温屏蔽罩，加强测温传热器与测温物体间的热联系。 4.10辐射测温仪表的基本组成是什么？

答：光学系统、检测元件、转换电路和信号处理等部分组成。 4.11辐射测温仪表的表观温度与实际温度有什么关系？ 答：

4.12某单色辐射温度计的有效波长λe=0.9μm，被测物体发射率ελT=0.6，测得亮度温度TL=1100℃，求被测物体实际温度？

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答：已知普朗克第二常数C2=1.4387×10m.k, λe=0.9μm,ελT=0.6, TL=1100℃=1373.5K。 1/TL-1/T=（λ/c2）ln(1/ελT) 代入数据得T=1436.55K=1163.05℃

4.13光纤温度传感器有什么特点？它可以应用于哪些特殊的场合？

答：特点：灵敏度高；电绝缘性能好，可适用于强烈电磁干扰、强辐射的恶劣环境；体积小、重量轻、可弯曲；可实现不带电的全光型探头等。 适用场合：可适用于强烈电磁干扰、强辐射的恶劣环境

5、压力检测

5.1压力单位

常用单位：帕斯卡、公斤力、毫米水柱（水头）、毫米汞柱 1kgf/cm2=0.1Mpa

10m水深=1个大气压=1公斤压力 5.1.3压力检测的主要方法及分类

a、重力平衡方法 液柱式压力计 负荷式压力计（主要形式为活塞式压力计。被测压力与加于活塞上的砝码的重量相平衡，将被测压力转换为平衡物的重量来测量。这种压力计测量范围宽、精确度高、性能稳定可靠、可以测量正压、负压和绝对压力，常用作压力校验仪表）

b、机械力平衡方法 将被测压力经变换元件转换为一个集中力，用外力与之平衡，通过测量平衡时的外力可以测知被测压力。

c、弹性力平衡方法 利用弹性元件的弹性变形特性进行测量。

d、物性测量方法 基于在压力作用下，测压元件的某些物理特性发生变化的原理。 5.2 常用压力检测仪表 5.2.1 弹性压力计

a、测压弹性元件

弹性膜片：一种外缘固定的圆形片状弹性元件。

波纹管：由整片弹性材料加工而成。 灵敏度高、用于测量较低压力或压差

弹簧管：一根弯成圆弧状的、具有不等轴截面的金属管。 刚度较大、主要测高压 b、弹簧管压力计

弹簧管压力计是最常用的直读式测压仪表

优点：现场指示、就地指示、结构简单、使用方便。价格低廉、测量范围广、应用十分广泛。

缺点：只能做现场指示 c、波纹管压差计

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采用膜片、膜盒、波纹管等弹性元件制成的压差计。 优点：灵敏度高、用于测量较低压力或压差 缺点: 要避免单侧压力过载 d、弹性测压计信号的远传方式

电位器、霍尔元件（仪表结构简单、灵敏度高、寿命长；但对外部磁场敏感，耐振性差）、电感式、差动变压器式 5.2.3 压力传感器

a、应变式压力传感器

原理：基于导体和半导体的“应变效应”，即单导体和半导体材料发生机械变形时，其电阻阻值将发生变化。

优点：精度较高、测量范围可达几百兆帕、引入惠思登电桥，温度对其影响较小，适用于温度较高的地方

缺点：。。。。。。

b、压阻式压力传感器

原理：基于半导体的压阻效应（压力硅） 优点：灵敏度高、体积小。

缺点：长期稳定性差、受温度影响大 c、电容式压力传感器

原理：将弹性元件的位移转换为电容量的变化。以测压膜片作为电容器的可动极板。 优点：结构坚实、灵敏度高、过载能力大、精度高、可以测量压力和压差。 缺点：。。。。。。。

d、振频式压力传感器

原理：利用感压元件本身的谐振频率与压力的关系，通过测量频率信号的变化来检测压力。

优点：体积小、输出频率信号，重复性好、耐振、精确度高、适用于气体测量。 e、压电式压力传感器

原理：利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号。是动态压力检测中常用的传感器。

优点：体积小、结构简单、工作可靠、频率响应高、不需外加电源

缺点：输出阻抗高，需要特殊信号传输导线、温度效应较大、是动态压力检测中常用的传感器，不适用测量缓慢变化的压力和静态压力。

课后习题

5-1简述压力的定义，单位及各种表示方法

答：单位面积收到的力；帕斯卡、公斤力、毫米水柱（水头）、毫米汞柱 垂直作用在单位面积上的力，其单位为Pa，（ P=F/S）

表示方法：绝对压力：被测介质作用在容器表面积上的全部压力 大气压力：由地球表面空气柱重量形成的压力

表压力：通常压力测量仪表是处于大气中，其测得的压力值等于绝对压力和大气压力之差。 真空度：当绝对压力小于大气压力时，表压力为负值，其绝对值称为真空度。 差压：设备中两处的压力之差。 5-2

答：101.325-0.05=101.275Mpa 101.325+0.3=101.625Mpa 350kpa 5-3 弹性式压力计的测量原理是什么？常用的弹性原理有哪些？

