符号相反，可以减小或抵消误差，使整个系统误差大大减小，以提高测量精度。
14.什么叫做等精度测量和非等精度测量，为什么在非等精度测量中引入“权”的概念计算更为合理？
答：等精度测量是指在测量条件（包括测量仪器、测量人员、测量方法及环境条件等）不变的情况下，对某一被测量进行的多次测量。非等精度测量，是指在不同测量条件下，即或者用不同的仪器，或者采用不同测量方法，或者不同测量次数以及由不同测量者进行的测量，各次测量结果的精度不同。“权”值的大小与测量的标准误差密切相关，标准差越小，说明相应的测量结果越可靠，对应的“权”值也就越大。在非等精度的情况下，对更加可靠的数据采用更大的权值，则会使得结果更加合理。
第4章
1.从敏感元件与被测对象的接触状态分，测温方法有接触式和非接触式。（√） 2.从敏感元件与被测对象的接触状态分，测温方法有直接接触式和间接接触式。（×） 3.接触式测温方法中又有膨胀式和热电式，例如常用的有水银温度计、热电阻温度计和热电偶温度计。非接触式测温方法中主要包括基于经典热辐射理论的热辐射测温方法和基于激光技术的散射光谱法、激光干涉法等。
4.使用玻璃管液体温度计应注意零点漂移、露出液柱的校正这两个问题。 5．温标有哪几种？彼此之间的关系如何？
答：温标有热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标。
热力学温标T与摄氏温标t的关系为：T=t+273.15； 摄氏温标tC与华氏温标tF的关系为：tc?
6.为何水银温度计可作为精密标准温度计？
答：水银不粘玻璃，不易氧化，在相当大的温度范围内保持液态，在200℃以下，其膨胀系数几乎和温度成线性关系。
7.简述接触式和非接触式温度测量方法各自的特点。
答：1）由于接触式温度测量方法必须将敏感元件与被测对象接触，因此容易破坏被测温度场，非接触式温度测量方法则无此问题。
2）接触式温度测量中敏感元件与被测对象达到热平衡需要一定时间，所以产生的时间滞后比较大；非接触式温度测量直接测量被测物体的热辐射或者光波信号，响应速度较快。
3）由于敏感元件材料有耐温极限，所以接触式测温有温度限制范围，非接触式测温则无此问题。
8．全浸入式玻璃管水银温度计插入被测介质中到10℃处，指示值为70℃。露出液面的平均温度为25℃，求被测介质实际温度。
解：???=????(?????????)=0.00016?(70?10)?(70?25)=0.432℃
故被测介质的实际温度为70.432℃。
5(tF?32)。 9
9．为什么热电偶要进行冷端温度补偿？冷端温度补偿有哪些方法？
答：热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。因此，常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响，如冷端恒温法、冷端温度校正法、补偿导线法、补偿电桥法。
10．辐射式温度计有哪几种？简述各自的工作原理。
答：单色辐射式光学测温计：利用亮度比较取代出射度比较进行测温；
全辐射高温计：通过测量物体全部辐射能来确定物体的温度； 比色高温计：利用两种不同波长的辐射强度的比值来测量温度；
红外测温仪：将物体发射的红外线具有的辐射能转变为电信号，根据对应关系确定温度。
11．简述红外测温仪和红外热像仪的工作原理。
答：红外测温仪将物体发射的红外线具有的辐射能转变为电信号，根据对应关系确定温度。
红外热像仪利用红外扫描原理测量物体的表面温度分布，它摄取来自被测物体各部分射向仪器的红外辐射通量的分布，利用红外探测器的水平扫描和垂直扫描，按顺序直接测量被测物体各部分发射出的红外辐射，综合起来就得到物体发射的红外辐射通量的分布图像。
第5章
1、有一U型管压力计，封液为水，测量时封液液柱高度h＝500mm，求左右两端介质的压力差。
解：根据U型管压力计的计算公式
?p?p1?p2??gh
已知水的密度ρ=1000kg/m3，g=9.8m/s2，h=0.5m 故：
?p??gh?1000?9.8?0.5?4900Pa
答：左右两端介质的压力差为4900Pa。
2、简述电阻式、电容式、压电式压力传感器结构特点及应用范围。
答：电阻式传感器又称应变式传感器，是应用最为广泛的测力传感器，其测量范围大，测量精度高。应变片一般由基底、敏感栅、覆盖层和引出线4部分组成。敏感栅是应变片的核心部分，其作用是感受被测构件的变形，并将应变转换成电阻的变化，敏感栅的材料是金属，应用最多的是康铜和镍铬合金。基底和覆盖层的作用是固定和保护敏感栅。引出线的作用是从敏感栅引出信号。
电容式传感器是通过将力作用下位移的变化转换为电容量的变化进行力与压力测量的，具有功率小、阻抗高、动态特性好、结构简单等优点。常在结构上采用对称配置的差动式电容传感器，并用交流电桥测量其输出。
压电传感器的工作原理是基于某些物质的压电效应，这些物质在外力作用下表面会产生电荷，经过电荷放大器的放大，可以实现电测的目的。热能与动力工程测量中，常用石英晶体作为压电材料。
电阻和电容式压力传感器常用于静态或准静态压力的测量，压电式传感器主要用于动态压力的测量。
3、进行动态压力测量时有哪些误差来源？如何减少误差？
答：动态压力测量系统中，压力传感器安装在需要进行压力测量的部位，其间有空腔和管道的情况是很多的，甚至是无法避免的。这会严重影响传感器的动态特
性，造成动态压力测量的失真，这一点在进行动态压力测量时必须予以考虑。
空腔和管道的容积，导压管长度和内径对动态压力测量时的容腔效应和滞后有很大的影响。采用较小的空腔容积，较短的导压管和较大的内径，可增大系统的固有频率，减小时间常数，降低容腔效应和滞后的影响。
4、试解释图5-20所示的内燃机缸内动态压力采集系统工作原理
答：缸内动态压力测量系统的组成如下图所示：
1－计算机系统 2－曲轴转角信号发生器 3－光栅盘 4－光源 5－内燃机 6－压电传感器 7－压力信号转换单元 8－采样单元 内燃机气缸动态压力测量中，最常用的传感器是石英晶体压电传感器，传感器输出的信号经电荷放大器进行放大。上止点位置和曲轴转角信号是缸内动态压力测量的另外两个非常重要的信号，上止点位置信号可用磁电式或电容式传感器获取，也可采用气缸压缩线法确定，曲轴转角信号现多采用绝对式角数字编码器确定。来自压力传感器并经放大的信号用作压力信号源，压力信号是连续的，这种连续信号由转角脉冲信号来触发采样，将连续的压力信号转变为一个个相应的阶梯形信号，即将连续的信号转换为离散的数字信号，输入计算机数据采集系统进行信号采集。采样单元由采样保持器和模数转换器组成，采样保持器在曲轴转角信号触发下对电压信号进行采样，并使采样值在模数转换器进行模数转换的过程中保持不变。计算机系统对采样单元进行控制并且对采集的数据进行显示和分析处理。
《热能与动力工程测试技术(第3版)》俞小莉(习题解答)-课后习题及答案
