Методические указания содержат задачи для контрольных работ по
куроу "Технологические измерения и приборы".
Работа предназначена для студентов заочной формы обучения всех
специальностей.
Составители: и .о . доц.К.ХЛ'ильфанов,
доц.Б.Д.Клигман,
ст.преп.В.М.Красавин,
и.о.доц.О.Ь.Ш агивалеева
Рецензенты: ст.науч.сотр.А.Н.Никифоров,
доц.В.П.Костромин
МЕТРОЛОГИЯ
Задача I . Отметка шкалы манометра, соответствующая I к то/см 2 ,
была поверена 10 раз. При этом установлены следуюцие показания образ­
цового прибора: 1 ,0 2 ; 1 ,0 3 ; 0 ,9 8 ; 0 ,9 9 ; 1 ,0 0 ; 1 ,0 5 ; 1 ,0 4 ; 1 ,0 0 ; 1 ,0 2 ;
0 ,9 7 к гс/см . Определите оценку среднеквадратического отклонения из­
мерения данной .точки и доверительные границы погрешности.
2 с . 27]; [3, с . 101 ; [б, 0.21].
Задача 2 . Комплект термометра состои т из термопреобразователя,
нормирующего преобразователя и вторичного прибора о диапазоном изме­
рения -50*200°С. Термопреобразователь имеет основную погрешность в
данном диапазоне 0 ,9 5 ? , нормирующий преобразователь - 1%. Класс точ­
ности вторичного прибора 0 ,5 . Определите общую погрешность комплекта,
абсолютную и относительную погрешность измерения, если вторичный при­
бор показывает значение 120°С.
[ 2 , с ,1 9 ] ; U , 0 .8 4 ];
0 .5 2 ] ; U , 0.2С2].
Задача 3. При проверке манометра со шкалой 0-4 к г с/см 2 точку,
соответствующую 2 к гс/см , поверяли !9 раз. При этом получены следую­
щие показания образцового прибора: 2 ,0 2 ; 2 ,0 3 ; I , . 98; 1 ,9 9 ; 2 ,0 0 ;
2 ,0 4 ; 2 ,0 5 ; 2, 03; 0,97 к гс/см 2 . Оцените орейнее квадратическое отк ло­
нение результата измерения данного ряда и доверительные границы пог­
решности результата измерения.
[,
[&,
12, с . 273; 13, с. 10]; U , c . 2 l ] .
Задача 4 . При поверке манометра с диапазоном измерения 10025С°С класса точности 1 ,0 установлено, что на всех отметках шкалы
погрешность измерения не превышает ±Т,5°С . Определите соответствие
термометра классу точности.
( 2 , 0.193; L6, с . 351.
-
3 -
Задача 5 . В результате большого чаола измерений тормо-ЭДС был
определен доверительный интервал ( 1 6 , 7 3 х < 17,27) мВ с довери­
тельной вероятностью 0 ,9 7 . Вычислите среднюю квадратическую погреш­
ность измерения термо-ЭДС, предполагая, что закон распределения пог­
решности нормальный.
L 3, с . 219]; С6, с .19-21J.
Задача 6 . В комплект расходомера переменного перепаде давления
входят сужающее устройство, дифманометр с преобразователем для дис­
танционной передачи и вторичный прибор. Определите среднеквадратичес­
кую погрешность комплекта, если'погрешность, вносимая сужающим у ст­
ройством, 1 ,2 ? , погрешность дистанционной передачи 1 ,5 ? . Вторичный
прибор имеет класс точности 0 ,5 .
[4,
с . 84-100]; [8, с . 202, 2ЮТ; [ з , с.831; [ б , с . 5 2 )
Задача 7 . При поверке амперметра получены следующие результаты:
показания образцового прибора: 5 , 10, 15, 20, 25 А; показания поверя­
емого прибора.: при прямом ходе - 4 ,9 ; 9 ,7 ; 1 4 ,9 ; 2 0 ,2 ; 25,3 А; при
обратном ходе - 5 ,2 ; 1 0 ,1 ; 1 5 ,5 ; 2 0 ,3 ; 2 5 ,7 А. Определите максималь­
ную вариацию показаний и погрешности. Оцените пригодность прибора к
эксплуатации, если амперметр имеет шкалу С-ЗСА, класс точности 2 ,0 .
[ 6 , с . 34, 4 2 ].
Задача 8 . Прибор для измерения температуры класса точности 1 ,0
имеет шкалу ЮС-40С°С и показывает 34С°'\ В каких пределах может на­
ходиться действительная температура?
[ 2 , с . 18 1 ; 1 6 , с .З З ],
Задача 9 . Манометр-вакуумметр имеет равномерную шкалу, разделен­
ную на 100 интервалов. Нижний предел измерений Рн = - 1 , 0 к г с /см 2 ,
верхний Р„ = 1 ,0 к г с /с м 2 . Определите цену деления шкалы и чувства л
тельность милливольтметра.
[ 2 , с .1 3 -1 4 3 ; [ 6 , С.ЗЭЗ.
Задача 10. Зависят ли коэффициенты преобразования медного (ТСЛ«)
и платинового (ТОП) термометра'сопротивления от температуры, если из­
вестн о, что сопротивления связаны с температурой формулами
R t » £ 0 ( I *: d t )
- для ТСМ;
Q t = R0 U + /1
- для ТС:!?
