仪表自动化第五章习题：温度检测
仪表自动化第五章习题：温度检测
第五章温度检测
1. 今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮肥厂中转化炉的温度,已知热电偶工作端温度为800℃,自由端(冷端)温度为30℃,求热电偶产生的热电势 E(800,30)。
解：由附录三可以查得
E(800,0)=33.277(mV)
E(30,0)=1.203(mV)
将上述数据代入式(5-3),即得E(800,30)=E(800,0) -E(30,0)=32.074 ( mV)
2 .某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0= 30℃,测得热电势 E(t,t0) =14.195mV，求被测介质的实际温度。
解:由附录一可以查得
E(30,0)=0.173(mV)
代入式(5-3)变换得
E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=0.173+14.195=14.368(mV)
再由附录一可以查得14.368mV对应的温度t为1400℃。
注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都是非线性的 (当然各种热电偶的非线性程度不同),因此在自由端温度不为零时,将所测热电势对应的温度值加上自由端温度,并不等于实际的被测温度。
3.什么叫温标？什么叫国际实用温标？
用来衡量温度的标准尺度，简称为温标。
为了使用方便，国际上协商确定，建立一种既使用方便、容易实现，又能体现热力学温度(即具
有较高准确度)的温标，这就是国际实用温标，又称国际温标。
4.接触式测温和非接触式测温各有何特点，常用的测温方法有哪些? 接触式与非接触式测温特点比较
热敏电阻测温
非接触式测温：辐射测温。
完整化工仪表与自动化的课后答案
第一章自动控制系统基本概念2.化工自动化主要包括哪些内容？答:化工生产过程自动化，一般包括自动检测、自动操纵、自动保护和自动控制等方面的内容3.闭环控制系统与开环控制系统有什么不同？答.闭环控制系统具有负反馈到输入端的能力，它可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。
而开环控制系统，被控变量的情况是不反馈到输入端的。
4.自动控制系统主要由哪些环节组成？答:主要环节有，被控变量，测量元件和变送器，控制器，控制阀（执行器）。
12.什么是负反馈？负反馈在自定控制系统中有什么重要意义？答:把系统(或环节)的输出信号直接或经过一些环节重新引回到输人端，并能够使原来的信号减弱的做法叫做负反馈。
自动控制系统由于具备负反馈作用，可以随时了解被控对象的情况，有针对地根据被控变量的变化情况使反馈信号升高，经过比较，到控制器去的偏差信号将降低，此时控制器将发出信号而使控制阀的开度发生变化，变化的方向为负，从而使被控变量下降到给定值，这样就达到了控制的目的。
15.按给定值的不同，自动控制系统可分为哪几类？答：定值控制系统，随动控制系统（自动跟踪系统），程序控制系统（顺序控制系统）。
20.自动控制系统衰减振荡过渡过程的品质指标有哪些？影响这些品质指标的因素是什么？答:衰减振荡过程的品质指标主要有：最大偏差、衰减比、余差、过渡时间、振荡周期(或频率)等。
影响因素:很大程度上决定于对象的性质，例如温控系统中，属于对象性质的主要素有，换热器的负荷大小，换热器的结构，尺寸，材质，换热器内的换热情况，散热情况及结垢程度等。
自动化装置的选择和调整不当，也会直接影响控制质量。
22.略，各自下去弄懂。
第二章过程特性及其数学模型1.什么是对象特性？为什么要研究对象特性？答对象特性是指被控对象及系统中的各类装备的特有性质规律。
研究对象特性是因为在自动化装置来模拟人工操作时，必须了解对象的特性，才能根据工艺对控制质量的要求，设计合理的操作系统，选择合适的被控变量和操纵变量，选用合适的测量元件和控制器。
化工仪表及自动化之温度检测及仪表
一、概述
1.应用热膨胀原理测温
利用液体或固体受热时产生热膨胀的原理,可以制成膨胀式 温度计。
图3-50 双金属片
图3-51 双金属温度信号器
1—双金属片；2—调节螺钉； 3—绝缘子；4—信号灯
一、概述
2.应用压力随温度变化的原理测温 3.应用热阻效应测温
