测试技术练习复习 16页

一、填空定义主要选择原则量程测量的最大输入量和最小输入量的范围。被测参数最好是在量程的三分之二的附近；尽量避免工作在测量下限的三分之一范围内工作。精度等级仪表误差的折合值PA去掉百分号后的数字。普通仪表（定性分析）：1.02.5；精密仪表（定量分析九0.02~0.05o分辨率表示仪表可能检测出被测参数最小变化的能力，即灵敏度极限，与输出无关。分辨率<仪表允许的绝对误差值的一半。工作频率指在满足一定技术要求下，用于动态测试装置的能够正常工作的频率范围，由说明书给出。工作频率范围愈宽，动态特性愈好。响应时间仪表从接触被测参数后，示值上升到实际值90.%的时间。响应时间愈小，响应愈快，动态特性愈好。二、按误差产生的原因，测量误差可分为哪几类？试分析它们产生的原因和减少及消除办法?疏失误差、系统误差、偶然误差（随机误差）。2、疏失误差：1）读取或记录测量数据时疏忽大意造成的误差。2）加强责任，改造记录装置；拉伊特准则舍除。3、系统误差：1）产生的原因（1）仪表使用不当造成的人员误差：安装、调试、布置、技术、身理；（2）仪表本身不够完善：理论误差和器械误差；（3）环境误差（T、.P的变化）：如热电偶的零端漂移。2）消除办法（1）引入适当的修正值；（2）消除来源；（3）增加补偿装置。4、偶然误差:1）产生的原因（1）仪表内部的不规则变化；（2）周围环境的微量随机变化（T、.P、振动磁场等）；（3）末位读数估计的波动；（4）被测参数受统计规律制约。2）消除方法\n（1）增加测量次数m取算术均值：\n（2）用概率与统计方法处理。三、某压力测量装置的示值范围为0〜50MPa,其最大误差为土0.6MPa,试确定该装置的精度等级？如示值范围不变,要求示值的最大误差为±0.3MPa,请选择压力测量装置的精度等级？答：仁由引用误差（仪表误差九Pa=仪表指示值的最大绝对误差量程范围X100%=0.6/50*100%=1.2%仪表的实际精度等级为1.2,按国标该装置精度等级应定为1.5。2、由引用误差（仪表误差〉:Pa仪表指示值的最大绝对误差量程范围X100%=0.3/50*100%=0.6%仪表的实际精度等级为0.6,按国标应选用精度等级为0.5的压力测量装置。测试技术第2次测验班级:姓名:序号:1234一、画出微型探测开关《干簧管〉的结构示意图，说明它的工作过程?答:1v2、弹片触点的开启与闭合受控于外磁场的强弱变化和相对位置的改变，磁场的来源：O永久磁铁；2）电磁铁。\n当磁场强度较弱时（如磁铁向左右或下移动时），弹簧片磁化较弱，弹性预反力F弹>磁性吸力F磁，两弹簧片的触点开启。当磁场增强（如磁铁向中心或上移动时），弹簧片被强行磁化，磁性吸力F磁〉F弹预反力，两簧片触点闭合。二、填空项目金属电阻应变片半导体应变片工作原理尺寸效应压阻效应灵敏度灵敏度低，但线性度好，测量范围宽。灵敏度高，但非线性（离散度大），测量范围窄。主要缺点横向效应大f机械滞后大）环境影响大，灵敏度离散，非线性。三、下图为变隙电感式压力传感器结构图，试分它的工作原理和特点。答：工作原理：当膜盒受液压P作用时，膜盒膨胀，带动衔铁向上移动，改变衔铁与铁芯之间的间隙6（减小），由电感量L与间隙6之间的关系：L—胪“人25可知，电感量L与间隙6成反比；随着液压P增加，间隙6减小，电感量L增大，因此可通过测量电感量L的大小，来确定液压P的大小。1、特点：灵敏度高、但非线性严重；量程窄，适于较小位移的测量；衔铁自由行程小，制造装配困难。\n四、YGJ系列油管现场无损检测装置，利用漏磁场原理定量对油管表面及内部的裂纹、孔洞、腐蚀坑及沟槽等缺陷进行\n计算机化无损检测。试分析裂纹、孔洞、腐蚀坑及沟槽等缺陷检测的工作原理和该方法的特点。答：探头一般为霍尔元件，其漏磁检测工作原理图如下：2、工作原理：永久性磁铁使管道磁化，当管道有裂纹、孔洞、腐蚀坑及沟槽等缺陷时，在缺陷处出现漏磁现象，漏磁通的强度与缺陷的大小成比例；而漏磁通的强度可通过霍尔元件，利用霍尔效应，转换成一个脉动电压信号(霍尔电势V„=KhixB),此信号经放大，滤液等变换后进入计算机分析，即可识别出管道缺陷。