仪表点检习题汇编文档格式.docx
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测量范围、分辨力、最大允许误差等。
注4:
计量要求通常与产品要求不同,并不在产品要求中规定。
计量职能
组织中负责确定并实施测量管理体系的行政和技术职能。
[测量]单位
[计量]单位
为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量。
[测量]单位制
[计量]单位制
为给定量制按给定规则确定的一组基本单位和导出单位.
国际单位制(SI)
由国际计量大会(CGPM)采纳和推荐的一种一贯单位制。
基本[测量]单位
基本[计量]单位
给定量制中基本量的测量单位。
注:
在给定的一贯单位制中,每个基本量只有一个基本单位。
导出[测量]单位
导出[计量]单位
给定量制中导出量的测量单位。
在国际单位制中,有些导出单位具有专门名称和符号,如力的单位名称为牛顿,符号为N;
能量的单位名称为焦耳,符号为J;
压力的单位名称为帕斯卡,符号为Pa
[量的]真值
与给定的特定量的定义一致的值。
注:
1.量的真值只有通过完善的测量才有可能获得。
2.真值按其本性是不确定的。
3.与给定的特定量定义一致的值不一定只有一个。
[量的]约定真值
对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值,有时该值是约定采用的。
1.约定真值有时称为指定值、最佳估计值、约定值或参考值。
2.常常用某量的多次测量结果来确定约定真值。
测量
以确定量值为目的的一组操作.
计量
实现单位统一、量值准确可靠的活动。
测量方法
进行测量时所用的,按类别叙述的一组操作逻辑次序。
测量方法可按不同方式分类,如替代法、微差法、零位法。
测量程序
进行特定测量时所用的,根据给定的测量方法具体叙述的一组操作。
被测量
作为测量对象的特定量。
影晌量
不是被测量但对测量结果有影响的量。
测量结果
由测量所得到的赋予被测量的值。
测量准确度
测量结果与被测量真值之间的一致程度。
1.不要用术语精密度代替准确度。
2.准确度是一个定性概念。
[测量结果的]重复性
在相同测量条件下,对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。
注:
相同测量条件包括:
相同的测量程序;
相同的观测者;
在相同的条件下使用相同的测量仪器;
相同地点;
在短时间内重复测量。
[测量结果的]复现性
在改变了的测量条件下,同一被测量的测量结果之间的一致性。
改变了的测量条件可包括:
测量原理;
测量方法;
观测者;
测量仪器;
参考测量标准;
地点;
使用条件;
时间。
测量不确定度
表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数。
标准不确定度
以标准偏差表示的测量不确定度。
不确定度的A类评定
用对观测列进行统计分析的方法,来评定标准不确定度。
不确定度的A类评定,有时也称A类不确定度评定。
不确定度的B类评定
用不同于对观测列进行非统计分析的方法,来评定标准不确定度。
不确定度的B类评定有时也称B类不确定度评定。
合成标准不确定度
当测量结果是由若干个其他量的值求得时,按其他各量的方差或(和)协方差算得的标准不确定度。
扩展不确定度
确定测量结果区间的量,合理赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间。
包含因子
为求得扩展不确定度,对合成标准不确定度所乘之数字因子。
1.包含因子等于扩展不确定度与合成标准不确定度之比。
2.包含因子有时也称覆盖因子。
[测量]误差
测量结果减去被测量的真值。
注
1.由于真值不能确定,实际上用的是约定真值
2.当有必要与相对误差相区别时,此术语有时称为测量的绝对误差。
相对误差
测量误差除以被测量的真值。
由于真值不能确定,实际上用的是约定真值.
