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六．计算题
1)一用电器内阻为24欧姆，外加电源60V，电源内阻为1欧姆，则流过用电器的电流为多少？
解：I=U/R
=60/（24+1）
=2.4A
2)1151GP压力变送器的测量范围原为0～100KPa，现零位迁移100%。则
1．仪表的测量范围变为多少？
2．仪表的量程是多少？
3．输入多少压力时，仪表的输出为4、12、20mA？
解：仪表的原测量范围为0～100KPa，现零位正迁了100%，所以：
1．测量范围成了100～200KPa。
2．仪表的量程是200-100=100KPa。
3．输入为100KPa时，仪表的输出为4mA。
输入为150KPa时，仪表的输出为12mA。
输入为200KPa时，仪表的输出为20mA。
3)有两台测温仪表，其测量范围分别是0～800℃和600～1100℃，已知其最大绝对误差均为±6℃，试分别确定它们的精度等级。
解：据基本误差δm=Δmax/（A上-A下）×100%可得
δm1=6/（800-0）×100%=0.75%
δm2=6/（1100-600）×100%=1.2%
根据常用工业仪表的精度等级系列，测量范围为0～800℃的测温仪表应定为1级精度，测量范围为600～1100℃的测温仪表应定为1.5级精度。
4)有一台气动差压变送器，表量程为25000Pa，对应的最大流量为50t/h，工艺要求40t/h时报警。问：（1）不带开方器时，报警值设在多少？（2）带开方器时，报警值设在多少？
解：1. 不带开方器时对应40t/h流量的差压
ΔP1=25000×（40/50）2=16000Pa
对应40t/h流量的输出
P出1=（16000/25000）×80+20=71.2 KPa
所以报警值S=71.2 KPa
2. 带开方器时
因为ΔQ=K×ΔP
对应40t/h流量的差压
ΔP2=25000×（40/50）=20000Pa
对应40t/h流量的输出
P出2=（20000/25000）×80+20=84 KPa
所以报警值S=84 KPa
5)某节流装置在设计时,介质的密度为520Kg/m3,而在实际使用时,介质的密度为480Kg/m3.如果设计时,差压变送器输出100Kpa,对应的流量为50t/h,则在实际使用时,对应的流量为多少?
解：根据以质量流量为单位的基本公式
现在除了介质密度以外,其余条件均未改变,所以
现设计介质密度ρ设=520Kg/m3, 实际介质密度为ρ实=480Kg/m3, 变送器输出100Kpa时的设计流量M设=50t/h
所以实际流量M实为
6）有人在校验1151AP绝对压力变送器时，发现只要通上电源，仪表就有12mA输出。这种现象是正常的吗？（如果仪表的测量范围是50-150 KPa绝压，当时的大气压为100 Kpa）
解：绝对压力变送器测的是绝对压力，该仪表的测量范围是50-150 Kpa，也就是说
输入50 KPa绝压时，仪表输出4mA；
输入150 KPa绝压时，仪表输出20mA；
仪表在大气压下，即输入的是大气压力100 Kpa时，仪表的输出为 ×（100-50）+4=12mA
现仪表输出正好12mA，所以是正常的。
7）有一台差压变送器，其测量范围为0-10000Pa，在该仪表的说明书中规定可实现的负迁移100%（最大迁移量-100%），试问该表的最大迁移量是多少？
解：负迁移就是在不改变量程的情况下将零点向负方向迁移，迁移量占量程的百分数就是迁移的百分数。
迁移量=10000×100%=10000 Pa，因此，对0-10000Pa的变送器可迁移成-10000-0 Pa。
8）镍铬-镍硅热电偶的检测系统处于运行状态时，其冷端温度为t0=30℃，仪表测得热电势E（t，t0）=39.17mV，试求被测介质的实际温度。
解：查表得E（30º，0º）=39.17mV
E（t，0º）= E（t，30º）+ E（30º，0º）
=39.17+1.2
=40.37 mV
再查表得977℃
9）用差压变送器测流量，差压为25Kpa，二次表量程为０－200T／h，差压变送器输出电流为4—20mA，试求流量为80T/h、100T/h时对应的差压值和电流值是多少？
