儀表試題計算
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1 .有一臺測溫儀表,其標尺范圍為 0?400 'C,已知其絕對誤差最大值 tmax = 5'C,則其相對百分誤差
為多少?
2 ?一臺精度為0.5級的電橋,下限刻度為負值,為全量程的 25 %,該表允許絕對誤差是 1C,試求該
表刻度的上下限.
3 ?有兩臺測溫儀表,其測量范圍分別是 0?800 C和600?1100 C,已知其最大絕對誤差均為 ± C,
試分別確定它們的精度等級.
4.檢定一塊1.5級刻度為0?100kPa的壓力表,發(fā)現(xiàn)在50kPa處的誤差最大,為1.4kPa,其他刻度 處的誤差均小于1.4kPa,問這塊壓力表是否合格。
5 .有一個變化范圍為 320?360kPa的壓力表,若用下列 A、B兩臺壓力變送器進行測量,那么在正 常情況下哪臺的測量準確度高些 ?壓力變送器 A :級,O?600kPa ;壓力變送器B :1級,250?500kPa .
6. 1m水柱在4C和標準重力加速度下所產(chǎn)生的壓力為多少 ?
7 .一壓力計的精度為 0.5級,測量范圍是 O?500kPa,它的最大允許誤差為多少 ?
8 .調(diào)校1臺量程范圍為0?200kPa的壓力變送器,當輸入壓力為 150kPa時,輸出電流為多少?
9.有一塊O?lOOkgf /cm2,精度為1.5級的普通彈簧管壓力表, 其校驗結(jié)果如下,問此表是否合格?
標準表示值(kgf/ cm2)
0 25
50
75
100
被校表示值
(kgf/cm2) 正行
程 0.1 24.6 49.8
74.2
99.8
反行程 0.3 25.8
50.1
75.8
100
注:Ikgf/cm2^ lO5Pa
10. 一真空壓力表量程范圍為-100?500kPa,校驗時最大誤差發(fā)生在200kPa,上 行程和下行程時校準表指示為194kPa和205kPa問該表是否滿足其1.0級的精 度要求?
11. 一臺1151絕對壓力變送器,量程范圍為 0?80kPa絕壓),校驗時采用刻度 范圍為100?OkPa的標準真空壓力計,若當?shù)卮髿鈮毫?8kPa,貝U當變送器輸 出為12mA時,真空壓力計指示的讀數(shù)為多少?
12. 一液位計的測量范圍為0?1000mm,現(xiàn)測得液位為445mm,則用量程范圍 的百分數(shù)表示為多少?
13?如圖所示的吹氣液位計,若 p= 1.25 g/cm3,壓力表指示49kPa,問此時液 位高h為多少?
14?計算如圖所示的壓力式液位計的調(diào)校量程范圍及遷移量,已知 hl = 5m, h2= 1m, p= 1. O g/cm3。
15?圖所示儲罐底面積為A,罐內(nèi)介質(zhì)密度為
Pl介質(zhì)高度為H,罐內(nèi)空氣密度
為p 2求儲罐內(nèi)液體介質(zhì)的質(zhì)量.
16?用靜壓法測一高位儲槽的液位,壓力計示值為 lOOkPa介質(zhì)密度為1. 2 g
/cm3,取壓口距儀表高差5m,求高位儲槽內(nèi)的液位。
17. 一量程為0?2000mm的氣動差壓液位變送器,其輸出為 0. 6 g/cm2 (1kgf / cmb IO5Pa寸,液位高為多少 mm?
18. 如圖所示的雙法蘭液面計測量閉口容器的界位,已知圖中 hl = 20cm, h2 =
20cm,h3 = 200cm,h4= 30cm,被測輕介質(zhì)密度 p豐O. 8 g/cm3,重介質(zhì)密度
P 2 1.1 g/cm3,液面計毛細管內(nèi)硅油密度 p O 0. 95 g/cm3,求儀表的量程 和遷移量?
19. 一浮筒長度為lm的浮筒液位計,用來測介質(zhì)密度為800kg/m3的介質(zhì)液位, 現(xiàn)用密度為1000kg/m3的水校驗,調(diào)校時,最大灌水高度是 多少?
20. 有一浮筒液位計進行液位測量,浮筒長度L= 1000mm,浮筒外徑D= 20mm,
自重376g,介質(zhì)密度為0.8 g/cm3,若用掛重法進行校驗,計算校驗點為全量 程的0、25%. 75%和100%時,應分別掛重多少克?
21. 用水校法校驗一電動浮筒液位變送器,已知浮筒長度 L= 500mm,被測介質(zhì) 密度為0.85 g/cm3,試計算當輸出為0、50%、100%時,浮筒應被水淹沒的高 度?(水的密度以l g/cm3計)
22. 一壓力式液位變送器如圖所示,測量一開口容器液位,已知介質(zhì)密度p= 1200 kg/ m3, hl = lm , h2 = 2m,求變送器的量程和遷移量.
23. 用雙法蘭差壓變送器測密閉容器液位如圖所示, 液位變化范圍h= 1m,圖中 hl= 2m, h2 = lm, H=3m,所測介質(zhì)密度p七1200 kg/m3,變送器毛細管中充液 密度p 2850 kc/m3,求變送器的量程和遷移量.
24. 用吹氣式液位計測量一敞口容器液位,如圖所示,已知 hl = 20cm,所測介
質(zhì)密度為lOOO kg/m3,壓力表示值為40kPa,問實際液位高度是多少?
25. 有一臺等百分比的調(diào)節(jié)閥,標準狀態(tài)下的最大流量為50 m3/ h,最小流量為
2 m3/h。若全行程為3cm,那么在Icm開度時的流量是多少?
26. 求1/8 inch等于多少 mm?
27. 已知水的溫度為(熱力學溫度)297K,計算此溫度相當于多少攝氏度?
28. 鍋爐汽包壓力表讀數(shù)為,大氣壓表的讀數(shù)為,求汽包內(nèi)工質(zhì)的絕對壓
力?
29. 用電流表量得電動機的正弦電流是 10A,問這個電流的最大值是多少?又用 電壓表量得交流電源的電壓是 220V,問這個電壓的最大值是多少?
