自动检测课后习题答案1

合集下载

完整版 机械工程测试技术 课后习题及答案全

完整版 机械工程测试技术 课后习题及答案全

机械工程测试技术基础习题解答教材: 机械工程测试技术基础,熊诗波 黄长艺主编,机械工业出版社, 2006年 9月第 3版第二次印刷。

绪论0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。

解答:教材 P4~5, 二、法定计量单位 。

0-2 如何保证量值的准确和一致? 解答:(参考教材 P4~6, 二、法定计量单位 ~五、量值的传递和计量器具检定 ) 1、对计量单位做出严格的定义;2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备;3、必须保存有基准计量器具,包括国家基准、副基准、工作基准等。

3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准,将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标 准传递到工作计量器具。

0-3 何谓测量误差?通常测量误差是如何分类表示的?解答:(教材P8~10,八、测量误差)0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。

① 1.0182544V ±8 N ② (25.04894 0.00003)g ③ (5.482 0±.026)g/cm 2解答:7.8 10-6/1.0182544 7.6601682/10 60.00003/25.048941.197655/106③0-5INC-1(1980) 》的要点是什么?解答:(1) 测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计, 测量值不能肯定的程度。

(2) 要点:见教材 P11。

0-6 为什么选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程?为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用?用量程为 150V 的0.5级电压表和量程为 30V 的1.5级电压表分别测量 25V 电压,请问哪一个测量准确度高?解答:(1) 因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的(例如,精度等级为 0.2 级的电表,其引用误差为0.2%),而引用误差 =绝对误差 /引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程 ),所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。

自动检测技术(第二版)课后题答案

自动检测技术(第二版)课后题答案

有关修改的说明红色字:建议删去的文字 绿色字:建议增加的文字黄色字:认为原稿中可能有问题的文字,请仔细考虑 灰色字:本人的说明性文字公式和图的带黄色的编号不用管他1.1 什么是检测装置的静态特性?其主要技术指标有哪些? 答:静态特性是指检测系统在被测量各值处于稳定状态时,输出量与输入量之间的关系特性。

静态特性的主要技术指标有:线性度、精度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、可靠性等。

1.2 什么是检测装置的动态特性?其主要技术指标有哪些?答:动态特性是指动态测量时,输出量与随时间变化的输入量之间的关系。

动态特性的主要技术指标有:动态误差、响应时间及频率特性等。

1.3 不失真测试对测量系统动态特性有什么要求?答:①输入信号中各频率分量的幅值通过装置时,均应放大或缩小相同的倍数,既幅频特性是平行于横轴的直线;②输入信号各频率分量的相角在通过装置时作与频率成正比的滞后移动,即各频率分量通过装置后均延迟相同的时间t ,其相频率特性为一过原点并有负斜率的斜线。

1.4 测量系统动态参数测定常采用的方法有哪些? 答:动态特性参数测定方法常因测量系统的形式不同而不完全相同,从原理上一般可分为正弦信号响应法、阶跃信号响应法、脉冲信号响应法和随机信号响应法等。

1.5 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? 答:灵敏度可采用输出信号与输入信号增量比表示,即3001300==∆∆=x u k mv/mm1.6 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0.2级,量程0~25MPa 的标准表来检验一台1.5级,量程0~2.5MPa 的压力表?为什么? 解:选择标准压力表来校准工业用压力表时,首先两者的量程要相近,并且标准表的精度等级要高于被校表精度等级,至少要高一个等级。

题中若标准表是0.2级,量程0~25MPa ,则该标准表可能产生的最大绝对误差为2.0)025(1max ⨯-=∆%=0.05MPa被校表是1.5等级,量程0~2.5MPa ,其可能产生的最大绝对误差为5.1)05.2(2max ⨯-=∆%=0.0375MPa显然1max ∆>2max∆,这种选择是错误的,因为虽然标准表精度等级较高,但是它的量程太大,故不符合选择的原则。

