1、工程測試技術復習要點（注意：劃線和加粗字體重點關注，未劃線內容也需要看一看，以防萬一）第一章：儀器的精度（見課本第5 頁）（計算題） = max/A o× 100%其中，是儀器的精度， max是儀器所允許的最大誤差， Ao 是儀表的量程。 注意， Ao 計算時，測量范圍不等于量程 ，考慮一般在正常工作時不能超過上限的 70%，所以要用測量范圍除以 70%得到量程。例如， =0.2%時，儀表的精度等級為0.2 級。儀表的精密度 表示測量值隨機誤差的大小 和對同一量測量值的離散程度 。（選擇題）多次測量誤差的計算：（見課本 911 頁，第 14 頁）（計算題）標準誤差：（測量次數足夠多時

2、）實際中，此時的均方根誤差為：則算數平均值的標準誤差為具體求法參照課本例題（14 頁例 2），此處不具體敘述。第二章：熱電偶測溫原理與計算（中間溫度定律）：（見課本第 22 頁）（計算題）當一支熱電偶的接點溫度分別為T1，T2 時，其熱電勢為 EAB(T1，T2) (E 1) ；在接點溫度為 T2 和 T3 時，熱電勢為 EAB(T2， T3)(E 2) ；則在接點溫度為T1 和 T3 時，該熱電偶的熱電勢 EAB(T1，T3) (E3) 為前兩者之和，即EAB(T1， T3) = EAB(T1，T2) +EAB(T2，T3)具體使用方法參考課本例題（ 22 頁舉例）。測量鍋爐爐膛內的溫度（1

3、300 度左右 ）可采用 銥銠銥熱電偶、鉑銠 30鉑銠6 熱電偶 。（選擇題 ）熱電阻溫度計計算：參照課本練習題（ 55 頁第 7 題），需要如下知識點：銅電阻的電阻與溫度關系如下：Rt =R0(1+At+Bt 2+Ct3) ，式中 Rt ，R0 是銅電阻的溫度分別為 t 和 0°C 時的電阻值。若在 0100°C 溫度范圍，則可以用此公式：Rt= R0（1+t ），其中 =R100/R0 為電阻溫度系數。 R0 的大小根據分度號的下標來判斷，下標帶有的數字就是 R0 的值，如 Cu50 的 R0 值為 50 歐，而分度號為 G 的為 53 歐。根據相關參數即可進行計算。熱

4、電偶電路（串，并，反） ：（見課本 29 至 30 頁）（簡答題）測三點平均溫度用并聯 ，1000 度左右高溫 選鎳鉻 - 鎳硅（鎳鋁）熱電偶 ；測兩點間的溫差用反接 ，-100 度左右低溫 用銅- 銅鎳（康銅）熱電偶 。熱電阻測溫線路（三線制電橋線路、 四線制測量線路可以消除引線電阻帶來的誤差）：（電路圖和工作原理 見課本 41 頁）（簡答題 ）熱電偶冷端溫度補償的原因和方法： （見課本 2226 頁）原因：熱電偶熱電勢的大小只在參比端（冷端）溫度為恒定和已知時，才能反應測量端的溫度。 在實際應用時， 熱電偶的冷端總是放置在溫度波動的環境中， 或是處于在距熱端很近的環境中， 因此冷端溫度不可

5、能為恒定值， 測量的值也就不是正確的。為消除冷端溫度對測量的影響，可采用如下方法：（一）補償導線法：用補償導線代替部分熱電偶絲作為熱電偶的延長部分，使參比端移到離被測介質較遠的溫度恒定的地方。（二）計算修正法（三）冰浴法：將參比端直接置于0°C 下而不需進行冷端溫度補償的方法。（四）儀表機械零點調整法：如果參比端溫度經常變化，此法不宜采用，一般用于要求不高的測量中。（五）參比端溫度補償器（六）多點冷端溫度補償法：利用多點切換開關可把幾支甚至幾十支同一型號的熱電偶接到一塊儀表上，這時只需一個公共的冷端補償器即可。第三章：絕對壓力和表壓力的概念： （見課本第 57 頁）絕對壓力：以絕對真