30. 如果人體最小的電阻為800 Q,已知通過人體的電流為50mA時,就引起呼
吸麻痹,不能自主擺脫電源,求其電壓是多少伏 ?
31. 當水銀溫度計t=20 C時,空氣的壓力由水銀氣壓計測得為 765mmHg,試將 此壓力以Pa表示。
32. 某卷揚機要求在5h內(nèi)完成50kW?h的功,在不考慮其他損失的條件下,應
選擇多大功率的電動機?
33. 壓力表讀數(shù)為P表=0.12MPa,而大氣壓力根據(jù)氣壓計讀數(shù)為 680mmHg,求 容器內(nèi)氣體的絕對壓力。
34. 壓力為10mmH20相當于多少Pa?
35. 氧氣瓶容積為40L,相當于多少m3?
1. S ma治[5/ (400- 0)] X 1加=1.25%
2. 量程為 仁C/0.005= 200E
下限值為一 (200C X 2%) = — 50C
該表刻度上下限為一 50 一 150 C.
3 .據(jù)基本誤差 Sm= [ △ ma/ (A 上 一 A 下)]X 1(%可得 Sm= [6/(800 一
O)] X 1(% = 0.75%
S m=[6 / (1100—600)] X 1%= 1.2%
故根據(jù)常用工業(yè)儀表的精度等級系列,測量范圍為 0?800C的測溫儀表應
定為1級精度;測量范圍為600?1100C的測溫儀表應定為1.5級。
4. 該表的最大引用誤差=[1.4/(100一 0)] X 1%= 1.4%<1.5%所以這塊壓力表 合格。
5?用變送器A時,測量結(jié)果的最大誤差 S ma治土 1%x (600 0)=土 6KPa
若選變送器B,貝U S ma= 土 1%x (500-250)=土 O. 5kPa顯然,用變送器B測 量準確度高些.
6. P=Hpg水的密度在4C標準重力加速度下為1010kg/m3,所以P= Hp g=1 x
9806.65=9806.65Pa
7. = (500-0) x %= 2. 5kPa,最大允許誤差為 ±2 5kPa。
8.1 = [50/ (200-0)] x (2O-4)+46mA
9. 由表中測量數(shù)據(jù)知最大絕對誤差為+0.8 kg/cm2,最大回程誤差為+1.6 kg/ cm2,而此表的允許誤差為(100-O) x =51.5 kgf/cm2。
合格的壓力表的誤差要求為絕對誤差和回程誤差都不能超過儀表的允許誤差, 此
例中回程誤差1.6kgf/cm2><表允許誤差1.5kgf/ cm2,所以此表不合格.
10. 變差=[△ max (量程上限一量程下限)]x 100%(205-194)/[500-(-100)] x 100 %= 1.83%>1.O%所以不滿足1.0級的精度要求。
11. 設變送器輸入壓力為P絕時,輸出電流為12mA,貝U P絕/ (80-0) x16 4=
12,P絕=40kPa
根據(jù)P真空=P大氣-P絕=98-40= 58kPa所以真空壓力計的讀數(shù)為 58kPa,變送 器的輸出為12mA。
12. 445/ (1000-0) x 10% = 44.5%
13 .根據(jù)靜壓原理有 P= p gh 貝U h=P/ p g=49/1.25 x 9.8=4m
14. 由圖可知,液位計測量量程為 P=p gh=1. Ox 9.8 =549kPa 遷移量A=p g h2 =1. Ox 9.8 x 1=9.8kPa所以儀表調(diào)校量程范圍為9. 8?58.8kPa。
15. 罐內(nèi)液體重量 W1 = mg,而m= p 1= p 1AH得 W1 = p 1AHg由于空氣密 度為p2也
就是液體所受空氣的浮力不能忽略。 浮力W2= p 2V= p 2AHg所以罐內(nèi)液體
的重量 W= W1—W2= p 1Ahgp 2Ahg=AHgp-1 2)
16. 設高位儲槽內(nèi)液位高為h,則壓力表示值P為P=p g(h+5) h=p/( p g5= 100 /(1. 2x 9.81)-= 3.5m
17. 氣動差壓變送器的輸出信號為 0.2?1.0kgf/cm2。
設液位高為H時,輸出為0.6 kgf/cm2,則有H/
2000 x (1.0-0.2)+O.2=0.6 H=1000mm
18. 儀表的量程為 △ = h3( p 2+ p 2)0X (1 1-0.8) x 9.&15.886kPa
當界面最低時,儀表的正負壓側(cè)受壓分別為
P+= P1 + p 1g (h1+ h2+ h3)+ p 2g0gh
=P1+0.8 x 9.81 x (O.2+O.2+2)+1.1 x 9.81 x 0.3-0.95 x 9.81h
=P1+22.073-9.32h
P= P1 + p 1gh1+p 0g(h2+ h3+-hh)
=P1+O.8x 9.81 x 0.2+0.95 x 9.81(O.2+2+0.3-h)
=P1+24. 868-9.32h 遷移量 A= P+-P-=-2.795kPa負遷移)
19. 要保證液體介質(zhì)密度為800 Kg/m3,高度為Im時浮子所受浮力和浮于在密 度為1000 kg/m3的水中所受浮力相等,就可用水來校驗浮筒的暈大高度,貝U有 AL水p水g =AL介p介g式中L水、、、、p水分別為水的高度和水的密度;L 介、p介分別為介質(zhì)的高度和介質(zhì)的密度;A為浮筒的截面積.所以L水=卩介L 介/ p水=800x l/1000=0 8m
20. 有一浮筒液位計進行液位測量,浮筒長度L= 1000mm,浮筒外徑D= 20mm, 自重376g,介質(zhì)密度為0. 8 g/cm3,若用掛重法進行校驗,計算校驗點為全量 程的0、25%. 75%和100%時,應分別掛重多少克?
21. 用水校法校驗一電動浮筒液位變送器,已知浮筒長度 L= 500mm,植測介質(zhì) 密度為0.85 g/cm3,試計算當輸出為0、50%、100%時,浮筒應被水淹沒的高 度?(水的密度以l g/cm3計)
22. 變送器的量程 Ap為APp ghZ 1200x 9.81浜23.54kPa 液位最低
時,變送器受壓為 A= p g h牡1200x9.81 *111.77kPa即變送器要
正遷移11.77kPa
23. 由題意可知,變送器的量程 AP為 AP p 1glh1200x 9.81 xi
11.77kPa .
