（精选文档）计量仪表专业试题题库计算.docx

《（精选文档）计量仪表专业试题题库计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（精选文档）计量仪表专业试题题库计算.docx（45页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、五、计算题1专业基础知识1、流量测量仪表1有一空气，压力=40MPa，温度=200，试计算该空气的密度。如按理想气体计算该气体密度，则两者相差多少？（在=0，=1.0133Pa下，干空气的密度=1.2928；当压力=40MPa，温度=200时，空气的压缩系数=1.23）解：该空气的实际密度可按下式计算 代入数据：如按理想气体计算密度，则为 两密度相比为294.61/239.5=1.23。即按理想气体求出的密度和实际密度是不同的，它们之比正好是气体的压缩系数。2. 已知饱和蒸汽最大流量为25000kg/h，绝对压力为0.961Mpa，管道内径为200mm，孔板孔径为140mm，流量系数为0.68

2、，以此为条件计算孔板前后的差压。（已知，饱和蒸汽在绝对压力为0.961Mpa时的密度取5）解：计算差压采用公式 式中 最大差压，kPa；最大质量流量，kg/h； 流量系数；孔板孔径，mm；被测流体密度，。已知条件 =25000kg/h =0.68 D =200mm =140mm 取5（饱和蒸汽绝压=0.961MPa）。代入公式 3用孔板和差压变送器测量天然气的流量。假定孔板的设计条件是：=0.8MPa（绝压）；=20。而实际使用的工作条件是：=0.648MPa（绝压）；=20。现差压计的指示值为3000，问实际流量是多少（假定气体组分和孔板设计的其他条件均未变化）？ 解：仅考虑压力、温度偏离设

3、计条件时的修正公式为 其中、分别为实际值和指示值。代入给定数值可得 4某节流装置在设计时，介质的密度为520，而在实际使用时，介质的密度为480。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？(已知)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，所以不变。于是 现设计介质密度=520，实际介质密度=480，变送器输出100kPa时的设计流量=50t/h。所以实际流量为 。5某套节流装置蒸汽流量计，原设计蒸汽压力为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

4、102t/h时，问真正的流量是多少？（从水蒸汽密度表中查得，2.94 MPa、400时=9.8668；2.84 MPa、400时=9.5238）解：蒸汽流量计的压力或温度实际值如与原设计值有差别，应当进行修正。流体流量与流体密度有下述关系 式中 从蒸汽流量计上读得的指示数或从流量积算器上读得的质量流量总数；实际质量流量值；节流装置设计时的流体密度；被测流体实际密度。代入数据：所以真正的流量是100.2t/h。6与节流装置配套的差压变送器的测量范围为039.24kPa，二次表刻度为010t/h。求：若二次表指示50%，变送器输入差压为多少？变送器输出电流为多少？若将二次表刻度改为0.5t/h，应

5、如何调整差压变送器的测量范围？ 解：流量与差压的关系式为 （K为一常数） （1） （2）（1）式比（2）式 =9.81kPa变送器输出电流范围为420mA =8mA因节流装置及流量特性不变，K仍为原来的常数。将二次表刻度改为07.5t/h，只需将差压变送器的量程压缩即可。 （3） （4）（3）式比（4）式 =22.07kPa将变送器测量范围改为022.07kPa，二次表刻度即为07.5t/h。7用差压变送器测流量，差压=25kPa，二次表量程为0200t/h，计数器在满量程时每小时走1000个字，变送器输出电流为420mA。求：流量为80t/h、100t/h对应的值和电流值？在上述条件下，计数

6、器每小时走的字数和每个字所表示的流量数？解：根据差压流量公式 设所走的字数为X 80:200=X:1000100:200=X:1000每个字所表示的流量数为8孔板和差压变送器配套测流体流量，变送器的测量范围为080kPa，对应的流量为0100t/h。仪表投用后发现，管道内的实际流量很小，变送器的输出只有5.5mA左右。如果希望变送器输出在8mA左右，则如何更改差压变送器的测量范围，更改后测得的最大流量是多少？解：变送器输出5.5mA时的差压按公式 已知 变送器的量程差压=80kPa，输出电流=5.5mA。故变送器更改后的量程 因为变送器输入7.5kPa时的输出为8mA，所以 变送器=30kPa

