热工技能竞赛理论测试试卷L3-答案
一、计算题【本大题共10小题，每题5分，共50分。
】 1、已知由铂(Pt)、银(Ag)、钨(W)组成热电偶的热电动势为：
E Ag －pt (100，0)＝0.72mV ，E W －pt (100，0)＝0.79mV 。
试求E Ag －W (100，0)热电动势为多少? 解：由参考电极定律，可得
E Ag －W (100，0)＝E Ag －pt (100，0)－E W －pt (100，0)＝0.72mV －0.79mV ＝－0.07mV
2、已知某测点压力为10MPa ，要求其测量误差不超过±0.1MPa ，试确定该测点用的压力表量程及精度等级?
解：为了测量的准确性，要求被测压力大于压力表量程的1／3，小于压力表量程的2／3。
设压力表量程为P 。
则有P ＜3×10＝30MPa ； P ＞3／2×10＝15MPa ；
根据压力表量程系列，可选用量程为0～16MPa 或0～25MPa 的压力表。
仪表的精确度等级应选用使其引用误差不超过允许误差 对于量程为0～16MPa 的压力表，其引用误差为
γ＝±0.1／(16－0)×100%＝±0.625%，故应取精确度0.5级的压力表， 对于量程为0～25MPa 的压力表，其引用误差为
γ＝±0.1／(25－0)×100%＝±0.4%，故应取精确度0.25级的压力表。
答：略。
答：可选用0.5级精密压力表。
3、已知同频率三相正弦电压
U V A (+j )＝50350
U B ＝－j100V
U V C (+j ) ＝ 50350
试求各相电压间的相位角，并判断该三相电压是否对称?
解： U A ＝(503＋j50)V ＝100∠30°V
U B ＝－j100V ＝100∠－90°V U C ＝(－503＋j50)V ＝－100∠30°V
ϕAB ＝30°－(－90°)＝120° ϕBC ＝－90°－(－30°)＝－60°
ϕCA ＝－30°－30°＝－60°
答：三相电压不对称。
4、某流量计的刻度上限为320t ／h 时，差压上限为21kPa ，当仪表指针在80t ／h 时，相应的差压是多少?
解：设q m ＝320t ／h ，ΔP m ＝21kPa ，q x ＝80t ／h ，设所求的相应的差压为ΔP x
∵
q q P P x m x
m
＝ΔΔ
∴
Δ＝Δ·＝×＝P P q q x m x m .(kPa)⎛⎝ ⎫⎭
⎪⎛⎝ ⎫⎭⎪2
2
2180320131
答：当仪表指针在80t ／h 时，相应的差压是1.31kPa 。
5、已知氧化锆测得烟温为800℃时的氧电动势为16.04mV ，试求：该时的烟气含氧量为多少?
设参比气体含氧量ψ2＝20.8。
解：由题意得T ＝800＋273.15＝1073.15K ，设烟气含氧量为ψ1。
则由能斯脱计算公式，得
E T ＝004962
1.lg
ψψ
16.040.04961073.15lg
20.8
1＝××ψ
得ψ1＝10.392%
答：烟气含氧量为10.392%。
6、如图6-1所示，求A 、B 两压力表的示值?