刘传玺版自动检测总结及课后习题答案

刘传玺版自动检测总结及课后习题答案

考试形式一.单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的字母序号填在题后的括号内。

每小题2分,共20分)。

二.填空题(每空格1分,共25分)三.简答题(每小题7分,共35分)四.计算题(每小题6分,共12分)五.问答题(以下两题任选一题,共8分)复习重点红字部分为重点,含作业前言第1章检测技术的基本知识1.1 概述1.1.1 检测技术的含义、作用和地位(重点)1.1.2 工业检测技术的内容1.1.3 自动检测系统的组成(重点)1.1.4 检测技术的发展趋势1.2 检测系统的基本特性(重点,与2.1.3 传感器的性能指标合二为一)1.2.1 静态特性1.2.2 动态特性1.3 测量误差及消除方法1.3.1 测量误差的概念1.3.2 误差的表示方法(重点)1.3.3 误差的分类1.3.4 误差处理习题与思考题题1-1 (参考P8相对误差)题1-2 (参考P8P9最大引用误差和精度等级)题1-3 (参考P9系统误差)题1-4 (参考P10P11P12随机误差及其处理)题1-5 (参考P12P13粗大误差的判别与坏值的舍弃)补充题1:非电量电测法的主要优点?答:1)能够连续、自动地对被测量进行测量和记录。

2)电子装置精度高、频率响应好,不仅能适用于静态测量,选用适当的传感器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量。

3) 电信号可以远距离传输,便于实现远距离测量和集中控制。

4) 电子测量装置能方便地改变量程,因此测量的范围广。

5) 可以方便地与计算机相联,进行数据的自动运算、分析和处理.补充题2:一个完整的闭环自动控制系统通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。

为什么说传感器是检测系统最重要的环节。

答:传感器是把被测量(如物理量、化学量等)转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能一次性确定的,因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。

自动检测技术及仪表控制系统课后习题及复习资料

自动检测技术及仪表控制系统课后习题及复习资料

1根本知识引论1、测量围、测量上、下限及量程测量围:仪器按照规定的精度进展测量的被测变量的围测量下限:测量围的最小值测量上限:测量围的最大值量程:量程=测量上限值-测量下限值灵敏度:被测参数改变时,经过足够时间仪表指示值到达稳定状态后,仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比灵敏度YU ∆=∆误差绝对误差:∆maxδ绝对误差 =示值-约定真值相对误差:δ相对误差〔%〕= 绝对误差/约定真值引用误差:maxδ引用误差〔%〕= 绝对误差/量程最大引用误差:最大引用误差〔%〕 = 最大绝对误差/量程允许误差:最大引用误差≤允许误差准确度仪表的准确度通常是用允许的最大引用误差去掉百分号后的数字来衡量。

准确度划分为假设干等级,简称精度等级,精度等级的数字越小,精度越高可靠度:衡量仪表能够正常工作并发挥其同能的程度课后习题1.1检测及仪表在控制系统中起什么作用,两者关系如何?检测单元完成对各种参数过程的测量,并实现必要的数据处理;仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件,它将检测得到的数据进展运算处理,并通过相应的单元实现对被控变量的调节。

关系:二者严密相关,相辅相成,是控制系统的重要根底1.2 典型检测仪表控制系统的构造是怎样的,各单元主要起什么作用?被控——检测单元——变送单元——显示单元——操作人员对象——执行单元——调节单元—作用:被控对象:是控制系统的核心检测单元:是控制系统实现控制调节作用的及根底,它完成对所有被控变量的直接测量,也可实现*些参数的间接测量。