随机误差
测量结果与在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
1.随机误差等于误差减去系统误差。
2.因为测量只能进行有限次数,故可能确定的只是随机误差的估计值。
系统误差
在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
修正值
用代数方法与未修正测量结果相加,以补偿其系统误差的值。
1.修正值等于负的系统误差。
2.由于系统误差不能完全获知,因此这种补偿并不完全。
标称范围
测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。
1.标称范围通常用它的上限和下限表明,例如100℃-200℃。
若下限为零,标称范围一般只用其上限表明,例如OV-1OOV的标称范围可表示为100V。
量程
标称范围两极限之差的模。
例:
对从-10V~+10V的标称范围,其量程为20V。
标称值
测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值,该值为圆整值或近似值。
例:
a)标在标准电阻上的量值:
100Ω;
b)标在单刻度量杯上的量值:
1L。
测量范围
工作范围
测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。
额定操作条件
测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。
额定操作条件一般规定被测量和影响量的范围或额定值。
极限条件
测量仪器的规定计量特性不受损也不降低,其后仍可在额定操作条件下运行而能承受的极端条件。
参考条件
为测量仪器的性能试验或为测量结果的相互比较而规定的使用条件。
响应特性
在确定条件下,激励与对应响应之间的关系。
热电偶的电动势与温度的函数关系。
灵敏度
测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。
鉴别力[阈]
使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化,这种激励变化应缓慢而单调地进行。
[显示装置的]分辨力
显示装置能有效辨别的最小的示值差。
死区
不致引起测量仪器响应发生变化的激励双向变动的最大区间。
1.死区可能与变化的速率有关。
2.死区有时故意地做大些,以防止激励的微小变化引起响应变化。
稳定性
测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。
漂移
测量仪器计量特性的慢变化。
响应时间
激励受到规定突变的瞬间,与响应达到并保持其最终稳定值在规定极限内的瞬间,这两者之间的时间间隔。
准确度等级
符合一定的计量要求,使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别。
准确度等级通常按约定注以数字或符号,并称为等级指标。
[测量仪器的]最大允许误差
对给定的测量仪器,规范、规程等所允许的误差极限值。
有时也称测量仪器的允许误差限。
溯源性
通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链,使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准,通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性。
1.此概念常用形容词“可溯源的”来表述。
2.这条不间断的比较链称为溯源链。
校准
在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,或实物量具或参考物质所代表的最值,与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。
[计量器具的]检定
查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序,它包括检查、加标记和(或)出具检定证书。
不合格测量设备
对已确认的测量设备怀疑或已知:
a)损坏,
b)过载,
c)可能使其预期用途无效的故障,
d)产生不正确的测量结果,
e)超过规定的计量确认间隔,
f)误操作,
g)封印或保护装置损坏或破裂,
h)暴露在已有可能影响其预期用途的影响量中(如电磁场、灰尘)。
测量设备确认状态标识有
凡是按检定(校准)规程和维修技术标准进行检校并合格的测量设备贴合格标签;
凡是降级使用或只检校某一特定的测量范围或测试点的性能并合格的测量设备贴限用标签;
凡是定期更换、只作一次性检校或按其他测试方法进行测试并符合使用要求的测量设备贴准用证;
凡是被判为不合格或不满足使用要求的测量设备贴禁用标签;
凡是封存或停止使用的测量设备贴封存标签;
凡是离线使用的C类测量设备贴C型彩色标签。
*有一台测量范围为(0-10)MPa的0.2级数字压力计,用二等活塞式压力计作为标准器,在10MPa点对其进行10次重复测量,得到如下测量列(单位为MPa):
10.00710.00510.00610.00510.006
10.00610.00510.00710.00610.007
已知二等活塞式压力计的允许误差为被测压力的±
0.05%,请问该数字压力计示值误差的扩展不确定度(取k=2)。
解:
数学模型:
主要不确定度分量有:
①标准器引入的(采用B类评定)
②重复性测量引入的(采用A类评定)
③环境温度引入的(可忽略)
A类标准不确定度:
B类标准不确定度:
由于是均匀分布K取3
合成标准不确定度:
扩展不确定度:
(k=2)
在操作测量蒸汽流量变送器的三阀组时,通常应注意什么?
怎样正确操作?
答:
在操作差压变送器三阀组时,通常应注意以下二点:
(1)应避免使导压管内的冷凝水或防冻液流走。
(2)应避免使变送器测量膜盒单向受压。
正确的方法是:
开三阀组时,先打开正压阀,然后关平衡阀,再打开负压阀;
关三阀组时,先关负压阀,然后开平衡阀,再关正压阀。
★更换热电偶时,补偿导线接反了,能否通过将二次仪表处两根补偿导线对换一下来解决?
为什么?
