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化工仪表习题课 合肥工业大学


且工作压力下限大于量程的1/3,小于量程的2/3,符合要求;
精度等级的确定:


max 满量程
100%


5.5% 2.4 1
100%

2.3%
满量程=0~2.4 MPa max=1.15% 5.5%
按照靠系列选择 精度为 2.0(1.5);
38
38.用转子流量计(测量范围为0~10 L/min)测气压为0.65 MPa,温度为40 oC的CO2气体的流量 时,若流量计读数为50L/s,求CO 的真实流量(已知在标准状态时的密度为1.977kg/m3)
100%

8C 1000 0
100%

0.8%
按照靠系列,根据工艺要求选取,要选择等级高的精度等级,0.5; 所以此温度计不符合要求。
6
6.如果有一台压力表,其测量范围为0~10MPa,经校验得出下列数据:
被校表读数/ MPa
0
2
4
6
8
被校表正行程读数/ MPa
0
1.98
3.96
5.94
2
解:
测量气体流量的转子流量计,出厂前是用标态下的空气标定;
Q真
O • 1
P1 • PO
TO T1
• Q标
To=293K
;T =273+40=313K;Po=0.10133MPa;P =0.65+0.10133=0.75133MPa;
1
1
1 1.977 kg / m3; o 1,293kg / m3;
7.97
被校表反行程读数/ MPa
0
2.02
4.03
6.06
8.03
10 MPa 9.99 10.01
(1) 求出该压力表的变差; (2) 问该压力表是否符合1.0级精度?
解: (1)
变S差
最大绝对差值 满量程
100 %

6.06 5.94 10 0
100 %
1.2%
(2)
符合

Q标=50L/S;代入上式得
Q真=106.53L/S=383.51m3/h
39
39 .用水刻度的流量计,测量范围为0~10 L/min,转子用密度为7920kg/m3的不锈钢制成,若用来 测量密度为0.831kg/L 苯的流量,问测量范围为多少?若这时转子材料改为由密度为2750 kg/m3 的铝制成,问这时用来测量水的流量及苯的流量,其测量范围各是多少?
解: (1)转子流量计测量液体的修整系数;
KQ
(t w) f (t f )w
(7920 1000)831 0.9; (7920 831)1000
Q f QO / KQ 0 ~ 11.1L / min;
(2) Q铝O Q钢O
铝 W (0 ~ 10) /1.9885 0 ~ 5L / min; 钢 W
习题课
5.某一标尺为0~1000oC的温度计出厂前经校验,其刻度标尺上的各点测量结果分别为:
标准表读数/oC
0
被校表读数/oC
0
200
400
600
700
800
900 1000oC
201
402
604
706
805
903 1001oC
(1) (2) (3) 解:?
求出该温度计的最大绝对误差值; 确定该温度计的精度等级; 如果工艺上允许的最大绝对误差为 8oC,问该温度计是否符合要求
带入上式可得: E(Tx,0)=11.5 mv;
通过反查K型热电偶分度表可得:Tx =283 oC ;
69
69.用分度号Pt100铂电阻测温,在计算时错用了Cu100的分 度表,查得的温度为140 oC,问实际温度为多少? 解:
对于Cu100来说,0 oC时,热电阻阻值为100Ω;
T=140oC 通过查Cu100分度表 R=159.96Ω;
解: 此温度计为镍铬-镍硅(K型)热电偶温度计。
T=160oC 是错用E型配套显示仪表读数;
K
通过查E型热电偶分度表可得: E(Tx,T1)=10.5mv;
Tx
E
这是此时热电偶冷端输出热电势数值;
有下式成立: E(Tx,0)= E(Tx,T1)+ E(T1,0)
控制室
T1为室温,25 oC;
通过查K型热电偶分度表可得:E(T1,0)=1 mv;
Q f铝 •
(2750 1000)831 (0 ~ 5) (2750 831)1000
铝 =2750 kg/m3; W =1000 kg/m3; f =831kg/m3;
Q f铝 0 ~ 5.75L / min
64
64.用K型热电偶测某设备的温度,测得的热电势为20mv,冷端(室温)为25oC,求设备 的温度?如果改用E型热电偶来测温,在相同条件下,E热电偶测得的热电势为多少?