解：根据差压流量公式：F2=K×△p
△px/△p=（Fmax/F）2
△px=△p（Fmax/F）2=2500（80/200）2=4000Pa
I=（Fmax/F）×16+4=6.56mA
△px=2500(100/200) 2=6250
I=(100/200) 2 ×16+4=8 mA
10）用差压变送器测流量，差压为25Kpa，二次表量程为０－200T／h，计数器在满量程时每小时走1000个字，差压变送器输出电流为4—20mA，求在流量为80T/h、100T/h时计数器每小时走的字数和每个字代表的电流数
解：设所走的字数为X
1、流量为80T/h时：
80：200=X：1000
X=80×1000/200=400字/h
2、流量为100T/h时：
80：200=X：1000
X=80×1000/200=500字/h
3、每个字所表示的流量为
200t/h/1000字/h=0.2t/字
11）若调节阀全开时，阀前后压差为4００ＫＰａ，每小时通过清水流量为１００ｍ３问：阀的流量系数Ｃ为多少，ＣＶ值？
解：已知Q=100m3/h ΔP=400ＫＰａ r=1gf/cm3
Cv=1.17C=1.17×50=58.5
12）利用玻璃U型管测量B容器中PA处的真空度。安装图如下，从图中可知PA处的真空度是380mmHg，外面大气压是760mmHg，问PA处的绝对压力是多少？
解：P绝= P表 + P大气
P表= -380 mmHg= -50.67 KPa
P大气= 760mmHg= 101.33 KPa
P绝=-50.67 KPa + 101.33 KPa = 50.66 KPa
PA处的绝对压力是50.66 KPa
13）某套节流装置蒸汽流量计，原设计的蒸汽压力为2.94MPa,温度为400℃。实际使用中，被测处蒸汽压力为2.84MPa（温度不变），当流量计指示数为102t/h，求实际流量为多少？
水蒸汽密度表：2.94MPa、400℃时ρ=9.8668kg/m3； 2.84MPa、400℃时ρ=9.5238 kg/m3
真正的流量是100.2 t/h
14）一金属导线，长200M横截面为0.20cm2，测得其阻值为10欧姆，试确定其金属性能？
解：由电阻定律知：R=ρt/s,
而ρ=Rs/t=10×0.00002/200=0.000001（Ωm）
即金属导电率为1.0×10-6欧姆米
15）试计算三只并联仪表箱内的总电阻。
解：设每只仪表箱的内阻为r，并联仪表箱的总内阻为R，
由电阻并联可知：1/R=1/r1+1/r2+1/r3
所以1/R=3/r R=r/3
16）已知仪表电源24V，输出功率32W，求其输出电流。
解：P=UI I=P/U I=32W/24V=1.33A
17）用WZG型热电阻测温，测得其热电阻值为71.02欧姆，若R0=53欧姆，A=4.25×10-31/度，此时被测温度为多少摄氏度？
解：Rt=R0（1+At）
t= （Rt—R0）/（R0A）
t=（71.02-53）/53×4.25×10-3
t= 80℃
18）用一支铂铑-铂热偶测炉膛温度，在无其他补偿方法时，测得热电势为10.638mv，自由端温度为50℃，试求实际温度。
解：50℃查表为0.299mv
E（t，0℃）=10.638+0.299=10.93mv
查表得t=1118℃
19）用DDZ-Ⅲ型差压变送器测量流量，流量范围是0-16m3/h，问当流量为12m3/h时，输出信号是多少？
解：差压与流量的平方成比例，变送器的输出电流与其差压成比例，所以，变送器输出的4-20mA电流与其流量平方成比例。
即：（I-4）/（20-4）=Q22/Q12=122/162例
I=4+[（20-4）/162]×122=13mA
答：输出信号是13mA。
20）已知，24VDC供电箱，为几个串联12V指示灯供电，若指示灯正常工作，可串联几只指示灯？
若每只指示灯5欧姆，通过每只指示灯的电流为多少？
解：串联为分电压 24/12=2
可串联2只灯
I=U/R=24/（5×2）=2.4A
通过每只指示灯的电流为2.4A
21）已知某容器为圆筒形，底面积为4.0平方米，全部盛满水后高35米，试求底面积压力为多少？