变送单元:完成对被测变量信号的转换和传输,其转换结果须符合国际标准的信号制式。

变:将各种参数转变成相应的统一标准信号;送:以供显示或下一步调整控制用。

显示单元:将控制过程中的参数变化被控对象的过渡过程显示和记录下来,供操作人员及时了解控制系统的变化情况。

分为模拟式,数字式,图形式。

调节单元:将来自变送器的测量信号与给定信号相比拟,并对由此产生的偏差进展比例积分微分处理后,输出调节信号控制执行器的动作,以实现对不同被测或被控参数的自动调节。

自动检测技术及应用课后答案

自动检测技术及应用课后答案

自动检测技术及应用课后答案【篇一:《自动检测技术》习题集及部分参考答案】ass=txt>第一章传感器和测量的基本知识1-1 测量的基本概念复习思考题1.测量的定义及其内容是什么?2.直接测量和间接测量的定义是什么?3.直接测量的方法有几种方法?它们各自的定义是什么?4.仪表精度有几个指标?它们各自的定义是什么?(学习指导p1) 5.仪表分辨力的定义是什么?作业题1.测量是借助和和,取得被测对象的某个量的大小或符号;或者取得与之间的关系。

(专用技术;设备;实验;计算;一个变量;另一变量)2.测量是将被测量与通过专用的技术和设备进行比。

表示测量结果时,必须注明。

(同性质的标准量;比较;标准量倍数;标准量x0的单位)3.直接测量是从事先间的函数关系,先测出,再通过相应的函数关系,被测量的数值。

(分度好的表盘;被测量;某种中间量;中间量;计算出)4.直接测量方法中,又分,和。

(零位法;偏差法;微差法)5.零位法是指在比较仪器中进行,让仪器指零机构,从而确定被测量等于。

该方法精度。

(被测量;已知标准量;比较;达到平衡(指零);已知标准量;较高)6.偏差法是指测量仪表用,直接指出被测量的大小。

该法测量精度一般不高。

(指针、表盘上刻度线位移)7.微差法是和的组合。

先将被测量与一个进行用测出。

(零位法;偏差法;已知标准量;比较;偏差法)8.测量仪表指示值程度的量称为精密度。

测量仪表指示值有规律地称为准确度。

(不一致;偏离真值)9.测量仪表的精确度简称,是和以测量误差的来表示。

(精度;精密度;准确度;相对值)10.显示仪表能够监测到被测量(最小变化)1-2 传感器的一般特性复习思考题1.试述传感器的定义及其在检测中的位置。

2.传感器静态特性和动态特性的定义是什么?3.传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么?作业题是与被测对象接触的环节,它将被测量转换成与机构。

它是检测和控制中最关键的部分。

(最初;被测量有确定对应关系;电量)2.通常用传感器的和来描述传感器输出-输入特性。

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

(完整版)自动控制原理课后习题及答案

第一章绪论1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优弊端.解答: 1 开环系统(1)长处 :构造简单,成本低,工作稳固。

