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过程参数仪表与检测课后作业&知识点总结

时间:2022-08-21 07:30:01 电力电容器流出液体怎么办温湿度传感器怎么连接nitp型热电阻温度变送器2t温度振动传感器yl100l一2电机用多大电容涡街流量计的电容式探头

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过程参数仪表和测试课后作业&知识点总结

  • 第一章 温度测量
    • 温标
    • 接触式温度测量方法
      • 热电偶温度计
        • 热电现象
        • 热电偶测温的三个基本定律
        • 标准化热电偶
        • 热电偶冷端补偿问题
        • 热电偶串并联
      • 热阻温度计
        • 电阻温度系数
        • 热阻标准化
        • 热电偶测温与热电阻测温的区别
    • 非接触式温度测量方法
      • 讨论接触式温度测量方法
      • 亮度平衡测温方法
      • 全辐射测温方法
      • 比色测温法
      • 红外温度计
  • 第二章 显示仪表
    • 动圈表
    • 电位差计
      • 手动电位差计
      • 电子电位差计
    • 平衡电桥
    • 模数转换器(ADC)
      • 积分式ADC
      • 阶梯波比较式ADC
  • 第三章 压力仪表
  • 第四章 流量测量
    • 体积流量计
    • 速度流量计
      • 涡轮流量计
      • 涡街流量计
      • 电磁流量计
      • 超声波流量计
      • 动压流量测量方法及仪表
      • 差压流量计
    • 质量流量计
      • 基于科里奥利力的质量流量测量方法
      • 热质量流量计
  • 第五章 液位测量
    • 汽包水位测量
    • 连通器水位计
      • 云母水位计
      • 双色水位计
    • 差压水位计
      • 单室恒高容器差压水位计
      • 四管输出恒高容器差压水位计
  • 第六章 化学分析仪器
    • 氧化锆氧量计
    • 硅酸根分析仪
    • 炉水导电度测量

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# 绪论
  1. 流量测量系统由0.5级一次装置,0.25级差压变送器,1.6级开方器,0.由5级显示器组成,请求:

    1. 该系统的精度等级γ
    2. 300个流量测量范围~1200t/h的允许误差 δ y u \delta y_u δyu
    3. 当用户和供应商的仪器相同,并询问流量值的差异时,两套设备都可能合格

    解:

    1. γ = γ 1 2 γ 2 2 γ 3 2 γ 4 2 = 1.7671 \gamma = \sqrt{\gamma_1^2 \gamma_2^2 \gamma_3^2 \gamma_4^2} = 1.7671 γ=γ12+γ22+γ32+γ42 =1.7671
    2. δ y u = ± γ % × A = ± 1.7671 % × ( 1200 − 300 ) = ± 15.9   t / h \delta y_u = \pm \gamma\% \times A = \pm 1.7671\% \times (1200 - 300) = \pm15.9 \, t/h δyu=±γ%×A=±1.7671%×(1200300)=±15.9t/h
    3. ∣ δ ∣ m a x = 2 ∣ δ y u ∣ = 31.8   t / h |\delta|_{max} = 2|\delta y_u| = 31.8 \, t/h δmax=2δyu=31.8t/h

第一章 温度测量

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温标

  1. 说明华氏温标内容,意义及存在的局限性

    • 内容: 华伦海特以水银为介质,以当地最低气温为0,以正常人的体温为96,将温度变化引起的水银柱高程变化分为96等分,每一份为一度.

    • 意义: 首次做出了可以粗略量化温度的器具,有了"一份"的概念

    • 局限性:

      1. 不准确: 因为每年的最低气温不一定相同,因此很不准确
      2. 依赖于物质,不科学,度的概念混乱
      3. 不能复现,例如:定义0°C时,每天的水银柱页面不一定在同一处
  2. 说明摄压温标的内容,意义以及存在的局限性

    • 内容: 摄阿西斯规定1个大气压下, 水的凝固点为0度,沸点为100度,中间分为100等分,每分为1°C

    • 意义: 对0~100度重新定义,能复现温度的准确性

    • 局限性:

      1. 范围受物质相变点的限制,上限500°C(水银汽化点),下限水银凝固点
      2. 实际物质的膨胀不是线性的,不同温度的膨胀度不同
  3. 不同温度标尺对比如图表所示,以定容氢气体温度计为参照,说明摄氏温标铂电阻温标,铂铑-铂电阻温标出现不同物理量的原因,从而进一步说明摄氏温标的局限性.

