第一章作业第一章作业15. 某流量计为420 mA两线制仪表，其测量范围是 440 m3/h，当输出电流为8 mA时，实际测得流量 值为多少？4 20mA0 40m3/h2第二章作业第二章作业3题2.9:在有机分析中，测得某化合物含氢百分比为： 2.75，2.76，2.79，2.78，2.76， 2.78，2.74，2.76 ，2.74，试给出测量结果的最佳表达式？并用t分布估计精度参数？解：含氢氢量百分比平均值为值为 ：测测量列精度参数由贝贝塞尔公式可计计算如下：平均值值的标标准误误差：4题2.9 续：故得氢氢含量百分比的最佳表达式为为：若按t分布表示，其自由度当置信概率P0.99时时，查查表得:则氢则氢 含量百分比可表示为为：取P0.95时时，查查表得，则为则为 ：(P=68.3%)(P=99%)(P=95%)*5题2.10:在等精度测量条件下，对某涡轮机械的转速 进行20次测量，获得如下一组测定值（单位：r/min ）：4754.1，4756.1，4753.3，4754.7，4752.1， 4749.2，4750.6，4751.0，4753.9，4751.6， 4751.3，4755.3，4752.1，4751.2，4750.3， 4757.4，4752.5，4756.7，4750.0，4751.0，试求该涡轮机械的转速（假定测量结果的置信概率 P=95%）。6平均值值的标标准误误差：取P0.95时时，自由度，查查表得则则：测测量列精度参数由贝贝塞尔公式可计计算如下：解：转转速平均值为值为 ：题2.10续：(P=95%)7题2.12：在等精度条件下，对管道内压力进行了8次 测量，数据如下（单位MPa）：0.665，0.666， 0.678，0.698，0.600，0.661，0.672，0.664。试对其进行必要的分析和处理，并写出用不确定度表 示的结果。解： 按格拉布斯准则判断测量列中是否存在粗大误差。l按大小顺序将测量列重新排列如下：l0.600，0.661，0.664，0.665，0.666，0.672， 0.678，0.6988计计算子样样算术术平均值值和标标准误误差估计值计值选选危险险率5查查格拉布斯准则临则临 界值值表得当n8 计算测量中最大和最小测定值的残差，并用格拉布斯 准则判定: v（1）=-0.063 v(8)=0.035因为 9故x(1)=0.600为在危险率5时被判定为坏值，应删除。 去掉x（1）后再重新计计算余下测测量值值的算术术平均值值和标标准误误差估计值计值。此时时n7再次查查表按5，n7 得g(7,5)=1.94余下测量值残余误差v（1）-0.011 v(7)=0.026而g(7,5)=0.023显显然大于0.023故为为坏值值。 10去掉x（7）后再重新计计算余下测测量值值的算术术平均值值和标标准误误差估计值计值。此时时n6 再次查查表按5，n6 得g(6,5)=1.82余下测量值残余误差v（1）-0.007 v(6)=0.01而g(6,5)=0.011显显然和均小于0.011故不存在坏值值。 11按A类评定方法评定该测量列的不确定度 由n6时其测量结果的算术平均值其不确定度u（ ）可用贝塞尔公式求标准误差 s（ ）得到：u（ ）s（ ） 0.002所以用不确定度表示的测量结果为 （MPa） 12解：在 时，当测量误差服从正态分布若其误差在0.5以内时出现的概率为68.3，则该测量列的标准误差 。若出现概率为99.7，此时属于极限误差范围， 其置信区间应为3 1.5。故得此时置信区为11.751.5，11.75 1.5，即10.25，13.25。题2.13:重复多次测量某混合气体中氧含量，得到读 数平均值为11.75，有68.3的测量值的误差在 0.5以内，若该误差服从正态分布，问测量值在多 大的置信区间内，其出现的概率是99.7？ 13第四章作业第四章作业144.3 应变式压力变送器测压原理是什么？金属应变 片和半导体应变片有什么不同点？ l将金属应变片贴在弹性元件上，或在半导体硅片上扩散生 成应变电阻。当被测压力作用在弹性元件或硅片上时产生 弹性变形，则应变电阻同时产生应变，从而引起电阻值发 生变化，最后通过测量电路将其转换为相应的电压或电流 信号。则被测压力与输出电信号成对应关系。l金属应变片的原理是应变效应，其应变灵敏度系数为常数 ，并且灵敏度系数较小，一般为2左右。l半导体应变片的原理是压阻效应，其应变灵敏度系数较大 ，一般是金属应变片的50100倍，而且其值随晶向及半导体内杂质不同而变化，并且灵敏度系数有正、负之分。 154.4 压阻式压力传感器的结构特点是什么？需要采 取的温补措施有哪些？l压阻式压力传感器由于采用硅片上扩散半导体电 阻组成的应变式压力测量系统，因此它的特点是 ：精度高、工作可靠、频率响应高、迟滞小、尺 寸小、重量轻、结构简单等。适用于恶劣环境工 作。l由于是半导体材料，因此温度补偿措施很重要。 常采用零点温度补偿和灵敏度温度补偿两部分措 施。 (书P93)164.8 简述压力表的选择原则？根据被测压力大小，确定仪表量程。被测压力稳定时，最 大压力值不能超过满量程的3/4，被测压力波动较大时， 最大压力值不能超过满量程的2/3。为了保证测量精度， 被测压力值不应低于全量程的1/3。根据生产允许的最大测量误差确定仪表精度。在满足测量要求条件下，尽量选择精度低的价廉耐用仪表。选择时要考虑被测介质特性，如温度、黏度、腐蚀性等。还要考虑现场使用条件，如高温、潮湿、振动等。以此确 定压力仪表的种类及型号。 (书P109)17解：压力测量范围P为0.51.4MPa，测量误差为压力示值的5%在测量下限时绝对误差最小， Pmin=0.55%=0.025 MPa根据前述压力表选择原则：题4.9：若被测压力变化范围为0.51.4MPa，要求测量误差不 大于压力示值的 5。可供选择的压力表规格有：量程为0 1.6MPa，02.5MPa，04MPa，精度等级为：1.0，1.5， 2.5级三种。试选择合适量程和精度的压力表？（注：压力表 精度等级均指满度误差，共9个规格仪表。）显然，选01.6MPa不合适；若选04MPa，则没有满足小 于 Pmin的精度等级；最终只能选择02.5MPa精度为1.0 级的压力表。18题题4.12 如图图4.12气隙型电电感传传感器，衔铁衔铁 截面积积 S=44mm2，气隙总长度 ，衔铁最大 位移 ，激励线圈匝数N=2500匝，导 线直径d=0.06mm，电阻率 要求计算： （1）线圈电感值 （2）电感的最大变化量 （3）当线圈外断面积为1111mm2时求其直流电阻 值及线圈的品质因数。空气导磁率19（1）（2）衔铁上移20（2）衔铁下移21（3） l ?22第五章作业第五章作业235.3 热电偶测温时为什么要进行冷端温度补偿？冷 端温度补偿的方法有哪些？l热电偶测温的前提是要保证冷端温度恒定，这样热电势才 是温度的单值函数。工业上常用的各种热电偶的温度与热 电势关系曲线（分度表）是在冷端为0时得到的，与它配套的显示仪表也是根据这一关系曲线刻度的，而操作室 温度一般高于0，而且不恒定，随环境温度变化而变化，使测温结果产生误差。因此需对冷端温度进行补偿，保 证冷端温度恒定或测得的热电势恒定。l冷端温度补偿常采用的方法有：冰点法；热电势修正 法；冷端补偿器法；补偿导线法等。24解：显示仪表指示值为500时，查表可得此时显 示仪表的实际输入电势为20.644mV由于这个电势是由热电偶产生的，即 20.644mV 题5.10：用分度号为K的镍铬-镍硅热电偶测量温度，在没有采取冷端温度补偿的情况下，显示仪表指 示值为500，而这时冷端温度为60。试问：实际温度应为多少？如果热端温度不变，设法使冷端温 度保持在20，此时显示仪表的指示值应为多少？(P172表5.2)25同样，查表可得： mV则 20.6442.43623.080mV由23.080mV查表可得：t557。即实际温度为 557。当热端为557，冷端为20时，由于E（20，0 ）0.789mV，故有： 23.0800.78922.291mV 题5.10续：26（2）热电阻短路或断路时，与之配套的动圈仪表指针各指向哪里？始端；终端（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，该仪表的指针将高于还是低于500？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？温度系数为正：偏高温度系数为负：偏低题5.14 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？27题5.15 用手动电位差计测得某热电偶的热电势E，从 相应毫伏-温度对照表中查出其所对应的温度为110（当冷端为0),此时热电偶冷端所处的温度为-5， 试问：若该热电偶毫伏-温度关系是线性的，被测实际 温度是多少度？为什么？105 28第六章作业第六章作业29解：椭圆齿轮流量计的体积流量qv为：qv4nv式中：n为椭圆齿轮转速（r/s）；v为半月形腔体 积（L）。因为v0.5L，qv100L。由上式可求出n值： 题6.15 椭圆齿轮流量计的半月形空腔体积为0.5L，今 要求机械齿轮每转一周跳一个字代表100L，试想传动 系统的减速比应为多少？总之，机械齿轮转一周跳一个字，代表100L时，椭 圆齿轮要转50周，因此减速比为1/50。 30解：根据涡轮流量计仪表系数定义可知： 由题意已知N41701，V16.05 m3，代入上式计算得：题6.16 检定一台涡轮流量计，当流过16.05 m3流体时 ，测得输出脉冲为41701个，求其仪表流量系数K值。31解：（1）（2）甲醇： 题6.17某转子流量计用标准状态下的水进行标定，量程 范围为1001000L/h，转子材质为不锈钢（密度为 7.90g/cm3），现用来测量密度为0.791g/cm3的甲醇， 问（1）体积流量密度校正系数（2）流量计测甲醇的量 程范围是多少？补充（3）用来测量标态密度为 2.0kg/m3，工况压力p=0.2MPa（表压），温度t=37 的气体，工况下测量范围是多少？折合到标态下流量是 多少？（注：标态下pN = 0.1MPa，TN = 293K）则 32补充（3）气体：pN = 0.1MPa，TN = 293K， 题6.17续：，p = 0.3MPa，T = 37+273=310K 工况密度： 工况流量： 即 折合到标况流量为： 即qvN = 4.026 40.26（m3/h）33解：因为差压变送器的输出电流信号与输入差压值成正比。故有： 题6.18 用差压变送器与标准节流装置配套测介质流量 。若差压变送器量程是0104Pa，对应输出电信号是0 10mA，DC，相应被测流量为0320m3/h。求：差 压变送器输出信号为6mA时，对应的差压值及流量值各 为多少？解得：对应6mA电流时的输入差压p=6000 Pa 。 因为流量与差压平方根成正比，故可得到： 解得：对应6mA电流时的被测流量qv=248m3/h 。346.19 用