7、时的流量 因为流量和差压的关系为 （K比例系数）所以 已知：=100t/h；=80kPa，=30kPa，所以得变送器量程更改后测得的最大流量为 =61.23t/h9一转子流量计用标准状态的水进行标定，量程范围为1001000L/h，转子材质为不锈钢（密度为7.90）。现用来测量密度为0.791的甲醇，问：体积流量密度较正系数是多少？流量计测甲醇的量程范围是多少？答：因为甲醇的粘度与水的粘度相差不大，因为可以用下式计算密度校正系数式中 、分别为转子密度、被测液体密度和标定液体的密度。量程范围用下式计算 所以，量程范围为1141140L/h甲醇。10有一台转子流量计用来测量饱和水蒸汽的流量，工作压

8、力为0.4MPa（表压），当流量计的读数为5000L/h时，饱和水蒸汽的实际流量为多少？（0.4MPa（表压）下的饱和水蒸汽表可得=2.62）解：根据公式可得，将数值代入，可得，所以饱和水蒸汽的实际流量为273.78kg/h。11有一台LZB型气体转子流量计用来测量氢气流量，工作温度为27，工作压力为0.3MPa（表压）。当流量计的读数为40时，氢气的实际流量是多少（氢气在0、1.01325下密度为0.08988，空气在0、1.01325下的密度，1.295）？解：根据公式 其中测量介质的流量换算为标准状态（20，1.01325）的流量值，；仪表的读数，；在0、1.01325下空气的密度，1.

9、295；被测介质在0、1.01325下的密度，；、工作状态下被测介质的绝对温度和绝对压力；、标定状态下被测介质的绝对温度和绝对压力，=0.10132MPa，=293K。将已知数值代入上式将有关被测介质的数值代入12下图中被校流量计的精度为0.2级，换算系数为0.1L/字。在流动开始时，流量计的走字数为“241”，标准槽标尺读数=30L。在流动终了时，走字数为“1239”，标尺读数=130L，试问被校流量计是否保持原有的精度等级？ 解：被校流量计累积的流量值为（1239-241）0.1=99.8L由标准槽计量所得数值130-30=100L 因此，基本误差为 可见，被校流量计仍能保持原来的精度。1

10、3椭圆齿轮流量计的测量上限为20。标定一次表时发现6min累计流量200L，输出500脉冲，求：计算满刻度时的流量的赫兹数？校对二次表时（输入赫兹，输出420mA），输出为12mA时应加多少赫兹？解：每升的脉冲数 式中 F脉冲频率，F=500脉冲/360s；流量，=200L/360s。故 脉冲/L满刻度流量的赫兹数为二次表输出12mA时相当满量程的百分数为，应加脉冲数为14.椭圆齿轮流量计的半月形空腔体积为0.5L.今要求机械计数器末位每跳一个字代表100L,试问传动系统的减速比应为多少?解:通过椭圆齿轮流量计的体积流量为 其中椭圆齿轮的转数,转; 月牙形计量室的容积, .因为=0.5L, =

11、100L,根据上式可求出相应的值 转这就是说,指针每转一周,机械计数器末位每跳一个字,即代表100L,椭圆齿轮要转50周,因此减速比应为1/50.15已知通径为50的涡轮流量变送器，其涡轮上有6片叶片，流量测量范围为550，校验单上的仪表常数是37.1次/L，求在最大流量时，该仪表内涡轮的转速是多少？解：变送器的输出频率为=QK 式中 Q流过变送器的体积流量； K仪表常数。 Q=50 K=37.1次 又因为涡轮上有6片叶片，所以涡轮的转速W为。16已知柴油的流量计最大量程为Qa=500t/h，求它的体积流量最大是多少？(柴油密度为) 解：体积流量Q=Qa/=500/0.857=583.4317

12、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480 kg/m3，如果设计时，差压变送器输出100 KPa对应电流为50t/h，则实际使用时对应流量为多少？ 解： 实际使用时对应流量为48.04(t/h)18采用电动差压变送器测量流量，该变送器未设置为开方，测量范围为0-16000Pa，对应的流量为0-600，求变送器输出为8mA时，差压是多少？对应的流量是多少？ 解：因为变送器未设置为开方，因此所测的差压与其输出呈线性关系，则在变送器输出为8mA时，差压是由于孔板测量所测压差与其流量的平方呈线性关系，因此对应的流量应为：19某调节阀制造厂给出的可调比R=30，

