分别用3 ?准则和肖维耐准则判断有无粗差,并求该测量的计算平均值 x,标准差 ?和极限误差? ,写出测量结果表达式。
1n120解:n=20,平均值x =?xi?xi?324.11, ?ni?120i?1
剩余误差:Vi?xi?x ,即: -0.03 -0.08 -0.09 0.07 -0.08 -0.1 0 0.01 0.03 -0.03 -0.04 0.05 0 0.01 0.03 -0.05 0.08 0.1 0.12 0.03 1n2标准差? =Vi?0.064,标限误差?max?0.12 ?n?1i?1
(1)3?准则:3?=0.192,Vmax?0.12?3? 因此该组数中无坏值。 (2)肖维耐准则:依表3-1可知n=20时,k??0=2.24 ??k??0.14336,Vmax?0.12?k?,故该组数中无坏值。
极限误差?max?0.12,测量结果:x0?x?324.11
8.用一温度计测量某介质温度,40%的读数误差小于0.5 ,用线性插值法估计该温度升的标准差,并计算误差小于0.75 的概率。
2解:(1)??(z)?p{|?x|?z?}=2??z0e?z22dz?2?e??z?z22dz?1,
z?0.52z?0.53 由此推得0.7时,z?0.5205
0.6985 0.7019 由已知条件知?(z)?0.4, 查概率积分表得:
????e?z22dz?0.7
时z=0.5205,
?z??0.5?0.5205??,得:??0.96?1 (2)z??0.75,得:z?0.781 查表得:z?0.78时,
??(z)=2?0.7823?1=0.5646 即误差小于0.75,概率为0.5646
9.现有精度等级为1.5A级,2.0B级和2.5C级的三块仪表,测量范围分别为
0?100℃,?50?550℃和?100?500℃ ,现需测量500 ℃左右的温度,要求
测量的相对误差不超过2.5%,选用哪块表合适? 解:根据测量范围,选择B,C两块表,A表排除。 B表:q=2%=0.02=
?max S ??max?0.02?[550?(?50)]?12℃ ??max?12?0.024?2.4%?2.5% 500 故B表合适。 C表:q=2.5%=0.025=
?max S ??max?0.025?[500?(?100)]?15℃
??max?15?0.03?3%?2.5% 500 故C表不合适。
综上所述选用B表即2.0级,量程 的仪表。
10.检定一台测量范围为 的位移测量仪表,结果如下: (1)试画出上下行程的输入输出特性曲线; (2)求该仪表的线性度(以上行曲线为例); (3) 确定该表的回差(迟滞误差) 解:已知数据:
位移/mm 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
上行程示值/mm: 0 0.34 0.69 1.06 1.41 1.77 2.04 2.45 2.81 3.20 3.67 4.07 4.37
下行程示值/mm: 0 0.40 0.77 1.14 1.52 1.90 2.27 2.65 3.02 3.38 3.72 4.06 4.37
54.543.532.521.510.500123456
(1)如图所示,上下行程曲线 (2)LH?(3)?h?
11.概述膨胀式温度计的工作原理与主要特点:
答:膨胀式温度计是利用物体热胀冷缩的性质来测温的。
主要特点:玻璃液体:结构简单,使用方便,测量精度高,价格低廉;测量上限和精度受玻璃质量的限制,易碎,不能远传。双金属;结构紧凑,牢固,可靠;测量精度较低,量程和使用范围有限。
12热点偶有那些特点?用普通导线和补偿导线作热电偶的延长线,效果有何不同?试证明补偿导线的补偿作用。
答:热电偶的特点有:测量精度教高,性能稳定;结构简单,易于制造,产品互换性好;将温度信号转换成电信号,便于信号 远传和象现多点切换测;测量范围广,可达-200~2000℃,形式多样,适用于各种测量条件。选用补偿导线要求其在一定温度范围内与所连接的热电偶具有相
?Lmax2.04?0.7199?3???0.01995?100%??2% Ymax6?Hmax2.27?2.04??3.8% Ymax6同的热电特性,型号相配,极性连接正确。补偿导线的作用证明: 如图所示:回路中电势为: E=Eab(t,t1)+Ecd(t1,t0)
由补偿导线的性质得:Ecd(t1,t0)=Eab(t1,t0) ∴E=Eab(t,t1)+Eab(t1,t0)=Eab(t,t0)
补:用普通导线做热电偶得延长线要求引入两端得温度相同热电势不同,故一般接热电偶的冷端,因此冷端温度依然是现场温度。而用补偿导线却可以将冷端温度现场温度分开,利于测量。
13用两只分度号为K的热电偶测量A区与B区的温差,连接方法如图3-79所示。若
(1) tA?220C0 , tB?20C0 (2)tA?200C0, tB?500C0
试分别求两种情况下的示值误差,并解释为何与实际温差不同. 解:查热电偶分度号表:
K型热电偶:20℃ 200℃ 220℃ 500 E: 0.798mv 8.137mv 8.937mv 20.640mv (1) ΔE=8.938-0.798=8.140mv
反查K热电偶分度号表: 201℃-----8.177mv 内析求得: Δt=200.075℃ (2) ΔE=20.640-8.137=12.503℃
反查K分度号表:307----12.498℃; 308----12.539℃ 内析求得: Δt=307.12℃
分析原因:低温度下热电势与温度线性关系较好,高温时误差较大。
14.用分度号为S的热电偶与动圈仪表构成的测温系统,冷端补偿器的平衡点温度在20℃ .图3-80中,t=1300℃, t1=80℃ ,t2=25℃,t0=30℃;动圈仪表的机械零位为0℃,试求: (1)仪表的示值温度是多少;
(2)如何处理可使示值与实际温度相符; (3)把补偿导线改为铜线时,示值变为多少?
解:如图所示:
(1)查S型热电偶的分度号表: t/℃ 1300 30 25 E/mv 13.155 0.173 0.142 由E(t,t0)=E(t,0)-E(t0,0) 即 E(1300,30)=E(1300,0)-E(30,0) =13.155-0.173=12.982mv
查表,12.982mv时对应的温度为t=1286℃, 即仪表显示的温度为1286 ℃ 。
(2)由于补偿电桥是在20℃时平衡的,因此须将仪表的机械零位预先调到20 处,即可使示值与实际温度相符。 t0?t1?80C0(3)若将补偿导线改为铜线,则 ,
则E(1300,80)=E(1300,0)-E(80,0)=13.155-0.502=12.653mv 查表12.653mv时对应的温度为t=1258.5℃, 即示值变为1258.5℃。
15.用分度号为Cu50的热电阻测得某介质的温度为84℃ ,但经检定,该电阻R0=50.4Ω,电阻温度系数α=4.28×10-3/℃.试求介质的实际温度。
解:∵在-50℃~150℃ 的范围内,铜电阻与温度是线性关系:
Rt?Rt0??1???t?to???
查得他t=84℃时R=67.97Ω 即:
16.用U型管压力计(封液为水银)测温度管道中水的压力。压力计在管道下面1.5M(至肘管端口)处,压力计同大气一侧肘管内水银面距口80mm,两管水银面高度h=140mm,求水的表压力(Pa)
?367.97?50.4??1?4.28?10?t?0????
t?81.5C0