最新热工测试课后练习答案
热工测试作业
第一章
1-1、测量方法有哪几类，直接测量与间接测量的主要区别是什么？(P1-2) 答：测量的方法有：1、直接测量；2、间接测量；3、组合测量。
直接测量与间接测量的主要区别是直接测量中被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量种被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值。
1-2、简述测量仪器的组成与各组成部分的作用。(P3-4)
答：测量仪器由感受器、中间器和效用件三个部分组成。
1、感受器或传感器：直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号；
2、中间器或传递件：最简单的中间件是单纯起“传递”作用的元件，它将传感器的输出信号原封不动地传递给效用件；
3、效用件或显示元件：把被测量信号显示出来，按显示原理与方法的不同，又可分模拟显示和数字显示两种。
1-3、测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么？（P5-6）
答：测量仪器的主要性能指标有：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。
1、精确度：表示测量结果与真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反映；
2、恒定度：仪器多次重复测试时，其指示值的稳定程度，通常以读数的变差来表示；
3、灵敏度：以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例来表示。
4、灵敏度阻滞：又称感量，是以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。
5、指示滞后时间：从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间。
1-4、说明计算机测控系统基本组成部分及其功能。（P6-7）
答：计算机测控系统基本组成部分有：传感器、信号调理器、多路转换开关、模/数（A/D）和数/模（D/A）转换及微机。
1、信号调理器：完成由传感器输出信号的放大、整形、滤波等，以保证传感器输出信号成为A/D转换器能接受的信号；
2、实现多路信号测量，并由它完成轮流切换被测量与模/数转换器的连接；
3、采样保持器：保证采样信号在A/D转换过程中不发生变化以提高测量精度；
4、A/D转换器：将输入的模拟信号换成计算机能接受的数字信号；
5、D/A转换器：将输入的数字信号换成计算机能接受的模拟信号。
1-5、试述现代测试技术及仪器的发展方向。(P6、P9)
答：计算机、微电子等技术迅速发展，推动了测试技术的进步，相继出现了智能
测试仪、总线仪器、PC 仪器、虚拟仪器、网络化仪器等微机化仪器及自动化测
试系统。随着计算机网络技术、多媒体技术、分布式技术等手段的迅速发展，测
试技术与计算机相结合已成为当前测试技术的主流，测试技术的虚拟化和网络化
的时代已经不远了。
第二章
2-1、试述测量仪器的动态特性的含意和主要研究内容，它在瞬变参数测量中的
重要意义。(P11、P16)
答：测量仪器或测量系统的动态特性的分析就是研究动态测量时所产生的动态误
差，它主要用以描述在动态测量过程中输入量与输出量之间的关系，或是反映系
统对于随机时间变化的输入量响应特性。从而能够选择合适的测量系统并于所测
参数相匹配，使测量的动态误差限制在试验要求的允许范围内，这便是动态测量
技术中的重要研究课题。在瞬变参数动态测量中，要求通过测量系统所获得的输
出信号能准确地重现输入信号的全部信息，而测量系统的动态响应正是用来评价
系统正确传递和显示输入信号的重要指标。
2-2、测量系统的输出量与输入量之间的关系可采用传递函数表示，试说明串联
环节、并联环节及反馈环节的传递函数的表示方法。（P13-14）
答：串联环节：
并联环节：
正反馈环节：
负反馈环节：
2-3、试述常用的一、二阶测量仪器的传递函数及它的典型实例。（P15-16）
答： 常用的一阶测量系统的传递函数：
以热电偶突然放入温度为
的介质为例，每一瞬间介质传递给热电偶节点的热量dQ 为
式中，T 为热电偶瞬间温度；h 为热接点表面传热系数；A 为热接点表面积。
在不考虑导热及热辐射损失的情况下，介质传给热接点的热量即为热电偶的
储热量。若热电偶吸收热量dQ 后，温度上升dT ，于是
)()()()()()()()()(21s H s H s Z s X s Y s Z s X s T s H ===)()()()()()()()(2121s H s H s X s Y s Y s X s Y s H +=+==)
()(1)()()()(s H s H s H s X s Y s H B A A -==)()(1)()()()(s H s H s H s X s Y s H B A A +==11)()()(+==s s X s Y s H τ0T dt T T hA dQ )(0-=mdT c dQ p =
式中， 为热电偶热接点的比定压热容；m 为热接点的质量。
根据热平衡可得
经简化后可得
式中， 称为测量系统的时间常数。
上式是热电偶（测温传感器）数学模型的一阶线性微分方程，这类传感器称
为一阶测量系统，该系统的传递函数为
常用的二阶测量系统的传递函数：
以测振仪为例，描述质量m 的运动微分方程为
式中，c 为阻尼；k 为弹性系数；f （t ）为干扰力。 上式是一个单质量强迫阻尼振动微分方程。将其与 比较可得
，f （t ）相当于x 。用k 除以两端可得
将上式与 相比，其传递函数有相同形式。这时，
1/k 为系统的柔性系数， 为系统的固有频率，
为系统的阻尼比。
因而，测振仪属二阶测量系统。
2-4、试述测量系统的动态响应的含意、研究方法及评价指标。
答：含义：在瞬态参数动态测量中，要求通过系统所获得的输出信号能准确地重
现输入信号的全部信息，而测量系统的动态响应正是用来评价系统正确传递和显
示输入信号的重要指标。 研究方法：对测量系统施加某些已知的典型输入信
号，包括阶跃信号、正弦信号、脉冲信号、斜升信号，通常是采用阶跃信号和正
弦信号作为输入量来研究系统对典型信号的响应，以了解测量系统的动态特性，
依此评价测量系统。 评价指标：稳定时间t s 、最大过冲量A d 。
2-5、试述常用的一、二阶测量仪器的频率响应及内容。
p c mdT c dt T T hA p =-)(00T T dt dT =+ττA m h c p ==τ11)()()(0+==s s T s T s H τ2222)()()(n n n s s s X s Y s H ωξωω++==)(22t f ky dt dy c dt y d m =++x b y a dt dy a dt y d a 001222=++1,,,0012====b k a c a m a k
x y dt dy k c dt y d k m =++22x b y a dt dy a dt y d a 001222=++m k n /=ωkm c 2/=ξ
答：一阶测量系统的频率响应函数为,11)(τω
ωj j H +=一阶测量系统的副频特性和相频特性在时间常数τ确定后也随之确定，且τ越小，频率响应特性越好。二
阶测量系统的频率响应函数为
2-6、试说明二阶测量系统通常取阻尼比
范围的原因。 答：对于二阶系统应使
，这样能减少动态误差，系统能以较短的时间进入偏离稳态不到2%~5%的范围内，是系统的动态响应好，当系统的阻尼比
ξ在0.8左右时幅频特性近似常数的频率范围最宽，
而相频特性曲线也最接近直线。因而去
可获得较小的误差和较宽的工作频率范围，相位失真也很小，使系统具有较好的稳定性。而且，此时提高系统的固有频率会使响应速
率变得更快。
2-7、某一力传感器拟定为二阶系统，其固有频率为800Hz ，阻尼比为0.14。问
使用改传感器作频率为400Hz 正弦变化的外力测试时，其振幅和相位角各位多
少？
解：
()2222411???? ??+???????????? ??-=
n n A ωωξωωω()222280040014.0480040011??? ???+??????????? ??-=31.1≈
()212???
? ??-???? ??-=n n arctg ωωωωξω?2800400180040014.02??? ??-??? ????-=arctg ο6.10-≈
2-8、用一阶系统对100Hz 的正弦信号进行测量时，如果要求振幅误差在10%以
内，时间常数应为多少？如果用该系统对50Hz 的正弦信号进行测试时，幅值和
相位误差各为多少？
解：（1）%10)2100(111)(111)(1)(22≤?+-=+-
=-=?πτωτωωA A
则 s 41071.7-?≤τ
n n n n n j j j H ωωξωωωωξωωωω2)(1[1)(2)()(2222+-=++=8.0~6.0=ξ8.0~6.0=ξ8.0~6.0=ξ
（2）%
81
.2
)
10
71
.7
2
50
(
1
1
1
)
(
1
1
1
)
(
1
)
(
2
4
2
≤
?
?
?
+
-
=
+
-
=
-
=
?
-
π
ωτ
ω
ωA
A
62
.
13
)
10
71
.7
2
50
(
)
(2
4-
=
?
?
?
-
=
-
=-
π
ωτ
ω
?arctg
arctg
2-9、用传递函数为1/(0.0025s+1)的一阶装置进行周期信号测量，若将幅值误差限制在5%以下，试求所能测量的最高频率成分，此时相位差是多少？
解：s
0025
.0
=
τ，%
5
)
0025
.0(
1
1
1
)
(
1
1
1
)
(
1
)
(
2
2
≤
+
-
=
+
-
=
-
=
?
ω
ωτ
ω
ωA
A
则)
/
(5.
131s
rad
<
ω或Hz
f9.
20
2/=
<π
ω
相位差：?
-
=
?
-
=
-
=2.
18
)
0025
.0
5.
131
(
)
(arctg
arctgωτ
ω
?
2-10、某一阶测量装置的传递函数为1/(0.04s+1),若用它测量频率0.5Hz,1Hz,2Hz 的正弦信号，试求其幅值误差。
解：s
04
.0
=
τ，
2
2)
2(
1
1
1
)
(
1
1
1
)
(
1
)
(
τ
π
ωτ
ω
ω
f
A
A
+
-
=
+
-
=
-
=
?
（1）当f=0.5Hz时，
%
78
.0
)
04
.0
5.0
2(
1
1
1
)
(
1
1
1
)
(
1
)
(
2
2
≤
?
?
+
-
=
+
-
=
-
=
?
π
ωτ
ω
ωA
A
（2）当f=1Hz时，
%
02
.3
)
04
.0
1
2(
1
1
1
)
(
1
1
1
)
(
1
)
(
2
2
≤
?
?
