上海理工大学08-09测控参考答案-动力工程测控技术

1B上海理工大学2008/2009学年第一学期动力工程测控技术课程试卷（A）授课班级___________参考答案一、基础知识选择题：（每空格1分，共33分）１．当系统误差比随机误差大时，a可以发现线性变化的系统误差的存在。(a)离差观察法(b)增加测量次数（c）用格拉布斯判据（d）用t分布２．用三个测角仪分别多次测量三角形的三内角之和，得到三组测量结果，每一组测量是等精度的，在这些测量中，b的准确度相对较高，c的精密度相对较高。(a)177.48±2.82(b)180.01±2.75（c）181.28±0.14３．某压力容器，其正常工作压力范围为0.6~0.9Mpa，工艺要求就地测量压力，且测量误差不大于被测压力的4%，为保证敏感元件能在其安全的范围内可靠地工作，最大工作压力不应超过仪表满量程的c，为保证测量的准确度，最小工作压力不应低于仪表满量程的a，因此应选择弹簧管压力表的量程为e，准确度等级为h。(a)1/3(b)1/2（c）2/3（d）0~1.0MPa（e）0~1.6MPa（f）0~2.5MPa（g）1.0级（h）1.5级（i）2.5级４．传感器静态校准的标准环境温度条件是b，校准的重复次数不少于c。(a)0±5℃(b)20±5℃（c）3（d）1５．有一子样，子样容量为n=7，母体属于正态分布。用子样平均值x估计母体平均值m，按正态分布估计有P{x-0.98mx+0.98}=0.95。如用t分布估计，当与上式的置信区间相同时，其置信度比上式b；当与上式的置信度相同时，其置信区间比上式a。(a)大(b)小（c）一样（d）不能确定６．在一元回归分析中，线性相关系数等于零，c说明两者一定无相关关系；光凭线性相关系数等于0.41，c判断两者一定线性不相关。(a)能(b)一定（c）不能７．采样获得的信号是时间上b的d信号，采样定理要求采样频率必须大于或等于原信号频谱中最高频率的e倍。(a)连续(b)离散（c）数字（d）模拟（e）2（f）5（g）10８．利用壁面静压孔测量气流压力，孔的d对测量结果产生影响。（a）直径（b）轴线方向（c）形状（d）直径、轴线方向和形状９．传感器的标定属于c。（a）直接测量（b）间接测量（c）组合测量10．某长度测量值为0.12m，换成毫米表示时应为bmm。（a）0.012×104（b）1.2×102（c）12011.信号源地线串联接地比并联接地要b；信号源独立地线一点并联接地适合于d信号。（a）好（b）差（c）高频（d）低频2B12.设BxAyˆ，按最小二乘法的回归原则就是各组测量值（xi,yi）在y方向上对于回归值yˆ的偏差的b最小。（a）代数和(b)平方和（c）绝对值的和13.等精度条件下，重复测量15次，按5%的危险率用格拉布斯判据检查有无异常数据，发现第3和第9个测量值超标，并且第9个测量值超标更大，则第3测量值b是异常数据；如果剔除了第3和第9个测量值，则其它的测量值b不是异常数据。（a）一定（b）不一定14．将输出量的一部分或全部按一定的方式送回到输入回路，来影响输入量的连接方式称作a。过渡过程曲线的第一个峰值与新稳定值之差称作b。（a）反馈(b)超调量（c）时间常数（d）余差15．“对同一准确度的仪表，量程越小，绝对误差也越小”的说法是a；“对t分布而言，自由度越小，中心值越低，分散度越大”的说法是a；“真值是一定不可知道的”的说法是b。（a）正确的(b)错误的（c）不一定的16．对二阶系统的频率响应，阻尼比小于1且输入与系统固有频率相同时的幅频特性为c；对二阶系统的阶跃响应，阻尼比大于1时的动态特性为b。(a)衰减正弦振荡(b)不发生振荡（c）发生谐振17．c的设定与工质无关。水的冰点和沸点间，华氏温标的分度是e度。(a)摄氏温标(b)华氏温标（c）热力学温标（d）100（e）180（f）32（g）212二、简答题（共22分）1．简述3个流量测量仪表或者传感器的原理？（10分）（略）（10分）2．从原理、系统组成和应用场合三方面比较热电偶与热电阻测温有何不同？（12分）答案：热电偶是利用两种不同导体组成的闭合回路，由于接触电势和溫差电势与两接点所处温度有关，而在回路中产生热电势，该热电势与温差一一对应，从而可利用测热电势来测温度；热电阻则利用大部分的导体或半导体的电阻值随溫度的升高而增大或减小的性质通过测阻值变化来测温度。（4分）两种测溫系统的主要区别主要表现在：1）信号形式不一，所以变送器以及至显示仪表的输入电路形式也不同。2）热电偶变送器和仪表一般都需要冷端补偿，而热电阻则不需要，其只要作为一个测量电桥的桥臂即可。3）从热电偶接线盒到变送器或显示仪表的引线应该是与热电偶配套的补偿导线，在连接时应尽可能减小接触电势，减小两导线连接端的溫差；而热电阻接线盒到变送器或显示仪表的引线可以是一般的导线，但应尽可能减小引线电阻（并保持恒定），减小引线间的接触电阻或接触电势。4）热电偶是自源传感器，而热电阻测量电阻要借助外加电源。（4分）应用上，热电阻与热电偶相比在同样温度下，输出信号大，容易测量，测温上限不及热电偶高，但0℃下反应较灵敏，适宜测低温；热电阻的感温体结构复杂，体积较大，热惯性大，抗机械冲击和振动能性也较差，不适宜体积狭小之处或瞬变化的温度测量，热电偶与温度的线性度也比热电阻好些。（4分）三、计算题（共25分）１．用一只镍铬-镍硅热电偶测量炉温，已知冷端温度10℃，当将热电偶从10℃的室温突然插入244℃的炉内时，经过3s测得的热电势为4.344mV，求该热电偶的时间常数。{热3B电势（mV）-温度（℃）：0.397mV-10.0℃；4.344mV-106.0℃；4.741mV-115.6℃}（10分）解：E（t=10℃）=0.397mVE（3s）=4.344+0.397=4.741mVT（3s）=115.6℃（5分）T∞=244.0℃由T3s=T0+（T∞-T0）（1-e-3/τ）τ=5（s）（5分）２．用一距离传感器测量一矩形的面积，传感器的技术指标指出其最大允许误差为±δ，经计量鉴定合格，自由度为ν[B]，可以设测量值在该区间的概率分布为均匀分布（k=1.73）。该传感器在矩形的长度方向和宽度方向分别测量了n次，读数分别为A1~An和B1~Bn，按5%的危险率用格拉布斯判据检查，无异常数据。请写出要求报告95%置信水平下的测量结果的步骤与公式。（15分）（略）（15分）四、设计题（共20分）某小型地面液体火箭发动机试验台的测控系统，选用了一路应变式力传感器(用电桥电路变换)、二路压电式压力传感器(用电荷放大器变换)、一路热电偶(用温度变送器变换)、一路涡轮流量计(用计数器)，画出相应测量系统框图，并作说明。如果其中准确度要求最高的一路量程范围为0～103，热工仪表输出为线性，要求分辨率为5，该测量系统应该选择Ａ／Ｄ的最小位数是多少？如果该路测量值为780，写出Ａ／Ｄ转换后相应的二进制码。（20分）答案：①参考教材P265，学生自行设计的合理也可。②解：35(21)107.68078010000255780255198.91991000199711000111nnxxCHB转十六进制转二进制最小选择位；模拟量十进制：，，编码后十进制：，，