发布时间 : 星期四 文章(完整版)《传感器与检测技术》习题答案--周杏鹏更新完毕开始阅读b549fc3400768e9951e79b89680203d8ce2f6ada
9.7
热敏电阻和热电阻相比具有下列优点： ①灵敏度高，其灵敏度比热电阻要大1～2个数量级；②标称电阻有几欧到十几兆欧之间的不同型号、规格，可很好地与各种电路匹配，而且远距离测量时几乎无需考虑连线电阻的影响；③体积小(最小珠状热敏电阻直径仅0.1～0.2 mm)，可用来测量“点温”。④热惯性小，响应速度快，适用于快速变化的测量场合。⑤结构简单、坚固，能承受较大的冲击、振动；采用玻璃等材料密封包装后，可应用于有腐蚀性气氛等的恶劣环境；⑥资源丰富，制作简单、可方便地制成各种形状，易于大批量生产，成本和价格十分低廉。
9.8
热电阻的外引线有两线制、三线制及四线制三种；比较见P215。
9.9
1070.479℃
9.10
它的主要优点是: ①测量范围宽，铠装热电偶规格多，品种齐全，适合于各种测量场合，在—200~160℃温度范围内均能使用;②响应速度快，与装配式热电偶相比，因为外径细，热容量小，故微小的温度变化也能迅速反应，尤其是微细铠装热电偶更为明显，露端铠装热电偶的时间常数只有 0.01S;③挠性好，安装使用力便，铠装热电偶材料可在其外径5倍的圆柱体上绕5圈，并可在多处位置弯曲; ④使用寿命长，普通热电偶易引起热电偶劣化，断线等事故，而铠装热电偶用氧化镁绝缘，气密性好，致密度高，寿命长;⑤机械强度，耐压性能好，在有强烈震动、低温、高温、腐蚀性强等恶劣条件下均能安全使用，铠装热电偶最高可承受36kN/cm2的压力; ⑥铠装热电偶外径尺寸范围宽，铠装热电偶材料的外径范围: 0.25~8mm，特殊要求时可提供直径达12mm 的产品; ⑦铠装热电偶的长度可以做得很长，铠装热电偶材料的最大长度可达500m。
9.11
若实际物体在某一波长下的光辐射度 (即光谱辐射亮度) 与绝对黑体在同一波长下的光谱辐射度相等,则黑体的温度被称为实际物体在该波长下的亮度温度；物体辐射线的波长λ1与λ2处的单色辐射率分别为ε1与ε2，与温度为Tc的黑体的相应辐射率相等时，此黑体的温度Tc称为该物体的颜色温度或比色温度；比色高温计测量相对比值的精度总高于测量它们绝对值的精度，另外对环境要求低，接近真实温度，因而准确度通常较高。
第十章
10.1
答： 在现代工业生产和科学研究中，流体的流量是一个重要的参数。流量检测的主要任务有两类：一是为流体工业提高产品质量和生产效率，降低成本以及水利工程和环境保护等做必要的流量检测和控制，二是为流体贸易结算、储运管理和污水废气排放控制等做总量计量。
10.2
答：瞬时流量： 所谓流量，是指单位时间内流体经过管道或明渠某横截面的数量，又称瞬时流量。当流体以体积表示时称为体积流量，以质量表示时成为质量流量。在工业生产中，瞬时流量是涉及流体介质的工艺流程中为保持均衡稳定的生产和保证产品质量而需要调节和控制的重要参量。 累积流量：
在工程应用中，往往需要了解在某一时间段内流郭某截面积流体的总量，即累积流量。累积流量是有关流体介质的贸易、分配、交接、供应等商业性活动中所必知的参数之一，是计价、结算、收费的基础。
10.3
答：根据牛顿的研究，流体运动过程中阻滞剪切变形的黏滞力与流体的速度梯度和接触面积成正比，并且与流体黏性有关，其数学表达式：
du
??=μA
dy服从牛顿黏性定律的流体成为牛顿流体，比如水、轻质油、气体等。
10.4
答：管内流体有层流和紊流两种性质截然不同的流动状态。层流中流体沿轴向作分层平行流动，各流层质点没有垂直于主流方向的横向运动，互补混杂，有规律的流线，层流状态流体流量与流体压力降成正比；紊流状态管内流体不仅有轴向运动，而且还有剧烈的无规律的横向运动，紊流状态流量与压力降的平方根成正比。这两种流动状态下，管内流体的流速分布不同，可以用无量纲数——雷诺数作为判别管内液体流动是层流还是紊流的判据。通常认为雷诺数小于等于2320为层流状态，大于该数值时，流动就开始转变为紊流。
10.5
答：节流式流量计由节流装置、引压装置、三阀组和差压计组成。
节流式流量计中产生差压的装置称节流装置，其主体是一个流通面积小于管道界面的局