6、空作為零點壓力標準的壓力稱為絕對壓力。表壓力：以大氣壓作為零點壓力標準的壓力稱為表壓力。差壓力：以大氣壓以外的任意壓力為零點壓力標準的壓力稱為差壓力。絕對壓力 =表壓力 +大氣壓力壓力傳感器的應用：（見課本第 68 頁）測量動態壓力時， 通常是用壓力傳感器將其轉變成電信號來進行測量的。 常用的壓力傳感器有應變式、壓電式、壓阻式、電感式、電容式等。高頻脈動壓力信號 應采用壓電式壓力傳感器 。（選擇題 ）102 10-1Pa。測量活塞壓縮機氣缸內的壓力變化采用 壓電式壓力傳感器 。（選擇題 ）用電橋測量應變 時，為了使測量電路既有很好的線性， 又有最高的增益， 應采用全橋接橋形式。（選擇題）電容式

7、壓力傳感器原理： （見課本 7879 頁）平行板電容器的電容量可用此式表示：式中，是電容器極板間介質的介電常數；S 是電容器極板間的遮蓋面積；d 是極板間的距離。由此可見，只要改變上述三參數中的任一參數，就可改變電容 C 的值。電容式傳感器就是通過改變電容器極板間的距離來實現信號轉換的。 工作原理：感受被測壓力時，彈性膜片的變形就使得電容器極板間的距離發生變化，導致了電容 C 的變化，因此通過測量電容 C 的變化就可以得到壓力 P 的變化。（簡答題）電容式傳感器的優點 是，靈敏度高 ，動態響應快，結構簡單，輸入能量低，不受磁場的影響。（選擇題）缺點是，輸出阻抗高，傳感器與測量電路的連接導線的寄

8、生電容影響大，輸出為非線性。真空測量儀的原理與特性： （見課本 8892 頁）真空是指壓強低于一個標準大氣壓的稀薄氣體狀態。真空度的單位是帕斯卡（ Pa）。通常將真空度劃分為粗真空、低真空、高真空、超高真空和極高真空五個等級。真空測量的特點是利用氣體在低壓強下的某些特性 （如熱傳導， 電離現象等） 作間接測量。在間接測量中， 往往要借助于外加能量的辦法， 從而必然會帶來測量誤差，因此，真空測量的準確度較低，且被測壓強越低，測量準確度越差。雖然儀表的測量誤差較大，但是一般也能滿足工程應用中的要求。低真空測量往往采用熱偶真空計（又稱真空規管） 進行測量，其工作原理是氣體分子的導熱能力與氣體的壓強有

9、關。熱偶真空計的測量范圍是高真空測量常用電離真空計（ 熱陰極電離真空規管 ）。其工作原理 是，在稀薄氣體中，帶電粒子與氣體分子碰撞， 使氣體分子電離，電離后產生的正離子數目 （即離子電流）與氣體的壓強有關。 因此，測量離子電流的大小就可以間接地測量出氣體壓強。使用熱陰極電離真空計時， 必須注意系統內的壓強要低于 10-1Pa 時才能開啟，否則其燈絲易于燒毀。此外，若蒸汽分子進入規管，則它碰到灼熱的燈絲后會分解，使規管內壓強增大，造成測量誤差，應予防止。 （簡答題）磁控放電真空計的工作原理與熱陰極電離真空計的相同，而它的不同之處在于，氣體的電離不是靠熱陰極發射電子而形成， 而是最先由宇宙射線或其

10、它因素產生出少量的自由電子， 這些電子向陽極運動時碰撞氣體分子而發生電離， 產生的正離子奔向陰極， 在陰極表面上打出二次電子， 這些電子飛向陽極時又使氣體分子電離，如此不斷發展， 終于形成自持放電， 因此磁控放電真空計是一種冷陰極電離真空計。優點是： 1.沒有熱陰極存在，不怕漏氣使真空管燒壞，使用壽命長，可避免高溫燈絲產生的化學吸氣作用。 2.受化學活性氣體的影響少，不怕毒化，不影響電子發射。 3.可測氣體及蒸汽的總壓強。 4.能連續讀數，可實現遠距離測量和控制。 5.結構簡單，易于制造，由于放電電流較大，故可以降低對測量儀表靈敏度的要求。 6.結構穩固，有一定的抗振能力。缺點是： 1.在高真

