建筑環(huán)境測試技術(shù)-其他參數(shù)的測量

第2篇測量儀表(yíbiǎo)第(8學(xué)時)第3章溫度測量（1學(xué)時）

§3.3熱電偶測溫

§3.4熱電阻測溫§3.6非接觸測溫第4章濕度測量§4.3電子式濕度傳感器（0.5學(xué)時）

第6章物位測量（0.5學(xué)時）§6.1物位檢測(jiǎncè)的主要方法和分類§6.5聲學(xué)式物位檢測(jiǎncè)第5章壓力測量（0.5學(xué)時）§5.2液柱式壓力計§5.3彈性壓力計

§5.4電氣式壓力檢測(jiǎncè)第7章流速及流量測量（1學(xué)時）§7.1流速測量

§7.3流量測量方法和分類§7.6電磁流量計第8章熱量測量（0.5學(xué)時）§8.1熱阻式熱流計

§8.2熱量及冷量的測量第9章建筑環(huán)境測量（3學(xué)時）

§9.1空氣中氣體污染物的測量

§9.2空氣含塵濃度及生物微粒的測量§9.3環(huán)境放射性測量§9.4環(huán)境噪聲測量§9.5建筑光環(huán)境測量第10章（0學(xué)時）第11章電動顯示儀表（1學(xué)時）

§11.1概述§11.2模擬式顯示儀表

§11.3數(shù)字式顯示儀表§11.4智能式顯示儀表§11.5傳感器及變送器與顯示儀表的連接

精品資料

精品資料

（1學(xué)時(xuéshí)）精品資料第11章電動(diàndònɡ)顯示儀表11.1模擬式顯示儀表11.2模擬式顯示儀表11.3數(shù)字式顯示儀表11.4智能式顯示儀表11.5傳感器及變送器與顯示儀表的連接(liánjiē)*JW－Ⅱ型建筑熱工溫度與熱流巡回檢測儀*XMD系列數(shù)字智能巡回檢測儀精品資料511.1概念(gàiniàn)模擬數(shù)字(shùzì)模擬量數(shù)字(shùzì)化比較精品資料611.1.1模擬式顯示(xiǎnshì)儀表·模擬式顯示儀表的構(gòu)成(gòuchéng)·與數(shù)字式顯示儀表的構(gòu)成(gòuchéng)比較。如圖所示：精品資料711.1.2數(shù)字式顯示(xiǎnshì)儀表（一）數(shù)字式顯示(xiǎnshì)儀表的構(gòu)成 數(shù)字式顯示(xiǎnshì)儀表的構(gòu)成如圖所示精品資料8（二）數(shù)字式顯示(xiǎnshì)儀表的技術(shù)指標(biāo)1．分辨率 儀表在最小量程時，最末一位數(shù)字跳變(tiàobiàn)一個字所代表的量值。它反映了儀表的靈敏度.精品資料92．精確度

在模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量的過程中，至少要產(chǎn)生土1個量化單位的誤差，因此(yīncǐ)，數(shù)字儀表的誤差由模擬誤差和數(shù)字誤差兩部分構(gòu)成。 數(shù)字儀表精確度的表示方法有兩種：

將第二種方法寫成相對誤差的形式，則有

第二種方法用得較多，見例題精品資料103．輸入阻抗(shūrùzǔkànɡ) 它是指儀表在工作狀態(tài)下，儀表兩個輸入端子之間所呈現(xiàn)(chéngxiàn)的等效阻抗4．干擾抑制比

