测试技术模拟题含答案

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1、12 温度的测量11-1单选题1、若采用相同材料构成热电偶的两个电极，那么，当两个接点温度不同时， 热电偶的两个接点之间，( )。(A) 仅接触电势为零；(B)总的热电势为零；(C)仅单一导体的温差电势为零；(D)有电势输出2、已知在某特定条件下材料 A 与铂电阻配对的热电势为 13mV, 材料 B 与铂配对的热电势为8mV，在此条件下材料 A与材料B配对后的热电势为 ()mV。(A) 5； (B)8； (C) 13； (D) 213、用一热电偶测量炉温时，当冷端温度T0=3OC时，实测电势为9.38 mV,在热电偶分度表中对应E(T, T0)的T=985C, T0=3OC。由T0=3OC查分

2、度表得 E(30C, 0) =0.17 mV，则实际的炉温T为()。(A) 热电偶分度表中9.55 mV对应的E(T，0)的T值；(B) 热电偶分度表中9.21 mV对应的E(T，0)的T值；(C) 1015C； (D) 955C4用镍铬-镍硅热电偶测量炉温时，冷端温度为T0=30 C,测得热电势 E(T,T0)=39.2 mV。由热电偶分度表，E(30,0)=1.2 mV。这时比较准确的炉温是热 电偶分度表中与( )对应的温度值。(A) 40.4 mV(B) 38.0 mV (C) 39.2 mV (D) 1.2 mV5 对一个测量炉温的热电偶，需要使用补偿导线。在以下说明中，不正确的 是(

3、 )。(A) 补偿导线把热电偶的冷端引至0 C或温度恒定的场所(B) 补偿导线连接在热电偶的冷端和显示仪表的中间(C) 在一定的温度范围内，补偿导线与热电偶具有相同的热电性能(D) 在一定的温度范围内，补偿导线与热电偶具有相反的热电性能 11-2填空题1、 根据测温传感器的使用方式，测温方法大体分为()式和( ) 式两种。2、 温标是温度的数值表示方法，是用来衡定物体温度的尺度。常用的有()温标、()温标和()温标，它们的单位分别是(C、F、K)3、铂热电阻的电阻比是水()时的电阻值与0C时的电阻值之比，它的值越高，表示铂丝的（ ）越高。12-3 简答题1、温标及其传递的主要内容是什么？ 通常

4、用纯物质的三相点、沸点、凝固点和超导转变点等作为温度计量的固定 点，并赋予固定点一个确定的温度。选定一种测温物质制成测温仪器，即温度计，作为时现温标的仪器。 用固定点的温度确定任意点温度的数学关系式，即内插公式。2、接触法测温和非接触法测温各有什么特点？ 接触式测温是使被测物体与温度计的感温元件直接接触，使其温度相同，便 可以得到被测物体的温度。接触式测温时，由于温度计的感温元件与被测物体相 接触，吸收被测物体的热量，往往容易使被测物体的热平衡受到破坏。所以，对 感温元件的结构要求苛刻，这是接触法测温的缺点，因此不适于小物体的温度测 量。非接触式测温是温度计的感温元件不直接与被测物体相接触，而

5、是利用物体 的热辐射原理或电磁原理得到被测物体的温度。非接触法测温时，温度计的感温 元件与被测物体有一定的距离，是靠接收被测物体的辐射能实现测温，所以不会 破坏被测物体的热平衡状态，具有较好的动态响应。但非接触测量的精度较低。3、简述热电偶测温的原理。 由两种不同的导体两端相互紧密地接在一起，组成一个闭合回路，当两接点 的温度不等（TT0 ）时，回路中就会产生电势，称为温差电效应，即热电效应。 工作端或热端温度T测量时，将其置于被测的温度场中。自由端或冷端T0在 测量时，其温度应保持恒定。这种由两种不同导体组合并将温度转换成热电势的传感器叫做热电偶。热电 偶产生的热电势EAB（T，T0）是由两

6、种导体的接触电势EAB和单一导体的温差电势 EA和EB所形成。4、热电偶测温的充要条件？ 只有当热电偶的两个电极材料不同，且两个接点的温度也不同时，才会产生 电势，热电偶才能进行温度测量。当热电偶的两个不同的电极材料确定后，热电势便与两个接点温度 T、T0 有关。即回路的热电势是两个接点的温度函数之差。5、即使温度敏感元件的精度很高，在气体温度测量中也会产生较大，试说 明产生误差的原因。因存在误差：表面温度传导误差：温度敏感元件将会向周围空气传热，此时 敏感元件就相当于散热片的作用。热传导过程对热电偶测温点就产生了一个明显 的温度误差；辐射误差：热量通过对流传输到传感器，同时，传感器的热量会辐

7、 射到管道壁；分离误差：由于粘滞效应，置于气流中的敏感元件表面的流体速度 会降低到 0。这样会使接点的温度升高，以至高于流动的流体的静态温度。6、为什么热电偶要进行冷端的温度补偿？冷端补偿方法有哪些？ 根据热电偶的测温原理，只有当热电偶的参考端的温度保持不变时，热电动 势才是被测温度的单值函数。我们经常使用的分度表及显示仪表，都是以热电偶 参考端为oc为先决条件的。但在实际使用中，因热电偶长度受到一定限制，参 考端温度直接受到被测介质与环境温度的影响，不仅难于保持oc,而且往往是 波动的，无法进行参考端温度修正。因此，要把变化很大的参考端温度恒定下来， 通常采用补偿导线法和参考端温度恒定法。7