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答：利用弹性元件的弹性变形特性进行测量；膜片、膜盒、波纹管、弹簧管

（1）测压原理：利用弹性元件的形变与压力之间存在着确定的关系而测量压力，即在进行测量时，管内引入被测压力，在压力作用下，弹管使自己内部体积向增大方向形变固使弯曲的管子力趋伸直，结果使弹簧管自由端产生一定大小的位移，这个位移大小与压力有关。 （2）弹性元件类型：弹性膜片：这是一种外缘固定的圆形片状弹性元件。膜片的弹性特征一般由中心位移与压力的关系表示。 波纹管：其由整片材料加工而成，是一种壁面具有多个同心环状波纹，一端封闭的薄闭圆管。 弹簧管：是一根完成圆弧状的具有不等轴截面的金属管。 5-4

答：电位器式、霍尔元件式、电感式、差动变压器式 5-5

答：相同点：都是压力引起电阻阻值变化； 不同点：应变式为金属丝，压阻式为半导体。 5-6

答：将弹性元件的位移转换为电容量的变化。以测压膜片作为电容器的可动极板。 5-7

答：振频式压 原理：利用感压元件本身的谐振频率与压力的关系，通过测量频率信号的变化来检测压力。优点：体积小、输出频率信号，重复性好、耐振、精确度高、适用于气体测量。

压电式 原理：利用压电材料的压电效应将被测压力转换为电信号 优点：体积小、结构简单、工作可靠、频率响应高、不需外加电源 缺点：输出阻抗高，需要特殊信号传输导线、温度效应较大、是动态压力检测中常用的传感器，不适用测量缓慢变化的压力和静态压力。 5-8

答：1、取压点位置和取压口形式 2、引压管路的敷设 3、测压表仪表的安装 5.11、简述测压仪表的选择原则

类型：其应满足生产过程的要求（需了解被测介质的情况，现场环境及生产过程对仪表的要求）

量程：为保证测压仪表安全可靠的工作，仪表量程需根据被测压力的大小及在测量过程中被测压力变化的情况等条件来选取。

测量精度：生产过程中元件的被测压力的最大绝对误差应小于仪表的基本误差，可在规定的精度等级中确定仪表的精度。

测量压差的仪表适应注意工作压力的选择，应使其与被测对象的工作压力相对应。 5-12

答：由题意可知，测量范围为0.5-1.4Mpa 相对误差为5%

根据测量范围可得，量程应选0-2.5Mpa

相对误差为5% 假设示值为100 误差为5 最大引用误差=（5/2.5）%=2% 所以精度为2，参照题中给出的精度，选精度为2.5级。

6流量检测

表6-1流量计分类（常用流量检测方法容差式体积流量检测方法 （一）、容积式流量计 1、椭圆齿轮流量计

?V、速度式v?A） ?t 7

1）椭圆齿轮流量计适用于高黏度液体的测量，在使用时注意防止齿轮的磨损与腐蚀，以延长使用寿命。

2）使用要求紧密配合，有一定压力，加过滤器。

2、腰轮流量计

1）腰轮流量计可以测量液体和气体，也可以测量高粘度流体。 2）腰轮流量计较椭圆齿轮流量计的明显优点是能保持长期稳定性。

（二）、差压式流量计 1、节流式流量计

1）结构简单，无可动部件，可靠性较高，复现性能好。 2）适用于各种工况下的单相流体，适用管道直径范围宽。

3）缺点是流量计前后要求较长直管段，测量范围窄，压力损失大。

2、标准节流装置

标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管 1） 标准孔板

标准孔板结构简单，体积小，加工方便，成本低。但其精度较低，压力损失大，只能用于清洁的流体。 2） 标准喷嘴

标准喷嘴压力损失较小，测量精度较高，一般用于高速蒸汽流量测量。但它结构复杂，体积大，加工困难，成本较高。 3）文丘里管

明显减少压力损失，有较高的测量精度，可以用于脏污流体的流量测量并在大管径流量测量运用较多。但它加工困难，成本最高，一般用在有特殊要求的场合如低损失，高精度测量。 4） 标准节流装置的使用条件 节流装置仅适用于圆形测量管道，在节流装置前后直管段上，内壁表面应无可见坑凹、毛刺、和沉积物，对相对粗糙度和管道圆度均有规定，管径大小也有一定限制（D最小≥50mm）

3、均速管流量计

1）结构简单，便于安装，价格便宜。压力损失小，能耗少，准确度及长期稳定性较好。适用于大口径管道流量测量。

2）产生的差压信号较低，需要配用低量程差压计，被测流体中不能含有固体粉尘和固体物，在测量脏污流体时，建议用清洁流对其定时清洗。

4、弯管流量计

1）结构简单，安装维修方便，在弯管内流动无障碍，没有附加压力损失，对介质条件要求低。

2）缺点是差压非常小。 5、靶式流量计

1）靶式流量计结构简单，维护方便，不易堵塞，适用于测量高粘度、高赃污及有悬浮固体颗粒介质的流量

2）其缺点是压力损失较大，测量精度不高。

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