    定容氢气体温度计 铂电阻温度计 铂铑-铂热电偶 水银温度计
    0 0 0 0
    20 20.240 20.150 20.091
    40 40.360 40.293 40.111
    60 60.360 60.293 60.086
    80 80.240 80.147 80.041
    100 100 100 100
    1. 实际物体的膨胀并非是线性的,依赖于物质“度”的概念不能准确复现,不科字,不统一,不准确.
    2. 温标的扩展仍受物质限制,无法满足生产科研的需求.
  4. 绝对温标/热力学温标的内容,局限性

    以热力学第二定律为基础的热力学温标,与物质的性质无关 T = Q Q 100 − Q 0 × 100 % T = \frac{Q}{Q_{100} - Q_{0}} \times 100\% T=Q100Q0Q×100%

    局限性: 卡诺热机理想状态下不存在,实际使用时仍需要一定的修正

  5. 实用温标的内容,意义

    内容: 国际标准化组织给出规定了17种标准物度的相变点,温度,在固定点上分度的标准.内插仪器作为基础,固定点之间的温度,由内插公式确定.

    意义: 实用温标精准地复现了热力学温标.

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接触式测温方法

热电偶温度计

热电现象

  1. 热电偶回路: 把两种不同的导体两端接成闭合回路,两接点分别位于 T T T, T 0 T_0 T0温度下( T > T 0 T>T_0 T>T0).回路中产生的热电势由接触电势和温差电势两部分组成

    在这里插入图片描述

  2. 热电势

    • 接触电势: 由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势.

      e A B ( T ) = k T e ln ⁡ N A ( T ) N B ( T ) e_{AB}(T) = \frac{kT}{e} \ln{\frac{N_A(T)}{N_B(T)}} eAB(T)=ekTlnNB(T)NA(T)
      其中 k k k表示玻尔兹曼常数, e e e表示电子电量

    • 温差电势

      e A ( T , T 0 ) = k e ∫ T 0 T d ( N A t ) e_A(T,T_0) = \frac{k}{e} \int_{T_0}^{T} d(N_A t) eA(T,T0)=ekT0Td(NAt)

    • 热电偶回路总电势

      E A B ( T , T 0 ) = e A B ( T ) + e B ( T , T 0 ) − e A B ( T 0 ) − e A ( T , T 0 ) E_{AB}(T, T_0) = e_{AB}(T) + e_{B}(T, T_0) - e_{AB}(T_0) - e_{A}(T, T_0) EAB(T,T0)=eAB(T)+eB(T,T0)eAB(T0)eA(T,T0)

热电偶测温的三个基本定律

  1. 三个基本定律的内容: 均质导体定律,中间导体定律,中间温度定律

    1. 均质导体定律: 由一种均质导体组成的闭合回路,不论导体的截面和长度如何,不论其温度如何分布,都不可能产生热电势.

      其意义如下:

      1. 回答了何种材料才能作为热电偶的测温电极材料:热电偶必须由两种不同的金属组成,每一个称为热电极测温材料
      2. 构成热电偶的热电极材料必须为均质材料,否则会产生无法预知的附加误差
      3. 可以用来检测热电偶电极材料的均匀性(如何检测?加电流计,闭合回路,局部加热)
    2. 中间导体定律: 在热电偶中,只要中间导体两端温度相同,接入中间导体后,对热电偶回路中的总热电势没有影响.

      其意义如下:

      1. 为热电偶热电势的正确测量提供了理论依据
      2. 可以导出参比电极定律,使热电偶的选配工作大大简化
        (参比电极定律: 如果两种导体A,B对另一种参考导体C的热电势为已知,则这两种导体组成的热电偶的热电势是他们对参考导体热电势的代数 E A B = E A C + E C B E_{AB}=E_{AC}+E_{CB} EAB=EAC+ECB)
    3. 中间温度定律(连接导体定律): 在热电偶回路中,如果热电极A和B分别与连接导线A’和B’相接,其接点温度为 T 1 T_1 T1, T n T_n Tn T 0 T_0 T0,如图所示,则回路的总热电势等于热电偶的热电势 E A B ( T 1 , T n ) E_{AB}(T_1,T_n) EAB(T1,Tn)之代数和,这称为连接导体定律,即 E A B B ′ A ′ ( T 1 , T n , T 0 ) = E A B ( T , T n ) + E A ′ B ′ ( T n , T 0 ) E_{ABB'A'}(T_1, T_n, T_0)=E_{AB}(T,T_n)+E_{A'B'}(T_n,T_0) EABBA(T1,Tn,T0)=EAB(T,Tn)+EAB元器件数据手册IC替代型号,打造电子元器件IC百科大全!

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