+
-
=
+
-
=
-
=
?
π
ωτ
ω
ωA
A
（3）当f=2Hz时，
%
56
.
10
)
04
.0
2
2(
1
1
1
)
(
1
1
1
)
(
1
)
(
2
2
≤
?
?
+
-
=
+
-
=
-
=
?
π
ωτ
ω
ωA
A
2-11、对某二阶系统进行动态标定时，测量最大过冲量以及在响应曲线上由n个周期取平均值的衰减周期。试求该系统的阻尼比及系统固有频率。
解：
5.1
=
d
A
s
T
d
2
=
第三章
3-1、测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？
答：（1）系统误差，特征：有其对应的规律性，它不能依靠增加测量次数来加以消除，一般可通过试验分析方法掌握其变化规律，并按照相应规律采取补偿或修正的方法加以消减。
(2)随机误差，特征：个别出现的偶然性而多次重复测量总体呈现统计规律，服从高斯（GASS）分布，也称正态分布；
(3)过失误差；特征：无规律可寻，可以避免
3-2、试述系统误差产生的原因及消除方法。
答：按产生的原因可分为：
（1）仪器误差：它是由于测量仪器本身不完善或老化所产生的误差。
（2）安装误差：它是由于测量仪器的安装和使用不正确而产生的误差。
（3）环境误差：它是由于测量仪器使用环境条件与仪器使用规定的条件不符而引起的误差。
（4）方法误差：它是由于测量方法或计算方法不当所形成的误差，或是由于测量和计算所依据的理论本身不完善等原因而导致的误差。
（5）操作误差：也称人为误差。这是由于观察者先天缺陷或观察位置不对或操作错误而产生的误差。
消除系统误差的方法：
（1）交换抵消法：将测量中某些条件互相交换，使产生系统误差的原因互相抵消。
（2）替代消除法：在一定测量条件下，用一个精度较高的已知量，在测量系统中取代被测量，而使测量仪器的指示值保持不变。
（3）预检法：是一种检验和发现测量仪器系统误差的常用方法。可将测量仪器与较高精度的基准仪器对同一物理量进行多次重复测量。
3-3、随机误差正态分布曲线有何特点？（P30）
答：1.单峰性。2.对称性。3.有限性。4.抵偿性。
3-4、试述测量中可疑数据判别方法以及如何合理选用。
答：1.莱依特准则；2.格拉布斯准则；3.t检验准则；4.狄克逊准则。
判别法的选择：1.从理论上讲，当测量次数n趋近 （或n足够大）时，采用莱依特准则更为合适；若次数较少时，则采用格拉布斯准则，t检验准则或狄克逊准则。要从测量列中迅速判别粗大误差时，可采用狄克逊准则。2.在最多只有一个异常值时采用格拉布斯准则来判别坏值的效果最佳。3.在可能存在多个异常值时，应采用两种以上的准则来交叉判别，否则效果不佳。
3-5、试述直接测量误差计算的一般步骤。
答：直接测量误差计算的一般步骤：
1.计算ｌi的平均值L；
2.计算li的偏差vi=li-L；
3.计算均方根误差?和极限误差Δ；
4.计算算术平均值的均方根误差S和极限差λ；
5.计算算术平均值的相对极限误差δ；
6.得出被测量的值；
7.检查vi中有大于Δ者，应将该次测量看做误差为差错予以剔除，然后按上述步骤重新计算。
3-6、什么叫做等精度测量和非等精度测量？为什么在非等精度测量中引入“权”的概念计算更为合理？
答：等精度测量：用同一仪器，按同一方法，由同一观测者进行的测量。
非等精度计算：用不同一仪器，按不同一方法，由不同一观测者进行的测量。“权”概念引入的原因：对于非等精度测量，其最可信赖度就不能用算术平均值来确定，为了正确评价测量结果的质量，引进了测量结果“权”。
3-7、试述间接测量的含意及其计算的一般步骤。
答：间接测量法：通过直接测量与被测量有某种确定函数关系的其它各个变量，然后将所测得的数值代入函数关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。
3-8、什么叫做传递误差？为何测量系统中采用负反馈可以提高测量精度？
答：由系统各环节的静态误差组成的总误差。在系统中引入负反馈开辟了补偿顺联环节误差的新途径，因为在系统的误差计算公式中，顺联与负反馈误差的符号相反，可以减小或抵消误差，使整个系统误差大大减小，以提高测量精度
3-9、回归分析是实验数据处理的一种数学方法,它有何特点?
答：（1）两个变脸光之剑不是对等关系，进行回归分析时，应该先根据研究目的确定自变量和因变量；
（2）回归方程的作用在于给定自变量的值估计推算因变量的值，回归方程表明变量间的变动关系；
（3）回归方程中自变量的系数成为回归系数，回归系数有正负号，正好表明回归方程配合的是一条上升的直线，负号表明回归方程配合的是一条下降直线；（4）回归方程要求自变量是给定数值，因变量是随机变量。
3-10、用精度为0.5级、量程为0~10MPa的弹簧管压力表测量管道流体压力，示值为8.5MPa。试问测量值的最大相对误差和绝对误差各为多少？
解：最大相对误差△p=±(0.5%*10)MPa=±0.05MPa
绝对误差￡=△p/p=±0.05/8.5=±0.59%
3-11、用量程为0~10A的直流电流表和量程为0~250V的直流电压表测量直流电动机的输电流和电压，示值分别为9A和220V，两表的精度皆为0.5级。试问电动机输入功率可能出现的最大误差为多少？（提示：电动机功率P=IV)
解：仪表基本误差：△I=10×0.5%=0.05A △U=250×0.5%=1.25V
由P46表3-5常用函数相对误差和绝对误差知
函数y=u
1u
2
的绝对误差为±（u
1
△u
2
+u
2
△u
1
）
所以最大误差：△P=±（U△I+I△U）=±（220×0.05+9×1.25）W=25W
3-12、某压力表量程为20MPa，测量值误差不允许超过0.01MPa，问该压力表的
精度等级是多少？
解：0.01MPa/20MPa=0.0005=0.5% 所以测量等级为0.5级
3-13、对某物理量L 进行15次等精度测量，测得值如下表所列。设这些测得值
3-14、已知某铜电阻与温度之间关系为 ，在不同温度下对铜电
阻 进行等精度测量，得一组测定值，如下表所示。试用最小二乘法确定铜电
Rt=R0 + R1t (其中R1=ａR0)
利用正态方程来决定回归系数，这时方程可表示为
nR0 + R1∑t =∑Rt
R0∑t + R1∑t 2=∑tRt
代入正态方程得
7*R0+R1*245.3=565.28
R0*245.3+R1*9325.83=20018.575
解得R0= 90.13 ；R1=-0.2676 即 a=R1／R0=0.00296
故铜电阻与温度之间关系为y=90.13-0.2676x
3-15、为测量消耗在电阻中的电功率，分别测量电阻R 和加在电阻R 两端电压V
的数值，其测量结果为 , 。(提示:功率
按 计算)。
解：∵△R=10*1%=0.1 △V=100*1%=1
)1(0t R R T α+=t R 0T Ω±=%)11(0.10R V V %)11(0.100±=R V P /2=
设y 1=v 2=10000
∴△y 1=±2*v*△V=±200
设y 2= y 1/R=10000/10=1000
∴￡y2=±(△R/R+△y 1/ y 1)
=±(0.01+0.02)
=±3%
∴P= v 2/R=1000(1±3%)
3-16、某冷却油的粘度随温度升高而降低，其测量值如下:
解:设经验公式： v=a*t b
线性变换：㏑v=㏑a+b*㏑x
令㏑y=Y ，㏑x=X ㏑a=a o
则变为：Y=a o +b*X
则可以计算得出列表：
a o =∑Y I /K-
b ∑X I /K=-7.5
b=＜k ∑（x i *y i ）-（∑x i ）（∑y i ）＞/＜k ∑x 2i -（∑x i ）2＞=2
a=e a
o =0.0005
所以可得 ： v=0.0005*t 2
第四章
4-1、 什么是电阻式传感器？它主要分成几种？
答：把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。
主要有金属应变式传感器，半导体压阻式传感器，电位计式传感器，气敏传感器，
湿敏电阻传感器。
4-2、 用应变片进行测量时为什么要进行温度补偿？常用的温度补偿方法有哪
几种？
答：主要原因有两个方面，一是因温度变化引起的应变片敏感栅的电阻变化及附
加变形；二是因试件材料与敏感栅材料的线胀系数不同，从而使应变片产生附加
应变。
补偿方法有：桥路补偿，应变片自补偿.
4-3、简要说明一下气敏、湿敏电阻传感器的工作原理，并举例说明其用途。
答：气敏电阻传感器是利用半导体气敏元件与被测气体接触后造成半导体性质发
生变化，以此特性来检测待定气体的成分。例如氧化锡就用来检测某气体是否有可燃性。
湿敏电阻传感器则是吸湿元件在吸湿和脱湿过程中，水分子分解出来的H ﹢的传导状态发生变化，从而使湿敏电阻传感器的电阻值随湿气的吸附与脱附而变化。例如镍铁氧体湿敏传感器，当铁氧体表面吸附有水蒸气分子时，中性的水分子将会作为正离子而被吸附，电阻值因而增大。
4-4、什么是电感式传感器？简述电感式传感器的工作原理。
答：电感式传感器建立在电磁感应基础上，它是利用线圈自感或互感的变化，把被测物理量如位移、振动、压力、流量等转换为线圈电感量变化的传感器。 电感式传感器是利用金属导体和交变电磁场的互感原理。位于传感器前端的检测线圈产生高频磁场，当金属物体接近该磁场，金属物体内部产生涡电流，导致磁场能量衰减，当金属物体不断靠近传感器感应面，能量的被吸收而导致衰减，当衰减达到一定程度时，触发传感器开关输出信号，从而达到非接触式之检测目的。 4-5、什么是电容式传感器？它的变换原理如何？
解：电容式传感器是把位移，压力，振动，液面位置等物理量变化转换为电容量变化的传感器。它的变换原理是C=∈A/d.
