第二章 过程参数测量仪表习题及答案

一、填空

1. 测量仪表的五个主要指标是精度、线性度、回差、灵敏度、响应时间。

2. 温度测量方法主要分为接触测量和非接触测量两种。

3. 热电阻的连线方式有两线式、三线式和四线式三种，其中两线式连接方法受测量线路电阻影响最大。

4. 温度变送器由温度传感器和变送单元两部分组成。

5. 温度变送器由两大部分组成。温度传感器用于将温度信号转化为非标准电信号；变送单元用于非标准电信号进行放大、补偿、线性化和标准化等。

6. 工程测量中所说的压力指的是压强。

7. 压力有绝对压力、表压及真空度三种表示方法。

8. 表压力为绝对压力减去大气压后的差值。

9. 真空度为大气压减去绝对压力后的差值。

10. 常见开关型压力传感器有压力开关和电接点压力表两种。

11. 按流量的计量单位不同有体积流量和重量流量之分，按考察的时间尺度不同有瞬时流量和累计流量之分。

12. 累计流量是瞬时流量在某一时间段内的积分。

13. 差压式流量计的流量与差压间的平方根成正比。

14. 速度式流量计的前端的直管段至少要有10倍于管路直径的管路长度，后端的直管段至少要有5倍于管路直径的管路长度。

15. 电磁流量计不能测量非导电的介质。

16. 电磁流量计的测量管内壁必须是不导电的。

17. 电磁流量计的测量管不能是导磁的材料。

18. 测量储罐液位时，敞口容器可以使用直接使用压力传感器，密闭容器必须使用差压传感器。

19. 在静压式液位测量系统中，当仪表安装位置与液位0位不在同一水平上时，必须进行零点迁移。

20. 用差压变送器来测量绝对压力时，可以将正压端接被测压力，负压端抽成真空。

21. 用差压变送器来测量表压时，可以将正压端接被测压力，负压端通大气。

22. 用差压变送器来测量真空度时，可以将正压端通大气，负压端接被测压力。

23. 非接触式测温主要用于测量高温。

二、选择

1. 仪表最大允许误差指的是（C）。

（A）最大绝对误差           （B）最大相对误差

（C）最大百分相对误差       （D）百分相对误差

2. 如图所示为一应变电阻式压力变送器的传感部分，当因压力而发生形变时，有两只应变电阻受挤压而使阻值增加，另两只因受拉伸而使阻值减小。为了减少温度对测量结果的影响，并提高传感器的灵敏度，须将四个应变电阻构成一个桥路，正确的连接是（C）。

（A）RA、RB受挤压，RC、RD受拉伸   （B）RC、RD受挤压，RA、RB受拉伸

（C）RA、RD受挤压，RB、RC受拉伸   （D）RB、RD受挤压，RA、RC受拉伸

3. 差压式流量计的流量和差压间的关系是（B）

（A）流量与差压的平方成正比     （B）流量与差压的平方根成正比

（C）流量与差压成正比           （D）流量与差压成对数关系

4. 对于腰轮流量计，下面哪个说法是正确的（B）

（A）前后均应有足够的直管段  （B）前面需加装过滤器滤除杂质

（C）只能测量液体的流量      （D）不能用于高粘度液体的测量

4.1某台测温仪表的测温范围为200～700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为+4℃，则该仪表的精度等级为（B）。