儀表測量最低液位時,正負壓室受壓分別為
P+x P1 + p 1gh2 + p 2gh1
P-= P1 + p 2gH + p 2gh1
P+-P-x p 1gh2p 2gX1200x 9.81 —850x 9.81 X33.25kPa
所以,變送器量程為11.77kPa遷移量為負遷移13.25kPa。
24?根據(jù)靜壓原理有 P= p gh 即 h=P/ p g=40X 103h/1000 x 9.81=4.08m
所以實際液位高度 H為H= h+ h1 = 4.08+0. 2 = 4.28m
25. 在標準狀態(tài)下,可調(diào)比為 R= Qmax/ Qmin=50m3/h/2m3/h=25
于是在 1cm 開度下流量為 Q=QminR1/L=2m3/hX 251/3= 5.85 m3/h
26. 25.4 X 1/8=3.175(mm)
27. t= T-273.15=297-273.15=23.84C)
28. 已知 P 表=9. 604MPa; Pb=101.7kPa~O. 1MPa P絕=卩表 +Pb=9. 604 十
O. 1=9. 704(MPa)
29. 電流的最大值lm="2匸V2 X 10= 14.1電壓的最在值 Um=/2 U*2 X 220= 308(V)
30. U=IR=0.05 X 800=40(V)
31. 由壓力換算關系
為 lmmHg=133. 3Pa 765mmHg=76X133 . 3Pa=101974 5(Pa)
32 .按要求,該電動機的功率應達到能在 5h內(nèi)完成50kW?h的功,而功率N的
計算公式為 N=WT 式中 W--功,J; t-做功時間,s。所以N=50/5=10(kW)
33 .由表壓力計算絕對壓力的公式為 P絕=P表+Pamb已知表壓力為:P表
=0.12Mpa
Pamb =680 mmHg P 絕=680 X 133.3+0.12 X 1000000=210644(Pa)
34 .因為 Imm H20~ 9.81Pa所以 10mm H20=1(X 9.8仁98.1(Pa)
35 .因為 1L=10-3 m3 所以 40L=40 X 10-3=0.04(m3)
1 .某臺差壓計的最大差壓為1600mmH20,精度等級為1級,試問該表最大允許 的誤差是多少?若校驗點為800mmH20,那么該點差壓允許變化的范圍是多
少?(1mm H2匪 10Pa)
2. 現(xiàn)有一臺精度等級為0.5級的測量儀表,量程為0?1000r,正常情況下進行 校驗,其最大絕對誤差為6r,求該儀表①最大引用誤差;②基本誤差;①允許 誤差;④儀表的精度是否合格.
3. 有一塊精度為2.5級,測量范圍為0?100kPa的壓力表,它的刻度尺最小分 為多少格?
4?在校驗I級壓力范圍為20?100kPa壓力變送器時,手頭只有一塊 0?600kPa,
0.35級標準表,試問把它當作標準輸出表來用行不行 ?
5 ?—表壓指示150kPa,當?shù)卮髿鈮簽閘OOkPa若用一絕壓表去測量應指示多少?
6 .一安裝在鍋爐下方5m處測鍋爐氣相壓力的壓力表指示值為 500kPa,則鍋爐 氣相壓力實際為多少?( 丫 =10000JNm3)
7. —臺絕對壓力變送器的量程范圍為-100?500kPa,計算輸入多少壓力時儀表 輸出為4mA、8mA、12mA、16mA、20mA,在變送器接通電源而不輸入壓力信 號時,其輸出為多少?(當?shù)卮髿鈮簽閘OOkPa)
8. 用U形管式吹氣法側(cè)量一開口容器的液位,已知液體密度 p士 1. 2g/cm3, 測出U形管中的液柱高度為500mm, U形管內(nèi)的介質(zhì)密度p2 1. 5g/cm3,問 容器內(nèi)液位高度h為多少(見下圖)?
9. 如圖所示,已知被測液位的范圍 H= 3000mm,被測液體的密度p= 1. 2 g/ cm3,計算變送器的壓力測量范圍.
10. 一單法蘭液位計測量開口容器液位, 其最高液位和最低液位到儀表的安裝距 離分別為hl = 3m, h2 = 1m,如圖所示,若所測介質(zhì)密度 p= 1 g/cm3,求儀表 的量程及遷移量?
11. 用一雙法蘭變送器測一閉口容器內(nèi)液位, 液面計的零點和量程均已校好,后
因維護需要,儀表安裝位置下移了一段距離 h2 = 0.5m,如圖所示.若已知h二
5m, hl = Im,容器內(nèi)介質(zhì)密度p豐1.0 g/cm3,變送器毛細管充油密度p20.8 g /cm3,求變送器下移前后零點和量程將怎樣變化?
12. 已知一測界位的浮筒長L= 600 mm,被測重介質(zhì)密度為p2 1.25 g/ cm3, 被測輕介質(zhì)密度p 士0.8 g/cm3,用水校法進行校驗時其零點和量程應分別充水 多高?(水的密度以1.0 g/ cm3計)
13. 如圖所示環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù),并計算動態(tài)參數(shù)。
14. 一個比值調(diào)節(jié)系統(tǒng),G1變送器量程為O?8000 m3/h, G2變送器量程為O? 10000 m3/ h,流量經(jīng)開方后再用氣動比值器或者采用氣動乘法器時, 若保持
G2/G1 = K= 1.2,問比值器和乘法器上的比值系數(shù)應設定在何值上 ?
15?若調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C為50,當閥前后壓差為16X IOOkP,a流體密度為0.81g
/ c m3時,所能通過的最大流量是多少?
16. 一臨時油箱容積為8.1 m3,現(xiàn)用150L/min的濾油機向油箱灌油,問多長 時間后才能將油箱灌滿?
17. 有一塊壓力表,量程為0?25MPa,精確度等級為1級。校驗時,在20MPa 點,上升時讀數(shù)為19.85,下降時讀數(shù)為20.12,求該表的變差。此表是否合
格?
18. —水箱距離底面垂直向上10米處裝有一塊壓力表,其示值是1.9,問水箱底部壓 力是多少?求底部表壓示值).