解：F=ρhS=1000×35×4=140000Kg
答：求底面积压力为140000Kg
22）检定一块1.5级刻度为0-100KPa的压力表，发现在50KPa处的误差最大，为1.4KPa，其它刻度处的误差均小于1.4KPa，问这块压力表是否合格？
解：该表的最大引用误差= ×100%=1.4%<1.5%
所以，这块压力表合格。
23）有一个变化范围为320-360 KPa的压力。若用下列A、B两台压力变送器进行测量，那么在正常情况下哪一台的测量准确度高些？压力变送器A：1级，0-600KPa；压力变送器B：1级，250-500KPa
解：用变送器A时，测量结果的最大误差
δmax=±1%×（600-0）=±6 KPa
用变送器B时，测量结果的最大误差
δmax=±1%×（500-250）=±2.5 KPa
所以用变送器B测量准确度高
24）现用一单管水银压力计测某空气罐内的压力。若当地的重力加速度为标准重力加速度（即g=980.665cm/s2），当地环境温度为 30℃时，从压力计上读得的表压值为420mmHg，试求罐内的绝对压力是多少mmHg，折合多少Pa？（标准重力加速度下的大气压为760mmHg，0℃与30℃时，汞的密度分别为13.5951和13.52g/cm3）
解：罐内绝对压力为
P绝=P大气+P表=760+420× =760+417.68=1177.68 mmHg
1177.68 mmHg=156.866 KPa
罐内的绝对压力是1177.68 mmHg，约等于156.866 KPa。
25）已知工作状态下的质量流量标尺上限qm=500t/h，工作状况下被测流体密度ρ=857.0943kg/m3，试求工作状态下最大的体积流量qv
解：质量流量和体积流量之间的关系为：
qm ＝ρqv
qv＝qm ／ρ＝50000/857.0943=583.37 m3/h
26）过热蒸汽的质量流量M=100 t/h，选用的管道内径D=200mm。若蒸汽的密度ρ=38kg/m3，则蒸汽在管道内的平均流速为多少？
解：质量流量M和体积流量Q之间的关系为：
Q=M/ρ=100×1000/38=2631 m3/h=0.731 m3/s
管道截面积S为
S=（л/4）D2=（л/4）×（0.2）2=0.0314 m2
因为Q= S×u
所以蒸汽的平均流速u为
u =Q /S=0.731/0.0314=23.3 m/s
27）如图所示,用差压变送器测量闭口容器的液位.已知h1=50cm, h2=200cm, h3=140cm,被测介质密度ρ1=0.85 g/cm3,负压管内的隔离液为水,求变送器的调校范围和迁移量.
解:仪表的量程ΔP为
ΔP= h2×ρ1×g=200×0.85×980.7 ×( 100/1000)=16671.9Pa
当液位最低时，变送器正、负压室的受力为(不考虑容器内的工作压力)
P+= h3×ρ1×g=140×0.85×980.7 × (100/1000)=11670.3Pa
P_=(h1+h2+h3)ρ0×g=(50+200+140) ×1×980.7×(100/1000) =38247.3Pa(ρ0----水的密度)
于是仪表的迁移量P为
P= P+ - P_=11670.3-38247.3=-26577Pa
因P+ < P_,故为负迁移。
仪表的调校范围为
-26577 ~ (-26577+16671.9)=-9905.1 Pa
28）若调节阀的流量系数C为50，当阀前后差压为16 ×100kPa、流体重度为0.81gf/cm3时，所能通过的最大流量是多少？
答：体积流量：
29）有一测温点，热电偶基本误差为δ1=±4℃；补偿导线基本误差为δ2=±4℃；记录仪基本误差为δ3=±6℃；附加误差为δ4=±6℃，试计算这一温度测量系统的误差是多少？
解：这一测温系统的误差
30）如图所示用吹气法测开口容器液位，已知被测的最低液位到最高液位的垂直距离H=2540mm，被测液体的密度ρ=1.1g/cm3，试确定变送器的压力测量范围。
解：当导管下端有微量气泡逸出时，导管内的气压几乎和静压力相等。
Hρg=2.541.1×103×9.8064=27400Pa
因此，压力测量范围为0～27400Pa
