.6MPa ，且压力大小比较稳定，用弹簧管压力表测量压力，要求示值误差在0.03MPa 以内。
请选择压力表的量程和准确度等级。
（准确度等级系列0.05，0.1，0.16，0.25，0.4，1.0，1.6，2.5，4.0；量程0-1, 0-1.6, 0-2.5,0-4.0*10n , n=-1，0，1……）。
8.10用标准孔板节流装置测量高压蒸汽的流量，取压口应在什么位置？与测量水和空气的取压口有何不同？为什么？
习题9
9.01 解释什么是质量流量、体积流量、瞬时流量及累计流量。
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、转子
流量计的工作原理（文字说明）。
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v q ，m q 。
9.04 叙述速度式流量计的工作原理。
9.05 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)
9.06 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。
习题10
10.1 简述标准节流装置的取压方式
10.2 叙述标准节流装置测量流体流量的工作原理。
10.3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。
α,含义是什么？如何确定其数值，与哪些因素有关？
10.4流量公式中ε
=1200T/H，最大差10.5测量水流量的一套标准孔板流量计，其最大流量G
m ax
压∆P m ax=3500mm水柱。
若测得压差为∆P=2500mm水柱，问实际流量为多少？
习题11
11.1 叙述锅炉汽包水位常用的四种测量方法，简述其工作原理。
哪种水位计的结果更靠近汽包的重量水位？
习题12
12.1在800℃工作的氧化锆氧量计，测得浓差电势为29.88mV，试求炉烟中氧
的百分含量。
(已知空气中氧浓度20.8%)
12.2为正确测量氧含量，使用氧化锆氧量计需要注意的五点是什么？。