4-6、已知一变极板间隙的电容器极板为圆形，直径D=50mm ，极板间介质的介电常数 ，极板间的初始距离 。试求：
1）该传感器的初始电容。
2）当极板间隙增大3mm 时的输出电容增量。
答：4-6由C=∈A/d
打入数据计算C(1)=0.0001178F
当D 增大3mm 时，C(2)=0.00009062F
△ C=C(2)-C(1)=-0.00002718F
4-7、分析用于压电传感器的电压放大器与电荷放大器的特点及各自的优缺点。 答：一种是电压放大器，它的输出电压与输入电压(传感器的输出电压)成正比；一种是电荷放大器，其输出电压与传感器的输出电荷成正比。
电压放大器与电荷放大器相比，电路简单、元件少、价格便宜、工作可靠，但是，电缆长度对测量精度的影响较大，而使用电荷放大器则可以在一定的条件下，使传感器的灵敏度与电缆长度无关。
4-8、说明磁电传感器的基本工作原理，它有哪几种结构形式？在使用中各用于测量什么物理量？
答：磁电传感器就是利用电磁感应原理，将运动速度，位移，等物理量转换成线圈中的感应电动势输出分：动圈式磁电传感器和磁阻式磁电传感器；前者测线速度和角速度，后者测转速、偏心量、振动。
4-9、热电偶有哪几条基本定律？说明它们的使用价值。
答：热电偶基本定律有1、均质材料定律；由一种材料组成的闭合回路，无论截面是否变化，也不论在电路内存在什么样的温度梯度，电路中都不会产生热电动mm F /6.0με=mm d 100=
势。2、中间导体定律；无论材料本身的某一段是否存在温度梯度，也不论插入的材料是否接在两导体之间，还是接在某一种导体中间，均不会有附加的热电动势产生，从而影响热电偶的测量结果。3、中间温度定律；热电动势等于热电偶在连接点两不同温度对应热电动势之和。4、标准电极定律；可以方便地从几个热电极与标准电极组成热电偶时所产生的热电动势，求出这些热电极彼此任意组合式的热电动势。
4-10、用镍铬-镍硅热电偶测温时，其冷端温度
，用直流电位差计测得的热电动势为
，求实际温度为多少？ 解：查表4-2的镍鉻-镍硅的标准电动势为4.1mV
根据中间定律有
4-11、光电效应有哪几种？与之对应的光电元件各有哪些？
答：光电效应有三类：1、外光电效应；元件有光电管、光电倍增管等。2、内光电效应；元件有光敏电阻以及由光敏电阻制成的光导管等。3、光生伏特效应；元件有光电池和光敏晶体管等。
4-12、什么是霍尔效应？试举两个霍尔传感器在动力机械测量中典型应用的例子。
答：一块长为l ，宽为b ，厚为d 的半导体薄片，若在薄片的垂直方向上加以磁感应强度为B 的磁场，当在薄片的两端有控制电流I 流过时，在此薄片的另两端会产生一个大小与控制电流I （A ）和磁感应强度B （T ）的乘积成正比的电压U （V ），这一现象称为霍尔效应。
主要应用有：转速测量、位移测量、接近开关。
4-13、什么是编码器？绝对式编码器和增量式编码器有何区别？
答：以编码形式产生数字信号的代码型传感器又称为编码器。
绝对式角数字编码器将被测转角转换成相应的代码，指示其绝对位置。
增量式数字编码器需要一个计数系统，旋转的码盘是传感器的敏感元件产生一系列脉冲，在计数器中对某个基数进行加减，可测出角速度位移量或转速。
4-14、有一电桥，已知工作臂应变片阻值为
，灵敏度k=2，其余桥臂电阻值也为 ，供桥电压为10V 。当应变片的应变为
和 时，分别求出电桥单臂工作和半桥工作时的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。 解：（1）由题意得
当应变为100με时
C t ?=300mV t E AB 5.38)30,(=Ω120Ω120με100με1000
电桥单臂工作的输出电压是
V k U U 460105)10100(4
2104--?=???==?ε 板桥工作时的输出电压是 0)1010010100(4
210)(466210=?-???=-=?--εεk U U （2）同理，当应变为1000με时
电桥单臂工作的输出电压是V k U U 360105)101000(4
2104--?=???==
?ε 板桥工作时的输出电压是
0)101000101000(4
210)(466210=?-???=-=?--εεk U U 可以看出，在该电桥工作时，单臂工作的灵敏度比较高。
第五章
5-1、温标有哪几种？彼此之间的关系如何？
答：温标有热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标。
热力学温标T 与摄氏温标t 的关系为：T=t+273.15；
摄氏温标tC 与华氏温标tF 的关系为：tC=5/9（tF-32）。
5-3、为什么热电偶要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿有哪些方法？
答：热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。因此，常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响，如冷端恒温法、冷端温度校正法、补偿导线法、补偿电桥法。
5-5、辐射式温度计有哪几种？简述各自的工作原理。
答：辐射式温度计有哪几种？简述各自的工作原理。
单色辐射式光学高温计
利用亮度比较取代出射度比较进行测温。P111
全辐射高温计
通过测量物体全部辐射能来确定物体温度的。 P114
比色高温计
利用两种不同波长的辐射强度的比值来测量温度的。P114
红外测温仪
5-6、试验室用气体温度计测量时有哪几种误差？如何进行修正？
答：气体温度计的修正
1、工作气体的非理想修正
2、毛细管体积修正
3、测温泡体积冷缩的修正
4、热分子压差的修正
5-7、简述红外测温仪和红外热像仪的工作原理。
答：红外测温仪是通过接收目标物体发射、反射和传导的能量来测量其表面温度。
红外热像仪（热成像仪或红外热成像仪）是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。
第六章
6-1、
答：液柱式压力计测量误差来源：1. 环境温度变化(或用书上经验公式 6-6)2. 重力加速度变化(或用书上经验公式6-7)3. 毛细管现象4、安装与测读引起的误差。
弹性压力计测量误差来源：1、迟滞误差2、温度误差3、间隙和摩擦误差
6-2、
答：h
?ρ
g
=
P?
6-3、
答：压阻式压力传感器原理：当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出应用范围：压阻式压力传感器的主要缺点是电阻和灵敏度系数的热稳定性差，所以一般应用于温度较为稳定的环境压电式压力传感器原理某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。压电压力传感器是利用压电原理制成的应用；它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。
电容式压力传感器原理：它一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。
应用范围：电容式传感器具有功率小，阻抗小，动态特征好，结构简单等优点，且可用于非接触测量，电容式传感器不但应用于位移、振动、角度、加速度、荷
重等机械量的测量，也广泛应用于压力、差压力、液压、料位、成分含量等热工参数测量
6-4、
答：
（1）L形总压管，制造简单，安装盒使用比较方便，且支杆对测量结果的影响较小，是最常见的总压管。缺点是不敏感偏流角比较小。
（2）圆柱形总压管，可以做成很小的尺寸，且工艺性能好，使用方便，但其不敏感偏流角较小。
（3）带导流套的总压管，实际上是在L形总压管的关口处加一导流套，导流套进口处的锥面为流体收敛段，气流经过导流套被整流，使得不敏感偏流角pα大大提高。缺点是pα随着Ma的变化比较明显，此外由于头部尺寸较大，因此对
流场的影响较大。
（4）多点总压管，把若干单点总压管按一定方式组合在一起，就构成了多点总压管。
（5）边界层总压管，其感受截面做成扁平的形状，感受孔做成一道窄缝，以使其有效中心靠近其几何中心。
6-5、
答：测压仪表的标定分静态标定和动态标定。
静态标定是根据静压平衡原理，利用活塞式压力计、标准弹簧压力计或液柱式压力计进行的。
动态标定有两种方法，一种是输入标准频率及标准幅值的压力信号与传感器的输出信号比较，这种方法称为对比法；另一种方法是通过激波产生一个阶跃的压力并施加与被标定的传感器上，根据其输出曲线求得他们的频率响应特性，这种激波管动态标定是一种最为基本的动态标定方法。
6-6 、
答：1、测压通道引起的误差2、上止点位置引起的误差3、温度变化引起的误差4、其他的有传感器和测量线路的绝缘性能、环境的振动和噪声、电磁场的干扰、安装操作不当等。减少误差：1、使传感器与燃烧室壁面齐平安装2、可以用硬件跟软件方法多上止点位置进行修正3、注意传感器在测量时冷却条件，可采用带温度补充片的压力传感器，以消除气缸内燃机温度带来的影响。
6-7、
答：系统中采用光电传感器获得曲轴角信号和上止点信号，采用石英电传感器和电荷放大器获得气缸压力信号。采样单元由采样保持器和模拟转换器组成，采样保持器在曲轴转角信号触发下对电压信号进行采样，并使采样值在模数转换器进行模式转换的过程中保持不变。计算机系统对采样单元进行控制并且对采集的数据进行显示和分析处理。
第七章
7-1、
答：可压缩
查表得
则
（2）不可压缩
7-2、
答：（1）恒流式，在热线风速仪的工作过程中保持加热电流不变，热线的表面温度随流体流速而变化，电阻值也随之改变。因此，通过测定热线的电阻值就可以确定流体速度的变化。
（2）恒温式子热线风速仪工作过程中，通过套接热线两端的电压以保持热线的电阻不变，这样就可以根据电压值的变化，测出热线电流的变化，进而计算流速。特点：恒流式因热线热惯性的影响，存在灵敏度随被测流体流动变化频率减小而降低，而且会产生相位滞后等缺点。因此，现在的热线风速仪大多采用频率特性较好的恒温式。另外，在实际应用中，由于测速公式的含糊关系不易确定，通常都采用实验标定曲线的方法，或把标定数据通过回归分析整理成经验公式。应用时，如果被测流体的温度偏离热线标定时的流体温度，则需要进行温度修正，为此可以采用自动温度补偿电路。
第八章
8-1、流量有哪几种表示方式？常用流量测量方式和流量计有哪些？各有什么特点？选用时应考虑哪些因素？
答：流量分为瞬时流量和累计流量，累计流量又有体积流量和质量流量之分。
