检测技术期末复习

《检测技术》期末复习

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第一章 绪论 思考题与习题（部分） 1、测量过程包含哪三要素？测量方法与测量原理各是什么含义？ 答：三要素：测量单位、测量方法、测量工具

测量方法是实现被测量与其测量单位比较所采用的方法； 测量原理指仪表工作所基于的物理效应和化学效应。 2、完整的检测系统包括哪几部分？

答：检测部分、信号变换部分、分析处理显示部分 考试要点

1、测量过程三要素：测量单位、测量方法、测量工具 2、热工测量系统三部分组成：感受件、显示件、传送件 3、绝对误差=测量值—真实值 相对误差=

绝对误差

真实值绝对误差

量程 引用误差=

4、基本误差：仪表在全量程范围内各点示值误差中绝对值最大的误差；一般可用绝对误差和引用误差表示。

5、我国工业仪表精度等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4 6、灵敏度S=输出 输入7、重复性不包括回差，再现性包括重复性和回差。

第二章 测量误差分析与处理 思考题与习题（部分） 1、请分别从误差的数值表示方法、出现规律将误差进行分类。

答：按误差的数值表示方法分类：绝对误差、相对误差、引用误差； 按出现规律分类：随机误差、系统误差、粗大误差

2、何谓系统误差？有何特点？

答：系统误差是指在同一条件下多次测量同一量值时，大小和符号保持不变，或按一定的规律变化的误差，通常这类误差可以预先设法知道。 考试要点

1、测量误差的来源：测量装置的误差、环境误差、方法误差、人员误差 2、测量误差分类：系统误差、随机误差、粗大误差；

随机误差的大小和符号在测量前是不能知道的，但随着测量次数的增多，遵循一定的统计规律；系统误差是指在同一条件下多次测量同一量值时，大小和符号保持不变，或按一定的规律变化的误差，通常这类误差可以预先设法知道；粗大误差的发生是由于测量者的粗心大意，或环境条件的变化而引起的。

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第三章 接触式温度检测及仪表 思考题与习题（部分） 1、温表的三要素是什么？常用的温标有哪些？他们之间有什么关系？ 答：三要素：固定温度点、测温仪器、温标方程 常用的温标：华氏、摄氏、热力学温标

摄氏温标与热力学温标关系： t?T?273.15

2、双金属温度计是怎样工作的？它有什么特点？

答：原理：双金属温度计的感温元件是用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起制成的；双金属受热后由于膨胀系数大的主动层的膨胀量大于膨胀系数小的被动层，造成了双金属向被动曾一侧弯曲；在规定的温度范围内，双金属片的偏转角与温度有关。

特点：结构简单，耐振动，耐冲击，使用方便，维护容易，价格低廉，适用于震动较大场合的温度测量。 3、热电偶测温原理是什么？热电偶回路产生电势的必要条件是什么？ 答：原理：热电效应；条件：不同材料，有温差

4、冷端补偿方法有哪些？ 答：①计算法②冰点槽法③补偿导线法④机械仪表零点调整法⑤软件补偿法

5、常用的标准化热电偶有哪些？ 答：常用的有铂铑10—铂（S）、铂铑30—铂铑6（B）、镍镉—镍硅（K）、镍镉—铜镍（E） 6、简述热电阻测温原理 答：电阻随温度变化而变化 考试要点

1、各种测量仪表的优缺点 测温仪表的种类 玻璃液体温度计 双金属温度计 压力式温度计 热电偶温度计 热电阻温度计 辐射式高温计 优点 结构简单，测量准确，使用方便，价格低廉 结构简单，机械强度大，价格低廉 结构简单，不怕震动，具有防爆性，价格低廉 测温范围广，精度高，便于远距离、多点、集中测温 测量精度高，便于远距离多点、集中测温 测温元件不破坏被测物体的温度场，测温上限高，不受被测物体腐蚀和毒化，可测运动物体的温度 缺点 易碎，不能记录与远传 精度低，量程和适用范围均有限 精度低。远距离测量时仪表的滞后性较大 需要进行冷端补偿，在低温段测量精确度较低 不能测量高温，不能测点温，热惯性较大 测量精度不高，环境条件会影响测量准确度，对测量值修正后才能获得真实温度 2、温度标尺又称温标，现代化温标三要素：固定温度点、测温仪器、温标方程；我国的温标制度是：IST—90；