L2, с . 1 2 -1 5 ]; Lв, с . 3 9 ].
.
Задача I I . В результате проведенных измерений оказалось, что на­
иболее вероятное содержание метана в газовой сь^ои составляет 19,65$.
Доверительный интервал погрешности измерения определялся для дове­
рительной вероятности 0,683 и составил ±0,5$ СН^. Определите границы
доверительного интервала при доверительной вероятности 0 ,9 5 , если из­
вестн о, что закон распределения погрешностей нормальный.
С 3 , C .2I9J; С6 , о . 19-21, 64811 .
Задача 12. Результат косвенного измерения "определяется по
формуле (см.таблицу). Абсолютные погрешности прямых иэмере ний составляют
= 0,05 , д%2 = 0,08 ; номинальные значения
Xj= 10 ,
Хг = 20 . Напишите формулу для определения абсолютной
погрешности косвенного измерения и рассчитайте абсолютную погрешность.
Номер варианта соответствует последней цифре шифра Вашей зачетной
книжки.
L 2 , с . 283; L6 , о.ЗОЗ.
Вариант!
I
' Формула
т - Xi *■ Хг
! Вариант!
6
Формула
у = 4Х{ -Х $
2
т =3хi ~
?
т » Ьх{ + х£
3
т = 2 (Ху ♦ 2*2)
8
$ а
4
V = iX i + А
9 •.
S = Xi + £ / /
5
У = х ] + 2 X2 .
10
у a 2* 1 - x f
fxj.
Задача 13. Результат косвенного измерения определяется по форму­
ле (см .табли ц у).. Абсолютные погрешности прямых измерений составляют
дх/ - 0 ,5 , дХ* « 1,1-; номинальные 'значения
Xj= 80,
Хг = 90. На­
пишите формулу для определения относительной погрешности и рассчитай­
те относительную погрешность. Номер варианта соответствует последней
цифре шифра Башей зачетной книжки.
[ 4 , с . 2021, 16, с . 5 4 -5 5 ].
Вариант
I
О
1
Формула______________ !
и * Х , Л>
2/
& ** X { X
\j= z / { -*Z
М - .Я
х/
Ч =
- 5 -
Вариант!
9
Формула
2 = fx , хг
v-2
V- Л fx/v ( У
МУ-
О-
Р = x f х/
6
пУ
8
[Задача 14. При определении расхода калориметрическим расходоме­
ром измерение мощности нагревателя производилось по показаниям ач перметра и вольтметра. Приборы имели класс точности К ^ и К у со о т ­
ветственно, работвли в нормальных условиях и имели собтветственно
шкалы (Зк -.7,, ) , А и (Ук - т / н ) , В. Номинальные значения силы тока ^ ,
напряжения
1/ В. Оцените погрешность абсолютную и относительную,
о которой производится измерение мощности.
L 4, о . 84-100 1 1В, о . 203].
Вариант! К ч ! Kv ! (Ук-Зи ) , Л! (tn c -tfn ). В!
0 -5
0-30
Т
I
I
0-5
2
I
0 ,5
0-30
0 ,5
I
0-5
3
0-30
0-30
4
0 ,5
I
0-10
0-5
0-30
5
0 ,5
0,5
0 ,5
I
0-10
0-40
6
0-30
0 ,5
0 ,5
0-10
7
0-40
0-10
1 ,5
0 ,5
8
0-40
0 ,5
1 ,5
0-10
9
0
,5
0
,5
0-30
0-10
10
б, А
3 ,8
3 ,5
3 ,5
5
3 ,5
5
4
6
5
8
!
1/. в
25
24
24
24
24
24
28
30
30
.25
О
N*1
И
Ьа
Задач*1 15. Определите грвницы доверительного интервале погрешности измерения температуры с вероят астью В, если при большом чиоле измерений было получено, что математическоеt ожидание 3 = т , иС,
С . Предполагается нормальный закон распределеа дисперсий
ния погрешности.
1 3 , с . 2191; 1 б , с .1 9 -2 1 , 6 4 8 1
Вариант!
I
2
3
4
5
6
7
то
в
0 ,9 0
0 ,9 0
0,95
0,95
0,95
0,95
0,95
С, 90
0,95
0,95
!
Т. °С
826
"его
826
759
759
759
1012
1012
1012
1234
- 6 -
!
А . аС%
25
16
36
25
16
36
16
25
3G
49
Задача 16. Измерение расхода вещества методом переменного пере­
пада основано на применении формулы расхода
Q= A d E d 4 J ^
,
м3/ с
,
где
А - постоянная;
d - коэффициент расхода, определяемый с п огрешностью
, %; 6 - поправочный множитель на сжимаемость изме­
ряемой среды
(Г£ , %■,
d - диаметр отверстия сужающего устройства,
погрешность измерения
, %; Af> - перепад давления; погрешность
измерения б"4р , %;
Р - плотность среды, погрешность определения
, %. Определите общую погрешность косвенного измерения расхода.
4 2 , с . 27}; Гб, с . 293; С8, 0.1371.
Вариант!