1楼
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1)一用电器内阻为24欧姆，外加电源60V，电源内阻为1欧姆，则流过用电器的电流为多少？
解：I=U/R
=60/（24+1）
=2.4A
2)1151GP压力变送器的测量范围原为0～100KPa，现零位迁移100%。则
1．仪表的测量范围变为多少？
2．仪表的量程是多少？
3．输入多少压力时，仪表的输出为4、12、20mA？
解：仪表的原测量范围为0～100KPa，现零位正迁了100%，所以：
1．测量范围成了100～200KPa。
2．仪表的量程是200-100=100KPa。
3．输入为100KPa时，仪表的输出为4mA。
输入为150KPa时，仪表的输出为12mA。
输入为200KPa时，仪表的输出为20mA。
3)有两台测温仪表，其测量范围分别是0～800℃和600～1100℃，已知其最大绝对误差均为±6℃，试分别确定它们的精度等级。
解：据基本误差δm=Δmax/（A上-A下）×100%可得
δm1=6/（800-0）×100%=0.75%
δm2=6/（1100-600）×100%=1.2%
根据常用工业仪表的精度等级系列，测量范围为0～800℃的测温仪表应定为1级精度，测量范围为600～1100℃的测温仪表应定为1.5级精度。
4)有一台气动差压变送器，表量程为25000Pa，对应的最大流量为50t/h，工艺要求40t/h时报警。问：（1）不带开方器时，报警值设在多少？（2）带开方器时，报警值设在多少？
解：1. 不带开方器时对应40t/h流量的差压
ΔP1=25000×（40/50）2=16000Pa
对应40t/h流量的输出
P出1=（16000/25000）×80+20=71.2 KPa
所以报警值S=71.2 KPa
2. 带开方器时
因为ΔQ=K×ΔP
对应40t/h流量的差压
ΔP2=25000×（40/50）=20000Pa
对应40t/h流量的输出
P出2=（20000/25000）×80+20=84 KPa
所以报警值S=84 KPa
5)某节流装置在设计时,介质的密度为520Kg/m3,而在实际使用时,介质的密度为480Kg/m3.如果设计时,差压变送器输出100Kpa,对应的流量为50t/h,则在实际使用时,对应的流量为多少?
解：根据以质量流量为单位的基本公式
现在除了介质密度以外,其余条件均未改变,所以
现设计介质密度ρ设=520Kg/m3, 实际介质密度为ρ实=480Kg/m3, 变送器输出100Kpa时的设计流量M设=50t/h
所以实际流量M实为
6）有人在校验1151AP绝对压力变送器时，发现只要通上电源，仪表就有12mA输出。这种现象是正常的吗？（如果仪表的测量范围是50-150 KPa绝压，当时的大气压为100 Kpa）
解：绝对压力变送器测的是绝对压力，该仪表的测量范围是50-150 Kpa，也就是说
输入50 KPa绝压时，仪表输出4mA；
输入150 KPa绝压时，仪表输出20mA；
仪表在大气压下，即输入的是大气压力100 Kpa时，仪表的输出为 ×（100-50）+4=12mA
现仪表输出正好12mA，所以是正常的。
7）有一台差压变送器，其测量范围为0-10000Pa，在该仪表的说明书中规定可实现的负迁移100%（最大迁移量-100%），试问该表的最大迁移量是多少？
解：负迁移就是在不改变量程的情况下将零点向负方向迁移，迁移量占量程的百分数就是迁移的百分数。
迁移量=10000×100%=10000 Pa，因此，对0-10000Pa的变送器可迁移成-10000-0 Pa。
8）镍铬-镍硅热电偶的检测系统处于运行状态时，其冷端温度为t0=30℃，仪表测得热电势E（t，t0）=39.17mV，试求被测介质的实际温度。
解：查表得E（30º，0º）=39.17mV
E（t，0º）= E（t，30º）+ E（30º，0º）
=39.17+1.2
=40.37 mV
再查表得977℃
9）用差压变送器测流量，差压为25Kpa，二次表量程为０－200T／h，差压变送器输出电流为4—20mA，试求流量为80T/h、100T/h时对应的差压值和电流值是多少？