3、特点:结构简单，体积小；频带宽，动态特性好；寿命长；易于实现自动化控制；适合于中小型管道。但检测的管壁不能太厚，干扰因素多，空间分辨力低；对平滑严重的缺陷的灵敏度低；材料杂质会出现虚假数据。五、什么是压电效应？下图为压电式超声波测厚仪，试分析其工作原理和特点。答：1v压电材料在外力的作用下，产生机械变形的同时，在其表面上出现电荷，形成电场的现象。\n2、工作原理示意图如下:4>当给压电式超声波探头施加一定频率脉冲电压时，压电材料会发生电致伸缩效应（逆压电效应〉，产生超声波向被测工件中发射和传播；当超声波达到底面时会反射回来，并被超声波探头中的压电材料接收，利用压电效应将其转换成电压信号；发射信号和接收信号经放大、检波后由CPU接受，同时计算出超声波从发射到接收来回行程的时间t,再由“位移二速度X时间”的关系，可得到其厚度H=1/2Cxto3、特点：灵敏度高；设备简单，成本低；对人身体无害；但空气衰减大，需很好地耦合。测试技术练习一、什么是电桥？电桥的调理功能有哪些？•是将电阻、电感、电容等参量的变化变为电压或电流输出的一种测量电路。•将电参数转换成电能量参数;调制（将缓变信号转换成高频信号〉。二、什么是滤波器？它的分类及作用？•分离干扰噪声，提高信噪比；•滤掉被测信号中不感兴趣的频率信号；•对动态信号进行频谱分析（幅值、相位与频率的关系儿三、为什么传感器输出的信号一般不直接进行放大，而需调制和解调？①缓变信号测量时，电路易产生漂移和衰减，极间耦合复杂，传递困难；②传感器输出信号微弱，需要放大和阻抗变换；便于信号的远距离传输；③电参数需转换为电能量；④去掉噪声信号的干扰，提高信噪比；⑤频率信号宽时，需分离出所需频率，作频谱分析；⑥将模拟信号转换成数字信号\n四、什么是调制和解调、其目的是什么？•调制是指将微弱的缓变信号转换成高频交流信号；•解调是指从放大器的高频交流信号中取出放大了的缓变信号。•目的是便于信号的传输与处理。五、画出动态应变仪的调制、解调系统的示意图（含波形图），并说明每一部分的作用？答:电桥：调幅作用（提高信号的变化频率〉；放大：放大原有信号；相敏检波：解调作用（利用二极管单向导导通的作用将电路输岀极性换向，检测岀输出信号的幅值和极性）;低通滤波：滤掉信号中的高频信号；振荡器：供给等幅高频振荡电压。测试技术第5次测验班级:姓名:序号：一、常用压力表分为哪几大类？如何选用压力表量程？试分析电感式和电容式差压计的工作原理（画图）。答：1、液柱式压力表、弹性式压力表、活塞式压力表、电测式压力表。2、被测压力波动较大或测脉动压力：最大工作压力不应超过仪表满量程的2/3；•为保证测量准确度：最小工作压力不应低于满量程的1/3；•优先满足最大工作压力条件。3、电感式差压传感器工作原理：膜片2d关系式可知，Li减小，L2增加；通过电桥（或调频、调幅等）电路当R大于P2时，膜片向下移动，由\n转换成电压来测量AP,得到流量的大小。\n•电容式差压传感器工作原理:关系式可知，C1减小，C2增加；通过电桥（或调频、调幅等）电路当P（大于P2时，膜片向下移动，由转换成电压来测量AP,得到流量的大小。二、热电偶温度计由哪几部分组成？在使用热电偶温度计应注意哪些事项?答：热电偶、测量仪表、补偿导线等组成。2、（1）必须使外接回路的总电阻R为一定值，住在表盘上，所以，使用时，需调整R与表盘数值相同，否则会带来系统误差。（2）仪表分度号应于配的热电偶的分度号相同，分度号标注在表盘上;热电偶、测量仪表、补偿导线等连接时，正接正、负接负。（3）精度应能满足要求：精度只能达到1级。三、常用流量计分为哪几大类？画出工作原理图，详述差压式流量计、电磁式流量计和涡轮式流量计的工作原理、特点和应用范围。1、容积式、差压式、涡轮式、电磁式、转子式、涡街式、靶式等流量计。2、差压式流量计：工作原理示意图:•工作过程:1）当液体Q流经节流装置时，因流速增加导致动压能增加，而静压能下降，在节流装置上下产生一压力差AP：=0・1252©・£・〃2gocVap由上式知，当a、\n,因此可以通过测量AP来确定Q。