13、流量系数KV=200，泄漏量等级为级。现流过此调节阀的介质为常温下的水，阀前后的压差 P=100kpa（表压）。试求：所能控制的最大流量Qmax和最小流量Qmin各为多少m3/h？允许泄漏量为多少m3/h？ 解：根据KV的定义，Qmax=200m3/h 因为 所以 此阀的额定容量与KV值相等，而级的泄漏量为其额定容量的0.01% 故Q泄=2000.01%=0.02m3/h20采用电动差压变送器测流量，该变送器未设置为开方，测量范围为016000Pa，对应流量为0600 m3/h，求变送器输出为8mA时，差压是多少？对应的流量是多少？答：因为变送器未设置为开方，因此所测的差压与其输出呈线性关系，

14、则在变送器输出为8mA时，差压是由于孔板测量所测压差与其流量的平方呈线性关系，因此对应的流量应为：2、压力和压差测量仪表21一真空压力表量程范围为100500kPa,校验时最大误差发生在200kPa,上行程和下行程时校准表指示为194kPa和205kPa,问该表是否满足其1.0级的精度要求？ 答：变差=max/(量程上限-量程下限)100%=(205-194)/ 500-(-100)100%=1.83%1.0%，所以不满足1.0级精度要求。22一台1151绝对压力变送器，量程范围为080kPa（绝压），校验时采用刻度范围为1000kPa标准真空压力计，若当地大气压力为98kPa,则当变送器输出

15、为12mA时，真空压力计指示的读数为多少？ 答：设变送器输入压力为P绝时，输出电流为12mA,则P绝/(80-0) 16+4=12, P绝=40KPa，根据P真空=P大气-P绝=98-40=58 KPa，所以真空压力计的读数为58 KPa，变送器的输出为12mA。 23计算下图所示的压力式液位计的调校量程范围及迁移量，已知h1=5m, h2=1m,=1.0g/cm3 答：由图可知，液位计测量量程为：P=gh1=1.09.85=49KPa;迁移量A=gh2=1.09.81=9.8KPa，所以仪表调校量程范围为9.858.8 KPa。24一单法兰液位计测量开口容器液位，其最高液位和最低液位到仪表的

16、安装距离分别为h1=3m, h2=1m,如下图所示，若所测介质密度=1g/cm3，求仪表的量程及迁移量？ 答：由图可知仪表测量的有效量程高度为h1-h2=2m,所以仪表的量程P=( h1- h2)g=(3-1) 19.81=19.62 KPa，当液位最低时，仪表正负压室的受力分别为P+=gh2=1.09.811=9.81KPa，P-=0，所以液面计迁移量为P+ - P-=9.81-0=9.81KPa(正迁移)25用一双法兰变送器测一闭口容器内液位，液面计的零点和量程均已校好，后因维护需要，仪表安装位置下移了一段距离h2=0.5m,如下图所示。若已知h=5m, h1=1m，容器内介质密度1=1.

17、0g/cm3，变送器毛细管充油密度2=0.8g/cm3，求变送器下移前后零点和量程将怎样变化？解：仪表安装位置下移前，仪表量程为P1=1gh=1.09.815=49.05KPa，迁移量为A1为A1=2gh1 -2g(h1+h) = -2gh=-0.89.815=-39.24KPa,所以仪表的调校量程为-39.249.81 KPa。仪表安装位置下移后，仪表量程P2为P2=1gh=1.01.09.815=49.05KPa，迁移量为A2为A2=2g(h1+h2)-2g(h1+h2+h) = -2gh=-0.89.815= -39.24KPa,仪表调校量程为-39.24KPa至9.81 KPa，即变送

18、器位置下移后其零点和量程不变。26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（13.52/13.5951）=760+417.68=1177.68mmHg1177.68mmHg=1177.6813.59519.80665157.011KPa罐内的绝对压力是1177

19、.68mmHg，约等于157.011KPa。27 用差压变送器测流量，差压为25Kpa，二次表量程为200Th，差压变送器输出电流为420mA，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=Kppx/p=（Fmax/F）2px=p（Fmax/F）2=2500（80/200）2=4000PaI=（Fmax/F）16+4=6.56mApx=2500(100/200)2=6250I=(100/200)216+4=8mA28如下图所示，有一台差压计测量某贮槽的液位，已知H=5m，h 0=1.2m，H0=7.2m，试求：1.迁移量，并判断是正迁移还是负迁移；

20、2.该变送器量程范围是多少？（设液位密度=0.96g/cm3）解：液位为零时，P0=g（h0-H0）=-56.448kPa 为负迁移。 满液位时，Pg（H+h0-H0）=-9.408 kPa 量程范围为：-56.448kPa-9.408 kPa 29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，报警设定值在多少？（2）带开方器时报警信号设定在多少？解：（1）不带开方器时对应40t/h流量的差压：P1=25000（40/50）2=16000Pa对应40t/h流量的输出：P出1=（16000/25000）8020=71.

