過程控制系統(tǒng)與儀表習(xí)題答案 第二章

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1、第2章 思考題與習(xí)題 2-1 某一標(biāo)尺為0～1000℃的溫度計出廠前經(jīng)校驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)： 標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/℃ 0 200 400 600 800 1000 被校表讀數(shù)/℃ 0 201 402 604 806 1001 求：1）該表最大絕對誤差； 2）該表精度； 3）如果工藝允許最大測量誤差為±5℃，該表是否能用？ 2-2 一臺壓力表量程為0～10MPa，經(jīng)校驗(yàn)有以下測量結(jié)果： 標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)/MPa 0 2 4 6 8 10 被校表讀數(shù)/MPa 正行程 0 1.98 3.96 5.94 7.97 9.99 反行程 0

2、2.02 4.03 6.06 8.03 10.01 求：1）變差； 2）基本誤差； 3）該表是否符合1.0級精度？ 2-3 某壓力表的測量范圍為0～10MPa，精度等級為1.0級。試問此壓力表允許的最大絕對誤差是多少？若用標(biāo)準(zhǔn)壓力計來校驗(yàn)該壓力表，在校驗(yàn)點(diǎn)為5MPa時，標(biāo)準(zhǔn)壓力計上讀數(shù)為5.08MPa，試問被校壓力表在這一點(diǎn)上是否符合1級精度，為什么？ 解答： 1）基本誤差= 最大絕對誤差?max＝0.01×10＝0.1MPa 2）校驗(yàn)點(diǎn)為5 MPa時的基本誤差： 0.8％<1％ ，所以符合1.0級表。 2-4 為什么測量儀表的測量范圍要根據(jù)被

3、測量大小來選??？選一臺量程很大的儀表來測量很小的參數(shù)值有什么問題？ 解答： 1） 2） 2-5 有兩塊直流電流表，它們的精度和量程分別為 1) 1.0級，0～250mA 2）2.5級，0～75mA 現(xiàn)要測量50mA的直流電流，從準(zhǔn)確性、經(jīng)濟(jì)性考慮哪塊表更合適？ 解答： 分析它們的最大誤差： 1）?max＝250×1％＝2.5mA； 2）?max＝75×2.5％＝1.875mA； 選擇2.5級，0～75mA的表。 2-11 某DDZ-Ⅲ型溫度變送器輸入量程為200～1000℃，輸出為4～20mA。當(dāng)變送器輸出電流為10mA時，對應(yīng)的被測溫度是多少？ 解答：

4、 ； T=500。 2-12 試簡述彈簧管壓力計的工作原理?，F(xiàn)有某工藝要求壓力范圍為1.2±0.05MPa，可選用的彈簧管壓力計精度有1.0、1.5、2.0、2.5和4.0五個等級，可選用的量程規(guī)格有0～1.6MPa、0～2.5MPa和0～4MPa。請說明選用何種精度和量程（見附錄E）的彈簧管壓力計最合適？ 解答： 1）工作原理： 2）根據(jù)題意：壓力范圍為1.2＋0.5 MPa，即允許的最大絕對誤差?max＝0.05 分析選用不同量程的表所需的精度等級： 0～1.6 MPa量程：，可選2.5級表； 0～2.5 MPa量程：，可選1.5或2.0級表； 0

5、～4.0 MPa量程：，可選1.0級表。 量程選擇：被測最大壓力＝1/3～2/3量程上限 0～1.6 MPa量程： 0～2.5 MPa量程： 0～4.0 MPa量程： 綜合分析，選用1.5級或2.0級，0～2.5 MPa量程的表最合適。 2-13 如果某反應(yīng)器最大壓力為1.0MPa，允許最大絕對誤差為0.01MPa。現(xiàn)用一臺測量范圍為0～1.6MPa，精度為1級的壓力表來進(jìn)行測量，問能否符合工藝要求？若采用一臺測量范圍為0～1.0MPa，精度為1級的壓力表，能符合要求嗎？試說明其理由。 解答： 工藝要求：最大壓力為1.0MPa，允許最大絕對誤差為0.01MPa。

6、分別求出兩臺儀表的最大允許誤差，進(jìn)行判斷。 1）精度為1級，量程為0～1.6MPa的表，其最大絕對誤差： ?1.6max＝1.6×1％＝0.016 MPa，> 0.01 MPa, 所以不符合要求； 2）精度為1級，量程為0～1.0MPa的表，其最大絕對誤差： ?1.0max＝1.0×1％＝0.01 MPa，＝ 0.01 MPa, 所以最大誤差符合要求，但是壓力表的最大測量值應(yīng)≤ 2/3儀表量程，否則壓力波動會使測量值超出儀表量程。 所以，該表也不符合要求。 2-14 某臺空壓機(jī)的緩沖器，其工作壓力范圍為1.0～1.6MPa，工藝要求就地觀察罐內(nèi)壓力，并要測量結(jié)果的誤差