部收缩阻力件，称为节流元件。当流体流过节流元件时产生节流现象，流体流速和压力均发生变化，在截留原件两侧形成压力差。实践证明，在节流元件形状、尺寸一定，管道条件和流体参数一定的情况下，节流元件前后的压力差与流体流量之间成一定的函数关系。因此，可以通过测量节流元件前后的差压来测量流量。
10.6
答：标准节流装置是按标准规定设计、制造、安装、使用的节流装置，不必经过单独标定即可投入使用。
我国现行国家标准为GB/T2624-93，标准中对节流元件的结构形式、尺寸、技术要求等均已标准化，对取压方式、取压装置以及对节流元件前后直管段的要求都有相应规定，有关计算数据都经过大量的系统实验而又统一的图表可供查阅。非标准节流装置成熟程度较差，还没有列入标准文件。
10.7
答：理论上节流式流量计的压差应在上游取压孔中心与孔板前端面的距离为1D±0.1D，下游取压孔中心与孔板后端面的距离随β值的不同而异，在(0.84~0.34)D之间。
由于理论上的下游取压点均在流束的最小截面积区域内，而流束最小截面是随流量而变的，因而很少采用。
10.8
答：不正确。油的黏度与水的黏度不同、密度不同，相同流速产生的压差也不同。
10.9
答：为保证流体流到节流元件前达到充分的紊流状态，节流元件前后应有足够长的直管段。标准节流装置组成部分中的测量直管段（前10D后4D，一般由仪表厂家提供）是最小直管段L的一部分。由于工业管道上存在各种弯头、阀门、分叉、会合等局部阻力件，他们会使平稳的流速受到严重的扰动，需要流经很长的直管段才能恢复平稳。因此，节流元件前后实际直管段的长度要根据节流元件上下游局部阻力件的形式、节流元件的形式和直径比β决定。
10.10
答：容积式流量计的主要优点是：测量精度高，其基本测量误差一般可达±0.1%~±0.5%或更高，而且计量特性一般不受流动状态影响，也不受雷诺数限制，常用在昂贵介质和需要精确计量的场合；安装管道条件对流量计的测量精度没有影响，故流量及前后无直管段长度要求；特别适合高粘度流体介质的测量；测量范围度较宽；直读式仪表，无需外加能源就可直接读数得到流体总量，使用方便。
容积式流量计的主要缺点是：结构复杂，体积庞大，比较笨重，一般只适用于中小口径；大部分容积式流量计对被测流体中的污物较敏感，只适用于洁净的单相流体；部分容积式流
量计（如椭圆齿轮、腰轮、活塞式流量计等）在测量过程中会给流体带来脉动，大口径仪表还会产生噪声甚至使管道产生振动；可测量的介质种类、介质工况（温度、压力）和仪表口径局限性较大，适应范围窄。
对测量管道：安装管道条件对流量计的测量精度没有影响，故流量及前后无直管段长度要求。
10.11
答：对于层流，流速关系
????
????=????????[1?()2]
??在0.04m处u=1.4m/s，所以，管道轴心处流速为：
????????=
????1.4
==1.67??/?? ????20.042
1?(??)1?(0.1)平均流速是管中心最大流速的0.5倍(u=0.5??max)
所以瞬时体积流量为：
q??=????=0.5×1.67×(0.1)2×??=0.02618??3/??
10.12
答：
工作原理：涡轮流量计是基于流体动量矩守恒原理工作的。当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力距而产生旋转。在一定的流量范围内，对一定的流体介质黏度，涡轮的转速与流体的平均流速成正比，故流体的流速可通过测量涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算流体流量。涡轮转速通过磁电转换装置变成电脉冲信号，经过放大、整形后送给显示记录仪表，经单位换算与流量积算电路计算出被测流体的瞬时流量和累积流量。
结构特点：涡轮流量计结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大。
使用要求：涡轮流量计应水平安装，并保证其前后有足够长的直管段或加装整流器。要求被测流体黏度低，腐蚀性小，不含杂质，以减少轴承磨损，一般应在流量计前加装过滤装置。如果被测液体易汽化或含有气体时，要在流量计前装消气器。
10.13
答：
流体的瞬时流量：q??=??=25000=0.012m3/?? 5min内的累积流量：Q??=q??×??=0.012×5×60=3.6??3
??
300
10.14
答：流体振动式流量计的测量原理：