在对补偿导线接线时,补偿导线正、负极必须与热电偶及二次仪表的正、负极相一致。
如果热电偶处极性接反,是不能通过将二次仪表处补偿导线的正、负接线互换来解决的。
假设热电偶热端温度为t、冷端温度为t1,二次仪表处温度为t2,
则:
补偿导线接线正确情况下,二次仪表输入电势为:
E对=e(t,t1)+e(t1,t2)
补偿导线在热电偶及二次仪表处都接反时,二次仪表输入电势为:
E错=e(t,t1)-e(t1,t2)
电势差为:
E对-E错=2e(t1,t2)
通常情况下,t1>
t2,即E对-E错=2e(t1,t2)>
由此可见,补偿导线在热电偶及二次仪表处都反接时,通常会引起温度测量值偏低。
温度偏差值为电势值2e(t1,t2)所对应的温度值。
写出以下几种热电偶的分度号及常用测温范围。
(1)铂铑10-铂:
分度号S,测温范围0~1300℃。
(2)铂铑30-铂铑6:
分度号B,测温范围600~1600℃。
(3)镍铬-镍硅:
分度号K,测温范围0~1100℃。
(4)镍铬-铜镍:
分度号E,测温范围0~750℃。
(5)铁-铜镍:
分度号J,测温范围0~600℃。
(6)铜-铜镍:
分度号T,测温范围-40~350℃。
为何测量有压力的密闭容器的液位时不能用压力式液位计?
在有压力的密闭的容器中,因为液面上部空间的气相压力不一定为定值,所以用压力式液位计来测量液位时,其示值中就包含有气相压力值。
因此,即使在液位不变时,压力表的示值也可能变化,因而无法正确反映被测液位,所以不能用压力式液位计来测量有压力的密闭容器的液位。
压力式液位计一般适合于测量敞开容器的液位,差压式液位计一般适合于测量密闭容器的液位。
简述超声波物位计的测量原理
超声波发射探头发出的超声波脉冲,在介质中传到相界面经过反射后,再返回到接收探头,测出超声脉冲从发射到接收的时间,根据介质中已知的声速就能计算出探头到相界面的距离,从而确定物位的高度。
用压力式液位变送器测量一开口容器的液位,如下图所示,已知介质密度ρ=1200kg/m3,h1=1m,h2=2m,求变送器的量程和迁移量。
仪表的量程△p为
△p=ρgh2=1200×
9.81×
2=23.54kPa
液位最低时,变送器受压为
P=ρgh1=1200×
1=11.77kPa
因此变送器要正迁移,迁移量为11.77kPa
★用双法兰差压变送器测量密闭容器液位,如下图所示,液位变化范围h=1m,图中h1=2m,h2=1m,h3=3m,所测介质密度ρ1=1200kg/m3,变送器毛细管中的充液密度ρ2=850kg/m3,求变送器的量程和迁移量。
由题意可知,变速器的量程△p为
△p=ρ1gh=1200×
1=11.77kPa
液位最低时,变送器正负压室受压分别为
p+=p1+ρ1gh2+ρ2gh1
p-=p1+ρ2gh1+ρ2gh3
p+-p-=ρ1gh2-ρ2gh3
=1200×
1-850×
3=-13.25kPa
所以变速器的量程为11.77kPa,迁移量为负迁移13.25kPa
★在《设备设计及选型规定》中,对于DCS系统的技术指标有何要求?
冗余系统的系统运行率>
99.9%,单机系统的系统的运行率>
99.6%
控制站平均负荷率<60%
CRT画面响应时间<
2秒,CRT画面数据刷新时间<
1秒
冗余设备的切换成功率=100%
以太网的网络负荷率<15%,令牌网网络负荷率<30%
在对电导率变速器用等效电阻进行校正时,假设电导率计的电极常数K=1/cm,问电导率S为500µ
s/cm对应的等效电阻为多少?
等效电阻R=K/S=1/500×
10-6=2kΩ
因此,电导率500µ
s/cm对应的等效电阻为2kΩ
在控制系统中,被控对象、调节阀、调节器的正、反作用方向是怎样规定的?
被控对象的正、反作用为:
当调节参数增加时被调参数也增加的对象为“正作用”;
反之,当调节参数增加时被调参数随反而下降的对象为“反作用”。
调节阀的作用方向是由它的气开、气关形式来确定的。
气开阀为“正”方向,气关阀为“反”方向。
调节器的正反作用为:
当被调参数(即变送器送送来的信号)增加时,调节器输出也增加的称为“正作用”;
当调节器的输出随被调参数的增加而减小,则称为“反作用”。
在单回路控制系统中,怎样选择调节器的正反作用?