用于系统输入信号及扰动作用能早先知道时,可获得满意的成效。

(2)弊端:不可以自动调理被控量的偏差。

所以系统元器件参数变化,外来未知扰动存在时,控制精度差。

2闭环系统⑴长处:不论因为扰乱或因为系统自己构造参数变化所惹起的被控量偏离给定值,都会产生控制作用去消除此偏差,所以控制精度较高。

它是一种按偏差调理的控制系统。

在实质中应用宽泛。

⑵弊端:主要弊端是被控量可能出现颠簸,严重时系统没法工作。

1-2什么叫反应?为何闭环控制系统常采纳负反应?试举例说明之。

解答:将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反应。

闭环控制系统常采纳负反应。

由1-1 中的描绘的闭环系统的长处所证明。

比如,一个温度控制系统经过热电阻(或热电偶)检测出目前炉子的温度,再与温度值对比较,去控制加热系统,以达到设定值。

1-3试判断以下微分方程所描绘的系统属于何种种类(线性,非线性,定常,时变)?2 d 2 y(t)3 dy(t ) 4y(t ) 5 du (t ) 6u(t )(1)dt 2 dt dt(2) y(t ) 2 u(t)(3)t dy(t) 2 y(t) 4 du(t) u(t ) dt dtdy (t )u(t )sin t2 y(t )(4)dtd 2 y(t)y(t )dy (t ) (5)dt 2 2 y(t ) 3u(t )dt(6)dy (t ) y 2 (t) 2u(t ) dty(t ) 2u(t ) 3du (t )5 u(t) dt(7)dt解答: (1)线性定常(2)非线性定常 (3)线性时变(4)线性时变(5)非线性定常(6)非线性定常(7)线性定常1-4 如图 1-4 是水位自动控制系统的表示图, 图中 Q1,Q2 分别为进水流量和出水流量。

控制的目的是保持水位为必定的高度。

机械工程测试技术基础第三版课后习题答案解析

机械工程测试技术基础第三版课后习题答案解析

机械工程测试技术基础习题解答教材:机械工程测试技术基础,熊诗波 黄长艺主编,机械工业出版社,2006年9月第3版第二次印刷。

绪 论0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。

解答:教材P4~5,二、法定计量单位。

0-2 如何保证量值的准确和一致? 解答:(参考教材P4~6,二、法定计量单位~五、量值的传递和计量器具检定) 1、对计量单位做出严格的定义;2、有保存、复现和传递单位的一整套制度和设备;3、必须保存有基准计量器具,包括国家基准、副基准、工作基准等。

3、必须按检定规程对计量器具实施检定或校准,将国家级准所复现的计量单位量值经过各级计算标准传递到工作计量器具。

0-3 何谓测量误差?通常测量误差是如何分类表示的? 解答:(教材P8~10,八、测量误差)0-4 请将下列诸测量结果中的绝对误差改写为相对误差。

①1.0182544V±7.8μV ②(25.04894±0.00003)g③(5.482±0.026)g/cm 2解答: ①-667.810/1.01825447.6601682/10±⨯≈±②60.00003/25.04894 1.197655/10±≈±③0.026/5.482 4.743±≈‰0-5 何谓测量不确定度?国际计量局于1980年提出的建议《实验不确定度的规定建议书INC-1(1980)》的要点是什么? 解答:(1)测量不确定度是表征被测量值的真值在所处量值范围的一个估计,亦即由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。

(2)要点:见教材P11。

0-6为什么选用电表时,不但要考虑它的准确度,而且要考虑它的量程?为什么是用电表时应尽可能地在电表量程上限的三分之二以上使用?用量程为150V 的0.5级电压表和量程为30V 的1.5级电压表分别测量25V 电压,请问哪一个测量准确度高? 解答:(1)因为多数的电工仪表、热工仪表和部分无线电测量仪器是按引用误差分级的(例如,精度等级为0.2级的电表,其引用误差为0.2%),而 引用误差=绝对误差/引用值其中的引用值一般是仪表的满度值(或量程),所以用电表测量的结果的绝对误差大小与量程有关。

自动检测技术及应用课后习题答案(有大题)