7、不得大于罐內(nèi)壓力的±5%。試選擇一塊合適的壓力表（類型、測量范圍、精度等級），并說明其理由。 解答： 根據(jù)題意知：壓力范圍1.0～1.6MPa， 允許最大誤差：?max＝1.6×（＋5％）＝＋0.08 MPa 1）量程確定： 應(yīng)滿足工作最大壓力小于儀表量程的2/3處，即1.6 MPa×2/3＝2.4 MPa 可以選量程為0～2.5 MPa的彈簧壓力表。 2）精度等級確定： 求出基本誤差，以確定滿足要求的精度等級。 ，允許的精度等級為2.5級。 綜上分析，選擇量程為0～2.5 MPa，精度等級為2.5級的彈簧壓力表。 該表的最大絕對誤差：?max＝2.5×（＋2.5％）＝

8、＋0.0625 MPa，<0.08 MPa 所以滿足要求。 2-17 什么叫標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置？試述差壓式流量計測量流量的原理；并說明哪些因素對差壓式流量計的流量測量有影響？ 解答： 1）標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置：包括節(jié)流件和取壓裝置。 2）原理：基于液體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置時產(chǎn)生的壓力差而實(shí)現(xiàn)流量測量的。 3）影響因素：P47 流量系數(shù)的大小與節(jié)流裝置的形式、孔口對管道的面積比m及取壓方式密切相關(guān)； 流量系數(shù)的大小與管壁的粗糙度、孔板邊緣的尖銳度、流體的粘度、溫度及可壓縮性相關(guān)； 流量系數(shù)的大小與流體流動狀態(tài)有關(guān)。 2-19 為什么說轉(zhuǎn)子流量計是定壓式流量計？而

9、差壓式流量計是變壓降式流量計？ 解答： 1）轉(zhuǎn)子流量計是定壓式流量計(P47) 雖然轉(zhuǎn)子流量計也是根據(jù)節(jié)流原理測量流量的，但它是利用節(jié)流元件改變流體的流通面積來保持轉(zhuǎn)子上下的壓差恒定。所以是定壓式。 2）差壓式流量計是變壓降式流量計(P45) 是基于流體流動的節(jié)流原理，利用流體流經(jīng)節(jié)流裝置是產(chǎn)生的壓差實(shí)現(xiàn)流量測量的。所以是變壓降式。 2-21 橢圓齒輪流量計的特點(diǎn)是什么？對被測介質(zhì)有什么要求？ 解答： 1）特點(diǎn)：流量測量與流體的流動狀態(tài)無關(guān)，這是因?yàn)闄E圓齒輪流量計是依靠被測介質(zhì)的壓頭推動橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行計量的。 粘度愈大的介質(zhì)，從齒輪和計量空間隙中泄漏出去的泄

10、漏量愈小，因此核測介質(zhì)的粘皮愈大，泄漏誤差愈小，對測量愈有利。 橢圓齒輪流量計計量精度高，適用于高粘度介質(zhì)流量的測量。 2）對被測介質(zhì)的要求：不適用于含有固體顆粒的流體(固體顆粒會將齒輪卡死，以致無法測量流量)。 如果被測液體介質(zhì)中夾雜有氣體時，也會引起測量誤差。 2-22 電磁流量計的工作原理是什么？它對被測介質(zhì)有什么要求？ 解答：P51 1）原理：利用導(dǎo)電液體通過磁場時在兩固定電極上感應(yīng)出電動是測量流速。 2）對被測介質(zhì)的要求：導(dǎo)電液體，被測液體的電導(dǎo)率應(yīng)大于水的電導(dǎo)率(cm)，不能測量油類或氣體的流量。 2-24 超聲波流量計的特點(diǎn)是什么？

11、解答： 超聲波流量計的非接觸式測量方式，不會影響被測流體的流動狀況，被測流體也不會對流量計造成磨損或腐蝕傷害，因此適用范圍廣闊。 2-25 用差壓變送器測某儲罐的液位，差壓變送器的安裝位置如圖2-75所示。請導(dǎo)出變送器所測差壓與液位之關(guān)系。變送器零點(diǎn)需不需要遷移？為什么？ 2-26 用法蘭式差壓變送器測液位的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 解答：P57 測量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及粘度大、易凝固等液體的液位，在膜盒、毛細(xì)管和測量室所組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)充有硅油，作為傳壓介質(zhì)，使被測介質(zhì)不進(jìn)入毛細(xì)管與變送器，以免堵塞。 可節(jié)省隔離罐。 2-27 試述電容式物位計的工作原理。 解答： 利用電容器的極板之間介質(zhì)變化時，電容量也相應(yīng)變化的原理測物位，可測量液位、料位和兩種不同液體的分界面。 2-28 超聲波液位計適用于什么場合？ 解答：P60 適合于強(qiáng)腐蝕性、高壓、有毒、高粘性液體的測量。