《工程自动化及仪表》习题解答2

3-21某压力表的测量范围为0~1MPa，精度等级为1级，试问此压力表允许的最大绝对误差是……

答：允许最大误差Δ允max=±(1-0)×1%=±0.01MPa，在校验点0.5MPa时，绝对误差为Δ=0.508-0.5=0.008MPa，小于允许最大误差，在这点符合1级精度。

3-23如果某反应器最大压力为0.8MPa，允许最大绝对误差为0.01MPa，……

答：对于1级精度0~1.6MPa的压力表，该表的最大绝对误差为Δmax=±(1.6-0)×1%=±0.016MPa，已超出工艺允许的最大绝对误差，不合适。

对于1级精度0~1.0MPa的压力表，该表的最大绝对误差为Δmax=±(1.0-0)×1%=±0.01MPa，等于工艺允许的最大绝对误差，从精度上考虑是合适的，但是此时工作压力工作在量程的2/3以外（0.8/1.0=0.8>2/3），所以从量程范围上说，是不合适的。所以，总的结果是不合适的。

3-24某台空压机的缓冲器，其工作压力范围是1.1~1.6MPa，……

答：工艺允许的最大绝对误差为±1.6×5%=±0.08MPa。该表工作在非脉动压力，最大工作压力应在表上限值2/3之内，所以上限值应大于1.6×3/2=2.4MPa，查附录，取0~2.5MPa、1.5级精度的弹簧管压力表。校核：该表最大绝对误差为Δmax=±(2.5-0)×最大绝对误差为Δmax=±(1.6-0)×1%=±0.016MPa，1.5%=±0.0375MPa，小于工艺允许的误差（±0.08MPa），且最小工作压力工作在量程的1/3以外（1.1/2.5>1/3），该表合适。

如果该表工作在脉动压力下，又如何呢？

3-25某合成氨厂合成塔压力控制指标为14MPa，要求误差不超过0.4MPa，试选用一只表……

答：非脉动压力，表上限值>14×3/2=21MPa，取测量范围0~25MPa，允许相对误差δmax=±0.4/(25-0)×100%=±1.6%，取压力表精度1.5级，查附录可选……。

3-26现有一只测量范围为0~1.6MPa，精度1.5级的……

答：要求最大绝对误差、最大变差都要符合。表允许误差±1.6×1.5%=0.024MPa，而最大绝对误差1.215-1.2=0.015MPa，最大变差0.405-0.385=0.02MPa，符合精度要求，表合格。

又1.6×2/3>1.0MPa，（1.6-0）×1/3<0.8MPa，表误差符合工艺要求（0.05MPa），表可用。

3-38用转子流量计来测气压为0.65MPa、温度为40℃的CO2气体的流量时，若已知流量计读数为50L/s，求CO2的真实流量（已知CO2在标准状态时的密度为1.976kg/Hm3）。

解: 流量计标定(空气) ρ0=1.293、P0=0.10133MPa、T0=293K Q0=50L/s

测量CO2  ρ1=1.976、P1=0.65MPa、T1=313K

3-39 用水（ρw=1）刻度的流量计，测量范围为Q0=0~10 L/min ，转子用密度ρt=7920kg/m3的不锈钢制成，若用来测量密度ρf=0.831kg/L苯的流量，问测量范围为多少？若这时转子材料改为由密度ρt’=2750kg/m3的铝制成，测量水及苯的流量，其测量范围各是多少？

解： 

  （1）

  （2）换转子测水流量

换转子测苯流量

3-54 测量高温液体……要不要迁移？如要迁移，迁移量应如何考虑？

解：

当H=0时， 

所以，要负迁移，迁移量为

3-用K热电偶测某设备的温度，测得热电势为20mV，冷端为25℃，求设备温度？如改用E热电偶来测温时，在相同的条件下，测得的热电势为多少？

解：已知E（t，t0）=20mV，t0=25℃，查附表E（t0，0）=1mV

E（t，0）=E（t，t0）+E（t0，0）=20+1=21mV

反查附表，得  t=508℃

采用E热电偶，测得的热电势为

E（t，t0）=E（t，0）-E（t0，0）=37.8-1.5=36.3mV

3-65 现用一支E热电偶测温，其冷端温度为30℃，动圈显示仪表（机械零位在0℃）指示值为400℃，则认为热端实际温度为430℃对不对？为什么？正确值为多少？

解：已知t0=30℃，动圈式显示仪表指示值对应的热电势实际上为E（t，t0），即

E（t，t0）=E（400，0）=28.943 mV

所以，E（t，0）=E（t，t0）+E（t0，0）=28.943+1.801=30.744 mV

查表得，实际温度为 t=422℃（在420~430之间线性插值，422.46）

3-66 测温系统如图3-79所示。请说出这是工业上用的哪种温度计？已知热电偶为K，但错用与E配套的显示仪表，当仪表指示为160℃时，请计算实际温度tx为多少度？（室温为25℃）

解：先求热电势，再计算实际温度。

错用E配套的显示仪表，其指示值为160℃时，热电偶的热电势为

E（t，t0）=E（t，0）- E（t0，0）= E（160，0）- E（25，0）=10.501-（1.801+1.192）/2=9.004mV

当正确配套显示仪表后，E（t，t0）=9.004mV，查表E（t0，0）=1.000mV

E（t，0）=E（t，t0）+E（t0，0）=9.004+1.000=10.004mV

查表并线性插值，实际温度246.4℃。

3-69用分度号Pt100热电阻测温，但错用了Cu100的分度表，查得温度为140℃，问实际温度为多少？

解：用Cu100分度表，温度140℃时的电阻值（查表）为159.96Ω，它实际为被测的Pt100的电阻值，查Pt100分度表，实际温度为157℃。