自动检测技术及应用课后习题答案(有大题)
8题:(略)。
11题:参考例题1-4。
9题:1、系统;2、系统;3、系统;4、系统;5、系统+随机; 6、系统;7、随机;8、系统;9、系统+随机;10、随机。
10题:1、系统误差; 2、随机误差; 3、粗大误差。
偏差特别大 弹着点接近正态分布 弹着点均偏向右上侧 10题:下图是射击弹着点示意图,请你分别说出图a、b、c各是什么原因造成的,应如何克服?
判定数字仪表位数的两条原则
能显示0~9所有数字的“位”是“整位”;
分数位的判定:在最大显示值中,以最高位所能显示的数值作为分子,用满量程的最高位作为分母。 例如:当某一数字表最大显示值为±1999(不考虑小数点),满量程计数值为±2000时,则它共有3个整位。最高位只能显示1,满量程最高位为2,所以它是3½位表。
8.汽车、自行车速度及里程的测量
出租车计价器外形 电动助动车仪表盘外形 工业或汽车中经常需要测量运动部件的转速、直线速度及累计行程等参数。现以大家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测量为例…… 与车轮联动 可参考汽车速度的测量原理
观察自行车的结构可知,车速及公里数与车轮的直径及转速成正比,因此应将注意力集中到自行车的前、后轮上。设车轮的直径为D(m),则周长l =πD,车轮转动的圈数即为自行车行驶距离的基本参数。若转动圈数为N,则累计路程L=N l =NπD ;若每分钟转动的圈数为n(n=N/t圈/分钟)则车速v=60nl/1000(km/h) =0.06 n πD(km/h) 。
7题: (课堂讲解)。
8题:1、 可知:P=160mW;输出电压增加。 2、 0~24V 3、 4、 可知:Rx=3000Ω;UO=12V。
10题:(略)。
4题:1、查表知:α=0.00385。 2、Rt=100(1+0.00385×50)=119.25Ω。 3、查表知:Rt(50)=119.40Ω。 4、∆R=0.15 Ω;(0.15/119.40)×100%=0.126%。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一章 检测技术的基本知识思考题答案4.某线性位移测量仪,当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时,位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V ,求该仪器的灵敏度。

解:该仪器的灵敏度为25.40.55.35.2-=--=S mV/mm5.某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下:铂电阻温度传感器: 0.45Ω/℃电桥: 0.02V/Ω放大器: 100(放大倍数)笔式记录仪: 0.2cm/V求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔尖位移4cm 时,所对应的温度变化值。

解:(1)测温系统的总灵敏度为18.02.010002.045.0=⨯⨯⨯=S cm/℃(2)记录仪笔尖位移4cm 时,所对应的温度变化值为22.2218.04==t ℃6.有三台测温仪表,量程均为0~800℃,精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级,现要测量500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理?解:2.5级时的最大绝对误差值为20℃,测量500℃时的相对误差为4%;2.0级时的最大绝对误差值为16℃,测量500℃时的相对误差为3.2%;1.5级时的最大绝对误差值为12℃,测量500℃时的相对误差为2.4%。

因此,应该选用1.5级的测温仪器。

第二章 电阻式传感器思考题答案3.热电阻测量时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。

答:通常采用电桥电路作为测量电路。

为了克服环境温度的影响常采用下图所示的三导线四分之一电桥电路。

由于采用这种电路,热电阻的两根引线的电阻值被分配在两个相邻的桥臂中,如果tt R R 21=,则由于环境温度变化引起的引线电阻值变化造成的误差被相互抵消。

R 1R 2R 3R 4R tR 1ˊˊR 2热电阻的测量电路4.采用阻值为120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为4V ,并假定负载电阻无穷大。

当应变片上的应变分别为1和1 000时,试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压,并比较三种情况下的灵敏度。

解:单臂时40U K U ε=,所以应变为1时660102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ,应变为1000时应为330102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ;双臂时20U K U ε=,所以应变为1时66010*******--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ,应变为1000时应为330104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ;全桥时U K U ε=0,所以应变为1时60108-⨯=U /V ,应变为1000时应为30108-⨯=U /V 。

从上面的计算可知:单臂时灵敏度最低,双臂时为其两倍,全桥时最高,为单臂的四倍。

5.采用阻值R =120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片与阻值R =120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为10V 。

当应变片应变为1000时,若要使输出电压大于10mV ,则可采用何种工作方式(设输出阻抗为无穷大)?解:由于不知是何种工作方式,可设为n ,故可得:101010230 nn U K U -⨯⨯==εmV 得n 要小于2,故应采用全桥工作方式。

6.如图所示为一直流电桥,供电电源电动势E =3V ,R 3=R 4=100Ω,R 1和R 2为同型号的电阻应变片,其电阻均为50Ω,灵敏度系数K =2.0。

两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。

设等强度梁在受力后产生的应变为5 000,试求此时电桥输出端电压U 0。

R 1EU0R 2R 3R 4R 1R 2F题6图解:此电桥为输出对称电桥,故15210532230=⨯⨯⨯==-U K U ε/mV第三章 电容式传感器思考题答案3.有一平面直线位移差动传感器特性其测量电路采用变压器交流电桥,结构组成如图所示。