常用流量测量方法有容积型流量测量、速度型流量测量和质量型流量测量。
容积型的有：椭圆齿轮式流量计、腰轮（罗茨）流量计、刮板式流量计、伺候式容积流量计、皮膜式流量计和转筒流量计。
容积式流量计工作原理简单，测量结果受流体流动状态的影响较小，精确度高，适合于测量高粘度、低雷诺数的流体，但不适宜用于高温高压和肮脏介质的流量测量。
速度型流量计的有：差压式（又称节流式）流量计、 转子式流量计、 涡轮流量计、 电磁流量计、 旋涡流量计、超声波流量计。
速度流量计有着良好的使用性能，可用于高温高压流体测量，其精度较高；但是，由于它们以平均流速为测量依据，因此，测量结果受流动条件（如雷诺数、涡流，以及截面上流速分布等）的影响较大，这对精确测量带来困难。
质量型流量计分为直接型、推导型和温度压力测量补偿型。直接型有量热式质量流量计、角动量式质量流量计、振动陀螺式质量流量计、马格努斯效应式质量流量计、科里奥利力式质量流量计。
考虑的因素有：流体性质、用途、工况等。
8-2、根据节流式流量计的工作原理和误差分析理论，说明为什么对同一节流式流量计测量流量的上下限比值有一定的范围要求。
答：根据反应流量与节流压降关系的流量方程：
ρ
αεβπρπ
αεp 2D 4p 2d 4q 2
22V ??＝＝ 式子中，流量系数α与节流装置的流动状态（雷诺数D Re ）有关。流量改变则流速发生变化，雷诺数D Re 也会随之改变，当雷诺数变化较大时，流量测量就不准确。
8-3、
答：可以进行以下修正：1.节流元件开孔尺寸d 因温度变化的修正；2.被测流体密度变化修正；3.通过综合修正系数进行修正。温压补偿流量测量系统设计：可以在一般节流式流量计上添加补偿电桥和压力变送器进行温压补偿，使工况流体（气体）状态值接近标况值。
8-4、
答：节流元件根据对β计算在50到750之间，雷若数在8000以上，因此选择法兰取压标准节流孔板。压差极限值通过计算为0.12兆帕。因此取压装置选液汞U 型测压管。直管段通过连接法兰连接。
8-5、 简述影响涡轮流量计特性的主要因素和使用涡轮流量计时应该注意的主要问题。
答：影响涡轮流量计特性的主要因素有：
1、流体粘度的影响：涡轮流量计的仪表常数K与流体的粘度密切相关，随着流
体（尤其指液体）粘度的增大，流量计的线性测量范围缩小。
2、流体密度的影响：涡轮流量计是一种速度型流量计，它根据流体速度的大小
测量流体的体积流量。当被测流体的密度值受状态参数（温度、压力）的影响而发生明显变化时，应在测量回路中加入密度（或温度、压力）补偿器，以补偿相应的测量误差。
3、流体压力和温度的影响：当被测流体的压力和温度与流量计标定时的状态有
较大偏离时，将使涡轮变送器的结构尺寸及其内部的流体体积发生变化，从而影响到流量计的特性。
4、流动状态的影响：涡轮流量计的仪表特性直接受流体流动状态的影响，其中
对涡轮变送器进口处的流速分布尤为敏感。进口处流速的突变和流体的旋转可使测量误差达到不能忽略的程度，而这些流动状态的形成主要取决于该处的管道结构。
使用涡轮流量计时应该注意的主要问题有：
1、安装涡轮流量计前，管道要清扫。被测介质不洁净时，要加过滤器。否则涡
轮、轴承易被卡住，测不出流量来。
2、拆装流量计时，对磁感应部门不能碰撞。
3、投运条件高前辈行仪表系数的设定。仔细检查，确定仪表接线无误，接地良好，方可送电。
4、安装涡轮流量计时，前后管道法兰要水平，否则管道应力对流量计影响很大。
5、被测介质对涡轮不能有侵蚀，特别是轴承处，否则应采取措施。
8-6、简述光钎流量计和超声波流量计的工作原理、特点及其发展趋势。
答：光钎流量计举光钎差压式流量计为例。
工作原理：在节流元件前后分别安装一组敏感膜片和Y形光钎，膜片感受流体压力的作用而产生唯一，Y形光钎是一种光钎位移传感器，它根据输入输出光强的相对变化测量膜片位移的大小。
特点：利用光钎传感技术检测节流元件前后的差压。
发展趋势：
超声波流量计。
工作原理：超声波在顺流和逆流中的传播速度差与介质的流动速度v有关，测出这一传播速度差就可求得流速，进而可换算为流量。
特点：1、非接触测量，不扰动流体的流动状态，不产生压力损失。
2、不受被测流体物理、化学特性（如粘度、导电性等）的影响。
3、输出特性呈线性。
发展趋势：1、在石油和天然气领域快速普及。
2、超声波流量计具有高精确度和低总体拥有成本。
3、亚洲和中东市场增长最大。
8-7、综述质量流量计的类型、工作原理及特点。
答：1、冲量式固体粉粒流量计。它是基于动量定理进行流量测量的方法，其工作原理是当被测固体粉粒从一定的高度自由下落到一定倾斜角的检测板上时，对检测板产生一个冲力，其大小可根据动量定理求出。
2、热式质量流量计。它是一种直接型质量流量计，有不同结构，其基本原理是
利用流体流动过程中换热量与质量流量之间的直接关系进行流量测量。
第九章
9-1、根据差压式液位计的基本工资原理，说明为什么对于密闭容器内的液位测量，当其中的液体及其密度变化较大时，不能直接利用图9-1b和式（9-2）的测
量方法？
答：因为液位与差压的关系将变化不定，差压的变化不能完全反映液位的变化。
9-2、比较分析用于导电液和非导电液的电容式液位传感器的不同结构，简述各自的工作原理。
答：测量导电液体的电容式液位计主要利用传感器两电极的覆盖面积随被液体液位的变化而变化，从而引起电容量的变化。
测量非导电液体的电容式液位计主要利用被测液体液位变化时可变电容传感器两电极之间充填介质的介电常数发生变化，从而引起电容量变化。
9-3、简述电阻式液位计的种类、工作原理及其特点。
答：1、电接点液位计。其工作原理是根据同一介质在气、液状态下电阻值大学的不同来分辨和指示液位的高低。
2、热电阻液位计。其工作原理是利用通电的金属丝与液、气之间传热系数
的差异及其电阻值随温度变化的特点进行液位测量。
9-4、综述光纤传感技术在液位测量中的应用现状及其发展趋势。
答：光纤传感技术的应用一方面缘于高灵敏度，另一方面是由于它还具有电瓷绝缘性能和防爆性能，从而为易燃易爆介质的液位测量提供了安全的检测手段。
第十章
10-1、
答：光电式转速传感器：结构复杂且脉冲信号不稳定
磁电式转速传感器：结构简单，无需配置专门的电源装置，且脉冲信号不会因转速过高而减弱，测速范围广，因此适用范围非常广泛。
10-2、
答：测量方法有传递法和平衡力法。典型的测量仪器有钢铉转矩测量仪，光电式转矩仪，光学式转矩仪，磁电式转矩仪，应变式转矩仪，磁致伸缩式测距仪。
10-3、
答：P=1*10*3000/9550=3.141kw
10-4、
答、直流电力测功机的控制方式有负荷电阻控制方式和自动馈网控制方式两类。在测功状态下，负荷调节处于最大位置的固有特性。自动馈网控制方式可将所产生的电能自动反馈给电网，其基本原理也和电阻作负荷的直流电机，以扩大转速调节范围和增大低速时的转矩。
10-5、
答：曲线A为测功机的最大负荷调节位置时的特性去想，也称固有特性曲线，转矩和功率分别随转速的二次方和三次方增加。曲线B为测功机转子和轴允许的最大转钜下的强度限制线。曲线C为测功机出水温度达到最大允许值时的功率限制线，即测功机能吸收和测量的最大功率。曲线D为受离心力负荷或轴允许转速所限制的最高转速限制线。曲线E为测功机空转时能测量的最小转矩和功率限制线，此时制动器内腔的水完全放掉，阻力矩仅由转子和空气之间的摩擦以及轴承的摩擦产生。
10-6、测功机的选型主要有哪几个依据？请分别介绍。
答：
1、工作范围
对于一台测功机，它的工作范围是已知的，必须保证被测动力机械的特性全部落在所选测功机的工作范围之内。
2、测量精度
测功机的测量精度应符合测量要求，在满足工作范围的条件下，应使测量尽可能接近满量程进行，以获得较好的测量准确度，通常被测动力机械最大功率与测功机工作范围的最大功率之比应不低于3:4。
3、响应速度
动力机械工况变化的响应速度是测功机的一项重要指标。一般来说，电力测功机的响应速度要快于水力测功机，直流和交流电力测功机的响应速度又快于电涡流测功机，选型时要根据试验的具体要求进行选择。
4、工作稳定性
当动力机械的输出转矩与测功机的制动转矩平衡时，动力机械能在该转矩工况下稳定运转。
5、低速制动性
低速制动性也是测功机的一项重要性能指标。
第十一章
11-1、论述色谱分析仪在气体组分鉴别和含量测量中的作用、工作原理以及具体应用时需要注意的主要问题
答：色谱柱完成的仅仅是的组分的分离，组分的含量检测还需要利用相应的检测器。色谱分析的原理是：被分析的混合物在流动气体或液体的推动下，流经一根装有填充物的管子，由于固定相对不同的组分具有不同的吸附或溶解能力，因此，混合物经过色谱柱后，各种组分在流动相和固定相中形成的含量分配关系不同，最终导致从色谱柱流出的时间不同，从而达到组分分离的目的。需要注意的问题是所有操作条件有严格的稳定性和一致性要求。否侧，无法准确判别组分
11-2、简述红外分光分析仪和红外不分光分析仪的工作原理和用途特点。
答：红外分光分析仪
工作原理：根据特定的吸收带，可以鉴别分子的种类，这正式红外光谱分析的基本依据。
用途特点：对混合气体所含组分种类进行定性分析、鉴别的理想检测器。通过进一步利用光能吸收与组分含量之间的关系，还可以用于各组分含量的定量测量。但由于多组分分析需要一定的扫描时间，故这类分析不适用于连续测量。
红外不分光分析仪器：
工作原理:通过测量吸收带内待测组分对红外辐射的吸收程度来确定组分含量。当入射的红外辐射强度以及待测组分的种类和厚度一定时，透射的红外辐射强度仅仅是待测组分含量的单值函数。因此，通过测量透射的红外辐射强度，就可以确定待测组分的含量。
用途特点：测定混合气体中某种已知组分的含量。要求被测气体是干燥而清洁的，需要对样本进行除湿、除尘处理。
11-3、综述O2、CO、CO2、HC以及NO等燃烧气体排放组分含量的测量方法。答：测量方法：
O2：氧化锆氧含量分析仪
CO和CO2：热导检测器
HC等有机组分：氢火焰电离检测器。
NO：化学发光法。
11-4、比较分析吸收式和透光式烟度测量方法的特点。(p219-p220)
答：1. 吸收式测量方法是用滤纸收集一定量的烟气，再通过滤纸表面对光的反射率的变化来测量烟度；透光式测量方法是利用烟气对光的吸收作用，即通过测量光从烟气中的透过度来确定烟度。
2. 吸收式烟度计结构简单，使用调整方便，滤纸样品能够保存，可以用来测
量碳烟的质量，其测量结果的准确性收到滤纸品质的影响；透光式烟度计的特点是响应快、能够实现连续测量，但光学系统容易受到污染，使用时必须注意清洗，以免影响测量精度。
第十二章
12-1、试述振动测量的主要参数。(p222)
