熱工測(cè)量的基本概念

關(guān)于熱工測(cè)量的基本概念第1頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一章熱工測(cè)量的基本概念主要內(nèi)容

一、測(cè)量的基本概念二、測(cè)量方法三、熱工測(cè)量系統(tǒng)的組成五、儀表的主要質(zhì)量指標(biāo)六、儀表的檢定第2頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1測(cè)量的基本概念1.1.1測(cè)量的意義

日常生活中處處離不開(kāi)測(cè)量科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展離不開(kāi)測(cè)量，離開(kāi)測(cè)量就不會(huì)有真正的科學(xué)。

沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡就沒(méi)有天文學(xué)，沒(méi)有顯微鏡就沒(méi)有細(xì)胞學(xué)，沒(méi)有指南針就沒(méi)有航海事業(yè)第3頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.1測(cè)量的意義（續(xù)）生產(chǎn)發(fā)展離不開(kāi)測(cè)量

農(nóng)業(yè)社會(huì)中，需要丈量土地、衡量谷物，就產(chǎn)生了長(zhǎng)度、面積、容積和重量的測(cè)量；掌握季節(jié)和節(jié)候，出現(xiàn)了原始的時(shí)間測(cè)量器具，并有了天文測(cè)量?，F(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，處處離不開(kāi)測(cè)量例如，一個(gè)大型鋼鐵廠需要約2萬(wàn)個(gè)測(cè)量點(diǎn)在高新技術(shù)和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中則更是離不開(kāi)測(cè)量例如，每種新設(shè)計(jì)的飛機(jī)，需要測(cè)試飛機(jī)高速飛行中受氣流沖擊作用下的性能，通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)定機(jī)身、機(jī)翼的受力和振動(dòng)分布情況，以驗(yàn)證和改進(jìn)設(shè)計(jì)。第4頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2測(cè)量技術(shù)的發(fā)展與研究的內(nèi)容

知識(shí)的獲取往往從測(cè)量開(kāi)始。人類(lèi)在其自身的社會(huì)發(fā)展中創(chuàng)造并發(fā)展了測(cè)量學(xué)科，人類(lèi)早期的測(cè)量活動(dòng)涉及對(duì)長(zhǎng)度（距離）、時(shí)間、面積和重量等量的測(cè)量。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展，測(cè)量活動(dòng)的范圍不斷擴(kuò)大，測(cè)量的工具和手段不斷精細(xì)和復(fù)雜化，從而也不斷地豐富和完善了測(cè)量的理論。第5頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量的發(fā)展公元前3000年，古埃及人建立了長(zhǎng)度的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)――埃爾；秦始皇在統(tǒng)一六國(guó)后，建立了統(tǒng)一的度量制度；今天，測(cè)量學(xué)科已滲透到人類(lèi)活動(dòng)的每個(gè)領(lǐng)域。

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展給測(cè)量學(xué)這一古老的學(xué)科注入了新的活力，現(xiàn)代電子技術(shù)、尤其是信息技術(shù)的發(fā)展更是推動(dòng)測(cè)量學(xué)科迅猛發(fā)展。因此測(cè)量學(xué)是一門(mén)多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科。

第6頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量的內(nèi)涵及其科學(xué)性:

“凡存在之物，必以一定的量存在?！?“當(dāng)你能測(cè)量你在談及的事物，并將它用數(shù)字表達(dá)時(shí)，你對(duì)它便是有所了解的；而當(dāng)你不能測(cè)量它，不能將它用數(shù)字表達(dá)時(shí)，你的知識(shí)是貧瘠的和不能令人滿(mǎn)意的?！?/p>

——WilliamThompson

第7頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2測(cè)量的定義1.狹義測(cè)量的定義測(cè)量是為了確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在測(cè)量過(guò)程中，人們借助專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，把被測(cè)對(duì)象直接或間接地與同類(lèi)已知單位進(jìn)行比較，取得用數(shù)值和單位共同表示的測(cè)量結(jié)果。

測(cè)量結(jié)果＝測(cè)量數(shù)值.測(cè)量單位，即：第8頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2測(cè)量的定義1.狹義測(cè)量的定義測(cè)量是為了確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在測(cè)量過(guò)程中，人們借助專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，把被測(cè)對(duì)象直接或間接地與同類(lèi)已知單位進(jìn)行比較，取得用數(shù)值和單位共同表示的測(cè)量結(jié)果。

