过程检测技术及仪表习题

绪言 练习与思考

1．简述过程检测技术发展的起源？

2．过程检测技术当前的主流技术和主要应用场合？ 3．请谈谈过程检测技术的发展方向是什么？ 4．谈谈你所知道的检测仪表？

5．你认为过程检测技术及仪表与传感技术的关系是怎么样的？

第一章 练习与思考

1．什么叫过程检测，它的主要内容有哪些？

2．检测仪表的技术指标有哪些？如何确定检测仪表的基本技术指标？ 3．过程检测系统和过程控制系统的区别何在？它们之间相互关系如何？ 4．开环结构仪表和闭环结构仪表各有什么优缺点？为什么？

5．开环结构设表的灵敏度1

n

i i S S ==∏，相对误差1

n

i

i δ

δ==∑。请考虑图1—4所示闭环

结构仪表的灵敏度1

f

S S

（f S 为反馈通道的灵敏度），而相对误差f δδ- （f δ为反馈通道的相对误差），对吗？请证明之。

提示：闭环结构仪表的灵敏度S y x =；闭环结构仪表的相对误差dS S δ=。 6．由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统，可能会出现下列情况：

（1）各环节精度相差不多；

（2）其中某一环节精度较低，而其他环节精度都较高。 问该检测系统总误差如何计算？

7．理论上如何确定仪表精度等级？但是实际应用中如何检验仪表精度等级？ 8．用300kPa 标准压力表来校验200kPa 1.5级压力表，问标准压力表应选何级精度？

9．对某参数进行了精度测量，其数据列表如下：

试求检测过程中可能出现的最大误差？

10．求用下列手动平衡电桥测量热电阻x R 的绝对误差和相对误差。设电源E 和检流计D 引起的误差可忽略不计。已知：10x R =Ω，2100R =Ω，100N R =Ω，

31000R =Ω，各桥臂电阻可能误差为20.1R ∆=Ω，0.01N R ∆=Ω，31R ∆=Ω（如图

1—

23所示）。

11．某测量仪表中的分压器有五挡。总电阻R 要求能精确地保持11111Ω，且其相对误差小于0.01％，问各电阻的误差如何分配？图中各电阻值如下：

110000R =Ω，21000R =Ω，3100R =Ω，410R =Ω，51R =Ω（如图

1—24所示）。

12．贮罐内液体质量的检测，常采用测量贮罐内液面高度h ，然后乘以贮罐截面积A ，再乘以液体密度ρ，就可求得贮罐内液体质量储量，即M hA ρ=。但采用该法测量M 时，随着环境温度的变化，液体密度ρ也将随着变化，这就需要不断校正，否则将产生系统误差。试设计一种检测方法，可自动消除（补偿）该系统误差。

第二章练习与思考

1．什么叫温标？什么叫国际实用温标？请简要说明ITS-90的主要内容。2．试比较热电偶测温与热电阻测温有什么不同（可以从原理、系统组成和应用场合三方面来考虑）？

3．用测温件热电偶或热电阻构成测温仪表（系统）测量温度时，应各自注意哪些问题？

4．如图2—11，已知热电偶的分度号为K型，在工作时，自由端温度

030o

t C

，今测得热电势为38．560mV，求工作端的温度是多少？

5．简要说明选择压力检测仪表主要应考虑哪些问题？

6．某台空压机的缓冲器，其正常工作压力范围为1．1~1．6MPa，工艺要求就地指示压力，并要求测量误差不大于被测压力的±5％，试选择一块合适的压力表（类型、示值范围、精度等级），并说明理由。

7.简述下图所示的弹簧管压力计的工作原理？

8．一台电子自动测温计，精度等级为0.5级，测量范围为0～300℃，经校验发现最大绝对误差为4℃，问该表合格吗？若不合格，应定为几级？

9．某空压机的缓冲罐，其工作压力变化范围为1.2~1.5MPa，工艺要求就地观

察罐内压力，且测量误差不得大于罐内压力的0.5%±，试选用一个合格的压力表（指明类型，量程，精度等级）。

10.测温计的精度等级为2.5级，测量范围为0～600℃，经校验发现最大绝对误差为8℃，问该表合格吗？若不合格，应定为几级？

11.用400Kpa 标准压力表来检验250Kpa 的1.5级压力表，问标准压力表应该选何级精度？

12.用600Kpa 标准压力表来检验150Kpa 的0.5级压力表，标准压力表应该如何确定精度？

13.某空压机的缓冲罐，其工作压力变化范围为1.0~1.5MPa ，工艺要求就地观察罐内压力，且测量误差不得大于罐内压力的0.5%±，试选用一个合格的压力表。 14．在下述检测液位的仪表中，受被测液位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。

15．如图2－101所示是用双法兰式差压变送器测量密闭容器中有结晶性液体的液位。已知被测液位的密度31200kg m ρ=，液位变化范围H=0~950mm ，变送器的正负压法兰中心线距离01800H mm =，变送器毛细管硅油密度31950kg m ρ=，试确定变送器的量程和迁移量。

17．当实际流量小于仪表量程比规定的最小流量时，会产生什么情况？请举例说明。

18．试设计计算采用角接取压的标准孔扳，并配用电动差压变送器，已知条件如下：

（1）被测介质为空气； （2）最大流量322000v q m h =； （3）工作压力p=0.5Mpa （表压）； （4）工作温度100o t C =； （5）相对湿度0ϕ=；

（6）管道直径20D =350mm ，材料为20号钢管； （7）压力损失及敷设条件无要求。

19．在你学习到的各种流量检测方法中，请指出那些测量结果受被测流体的密度影响？为什么？

20．有一台用来测量液体流量的转子流量计，其转子材料是耐酸不锈钢（密度37900f kg m ρ=）

，用于测量密度为3750kg m 的介质，当仪表读数为35.0m h 时，被测介质的实际流量为多少？

21．有一台电动差压变送器配标准孔板测量流量，差压变送器的量程为16kPa ，输出为4~20mA ，对应的流量为0~50t h 。工艺要求在40t h 时报警。问： （1）差压变送器不带开方器时，报警值设定在多少mA ？ （2）带开方器时，报警值又设定在多少mA ？

22.如图所示的液位系统，当用差压法测量时，其量程和迁移量是多少？应如何迁移？实际可测量范围是多少？

已知：31231200/, 1.5,0.5, 1.2, 3.4kg m H m h m h m h m ρ=====