8、、热电偶温度计与应变片的工作原理有什么差异？ 热电偶温度计基于热电效应，物性型，能量转换型； 应变片基于应变效应，结构性，能量控制型。8、测量温度的金属热电阻应具有什么特性？有哪些常用的材料？ 电阻温度系数的值要大。温度系数越大，灵敏度越高。纯金属的温度系数比合金要高。一般使用纯金属；其材料的物理、化学性能应稳定； 电阻温度系数要保持常数； 具有较高的电阻率，可以减少热电阻体积和热惯性； 材料容易提纯，确保较好的复制性能。满足以上要求的材料有铂、铜、铁和 镍，铂和铜应用较广。9、金属热电阻温度计和半导体热敏电阻各有什么特点？ 金属电阻温度计有正温度系数，线性好，稳定性好，可测 1000-120

9、0 oCR = R (1 + a t + a t2 + a t3)tt 0123半导体热敏电阻有负温度系数。灵敏度高，热敏电阻与温度之间近似指数关 系。12.4 应用题1、标准(参考)电极定律有何实际意义？已知在某特定条件下材料 A 与铂 电阻配对的热电势为 13.967mV, 材料 B 与铂配对的热电势为 8.345mV, 求出在 此条件下材料 A 与材料 B 配对后的热电势。解：如果已知热电偶的两个电极A、B分别与另一电极C组成的热电偶的热电势 为EAC(T, 和EBC(T, T0),则在相同接点温度(T, T0)下，由A、B电极组成的 热电偶的热电势EAB(T, %)为Eab(T，To)

10、= Eac(T，To)-Ebc(T，To)这一规律称为标准电极定律，电极C称为标准电极。在工程测量中，由于纯铂丝的物理化学性能稳定，熔点较高，易提钝，所以目前常将纯铂丝作为标准电极。标准电极定律使得热电偶电极的选配提供了方 便。材料 A 与材料 B 配对后的热电势：EAB= EACEBC=13.967-8.345=5.622 mV2、热敏电阻的电阻值RQ与被测量温度K之间的关系为Rp - 0.0585 exp( 3260 )09用这个热敏电阻和三个电阻组成电桥，如图 12.1 所示。要求该电路的测量范围 为050 C，相应的输出电压为05 V，并且输出与输入之间的关系尽可能地近 似于线性。拟设

11、计一个输出端对称电桥，试确定三个电阻的阻值和电源电压u0。解：为了输出与输入之间的关系尽可能地近似于线性，令量程的端点和中点保持 线性。热敏电阻在这三点的电阻分别为：3260QR - 0.0585 exp( ) - 8979 Q02733260QR - 0.0585 exp() - 3297 Q2525 + 2733260R - 0.0585 exp() - 14145050 + 273热敏电阻在25 C和50C的电阻变化量分别为电桥的输出电压AR25AR50-R R - 3297 8979 - 5682250-R R - 1414 8979 - 7565-A RR=u240 (R + R )

12、(R + R )4R R R R-u口2 旷0 (R + R )(R + R )1234123令电桥输出端对称，即 R1=R4， R3 =R0 ，输出电压可写成 A R R u = u21BD0 (R1 + R2)(R0 + R1)分别代入25C和50C时的热敏电阻和输出电压值，有：uBD500u =2.5(R1 + 3297 )(8979 + R 1) 0型ju =5解方程组，得：(R1 + 1414 )(8979 + R 丿 0R1=2337Qu0=12V于是，三个电阻分别为R1= R4=2337 Q, R3=8979 Q,电源电压为12 V。3、一个铂热电阻应用于0200C的范围，其电阻

13、值R Q与温度t C之间的 关系为RT=R0(1+At+Bt2)。已知该热电阻的电阻比W(100)=1.3910, R=100。在 t=200 C测得R200=177.03 0。试确定系数A, B的值，当t =100 C时的线性误差。解：当 t=100 C，R100=W(100)R0=1.39X100=139.1 0把已知数据代入电阻与温度的关系式，有139.10=100(1+100A+1002B)177.03=100(1+200A+2002B)解方程组，得A=3.97X10-3 OC-1B=-5.85X10-7 C-2100 C时，热电阻的线性值R100匸=100 + 177，03 = 13

14、8.515 C2这时，线性误差为R R 139 .10 138 .515丫=iw吋=0.076 = 0.76%R R177 .03 100200 04、图12.2所示为三线热电阻电桥电路，其中Rr为一个铂热电阻；Rl1，RL2电源电压u0=6 V,输出电压uBD=-1 V。如果和RL3分别为导线电阻。在0C时，热电阻的电阻为100 Q,并且电桥处于平衡 状态。已知电阻Q；(1) 忽略导线的电阻；(2) 导线的电阻值均为 2Q； 试求热电阻的电阻值。解：(1) 电桥的输出电压的公式为对应代入数值，有R R R Ru =1 3T4uBD (R + R )(R + R )01T 34解得：100 X 100 R X 1001 - T 6(100 + R )(100 + 100 )TRt=200 Q(1) 同理，电桥的输出电压(R + R ) R (R + R ) Ru = 1廿 3T日 片uBD (R + R + R )(R + R )01L1T 34对应代入数值，有解得：(100 + 2)100 (R + 2)1001 - T 6(100 + 2 + R )(100 + 100 )TRt=201Q