第9頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2測(cè)量的定義（續(xù)）被測(cè)物體的重量等于標(biāo)準(zhǔn)砝碼的重量被測(cè)物體的重量從度盤(pán)上讀數(shù)，因?yàn)?，彈簧秤度盤(pán)上的刻度是事先與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的結(jié)果。第10頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2測(cè)量的定義（續(xù)）2.廣義測(cè)量的定義廣義地講，測(cè)量不僅對(duì)被測(cè)的物理量進(jìn)行定量的測(cè)量，而且還包括對(duì)更廣泛的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行定性、定位的測(cè)量。例如故障診斷、無(wú)損探傷、遙感遙測(cè)、礦藏勘探、地震源測(cè)定、衛(wèi)星定位等。而測(cè)量結(jié)果也不僅僅是由量值和單位來(lái)表征的一維信息，還可以用二維或多維的圖形、圖像來(lái)顯示被測(cè)對(duì)象的屬性特征、空間分布、拓樸結(jié)構(gòu)等。廣義測(cè)量原理可以從信息獲取過(guò)程來(lái)說(shuō)明，包括信息的感知和信息識(shí)別兩個(gè)環(huán)節(jié)。

第11頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.2測(cè)量的基本概念（續(xù)）測(cè)量的內(nèi)涵①測(cè)量對(duì)象：被測(cè)客體中的相應(yīng)的量值信息；測(cè)量目的：從被測(cè)對(duì)象取得一個(gè)定量的認(rèn)識(shí)；②測(cè)量過(guò)程:通過(guò)實(shí)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)對(duì)象的過(guò)程③測(cè)量方法：比較；A.直接比較B.間接比較；C.需要測(cè)量?jī)x器；④測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：同類(lèi)已知單位。⑤測(cè)量結(jié)果：最終能表示給測(cè)量主體（人）第12頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素1.測(cè)量的基本要素 被測(cè)對(duì)象、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量技術(shù)、測(cè)量人員和測(cè)量環(huán)境

第13頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素（續(xù)）第14頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素（續(xù)）2.測(cè)量過(guò)程——基本要素之間的互動(dòng)關(guān)系論證階段:

