3模块三温度检测思考题与练习题分析

《传感器与检测技术项目教程》

统一书号：ISBN 978-7-111-48817-0 课程配套网站：www.sensor-measurement.net

或www.liangsen.net 2015年2月第1版

（主编：梁森、黄杭美、王明霄、王侃夫）

模块三 温度检测

思考及练习题 解题分析参考

（填空中的红色文字并不等于就是答案，

只是给出了怎样选择A、B、C、D中正确的一个答案的分析方法）

3-1 单项选择题

1）工业中的温度测量，最常用的温标是___英国已经不用华氏温标了，即使在美国，也慢慢在改用公制??___。

A．摄氏温标 B．华氏温标 C．热力学温标 D．国家温标 2）正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度与热力学温度约为___华氏温标建立的目的就是让人的体温大约为100℉，人的日常生活接触到的温度大约是0~100℉___。 A．32℉，100K B．99℉，236K C．99℉，310K D．37℉，310K 3）目前我国全面施行___68太老旧了___国际温标。 A．ISO-90 B．ITS-68 C．IPTS-90 D．ITS-90

4）仓库中有一个热电阻，印刷的标记模糊。用万用表的欧姆档测量，阻值约为108Ω，此时的环境温度约为20℃，用手捏住一会儿，阻值有所增加。可以判断该热电阻的分度号是____估计0℃时的电阻是100Ω__。

A．Cu50 B．Pt25 C．Pt100 D．Pt1000

5）欲测量细长管道深处的温度，应选择___细长且柔软的___热电阻。 A．普通型 B．铠装型 C．薄膜型 D．半导体型 6）在三线制桥路中，流过铂热电阻的电流应小于___大于10mA会有很大的“自热”___，以减小“自热”的影响。

A．0.1mA B．10mA C．100mA D．1 000mA

7）负温度系数的温度传感器是___N是英语“负”的首字母___。

A．铂热电阻 B．PTC热敏电阻 C．NTC热敏电阻 D．CTR

8）在图3-14中，热敏电阻测量转换电路的调试步骤是___先调零，后调满度___。

图3-14 热敏电阻体温表原理

A．先调节RP1，然后调节RP2 B．同时调节RP1、RP2 C．先调节RP2，然后调节RP1 D．都可以

9）在图3-14中，若发现毫伏表的满度值偏大，应将___使得RP2的阻值变大些___。 A．RP2往左调 B．RP2往右调 C．RP1往左调 D．RP1往右调

10）图3-14中的Rt（热敏电阻）应选择____指数型的有确定的“温度-阻值”关系__热敏电阻；图3-17中的Rt应选择_____温度升高到设定值时，阻值突变变大_____热敏电阻。

图3-17 PTC热敏电阻用于电动机过载保护控制电路

A．指数型NTC B．突变型NTC C．突变型PTC D．指数型PTC

11）属于自发电型的温度传感器是____热电阻需要施加外界电流才能得到电压__。 A．铂热电阻 B．热敏电阻 C．热电偶 D．温度IC

12）___热端和冷端的温度同时上升时，两端的热电动势同时增大，相互抵消__的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。

A．热端直径 B．热端和冷端的温度 C．热端和冷端的温差 D．热电极的电导率

13）测量钢退火炉的温度，最好选择___查表3-4___热电偶；测量汽轮机高压蒸气（200℃左右）的温度，且希望灵敏度高一些，选择___查表3-4___型热电偶为宜。

A．R B．B C．S D．K E．E

14）测量CPU散热片的温度应选用___薄、体积小、热容量小的___式的热电偶；测量锅炉烟道中的烟气温度，应选用___用螺栓旋紧的___式的热电偶；测量100m深的岩石钻孔中的温度，应选用___又细又长的___式的热电偶。

A．装配 B．铠装 C．薄膜 D．热电堆

15）镍铬-镍硅热电偶的分度号为___查表3-4___，铂铑13-铂热电偶的分度号是____查表3-4__，铂铑30-铂铑6热电偶的分度号是____查表3-4__。

A．R B．B C．S D．K E．E

16）在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是___与冷端有关___。 A．补偿热电偶冷端热电动势的损失 B．起冷端温度补偿作用 C．将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D．提高灵敏度