图6-1
答：A表示值P A＝1－(2＋3)×9.80665×103×10－6＝0.95MPa
B表示值P B＝1MPa
7、用逻辑代数定理来证明等式：
A+BC=(A+B)(A+C)
证明：
右式=(A+B)(A+C)
=A(A+C)+B(A+C)
=AA+AC+AB+BC
=A+AC+AB+BC
=A(1+C+B)+BC
=A+BC
因此可证左式=右式
8、检定一只压力变送器，测量范围为0～400kPa。
准确度等级为0.5级。
输出电流为4～20mA，检定数据如表8-1所示，试求出示值误差及来回差并判断该变送器是否合格。
表8-1
解：示值误差及来回差见表8-2。
表8-2
变送器允许误差δ＝±16×0.5%＝±0.08mA
检定结果：①示值误差最大值为－0.04mA，小于允许值±0.08mA。
②来回差最大值为0.04mA，小于允许值0.08mA，故该变送器符合0.5级，结论合格。
9、用孔板测量过热蒸汽流量，设计压力p0=0.6MPa，设计温度T0=240℃，当温度、压力发生变化：即实际压力p1=0.65MPa，实际温度T1=250℃时，假设未经温压补偿时其显示的流量为5t/h，那么经温压补偿后其流量为多少？相对误差是多少？
解：
其相对误差Δ=(5.25-5)/5.25=4.8%，可见误差较大。
10、简述热电偶中间温度定律，并进行证明。
证明：
热电偶A、B在接点温度为T1、T3时的热电动势E AB(T1，T3)，等于热电偶A、B在接点温度为T1、T2和T2、T3时的热电动势E AB(T1，T2)和E AB(T2，T3)的代数和。
即
E AB(T1，T3)＝E AB(T1，T2)＋E AB(T2，T3)
根据公式E AB(T，T0)＝f AB（T）－f AB（T0）可得
E AB(T1，T3)＝f AB(T1)－f AB(T3)
＝f AB(T1)－f AB(T2)＋f AB(T2)＋f AB(T3)
＝E AB(T1、T2)＋E AB(T2，T3)
由此得证
二、作图题【本大题共10小题，每题5分，共50分。
】
1、试画出管道中的介质为液体时的取压口位置安装示意图。
答：
2、已知四变量逻辑函数为：f (A 、B 、C 、D ) ＝(A ＋BC )(B ＋CD )。
试求该函数的与非表达式并画出相应的逻辑图。
解：相应的逻辑图见图2-1
图2-1
与非表达式：f A B C D AB BC ACD ()、、、＝··
3、请用继电器电路实现如下的逻辑表达式Z ＝K1·Z ＋K2。
答案：
4、水位自动调节系统图如图4-1所示，运行中希望维持水面高度H 不变，要求：
(1)画出调节系统原理方框图，并指出被调量和扰动。
(2)简述系统工作原理。
图4-1
答：(1)原理方框图如图4-2所示。
图4-2
被调量是水箱水位H，扰动是进水量q1和出水量q2。
(2)当水箱流入量q1和流出量q2保持平衡时，水面高度H等于希望值H。
若q2突然增加，则水位H下降，浮子下降，杠杆逆时针旋转，杠杆左端上移，进水阀开大(开度μ增加)，进水量q1增加，当q1和q2重新平衡后，水位稳定不变。
5、设汽包水位测量取样装置为单室容器，L为参比水柱的高程：Ho为零水位（从水侧取样孔中心至汽包水位中心线处高度）。
△H为汽包水位显示值；γs、γw分别为汽包中的饱和汽、饱和水的重度；γa为参比水柱的重度，请根据根据给出的条件，按规程要求正确绘出汽包水位测量差压取样图。
答：
6、画出电涡流传感器配接前置放大器测量位移的原理框图
答：电涡流传感器配接前置放大器测量位移的原理框图如图6-1所示
图6-1
1-石英晶体振荡器；2-跟随器；3-放大器；4-检波器；5-滤波器。
7、请画出串级汽温调节系统基本控制框图，并对框图内容给出说明。
参考答案：
串级汽温调节系统具有两个闭环控制回路：由被调对象的导前区、导前汽温变送器γθ2、副调节器、执行器K Z和减温水调节阀组成内回路（或称副回路）；由被调对象的惰性区、主汽温变送器γθ1、主调节器和内回路组成外回路（或称主回路）。
8、如图8-1所示，根据立体图，画出三视图。
图8-1
答：三视图如图8-2所示。
图8-2
9、图9-1所示，为四角切圆燃烧锅炉炉膛熄火3/4表决逻辑图，请将逻辑符号（AND 、OR 、NOT 、XOR 等）填入相应逻辑元件方框内(D1-D7)，并解释逻辑图工作原理。
图9-1
答：D1～D4、D6和D7为“与”门，D5为“或”门。
工作原理：若一层中四个角火焰有三个火焰失去，则该层火焰熄灭。
若四层火焰都熄灭，且证实燃料信号存在时，则认为全炉膛灭火，发出MFT 指令。
10、绘图说明DEH 伺服控制回路工作原理。
答案：
DEH 输出的信号到VCC 卡，首先经函数变换(凸轮特性)，转换为阀位指令，经伺服放大器功率放大并转换成电流值后，通过电液转换器转换成液压信号去控制油动机，油动机位移经LVDT 变送器转换为电压信号反馈到伺服放大器前（与阀位指令相比较，当其二者相等时，油动机稳定在某一位置上。