解：根据差压流量公式：F2=K×△p
△px/△p=（Fmax/F）2
△px=△p（Fmax/F）2=2500（80/200）2=4000Pa
I=（Fmax/F）×16+4=6.56mA
△px=2500(100/200) 2=6250
I=(100/200) 2 ×16+4=8 mA
10）用差压变送器测流量，差压为25Kpa，二次表量程为０－200T／h，计数器在满量程时每小时走1000个字，差压变送器输出电流为4—20mA，求在流量为80T/h、100T/h时计数器每小时走的字数和每个字代表的电流数
解：设所走的字数为X
1、流量为80T/h时：
80：200=X：1000
X=80×1000/200=400字/h
2、流量为100T/h时：
80：200=X：1000
X=80×1000/200=500字/h
3、每个字所表示的流量为
200t/h/1000字/h=0.2t/字
11）若调节阀全开时，阀前后压差为4００ＫＰａ，每小时通过清水流量为１００ｍ３问：阀的流量系数Ｃ为多少，ＣＶ值？
解：已知Q=100m3/h ΔP=400ＫＰａ r=1gf/cm3
Cv=1.17C=1.17×50=58.5
12）利用玻璃U型管测量B容器中PA处的真空度。安装图如下，从图中可知PA处的真空度是380mmHg，外面大气压是760mmHg，问PA处的绝对压力是多少？
解：P绝= P表 + P大气
P表= -380 mmHg= -50.67 KPa
P大气= 760mmHg= 101.33 KPa
P绝=-50.67 KPa + 101.33 KPa = 50.66 KPa
PA处的绝对压力是50.66 KPa
13）某套节流装置蒸汽流量计，原设计的蒸汽压力为2.94MPa,温度为400℃。实际使用中，被测处蒸汽压力为2.84MPa（温度不变），当流量计指示数为102t/h，求实际流量为多少？
水蒸汽密度表：2.94MPa、400℃时ρ=9.8668kg/m3； 2.84MPa、400℃时ρ=9.5238 kg/m3
真正的流量是100.2 t/h
14）一金属导线，长200M横截面为0.20cm2，测得其阻值为10欧姆，试确定其金属性能？
解：由电阻定律知：R=ρt/s,
而ρ=Rs/t=10×0.00002/200=0.000001（Ωm）
即金属导电率为1.0×10-6欧姆米
15）试计算三只并联仪表箱内的总电阻。
解：设每只仪表箱的内阻为r，并联仪表箱的总内阻为R，
由电阻并联可知：1/R=1/r1+1/r2+1/r3
所以1/R=3/r R=r/3
16）已知仪表电源24V，输出功率32W，求其输出电流。
解：P=UI I=P/U I=32W/24V=1.33A
17）用WZG型热电阻测温，测得其热电阻值为71.02欧姆，若R0=53欧姆，A=4.25×10-31/度，此时被测温度为多少摄氏度？
解：Rt=R0（1+At）
t= （Rt—R0）/（R0A）
t=（71.02-53）/53×4.25×10-3
t= 80℃
18）用一支铂铑-铂热偶测炉膛温度，在无其他补偿方法时，测得热电势为10.638mv，自由端温度为50℃，试求实际温度。
解：50℃查表为0.299mv
E（t，0℃）=10.638+0.299=10.93mv
查表得t=1118℃
19）用DDZ-Ⅲ型差压变送器测量流量，流量范围是0-16m3/h，问当流量为12m3/h时，输出信号是多少？
解：差压与流量的平方成比例，变送器的输出电流与其差压成比例，所以，变送器输出的4-20mA电流与其流量平方成比例。
即：（I-4）/（20-4）=Q22/Q12=122/162例
I=4+[（20-4）/162]×122=13mA
答：输出信号是13mA。
20）已知，24VDC供电箱，为几个串联12V指示灯供电，若指示灯正常工作，可串联几只指示灯？
若每只指示灯5欧姆，通过每只指示灯的电流为多少？
解：串联为分电压 24/12=2
可串联2只灯
I=U/R=24/（5×2）=2.4A
通过每只指示灯的电流为2.4A
21）已知某容器为圆筒形，底面积为4.0平方米，全部盛满水后高35米，试求底面积压力为多少？