19. 攻M24X2螺紋?所需螺紋深度為40mm,試確定其鉆孔深度。
20. 用公式計算下列螺紋套螺紋前的圓桿直徑尺寸。 (1)M24; (2)M30。
21. 用①6圓鋼彎成外徑為200mm的圓環(huán),求圓鋼的落料長度。
22. 欲制作一圓管,外徑為100mm,高為50mm,用5mm厚的鋼板彎焊而成, 試計算其落料尺寸。
1 .儀表的最大允許誤差為 1600X%= 16mmH20在800mmH20高的校驗點,差 壓允許變化的范圍為(800 士 16)mmH20,就是說差壓允許在784—816mmH20范 圍變化.
2. ①最大引用誤差 A [6 / (1000 一 0)] X 1500= 0. 6%;②基本誤差二0. 6 %;
③允許誤差=土 0.5% ;④儀表精度不合格,因為該表的基本誤差為 0. 6%, 大于儀表允許誤差土 0. 5%.
3. 此表的最大絕對誤差為 △ ma治2. 5% X (100 O)= 2. 5kPa
因為儀表的刻度尺的分格值不應小于其允許誤差所對應的絕對誤差值, 故其
刻度標尺最多可分為(100-0)/2. 5 = 40格。
4. 壓力變送器的輸出壓力范圍為 20?lOOkPa,允許的最大絕對誤差為土 80 X% =±
0. 8kPa。當使用0~600kPa標準壓力表時,其最大允許誤差為土 600XO. 35% = 土 2. 1kPa??梢娦时淼恼`差大于被校表的誤差,因此不能把它當作標準輸出 表.在校驗工作中,標準表允許誤差一般應為被校表允許誤差的 1/3.
5. P絕=P表十 P大=150+100=250kPa
6. 安裝在鍋爐下方5m,相當于儀表引入了 5m高水柱的誤差,所以實際壓力為
P= P 側(cè)-P 引=500-H y= 500-5 X 100(/ 1000=450kPa
7. 儀表量程范圍為-100—500kPa,則其量程為500-600kPa,設輸入壓力P絕時,
變送器輸出上述電流值,則
(P 絕 1/600) X 16+4=4P 絕 1 = OkPa
(P 絕 2/600) X 16+4=8 P 絕 2 = OkPa
(P 絕 3/600) X 16+4=,P 絕 3= OkPa
(P 絕 4/600) X 16+4=,P 絕 4= OkPa
(P 絕 5/600) X 16+4=20P 絕 5= OkPa
沒輸入壓力時相對變送器來說仍承受著 1個大氣壓,所以輸出電流J= 100/
600) X 16+4=667mA
8. U形管產(chǎn)生的壓力為P= p 2gh'容器內(nèi)液位高為h時產(chǎn)生的壓力為P= p 1gh
當 P'=,則 p 2gh= p 1gh' h= p 2h' / p.1=X 500/1 2=625mm
9?當吹氣導管下端有微量氣泡逸出時,導管內(nèi)的氣壓幾乎和液位產(chǎn)生的靜壓力 相等,即
P= p g= 1. 2X9 8X = 35. 28kPa所以,變送器的壓力測量范圍為 0 —
35. 28kPs。
10. 由圖知儀表測量的有效量程高度為 h1- h2=2m,所以儀表的量程 X為
△ P=( hh2) p g=(3) X 1 X 9=19. 62kPa
當液位最低時,儀表正負壓室的受力分別為 P+= p g h2=l X819X 1=981kPa,
P-= O
所以液面計的遷移量為 P+- P= 9. 81-0=9. 81kPa正遷移)
11. 儀表安裝位置下移前,儀表的量程為 △ P= p 2gh=l X81X 5=49 05kPa遷移
量A1為
A仁p 2gh1p 2g (h1+h)p 2g=-O. 8X 9 81 X= -39. 24kPa
所以,儀表的調(diào)校量程為-39. 24?9. 81kPs。
儀表安裝位置下移后,儀表的量程為 △ P2=p 1gh=I.X1X 5=49 05kPa
遷移量 A2 為 A2=p 2g (h1+ h2p 2g (h1+ h2+h)p 2gh-O. 8X9 81X5
-39. 24kPa。
儀表調(diào)校量程為-39. 24?9. 81KPa即變送器位置下移后其零點和量程不
變.
12. 在最低界位時,儀表示值為零,此時浮筒全部被輕介質(zhì)淹沒,因此水校時應
有
AL水 卩水=ALp 1—水=L p 1/水=600X0 8/1=480mm
在最高界位時,儀表示值為滿度,此時浮筒全部被重介質(zhì)淹沒,因此水校時
應有
AL水卩水=ALp 2—L水=L p 2/水=600X1 25/仁750mm
顯然,此高度已超過浮筒長度了,校驗時應做遷移處理。
由上面的計算可知,水位的變化范圍△冰二750—480= 270mm,調(diào)校時需將 零位降至600-270= 330mm處進行,量程點充水高度也就為 600mm 了,校驗完 畢后,應將零位重新調(diào)回原處才能使用。
13. 該系統(tǒng)由比例加積分加一階慣性環(huán)節(jié)構成, 傳遞函數(shù)可寫成G(s= K/s(Ts+1), 轉(zhuǎn)折頻率 3= 10,則 Tl= 1/10= 0. 1,又由 20lg|G(j 3 = 6,則有 201gK20lg 3 | 3 =1=6,K= 20,所以傳遞函數(shù) G(s)= 20/s(0. 1s+1)。
14. ①采用氣動比值器時,因為流量經(jīng)差壓變送器然后使用開方器,這時求取設 定值的公式為
Kx =KX G1max/ G2max=1 2X 8000/10000=0.9所以比值器上比值系統(tǒng)應設定為
0. 96。
②采用氣動乘法器時,因為這時求取設定值的公式為 PB=80KX G1max/ G2max +20=80X 1 2 X 8000/10000+20=96 8kPa 所以氣動乘法器設定值應為 96. 8kPa。
15. 體積流量
Q=C/A P/ p =50V 16/0.81=222 m3/h
質(zhì)量流量
Q=C/A Pp =50 V16X 0.81 =180t/h
16. 8. 1 m3=8. 1 X 1000=8100(L) 8100/150=54(mi n)
17. 變差=|20.12-19.85|=0. 27(MPa) 此表的允許誤差=± 25X 1%=0.25(MPa)
由于變差大于允許誤差,所以此表不合格.