工業(yè)現(xiàn)場存在很強(qiáng)的電磁場及各種高頻干擾，因此，對數(shù)字抗干擾性有一定的要求，通常用干擾抑制比來表示

串模干擾：疊加在測量信號上 共模干擾：不同的地電位造成的電位差精品資料11.1.3智能式顯示(xiǎnshì)儀表11模擬——數(shù)字信號轉(zhuǎn)換部分(bùfen)與數(shù)字式儀表相同轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入微處理器中，進(jìn)行處理后再顯示智能式顯示儀表按使用性質(zhì)不同可分為專用型儀表和通用型儀表通用型儀表可以接受所有的標(biāo)準(zhǔn)電信號和部分(bùfen)非標(biāo)準(zhǔn)電信號的輸入·可以將輸入信號進(jìn)行輸出，輸出信號可以是模擬信號輸出，也可以是以通訊方式的數(shù)字信號輸出精品資料1.智能(zhìnénɡ)式顯示儀表的構(gòu)成12精品資料1311.3數(shù)字式顯示(xiǎnshì)儀表 數(shù)字顯示儀表中模數(shù)轉(zhuǎn)換（A／D）、非線性補(bǔ)償和標(biāo)度(biāodù)變換是組成數(shù)字式儀表的三要素

精品資料1411.3.1模擬(mónǐ)一數(shù)字轉(zhuǎn)換（A／D）·在數(shù)字式顯示儀表中，為了實現(xiàn)數(shù)字顯示，需要(xūyào)把連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量·將模擬量轉(zhuǎn)換為一定碼制的數(shù)字量統(tǒng)稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換?！／D轉(zhuǎn)換器實際上是一個編碼器精品資料151．直接(zhíjiē)比較型A／D轉(zhuǎn)換直接比較型A／D轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)的原理是基于電位差計的電壓比較原理。通過不斷比較、不斷鑒別，實現(xiàn)了A／D轉(zhuǎn)換。精品資料16逐次(zhúcì)比較型A／D轉(zhuǎn)換逐次比較型A／D轉(zhuǎn)換是最典型的直接比較型。為了具體了解這種轉(zhuǎn)換原理舉例說明，將模擬電壓624mV按8、4、2、l碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出（分辨力lmV）標(biāo)準(zhǔn)電壓共有三組，具有(jùyǒu)以下等級： ①800mV、400mV、200mV、100mV ②80mV、40mV、20mV、10mV ③8mV、4mV、2mV、lmV精品資料17逐次(zhúcì)比較型A／D轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)電壓按高到低的順序與被測電壓642mV進(jìn)行比較，從最高位開始，直至最低位比較結(jié)束，逐步實現(xiàn)模一數(shù)轉(zhuǎn)換。比較過程如下(rúxià)：第一步，用第一組的最大值800mV與642mV進(jìn)行比較，800mV＞642mV，此值棄去，記作“0”（標(biāo)在示意圖橫坐標(biāo)下方）第二步，用400mV與642mV比較，400mV＜642mV，此值留下，記作“1”精品資料18逐次(zhúcì)比較型A／D轉(zhuǎn)換第三步，用（200＋400）mV與642mV比較(bǐjiào)，（200＋400）mV＜642mV，將（400＋200）mV值留下，記作“1”第四步，用（100＋200＋400）mV與642mV比較(bǐjiào)，（100＋200＋400）mV＞642mV，此值棄去，記作“0”百位比較(bǐjiào)完后，得到的是600mV精品資料逐次比較(bǐjiào)型A／D轉(zhuǎn)換如此下去，直至第十二步，將最小電壓(diànyā)值lmV用完得到三位二進(jìn)制數(shù)碼（0110；0100；0010）即642這個數(shù)碼就是經(jīng)比較后的轉(zhuǎn)換結(jié)果，為模擬電壓(diànyā)642mV的8、4、2、1碼形式的數(shù)字輸出19精品資料20逐次逼近(bījìn)A/D轉(zhuǎn)換編碼過程①800mV、400mV、600mV、700mV②80mV、40mV、60mV、50mV③8mV、4mV、2mV、3mV電壓比較(bǐjiào)過程：精品資料2111.3.2非線性補(bǔ)償(bǔcháng)非線性補(bǔ)償?shù)姆椒ê芏?