解：F=ρhS=1000×35×4=140000Kg
答：求底面积压力为140000Kg
22）检定一块1.5级刻度为0-100KPa的压力表，发现在50KPa处的误差最大，为1.4KPa，其它刻度处的误差均小于1.4KPa，问这块压力表是否合格？
解：该表的最大引用误差= ×100%=1.4%<1.5%
所以，这块压力表合格。
23）有一个变化范围为320-360 KPa的压力。若用下列A、B两台压力变送器进行测量，那么在正常情况下哪一台的测量准确度高些？压力变送器A：1级，0-600KPa；压力变送器B：1级，250-500KPa
解：用变送器A时，测量结果的最大误差
δmax=±1%×（600-0）=±6 KPa
用变送器B时，测量结果的最大误差
δmax=±1%×（500-250）=±2.5 KPa
所以用变送器B测量准确度高
24）现用一单管水银压力计测某空气罐内的压力。若当地的重力加速度为标准重力加速度（即g=980.665cm/s2），当地环境温度为 30℃时，从压力计上读得的表压值为420mmHg，试求罐内的绝对压力是多少mmHg，折合多少Pa？（标准重力加速度下的大气压为760mmHg，0℃与30℃时，汞的密度分别为13.5951和13.52g/cm3）
解：罐内绝对压力为
P绝=P大气+P表=760+420× =760+417.68=1177.68 mmHg
1177.68 mmHg=156.866 KPa
罐内的绝对压力是1177.68 mmHg，约等于156.866 KPa。
25）已知工作状态下的质量流量标尺上限qm=500t/h，工作状况下被测流体密度ρ=857.0943kg/m3，试求工作状态下最大的体积流量qv
解：质量流量和体积流量之间的关系为：
qm ＝ρqv
qv＝qm ／ρ＝50000/857.0943=583.37 m3/h
26）过热蒸汽的质量流量M=100 t/h，选用的管道内径D=200mm。若蒸汽的密度ρ=38kg/m3，则蒸汽在管道内的平均流速为多少？
解：质量流量M和体积流量Q之间的关系为：
Q=M/ρ=100×1000/38=2631 m3/h=0.731 m3/s
管道截面积S为
S=（л/4）D2=（л/4）×（0.2）2=0.0314 m2
因为Q= S×u
所以蒸汽的平均流速u为
u =Q /S=0.731/0.0314=23.3 m/s
27）如图所示,用差压变送器测量闭口容器的液位.已知h1=50cm, h2=200cm, h3=140cm,被测介质密度ρ1=0.85 g/cm3,负压管内的隔离液为水,求变送器的调校范围和迁移量.
解:仪表的量程ΔP为
ΔP= h2×ρ1×g=200×0.85×980.7 ×( 100/1000)=16671.9Pa
当液位最低时，变送器正、负压室的受力为(不考虑容器内的工作压力)
P+= h3×ρ1×g=140×0.85×980.7 × (100/1000)=11670.3Pa
P_=(h1+h2+h3)ρ0×g=(50+200+140) ×1×980.7×(100/1000) =38247.3Pa(ρ0----水的密度)
于是仪表的迁移量P为
P= P+ - P_=11670.3-38247.3=-26577Pa
因P+ < P_,故为负迁移。
仪表的调校范围为
-26577 ~ (-26577+16671.9)=-9905.1 Pa
28）若调节阀的流量系数C为50，当阀前后差压为16 ×100kPa、流体重度为0.81gf/cm3时，所能通过的最大流量是多少？
答：体积流量：
29）有一测温点，热电偶基本误差为δ1=±4℃；补偿导线基本误差为δ2=±4℃；记录仪基本误差为δ3=±6℃；附加误差为δ4=±6℃，试计算这一温度测量系统的误差是多少？
解：这一测温系统的误差
30）如图所示用吹气法测开口容器液位，已知被测的最低液位到最高液位的垂直距离H=2540mm，被测液体的密度ρ=1.1g/cm3，试确定变送器的压力测量范围。
解：当导管下端有微量气泡逸出时，导管内的气压几乎和静压力相等。
Hρg=2.541.1×103×9.8064=27400Pa
因此，压力测量范围为0～27400Pa