I
2
3
4
5
6
7
8
9
10
теля
«V
0 ,8
0 ,8
0 ,8
■
•. &
1 ,5
1 .5
!
1 .6
0 ,9
0 ,9
0 ,9
0 ,7
1.5
1 .3
0 ,8
0 ,8
0 ,8
1 .6
1 .6
1 .6
1 .2
1.5
Sd
0,15
0 ,1 0
0,13
0,15
0,05
0,05
0 ,1 0
0 ,1 0
0,12
0,14
!
!
биа
1 .5
1 .4
1.5
1 ,5
бр
М
1.5
1,4
1.3
1,5
1,5
t.o
1 .0
1 ,0
1 ,0
1 ,6
1 .8
1 ,8
1.7
1 .5
1 .6
Задача 17. Уравнение, связывающее температуру термопреобразоваt r и температуру измеряемой среды t c , имеет вид
ГУ1dР Г 4- ii т — г.
f с
»
где Tj - постоянная времени термопреобразователя, с ; Т - время,о,
Выведите•формулу зависимости
t = / ( " £ ) при скачкообразном измене­
нии температуры среды от А до В, постройте график переходного про цесса и определите значение динамической погрешности через С, с после
ле изменения t c
Постоянная времени равна Т „ .
1.2, C .I5J; 14, с . 2 3 ]; 16, 0 . 433 .
Вариант!
1
2
А, й0 !
3 0 ,0
3 0 ,0
В, UC
300
300
!
G. с
200
1Г.0
!
ТУ , с_____
[50
150
!
А , °С
3 0 ,0
3 0 ,0
3 0 ,0
2X3.0
6
7
9
10
С, с
250
300
2 0 ,0
2 0 ,0
2 0 ,0
2 0 ,0
8
о
о
Вариант
3
4
5
ьа
Окончание таблицы
!
, с
150
150
100
200
400
400
400' ‘
400
250
150
250
250
200
200
200
200
200
250
300
200
200
150
1
Задача 18. Определите norj эешность манометра с пневматическим выходным сигналом ( 0 , 2- 1 ) кгс/см*' и пределом измерения А, к гс/см , е с ли при давлении Р, к гс/см 14, значение выходного сигнала составило
В, к гс/см 2 .
[ 6 , с . 3 6 -3 9 ].
Вариант
I
2
3
4
5
6
7
8
9
10
!
•
А, кгс/см^
0-4
0-4
!
Р, к гс/см :г
2
3
. 0-6
2
0-6
0-10
0-10
3
5
0-16
0-16
0-25
0-55
6
8
10
10
15
!
В, кгс/см 2
0,61
0,77
0,42
0,62’
0,63
0,55
0,58
0,72
0,53
0,69
Задача 19, Измерительный преобразователь состоит из двух после­
довательно соединенных звеньев. Напишите формулу передаточной функ ции измерительного преобразователя, постройте амплитудно-фазовую ха­
рактеристику, определите верхнюю границу пропускания частот по ампли­
туда и фазе. Номер варианта соответствует последней цифре шифра Вашей
зачетной книжки.
.»
16, О.43-Й01.
Вариант
■
W(p)
I
10
2
I/O .Ip + I
0 ,3
3
4
5
!
W2 ( p )
• Вариант !
Wt ( p ) !
6
l / 0 , 66p+I
0 ,2
I/0 ,6 6 p + I
2,5
0,5/00Ip+J
10
3 ,8 0 , 2 / 0 , OIp+I
I
0 ,5 /0 ,Ip+I
I/IC p+I
2 ,5
I/0 ,0 5 p + I
I/0 ,0 0 Ip + I
l/0 ,0 0 0 5 p + I
0,0 1
I
7
8
9
IQ
W z(p)
ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Задача 20. Температура в рубашке измеряется манометрическим тер­
мометром. VM - объем манометрической пружины;
VK - объем кзнйл ляра;
Vr - объем термобаллона. Изменятоя ли показания термометра,,
если температура капилляра увеличится на дТ,< , а температура пружи­
ны - на Тпр относительно градуировочного значения 20°С? Объясните
принцип действия манометрического термометра и укажите все возмож ные погрешности прибора.
[ I , с . 16-243; 12, с . 42-47 J; Гб, с . 6 5 -8 5 ].
Vk » смЗ !
v 't, cm3
I
1.4
1 ,5
2
1 ,6
3
4
5
1 ,7
I ,в
150
J60
170
180 ,
140
150
160
170
180
150 ‘
Вариант!
0
1,9
1,4
6
7
1 ,6
8
I .В
1,5
9
!
йТк ,
\ -г
Ор
v 1 Тпр> 0
!
vM , см3
40
30
10
12
20
14
15
16
18
19
1 ,6
1 .2
20
10
20
1 .7
4535
25
50
40
30
20
1 .8
1 .7
1,3
1.5
1 .6
1 .8
1 ,9
-
Задача 2 1 . При измерении температуры в диапазоне от 300 до 600°С
давление газа (азота) в системе манометрического термометра измени­
лось на 30 к гс/см 2 . Определите давление в системе манометрического
термометра при 6С0°С. Выберите по справочной литературе промышленный
манометрический термометр для измерения температуры в диапазоне, ука­
занном в таблице. Приведите техническую характеристику прибора. Опи­
си тс принцип действия.