，一?yīlèi)是用硬件的方式實現(xiàn)；一類(yīlèi)是以軟件的方式實現(xiàn)（常用在智能儀表中）。硬件非線性補(bǔ)償，在A／D轉(zhuǎn)換中進(jìn)行非線性補(bǔ)償?shù)姆Q為非線性A／D轉(zhuǎn)換。模擬式線性化精度較低，非線性A／D轉(zhuǎn)換則介于上面兩者之間，補(bǔ)償精度可達(dá)0.l％～0.3％，價格適中精品資料22（2）反饋(fǎnkuì)式接入 所謂反饋式線性化就是利用反饋補(bǔ)償原理(yuánlǐ)，引入非線性的負(fù)反饋環(huán)節(jié)，用負(fù)反饋環(huán)節(jié)本身的非線性特性來補(bǔ)償檢測元件或傳感器的非線性，使UO和X之間的關(guān)系具有線性特性.精品資料11.3.3信號的標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)度(biāodù)變換將檢測元件或傳感器送來信號的標(biāo)準(zhǔn)化或標(biāo)度變換，是數(shù)字顯示儀表設(shè)計(shèjì)中必須解決的基本問題23精品資料1、信號(xìnhào)標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化的電流信號有兩種，一種是將測量信號轉(zhuǎn)換成4～20mA、DC；另一種是將測量信號轉(zhuǎn)換成0～10mA、DC標(biāo)準(zhǔn)化的電壓信號目前國內(nèi)采用的統(tǒng)一(tǒngyī)直流電壓傳輸信號有以下幾種：0～10mV、0～30mV、0～40.95mV、0～50mV、0～5V、1～5V等24精品資料2、標(biāo)度(biāodù)變換對于過程參數(shù)測量用的數(shù)字儀表的顯示，要求用被測變量的形式顯示，例如：溫度、壓力、流量、物位等.是一個量綱(liànɡɡānɡ)還原問題.25精品資料11.3.4數(shù)字式儀表的規(guī)格(guīgé)與型號數(shù)字式儀表(yíbiǎo)的型號基本沿襲了動圈式儀表(yíbiǎo)的編號方法，見教材.26精品資料11.4智能式顯示(xiǎnshì)儀表將檢測元件(yuánjiàn)、變送器或傳感器送來的電流或電壓信號，經(jīng)前置放大器放大后，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號.然后將數(shù)字量信號經(jīng)過智能式儀表內(nèi)部的數(shù)據(jù)總線，傳送給儀表內(nèi)部的微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.最后再進(jìn)行顯示和遠(yuǎn)傳.27精品資料11.4.1智能(zhìnénɡ)式儀表的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)微處理器化儀表的核心部分使用微處理器總線結(jié)構(gòu)儀表內(nèi)部以微處理器為核心的芯片都是以總線方式相連接的標(biāo)準(zhǔn)化接口(jiēkǒu)并行總線接口(jiēkǒu)RS232、RS485接口(jiēkǒu)28精品資料靈活的面板結(jié)構(gòu)儀表使用功能鍵完成人機(jī)接口的簡單操作功能.使用LED、LCD顯示功能操作指令、測量數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)曲線等所有(suǒyǒu)的面板操作與顯示均由微處理器控制與管理.29精品資料11.4.2數(shù)字濾波技術(shù)(jìshù)測量信號在傳輸過程中混入了各種隨機(jī)干擾信號，在A/D轉(zhuǎn)換之前(zhīqián)可以采用硬件電路進(jìn)行濾波.但是硬件濾波電路只能濾掉部分干擾信號，為了提高數(shù)據(jù)測量的精度在儀表內(nèi)部還要使用軟件濾波技術(shù).30精品資料1、算術(shù)(suànshù)平均值法對同一測量點(diǎn)的數(shù)據(jù)，連續(xù)采樣N次，然后取其平均值.