測(cè)量的主體（測(cè)量人員）根據(jù)測(cè)試任務(wù)的要求、被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)、屬性，及現(xiàn)有儀器設(shè)備狀況，擬定合理的測(cè)試方案。設(shè)計(jì)階段*選擇測(cè)試儀器，組建測(cè)試系統(tǒng)。*制定出測(cè)試策略（測(cè)量算法）和操作步驟（測(cè)試程序）實(shí)施階段*對(duì)儀器和系統(tǒng)實(shí)施測(cè)試操作（發(fā)控制命令），按照邏輯和時(shí)序完成測(cè)量過(guò)程，取得測(cè)量數(shù)據(jù);*分析測(cè)量誤差并顯示測(cè)量出結(jié)果。第15頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素（續(xù)）第16頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素（續(xù)）3.被測(cè)對(duì)象——信息廣義的測(cè)量是信息的獲取，信息反映了事物的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及其變化方式。信息又可分為自然信息和社會(huì)信息兩大類(lèi)。4.測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)——量具和儀器測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)包括量具、測(cè)試儀器、測(cè)試系統(tǒng)及附件等5.測(cè)量的主體——測(cè)量人員手動(dòng)：由測(cè)量主體（測(cè)量人員）直接參與完成自動(dòng)：測(cè)量主體交給智能設(shè)備（計(jì)算機(jī)等）完成，但測(cè)量策略、軟件算法、程序編寫(xiě)需由測(cè)量人員事先設(shè)計(jì)好。6.測(cè)試技術(shù)測(cè)量中所采用的原理、方法和技術(shù)措施，總稱(chēng)為測(cè)試技術(shù)。第17頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素（續(xù)）7.測(cè)量環(huán)境測(cè)量環(huán)境是指測(cè)量過(guò)程中人員、對(duì)象和儀器系統(tǒng)所處空間的一切物理和化學(xué)條件的總和。測(cè)量環(huán)境包括溫度、濕度、力場(chǎng)、電磁場(chǎng)、輻射、化學(xué)氣霧和粉塵，霉菌以及有關(guān)電磁量（工作電壓、源阻抗、負(fù)載阻抗、地磁場(chǎng)、雷電等）的數(shù)值、范圍及其變化。第18頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素（續(xù)）環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響A.環(huán)境對(duì)被測(cè)對(duì)象的影響：某些被測(cè)對(duì)象客體（如器件、電路或系統(tǒng)）的性能特性對(duì)環(huán)境變化較為敏感或非常敏感，因此，原則上測(cè)量應(yīng)在被測(cè)對(duì)象的正常或額定工作條件下進(jìn)行。B.環(huán)境對(duì)儀器系統(tǒng)的影響：環(huán)境可能直接或間接地影響到儀器系統(tǒng)本身的某個(gè)工作特性，進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果，造成測(cè)量誤差。特別是某些測(cè)量器具的量程廣、頻段寬，而內(nèi)部的元器件數(shù)目甚多，且對(duì)外界影響相當(dāng)敏感，錯(cuò)綜復(fù)雜的影響量所產(chǎn)生的不良效應(yīng)有時(shí)會(huì)成為測(cè)量的嚴(yán)重問(wèn)題。C.環(huán)境對(duì)測(cè)量人員的影響：高溫、嚴(yán)寒、潮濕、悶氣、嘈雜、照明不適當(dāng)?shù)炔涣脊ぷ鳝h(huán)境，會(huì)對(duì)測(cè)量人員的身心產(chǎn)生不良影響，從而引起不同程度的人身誤差乃至差錯(cuò)。第19頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素（續(xù)）應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?，盡量減少由于環(huán)境影響而產(chǎn)生的誤差。恒溫、恒濕、穩(wěn)壓和防震。抗干擾、防噪聲的措施，如接地、屏蔽、隔離、濾波等。儀器應(yīng)能盡量適應(yīng)惡劣環(huán)境和大范圍變化環(huán)境。第20頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.3測(cè)量的基本要素（續(xù)）儀器以工作環(huán)境條件的不同要求分為三組：I組：良好的環(huán)境條件，溫度+10～+35oC，相對(duì)濕度80%（在35oC上），只允許有輕微的振動(dòng)。II組：一般的環(huán)境條件，溫度－10～+40oC，相對(duì)濕度80%（在40oC上），允許一般的振動(dòng)和沖擊。III組：惡劣的環(huán)境條件，溫度－40～+55oC，相對(duì)濕度90%（在35oC上），允許頻繁的搬動(dòng)和運(yùn)輸中受到較大的沖擊和振動(dòng)。I組——高精度計(jì)量用儀器II組——通用儀器III組——野外、機(jī)載等儀器第21頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.4測(cè)量的本質(zhì)和基本前提測(cè)量的本質(zhì)：采集和表達(dá)被測(cè)物理量；與標(biāo)準(zhǔn)作比較。將度量數(shù)字X作為比較量N（標(biāo)準(zhǔn)）的倍數(shù)賦予被測(cè)量x則有：X=xN （1.1）從量綱上考慮對(duì)應(yīng)上式有下述公式成立：[d]=[-]·[d] （1.2）

d表示量綱。第22頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量的前提：被測(cè)的量必須有明確的定義；測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)必須事先通過(guò)協(xié)議確定。沒(méi)有明確定義（如：氣候的“舒適度”或人的“智力”等）的量，在上述的意義上是不可測(cè)的?；緲?biāo)準(zhǔn)（絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)）：彼此相互獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)。 在國(guó)際度量衡大會(huì)（CGPM：ConférenceGénéraledesPoidsetMésures）上定義了七個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、溫度、電流、光強(qiáng)和原子物理中的物質(zhì)量。第23頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.5標(biāo)準(zhǔn)及其單位各國(guó)在商業(yè)及其它涉及公眾利益的范圍內(nèi)都制定有法定計(jì)量學(xué)的規(guī)定條例，這些條例涉及法定計(jì)量學(xué)的三大范疇：確定單位和單位制；確定國(guó)家施加影響的范圍（測(cè)量?jī)x表的校準(zhǔn)義務(wù)，官方監(jiān)督職能和校準(zhǔn)能力）；實(shí)施校準(zhǔn)和官方監(jiān)督。

目的：保證正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)；保護(hù)公民免遭不公平對(duì)待或由不正確計(jì)量結(jié)果所帶來(lái)的損害；

保護(hù)消費(fèi)者利益。第24頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.6單位和單位制