L ' l , C .I 6 - 2 4 J ; [ 2 , с . 4 2 -4 7 ]; [ 6 , с . 65-85].
Вариант
I
Даипазон, °С
0
-5СН-0
1
2
3
4
5
7
ОгЮО
-50^-50
20ОгЗС0
30&f450
100^200
250f400
50-100
8
9
0-200
ЮОтЗОО
.
6
Задача 22. Дяя измерения температуры печи применяется термоэлек­
трический преобразователь платинородий-платиновый, который подключи­
ли ко вторичному прибору медными проводами. Температура свободных
концов 40°С, температура в печи 950°С. Укажите, насколько изменятся
показания вторичного прибора (милливольтметра), если температура сво­
бодных концов преобразователя увеличилась до 60°С. Нарисуйте и опи­
шите измерительную схему термометра.
I I , с . 2 4 -4 2 ); 1 2 , с . 4 7 -6 7 );
[ 6 , C . 8 &-I 8 6 ],
Задача 23. Измерение температуры в сушилке осуществляется термо­
электрическим преобразователем, подключенным к милливольтметру. Опре­
делите изменение показания вторичного прибора Тпр , если температура
окружающего воздуха в помещении т о в . Измерительная схема милли вольтметра состоит из рамки и последовательно включенного манганино­
вого резистора. Нарисуйте принципиальную схему указанного термометра
и дайте его описание. Укажите промышленные приборы, пригодные для
данного измерения, и их характеристику. Сопротивление милливольтмет­
ра
= 290 Ом. Сопротивление медной рамки
)?. = 60 Ом.
I I , с . 2 4 -4 2 ); [ 2 , с . 4 7 -6 7 );
С 6 , с . 86-185).
Вариант !
0
1
2
Тип термоэлоктропреобразователя! т&ь ■ С
'
ХК
40
ХА
30
■ГШ
25
- 10 -
! Тпр , °С
180
450
ICI0
Окончание таблицыВариант!Тип термоэлектро!
________ ! преобразователя______!
3
ХК
4
ХА
5
ПП
6
пп
7
ХК
ХА
8
9
ХК
'Т ~ , °0
! <гии
,
v __________ '_____ \
г
15
240
28
600
35
930
30
870
4
35
115
38
340
29
160
Задача 24. Нарисуйте принципиальную схему автоматического про мышлекного потенциометра типа КСП-4 градуировки ХК со шкалой 0 6 0 0 °С .
Определите значения сил токов, протекающих через резисторы измеритель­
ного моста потенциометра Rp , £н , £ к
для случая, когда стрелка
потенциометра указывает температуру Т.
L Г, с . 3 6 -4 3 ]; [ 2 , с . 56-681; С6 , с . 143-187].
_____
.
.
- j
j
j
j
j
ант j'O ! I ! 2 !
3 ! 4
T,°C !500 400 300 200
25(Г
! 5
КЮ
!
6
50
!
7
4
0
8
350
1
9
600
Задача 25. Измерительная схема термометра состоит из термоэлект­
ропреобразователя, компенсатора терыо-ОДС КТ-54 и милливольтметра.
Нарисуйте и опишите измерительную схему термометра. Подберите из
справочной литературы термоэлектрический преобразователь и милливольт­
метр, дайте их техническую характеристику. Укажите возможные погреш­
ности измерения температуры выбранного термометра к меры их устран е•ния.
С I . с . 243; [ 2 , с . 47-601; С6 , с . 8 6-18 6 ].
Вариант
0
1
2
3
4
5
6
!
Диапазон температур, °С
3?100
300*400
200*500
50*150
100*300
200*350
400*1000
Окончание таблицы
Вариант
7
8
9
!
диапазон температур,
60Cf900
200*250
О
150*300
Задача 26. Опишите схему автоматического электронного потенцио­
метра. (показания температуры те же, что в задаче 2 5 ). Дайте техничес­
кую характеристику прибора. Укажите назначение медного резистора в
измерительной схеме. Насколько изменятся показания вторичного прибо­
ра, если температура свободных концов его термопреобразователя изме­
нилась на +20°С?
С I , с . 24-423; [ 2 , с . 47-583; [ 6 , C .I43-I8SJ.
Задача 27. Опишите принципиальную схему автоматического элект ронного моста типа КМ. Приведите техническую характеристику промыш­
ленного уравновешенного моста (диапазон шкалы указан в задаче 21 ) .
Оцените изменение показания моста, вызванное увеличением сопротивле­
ния соединительных проводов термопреобразователя на 0,5 Ом. Сопротив­
ление RA каждого из соединительных проводов 2 .5 Ом.
[ I , с . 43-56'i; [ 2 , с . 68-803; Сб, с . 188-230].
Задача 28. Нарисуйте схему и дайте описание принципа, действия
логометра в комплекте с медным термопреобразователем сопротивления.
Насколько изменятся показания логометра, если напряжение питания из­
меняется в пределах -±IG5S номинального (4 В )?
[ 1 ,0 .4 3 -5 6 3 ; £2 , с . 68-803; [ 6 , с . 160-2303.