(1)最大绝对误差 max 706 700 6C
(2)允许误差


max 满量程
100%

6C 1000 0
100%

0.6%
按照靠系列的要求,选择等级低的为此温度计的精度等级 1.0;
(3)工艺要求 max 8C
那么求得


max 满量程
通过查Pt100分度表
实际温度 Tx=157oC;
显示仪表
用镍铬-镍硅热电偶测温(配电子电位差计),温度的变化范围400-900 oC,如图所示,为 其测量桥路,已知E=1V , I1=4mA , I2=2mA , R2=5.33Ω , R//RP=90Ω,试计算桥路中各 电阻阻值。(求Rd , Rg , Rm , R1)设仪表标准工作温度为25 oC。
解: 对应的热电势范围 16.395-37.325mv ;
热电势变化范围大小为 ΔE=20.93 mv;
测温范围400-900 oC,对于K型热电偶而言, 计算过程:
R Rd
Rp Rg
Rd= 16.395mv 4.10 4mA
R =
20.93mv 4mA

5.23
=
Байду номын сангаас
1000mV
Rg= 4mA Rd R=240.67
解:
这是热电偶温度计的冷端温度不为0 oC的问题;
(1) 冷端温度修正法; E(T,0)= E(T,T1)+ E(T1,0) T1=25oC K型热电偶; 查K型热电偶分度表 E(T1,0)= E(25,0)=1mv ; 已知: E(T,T1)=20 mv; 则:E(T,0)=21 mv; 通过反查K型热电偶分度表 T=508.5 oC ;
且只需要就地观察,不需要远传变送,所以选择普通单圈弹簧管压力计(类型);
测量上限: P上=Pmax 1.5=1.6 1.5=2.4MPa
工作压力范围 1.1~1.6MPa;
如果没有特殊要求,压力表下限选择0 MPa; 所以该压力计的量程为 0~2.4 MPa;
1.1 11 1 8 ; 2.4 24 3 24
Rm 90 Rm 90
Rm
I1
E1
ΔU
R2
I2
R1
<
E
Rm= 90 5.23 5.55 90 5.23
R1=
1000mv 2mA

R2
=494.67
计算过程,主要注重于电路分析过程;
思考题:如果热电偶烧断,电子电位差计指针如何动作?
1.图2所示是一反应器温度控制系统示意图,工艺要求反应器温 度需要控制,通过冷却水流量的变化可以达到温度控制的目的。 试画出该系统的方块图并指出被控对象、被控变量、操纵变量 和可能的干扰?现因生产因素的变化,要求反应温度从开始的 120℃提高到122℃,当给定值作阶跃变化后,被控变量的变化 曲线如图所示,试求该系统的过渡过程的品质指标:最大偏差、 衰减比和余差。

max 10 0
100%

1.0%
max 0.1MPa
24
24.某台空压机的缓冲器,其工作压力范围为1.1-1.6MPa,工艺要求就地观察罐内压力,并要求
测量结果的误差不大于罐内压力的 5%,试选择一台合适的压力计(类型,测量范围,精度等
级),并说明其理由。

解:
空气压缩机的缓冲器中的压力类型为平缓压力;
(2) 改用E型热电偶情况下: E(T,0)= E(T,T1)+ E(T1,0) T1=25oC E型热电偶; T=508.5 oC 查E型热电偶分度表 E(T,0)=37.8 mv; T1=25oC 查E型热电偶分度表 E(T1,0)=1.5 mv; 因此 E(T,0)=36.3 mv;
66
66.测温系统如图所示,请说出这是工业上用的哪种温度计?已知热电偶为K,但错用与 E配套的显示仪表,当仪表指示为160oC时,请计算实际温度Tx多少度(室温为25oC)?
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