电容传感器起始时b 1=b 2=b =200mm ,a 1=a 2=20mm 极距d =2mm ,极间介质为空气,测量电路u 1=3sinωt V ,且u=u 0。

试求当动极板上输入一位移量△x =5mm 时,电桥输出电压u 0。

b 1d a 1Δxb 2a 2C 1C 2C 1C 2u i u 0u u题3图 解:根据测量电路可得t t u a x u C C u u i i ϖϖsin 750sin 320500=⨯=∆=∆==/mV 4.变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路,如图所示。

C 0=200pF ,传感器的起始电容量C x0=20pF ,定动极板距离d 0=1.5mm ,运算放大器为理想放大器(即K →∞,Z i →∞),R f极大,输入电压u1=5sinωt V。

求当电容传感动极板上输入一位移量△x=0.15mm使d0减小时,电路输出电压u0为多少?+-u iu0NCxR fC解:由测量电路可得ϖϖsin45sin515.05.15.120200=⨯-⨯=∆--=-=tuxddCCuCCuixix/V5.如图3-22所示正方形平板电容器,极板长度a=4cm,极板间距离δ=0.2mm .若用此变面积型传感器测量位移x,试计算该传感器的灵敏度并画出传感器的特性曲线.极板间介质为空气,F/m1085.812-⨯=ε。

xa解:这是个变面积型电容传感器,共有4个小电容并联组成。

32.281021085.810164431242=⨯⨯⨯⨯⨯==---δεaC/pFxkxCxaaCx8.7032.28)(40-=+=-=δε(x的单位为米)δε)4axCCCx-=-=∆8.701021041085.84432120-=⨯⨯⨯⨯⨯-=-=-=---δεaxCCK x/pF10203040pFC x 1234x cm 0第七章 热电偶传感器习题答案1.什么是金属导体的热电效应?试说明热电偶的测温原理。

答:热电效应就是两种不同的导体或半导体A 和B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,回路中就会产生一个电动势,该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。

热电偶测温就是利用这种热电效应进行的,将热电偶的热端插入被测物,冷端接进仪表,就能测量温度。

2.试分析金属导体产生接触电动势和温差电动势的原因。

答:当A 和B 两种不同材料的导体接触时,由于两者内部单位体积的自由电子数目不同(即电子密度不同),因此,电子在两个方向上扩散的速率就不一样。

现假设导体A 的自由电子密度大于导体B 的自由电子密度,则导体A 扩散到导体B 的电子数要比导体B 扩散到导体A 的电子数大。

所以导体A 失去电子带正电荷,导体B 得到电子带负电荷,于是,在A 、B 两导体的接触界面上便形成一个由A 到B 的电场。

该电场的方向与扩散进行的方向相反,它将引起反方向的电子转移,阻碍扩散作用的继续进行。

当扩散作用与阻碍扩散作用相等时,即自导体A 扩散到导体B 的自由电子数与在电场作用下自导体B 到导体A 的自由电子数相等时,便处于一种动态平衡状态。

在这种状态下,A 与B 两导体的接触处就产生了电位差,称为接触电动势。

对于导体A 或B ,将其两端分别置于不同的温度场t 、t 0中(t> t 0)。

在导体内部,热端的自由电子具有较大的动能,向冷端移动,从而使热端失去电子带正电荷,冷端得到电子带负电荷。

这样,导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。

该电场阻止电子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动,最后也达到了动态平衡状态。

这样,导体两端便产生了电位差,我们将该电位差称为温差电动势。

3.简述热电偶的几个重要定律,并分别说明它们的实用价值。

答:一是匀质导体定律: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,热电动势为零。

根据这个定律,可以检验两个热电极材料成分是否相同,也可以检查热电极材料的均匀性。

二是中间导体定律:在热电偶回路中接入第三种导体,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。

它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器,也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。