4.应用热电效应测温 5.应用热辐射原理测温
自由电子从A扩散到B，扩散平衡时，A失去电子带正电荷， B得到电子带负电荷，因此在A、B接触处形成一定电位差， 即接触电势（帕尔帖电势）。
帕尔帖电势大小为：
eAB(T)
kTlnNA e NB
k —— 玻耳兹曼常数； K＝1.38×10-23
T —— 接触面的绝对温度；
e —— 单位电荷量； e = 1.6×10-19C
赛贝克（Seebeck）效应(热点效应)
1821年赛贝克发现了铜、铁这两种金属的温差电现象。 即在这两种金属构成的闭合回路中，对两个接头的中一个 加热即可产生电流。在冷接头处，电流从铁流向铜。由于 冷、热两个端（接头）存在温差而产生的电势差e，就是温 差热电势。
这种由两种不同的金属构成的能产生温差热电势的装 置称为热电偶。
分类 按测量方式 接触式与非接触式
一、概述
表5-1 各种温度计的优缺点及使用范围
4
接触式测温
❖ 温度敏感元件与被测对象接触，经过换热后两 者温度相等。
❖ 常用的接触式测温仪表： (1) 膨胀式温度计。 (2) 热电阻温度计。 (3) 热电偶温度计。 (4) 其他原理的温度计。
特点：
❖ 优点：直观、可靠，测量仪表也比较简单。 缺点： 由于敏感元件必须与被测对象接触， 在接触过程中就可能破坏被测对象的温度 场分布，从而造成测量误差。 有的测温元件不能和被测对象充分接 触，不能达到充分的热平衡，使测温元件 和被测对象温度不一致，也会带来误差。
辽宁石油化工大学化工自动化及仪表第5章 温度检测及仪表
-30 ～600 -20 ～350 0 ～250 0 ～1600 -50 ～1000 -50 ～600
结构简单，耐震，防爆能记录、 报警，价格低廉 测温范围广，精度高，便于远距 离、多点、集中测量和自动控制
精度低，测温距离短，滞后 大 需冷端温度补偿，在低温段 测量精度较低
由摄氏和华氏温标的定义，可得摄氏温度与华氏温度 的关系为：
9 tF 32 tC 5
（5-1）
经验温标是根据液体（如水银）在玻璃管内受热后体 积膨胀这一性质建立起来的，其温度数值会依附于所用测 温物质的性质，如水银的纯度和玻璃管材质，因而不能保 证世界各国测量值的一致性。
2. 热力学温标
热力学温标又称开尔文温标。开尔文温标的单位为 开尔文，符号为K，用T表示。规定水的三相点温度为 273.16K，1开尔文为1/273.16。有一个绝对0K，低于0K 的温度不可能存在。
（1）摄氏温标
规定标准大气压下，纯水的冰点为零度，沸点为100 度，两者之间分成100等份，每一份为1摄氏度，用表示， 符号为℃。它是中国目前工业测量上通用的温度标尺。 （2）华氏温标
规定标准大气压下，纯水的冰点为32度，沸点为212 度，两者之间分成180等份，每一份为1华氏度，符号为℉。 目前，只有美国、英国等少数国家仍保留华氏温标为法定 计量单位。
4. ITS-90国际温标 ITS-90国际温标中规定，热力学温度用 T90 表示，单位 为开尔文，符号为K。它规定水的三相点热力学温度为 273.16K，1K为1/273.16。同时使用的国际摄氏温度用t90 表 示，单位是摄氏度，符号为℃。每一个摄氏度和每一个开 尔文量值相同，它们之间的关系为：
1. 接触式测温
自动检测技术及仪表-课后作业
1、教材P69第12题； 2、以上题目中的第4、5、6、7题。
第 三 讲
第四章 过程参数检测技术及仪表----过程参数的检测方法
1. 检测过程参数的作用是什么？工业上常见的过程参数主要有哪些？ 2. 过程参数的测量方法有哪些？如何考虑选用测量方法。 3. 传感器、变送器的作用各是什么？二者之间有什么关系？ 4. 简述变送器的基本构成及理想输入输出特性，写出其输入输出表达式。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6. 一台温度变送器当输入信号从100℃变到900℃时，输出信号由4mA上升至
20mA，求此台仪表的灵敏度。 7. 测量80mA的电流信号，要求最大误差小于1.2mA，下列仪表选哪台合 适？
(a)、0~200mA 1.0级
(b)、0~100mA 1.0级
(c) 、 0~100mA 1.5级
本章节应完成的作业如下：
2、论述自动检测技术的发展趋势。
动 检 测 技 术 及 仪 表
杨
第二章：检测仪表系统的构成原理