17）在图3-29中，热电偶新的冷端在___与冷端有关___。

A．温度为t处 B．温度为tn处 C．温度为t0处 D．毫伏表接线端子上 18）使用补偿导线时，若接线盒的温度比显示仪表的接线端的温度高（即tn>t0），用户误将补偿导线的极性接反，显示仪表的数值将___发生抵消___。

A．变小 B．变大 C．不变 D．等于零

19）与K型热电偶配套的补偿导线的正、负极的颜色是___查表3-5___。 A．红-绿 B．红-蓝 C．红-橙 D．红-黑 20）在实验室中精密测量金属的熔点时，冷端温度补偿宜采用___可以有专人伺候的___，以尽量减小测量误差；而在车间，用带微处理器的数字式测温仪表测量炉膛的温度时，应采用____智能啦__较为妥当。

A．计算修正法 B．仪表机械零点调整法 C．冰浴法 D．冷端补偿器法（电桥补偿法）

21）为了使管道的气流充分与热电偶产生热交换，装配式热电偶的端部必须___图3-31___。

A．不超过管道的中心线 B．超过管道的中心线 C．碰到管道壁 D．在管道壁的外面

22）___M是数字的意思，T是调节的意思___系列仪表是具有显示、调节、报警功能的数字式指示/调节型仪表。

A．XCZ B．XCT C．XMZ D．XMT

23）智能温度变送器的输出信号多为___D．4～20mA ___。 A．0~50mV B．0~1V C．0~10mA D．4～20mA

24）集成温度传感器的测温基础是___图3-36___随温度而线性变化的原理。

A．PN结的电压 B．PN结电阻 C．集电极与发射极之间的电阻 D．集电极电流

25）DS18B20是____串行的__的集成温度传感器。

A．电流输出型 B．电压输出型 C．数字输出型 D．电阻输出型 26）根据表3-8，本安型仪表的标志是___查表3-8___。 A．d B．i C．e D．p 27）本安型仪表是依靠___不是依靠安全栅，本身就不会产生火花___来实现本质安全防爆性能的。

A．表壳强度足够大 B．通风 C．充惰性气体 D．电路本身 28）某仪表的防爆等级为“EX ia ⅡB T4”，其中T4的含义是电气设备表面最高温度为___查表3-8___。

A．85℃ B．100℃ C．135℃ D．200℃

29）配置安全栅的仪表的工作电压不应大于___电源电压太低不能工作，但太高会产生电火花___。

A．3V B．30V C．300V D．都可以

30）安装在危险区的“一次仪表”的电缆应连接到安全栅___不会产生电火花___的接线端子上。

A．本安侧 B．非本安侧 C．二次侧 D．三次侧

31）根据例3-2，本安仪表与安全栅之间的电缆最大长度由___断电时会产生较大的感应电动势的___决定。

A．电缆的直流电阻 B．电缆的分布电容 C．电缆的分布电感 D．电源的内阻

32）隔离式安全栅多数使用____变压器的过时了__来实现隔离。

A．光电隔离电路 B．电阻隔离电路 C．电容隔离电路 D．电感隔离电路 33）红外波段是处于___可见光是0.4~0.7 ___波长的电磁波。

A．小于0.4μm B．小于0.75μm C．0.75~1 000μm D．大于1 000μm 34）物体在温度低于500℃时，主要的辐射是___人眼看不见的光___。 A．红外光 B．可见光 C．紫外光 D．X光

35）热释电传感器主要是用于检测___人体发出的??___。 A．红外光 B．可见光 C．紫外光 D．X光 3-2 分析、计算题

1．上网搜索、下载“温度与水分计量名词术语与定义”、“1990年温标实施办法”、“铂、铜热电阻检定规程”、“补偿导线”、“DS18B20”等行业标准和国家标准以及有关温度传感器的专业知识，简述其主要内容。

2．Pt100热电阻的阻值Rt与温度t的关系在0～100℃范围内可用式Rt ?R0(1+αt）近似表示，求：

1）查表3-2，写出铂金属的温度系数α。 2）计算当温度为50℃时的电阻值。 3）查附录A（工业热电阻分度表），50℃时的电阻值为多少欧？ 解 1）查表3-2，α=?? 2）Rt ?R0(1+αt)=?? 3）查附录D：Rt =??Ω