18. P底=P表+P液柱因為 P 液柱=10mH23 0.1MPa 所以 P 底=1.9+0.1=2.0(MPa)
19. 鉆孔深度= 所需螟孔深度+0. 7d(d為螺紋外徑)=40+0. 7X 24=56 8(mm)
20. (1)D 由d 13t(d 為螺紋外徑、t 為螺距)=24-0. 13X 3=23 61(mm)
(2)D ?O. 13t=30-0. 13X3 5=29. 54(mm)
21. 以圓環(huán)成品中心直徑計算下料長度。
L=(200-6) X34=194X3 14=609. 16(mm)
22. 以彎焊成品后管壁中心處計算用料。 L=(100-5) . X13=298. 3(mm)
1?一被測介質(zhì)壓力為I.OMPa,儀表所處環(huán)境溫度為:ta= 55C,用一彈簧管壓 力表進
行測量,要求測量精度 Sa為1 %,請選擇該壓力表的測量范圍 Pd和精度等級
S d?溫度
系數(shù)B為0. 0001)
2?用單法蘭液面計測量開口容器液位,液面計已經(jīng)校好,后因?qū)嶋H維護需要,
儀表安裝位置下移了一段距離 4H通過計算求出儀表的指示將怎樣變化?該如何 處理?
3?通過推導說明浮球液位計是如何測量界面的,其條件是什么 ?
4?工業(yè)上常用測量儲罐底部液壓的方法來計算罐內(nèi)液體的質(zhì)量,如圖所示,先 插一導
管在罐內(nèi),然后向?qū)Ч軆?nèi)通壓縮空氣,當有氣泡從液面冒出時,關死截止閥,停 止通
氣,測得B處壓力P2為0.16MPa,若儲罐截面積為500m2,罐底和側(cè)壓處的距 離為8m,求
罐內(nèi)液體的質(zhì)量為多少?
5?用浮筒液位變送器測量鍋爐汽包水位,已知正常工況下,飽和蒸汽的壓力為 l0.00MPa(絕壓),對應的飽和水的密度為 pW= 688. 4 kg/m3,飽和蒸汽的密度 p S
55. 6 kg/m3,浮筒長度L= 800mm,該浮筒變送器用密度 p士 1000 kg/m3的 水校驗時,
且忽略飽和蒸汽的影響,即認為 p S 0,試計算在正常工況下,當實際汽包內(nèi)的 水位
已降至0%時,儀表指示的水位為 多少?
6. 化簡圖所示的方塊圖并寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)。
7. 化簡圖所示傳遞函數(shù)方塊圖井寫出傳遞函數(shù).
8 ?求圖所示對數(shù)幅頻特性的傳遞函數(shù),并計算動態(tài)參數(shù)
9. 某比值調(diào)節(jié)系統(tǒng),主動量流量變送器量程為 F1 = 0?1600 m3/ h,從動量流 量變送器量程F2= O?2000 m3/h;由孔板產(chǎn)生差壓信號,設有開方功能,工藝 要求F2/F1 = 3。試求比值器應為多大系數(shù).
10. 某由氣動單元組合儀表構成的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng),氣動比值器范圍為 0?4,信 號范圍為0.2?1.0bar(1ba= IO5Pa,比值系統(tǒng)投運中測得比值器輸出信號為 0.6bar,問此時比值界比值系數(shù)為多大?
11 ?某由電動川型儀表組成的比值調(diào)節(jié)系統(tǒng), 主動量流量范圍為0?400N m3/h, 從動量流量范圍為0?600N m3/h,運行中儀表人員測得比值器輸出電流為 12mA,按設有開方器考慮,求此時主從動量比值為多少 ?(比值器量程為0?4).
12. 有兩臺氣動薄膜套筒調(diào)節(jié)閥,其可調(diào)比 R1= R1 = 50,第一臺調(diào)節(jié)閥的最大 流量Q1max= lOO m3/h,第二臺調(diào)節(jié)閥的最大流量 Q2max= 10 m3/h,若采用 分程控制時,可調(diào)比是多少?
13. 一根①273X 1的鋼管,求其每米的重量為多少千克 ?(已知鋼密度p =7800k/ m3)
1 .根據(jù)規(guī)定,被測值不超過儀表量程 Pd的2/3,則有2/3Pd> Pa Pd>/2 Pa
=3/2X1 O= 1. 5MPa
所以壓力表的測量范圍應選擇 0 — 1. 6MPa。
溫度附加誤差: △ PlFPdB (ta25)= 1. 5XO. 0001X (55-25)=0.0045 Mpa
壓力表允許誤差:Sd要求測量精度一溫度附加誤差 =1X%-0.0045=0.0055 Mpa 儀表精度為(O. 0055/1 . 6-0) X 10Q=O. 34%所以應選擇一測量范圍為0?
1. 6MPa,精度為0. 25級的壓力表。
2. 設介質(zhì)的最低液位為法蘭的中心,當液位是低時,液面計正壓側(cè)所受壓力為
Hp g(為液面計毛細管中充灌液的密度),調(diào)校時應把Hpg正遷移掉。但若遷移好 后,儀表又下移了一段距離 AH,則液位最低時,儀表正壓側(cè)所受壓力為
Hp g+A Hp g目當于正壓室又多了 △ Hp,所以液面計的輸出要上升,此時若要保 證測量準確,需將 A Hp也正遷移掉才行。
3. 設浮球自重為G,體積為V,浮球在介質(zhì)中的體積分別為 V1 V2,兩介質(zhì)的
密度分別為pl p2 根據(jù)浮球液位計測量原理,浮球的重量 G等于浮球在兩
界面上兩種介質(zhì)內(nèi)浮力的總和,即G= V1p 1+ V2 p2則V2=(G- V1p ) p 2=[G(V-
V2) p 1]/ p 2G-Vp1 / ( p -p2
由公式可以看出,如果p 1 p 2 V、G不變,則V2也不變。當界面變化時,
浮球?qū)㈦S界面發(fā)生同步變化而帶動液位計指示出容器的實際液位. 其條件是浮球
自重G,體積V,兩介質(zhì)重度p 1 p2都不能變化。
4. 由于壓縮空氣密度比常壓時大,所以應考慮空氣重量所產(chǎn)生的壓力,
即 P2=
P1+Ap 2gh (1)式中,為因壓縮而增加的空氣密度.