1. 自动检测系统的基本构成是什么？各环节的作用是什么？ 2. 自动检测仪表及系统的种类主要有哪些？简述其发展方向。
3. 检测的基本方法有哪些？其特点是什么？如何确定检测方法。
4. 传感器的作用是什么？基本构成原理有哪能些? 5. 检测仪表系统的信号选择方法有哪能些？ 6. 提高仪表检测精度的方法.有哪能些？ 第 二 讲
化工仪表及自动化第五版课后习题答案完整版
化工仪表及自动化_第五版_课后习题答案完整版习题答案《化工仪表及自动化》第五版厉玉鸣主编化学工业出版社Ex1. 化工自动化是化工、炼油、食品、轻工等化工类型生产过程自动化的简称。
在化工设备上,配备上一些自动化装置,代替操作人员的部分直接劳动,使生产在不同程度上自动地进行,这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法,称为化工自动化。
实现化工生产过程自动化的意义:(1)加快生产速度,降低生产成本,提高产品产量和质量。
(2)减轻劳动强度,改善劳动条件。
(3)能够保证生产安全,防止事故发生或扩大,达到延长设备使用寿命,提高设备利用能力的目的。
(4)能改变劳动方式,提高工人文化技术水平,为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。
习题(第一章)Ex2.化工生产过程自动化,一般包括自动检测、自动保护、自动操纵和自动控制等方面的内容。
习题(第一章)Ex3.闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的自动控制。
从信号传递关系上看,构成了一个闭合回路。
开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的自动控制。
从信号传递关系上看, 未构成闭合回路。
Ex7.方块图是用来表示控制系统中各环节之间作用关系的一种图形,由于各个环节在图中都用一个方块表示,故称之为方块图。
Ex8.测量元件与变送器:用来感受被控变量的变化并将它转换成一种特定的信号(如气压信号、电压、电流信号等);控制器:将测量元件与变送器送来的测量信号与工艺上需要保持的给定值信号进行比较得出偏差,根据偏差的大小及变化趋势,按预先设计好的控制规律进行运算后,将运算结果用特定的信号送住执行器。
执行器:能自动地根据控制器送来的信号值相应地改变流入(或流出)被控对象的物料量或能量,从而克服扰动影响,实现控制要求。
习题(第一章)Ex9.被控对象:在自动控制系统中,将需要控制其工艺参数的生产设备或机器叫做~。
被控变量:被控对象内要求保持给定值的工艺参数。
检测仪表习题集
图 5－1（b）
图 5－1（c）
12、常用的热电偶有哪些？与它们所配用的补偿导线是什么？
13、何为补偿导线？选择和使用补偿导线时要注意什么？补偿导线的作用是什么？
14、使用热电偶测温时为何要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿方法有那些？
15、在用热电偶测温时，使用补偿导线要注意哪些问题？
16、在使用热电偶测温时，若已经使用了相配套的补偿导线，是不是就不用使用冷端温度补偿了？
14、分析说明 BYM 型压力传感器的测量原理；并写出输出电压表达式 U0=f(ΔZ)
15、测量某处压力共进行了 100 次，其算术平均值为 100.00KPa，测出最大一次是 100.09KPa，试估 计在这 100 次测量中落在 100 土 0.03KPa 之间大约有多少次？落在 100 土 0.09KPa 之间大约有多少 次？落在 100 土 0.03KPa ～100 土 0.09KPa 之间大约有多少次？ 16、某台空气压缩机的缓冲罐，其工作压力范围为 1.1～1.6MPa，工艺要求就地观察罐内的压力，并 要求测量结果的误差不得大于罐内压力的土 5%，试选择一只合适的压力计(类型、测量范围、精度等 级)。 17、某合成氨厂合成塔压力控制指标为 14 土 0.4MPa，要求就地指示压力。试选压力表(类型、测量 范围、精度等级)。 18、现有一只测量范围为 0～1.6MPa，精度为 1.5 级的普通弹簧管压力表，校验后其结果如表 1－1