Задача 29. Измерительная схема состоит из медного термопреобразователя сопротивления и логометра. Оцените все возможные погрешнос­
ти измерения температуры. Сопротивление каждого соединительного про­
вода 2 ,5 *0 ,0 5 Ом.
I I , с . 43-561; [ 2 , с . 68-803; [, 6 , с . 188-230].
Вариант!
Логометр_______________
!диапазонпизме~!нласс точности
! рения, С
?_______________
т
0
05-50
I
-50*0
1 .5
2
' -50*150
I
3
. 0*100
1 .5
- 12 -
!
J Градуировкатермопреобразователя
!
_____________________
23
24
23
24
Окончание таблицы
Вариант!_________ Логометр__________________! Градуировка термопреоора!диалазон измере-!класс точности!
зователя
, ния, °С
,
j
4
5
6
7
50-150
0-100
100-200
I
1 .5
т
0-150
100-150
24
23
24
23
24
23
1.5
I
9
0-200
1 ,5
ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ
Задача 30 . В открытом резервуаре измеряется уровень воды дифманометром. Опишите данный способ измерения уровня- Оцените изменение
показания прибора, если температура воды в емкости изменилась до
80°С, а в импульсных линиях осталась такой же, как к при градуировке
приборе, т . е . 20°С.
[ I , с . 141—1 6 0 ]; [ 2 , с . 1 9 3 -2 0 6 ]; [С , с . 540-563 ].
Задача 31. Опишите схему измерения уровня жидкости с помощью
дифианометра в сосудах, находящихся под избыточным давлением. Подбе­
рите промышленный дифманометр-уровнемер для измерения воды в сосуде
с давлением 200 кгс/см ^ и дайте его схему и техническую характеристи­
ку. Сосуд установлен на стойке, высота стойки 5 м, высота сосуда 3 м.
С I , с .1 4 1 -1 6 0 ]; [ 2 , с . 1 9 3 -2 0 6 ]; С 6 , C.530-563J,
Задача 32. Уровень сыпучих материалов в загрузочной воронке
(Н = I м) литьевой машины измеряется емкостным уровнемером. Подбери­
те по справочной литературе средства измерения' к емкостному уровнеме­
ру и опишите принципиальную схему измерения уровня.
[ I , с . 140-1 60 ]; [ 2 , с . 1 9 3 -2 06 ]; Гб. с . 530-572].
Задача 3 3 . Опишите принципиальную схему лабораторного потенцио­
метра. Влияет ли на показания прибора класс применяемого но. мального
элемента?
I I , 0 .2 4 -4 2 1 ; [ 2 , с . 47-681; Г б , с . 6 6 -1 8 7 ].
8
ИЗ!.1ЕР1Л1Ш. ДАВЛЕНИЯ
Задача 34. В U -обрезном манометре внутренние диаметры трубок
соответственно равны 4 и 4 ,2 мм. При измерения давления отсчет отклс
нения уровня от исходного произведен только в первой трубке, который
оказался равным 300 мм, а затем был удвоен. Определите погрешность,
вызванную неучетом реального уровня во второй трубке манометра, е с­
ли в качестве заполняющей жидкости использовалась вода. Условия из­
мерения :
t = 20°С;
п = 9,80665 м/с2 ( pij0 = 998,3 кг/м 3 ) .
1 6 , с . 34, 3 5 1].
Задача 35. Как изменится погрешность, обусловленная неучетом
реального уровня во второй трубке
I/ -образн ого манометра (см .зада­
чу I ) , если в качестве заполняющей жидкости применять этиловый спирт
( рс ю = 807,4 к г /м " ) , а измеряемые давление и распределение откло­
нений уровней от исходного в трубках манометра прежние?
[ 6 , с . 350, 3 5 1 ],
Задача 3 6. Как изменятся показания
U -обр азн ого манометра, е с ­
ли барометрическое давление увеличится на 3 кПа при неизменном изме­
ряемом абсолютном давлении? Предполагается, что прочие внешние усло­
вия намерения (ускорение свободного падения и температура окружающей
среда) остаются без изменений.
[ 6 , с . 3 4 7 ].
Задача 37. Деления на шкале ртутного манометра нанесены через
I мм. Определите цену деления манометра в единицах давления, если
диаметры минусовой трубки и плюсового -сосуд соответственно равны 5
и 50 мм. Температура манометра и измеряемой среда 20°С (
j>}Q - 13,6 к г /м ° ) , ускорение свободного паден- 1 - нормальное (
q =
= 9,81 м /с 2-) . [ 2 , с Л 15, I I GJ.
Задача 36 . Отсчет по шкале спиртового микроманометра составляет
135 делений при постоянной шкале прибора К = 0 ,6 . Каково действитель­
ное давление, если измерение производилось при
t = 35°С ( j>5S =
= 793 к г/м 3 ) ;
п = 9 ,807 м /с 2 , а градуировка микроманометра - при
t = 15°С ( />,6 = 8 11,8 кг/м 3 ) ;
а = 9,816 м /с 2 .
[ 6 , с . 3 6 0 ].
Задача 39. Манометр с пневматическим выходным сигналом (0 ,0 2 0,1 МПа) имеет пределы измерения 0 -0 ,1 Ш а. Какова абсолютная погреш­
ность манометра по выходному сигналу, если при давлении 0,075 ыПа вы­
ходной сигнал его составил величину 0,082 КПа?