三是标准电极定律: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已知。

只要测得各种金属与纯铂组成的热电偶的热电动势,则各种金属之间相互组合而成的热电偶的热电动势可直接计算出来。

四是中间温度定律:热电偶在两接点温度t 、t 0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t 、t n 和t n 、t 0时的相应热电动势的代数和。

中间温度定律为补偿导线的使用提供了理论依据。

4.试述热电偶冷端温度补偿的几种主要方法和补偿原理。

答:热电偶冷端温度补偿的方法主要有:一是冷端恒温法。

这种方法将热电偶的冷端放在恒温场合,有0℃恒温器和其他恒温器两种;二是补偿导线法。

将热电偶的冷端延伸到温度恒定的场所(如仪表室),其实质是相当于将热电极延长。

根据中间温度定律,只要热电偶和补偿导线的二个接点温度一致,是不会影响热电动势输出的;三是计算修正法。

修正公式为:)t ,(t E )t (t,E )t (t,E 01A B 1A B 0A B +=;四是电桥补偿法。

利用不平衡电桥产生的电动势补偿热电偶因冷端波动引起的热电动势的变化,工作原理如下图所示。

++-U t eR 1R 2R 3R 4R CMR 5I 1I 2I图中,e 为热电偶产生的热电动势,U 为回路的输出电压。

回路中串接了一个补偿电桥。

R 1~R 5及R CM 均为桥臂电阻。

R CM 是用漆包铜丝绕制成的,它和热电偶的冷端感受同一温度。

R 1~R 5均用锰铜丝绕成,阻值稳定。

在桥路设计时,使R 1=R 2,并且R 1、R 2的阻值要比桥路中其他电阻大得多。

这样,即使电桥中其他电阻的阻值发生变化,左右两桥臂中的电流却差不多保持不变,从而认为其具有恒流特性。

线路设计使得I 1=I 2=I/2=0.5mA 。

回路输出电压U 为热电偶的热电动势e 、桥臂电阻R CM 的压降U RCM 及另一桥臂电阻R 5的压降U R5三者的代数和:R5RCM U -U e U +=当热电偶的热端温度一定,冷端温度升高时,热电动势将会减小。

与此同时,铜电阻R CM 的阻值将增大,从而使U RCM 增大,由此达到了补偿的目的。

自动补偿的条件应为t R I e CM 1∆=∆α5.用镍铬-镍硅(K)热电偶测量温度,已知冷端温度为40℃,用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29.188mV ,求被测点的温度。

解:由镍铬-镍硅热电偶分度表查出E(40,0)=1.638mV ,根据式(5-2-1)计算出30.826mV 1.638)mV (29.188E(t,0)=+=再通过分度表查出其对应的实际温度为9.740129.29275.3310029.129)-(30.826700t =-⨯+=℃6.已知铂铑10-铂(S)热电偶的冷端温度t 0=25℃,现测得热电动势E(t ,t 0)=11.712mV ,求热端温度是多少度?解:由铂铑10-铂热电偶分度表查出E(25,0)=0.161mV ,根据式(5-2-1)计算出11.873mV 0.161)mV (11.712E(t,0)=+=再通过分度表查出其对应的实际温度为8.1216851.11159.1310011.851)-(11.8731200t =-⨯+=℃7.已知镍铬-镍硅(K)热电偶的热端温度t =800℃,冷端温度t 0=25℃,求E(t ,to)是多少毫伏?解:由镍铬-镍硅热电偶分度表可查得E(800,0)=33.275mV ,E(25,0)=1.024 mV ,故可得 E(800,5)=33.275-1.024=32.251mV8.现用一支镍铬-康铜(E)热电偶测温。

相关文档
最新文档