11、空時，它的靈敏度不如熱陰極電離真空計高。 2.電吸氣作用較強， 因此讀數偏低， 誤差較大，為了減小誤差，必須對管子進行徹底除氣。放射性電離真空計是另一種冷陰極電離真空計， 其工作原理是，利用放射性物質引起氣體分子電離。 通常選用放射粒子的物質制作， 因為粒子最能使氣體強烈地電離，故放射性真空計也稱為粒子真空計。 這種真空計的測量線性范圍較寬。優點是： 1.提高了電離真空計量程的壓強上限。 2.沒有熱陰極存在，故不怕燒毀陰極，不怕化學作用影響陰極的發射。 3.與熱偶真空計相比，蒸汽的存在不影響校準曲線。 4.化學性質很穩定，故可用于測量化學性質活潑的氣體的真空度。缺點是： 1.靈敏度很低，在低壓

12、下離子電流很小，測量有困難。 2.放射性元素很昂貴，且對工作人員健康不利，使用時要特別注意安全。第四章：熱線風速儀 的種類和工作原理：（見課本 111114 頁）（簡答題）工作原理：當人為地用恒定電流對熱絲加熱時， 由于流體對熱線有冷卻作用， 而流體冷卻能力隨流速的增大而加強， 因此可根據熱線溫度的高低 （即熱絲電阻值的大小）來測量流體的速度，這便是等電流法測量流體流速的原理。熱線風速儀有 等溫型熱線風速儀和等電流型熱線風速儀 。等溫型 是目前應用較廣的一種型式， 因為它可以測量非常快的脈動速度 ，而不用復雜的補償電路。 等電流型線路簡單， 但由于橋路的輸出電壓， 受熱線溫度的影響較大， 若系

13、統中不加特殊的補償線路， 就會給測量帶來很大誤差。 等溫型的 工作原理 ：熱線探針置于流體中，當流速發生變化時熱線溫度將隨之升高或降低， 從而引起熱線電阻變化，熱線電阻的變化又將導致 U12 變化，經差動放大后，反饋至電橋輸入端，使 Usr 發生變化，導致流經熱線的電流發生變化，使電橋失去平衡。操縱控制電阻器R1，使 R1 值改變，使電橋恢復平衡。熱線溫度保持恒定，從而建立了輸出電壓Usc與流速的關系。 原理圖 見課本 113 頁圖 4-31。使用熱線風速儀時， 在熱絲強度和使用壽命允許的前提下， 應盡可能選用細的熱線作探頭，以減少儀表的熱慣性； 在熱線材料許可的情況下， 盡量提高其加熱速度，

14、以減小流體溫度的影響，提高儀表的靈敏度，因此，所有熱線探頭都要逐個在校正風洞中進行校正后才能使用。 =45°時，方向靈敏度最大，所以 測量流動方向時，可選擇 45°熱線 ；=0°時，方向靈敏度最小，所以 若測量速度，則應選擇 0°熱線。（選擇題 ）測量非穩態流體的流速可采用 熱線風速儀和激光多普勒測速儀 。（ 選擇題）屬于恒壓差變截面形的流量計 是浮子流量計 。（選擇題 ）壓力探針的測量誤差分析： （簡答題 ）1.探針對流場的擾動減小策略：將探針的尺寸做得足夠小2.測壓孔對測量值的影響減小策略：保證靜壓孔的直徑為0.51mm3.Ma 數對測量值的影響減小

15、策略：用頭部為半球形的“L”形探針且d2/d 1=0.34. Re數對測量值的影響減小策略：當 Re<30時，使用相關公式進行校正5. 速度梯度對測量值的影響減小策略：測壓孔的位置應遠離支桿，通常靜壓孔離支桿的距離為 8d孔板流量計 的組成部分和取壓方法 ：（簡答題）由節流元件、取壓設備和節流元件前后的直管段組成。取壓方法有角按取壓、法蘭取壓和徑距取壓三種。渦輪流量計的 工作原理 ：（簡答題）（見課本 127128 頁）將渦輪置于流體中， 渦輪受流體的作用而宣傳， 其轉速與流量成正比。 渦輪的轉速由磁電轉換裝置轉換成電脈沖信號， 經過前置放大器放大由顯示儀表顯示和計數。根據單位時間內的脈