算術(shù)平均值法是常用(chánɡyònɡ)的、最簡單的方法，但是如果在測量信號中混入了較大的脈沖干擾，則會給測量結(jié)果帶來很大的誤差.31精品資料2、中位值法對同一測量點(diǎn)的數(shù)據(jù)，連續(xù)采樣3次。將測量數(shù)據(jù)排隊，取其中間值作為測量值.因此中位值法濾波的應(yīng)用(yìngyòng)需要進(jìn)一步完善.32精品資料3、綜合(zōnghé)濾波法結(jié)合(jiéhé)上述的算術(shù)平均值法和中位值法濾波的特點(diǎn)，構(gòu)成綜合濾波法.吸收了均值濾波和中值濾波的優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的實用性。采用此種方法N值不能取得太小，通常N值取7～15次。m取值1～3次.33精品資料11.4.3標(biāo)度(biāodù)變換經(jīng)過傳感器、變送器和A/D轉(zhuǎn)換后的測量信號，已經(jīng)完全丟失了測量數(shù)據(jù)(shùjù)的量綱.要想顯示它的實際測量數(shù)據(jù)(shùjù)的量綱，需要進(jìn)行標(biāo)度變換.信號傳遞過程的變化和最后的量綱轉(zhuǎn)換過程與數(shù)字儀表相同.34精品資料1、線性信號(xìnhào)的標(biāo)度變換智能儀表的標(biāo)度變換，就是將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信息復(fù)原(fùyuán)成傳感器測量的實際數(shù)據(jù).針對線性信號可有如下的轉(zhuǎn)換關(guān)系:35精品資料2、非線性信號(xìnhào)的標(biāo)度變換測量信號(xìnhào)與傳輸信號(xìnhào)之間的關(guān)系有時是非線性關(guān)系，可以采用數(shù)學(xué)計算的方法解決.以流量測量為例，采用差壓流量計測量，不考慮其液體密度的修正，流量與測量壓差的關(guān)系:36精品資料11.4.4非線性補(bǔ)償(bǔcháng)技術(shù)在信號變送、傳輸、轉(zhuǎn)換過程中，即使是線性傳感器也會發(fā)生非線性的變化.尤其是在高精度測量時，非線性變化的誤差(wùchā)會直接影響測量精度.目前在線性化處理方法中，最常用的是線性插值法，而且此方法在智能儀表中也很容易實現(xiàn).37精品資料1、線性插值原理(yuánlǐ)線性插值的思想就是以直代曲.將一個非線性的關(guān)系曲線，用分成若干的直線(zhíxiàn)段來表示.分成的直線(zhíxiàn)段越多，越接近于曲線，線性插值的誤差也就越小.38精品資料2、線性插值分段法目前主要有兩種線性插值分段法一種是等距分段法。另一種是變距分段法。等距分段法計算簡單、各段的線性化誤差不相等。變距分段法根據(jù)非線性化誤差的大小來進(jìn)行分段。計算較為復(fù)雜(fùzá)，但是各段的線性化誤差相等。39精品資料11.4.5數(shù)據(jù)處理功能(gōngnéng)求取測量值的平均值、方差值、標(biāo)準(zhǔn)差值和均方根值等.按線性關(guān)系、對數(shù)關(guān)系即乘方關(guān)系求取測量值相對于基準(zhǔn)值的各種比值.進(jìn)行各種隨機(jī)量的統(tǒng)計規(guī)律的分析和處理.進(jìn)行曲線擬合和非線性的校正.進(jìn)行邏輯運(yùn)算，實現(xiàn)極值判別(pànbié)和報警功能等.進(jìn)行加、減、乘、除、積分、微分等計算.40精品資料11.4.6自校準(zhǔn)(jiàozhǔn)功能自動校準(zhǔn)功能是為了消除測量過程中，智能儀表的使用(shǐyòng)環(huán)境發(fā)生變化而帶來的測量誤差.這種校準(zhǔn)功能只能減小儀表本身的測量轉(zhuǎn)換誤差，而消除不了測量信號的傳輸誤差.41精品資料建筑熱工溫度與熱流(rèliú)自動測試系統(tǒng)（巡檢儀）

JW-Ⅲ型熱流計式導(dǎo)熱儀操作規(guī)程啟動前先檢查設(shè)備是否正常狀態(tài)。安裝試樣：從主機(jī)上取下有機(jī)(yǒujī)玻璃罩和保溫套，試樣緊靠熱板，移動冷卻單元，使試樣與冷、熱板接觸，擰緊壓力裝置，裝上有保溫套和機(jī)玻璃罩。開啟總電源開關(guān)：打開智能化儀表開關(guān)，待儀表巡檢一周后，按動功能選擇鍵“S”,