[ 6 , с . 3 8 2-38 9 ].
Задача 40. Ыаномет^ с токовым выходным сигналом (0-5мА) имеет
пределы измерения 0 -0 ,6 МПа. Определите абсолютную и приведенную п ог-
решности манометра по :выходному сигналу, если при давлении 0,51 ;ЛПа
выходной сигнал составил величину 4 ,3 2 мА.
С 6 , с . 3 8 2 -3 89 ].
Задача 41. Манометр с токовым выходным сигналом (0 -5 мА) имеет
пределы измерения 0 -1 ,6 МПа. Определите абсолютную погрешность мано­
метра по входу, если при давлении 1 ,2 МПа выходной сигнал составил
величину 3 ,6 8 мА.
С 6 , с . 3 8 2-38 9 ].
Задача 42. В колокольном дифманометре уравновешивание разности
давлений осуществляется за счет деформации пружины с удельной жест­
костью Кд = 1000 П/м. Определите перемещение колокола дифманометра
диаметром 100 мм при изменении перепаде давления от 0 до 1 ,0 кПа.
С 6 , с.396-401Л .
Задача 43. В сильфонном манометре уравновешивание измеряемого
давления осуществляется за счет деформации сильфона. Пределы измере­
ния 0 -0 ,4 МПа, число гофр сильфона равно 6 , жесткость одного гофра
I75C П/м. Какова эффективная площадь сильфона, если при перемещении
стрелки манометра от начала до конца шкалы дно сильфона перемещается
на 0,0038 м?
С 2 , 0.1323.
Задача 44. Определите верхние пределы манометров для измерения
постоянных давлений: 0,75 МПа; 15 МПа; 26 МПа и переменных давлений:
0 ,4 МПа; 10 МПа; 40 МПа..
[ 6 , с . 3 4 9 ].
Задача 45 . давление в трубопроводе с водой изменяется с помощью
манометра, который установлен на 3 ,5 м выше точки отбора. Определите
действительное измеряемое давление воды, если манометр показывает
0,77 МПа, а температура воды 20°С (
р
= 998,3 кг/м 3 ) .
[ 6 , с.3 5 и , 4 3 0 ].
J
‘ Падача 46. Какое давление покажет манометр, если абсолютное дав­
ление среды 1 ,3 МПа, а барометрическое давление 754 мм р т .с т ?
[ 6 , с . 347, 349].
Задача 47. Результаты измерений различных давлений представле­
ны в различных единицах: 150000 Па; 1000 мм р т . с т . ; 1 ,7 бар;
I6C0C мм в о д .с т .; 1,45 к гс /с м 4'; 0 ,1 6 Mi1а. Определите минимальное и
максимальное давление.
1 б , с . 3 4 9].
жозрзни ;-: расхода
Задача 48. По трубопроводу (внутренний диаметр 75 мм) поток во­
да движется со среднерасходной скоростью 2 м /с . Определите массовый
расход жидкости, если температура воды 20°С, давление 0,1 МПа ( О =
= 998,0 к г/м 3 ) ?
J
С 6 , с . 4381.
Задача 49 . Определите скорость'движения потока воды в трубопро­
воде, если перепад давления, создаваемый комбинированной напорной
трубкой, равен 490 Па, коэффициент трубки К? = 0 ,9 8 , плотность воды
при условиях измерения
= 990 кг/м .
С6 , с . 4 9 9 ].
Задача 50. Каков перепад давления, создаваемый комбинированной
напорной трубкой, если известно, что поток воздуха в трубопроводе
движется со скоростью 45 м /с , коэффициент трубки К = 0 ,9 8 , плотность
воздуха при условиях измерения
j> = 2 ,1 кг/м 3? Конечный результат
выразить в мм в о д .с т .
L 6 , с . 4993.
Задача 5 1 . Измерение расхода воздуха в трубопроводе диаметром
100 мм осуществляется при помощи комбинированной напорной трубки,
установленной в точке, где местнвя скорость равна средней по сечению
скорости потока. Определите объемный и массовый расход воздуха, если
перепад давления на трубке Д р - 645 Па, коэффициент трубки Кт = 0 ,9 8 ,
плотность воздуха р = 1 ,2 к г/м 3 .
[ 6 , с . 499, 5 03 ].
Задача 52. Проектная потребность предприятия в воде была опре­
делена в 18 т /ч , диафрагма была рассчитана на максимальный расход
20 т /ч , а дифмэнометр - на дРгоСд( = 0,6 3 кПа. После проведения рекон­
струкции предприятия расход воды должен быть увеличен до 34 т /ч . Оп­
ределите предельный номинальный перепад давления на дифканометре и
подберите дифманоыетр, с помощью которого можно измерять расход,рав­
ный 34 т /ч , не производя замены диифрагмы.
[ 6 , с . 438].
