2018-01-11
1 (4)
Mätteknik och mätvärdesanalys 7,5 högskolepoäng
Provmoment: Tentamen 4,5 hp
Ladokkod: A123TG
Tentamen ges för: Energiingenjör åk 3
TentamensKod:
Tentamensdatum: 2018-01-11, Plats: D305 Tid: 14.00 – 18.00
Hjälpmedel: Naturvetenskaplig/teknisk formellsamling, skrivhjälpmedel, miniräknare
Totalt antal poäng på tentamen: 70 poäng
För att få respektive betyg krävs:
35 U
35 3
45 4
56 5
Allmänna anvisningar:
Besvara endast en uppgift per svarssida
Nästkommande tentamenstillfälle: vecka 14, 2018: 2018-04-03--06
Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, annars är det detta datum som gäller: Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in.
Lycka till! Ansvarig lärare: Telefonnummer:
2018-01-11
2 (4)
Praktisk mätning: mätinstrument/mätgivare och mätprinciper
Redovisa gärna skisser vid de korta redogörelserna
Uppgift 1
a) Ofta används samma mätprinciper oavsett om man önskar läsa av temperaturen manuellt eller logga den varje sekund. Redogör kortfattat för två vanliga mätprinciper av
temperatur som kan uppfylla båda kriterierna. (4 p) b) Vilken är nackdelen med den relativt enkla metodiken med 2-punktsanslutning av
motståndsgivare för temperaturmätning, jämfört med 3-punktsanslutning respektive
4-punktsanslutning? (1 p)
Uppgift 2
a) Vid användning av mätinstrument och mätgivare behöver dessa ibland skyddas från utifrån kommande störningar. Vilka två typer av störningar är normalt de dominerande?
(2 p) Redogör för minst två tekniska lösningar för att motverka dessa störningar? (2 p) b) Skissa och redogör kortfattat för hur signalkablar kan utföras för att minimera störningar
från omgivningen. (1 p)
Uppgift 3
a) Redogör för minst två punkter som man behöver tänka på vid montering av
temperaturgivare för mätning av medietemperatur i rör eller kanaler med strömmande
medium. Skissa gärna. (2 p)
b) Man mäter lufttemperaturen någon decimeter nedströms en luftvärmare med
värmevatten (60°C/45°C) i en kanal med måtten 1,2 x 1,2 m². Hur kan man säkra sig för att temperaturgivaren verkligen mäter lufttemperaturen? (1 p) c) Redogör för minst två punkter som man behöver tänka på vid mätning av yttemperatur
med fast monterade givare. Skissa gärna. (2 p)
Uppgift 4
Redogör kortfattat för minst tre mätprinciper vid mätning av tryck. Ange också om de lämpar sig för manuell avläsning eller loggning.
Ange även några fördelar respektive nackdelar med respektive mätprincip. (5 p)
Uppgift 5
a) Redogör några tumregler på installationskrav att beakta vid flödesmätning, främst av
vätskor. (2 p)
b) Redogör för minst tre vanliga mätprincipet vid flödesmätning av vätskor. (3 p)
Uppgift 6
a) Redogör för minst två vanliga mätprinciper av vätskenivåer i tankar. (2 p) b) Hur fungerar varmtråds- eller varmkroppsmätning av luftflöden? (1 p) c) Vid värmemängdsmätning monteras ofta vätskeflödesmätaren på returledningen.
Hur används då returtemperaturens värde i det s.k. integreringsverket? (1 p) d) Vid värmemängdsmätning används ibland vätskor med frysskyddsmedel. Vad innebär
2018-01-11
3 (4)
Uppgift 7
a) Redogör för två mätprinciper för mätning av luftfuktighet om mätresultatet endast behöver kunna läsas av manuellt. (3 p)
b) Ge exempel på minst två egenheter som bör beaktas vid användning av de mycket vanliga
kapacitiva fuktmätarna (2 p)
Uppgift 8
Begrepp
Förklara och diskutera tydligt, men kortfattat, följande begrepp. a) Spårbarhet b) Osäkerhetsbedömning av typ B c) Repeterbarhet d) Kalibrering e) Riktighet f) Utvidgad standardosäkerhet (12p) Uppgift 9
Bestämning av mätosäkerhet från upprepade försök
En mätning av luftrycket upprepas 6 gånger med 10 minuts intervaller. Följande data erhölls
Observation 1 2 3 4 5 6
Tryck (hPa) 1013.6 1013.8 1013.9 1013.9 1013.7 1013.5 Bestäm det uppmätta lufttrycket med angivande av standardosäkerhet. Vilken typ av osäkerhetsbedömning är det som görs ?
(5p)
Uppgift 10
Standardosäkerhet och täckfaktorer för triangelfördelningen.
Antag att en slumpvariabel X har en triangelfördelning med värden i intervallet [- a , +a ]. Bestäm standardosäkerheten (standardavvikelsen) för X.
Vilken täckfaktor skall användas för att få en utvidgad standardosäkerhet med 95% konfidensgrad ?
Ge ett exempel på en mätsituation där det är rimligt att antaga en triangelfördelning för mätosäkerheten.
2018-01-11
4 (4)
Uppgift 11
Mätning av specifik värmekapacitet.
Vi vill bestämma den specifika värmekapaciteten för en legering. Ett prov av legeringen placeras i en isolerad behållare ( termosflaska ) som även innehåller en värmespiral och en temperatursond. Provets massa mäts med en laboratorievåg till 496.7 gram. Värmespiralen har en resistans av 200.4 ohm och matas från ett likspänningsaggregat, spänningen över värmespiralen mäts med en voltmeter 23.7 V. Vid provets start mäts temperaturen i behållaren till 22.46 ºC , värmeslingan aktiveras sedan under 10 minuter, varefter provet får vila i 5 minuter så att temperaturen stabiliseras. Den slutgiltiga temperaturen uppmäts till 29.63 ºC
Termometern har en angiven noggrannhet på ±0.05 K och voltmetern har en angiven noggrannhet på ±0.01 V.
Vi kan anta att ingen värme försvinner från behållaren samt att värmespiralens och temperatursondens uppvärmning är försumbar.
Använd dessa data för att beräkna legeringens specifika värmekapacitet samt ställ upp en mätosäkerhetsbudget och bestäm mätosäkerheten. Diskutera vilken del av experimentet som skulle åtgärdas för att förbättra försökets noggrannhet. Gå igenom och diskutera (kortfattat) de olika bidragen till mätosäkerheten.
Hur skulle försöket genomföras så att vi kan kompensera för uppvärmningen av värmespiralen och temperatursonden?