2)AP可采用电感式和电容式差压传感器测得。关系式可知，L1减小，L2增加;•电感式差压传感器工作原理：由于P1大于P2膜片向下移动，由厶=关系式可知，C1减小，C2增加;•电容式差压传感器工作原理：由于P1大于P2膜片向下移动，由申容狩匕•电感和电容的变化可通过电桥(或调频、调幅等〉电路转换成电压来测量AP,得到流量Q的大小。•特点和应用:(1)结构简单，使用寿命长；(2)适应性强，几乎能测量各种工况下的流体流量，如高温，高压；(3)但不适合流体状态变化(T、P)频繁和低速流体的测量。3、电磁式流量计：1)工作原理:\nE=B・D•v(GJ{cm)(cmIs)Q=v・A=—D2-v=—-—xDxlQs44B=KExEx可用配关系可知，呈直线关系。益蟲送器转换成电信号输出（0^1OmA,r20mA）,显示和记录被测流量的大小。2）特点和应用:（1）压力损失小，量程比宽；（2）呈线性，刻度均匀；（3）与流体状态和性质无关；（4）易控制，动态特性好（无可动部件）（5）成本高，结构复杂，受外界磁场的影响大;\n（6）适合于导电液体的流量测量，即含浮粒子的污水，矿浆，泥浆，酸碱盐等溶液，原油等。4、涡轮式流量计1）工作原理:\n1-导流器2-外壳3-轴承4-涡轮5-磁电转换器当液体以一定流量Q流过涡轮时，涡轮将转动，其转速N与流量Q成比例，因此可通过测量转速N来确定液体的流量Q大小；涡轮的转速N通过磁电式传感器，转换成脉动电压输出，其输出频率f与涡轮的转速N成正比，而输出电压的频率可经鉴频器（F/V）转换成电压输出显示。因此，通过测量输岀电压的频率f来确定Q。2)特点(1)精度咼,般为0.5级，最高可达0.2级；（2〉可作油品计量仪表；（3）一般需加装过滤器或消气器。四、无损检测方法有哪些？试分析各种无损检测方法的特点。1v分类：①射线探伤；②超声波探伤；③磁粉探伤；④渗透（着色）探伤；⑤声发射探伤。2、射线探伤的特点：①能直接地观地显示缺陷的影象；②易于对缺陷定性、定量和定位分析；③灵敏度高；④底片能永久性保存；⑤穿透能力强；⑥对体缺陷容易检查出来，而对垂直于射线方向的面缺陷很难查出，需改变照射方向；⑦设备笨重，射线对人有害。3、超声波探伤的特点：1）优点①灵敏度高，缺陷检出率大于80%以上；②设备简单，成本低；③对人身体无害；④并能对缺陷作定性、定量和定位分析；⑤便于实现现代化的信息处理与计算机自动控制。2）缺点①不直观，技术难度大，易受主客观条件的影响；②空气衰减大，需很好地耦合。4、磁粉探伤的特点：①表面或近表面缺陷（磁性材料）；②直观显示缺陷位置、大小、形成严重程度；③不适用于检查非缺磁材料（奥氏体不锈钢、有色金属、非金属〉。5、渗透探伤的特点：①各种材料（除疏松和多孔材料）；②表面开口缺陷；③操作简单，成本低，快速；④表面质量要求高，但不能确定缺陷深度。6、声发射探伤特点：①动态时实、全面；②确定缺陷萌生与发展的速度；③不能发现“静态”缺陷，不能显示整个试件材料中的全部“静态”缺陷的分布状态。五、某地下原油长输管道工作几年后，需要对其腐蚀情况进行全面诊断，请选择合适的检测方法，并叙述其工作原理。1、漏磁通式智能检测爬行机：1）结构:\n工作原理示意图2）工作原理：•探头一般为霍尔元件，其漏磁检测工作原理图如下:•工作原理:永久性磁铁使管道磁化，当管道被油品腐蚀时，在腐蚀处出现漏磁现象，其漏磁通的强度与腐蚀的程度成比例；而漏磁通的强度可通过霍尔元件，利用霍尔效应，转换成一个脉动电压信号（霍尔电势Vh=K«ixB）,此信号经放大，滤波等变换后进入计算机分析，即可识别出管道腐蚀程度。2、超声波式智能检测爬行机:1）结构:图3超声检抵机的基本结构示懿2）工作原理根据超声液发射至接收的时间波形，确定管道的腐蚀和变形情况。\n图2超声波法检测管道可根据d2的变化情况（d2减小），确定管壁受蚀的程度和位置；也可根据&的变化情况，判断内外壁的腐蚀程度和变形情况。