（A） 0.8      （B）1.0      （C）0.4      （D）0.5

4.2某台测温仪表的测温范围为0～1000℃。根据工艺要求，温度指示值的误差不允许超过±7℃，则应选择精度等级为多少的仪表才能满足以上要求？（D）

（A） 0.7      （B）1.0      （C）0.4      （D）0.5

5. 安装温度测量仪表时，下列哪种做法不正确（D）

（A）在管道中安装时，测量端应处于管道中流速最大的地方。

（B）测量用火焰加热的介质温度时，感温元件要避开火焰。

（C）测量负压设备内部的温度时，要将感温元件的插入孔用耐热材料密封。

（D）测量流动介质温度时，感温元件应顺流插人。

6. 安装压力测量仪表时，下面哪种说法不正确（C）

（A）测量管内流动介质的压力时，测压点要避开拐弯、分叉、死角。

（B）测乙炔压力时不能用铜垫片。

（C）应尽量将取压点选在阀门、泵等的下游。

（D）取压点应与压力仪表应尽量处于同一水平位置。

7. 电磁流量计的测量管（D）

（A）必须是非金属材料。

（B）可以是任何金属材料。

（C）可以是非导磁金属材料。

（D）可以是非导磁金属材料，但必须在其内壁涂覆绝缘材料。

8. 校验0-1.6MPa、1.5级的压力表时，下列标准压力表中的哪一个更好？（C）

（A）0～1.6Mpa/ 0.5级                     （B）0～2.5Mpa/0.4级

（C）0～4Mpa/0.1级                       （D）0～6Mpa/0.1级

9. 国际标准信号制是（B）。

（A）20～100kPa（B）4～20mA/1～5V（C）0～10mA/0～10V（D）4～20mA

三、判断。

1. 接触式温度测量会对被测物体的温度场产生影响，从而使测量结果高于或低于实际温度。（√）

2. 热辐射温度计属于非接触式温度测量仪表，它主要用于高温测量。（√）

3. 在用热电偶进行温度测量时，若已知冷端温度，被测温度可以按如下步骤计算得到。首先根据测得的热电势查表获得冷热端的温差，然后加上冷端温度得到热端温度。（×）

    由于热电偶的热电势与温度间不是线性关系，因此不能按题述方法求得测量温度。而必须先根据冷端温度查表获得其与零度间对应的热电势，然后加上热电偶测得的热电势，最后用这个总热电势查表获得测量端温度。

4. 热电偶所测温度为一点的温度，而热电阻所测则是被测区域的平均温度。（√）

5. 工程中所说压力和物理学上所说压力是不相同的。（√）

6. 差压变送器可以用来测量表压。（√）

7. 差压变送器可以用来测量负压。（√）

8. 容积式流量计同其他流量计一样，安装时前后必须要有足够的直管段长度。（×）

    容积式流量计是通过记录流过特定空隙的流体数目来测量流量的，与介质的流态无关，因此不需要流体稳定，对前后直管段长度无要求。

9. 电磁流量计必须使用导磁的测量管，才能正常工作。（×）

    如果电磁流量计的测量管是导磁的，由于置于管外的测量磁场将不经过流体，也就不会切割磁力线而产生感生电势，而无法测量。

10. 气介式超声波液位测量仪表存在测量死区。（√）

11. 气介质的温度、密度对气介式超声波液位测量仪表的测量精度没有影响。（×）

   气介式超声波液位测量仪表的测量原理是利用超声波在气介质中往返所需时间来测定距离的，超声波传播速度的变化会影响测量精度，而气介质的温度、密度的变化正好要影响传播速度。

12. 在选择用于汽油的流量计时可以选择腰轮流量计、椭圆齿轮流量计、电磁流量计等。（×）

不能选择电磁流量计，因为电磁流量计只能用于测量导电介质，而汽油不导电。

四、简答

5. 温度传感器和温度变送器的输出有什么不同？

    温度传感器的作用是将温度的高低转化为电信号的大小，其输出信号因传感器的不同而不同，且一般是微弱的、非标的信号。而温度变送器是由温度传感器和变送单元组成的，其输出是符合信号制要求的与温度值成比例的标准信号。

6. 温度变送器由哪两部分组成？各有什么作用？

    温度变送器由温度传感器和变送单元组成。温度传感器负责将温度的高低转化为电参数的高低（如热电阻温度传感器将温度的高低转化为电阻的大小、热电偶则将温度的高低转化为热电势的大小）。变送单元则将温度传感器送来的电参数进行转换、放大、线性化等处理，最后输出符合某种信号制（通常是国际标准信号制的4～20mA）的标准信号。