答：振动测量的主要参数是：频率、振幅、相位。
12-2、从测振基本原理出发，说明位移计和加速度计的主要区别。
答：用于长期测量水工结构物或其它混凝土结构物伸缩缝的开合度(变形)，亦可用于测量土坝、土堤、边坡等结构物的位移、沉陷、应变、滑移，并可同步测量埋设点的温度。加装配套附件可组成基岩位移计、多点位移计、土应变计等测量变形的仪器。加速度计是测量运载体线加速度的仪表。利用检测质量块的惯性力来测量载体加速度的敏感装置。
12-3、测振系统分哪几类？其特点是什么？
答：机械测振系统、电子测振系统以及光学测振系统，其中，机械测振系统的使用日益减少。电子测振系统以数字或图形的方式记录和绘制出来，是人一目了然。
现代检测技术期末模拟试题
一、填空（1分＊20=20分） 1．传感器一般由敏感元件和转换元件两个基本部分组成。有的敏感元件直接输出电量，那么二者合而为一了。 如热电偶和热敏电阻等传感器。 2．表示金属热电阻纯度通常用百度电阻表示。其定义是 100℃电阻值与 0℃电阻值之比。 3．电位器是一种将机械位移转换成电阻或电压的机电传感元件。 4．单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点很多，缺点是灵敏度低，它广泛用于测量大量程直线位移。 5．利用电涡流式传感器测量位移时，只有在线圈与被测物的距离大大小于线圈半径时，才能得到较好的线性度和较高的灵敏度。 6．电容式传感器是将被测物理量的变化转换成电容量变化的器件。 7．光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用光敏二极管替代的结果，通常基极不引出，只有二个电极。 8．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力作用，发生横向漂移的结果。 9．热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度而变化的特征制成的温度敏感元件。 10．金属电阻受应力后，电阻的变化主要由形状的变化引起的，而半导体电阻受应力后，电阻的变化主要是由电阻率发生变化引起的。 11．磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的磁场灵敏度，因而适于弱磁场的测量。 12．传感器的灵敏度是指稳态条件下，输出增量与输入增量的比值。 对线性传感器来说，其灵敏度是静态特性曲线的斜率。 13．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变式传感器， 按用途划分有应变式压力传感器，应变式加速度传感器（任填两个）。 14．铂热电阻的纯度通常用电阻比表示。 15．减小螺线管式差动变压器电感传感器零点残余电压最有效的办法是 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数及磁路的相互对称（任填两个）。 16．空气介质间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的， 为此实际中在都采用差动式电容传感器。 17．由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用光电阴极材料不同的光电管， 以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。 18．把两块栅距相等的光栅叠在一起，让它们刻度之间有较小的夹角，这时光栅上会出现若干条明暗相间的带状条纹，称莫尔条纹。 19．霍尔元件的测量电路中：直流激励时，为了获得较大的霍尔电势，可将几块霍尔元件的输出电压串联； 在交流激励时，几块霍尔元件的输出通过变压器适当地联接，以便增加输出。 20．磁电式传感器是利用电磁感应原理将运动速度转换成电势信号输出。 21．霍尔元件灵敏度的物理意义是：表示在单位磁感应强度和单位控制电流时的霍尔电势的大小。 二、选择题（2分＊6=12分,5、6题答案不止一个） C 1.用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。 A.交流电桥 B.差动电桥C直流电桥 C 2.当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力作用时，应变片灵敏系数K的定义（）。 A．应变片电阻变化率与试件主应力之比 B. 应变片电阻与试件主应力方向的应变之比 C. 应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比 D. 应变片电阻变化率与试件作用力之比； C 3.用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 A．变间隙式 B.变面积 C.变介电常数式 D. 空气介质变间隙式；
现代热工测试技术复习题
现代热工测试技术复习题-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
现代热工测试技术复习题 一. 单选题 1. 有一热电阻为一次元件的测温仪表．其示值比实际值偏低或指示不稳定，可能原因（） A．接线盒的接线端处有尘土或铁屑 B．电阻元件电阻丝断 C．电阻元件的连接导线短路 D.电阻元件的连接导线断路 2.造成测压仪表静态变差的因素是（） A.弹性模量 B.弹性迟滞 C.材料的泊松比 D.温度特性 3.请指出下列误差属于系统误差的是（） A.测量系统突发故障造成的误差 B.读书错误造成的误差 C.电子电位差计滑线电阻的磨损造成的误差 D.仪表内部存在摩擦和间隙等不规则变化造成的误差 4.用光学温度计测量物体温度，其示值（） A.不受测量距离的影响 B.是被测物体的亮度温度 C.不受被测物体表面光谱发射率的影响 D.不受反射光影响 5.仪表的灵敏度越高则（） A.测量精度越高 B.测量精度越低 C.测量精度不确定 D.仪表的线性度越好 6.表征仪表读书精密性的指标是（） A.灵敏度 B.线性度 C.分辨率 D.准确度 7.用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（） A.金属材料的密度盐碱对测温越有利 B.金属材料的强度越高对测温越有利 C.金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D.金属纯度越高对测温越有利 8.热电阻测温采用“三线制”接法其目的在于（） A.使回路电阻为定值 B.获得线性刻度 C.消除连接导线电阻造成附加误差 D.使工作电流为定值 9.标准节流件的直径比β越小，则（）
A.流量测量越准确 B.流量的压力损失越小 C.要求水平直管段越长 D.流量的压力损失越小 10.涡流流量输出______信号 ( ) A.模拟 B.数字 C.电流 D.电压 11. 将被测压差差换成电信号的设备是（） A.平衡容器 B.脉冲管路 C.压差变送器 D.显示器 12.过失误差处理方法通常为（） A.示值修正法 B.直接别除法 C.参数校正法 D.不处理 13.欲用多根热电偶测量某房间内平均温度，一般采用什么的热电偶布置方式（） A.并联 B.反接 C.串联 D.以上都不对 14.下列关于热电偶均质导体定律下列说法错误的（） A.热电极必须采用均质材料 B.只能用两种不同材料的均质导体构成热电偶 C.热电势与热电极温度分布无关 D.热电势与热电极的截面积有关 15.热力学温度的符号是（） A．K B．T C．t D.℃ 16．准确度最高的热电偶是 ( ) A．S型 B．K型 C．J型 D.E型 17．现有以下几种测温装置，在测汽轮机轴瓦温度时，最好选用 （） A镍铬一镍硅热电偶 B.充气压力式温度计 C．铂热电阻 D.铜—铜镍热电偶 18．有一铂铑10一铂热电偶，设其E(300℃，500℃)为X，E (500℃，250℃)为) Y , E (250℃，0℃)为z，则 ( ) A．X=Y=z B．X=Y≠z C. X≠Y≠z D.X≠Y=z 19．被测量为脉动压力时，所选压力表的量程应为被测量值的 ( )
热工测试课后练习答案
热工测试作业 第一章 1-1、测量方法有哪几类，直接测量与间接测量的主要区别是什么？(P1-2) 答：测量的方法有：1、直接测量；2、间接测量；3、组合测量。 直接测量与间接测量的主要区别是直接测量中被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量种被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值。 1-2、简述测量仪器的组成与各组成部分的作用。(P3-4) 答：测量仪器由感受器、中间器和效用件三个部分组成。 1、感受器或传感器：直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号； 2、中间器或传递件：最简单的中间件是单纯起“传递”作用的元件，它将传感器的输出信号原封不动地传递给效用件； 3、效用件或显示元件：把被测量信号显示出来，按显示原理与方法的不同，又可分模拟显示和数字显示两种。 1-3、测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么？（P5-6） 答：测量仪器的主要性能指标有：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。 1、精确度：表示测量结果与真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反映； 2、恒定度：仪器多次重复测试时，其指示值的稳定程度，通常以读数的变差来表示； 3、灵敏度：以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例来表示。 4、灵敏度阻滞：又称感量，是以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。 5、指示滞后时间：从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间。 1-4、说明计算机测控系统基本组成部分及其功能。（P6-7） 答：计算机测控系统基本组成部分有：传感器、信号调理器、多路转换开关、模/数（A/D）和数/模（D/A）转换及微机。 1、信号调理器：完成由传感器输出信号的放大、整形、滤波等，以保证传感器输出信号成为A/D转换器能接受的信号； 2、实现多路信号测量，并由它完成轮流切换被测量与模/数转换器的连接； 3、采样保持器：保证采样信号在A/D转换过程中不发生变化以提高测量精度； 4、A/D转换器：将输入的模拟信号换成计算机能接受的数字信号； 5、D/A转换器：将输入的数字信号换成计算机能接受的模拟信号。 1-5、试述现代测试技术及仪器的发展方向。(P6、P9) 答：计算机、微电子等技术迅速发展，推动了测试技术的进步，相继出现了智能测试仪、总线仪器、PC仪器、虚拟仪器、网络化仪器等微机化仪器及自动化测试系统。随着计算机网络技术、多媒体技术、分布式技术等手段的迅速发展，测试技术与计算机相结合已成为当前测试技术的主流，测试技术的虚拟化和网络化的时代已经不远了。 第二章 2-1、试述测量仪器的动态特性的含意和主要研究内容，它在瞬变参数测量中的重要意义。(P11、P16) 答：测量仪器或测量系统的动态特性的分析就是研究动态测量时所产生的动态误差，它主要用以描述在动态测量过程中输入量与输出量之间的关系，或是反映系统对于随机时间变化的输入量响应特性。从而能够选择合适的测量系统并于所测参数相匹配，使测量的动态误差限制在试验要求的允许范围内，这便是动态测量技术中的重要研究课题。在瞬变参数动态测量中，要求通过测量系统所获得的输出信号能准确地重现输入信号的全部信息，而测量系统的动态响应正是用来评价系统正确传递和显示输入信号的重要指标。