为了使调节器、调节阀、被控对象三个环节组合起来,能在控制回路中起负反馈作用,因此需要正确选择调节器的正反作用。
(1)调节阀开大,被调参数上升;
且调节阀为气开型时,调节器选择反作用。
(2)调节阀开大,被调参数上升;
且调节阀为气关型时,调节器选择正作用。
(3)调节阀开大,被调参数下降;
且调节阀为气开型时,调节器选择正作用。
(4)调节阀开大,被调参数下降;
且调节阀为气关型时,调节器选择反作用。
什么是调节阀的直线流量特性?
什么是调节阀的等百分比流量特性?
它们之间有何区别?
直线流量特性是指调节阀相对流量与相对位移成直线关系。
等百分比流量特性也称对数流量特性,它指单位相对位移变化所引起的相对流量变化与此点的相对流量成正比关系。
它们之间的区别如下。
(1)直线流量特性的阀门在小开度时,流量相对变化值大,在大开度时,流量相对变化值小,而等百分比流量特性的阀门在小开度时,流量相对变化值小,大开度时,流量相对变化值大。
(2)直线流量特性的阀门在小开度时,灵敏度高,不易控制,甚至发生振荡,在大开度时,调节缓慢,不够及时;
而等百分比流量特性的阀门在小开度时,调节也较平稳缓和,在大开度时,调节灵敏有效,因此,若阀长期在小开度工作,最好选择等百分比流量特性的调节阀。
什么是比例、积分、微分调节规律?
在自动控制中各起什么作用?
比例调节依据偏差大小来动作,它的输出与输入偏差的大小成比例。
比例调节及时、有力,但有余差。
它用比例度δ来表示其作用的强弱,δ愈小,调节作用愈强,比例作用太强时,会引起振荡。
积分调节是依据偏差是否存在来动作,它的输出与偏差对时间的积分成比例,只有当余差消失时,积分作用才会停止,其作用是消除余差。
但积分作用使最大动偏差增大,延长了调节时间。
它用积分时间Ti来表示其作用的强弱,Ti愈小,积分作用愈强,但积分作用太强时,也会引起振荡。
微分调节依据偏差变化速度来动作。
它的输出与输入偏差变化的速度成比例,其效果是阻止被调参数的一切变化,有超前调节的作用。
对容性滞后大的对象有很好的效果。
它使调节过程偏差减小,时间缩短,余差也减小(但不能消除)。
它用微分时间TD表示其作用的强弱,TD愈大,作用愈强,但TD太大,也会引起振荡。
调节器参数整定的目的是什么?
工程上常用的调节器参数整定方法有那几种?
参数整定的目的是为了获得满意的调节器参数组合(包括比例度δ、积分时间Ti、微分时间TD),使系统具有良好的调节质量,满足工艺要求。
工程上常用的调节器参数整定方法有临界比例度法、衰减曲线法和经验凑试法。
★工业控制中为什么不用单纯的前馈调节,而选用前馈+反馈控制系统?
反馈控制系统是按测量值与给定值的偏差大小进行调节,而前馈调节是按扰动量大小进行调节的;
前者是闭环调节,后者是开环调节。
通常一个前馈作用只能克服一种干扰,而在实际的工业对象中,干扰往往有很多个,而且有些干扰尚无法测量,也不可能为每种干扰都设计一种前馈作用。
因此,常选择对象中的最主要干扰或反馈调节所不能克服的干扰作为前馈变量,再用反馈调节克服其它干扰带来的影响。
采用前馈+反馈调节的优点是利用前馈调节的及时性和反馈调节的静态准确性,从而得到较优的控制性能。
★有两调节阀,其可调比R1=R2=50,第一台调节阀的最大流量Q1max=100m3/h,第二台调节阀的最大流量Q2max=10m3/h,若采用分程控制时,可调比是多少?
第一台阀的最小流量为Q1min=100/50=20m3/h
第二台阀的最小流量为Q2min=10/50=0.2m3/h
则两台阀总可调比为R=(Q1max+Q2max)/Q2min=110/0.2=550
集散控制系统的网络有哪几种结构形式?
集散控制系统的网络结构形式一般有4种:
(1)星型网络结构
(2)环型网络结构(3)总线型网络结构
(4)复合型网络结构
集散控制系统,集中和分散的主要含义是什么?
集中的含义是指显示集中、操作集中和管理集中,
分散的含义主要是指控制分散和危险分散。
在工程上,流量孔板较常用的取压方式有角接取压、法兰取压,简述它们各自的含义?
