过程装备控制技术习题及参考答案（第二版已经整理）(5)

z?0.52z?0.53 由此推得0.7时，z?0.5205

0.6985 0.7019 由已知条件知?(z)?0.4， 查概率积分表得：

????e?z22dz?0.7 时z=0.5205，

?z??0.5?0.5205??，得：??0.96?1

（2）z??0.75，得：z?0.781 查表得：z?0.78时，

??(z)=2?0.7823?1=0.5646

即误差小于0.75，概率为0.5646

9.现有精度等级为1.5A级，2.0B级和2.5C级的三块仪表，测量范围分别为0100℃，?50550℃和?100500℃ ，现需测量500 ℃左右的温度，要求测量的相对误差不超过2.5%，选用哪块表合适？ 解：根据测量范围，选择B，C两块表，A表排除。 B表：q=2%=0.02=

?max S ??max?0.02?[550?(?50)]?12℃ ??max?12?0.024?2.4%?2.5% 500 故B表合适。 C表：q=2.5%=0.025=

?max S ??max?0.025?[500?(?100)]?15℃

??max?15?0.03?3%?2.5% 500 故C表不合适。

综上所述选用B表即2.0级，量程 的仪表。

10.检定一台测量范围为 的位移测量仪表，结果如下：

（1）试画出上下行程的输入输出特性曲线； （2）求该仪表的线性度（以上行曲线为例）； (3) 确定该表的回差（迟滞误差） 解：已知数据：

位移/mm 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0

上行程示值/mm： 0 0.34 0.69 1.06 1.41 1.77 2.04 2.45 2.81 3.20 3.67 4.07 4.37

下行程示值/mm： 0 0.40 0.77 1.14 1.52 1.90 2.27 2.65 3.02 3.38 3.72 4.06 4.37

54.543.532.521.510.500123456

（1）如图所示，上下行程曲线 （2）LH?（3）?h?

11．概述膨胀式温度计的工作原理与主要特点：

答：膨胀式温度计是利用物体热胀冷缩的性质来测温的。

?Lmax2.04?0.7199?3???0.01995?100%??2% Ymax6?Hmax2.27?2.04??3.8% Ymax6主要特点：玻璃液体：结构简单，使用方便，测量精度高，价格低廉；测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能远传。双金属；结构紧凑，牢固，可靠；测量精度较低，量程和使用范围有限。

12热点偶有那些特点？用普通导线和补偿导线作热电偶的延长线，效果有何不同？试证明补偿导线的补偿作用。

答：热电偶的特点有：测量精度教高，性能稳定；结构简单，易于制造，产品互换性好；将温度信号转换成电信号，便于信号 远传和象现多点切换测；测量范围广，可达－200～2000℃，形式多样，适用于各种测量条件。选用补偿导线要求其在一定温度范围内与所连接的热电偶具有相同的热电

特性，型号相配，极性连接正确。补偿导线的作用证明： 如图所示：回路中电势为： E＝Eab（t，t1）＋Ecd（t1，t0）

由补偿导线的性质得：Ecd（t1,t0）=Eab(t1,t0) ∴E＝Eab（t，t1）＋Eab（t1，t0）＝Eab（t，t0）

补：用普通导线做热电偶得延长线要求引入两端得温度相同热电势不同，故一般接热电偶的冷端，因此冷端温度依然是现场温度。而用补偿导线却可以将冷端温度现场温度分开，利于测量。

13用两只分度号为K的热电偶测量A区与B区的温差，连接方法如图3－79所示。若

（1） tA?220C0 ， tB?20C0

（2）tA?200C0， tB?500C0

试分别求两种情况下的示值误差,并解释为何与实际温差不同. 解:查热电偶分度号表:

K型热电偶:20℃ 200℃ 220℃ 500 E: 0.798mv 8.137mv 8.937mv 20.640mv (1) ΔE=8.938-0.798=8.140mv

反查K热电偶分度号表: 201℃-----8.177mv 内析求得: Δt=200.075℃ (2) ΔE=20.640-8.137=12.503℃

反查K分度号表:307----12.498℃; 308----12.539℃ 内析求得: Δt=307.12℃

分析原因:低温度下热电势与温度线性关系较好,高温时误差较大。

14.用分度号为S的热电偶与动圈仪表构成的测温系统,冷端补偿器的平衡点温度在20℃ .图3-80中,t=1300℃,

t1=80℃ ,t2=25℃,t0=30℃；动圈仪表的机械零位为0℃,试求： (1)仪表的示值温度是多少;

(2)如何处理可使示值与实际温度相符; (3)把补偿导线改为铜线时,示值变为多少?

解:如图所示:

(1)查S型热电偶的分度号表: t/℃ 1300 30 25 E/mv 13.155 0.173 0.142 由E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0)

即 E(1300,30)＝E(1300,0)-E(30,0)

=13.155-0.173=12.982mv

查表,12.982mv时对应的温度为t=1286℃, 即仪表显示的温度为1286 ℃ 。

（2）由于补偿电桥是在20℃时平衡的，因此须将仪表的机械零位

t0?t1?80C0预先调到20 处，即可使示值与实际温度相符。

（3）若将补偿导线改为铜线，则 ,

则E(1300,80)=E(1300,0)-E(80,0)=13.155-0.502=12.653mv 查表12.653mv时对应的温度为t=1258.5℃, 即示值变为1258.5℃。

15.用分度号为Cu50的热电阻测得某介质的温度为84℃ ，但经检定，该电阻R0=50.4Ω,电阻温度系数α=4.28×10-3/℃.试求介质的实际温度。

解：∵在-50℃～150℃ 的范围内，铜电阻与温度是线性关系：

Rt?Rt0??1???t?to???

查得他t＝84℃时R＝67.97Ω 即：

16.用U型管压力计（封液为水银）测温度管道中水的压力。压力计在管道下面1.5M（至肘管端口）处，压力计同大气一侧肘管内水银

面距口80mm，两管水银面高度h=140mm，求水的表压力（Pa)

解：如图所示：1－1截面压力相等，即：

P水??水g(h1?h2?h3)= Pa??水银gh3

?367.97?50.4??1?4.28?10?t?0????

t?81.5C0