16、沖數和累計脈沖數就能計算出流體流量和累計流量。 （系統框圖見課本第 128 頁的圖 4-46）第五章：低溫液面計的種類：（見課本 137140 頁）（選擇題 ）電阻式低溫液面計 超導式低溫液面計 電容式低溫液面計 差壓式低溫液面計高溫液面計的種類：（見課本 141146 頁）（選擇題）靜壓式液面計連通器式液面計差壓式水位計電容式低溫液面計的原理： （見課本第 139 頁），電容式低溫液面計就是改變極板間介質的介電常數，使液面的變化轉換成電容量的變化， 通過測量電容量的大小來測液面高低的。 而傳感器的電容量 C 與液面高度 l 成正比，及測出 C，就可求得液面高度 l。第六章：熱導池檢測器的工作

17、原理： （見課本第 155 頁）熱導池的作用是將進入檢測器的組分在載氣中的濃度轉換成為電壓信號輸出， 轉換電路是由四根鎢絲組成的一個電橋， 電橋由穩壓電源供電， 并把鎢絲放置在熱導池左右兩邊的金屬小室中。 根據電橋的性質不難得出， 熱導池橋臂電阻的阻值越大，電橋通過的電流越大， 電橋的靈敏度越高。 供電電流還受橋臂電阻工作溫度的限制，而工作溫度又受電阻本身的允許工作溫度的限制， 對于同一種橋臂電阻，載氣傳熱系數大則允許的最大工作電流可以取高一些。若要分析煙氣中 NO 的濃度，應采用化學發光氣體分析儀和氣相色譜分析儀 。（選擇題）采用氣相色譜儀對樣氣進行 定性分析時，可采用 加純物質法和滯留時間

18、法 。（選擇題）第七章：數字式測速儀 的誤差分析：（見課本 178179 頁）計數式測速儀測量轉速時產生誤差的原因是： 晶體振蕩器的振蕩頻率誤差； 門電路啟閉誤差；必然產生的 +1 計數誤差。測量頻率的誤差：數字式測速儀測量轉速時，相對誤差為=±相位差式轉矩儀 的工作原理：（簡答題）（見課本 182183頁）轉矩 M作用在直徑為 d、長度為 L 的彈性軸上時，在材料的彈性極限內軸將產生與轉矩成線性關系的扭轉角 ，即 =，式中 I 是極慣性矩，對于直徑為d的圓軸， I=，故G為剪切模數， G、d、L 由軸本身形狀和材料決定。軸指定后，轉矩和扭轉角成正比，測得扭轉角就可以知道轉矩 M的大

19、小。據此將扭轉角轉變為電位差信號，設計成相位差轉矩儀。 （工作原理圖 見課本第 183 頁圖 7-11 ）電機功率 的測量：（見課本 190191 頁）（計算題）Np=Cn 式中， Np 是被測功率， W；C 是功率表分格常數， W/格； n 是指針偏轉的格數。式中，Vm和 Im 分別是該功率表的額定電壓和額定電流值；nm是該功率表標度尺的滿刻度格數。功率表與電壓互感器和電流互感器配合使用時，實際測得的功率是表上的讀數與變壓比及變流比的乘積， 即式中，是電壓互感器的變壓比；是電流互感器的變流比；P 是功率表的度數， Ni 是實際電機輸入的功率，W。（具體的題目解法請參看課本第191 頁的例題）第八章：測量機器旋轉 主軸的徑向振動 ，采用渦電流式位移傳感器 。（選擇題 ）電容式測振傳感器 的基本原理：振動時，兩極間隙或相對有效面積產生變化而使電容變化。（簡答題）測振位移計與加速度計的幅頻特性對比。（見課本第 202 頁圖 8-6 、第 204 頁的圖 8-9）級的平均：（見課本第 220 頁