《测试技术》期末考试样卷及参考答案(评分标准)
《测试技术》期末考试样卷及参考答案（评分标准） 一、填空题：（每空１分，共２０分） 1、动态信号的描述可在不同的域中进行，它们分别是 时域 、 频域 和 幅值域 。 2、周期信号的频谱是 离散 的；在周期信号中截取一个周期，其频谱是 连续 的。 3、周期性方波的第2条谱线代表方波的 3 次谐波。 4、影响二阶测试装置动态特性的参数为 固有频率 和 阻尼比 。 5、动态测试中，保证幅值不失真的条件是 幅频特性为常数 ，保证相位不失真的条件是 相频特性与频率呈线性关系 。 6、半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的 压阻效应 来工作的，压电式传感器的工作原理是基于 压电 材料的 压电效应 来工作的。 7、调幅波经相敏检波后，即能反映出 调制信号 电压的大小，又能反映其 相位 。 8、动圈式磁电指示仪表的工作频率比光线示波器的工作频率 低 ，这是由它们的 固有频率决定的。 9、对具有最高频率为f c 的时域信号x(t)进行采样，采样频率为f s ，若要采样后的信号频谱不产生混叠，则必须满足f s ≥2 f c 。 10、时域信号的 截断 将导致能量泄漏。 11、频域采样将导致 栅栏效应和时域周期延拓 。 二、简答或名词解释：（每小题4分，共24分） １、已知)sin(?ω+t 的概率密度函数为)1/(12 x -π，请写出)sin(0t x a ω+的概率密度函数表达式，并画出其图形。 答：概率密度函数表达式：))(/(12 20a x x --π （表达式或图形正确可得3分） ２、线性系统。 答：输入、输出关系可用常系数线性微分方程描述的系统。 或：具有迭加特性和频率保持特性的系统。 ３、频率保持特性。 答：线性系统输出信号频率恒等于输入信号频率。 ４、已知一信号的频谱如图所示，请写出其对应的时域函数x(t)。
热工测试技术总复习题
热工测试技术总复习题 第二章 1、何谓静态量、动态量？何谓稳态、暂态阶段？何谓动态特性？研究环节或系统的动态特性时常用何种信号作为“标准信号”？何谓“时域”、“频域”法？ 2、写出测量环节或系统的数学模型并用“D算子”、“S变换”、“频率型”形式表示。 3、线性微分方程的解包括哪两部分？分别代表测量过程中哪两个阶段的情况？线性系统有哪两个重要性质？ 4、写出线性系统的“D算子”型、“S”型、“频率型”形式的传递函数。传递函数的功能如何？ 5、何谓系统或环节的频率特性？其中包含哪两种特性？为什么它能反映系统对动态信号响应的品质？如何利用传递函数来求得系统的频率特性？ 6、对测量系统而言一般归结为几个变量？三者间相互的关系如何？对应测量的哪些过程？ 7、写出0阶环节的方程。说明其输出量与输入量之间的关系。 8、写出一阶环节的微分方程并化为标准形式。它有几个动态特性参数？动态特性参数的影响及取值范围如何？写出其传递函数并分析频率特性。当输入信号为阶跃、正弦信号时系统的动态响应如何？ 9、写出二阶环节的微分方程并化为标准形式。它有几个动态特性参数？动态特性参数的影响及取值范围如何？写出其传递函数并分析频率特性。当输入信号为阶跃、正弦信号时系统的动态响应如何？ 第三章 1、何谓“压电”、“应变”、“压阻”效应？动态压力测量是如何利用这些效应？ 2 、压电材料一般有几类？压电系数与温度的关系如何？画出压电式压力传感器的等效线路。该传感器对放大器有什么特殊要求？放大器有几种类型，各有何优缺点？为什么压电式压力传感器测量系统不适合测量静态压力？为保证测量精度，对测量回路的时间常数有何要求？ 3、电阻应变式压力传感器有哪两个基本组成部分？各自的功能是什么？有几种基本结构形式？电阻变化与应变的关系如何？ 4、压阻式与应变式压力传感器测量压力的物理效应有何联系，有何区别？为什么压阻式压力传感器灵敏度高、动态响应好？其主要不足之处是什么？ 5、何谓容腔效应？它属于什么环节？为了准确测量脉动压力，对容腔采用何种措施？为从根本上消除容腔效应的影响采用何种测压方式？ 6、压力测量有几种方法？ 第四章 1、温度及温度场测量的方法有几种？各有什么特点和使用场所？ 2、接触式测温存在几大主要误差？产生的主要原因是什么？其中那些是共性误差？那些是个性误差？什么情况下可以忽略？什么情况下不可忽略？ 3、简述热电偶测温的基本定律。能画出热电偶测温系统及冰点补偿线路图。 4、导出温度计的传热微分方程。并指出各项的物理意义。试举三种以上减少或修正“导热”、“辐射”、“速度”、“动态”误差的措施或方法。 5、简述“静温”、“动温”、“总温”、“有效温度”、“绝热壁温”的概念。在低速气流、高速气流温度测量时它们之间的关系如何？ 6、说明复温系数的定义及其物理意义。为什么给温度计加滞止罩能减小速度误差？ 7、说明折射率的定义。为什么可将它与气体的温度、密度、浓度联系起来？
传感器与检测技术期末考试试题与答案
第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义? 依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号 主称——传感器，代号C； 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2； 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3； 序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。 例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行? 答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U0的要求，因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示： 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计，R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，凡表示稳压电源的负载，E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后，使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻R L的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU，即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。
机械工程测试技术_期末考试试题A
《机械工程测试技术基础》课程试题A 一、填空题（20分，每空1分） 1.测试技术是测量和实验技术的统称。工程测量可分为静态测量和动态测量。 2.测量结果与被测真值之差称为绝对误差。 3.将电桥接成差动方式习以提高灵敏度，改善非线性，进行温度补偿。 4.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻。 5．调幅信号由载波的幅值携带信号的信息，而调频信号则由载波的频率携带信号的信息。 6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是傅式三角级数的各项系数，而双边频谱图的依据数学表达式是傅式复指数级数中的各项级数。 7．信号的有效值又称为均方根值，有效值的平方称为均方值，它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。 8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是离散的，后者频谱特点是连续的。 9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是频率响应法和阶跃响应法。 10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= X(t-t0)。其几何意义是把原函数图像平移至t0的位置处。 二、选择题（20分，每题2分） 1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。 A ．增大 B ．减少 C.不变 D.变化不定 2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。 A 相乘 B ．相加 C ．相减 D.相除 3．描述周期信号的数学工具是(D)。 A ．相关函数 B ．拉氏变换 C ．傅氏变换 D.傅氏级数 4．下列函数表达式中，(C)是周期信号。 A ．5cos100()00t t x t t π?≥?=??
