显示器:向观察者显示被测量数值大小的设备,亦称为二次元件或二次仪表。
传送通道联系仪表各个环节,为各个环节输入输出提供通路,可以是导线、管路(如光纤)及信号通过空间。
2.答:压电效应:它是正压电效应和逆压电效应的总称。习惯上常将正压电效应称为压电效应。压电效应产生的电荷同作用力之间有线性关系式 数。
正压电效应:当某些电介质沿一定方向受到外力作用而变形时,在其一定的两个表面上产生异号电荷,当外力去掉后,又恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。
逆压电效应:当在电介质的极化方向施加电场,某些电介质在一定方向上将产生机械变形或机械力,当外电场撤去后,变形或应力也随之消失,这种物理现象称为逆压电效应。
3.答:热电阻阻值的测量是通过给予一定的工作电流,测量出该电流流过热电阻时所产生的电压降来反映电阻值的。因此加入工作电流的大小对测量灵敏度影响很大,这就是所加工作电流不能太小的原因。但工作电流太大,在热电阻上的功率消耗就会增大,消耗的电功率转变成热能(称焦耳热)会影响被测温度场,造成测温的附加误差。
为压电常
4.答:振动测量指位移、速度和加速度的测量。所以,当需要进行位移幅值大小的测量时,就可以将位移传感器当作测振传感器来使用;
由于振动位移的测量属于动态测量,因此,当位移传感器动态特性较好时可以当作测振传感器来使用.
5.答:根据伯努利方程式,即理想流体绕物体流动位流理论,可知:
当流体不可压缩(密度为常数)时:其中、、、
==常数
是两个截面上流体的流速和静压力。
则:
这样,当用测压管测量出流体总压以求出流体流速。
以及流体静压时,即可
6.答:原理:在流体中放置一个由对称形状的非流线型柱体时,在它的下游两侧就会交替出现漩涡,两侧漩涡旋转方向相反,并轮流地从主体上分离出来,在下游侧形成“涡街”,称为“卡门涡列”。由于漩涡形成的振动波频率f与柱体附近的流体流速v成正比,与柱体
特征尺寸d成反比,因此,当柱体形状、尺寸确定后,就可以通过测量频率f计算流量。
优缺点:涡旋流量计压损小、结构简单、维护方便,不受流体压力、温度、粘度和密度的影响,对于大口径管道流量测量更方便,但要求直管段长。 正确使用要点:
A:不宜测量腐蚀性较强、含有悬浮物或纤维的流体;
B:口径选择:漩涡流量计量程比宽,选择时宜选择口径较小者。 C:应保证在漩涡发生体出不产生空穴现象,在发生体处由于节流现象而静压下降,当被
测液体静压低于该流体在工作温度下饱和蒸汽压时,液体汽化,这种暂时汽化现象为空穴现象。
D:仪表上游侧应有20D长、下游侧至少5D长直管段,直管段内壁不应有凹凸。
三.设计题(20分)
答:(1)电感传感器的基本特性公式是:
线圈匝数确定后,电感量L只与电感传感器的气隙长度和气隙截面积S有关。电感式传感器可分为变气隙长度和变气隙截面积两种。
当S=常数时,改变,电感量L与气隙成非线性关系。当很小时,灵敏度高,但测量范围较小。与气隙成非线性关系。当很小
时,灵敏度高,但测量范围较小。一般取(为
起始气隙),这样能保证传感器工作在近似的线性区域,通常的位移测量范围为0.001~1mm。
当=常数时,改变气隙的截面积,在一定的范围内,线性度很好,但是当S=0时,由于漏感的存在,使得电感量
,这样,当
时就无法测量。而且当量程范围增大时,也产生非线性的缺点。总之,上述两种传感器只适用于测量微小位移量。
(2)在测量大位移时,可采用具有可动铁芯的螺线管式电感传感器,它由线圈1和可动铁芯2构成。线圈中可动铁芯的移动使磁阻发生变化,线圈的电感量便随之产生变化。线圈的电感量L与铁芯的插入深度有一定的函数关系:
式中A、B为同线圈结构有关的常量。
画出可动铁芯的螺线管式电感传感器测量位移的结构图。