《传感器及应用》热电偶的参考端(冷端)温度处理、安装与表面测温及应用（举一反三考点练）- 课后自测（卷2）答案+原卷版

举一反三考点练 《传感器及应用》热电偶的参考端(冷端)温度处理、安装与表面测温及应用-课后自测 知识点一 热电偶的参考端(冷端)温度处理 1. （简答题）请简述热电偶参考端温度处理的常用方法有哪些。 2. （简答题）说明为什么要对热电偶参考端温度进行处理。 3. （计算题）已知某镍铬 - 镍硅热电偶，在热端温度为500℃，冷端温度为20℃时，求其产生的热电势。（E(500,0)=20.64mV，E(20,0)=0.8mV）。 4. （填空题）采用冰浴法对热电偶冷端温度处理时，应保证冰水混合物的纯度，以确保冷端温度恒定为______℃ 5. （填空题）补偿导线在______范围内，其热电特性与所连接的热电偶的热电特性应一致。 知识点二 热电偶的安装与表面测温 1. （简答题）简述热电偶安装时应注意的要点。 2. （简答题）在表面测温时，选择热电偶固定方式有哪些要求。 3.（分析题）分析在管道表面安装热电偶测量管道温度时，如果安装不当可能会产生哪些测量误差。 4.（计算题）用热电偶测量一个平面的温度，已知平面的实际温度为600℃，热电偶与平面之间的热阻为0.5℃/mW，通过热电偶的热流密度为2mW，计算热电偶所测温度。 5.（填答题）在表面测温时，为了减少热阻，热电偶与被测表面之间可涂抹______材料。 知识点三 热电偶的应用 1. （简答题）简述热电偶测温回路中接入测量仪表后，不影响测量准确性的原因。 2. （简答题）在热电偶热电动势测量中，为何要对测量线路进行屏蔽。 3. （分析题）分析在热电偶测温回路中，若存在接触电阻，对热电动势测量可能产生的影响。 4. （填空题）热电偶测温回路中，遵循______定律，接入第三导体不影响测量结果。 5. （填空题）测量热电偶热电动势的仪表通常有______。（写出一种常见仪表）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 举一反三考点练 《传感器及应用》热电偶的参考端(冷端)温度处理、安装与表面测温及应用-课后自测 知识点一 热电偶的参考端(冷端)温度处理 1. （简答题）请简述热电偶参考端温度处理的常用方法有哪些。 【答案】 常用方法有：冰浴法，将参考端置于冰水混合物中，使温度保持0℃；补偿导线法，采用与热电偶材料热电特性相近的补偿导线，将参考端延伸到温度较稳定的地方；计算修正法，根据参考端实际温度，利用中间温度定律进行计算修正；电桥补偿法，利用不平衡电桥产生的电势来补偿参考端温度变化引起的热电势变化。 2. （简答题）说明为什么要对热电偶参考端温度进行处理。 【答案】 热电偶产生的热电势与热端和冷端的温度差有关，只有冷端温度保持恒定，热电势才与热端温度成单值函数关系。实际应用中，参考端（冷端）暴露在环境中，温度会随环境变化而波动，若不处理，会导致测量误差，无法准确反映热端温度。所以必须对热电偶参考端温度进行处理，确保测量的准确性。 3. （计算题）已知某镍铬 - 镍硅热电偶，在热端温度为500℃，冷端温度为20℃时，求其产生的热电势。（E(500,0)=20.64mV，E(20,0)=0.8mV）。 【答案】19.84mV 【解析】 根据中间温度定律，E(T,T0)=E(T,Tn)+E(Tn,T0)，其中T为热端温度，T0为0℃，Tn为冷端温度。 已知E(500,0)=20.64mV，E(20,0)=0.8mV 则E(500,20)=E(500,0)-E(20,0)=20.64 - 0.8 = 19.84mV。 4. （填空题）采用冰浴法对热电偶冷端温度处理时，应保证冰水混合物的纯度，以确保冷端温度恒定为______℃ 【答案】0 5. （填空题）补偿导线在______范围内，其热电特性与所连接的热电偶的热电特性应一致。 【答案】规定温度 知识点二 热电偶的安装与表面测温 1. （简答题）简述热电偶安装时应注意的要点。 【答案】 安装位置要具有代表性，能准确反映被测物体的温度，避免安装在温度不均匀或有干扰的地方，如靠近热源、冷源、风口等位置。 