Задача 53. Расход *оды, протекающей по трубопроводу', измеряет­
ся при помощи диафрагмы и дифмансметра. диафрагма изготовлена из
нержавеющей стали IXIRHI0T (поправочный множитель на тепловое расши­
рение материала сужающего устройства
= 1 ,СГ2 ) , расчетная темпера­
тура воды 1 = 80°С, давление р = 6 МПа, плотнооть fg0 ~ 97-1,4 кг/м °
Определите относительную погрешность измерения расхода, которая Оу
дет иметь м есто, если температура воды станет равной Ю°С ( рю =
= 1002,6 к г/м ^ ). В расчетах считать, что коэффициент расхода, пере­
пад давления на диафрагме, давление воды, диаметр трубопровода при
этом остаются неизменными.
[ 6 , с . 4381.
Задача 54. В качестве первичного измерительного преобразователя
расходомера воды используется диафрагма с угловым способом отбора пе
репада давления , г^ = 0 ,3 . Диаметр трубопровода Д = 100 мм, давление
воды р = 6 МПа, температура ± = 20^С, плотность J>= 1001 кг/м ^,
расход вода
QM= 50 т /ч . Определите перепад давления на сужающем
устройстве. Предварительно произведите проверку условия Re > RenM)n .
Значение коэффициента расхода
определите из таблицы РД 50-213-Ж '
(динамическая вязкость среды в рабочих условиях JU. =
= 102 *10” ® к г с " 0/м ^ ).
t 5 , с .1 2 , 29, .6 8 , 69, I I I .
Задача 55. Определила потери давления на сужающем устройстве,
если для измерения расхода используется диафрагма с угловым способом
отбора перепада давления и если известны относительная площадь сужа­
ющего устройства т . = 0 ,5 , перепад давления дР = 5 кГ1а . Каковы бу­
дут потери давления, если в качестве сужающего уотройства использо­
вать длинное сопло Вентури при тех же значениях т .
и дР ?
С 5 , 0.521.
Задача 56. Измерение объемного расхода воздуха осуществляется
расходомером переменного перепада давления при рабочих условиях. Из­
быточное давление ореда перед сужающим устройством pu = 4U -II/' Па,
температура t = -5С°С. Определите значение объемного расхода в тру­
бопроводе, приведенного к нормальному состоянию, если расход при ра­
бочих условиях Q0 = 150 м V ч . Значение коэффициента сжимаемости в
расчетах принять равным К = 0 ,9 .6 , барометрическое давление Р^ = 100 кПа.
С 5 , с . 8 , 17, 20, 3133.
Задача 57. Определите длины прямых участков до и после сужающе­
го устройства о относительной площадью m - 0 ,5 , если перед ним у с ­
тановлена задвижка. Какова величина дополнительной погрешности
,
возникающей при сокращении длины прямого участка до 15 калибров? Ди­
аметр трубопровода AgQ = 150 мм.
С 5, 0.823.
Задача 58. По направлению потока расположены сначала ряд колен
в различных плоскостях, затем регулирующий клапан со степенью откры­
тия Н = 0 ,5 и сужающее устройство с относительной площадью щ, = 0 ,4 .
Определите требуемое расстояние между сужающим устройством и регули­
рующим клапаном, а также между регулирующим клапаном и рядом колен,
если диаметр трубопровода Д20 = ЮО мм,
L 5 , 0.89 , 903.
Задача 59. Определите индукцию магнитного поля в‘ электромагнит­
ном расходомере с диаметром проходного отверстия
d = 150 мм, если
известны ЭДС, образуемая в расходомере, Е = 4,52 мВ и расход протека­
ющей воды
Qo = 400 м3/ ч .
116, с . 521].
Задача 60. Нагреватель калориметрического расходомера имеет мощ­
ность 100 Вт. Определите разность температур до и после нагревателя,
если начальная температура измеряемой среды 20°С, давление Р =
з 0,1013 МПа, расход воедуха 24 м3/ ч (
q * ~ 1005 Д д/(кг*К ).
£ 6 , с . 526].
ИЗМЕРЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ
Задача 61. Синтетический хлористый водород обычно имеет следую­
щий соста в: 70-90? нее , 0-10? Н2 , 0-20?А/* , 1-5 ? 02 , 1 -3 ? С02 . Оп­
ределите концентрацию водорода, если теплопроводность смеси состави­
ла
J = 239,72, а теплопроводность суммы неопределяемых элементов Л* = 152, 72.
С 2 , о.З З П .
Задача 62. Постоянная двухэлектрбдной ячейки равна 165,8 м- 1 .
Оиределите удельную электропроводность раствора, заполняющего ячейку,
если ее сопротивление равно 13,7 Ом.
С 2 . 0.2121.
Задача 63. Для измерения ЭДС используется милливольтметр с диапрэоном 0 -0 ,5 В и входным сопротивлением
R & -= 0 ,5 кОм. Определите
електродвкжу /ю силу, развиваемую системой, если измерительный элект­
род имеет внутреннее сопротивление Сп - 40 МОм. Электрод улавлива­
- 18 -
ния
Re = 20 кОы, напряжение, показываемое милливольтмехром,
0,01 мВ.
[ 6 , с .1 3 9 ].
Задача 64. Коэффициент преобразования водородного электрода
составил 62,1 мВ/pH. Определите температуру раствора при следующем
значении постоянных, входящих в формулу Нернста: универсальная газо­
вая постоянная 8,317 Д л^(К.г-моль); число Фарадея
F = 96522— -----1 2 , с . 2481; С7, с . 9 8 ].