根據(jù)氣體方程 Pa/P2=(Pa+P1 / (P2+A P) —Ap 2= P1 p 2/ 魁)式中,
Pa為大氣壓力;p2為空氣密度。 將式(2)代人式(1)得P2 = P1+ P1 p 2gh/ Pa =
P1 (1+ p 2gh/ P)
查表得 p2 1. 2kg/m3,Pa= 1. 01 x IO5Pa所以 P2 = P1 (1+1 2X
9. 81 x 8/1 01 x 105)Pa
即 P1= O. 9991 P2 而 P仁mg/A — m= P1A7g
所以罐內(nèi)液體質(zhì)量 m=O. 9991 X0 16X lO6 X 5/9. 81=8147. 6t
5. 校驗時認為水位為100%時,產(chǎn)生的浮力蘆F100= Ls p Wg由于認為p s=0 則校驗水位為0%時,浮力F0= 0。而實際上,水位為0%時,產(chǎn)生的浮力為F0 實=LSp sg所以,實際水位為
0%時,儀表指示的水位 h 為 h=LSp sg/ LS p Wg=p s/ p.W6658. 4=8. 1%
6. 原圖變?yōu)閳D
傳遞函數(shù) G (S) =C/R=G1G2/(1+ G2H1+G1 G2)
7. 原圖化簡為圖
傳遞函數(shù) G=C/R=G2/[1+ G1G2心-G1)]=G2(1- G1)/(1- G1+ G1G2)
第一列符號無變化,系統(tǒng)穩(wěn)定。
8?該系統(tǒng)由一階慣性環(huán)節(jié)加比例環(huán)節(jié)構成,轉(zhuǎn)折頻率 3= 10,則慣性環(huán)節(jié)為
1/(0. 1s+1)。
所以201gK= 20, K= 10,故該系統(tǒng)傳遞函數(shù)為 G(s= 10/(0 . 1s+1)?
9. Kx =KX F1max/ F2max=3 x 1600/2000=2
10. ①(0. 6-0. 2)/(1. 0-0. 2) = 0. 5 ②Kx= 4XO 5=2
11. ①(12-4)/(20-4)=O. 5 ②0. 5X 4=2 O ③2 . 0X 40/600=1. 3
12. 第一臺閥的最小流量為 Qlmin = 100/ 50 = 2m3/ h
第二臺閥的最小流量為 Q2min = 10/50= 0. 2 m3/h
則兩臺閥總可調(diào)比為 R= Qlmax/Q2min= 100/0. 2 = 500
13. 先求出鋼管每米的金屬體積,再乘以密度即可。
管子金屬體積=管子截面積x長度
管子截面積=管外徑面積一管內(nèi)徑面積
管外徑面積={D/2}2 n =O2372/4 Xn =5850 X lO-3(m2)
管內(nèi)徑面積={D-2 S /2}2 n =((237-2 X 0.01)2/4 Xn =25X IO-3(m2)
管子截面積=58. 5X IO-3- 50 25X IO-3=8 25X IO-3 (m2)
管子金屬體積=8. 25 IO-3-3 X .1=25 IO-3 (m3)
每米管子的重量為:體積 X密度(V Xp)卩8. 25X IO-3 X 7800=.6435(kg)
1?儀態(tài)精度為0.5級的電橋,下線刻度為負值,為全量程的 25%,該表允許絕對誤
差是1 °C,試求該表的上下限。
量程為 1C /0.005=200 C
下限值為-(200 C X 25%)=-50
該表刻度上下限為-50C --150C
2. —真空壓力表量程范圍為—100?500kPa校驗時最大誤差發(fā)生在200kPa上行 程和下行程時校準表指示為194kPa和205kPa問該表是否滿足其1.0級的精度要 求?
變差=[△ max/(量程上限-量程下限)]X 100%=(205-194)/
[500-(-100)] X 100%=1弱3%%,所以不滿足1.0級精度要求。
3. —臺1151絕對壓力變送器,量程范圍為 0?80kPa(絕壓),校驗時采用刻度 范圍為100?0kPa標準真空壓力計,若當?shù)卮髿鈮毫?8kPa則當變送器輸出為 12mA時,真空壓力計指示的讀數(shù)為多少?
設變送器輸入壓力為P絕時,輸出電流為12mA,
則 P 絕/(80-0) X 16+4=12絕=40KPa 根據(jù) P 真空=P 大氣--P 絕=98-40=58 KPa 所 以真空壓力計的讀數(shù)為58 KPa變送器的輸出為12mA。
4. 計算如圖下所示的壓力式液位計的調(diào)校量程范圍及遷移量,已知 h1=5m,
h2=1m, p =1.0g/cm3
由圖可知,液位計測量量程為: P=p gh1=1.0 X9.8 X 5=49K遷移量A=p gh2=1.0 X 9.8 X 1=9.8K所以儀表調(diào)校量程范圍為 9.8—58.8 KPa
5. —單法蘭液位計測量開口容器液位, 其最高液位和最低液位到儀表的安裝距離
分別為h1=3m, h2=1m如下圖所示,若所測介質(zhì)密度p =1g/cm3求儀表的量程及 遷移量?
由圖可知儀表測量的有效量程高度為 h1-h2=2m所以儀表的量程厶P=( h1- h2) p g=(3-1) X 1X9.81=19.62,K當液位最低時,儀表正負壓室的受力分別為 P+=p gh2=1.0 X 9.81 X 仁9.81,KPa=0,所以液面計遷移量為 P+ - P-=9.81-0==9.81KP正 遷移)
6. 用一雙法蘭變送器測一閉口容器內(nèi)液位,液面計的零點和量程均已校好,后因 維護需要,儀表安裝位置下移了一段距離 h2=0.5m,如下圖所示。若已知h=5m,
h1=1m,容器內(nèi)介質(zhì)密度p 1=1.0g/cm3變送器毛細管充油密度 p 2=(8g/cm3,求 變送器下移前后零點和量程將怎樣變化?