角接取压:
上下游取压孔中心至孔板前后端面的距离各等于取压孔径的一半(对单孔取压而言),如果用环室取压时等于环隙宽度的一半。
法兰取压:
上下游取压孔中心至孔板前后端面的间距均为25.4±
0.8mm。
如果孔板装反了,流量指示将如何变化?
由于流量孔板装反后,引起孔板入口处的阻力减小,因而流量系数增大,流量指示会比实际值偏小。
★何为分程控制系统?
设置分程控制的目的是什么?
分程控制系统就是一个调节器同时控制二个(或二个以上)的调节阀,每个调节阀根据工艺要求在调节器输出的一段信号范围内动作。
设置分程控制的目的主要是为了扩大可调范围,从而改善调节品质,改善调节阀的工作条件,满足开停车时的小流量和正常生产时的大流量控制的要求,使之都能有较好的调节质量。
★什么是串级控制系统?
画出串级控制的典型方框图。
串级控制系统是由其结构上的特征而得名的,它是由主、副而个调节器串级工作的,主调节器的输出作为副调节器的给定值,副调节器的输出去操纵调节阀,以实现对主变量的定值控制。
串级控制的典型方框图如下:
热电偶测温用了补偿导线,为什么还要用冷端温度补偿?
现场测温中最常用的补偿方法是什么?
热电偶补偿导线的主要作用是把热电偶的冷端延伸至远离被测对象且环境温度相对较稳定的地方,但此处的环境温度不可能是恒定不变的。
由热电偶的测温原理可知,只有当热电偶冷端温度保持不变时,热电偶电势才是被测温度的单值函数。
补偿导线的使用并不能消除由于冷端温度的变化产生的误差,所以对冷端温度变化还要进行补偿,才能使测温准确。
目前,现场测温中最常用的补偿方法是补偿电桥法。
一台量程为0~40kPa,输出为4~20mA的差压变送器,用来测量液体流量,对应的流量范围为0~20t/h,当流量为14t/h时,孔板前后的压差为多少?
此时差压变送器的输出电流为多少?
设孔板前后的压差为∆p,则:
设变送器的输出电流为X
★简述在工艺管道上怎样选择合适的压力表取压点?
(1)取压点要选在工艺管道的直线段部分,避免选在管道拐弯、分叉、死角或易形成漩涡的其他地方。
(2)如下图所示,测量气体时,为了使气体内的少量凝结液能顺利地回流到管道中,而不是流入测量管路和仪表内部,取压口应在管道的上半部。
测量液体时,为了让液体内析出的少量气体能顺利返回到工艺管道,而不进入测量管路和仪表内部,同时也防止工艺管道底部的固态物进入测量管路和仪表内,取压口最好在与管道水平中心线以下成0~45°
夹角内。
对于蒸汽,应保持测量管路内有稳定的冷凝液,取压口最好在管道中心线以上成0~45°
氧化锆含氧量分析仪,常用的测量探头有哪几种形式?
各适用于什么温度范围?
氧化锆含氧量分析仪的探头有插入式、定温插入式及抽气式三种。
由于氧化锆元件要在600℃以上才能工作,因此被测气温600℃以下用定温插入式探头及带温度控制的变送器;
600℃~900℃用直插式探头及带温度补偿的变送器;
而900℃~1800℃采用抽气式取样探头及温度冷却控制的变送器。
为什么模拟量信号的电缆屏蔽层采用单端接地?
若屏蔽层两端(或多端)接地,因两端地电位差的存在,会在屏蔽层感应干扰电流,通过电缆分布电容对测控信号产生干扰,导致信号失真和精度下降。
因此模拟量信号的电缆屏蔽层采用单端接地。
绝对压力变送器与一般压力变送器在结构上存在什么不同?
绝对压力变送器的测压元件的低压侧必须抽成真空,这样才能以绝对压力为基准。
一般压力变送器的测压元件的低压侧是与大气连通的,是以大气为基准测量的。
有一个采用标准节流孔板和差压变送器组成的流量测量系统,差压变送器经标定是正常的,但安装后零点电流小于4mA,请判别此故障的原因。
由于差压变送器是正常的,出现零点电流小于4mA的可能原因为取压管路中正压侧有堵塞现象,使得差压变送器负压侧压力大于正
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