热电偶插入深度要足够，一般要求插入被测介质的深度不小于热电偶保护管外径的8 - 10倍，确保热电偶能充分接触被测介质，以减少测量误差。 安装时要保证热电偶与被测表面接触良好，对于表面测温，热电偶应紧密贴合表面，可使用导热性好的材料填充间隙。 注意热电偶的安装方向，避免热端向上安装，防止因热气流上升等因素导致测量温度偏高。 安装过程中要避免热电偶受到机械损伤，特别是热电极部分，防止其热电特性改变。 2. （简答题）在表面测温时，选择热电偶固定方式有哪些要求。 【答案】 固定方式应确保热电偶与被测表面之间有良好的热传导。可以采用焊接、粘结或机械夹紧等方式。焊接方式热传导好，但可能会对被测表面造成一定损伤；粘结方式操作简单，但要选择合适的粘结剂，保证在测温范围内粘结剂性能稳定、导热良好。 固定要牢固可靠，在测量过程中热电偶不会因振动、流体冲击等因素而移位，保证测量点位置不变。 固定材料应尽量选择对温度不敏感、不与热电偶和被测表面发生化学反应的材料，以免影响测量准确性和损坏热电偶。 3.（分析题）分析在管道表面安装热电偶测量管道温度时，如果安装不当可能会产生哪些测量误差。 【答案】 接触不良导致的误差：如果热电偶与管道表面接触不紧密，存在空气间隙，由于空气的导热系数小，会在接触点形成较大的热阻。这样，热电偶所测温度会低于管道实际温度，因为热量不能有效地从管道传递到热电偶。 插入深度不足的误差：若热电偶插入管道保温层的深度不够，其感受的温度会受到周围环境温度的影响。例如，当周围环境温度低于管道内介质温度时，测量的温度会比实际管道温度偏低，因为热量会从热电偶向周围环境散失。 安装位置不合理的误差：如果将热电偶安装在管道有局部热损失的位置，如靠近管道支架或法兰处，这些位置的温度分布不均匀，可能导致测量的温度不能代表管道内介质的真实温度。 4.（计算题）用热电偶测量一个平面的温度，已知平面的实际温度为600℃，热电偶与平面之间的热阻为0.5℃/mW，通过热电偶的热流密度为2mW，计算热电偶所测温度。 【答案】599℃ 【解析】 由于热阻产生的温度降= 0.5×2 = 1℃。 所以热电偶所测温度T = 600-1= 599℃。 5.（填答题）在表面测温时，为了减少热阻，热电偶与被测表面之间可涂抹______材料。 【答案】导热硅脂 知识点三 热电偶的应用 1. （简答题）简述热电偶测温回路中接入测量仪表后，不影响测量准确性的原因。 【答案】 根据中间导体定律，在热电偶测温回路中接入第三种导体，只要第三种导体两端温度相同，就不会影响热电偶的热电势。测量仪表作为第三种导体接入回路时，其两个接线端处于同一温度环境，满足定律要求，所以不会改变热电偶原有的热电动势，也就不影响测量准确性。 2. （简答题）在热电偶热电动势测量中，为何要对测量线路进行屏蔽。 【答案】 测量线路易受外界电磁场干扰，比如附近的电机、变压器等设备产生的交变磁场。干扰信号叠加在热电偶输出的微弱热电动势信号上，会使测量结果产生误差。对测量线路进行屏蔽，能有效阻挡外界电磁场，使测量信号更纯净，确保热电动势测量的准确性。 3. （分析题）分析在热电偶测温回路中，若存在接触电阻，对热电动势测量可能产生的影响。 【答案】 若接触电阻出现在热电偶与导线连接部位，或导线与测量仪表连接部位，当接触电阻不稳定时，会导致回路电阻发生变化。根据欧姆定律，回路电流也会随之改变。而热电偶热电动势测量原理是基于回路中稳定的热电势与温度的对应关系。电流改变会导致测量仪表两端电压变化，使测量仪表显示的热电势值与实际热电偶产生的热电动势不符，从而引入测量误差。若接触电阻过大，甚至可能导致测量信号严重失真，无法准确测量热电动势。 4. （填空题）热电偶测温回路中，遵循______定律，接入第三导体不影响测量结果。 【答案】中间导体 5. （填空题）测量热电偶热电动势的仪表通常有______。（写出一种常见仪表）。 【答案】电位差计 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$