儀表安裝位置下移前,儀表量程為
△ P1=p 1gh=1.0 x 9.81 x 5=49.05KPa
遷移量為 A1 為 A仁p 2gh1 -p 2g(h1+h) = -p 2gh=-0.8 x 9.81 x 5=-39.24KPa,
所以儀表的調(diào)校量程為-39.24—9.81 KPa
儀表安裝位置下移后,儀表量程△ P2 P2=p 1gh=1.01.0 x 9.81 x 5=49.05,Pa 遷移量為 A2 為 A2=p 2g(h1+h2)-p2g(h1+h2+h) = -p 2gh=-0.8 x 9.81 x 5= -39.24KPa, 儀表調(diào)校量程為-39.24KPa至 9.81 KPa即變送器位置下移后其零點和量程不變。
7. 化簡下圖所示的方塊圖并寫出閉環(huán)傳遞函數(shù)。
傳遞函數(shù)為 G(S)=C/R=G1G2/1+G2H1+G1G2
8. 若調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C為50,當閥前后壓差為16x 100kP,流體密度為 0.81g/cm3,所能通過的最大流量是多少?
體積流量
質(zhì)量流量
9. 有兩臺氣動薄膜套筒調(diào)節(jié)閥,其可調(diào)比 R仁R2=50第 一臺調(diào)節(jié)閥的最大流量
Qmax=100m3/h,第二臺調(diào)節(jié)閥的最大流量 Q2max=10m3/h,若采用分程控制時,可
調(diào)比是多少?
Q1min=100/500=20m3/h;
Q2min=100/500=20m3/h;
R=Q1max/Q2mi n=100/0.2=500
10. 某塔控制系統(tǒng)如下圖所示,請畫出該調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖
其調(diào)節(jié)系統(tǒng)方框圖為:
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1、畫出與門、或門、RS觸發(fā)器符號,并列出其輸出隨輸入變化的真值表(輸入
按兩個考慮IN1、IN2,輸出Q)
IN1
IN2
Q
IN1
S=IN2
Q
0
0
0
0
0
持
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
確定
IN2 Q R=IN1
0 0 0 保
2、畫出一帶解鎖開關的三選二邏輯圖
ini OR
bypassl
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
不
AND
in2
OR
bypass2
OR
AND
in3 OR
AND
bypass3
3、畫出雙室平衡容器結(jié)構示意圖
解:Q=S*U= R2< 5X 3600= d2 X 5X 3600= (159-5 X 2)2 X 5X 3600=314m3/h
10、與節(jié)流裝置配套的差壓變送器的測量范圍是 0~40kPa,二次表刻度為0~30t/h,
二次表開方,小信號切除2%。①若二次表指示10 t/h,變送器輸入差壓為多少?變 送器輸出電流為多少?②如果輸入差壓為0.01 kPa,二次表顯示多少? 解:①根據(jù)公式=2得
△ P 實=2 △ P 量=2 X 40=4.44KPa
I= X 16+4= X 16+4=5.78mA
②根據(jù)公式 =2得 Q實/ Q量=SQR(0.01/40)< 2%
因為小信號切除點為2%,所以二次表顯示為0
1、 現(xiàn)有一臺精度為0.5級的測量儀表,量程為0~1000C。在正常情況下進行校 驗,其最大絕對誤差為6C,求該儀表的1、最大引用誤差;2、基本誤差;3、 允許誤差;4、儀表的精度是否合格。
解:1、最大引用誤差 S =[6^1000-0) ] X 100%=0.6%
2、 基本誤差=0.6%
3、 允許誤差=± 0.5%
4、 儀表精度不合格。因為該表的基本誤差為 0.6%, 大于儀表允許誤差土 0.5%
2. 有一臺氣動差壓變送器,表量程為 25000PQ對應的最大流量為50t/h,工藝 要求40t/h時報警。問:(1)不帶開方器時,報警值設在多少? ( 2)帶開方器
時,報警值設在多少?
解:1.不帶開方器時對應40t/h流量的差壓
△ P1=25000X (40/50)2=16000Pa
對應40t/h流量的輸出
P 出 1=( 16000/25000) X 80+20=71.2 KPa
所以報警值S=71.2 KPa
2. 帶開方器時
因為△ Q=KXAP
對應40t/h流量的差壓
A P2=25000X40/50) =20000Pa
對應40t/h流量的輸出
P 出 2= (20000/25000) X 80+20=84 KPa
所以報警值S=84 KPa
3. 過熱蒸汽的質(zhì)量流量 M=100 t/h,選用的管道內(nèi)徑D=200mm。若蒸汽的密度
P =38kg/m3則蒸汽在管道內(nèi)的平均流速為多少?
解:質(zhì)量流量M和體積流量Q之間的關系為:
Q=M/p =100 X 1000/38=2631 m3/h=0.731 m3/s
管道截面積S為
S= ( JI /4 D2= ( JI /4 X(0.2) 2=0.0314 m2
因為Q= SX u
所以蒸汽的平均流速u為
u =Q /S=0.731/0.0314=23.3 m/s
4. 1151GP壓力變送器的測量范圍原為 0?100KPa現(xiàn)零位遷移100%。則
1 ?儀表的測量范圍變?yōu)槎嗌伲?
2?儀表的量程是多少?
3?輸入多少壓力時,儀表的輸出為 4、12、20mA?