3、在ITS—90中，热力学温度（符号T）单位为开尔文（符号K），水三相点的热力学温度定义为273.16K。摄氏温标与热力学温标关系：t?T?273.15，因此水的三相点为0.01℃。 4、热电偶由两根不同的导体或半导体一端焊接或铰接而成，组成热电偶的两根导体或半导体称为热电极；焊接的一端称为热电偶的热端，与导线连接的一端称为冷端。

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5、接触电势的大小与接触点温度高低及导体电子密度有关：温度越高，接触电势越大；两种导体电子密度的比值越大，接触电势也越大。

6、热电偶回路的总电势与相应热电极材料的性质及两接点温度有关。 7、热电偶基本定律： ①均质导体定律：由一种均质导体材料组成的闭合回路，不论材料上的温度如何分布以及材料的粗细长短如何，回路中均不产生热电势；②中间导体定律：不同导体组成的热电偶回路，当接点温度相同时，总热电势为零；③中间温度定律：接点温度为t1、t3的热电偶产生的热电势等于接点温度分别为t1、t2和t2、t3的两只同性质热电偶产生的热电势的代数和。 8、常用的热电偶由热电极（热偶丝）、绝缘材料（绝缘管）和保护套管等部分构成。 普通型热电偶由热电极、绝缘套管、保护套管和接线盒组成；

铠装热电偶由热电偶丝、绝缘材料和金属保护套三者组合装配而成，具有热容量小、响应速度快、扰性好、可以安装在狭窄或结构复杂的测量场合、耐压、耐冲击等特点。 9、标准化热电偶：铂铑10—铂（S） 复制性好，测量准确度高

铂铑30—铂铑6（B） 镍镉—镍硅（K）

镍镉—铜镍（E） 灵敏度最高

热电势：E?K?S?B 10、热电偶冷端处理方法：①计算法②冰点槽法③补偿导线法④机械仪表零点调整法⑤软件补偿法；计算法只适用于实验室；冰点槽法精度高；机械仪表零点调整法用于对测量准确度要求不高的场合。 11、补偿导线的使用相当于将热电极延伸至显示仪表的接线端，使回路热电势仅与热端和补偿导线与仪表接线端（新冷端）温度有关，而与热电偶接线盒处（原冷端）温度无关。补偿导线分为延伸型（X）补偿导线和补偿型（C）补偿导线，补偿导线所处温度不超过100℃。 12、电阻温度计的优点：中、低温时测量精度高，不需要冷端温度补偿，电阻信号便于远传。缺点：不能测量太高温度，感温部分体积大，热惯性大，不能测取某一点的温度，只能测量一个区域的平均温度；在使用时需要外供电源，连接导线电阻易受环境温度影响而产生测量误差。

13、热电阻测温原理：金属导体或半导体的电阻随温度变化而改变。 14、电阻温度系数?表示电阻与温度之间灵敏度的参数。

15、热电阻的材料应有较高的电阻温度系数，最好电阻温度系数与温度无关，近似为常数；其次化学物理稳定性好，易于提纯和复制以及价格便宜。工业中常见的热电阻材料是铂、铜，其次是铁、镍。

16、铂电阻特点：稳定性好，准确度高，性能可靠，测温范围宽；但在还原性气氛中易被还原污染。国产标准化工业铂电阻分度号为Pt10和Pt100，表示其R0分别为10?及100?，测温范围为—200~850℃。 17、铜电阻特点：价格比较便宜，电阻值与温度几乎是线性关系，且电阻温度系数也比较大，材料容易提纯；但容易氧化，其电阻率?比较小，故体积比较大。铜电阻分度号是Cu50和Cu100，测温范围—50~150℃。 18、热敏电阻是用金属氧化物半导体材料制成的测温敏感元件，主要使用负温度系数的热敏电阻，测温范围—50~300℃。

19、热电阻由感温元件（热电阻体）、引出线、保护套、接线盒、绝缘材料等组成。

20、引线要求：电阻率小、电阻温度系数小、与电阻体接点处产生的热电势应尽量小、化学性质稳定、导热率应尽量低。常用的引线有铂、金、银、和铜丝。采用三线制是为了减小引