图 3－3 双法兰式差压变送器测量密闭容器液位 10、浮力式物位检测方法有哪几种？ 11、什么是电气式物位检测？常用的方法有哪些？ 12、电容式物位检测中，常用的电容检测方法有哪些？ 13、超声物位检测中利用了超声波的哪些特性？ 14、超声波的发射和接受是如何实现的？ 15、超声物位检测中为何要进行温度补偿？常用的补偿方法有哪些？ 16、射线式物位检测的原理是什么？射线式物位检测系统组成有哪些？ 17、在述液位检测仪表中，受被测液体密度影响的有哪几种，并说明原因。 (1)玻璃液位计 (2)浮力式液位计 (3)差压式液位计 (4)电容式液位计 (5)超声波液位计 (6)射线式液位计 18、所学习过的物位检测方法中，哪些是非接触式测量？
自动检测技术 第五章作业及答案
当热端为557℃,冷端为20℃时,由于E (20,0=0.789mV ,故有:
(0,t E (0,t t E =(0,0t E -=23.08-0.789=22.291mV
由此电势,查表可得显示仪表指示值应为538.6℃。经查表:530℃对应21.924mv ,540℃对应22.35mv查表线性插值得到:6.538924.21291.22(924
所以得温度计插入最小深度147.082
.406
==
l m
补充作业:用pt500热电阻测量温度,测得其电阻值分别为577.70Ω,616.20Ω,587.35Ω, 624.85Ω,求被测温度。(注:分度表中没有的用线性插值。
解:
经查表:60℃对应123.24Ω,40℃对应115.54Ω
经查表:60℃对应123.24Ω,80℃对应130.9Ω
(3低于500 ℃ (4偏高
题5.16用套管式温度计测量管道内蒸汽温度,已知套管壁厚为1.5mm ,长度为50mm ,套
管导热系数40=λW/m ℃,蒸汽与套管间对流系数100=αW/m ℃,并忽略辐射换热。当温度计读数为160℃,管壁温度为40℃时,求:①蒸汽实际温度是多少?②如果要求测量误差小于0.5%,温度计插入管道的最小深度是多少?
560550550(23.0822.776557.12
23.20322.776-+⨯-=-
题5.14在用热电偶和热电阻测量温度时,若出现如下几种情况,仪表的指示如何变化? (3若热电偶热端为500℃,冷端为25℃,仪表机械零点为0℃,无冷端温度补偿。向该仪表的指示将高于还是低于500℃?
(4用热电阻测温时,若不采用三线制接法,而连接热电阻的导线因环境温度升高而电阻增加时,其指示值偏高还是偏低?
- 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、"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、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)。
第五章温度检测
1. 今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮肥厂中转化炉的温度,已知热电偶工作端温度为800℃,自由端(冷端)温度为30℃,求热电偶产生的热电势E(800,30)。
解：由附录三可以查得
E(800,0)=(mV)
E(30,0)=(mV)
将上述数据代入式(5-3),即得E(800,30)=E(800,0) -E(30,0)= ( mV)
2 .某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0= 30℃,测得热电势E(t,t0) =，求被测介质的实际温度。
解:由附录一可以查得
E(30,0)=(mV)
代入式(5-3)变换得
{
E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=+=(mV)
再由附录一可以查得对应的温度t为1400℃。
注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都是非线性的(当然各种热电偶的非线性程度不同),因此在自由端温度不为零时,将所测热电势对应的温度值加上自由端温度,并不等于实际的被测温度。
3.什么叫温标什么叫国际实用温标
用来衡量温度的标准尺度，简称为温标。
为了使用方便，国际上协商确定，建立一种既使用方便、容易实现，又能体现热力学温度(即具
有较高准确度)的温标，这就是国际实用温标，又称国际温标。
4.接触式测温和非接触式测温各有何特点，常用的测温方法有哪些接触式与非接触式测温特点比较
热敏电阻测温
非接触式测温：辐射测温。