解:儀表的原測量范圍為0?100KPa現(xiàn)零位正遷了 100%,所以:
1 ?測量范圍成了 100?200KPa
2.儀表的量程是200-100=100KPa
3?輸入為100KPa時,儀表的輸出為4mA。
輸入為150KPa時,儀表的輸出為12mA。
輸入為200KPa時,儀表的輸出為20mA。
5. 將下面的工藝流程圖轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)原理框圖
答案:
6. 今有一臺差壓計測量某貯槽的液位,已知 H=5m,h 0=1.2m,H0=7.2m,試求:
1. 遷移量,并判斷是正遷移還是負遷移;2.該變送器量程范圍是多少?(設液位
密度 p =0.96g/cm3
解:液位為零時,P0=pg( h0-H0) =-56.448kPa
為負遷移。
滿液位時,P= p(( H+h0-H0) =-9.408 kPa
量程范圍為:-56.448kP* -9.408 kPa
7. 某套節(jié)流裝置蒸汽流量計,原設計的蒸汽壓力為 2.94MPa溫度為400C。實 際使用中,被測處蒸汽壓力為2.84MPa(溫度不變),當流量計指示數(shù)為102t/h, 求實際流量為多少噸/小時?(水蒸汽密度表:2.94MPa、400E時
p =9.8668kg/m3 2.84MPa 400T 時 p =9.5238 kg/m3
解:M實際=M設計X SQRT p實際*設計)
=102t/h X SQRT(9.5238^ 9.8668)
=102t/h X 0.9825
=100.2 t/h
所以:真正的流量是100.2 t/h
8. 現(xiàn)用一單管水銀壓力計測某空氣罐內(nèi)的壓力。若當?shù)氐闹亓铀俣葹闃藴手?力加速度(即g=980.665cm/s2),當?shù)丨h(huán)境溫度為 30C時,從壓力計上讀得的 表壓值為420mmHg,試求罐內(nèi)的絕對壓力是多少 mmHg,折合多少Pa?(標準 重力加速度下的大氣壓為760mmHg, 0C與30C時,汞的密度分別為13.5951 和 13.52g/cm3)
解:罐內(nèi)絕對壓力為
P絕=P大氣+P表
=760+420 ( 13.52/13.5951)
=760+417.68
=1177.68 mmHg
1177.68 mmHg=1177.68 X 13.5951 X 9.80665
=157.011 KPa
罐內(nèi)的絕對壓力是1177.68 mmHg,約等于157.011 KPa
9. 用差壓變送器測流量,差壓為 25Kpa,二次表量程為0 — 200T/ h,差壓變送 器輸出電流為4—20mA,試求流量為80T/h、100T/h時對應的差壓值和電流值是 多少?
解:根據(jù)差壓流量公式:F2=g p
△ px/ △ p= ( Fmax/F) 2
△ px=A p ( Fmax/F) 2=2500 ( 80/200) 2=4000Pa
1=( Fmax/F) X 16+4=6.56mA
△ px=2500(100/200) 2=6250
1=(100/200) 2 X 16+4=8 mA
10. 已知,24VDC供電回路中,串聯(lián)了 2個12V、1.5w的指示燈和1個12V、1.5w
的指示燈,請問每個燈泡的實際功率為多少?
解:(1)燈泡的電阻為:
12V、1.5w 12X 12/1.5= 96 歐姆
12V、1w 12X 12/仁 144 歐姆
(2) 串聯(lián)回路電阻為:96X 2+14牟336歐姆
(3) 串聯(lián)回路電流為:24/336 = 0.0714A
⑷ 指示燈功率:12V、1.5w: 0.07142 X 960.49w
12V、1 w: 0.07142 X 1440.724W
所以:串聯(lián)后,兩個12V、1.5w的指示燈功率分別為0.49w; 12V、1 w的指示燈
功率為0.74w。
11. 根據(jù)以下的PLC梯形圖補齊時序圖:
梯形圖:
時序圖:
10S
解:
1) 一用電器內(nèi)阻為24歐姆,外加電源60V,電源內(nèi)阻為1歐姆,則流過用電器 的電流為多少? 解:l=U/R
=60/ (24+1)
=2.4A
2) 1151GP壓力變送器的測量范圍原為 0?100KPa現(xiàn)零位遷移100%。則
1 ?儀表的測量范圍變?yōu)槎嗌伲?
2?儀表的量程是多少?
3?輸入多少壓力時,儀表的輸出為 4、12、20mA?
解:儀表的原測量范圍為o?looKPa現(xiàn)零位正遷了 ioo%,所以:
1 ?測量范圍成了 ioo?2ooKPa
2. 儀表的量程是200-100=100KPa
3?輸入為100KPa時,儀表的輸出為4mA。
輸入為150KPa時,儀表的輸出為12mA。
輸入為200KPa時,儀表的輸出為20mA。
3) 有兩臺測溫儀表,其測量范圍分別是0?800T和600?1100C,已知其最大絕 對誤差均為±6,試分別確定它們的精度等級。
解:據(jù)基本誤差 S m=max/ (A上-A下)x 100%J得
S m仁6/(800-0) x 100%=0.75%
S m2=6/( 1100-600) x 100%=1.2%
根據(jù)常用工業(yè)儀表的精度等級系列,測量范圍為 o?800 r的測溫儀表應定為1
級精度,測量范圍為600?1100C的測溫儀表應定為1.5級精度。
4) 有一臺氣動差壓變送器,表量程為25000Pa對應的最大流量為50t/h,工藝要 求40t/h時報警。問:/1)不帶開方器時,報警值設在多少?/ 2)帶開方器時, 報警值設在多少?
解:1.不帶開方器時對應40t/h流量的差壓
夕仁25000X(40/50) 2=16000Pa
對應40t/h流量的輸出
P 出 1= /16000/25000) X 80+20=71.2 KPa
所以報警值S=71.2 KPa
2. 帶開方器時
因為△ Q=KXAP
對應40t/h流量的差壓
A P2=25000X40/50) =20000Pa
對應40t/h流量的輸出
P 出 2= / 20000/25000) X 80+20=84 KPa
所以報警值S=84 KPa
5) 某節(jié)流裝置在設計時,介質(zhì)的密度為520Kg/m3而在實際使用時,介質(zhì)的密度為
480Kg/m3.如果設計時,差壓變送器輸出lOOKpa對應的流量為50t/h,則在實際使
用時,對應的流量為多少?
解:根據(jù)以質(zhì)量流量為單位的基本公式
現(xiàn)在除了介質(zhì)密度以外,其余條件均未改變,所以
現(xiàn)設計介質(zhì)密度p設=520Kg/m3,實際介質(zhì)密度為p實=480Kg/m3,變送器輸出
lOOKpa時的設計流量 M設=50t/h
所以實際流量M實為
6) 有人在校驗1151AP絕對壓力變送器時,發(fā)現(xiàn)只要通上電源,儀表就有 12mA 輸出。這種現(xiàn)象是正常的嗎?(如果儀表的測量范圍是50-150 KPa絕壓,當時的 大氣壓為100 Kpa)
解:絕對壓力變送器測的是絕對壓力,該儀表的測量范圍是 50-150 Kpa,也就是
說
輸入50 KPa絕壓時,儀