21、2Kpa所以：报警值71.2Kpa（2）带开方器时 因为：Q=KP对应于40t/h的差压，P2=25000（40/50）=20000Pa对应于40t/h的输出值， P出2=20000/250008020=84Kpa所以：报警值 S=84Kpa30151GP压力变送器的测量范围原为0100KPa，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0100KPa，现零位正迁了100%，所以：1测量范围成了100200KPa。2仪表的量程是200-100=100KPa。3输入为100KPa时，仪表的输出为4mA

22、。输入为150KPa时，仪表的输出为12mA。输入为200KPa时，仪表的输出为20mA。31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为50150KPa绝压，当时的大气压力为100KPa）？答：绝对压力变送器测的是绝对压力，该仪表的测量范围为50150KPa，也就是说：输入50KPa绝压时，仪表输出4mA；输入150KPa绝压时，仪表输出20mA。仪表在大气压力下，即输入的是大气压力100KPa时，仪表的输出为20-4/150-50*（100-50）+4=12 mA，现仪表输出正好为12 mA，所以是正常的。32一台

23、安装在锅炉下方5m处，测量锅炉汽相压力的压力表，测得压力值为500kPa，问锅炉汽相压力实际值为多少？ 解：安装在锅炉下方5m，相当于仪表引入5m的水柱误差，所以实际压力为： P=P测P引=500Hg=500510009.807/1000=450.965 KPa33有一气动差压变送器量程为20KPa，对应流量为40t/h，当流量为30t/h时，差压变送器的输出为多少？解：因为流量与差压变送器是平方根关系，所以已知流量求差压变送器用平方 (30/40)2100%=56.25% 差压变送器输出信号：56.25%80+20=65 KPa34一个10M高的装水罐（密度1000kg/m3），变送器安装在

24、罐下半米处，要将净压读数转换为米，如何以kPa为单位设置XD_SCALE？ 解：已知：=1000kg/m3，g=9.81m/s2 则：LRV=0.59.811000=4.905kPa URV=（0.5+10）9.811000=102.9kPa XD_SCALE应设置为4.905kPa102.9kPa OUT_SCALE应设置为010m35如图所示，用双法兰式电动差压变送器测密闭容器液位，请计算变送器输出在4mA和20mA时对应的测量值分别是多少？ 解：4mA时： 20mA时：36生产中欲连续测量液体的密度，被测液体密度在min至max间变化。请设计一种利用差压变送器来连续测量液体密度的方案，请

25、画出设计草图并回答下列问题：（1）变送器的量程应如何选择？（2）迁移量是多少？（3）列出仪表输出信号P出与液体密度之间的关系式。 解：（1）变送器量程P=HmaxgHming= H（maxmin）g （2）当被测液体密度最低时，变送器正、负压室压力P+、P-分别为： P+= Hming P-= h00g 于是迁移量程P= P+P-= Hmingh00g 当P0时，为正迁移，迁移量为（Hmingh00g） 当P=0时，迁移量为零，无迁移 当PpT，是阻塞流情况。计算流量系数答：计算Kv值为51.549 已知水流量QL=100m3/h，L=0.97g/cm3，t1=80，p1=1170kpa，p2

26、=500kpa，pv=47kpa，当选择流开流向的直通双座阀时，试计算Kv值。流开流向的直通双座阀压力恢复系数FL=0.90 ，水的饱和蒸汽压力pc=21966.5 kpa。解：计算水的临界压力比系数 计算产生阻塞流时缩流断面压力 pvc=FFpv=0.9547=44.65(kpa)计算产生阻塞流时阀上的压降pT=FL2(p1- pvc)= 0.902(1170-44.65)=911(kpa)计算阀上的实际压降p= p1- p2=1170-500=670(kpa)所以ppT，是非阻塞流情况。计算流量系数答：计算Kv值为38。50有两台调节阀，其中A阀为小阀，Cmax=0.6，可调比RA=50；