试卷2_热工测试技术
热工测试技术试题（2） 本试题分两部分，第一部分为选择题，1页至4页，第二部分为非选择题，5页至9页，共9页；选择题30分，非选择题70分，满分100分，考试时间150分钟。 第一部分，选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1．表征仪表读数精密性的指标是（） A．灵敏度B．线性度C．分辨率D．准确度2．对于与热电偶配套的动圈表，下列叙述正确的是（） A．对于标准化热电偶，动圈表是通用的 B．动圈表必须与其相同型号的热电偶相配 C．动圈表的量程一般不能调整 D．动圈表测量的起始湿度为0°C 3．配热电阻的电子平衡电桥的测量线路中要求每根导线电阻阻值为（）A．2．5ΩB．5ΩC．10ΩD．15Ω4．用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（） A．金属材料的密度盐碱对测温越有利 B．金属材料的强度超高对测温越有利 C．金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D．金属纯度越高对测温越有利 5．在热力试验中，常用来测量微小正压、负压的差压的压力计是（）A．U型管压力计B．单管式压力计C．斜管式压力计D．弹性式压力计6．扩散硅压力变送器测量线路中，电阻R f是电路的负反馈电阻，其作用是（） A．进一步减小非线性误差B．获得变顺的线性输出C．调整仪表的满刻度输出D．利于环境湿度的补偿
7．标准节流件的直径比β越小，则（） A．流量测量越准确B．流体的压力损失越小C．要求水平直管段越长D．流体的压力损失越大8．涡轮流量计输出___________信号（） A．模拟B．数字C．电流D．电压9．将被测差压转换成电信号的设备是（） A．平衡容器B．脉冲管路C．差压变送器D．显示器10．当高频涡流传感器靠近铁磁物体时（） A．线圈的振荡频率增加B．线圈的电阻减小C．线圈的电感增大D．线圈的电阻减小 二、多项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的五个选项中有二个至五个选项是符合题目要求的，请将正确选项前填在题后的括号内。多选、少选、错选均不得分。 11．疏失误差处理方法有（） A．格拉布斯准则B．参数校正法C．信号补偿法D．莱伊特准则E．示值修正12．下列关于热电偶热电势叙述正确的是（） A．热电势EAB（T，T0）是温度函数之差 B．热电势EAB（T，T0）是温度差的函数 C．接触电动势EAB（T，T0）大于温差电动势EA（T，T0） D．接触电动势EAB（T，T0）小于温差电动势EA（T，T0） E．热电势EAB（T，T0）是测量端温度的单值函数 13．热电阻进行数字温度处理的主要内容有（） A．R/V电阻电压转换B．冷端温度自动补偿C．非线性校正 D．A/D转换E．标度变换 14．使用全辐射高温计时应注意下述事项（） A．应考虑非全辐射体的影响B．不宜测量反射光很强物体 C．对D/L有一定的限制D．能够测量物体内部温度 E．不需考虑传感器的冷端温度补偿
热工测量考试题库
热工测量复习题 一、选择题 1．仪表的精度等级是用下面哪种误差表示的（C ）。 A．系统误差B．绝对误差C．允许误差D．相对误差 2．表征仪表读数精密性的指标是(C ) A．灵敏度B．线性度C．分辨率D．准确度 3．下列关于测量准确度、正确度和精密度，说法正确的是（A ） A．准确度高，正确度和精密度都一定高B．精密度高，准确度一定高 C．正确度高，准确度一定高D．三者没有关系 4．下列信号中不是热工信号的是（D ）。 A．主汽温度高报警B．汽包水位低报警 C．炉膛压力低报警D．发电机跳闸 5．热工仪表的质量好坏通常用（B ）等三项主要指标评定。 A．灵敏度、稳定性、时滞B．准确度、灵敏度、时滞 C．稳定性、准确性、快速性D．精确度、稳定性、时滞 6．一般来讲，仪表的灵敏度越（），测量范围越（），稳定性也越（）。（D ）A．高、小、好B．低、小、好C．低、小、差D．高、小、差 7．精度为0.5级的温度表，测量范围为50～800℃，该表的允许基本误差是（A ）。 A．±3.75 B．±4 C．±4.25 D．±0.35 8．测量时环境温度的改变造成的误差属于（C ）。 A．疏失误差B．随机误差 C．系统误差D．基本误差 9．热电偶补偿导线与热电偶连接点的温度，对热电偶热电势无影响，其依据是（C ）。 A．均质定律B．中间导体定律 C．中间温度定律D．参考电极定律 10．用补偿导线把热电偶电势引入测温仪表，补偿导线的长度对测量影响是：（A ）A．补偿导线越长，测量误差越大B．补偿导线越长，测量误差越小 C．补偿导线越短，测量误差越大D．补偿导线的长短对测量误差无影响11．为使热电偶的热电势与被测温度间成单值函数关系，热电偶的冷端必须【C 】A．随热端温度上升B．随热端温度下降 C．恒定D．随所测温场而变化 12．有一压力测点，如被测量最大压力为10MPa，则所选压力表的量程应为（A ）。 A．16MPa B．10MPa C．25Mpa D．20MPa 13．被测量为脉动压力时，所选压力表的量程应为被测量值的（C ）。 A．1.5倍B．1倍 C．2倍D．1.25倍 14．压力表的使用范围一般在它量程的1/3－2/3处，如果低于1/3则（C ）。 A．精度等级下降B．因压力过低而没指示
热工测试技术试题及答案
一、填空 1.仪表的灵敏度越高则（ C ） A.测量精确度越高 B.测量精确度越低 C.测量精确度越不能确定 D.仪表的线性度越好 2.造成测压仪表静态变差的因素是（ B ） A.弹性模量 B.弹性迟滞 C.材料的泊松比 D.温度特性 3.请指出下列误差属于系统误差的是（ C ） A.测量系统突发故障造成的误差 B.读书错误造成的误差 C.电子电位差计滑线电阻的磨损造成的误差 D.仪表内部存在摩擦和间隙等不规则变化造成的误差 4.用光学温度计测量物体温度，其示值（ B ） A.不受测量距离的影响 B.是被测物体的亮度温度 C.不受被测物体表面光谱发射率的影响 D.不受反射光影响 5.仪表的灵敏度越高则（ C ） A.测量精度越高 B.测量精度越低 C.测量精度不确定 D.仪表的线性度越好 6.表征仪表读书精密性的指标是（ C ） A.灵敏度 B.线性度 C.分辨率 D.准确度 7.用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（ D ） A.金属材料的密度盐碱对测温越有利 B.金属材料的强度越高对测温越有利 C.金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利 D.金属纯度越高对测温越有利 8.热电阻测温采用“三线制”接法其目的在于（ C ） A.使回路电阻为定值 B.获得线性刻度 C.消除连接导线电阻造成附加误差 D.使工作电流为定值 9.标准节流件的直径比β越小，则（ D ）
A.流量测量越准确 B.流量的压力损失越小 C.要求水平直管段越长 D.流量的压力损失越小 10.涡流流量输出______信号 ( B ) A.模拟 B.数字 C.电流 D.电压 11. 将被测压差差换成电信号的设备是（ C ） A.平衡容器 B.脉冲管路 C.压差变送器 D.显示器 12.过失误差处理方法通常为（ B ） A.示值修正法 B.直接别除法 C.参数校正法 D.不处理 13.欲用多根热电偶测量某房间内平均温度，一般采用什么的热电偶布置方式（ A ） A.并联 B.反接 C.串联 D.以上都不对 14.下列关于热电偶均质导体定律下列说法错误的（ D ） A.热电极必须采用均质材料 B.只能用两种不同材料的均质导体构成热电偶 C.热电势与热电极温度分布无关 D.热电势与热电极的截面积有关 15.热力学温度的符号是 B A．K B．T C．t D.℃ 16．准确度最高的热电偶是 ( A ) A．S型 B．K型 C．J型 D.E型 17．现有以下几种测温装置，在测汽轮机轴瓦温度时，最好选用（ C ） A镍铬一镍硅热电偶 B.充气压力式温度计 C．铂热电阻 D.铜—铜镍热电偶 一铂热电偶，设其E(300℃，500℃)为X，E (500℃，250℃)为) 18．有一铂铑 10 Y , E (250℃，0℃)为z，则 ( C ) A．X=Y=z B．X=Y≠z C. X≠Y≠z D.X≠Y=z 19．被测量为脉动压力时，所选压力表的量程应为被测量值的 ( C ) A．1.5倍 B．1倍 C. 2倍 D.2.5倍
《测试技术基础》期末试题及答案
第一章 信号及其描述 （一）填空题 1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。这些物理量就是 信号 ，其中目前应用最广泛 的是电信号。 2、 信号的时域描述，以 时间 为独立变量；而信号的频域描述，以 频率 为独立变量。 3、 周期信号的频谱具有三个特点：离散的 ，谐波型 ， 收敛性 。 4、 非周期信号包括 瞬态非周期 信号和 准周期 信号。 5、 描述随机信号的时域特征参数有 均值x μ、均方值2x ψ，方差2 x σ ；。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 偶 对称，虚频谱（相频谱）总是 奇 对称。 （二）判断对错题（用√或×表示） 1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ v ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ v ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ x ） 4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ x ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ v ） （三）简答和计算题 1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0 =的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、 求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值 x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、 求被截断的余弦函数 ?? ?≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。 第二章 测试装置的基本特性 （一）填空题 1、 某一阶系统的频率响应函数为 1 21)(+= ωωj j H ，输入信号 2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为= ω ，幅值 =y ，相位=φ 。 2、 试求传递函数分别为5 .05.35.1+s 和 2 2 2 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。 3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 。 4、 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(0 t t x A t y -=时，该系统能实现 测试。此时，系统的频率特性为 =)(ωj H 。 5、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。 6、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 线性 关系为最佳。 （二）选择题 1、 4 不属于测试系统的静特性。 （1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 3 响应的卷积。 （1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡 3、 两环节的相频特性各为 )(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性为 2 。 （1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3） ) ()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q - 4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 4 。 （1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 2 系统。 （1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、 一阶系统的动态特性参数是 3 。 （1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比 7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 1 倍所经过的时间作为时间常数。 （1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 （三）判断对错题（用√或×表示） 1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz 的正弦信号，则必然导致输出波形失真。（ x ） 2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。（ v ） 3、 当输入信号 )(t x 一定时，系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ，而与该系统的物理模型无关。 （ v ） 4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ v ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ x ） 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ x ） （四）简答和计算题 1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？ 2、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 3、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？ 4、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为 1 005.01)(+= s s H 。求其对周期信号)45100cos(2.010cos 5.0)(?-+=t t t x 的 稳态响应)(t y 。 5、 将信号 t ωcos 输入一个传递函数为s s H τ+= 11)(的一阶装置，试求其包括瞬态过程在内的输出)(t y 的表达式。 第三章 常用传感器 （一）填空题
试卷6_热工测试技术-推荐下载
热工测试技术试卷及答案（6） 1．把四支K 型热电偶串联起来，测量四个热接点的平均温度，设四个热接 点的温度分别为200℃，300℃，1000℃，800℃，冷端温度都为0℃，用以K 型 热电性质分度的XCZ 一101仪表测量，外接电阻符合要求，问仪表指示在什么 温度值上?与实际平均温度误差为多少?原因何在? 2．某测量者采用铂铑10一铂热电偶测量某温度场的温度，并采用两根普 通铜导线将热电偶的输出延伸至仪表端，连接点的温度及显示仪表输入端的电 势如图所示。试计算被测温度场的温度。如果简单地用，查表来求 (t,0) E out E 得被测温度值，那么结果将会出现多大误 3．弹性式压力计通常有哪几种型式?试述它们的测压范围和使用注意事项。 4．应变式传感器如何消除(或减小)由温度变化而引起的误差? 5．涡街流量计的测量原理，与其它流量计相比它有哪些优点? 6．简述测功器工作应满足的基本要求，并说明电力测功器、水力测功器是如何 满足上述基本要求的? 7．A ／D 转换器的输出有哪两种方法，应如何与CPIJ 连接?A ／D 转换结果通常 是采用哪几种方法处理的? 8 从分析各种振动传感器动态特性中，说明几种典型测振传感器的测频范围。 9 试简述涡电流式振动位移传感器原理。 10．A ／D 转换器的输出有哪两种方法，应如何与CPIJ 连接?A ／D 转换结果通常 是采用哪几种方法处理的?
