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检测与自动化仪表试题答案

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第一章 绪论

1.典型检测仪表控制系统:——通常泛指石油、化工、热工行业生产过程的工业四大参数:温度、压力、流量、物位的控制系统(TC、PC、FC、LC)。

2.无特殊条件要求,常规工业检测仪表控制系统的结构图基本相同,而与具体选用的仪表无关!

3.常规工业检测仪表控制系统的基本构成包括被控对象、检测敏感元件-变送器、显示仪表、调节器、给定器和执行器等。

4.误差公理:“一切测量都具有误差,误差自始至终存在于所有的科学实验过程中”;采用何种仪表测得的值都有误差

5.绝对误差=示值-“真值”;绝对误差必须有±号、数值、单位(量纲)! 6.实际相对误差:?A(%)??A0?100%;标称相对误差:?x(%)??x?100%。

7.引用误差又称作满度相对误差:?FS(%)??SFS?100%;最大引用误差——最大满度相对误

差:?FSmax(%)??|?max|SFS?100%

8.仪表的精度(等级)一般以a表示,是最大引用误差去掉±号和(%)号后的数字,而且必须取相应的标准系列值;校验仪表时取偏大值,选择仪表时取偏小值;不同仪表的精度等级的系列标准值是不同的!

9.已知控制流程图

绘制控制系统结构图

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10.典型检测仪表控制系统结构图如下,简单说明各个环节的名称和功能。

被控对象:

检测单元——“一次仪表”:

变送单元:非电量→电量;电量→“统一信号” 显示、记录单元——“二次仪表” 调节、控制单元——“三次仪表”

执行单元 ★安全栅 ※

11.用测量范围为-50~15OkPa 的压力传感器测量 14OkPa 压力时 , 传感器测得值为142kPa, 求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。

解:

绝对误差:??142?140??2kPa实际相对误差:??A???A0?x?100%??2140?100%??1。4286%标称相对误差:引用误差:x?100%??2142?100%?1。4085%

?m??SFS?100%??100%??10?(?50)?212.某测温仪表的测量范围为-100~70O℃,校验该仪表时测得全量程内最大绝对误差为+5℃,试确定该仪表的等级精度。

解:

该仪表的最大引用误差:?5700?100?100%??0。625%??maxSFS?npm??100%?

仪表的精度等级:去掉这台仪表的精度等级为“?”号、“%”号,取标准系列值:1.0级宿迁学院——自动化——HGGOU——2011-4-16 - 2 -

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13.某测压仪表的测量范围为0~8MPa,根据工艺要求,测量示值的误差不允许超过±0。05MPa,试问应如何选择仪表的精度等级才能满足工艺要求。

★解:

?npm???maxSFS?100%??0.058?100%?0.625%

应选择0。5级的仪表14.某测压仪表的测量范围为0~10MPa,精度等级为1。0级。试问:该仪表允许的最大绝对误差?m是多少?若用标准压力计校验该压力表,在校验点为5MPa时,标准压力计的读数为5.08MPa,试问该被校验仪表在这一点是否符合1.0级精度?为甚麽?

解: ?m?a?SFS100?1?10100?0.1MPa

被校验仪表在校验点为5MPa时的引用误差:

?np??SFS?100%?5?5.0810?100%??0.8%

被校验仪表在校验点为5MPa时的绝对误差:

??x?A0?5?5.08??0.08

15.每个用于测量的仪表都用测量范围,它是该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。测量范围的最小值和最大值分别为测量的下限值和上限值,简称仪表的下限和上限。

16.仪表的量程可以用来表示测量范围的大小,是其测量上限值和下限值的代数差。

17.灵敏度是仪表对被测参数变化感知的灵敏程度,常以在被测参数变化时,经过足够时间待仪表指示值达到稳定后,仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比;例如:S?18.仪表的分辨率:它是仪表输出能够响应和分辨的最小输入量。

第二章 误差及测量不确定度

1.系统误差:在一定的测量条件下,测量值中含有的固定不变的、或按一定规律变化的误差 2.随机误差:在同一测量条件下对同一被测量进行多次重复、等精度测量所产生的误差,它们的绝对值和符号以不可预定方式变化的误差;随机误差就某一单次测量而言是无规律的,但测量次数足够多时,随机误差的总体服从统计规律;

3.等精度测量的随机误差:就某一单次测量而言是无规律的,但测量次数足够多时,随机误差的总体服从统计规律;根据统计学原理,◆随机误差的统计规律:——“四特性”

有界性: 单峰性: 对称性:

n?Y?U。

抵偿性: limn???xi?1i?

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4.置信区间:定义为随机变量的取值范围,通常用正态分布的标准误差?的倍数表示,即?Z?,其中Z为置信系数。

5.置信概率:随机变量在置信区间?Z?内取值的概率。

6.置信水平:表示随机变量在置信区间?Z?以外取值的概率。

7.不等精度测量的加权及其误差:使用不同的方法对同一个未知量进行m组等精度测量,得到m组等精度测量数据;各组测量结果及误差不能同等对待:——可靠程度不一样;用“权”或“权重”区分各组测量结果的可靠性和可信赖程度,以符号“p”表示。

8.粗大误差的检验与剔除:前提是设置一定的置信概率,查看可疑值是否在置信区间内; 简单检验法:先将可疑值除外,计算算术平均值X、算术平均误差??vi/n,计算可疑值的残余误差v,如果可疑值v?4?,则这个可疑值应剔除

格罗布斯检验方法(格罗布斯准则):

Xvi2计算:vi???v2in?1Pa和测量次数n,查找格罗布斯系数G

根据所要求的置信概率vx?G?的测量可疑值应剔除3?准则:vi?3?

肖维勒准则:vi?ZC?,ZC?3;ZC为肖维勒系数,查表 9.求测量误差的绝对值在或然误差?的3.5倍以内的概率。 解:

P{??3.5?}?P{??3.5?0.6745?}?P{Z?2.36}?0.97855?0.6(0.98360?0.97855)?0.98158

10.求测量误差的绝对值在或然误差?的2.5倍以内的概率。 解:

P{??2.5?}?P{??2.5?0.6745?}?P{Z?1.68625}?0.89040?0.8625(0.91087?0.89040)?0.89040?0.00040?0.89080

11.求测量误差的绝对值在或然误差?的2.9倍以内的概率。

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