27、B阀为大阀，CBmax=5.4，可调比RB=30。则采用分程控制后，总的可调比将为多少？ 答：Cmax= CAmax+ CBmax=0.6+5.4=6 Cmin=CAmin= 51.有一台等百分比的调节阀，标准状态下的最大流量为50m3/h，最小流量为2 m3/h，若全行程为3cm，那么在1cm开度时的流量是多少？答：在标准状态下，可调比于是在1cm开度下流量为52某单座调节阀，阀前压力P1=3000KPa，阀后压力P2=2000KPa，阀座直径dg=100mm，阀杆直径d5=20mm，流体流向选择流开状态，试计算当调节阀全关时，阀芯所受到的不平衡力Ft是多少？（其中dg和d5单位为M米，P1

28、和P2单位为Pa、Ft单位为N） 解：当调节阀全关时，在阀入口端，不平衡力F1为：阀全关时，在阀出口端不平衡力F2为：，则调节阀全关时，阀芯上的不平衡力： 53有两台气动薄膜套筒调节阀，其可调比R1=50，第一台调节阀的最大流量Q1max=100 m3/h，第二台调节阀的最大流量Q2max=10 m3/h，若采用分程控制时，可调比是多少？ 解：第一台阀的最小流量为Q1min=100/50=2 m3/h第二台阀的最小流量为Q2min=10/50=0.2 m3/h 则两台阀总可调比为R=Q1max/Q2min=100/0.2=5005、自动控制系统54 某串级控制系统采用两步整定法进行控制器参数整

29、定，测得4：1衰减过程的参数为：1S= 8%,1S = 100s,S = 10s, 2S= 40% 。已知主控制器选用PID控制规律，副控制器选用P控制规律。试求主、副控制器的参数值为多少？附表：4：1衰减曲线法整定参数计算表控制规律%IsDsPSPI1.2S0.5SPID0.8S0.3S0.1S解：按简单控制系统的4：1衰减曲线法整定参数的计算表，计算出主控制器的参数值为：1 = 0.81S = 0.8 x 8% = 6.4% I1 = 0.31S = 0.3 x 100 = 30s D1 = 0.11S = 0.1 x 100 = 10s 副控制器参数值为：2 = 2S = 40% = 4

30、0% 55 某串级控制系统采用两步整定法进行控制器参数整定，测得4：1衰减过程的参数为：1S= 10%,1S = 800s,S = 20s, 2S= 50% 。已知主控制器选用PID控制规律，副控制器选用P控制规律。试求主、副控制器的参数值为多少？附表：4：1衰减曲线法整定参数计算表控制规律%IsDsPSPI1.2S0.5SPID0.8S0.3S0.1S解：按简单控制系统的4：1衰减曲线法整定参数的计算表，计算出主控制器的参数值为：1 = 0.81S = 0.8 x 10% = 8.0% I1 = 0.31S = 0.3 x 800 = 240s D1 = 0.11S = 0.1 x 800

31、= 80s 副控制器参数值为：2 = 2S = 50% = 50% 56某控制系统进行控制器参数整定，测得4：1衰减过程的参数为：1S= 8%,1S = 100s,S = 10s, 。已知控制器选用PI控制规律，控制器的参数值为多少？附表：4：1衰减曲线法整定参数计算表控制规律%IsDsPSPI1.2S0.5SPID0.8S0.3S0.1S解：按简单控制系统的4：1衰减曲线法整定参数的计算表，计算出控制器的参数值为：1 = 1.21S = 1.2x 8% =9.6% I1 = 0.51S = 0.5 x 100 = 50s 57 在某前馈反馈控制系统，其对象干扰通道的传递函数为Gof=，调节通道的传递函数为Gop=,反馈调节器用PID规律，试设计前馈调节器，并画出前馈反馈控制系统的方块图。解：由理想的前馈调节规律可知：前馈补偿装置的传递函数Gff = - = - = -方块图如下：58 有一台DDZ型调节器，其输出信号为420mA.DC，实现比例积分控制，PI参数设置为：比例度s= 80%，积分时间Ti=0.5min；稳态时，输出电流I=12mA。某瞬间，输入突然增加了0.4 mA。试问：经过3 min后，输出信号变化到多少？ 解： 最后输出电流变化到：调节器正作用 I=