7. 温度开关的作用是什么？列举三个典型的应用场合。

    温度开关有两种作用。其一是实现控制，在温度开关闭合和断开时，产生相应的控制输出，控制那些需要将保持在某一范围的对象，如处于保温状态的电饭煲、冰箱及冰柜等。其二是实现过热保护功能，如冰箱压缩机过热保护、电吹风的过热保护等。

16. 简述传感器和变送器的异同。

    传感器和变送器均可以将被测参数转化为电信号，但传感器的输出是一个非标准的、微弱的电流或电压信号，而变送器则输出符合信号制规定的标准信号，便于和其他仪表间的无缝连接。

17. 脉冲输出型容积式流量计的流量系数的含义是什么？若已知流量系数和某一段时间的累积脉冲数，应如何计算该时段的累积流量？

    脉冲输出型容积式流量计的流量系数的含义是单位体积流量对应脉冲数，常用脉冲/升作单位。若已知流量系数K和某一段时间的累积脉冲数P，则该时段的累积流量为P/K。

五、应用

1. 今有一温度仪表，已知其测量范围为-30~70℃，但不知道其精度等级，利用标准温度计和本温度仪表对同一物体进行测量，得到一组数据如表1所示，试根据测量结果判定该温度仪表的精度等级。

2. 某一测量范围为0～1000℃的温度仪表出厂前进行的校验数据为

（2）确定该温度计的精度等级

答：最大绝对误差为：-6℃。

    引用误差为6/1000=0.6%，所以该温度仪表的精度等级为1级。

3. 若用0-200度温度传感器在正常情况下进行了10次测量，绝对误差（度）分别为1，1.1，1.2，0.9，1.05，1.03，0.98，0.95，1.15，1.12，试问该测温仪表的精度等级是多少？

答：最大绝对误差为1.2℃，引用误差为1.2/200=0.6%，所以该温度仪表的精度等级为1级。

4. 今有一润滑油灌装系统，用于给容积为5升的桶进行灌装，已知除流量计以外的所有环节产生的最大误差不超过0.1%，系统要求灌装的最大误差不得超过±15毫升，试确定选用什么精度等级的流量计才能满足要求。

答：系统要求灌装的最大误差不得超过±15毫升，即最大绝对误差为15毫升，而桶的最大容量为5升，即灌装量为5升，因此系统最大允许引用误差为

15/5000=0.3%

而已知除流量计以外的所有环节产生的最大误差不超过0.1%，也就是说流量计的最大引用误差为0.2%。仪表的精度等级序列为0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0等，因此应选择精度等级为0.2的流量仪表。

5. 用一个测量范围为-0.1~5MPa的压力变送器测量一个压力，现将置于电流档的万用表和压力变送器串联后接入24V直流电源上，万用表读数为11.4mA，试问压力是多少？若压力为3Mpa，万用表读数预计应该是多少？

答：万用表的读数就是两线制压力变送器的输出电流，其代表的压力为

（11.4-4）/(20-4)×（5-（-0.1））+（-0.1）=？MPa。

若压力为3MPa则万用表读数应为

（3-（-0.1））/（5-（-0.1））×（20-4）+4=？mA

6. 已知一容积式流量计的流量系数为6.8p/l，现测得流量计输出脉冲频率为15Hz，试问被测流量是多少（l/h）。1

流量计的输出脉冲频率为15Hz，即一秒内流量计输出15个脉冲，设用P表示，已知流量计的流量系数为6.8p/l用K表示。根据流量计瞬时流量的计算公式有

q=P/K=15/6.8=2.0259（l /s）=2.0259×3600=7293.24（l /h）

所以被测流体的瞬时流量是7293.24l /h。