г,э к в
Задача 65. Изменится ли погрешность газоанализатора, работающе­
го по схеме автоматического уравновешенного моста, вследствие умень­
шения напряжения источника питания и изменения скорости просасывания
газовой смеси через рабочую ячейку. Ответ об о сн у й т е (р и с.I).
[ 2 , с . 3 54 ].
Задача 66 . Для контроля остаточной хлорноватистой кислоты-НОС?.
в продуктах химической реакции между H0CF и аллилхлоридом необхо димо установить автоматический прибор. Значение pH колеблется от 2
до 10 единиц. Укажите метод и промышленный прибор, позволяющий выпол­
нить данное задание. Температура остается постоянной.
С 7, с . 88 , 2841.
Задача 67. Водный раствор смеси хлорида натрия и гидроксида нат­
рия подвергают упариванию. Контроль процесса осуществляют кондукто метром с контактной электродной парой, установленной в суспензии. Оп­
ределите, каким будрт результат анализа, если на поверхности осядет
плотный слой кристаллической соли толщиной
(Г = I мкм. Расстояние
между электродами
L
10 см. Щелочь упаривают до концентрации
600 г /л .
L 7, с Л 14].
,
___ __
.
Задача 68 . Дымовые газы имеют следующий соста в: воздух (20# 0 ^ )7%, кислород - 4#, углекислый газ - 18#, окись эзота - 6# , азот 49#, водяные пары - 16#. Определите, как изменится относительная маг­
нитная восприимчивость г в з о в , если содержание азота уменьшится на 2# ,
окиси азота на 2 # , а содержание углекислого га за , воздуха и водяных .
паров увеличится на 1,5# при неизменном содержании Cg. Относительная
объемная восприимчивость компонентов газовой смеси имеет следующие
значения:
X
0*211;
<^0 = I*
= -0 .0 0 4 .
L2, с . 3353; ( 6 , с . 5861.
- 19 -
<з£со,~ -0 ,0 0 5 7 ;
'<СМ0 = 0 ,3 6 л
Задача 69. Jinn поддержания заданного технологического режима
работы е пехе завода необходимо замерить влажность воздуха. Приборы,
установленные там, показывают нормальное абсолютное давление и тем­
пературу - сухой термометр 19°С, а влажный - 23°С. Какую влажность
воздуха будет показывать психрометр, установленный в цехе?
С 2 , с . 3 9 4 ].
реакционной массы синтеза стироле
Р и с.2
применяется хроматографический метод
• (р и с . 2 ) . Определите количественный и качественный соста в продуктов
синтеза, если известно время удержания компонентов: парафины 1 ,8 мин; стирол - I I мин; метилстирол - 12 мин; толуол - 4 ,5 мин;
бензол - 3 ,5 мин; этилбензол - 6 мин.
С 2 , о , 3 0 8 ] ;[ 8 , с .6 0 5 1
Задача 71. Определите методом внутренней нормализации состав
продуктов горения га зового топлива (р и с . 2 ) , если известны время выхо­
да и поправочные коэффициенты компонентов: окись углерода - 1 ,2 мин;
3 ; а зот - 5 ,5 мин, 3 ; кислород - 3 мик, 3 ; метан - 2 ,3 мин, 3 ; угле­
кислый газ - 6 мин, 2 0 ; водород - 0 ,6 мин, I ; этан - I мин, 100 ; ме­
тан - 1 ,8 мин, 30.
L* 2 , 0 .3 68 7 ; Г б , с . 6051.
Задача 72. Подберите автоматический анализатор для оперативного
контроля состава газа по хлору, если известно, что содержание хлора
должно быть 7*0,4% о б . В случае увеличения или уменьшения концентра­
ции предусмотрите звуковую и световую сигнализацию. Опишите метод ра­
боты анализатора.•
С 7, с . 300],
СПИСОК ЛИГОРАТУРЫ
1. И в а н о в а Г. М ,, К у з н е ц о в II. Д ., Ч и о т я к ов
В. С. Теплотехнические измерения и приборы. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 232 с .
2. « К у л а к о в
М. В. Технологические измерения и приборы для
химических производств. - М.: Машиностроение, 1983. - 424 о . 3. К у з н е а о в Н .1 ., Ч и с т я к о в
В. С. Сборник задач
и вопросов по теплотехническим измерениям и приборам. - М .: Энергоатомиздат, 1985. - 328 о .
4. Н о в и ц к и й
П. В . , 3 о г р а ф И. А. Оценка погрешнос­
тей результатов измерений. - Л .: Энергоатомиздат, 1985. - 248 с .
5. Правила измерения расхода газов и жидкостей стандартными су жахкдими устройствами РД 50-213-80. - М .; Изд-во стандартов, 1980.
6. П р е о б р а ж е н с к и й
В. И. Теплотехнические измерения
и приборы. «« М .: Энергия, 1978. - 704 о .
*
7. П р о х о р о в В, А. Основы автоматизации автоматического
контроля химических производств. - М.: Химия, 1984. — 320 с.
8. Р а б и н о в и ч
С. Г. Погрешности измерений.-Л.: Энергия,
1978. - 262 с , .
.
- 21 -