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线电阻变化引起的附加误差；采用四线制不仅可以消除引出线电阻的影响，还可以消除连接导线间接触电阻及阻止变化的影响。四线制多用在标准铂热电阻的引出线上。 21、测温注意事项：①测温位置要有代表性

②测温元件要有一定的插入深度，元件感温点应在管道中心流速最大处③对于高温管道，在测点引出处要加保温材料隔热

22、壁面温度测量误差：点接触>分立接触>面接触>等温线接触 23、★热辐射误差计算公式：

T1?T0???824式中：?=5.67032?10W/mK

??T4T1?T24? ????

?T—测温管表面发射率，也称黑度

?—放热系数

T1—测温管端部温度 T2—管壁的热力学温度

第四章 非接触式温度检测及仪表 思考题与习题（部分） 1、辐射测温方法的特点是什么？常用的辐射式测温仪有哪几类？

答：特点：可以测量运动物体温度而不会破坏物体的温度场，测量无上限。 分类：光学辐射式高温计、红外辐射式高温计 考试要点

1、辐射测温的三种方法：①亮度测温：通过测量目标在某一波段的辐射量度来获得温度

②全辐射测温：测量物体发出的全辐射能量来测温的 ③比色测温：利用两组（或多组）带宽很窄的不同同单色滤光片，

搜集两个（或多个）相近波段内的辐射能量，转换成电信号后在电路上进行比较，由此确定目标温度

2、光学高温计原理：在波长一定时，物体的光谱辐射出射度M?就知是温度的单值函数。只要能测得物体的光谱辐射出射度M?，就能得到物体的温度。 3、★亮度温度和真实温度的关系：

T=C2Ts ?Tsln???C2?2式中：C2—普朗克第二辐射常数，C2=1.4388?10mK Ts—亮度温度 ?—波长

??—光谱发射率

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4、光学高温计中加入红色滤光片的目的：造成单色光（红光）。 5、物体实际温度T和辐射温度Tp之间的关系：

T?Tp41? 式中：?—物体的发射率

6、红外测温仪原理：根据被测目标的红外辐射能量与温度呈一定的函数关系

7、光电效应：指物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量，从而产生的电效应。光电传感器的工作原理基于光电效应，分为外光电效应和内光电效应。

外光电效应：在光线的作用下，物体的电子逸出物体表面而向外发射的现象；

内光电效应：当光发射在物体上，使物体电阻率发生变化（光电导效应）或产生电动势（光生伏特现象）的现象。 光电导效应器件：光敏电阻

光生伏特现象期间：光电阻、光敏二极管、光敏三极管

第五章 压力检测及仪表 思考题与习题（部分） 1、试述压力的定义。表压力、绝对压力、负压力（真空度）之间有什么关系？ 答：压力：工程上将均匀而垂直作用于物体单位面积上的力称为压力 表压力+大气压力=绝对压力 2、测压仪表有哪几类？

答：弹性式压力计、压力变送器

3、弹簧管压力表的弹簧管截面为什么要做成扁圆形或椭圆形。可以做成圆形截面吗？ 答：由于短轴方向的面积较长轴方向大，非圆形截面力图变成圆形，使管子的刚度增加有伸直的趋势，而使自由端产生位移，故不能做成圆形截面。

4、试述弹簧管压力表的主要组成和测压过程？

答：组成：弹簧管、齿轮传动机构、指针、刻度盘、外壳等几部分

原理：根据胡克定律，利用弹性敏感元件受压后产生的弹性形变. 并将形变转换成位移

放大后，用指针指示出被测的压力 考试要点

1、压力的表示方法：大气压力：指地球表面上的空气因自重所产生的压力，用pb表示 绝对压力：以绝对压力零线（绝对真空）做起点的压力，用pa表示。

它表征某一测定点真正所受到的压力。

表压力：以大气压力pb为参考零点所表示的压力，用p表示。 三者之间关系：p?pa?pb

2、压力单位1bar=105Pa

3、压力检测仪表按被测量的种类分类：表压压力表、绝对压力表和差压计。

4、液体压力计原理：利用一定高度的液注所产生的压力平衡被测压力，采用液注高度差来

测量的。

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