3．图3-70是汽车进气管道中使用的热丝式气体流速（流量）检测装置的结构示意图。在通有干净且干燥气体、截面积为A的管道中部，安装有一根加热到200℃左右的细铂丝R1。另一根相同长度的细铂丝（R2）安装在与管道相通、但不受气体流速影响的小室中，请分析填空。

图3-70 热丝式气体流速（流量）计的结构示意图

1－进气管 2－铂丝 3－支架

4－与管道相通的小室（连通管道未画出） R2－与R1相同的铂丝

1）R1、R2、R3、R4组成电桥电路，R1、R2为铂丝，R3、R4为固定电阻。设在200℃时，R1=R2=20Ω，R3=R4=1kΩ，Ei=12V，则流过R1的电流为___桥路电压除以R1+R2___A，使R1处于微热状态。

2）当气体流速v=0时，R1的温度与R2的温度___没有理由不同___，电桥处于___零??___状态。当气体介质自身的温度发生波动时，R1与R2同时感受到此波动，电桥仍然处于___不变的哈___状态，所以设置R2是为了起到温度补偿作用。

3）当气体介质流动时，将带走R1的热量，使R1的温度变___人在北风中吹一吹___，电桥失去___还等零？___，毫伏表的示值与气体流速的大小成一定的函数关系。图中的RP1称为____使输出等于零的__电位器，RP2称为___在额定温度时，输出额定的电压___电位器。欲使毫伏表的读数增大，应将RP2向___短路它___（左/右）调。

4）设管道的截面积A=0.01m2，气体流速v=2m/s，则通过该管道的气体的体积流量qV=Av=___0.01m2×2m/s___m3/s。

5）如果被测气体含有水气，则测量得到的流量值将偏___热量流失得更多___（大／小），这是因为水气比空气的___与电无关___（导电性/导热性）更大；如果R1、R2改用铜丝，会产生化学___看到表面变黑啦___等问题。

6）可以用___电阻与温度有确定关系的___（PTC热敏电阻/NTC热敏电阻/CTR）来代替图3-70中的铂丝，起到检测气流是否关闭的报警作用。

4．在炼钢厂中，按照YBl63/T—2008《消耗型快速热电偶》行业标准，可以直接将廉价热电极（易耗品，例如镍铬、镍硅热偶丝，时间稍长即损坏）插入钢水中测量钢水温度，如图3-71所示。试说明：

1）为什么不必将工作端焊在一起？如果被测物不是钢水，而是熔化的塑料行吗？为什么？

2）根据图3-23，要满足哪些条件才不影响测量准确度？ 3）采用图3-71所示的方法是利用了热电偶的什么定律？

图3-71 用浸入式热电偶测量熔融金属温度示意图

1－钢水包 2－钢熔融体 3－热电极A、B 4、7－补偿导线接线柱

5－补偿导线 6－保护管 8－毫伏表

解 1）钢水是导电的，所以?? 塑料的绝缘性较好，所以??

2）根据图3-23，要满足正负极的各个对称的“端”的温度两两相等的规则?? 3）不是中间温度定律。

5．用镍铬-镍硅K型热电偶测量退火炉内部温度，已知冷端温度t0为0℃，用高准确度毫伏表测得这时的热电动势为29.129mV，求：被测点温度t。

解 1）EAB(t,0℃)可以直接查表得：t=？？？℃。

6．图3-72所示为镍铬-镍硅热电偶测温电路，热电极A、B直接焊接在钢板上（V形焊接），A＇、B＇为补偿导线，Cu为铜导线，已知接线盒1的温度t1=40.0℃，冰水温度t2=0.0℃，接线盒2的温度t3=20.0℃。求：

1）当Ux=39.314mV时，计算被测点温度tx。 2）如果A＇、B＇换成铜导线，此时U x是增大还是减小？为什么？

3）直接将热电极A、B的结点焊接在钢板上时，tx与tx＇哪一个略高一些？为什么？如何减小这一误差？

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