答案： 1．把四支K 型热电偶串联起来，测量四个热接点的平均温度，设四个热接 点的温度分别为200℃，300℃，1000℃，800℃，冷端温度都为0℃，用以K 型 热电性质分度的XCZ 一101仪表测量，外接电阻符合要求，问仪表指示在什么 温度值上?与实际平均温度误差为多少?原因何在? 热电偶为K 型，查镍铬-镍硅热电偶分度表 ()()mV E E E E E E /723.23277.33269.41207.12137.84 1 4 1 4321=+++=+++= t=570℃ 仪表指示在575℃ ()()575 800100030020041 4 1 4321=+++= +++=t t t t t 误差为5℃ 产生误差的原因是XCZ 一101仪表内存在热敏电阻和阻尼电阻所致。 2．某测量者采用铂铑10一铂热电偶测量某温度场的温度，并采用两根普 通铜导线将热电偶的输出延伸至仪表端，连接点的温度及显示仪表输入端的电 势如图所示。试计算被测温度场的温度。如果简单地用，查表来求 (t,0) E out E = 得被测温度值，那么结果将会出现多大误 如图所示，由于用铜导线热连接电偶和显示仪表的两个接点温度相同都为 0℃，所以铜导线的接入不会影响原来的电动势。
热工测试技术试题
热工测试技术试题（1） 第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.仪表的灵敏度越高则【】 A.测量精确度越高 B.测量精确度越低 C.测量精确度不能确定 D.仪表的线性度越好 2.下列标准化热电偶线性度最好的是【】 A.镍铬—铜镍（E型）热电偶性 B.镍铬—镍硅（K型）热电偶 C.铂铑30—铂铑6（B型）热电偶 D.铜—铜镍（I型）热电偶 3.双积分式A/D转换器A/D转换过程中【】 A.积分电阻R与积分电容C的乘积越小，A/D转换速度越快 B.积分电阻R与积分电容C的乘积越大，A/D转换速度越快 C.积分电阻R与积分电容C乘积的大小同A/D转换速度无关 D.时钟脉冲频率越高，A/D转换速度越快 4.热电阻测温常采用“三线制”接法，其目的在于【】 A.使回路电阻为定值 B.获得线性刻度 C.消除连接导线电阻造成的附加误差 D.使工作电流为定值 5.非接触测温方法的物理学基础是【】 A.法接弟电磁感应定律 B.维恩位移定律 C.普朗克定律 D.基尔霍夫定律 6.取压管路中必须装有一次针形阀门的目的是【】 A.仪表投用、停止、更换时使用 B.运行中取压管路有故障时用以切断压力 C.隔离弹性元件免受介质高温加热 D.便于加装密封填片 7.标准节流装置的C值和a值，通过下列哪种方式确定【】 A.理论计算 B.实验 C.节流件开孔直径 D.流体密度 8.电接点水位计测量汽包水位是基于下列物理现象【】 A.饱和水密度与饱和蒸汽密度相差很大
B.饱和水温度与饱和蒸汽温度相差很大 C.饱和水的折射率与饱和蒸汽的折射率相差很大 D.饱和水的电导率与饱和蒸汽电导率相差很大 9.对于平衡容器式差压水位计，当汽包压力不变，汽包水位升高时，其输出差压【】 A.升高 B.降低 C.不变 D.不能确定 10.高频涡流传感器测量振动和轴向位移时要求其检测线圈必须【】 A.绕制在非金属骨架上 B.绕制在磁性材料上 C.采用无感绕法 D.是平面线圈 二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的五个选项中有二至五个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。多选、少选、错选均无分。 11.请指出下列误差属于系统误差的是【】 A.测量系统突发故障造成的误差 B.测量仪表指针零点偏移造成的误差 C.电子电位差计滑线电阻的磨损造成的误差 D.仪表内部存在摩擦和间隙等不规则变化造成的误差 E.读数错误造成的误差 12.造成测压仪表静态变差和动态误差的因素是【】 A.弹性模量 B.弹性迟滞 C.材料的泊松比 D.弹性后效 E.温度特性 13.热电偶均质导体定律表明【】 A.热电极必须采用均质材料 B.热电势与热电极温度分布有关 C.只能用两种不同材料的均质导体构成热电偶 D.热电势与热电极的截面积有关 E.热电极材料纯度应很高 14.用光学高温计测量物体温度，其示值【】 A.不受测量距离的影响 B.是被测物体的亮度温度 C.不受被测物体表面光谱发射率的影响 D.不受反射光影响 F.小于被测物体的实际温度 15.下述仪表在测压时，其示值不受重力加速度影响的有【】 A.U型管液柱式压力计 B.弹簧管压力计 C.单管液柱式压力计 D.双波纹管压差计 E.膜盒微压计 16.漩涡频率的检测元件大致有下列几种【】
《检测技术》期末考试复习题及参考答案
检测技术复习题 （课程代码392220） 一、单项选择题 1.按误差出现的规律分，下列误差不属于系统误差的是（） A电子电路的噪声干扰产生的误差； B仪表本身材料，零件工艺上的缺陷； C测量者不良读数习惯引起的误差； D测试工作中使用仪表的方法不正确； 2．下列传感器可以测量温度的是（） A 应变片 B AD590 C 氯化锂 D CCD传感器 3. 下列传感器不可以测量振动的是（） A 应变片 B电容传感器 C SHT11 D 压电传感器 4．下列测量最准确的是（） A 65.98±0.02mm B 0.488±0.004mm C 0.0098±0.0012mm D 1.98±0.04mm 5．下列哪些指标不属于传感器的静态指标（） A 精度 B灵敏度 C阻尼比 D 线性度 6．莫尔条纹的移动对被测位移量所起的作用是（） A 调制 B 放大 C 细分 D 降噪 7．电涡流式传感器利用涡流效应将检测量的变化转换成线圈的（）
A 电阻变化 B 电容变化 C 涡流变化 D 电感变化 8．变压器隔离电路中赖以传递信号的途径是（） A.光电耦合 B.磁通耦合 C.漏电耦合 D.电容耦合 9．光照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫（） A 内光电效应 B 外光电现象 C 热电效应 D 光生伏特效应 10．下列不具有压电特性的材料是（） A 石英 B 钛酸钡 C PVC薄膜 D 霍尔片 11．一般意义上的传感器包含了敏感元件和（）两个组成部分。 A放大电路 B 数据采集电路 C 转换电路D滤波电路 12．DS18B20默认的温度分辨率是（） A 0.5℃ B 0.25℃ C 0.125℃ D 0.0625℃ 13．两片压电元件串联与单片相比，下列说法正确的是（）A串联时输出电压不变，电荷量与单片时相同； B串联时输出电压增加一倍，电荷量与单片时相同； C 串联时电荷量时增加一倍，电容量不变； D串联时电荷量增加一倍，电容量为单片的一半；
试卷3_热工测试技术
热工测试技术试卷及答案（3） 一、名词解释（每小题5分，共20分） 1、灵敏度 指仪表在作静态测量时，输出端的信号增量与输入端信号增量之比 2、压力系数 流体沿水平方向稳定流动时 ，其静压与动压之和沿水平方向是不变，若有 一物体处于流体中，它表面上某一点流体的压力与流体沿水平方向稳定流动 时的静压之差，比上流体沿水平方向稳定流动时的动压。 3、对向测量（在速度测量中） 就是使探针绕其本身的轴转动，当两侧孔所指示的压力相等时，两孔的对 称中心 就与流动方向一致。这时想对于一定的参考方向（初始位置）就可 以确定流动方向角。 4、微机测控系统的硬件基本组成：主要由传感器、信号调理器、多路转换 开关、采样保持器S/H 、A/D&D/A 转换器和微型计算机组成 4、 二、 填空（每小题2分，共10分） 1、随机误差概率密度分布符合 正态分布。 2、某热电偶冷端温度为20℃，测得其热电势E AB(t, 20),现有的热电势与温度 关系的分度表是冷端温度为0℃，则有E AB(t, 0)= E AB(t, 20)+E AB(20, 0) 3、流体稳态压力测量中，引入压力系数，在被流体绕流的物体上，流体速 度为零的点称为临界点，这个点上的压力系数大小为1,在被流体绕流的 物体表面上也存在流体的压力等于流体静压力，这个点上的压力系数大 小为__________________。 4、速度方向测量有两种方法___________________和 ___________________________. 5、振动测量的主要参数 _____________________________________________________. 6、共模干扰信号：在传感器的输出端中，干扰信号与传感器的输出信号完 0 对向测量 不对向测量 位移，速度，加速度