根據(jù)定義而令系數(shù)為1的量稱(chēng)為單位。單位是表征測(cè)量結(jié)果的重要組成部分，又是對(duì)兩個(gè)同類(lèi)量值進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。英呎——feet第25頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.6單位和單位制（續(xù)）1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上正式通過(guò)國(guó)際單位制SI。1984年2月國(guó)務(wù)院頒布了《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》，決定我國(guó)法定計(jì)量單位以國(guó)際單位制為基礎(chǔ)。SI有7個(gè)基本單位第26頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月國(guó)際單位制（SI）：國(guó)際度量衡大會(huì)在1960年將大會(huì)以前確定的七個(gè)基本單位的系統(tǒng)命名為“國(guó)際單位制”，國(guó)際上統(tǒng)一縮寫(xiě)為SI（SystèmeInternationald’Unités）。基本單位：七個(gè)基本單位分別賦于七個(gè)基本量，經(jīng)協(xié)議規(guī)定認(rèn)為是彼此獨(dú)立的。第27頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月國(guó)際單位的基本量和基本單位第28頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.1.6單位和單位制（續(xù)）國(guó)際單位制是由國(guó)際單位制單位、國(guó)際單位制詞頭和國(guó)際單位制的十進(jìn)倍數(shù)單位三部分組成。國(guó)際單位制詞頭表示使單位增大或縮小的十進(jìn)倍數(shù)。例：5.4X10-9s=5.4ns

第29頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月SI基本單位的定義1米被定義為真空中的光在（1/299792458）秒時(shí)間內(nèi)所經(jīng)過(guò)的距離的長(zhǎng)度（1983年）。該標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)制精度可達(dá)±10-9

。1千克定義為國(guó)際千克原型器的質(zhì)量（1889年），該國(guó)際千克原型器是保存在法國(guó)巴黎塞夫勒博物館中的一根鉑銥合金圓柱體。其復(fù)制精度可達(dá)10-9數(shù)量級(jí)。1秒被定義為銫133原子基本態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)結(jié)構(gòu)能級(jí)間躍遷所對(duì)應(yīng)的周期時(shí)間的9192631770倍（1967年）。１安培定義為流經(jīng)在真空中兩根平行且相距1m的無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線（其圓橫截面可忽略不計(jì)）上并能在其每米長(zhǎng)導(dǎo)線之間產(chǎn)生0.2×10-6N的電動(dòng)力的不隨時(shí)間變化的電流量（1948年）。第30頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月SI基本單位的定義（續(xù)）1開(kāi)爾文被定義為水的三態(tài)點(diǎn)的熱力學(xué)溫度的273.16分之一（1967年）。1坎德拉被定義為在101325N/m2的氣壓和鉑開(kāi)始凝固的溫度下垂直照射在表面積為1/600000m2輻射黑體上的光強(qiáng)（1967年）。1摩爾的定義是：一個(gè)由確定成份組成的系統(tǒng)。如果它含有粒子的個(gè)數(shù)等于碳12原子核的（12/1000）kg重量中所含原子的個(gè)數(shù)，則該系統(tǒng)的物質(zhì)量為一摩爾（1971年），此處所述的粒子可以是原子、分子、離子和電子等。第31頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月國(guó)際單位制的導(dǎo)出單位

導(dǎo)出單位從基本單位出發(fā)，用乘、除符號(hào)以代數(shù)式表達(dá)。不同的導(dǎo)出單位有各自專(zhuān)門(mén)的各稱(chēng)和專(zhuān)門(mén)的單位符號(hào)，這些單位名稱(chēng)和單位符號(hào)可單獨(dú)使用。還能和基本單位一起合成進(jìn)一步的導(dǎo)出單位。第32頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用基本單位表示的SI導(dǎo)出單位

第33頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.熱工測(cè)量：熱力狀態(tài)參數(shù);熱力生產(chǎn)過(guò)程相關(guān)參數(shù)的測(cè)量。（壓力、溫度等；流量、液位、振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速、煙氣成分）1．2

熱工測(cè)量測(cè)量過(guò)程的三要素：測(cè)量方法；測(cè)量單位；測(cè)量工具

方法合理；單位穩(wěn)定；工具準(zhǔn)確一、概述第34頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、熱工測(cè)量的作用：反映設(shè)備運(yùn)行；為自動(dòng)化裝置提供信號(hào)，為機(jī)組經(jīng)濟(jì)計(jì)算提供數(shù)據(jù)。第35頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月隨現(xiàn)代化電廠測(cè)點(diǎn)的增多，使用數(shù)據(jù)采集和屏幕顯示來(lái)顯示處理數(shù)據(jù)。第36頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月火電廠第37頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第38頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、測(cè)量方法直接測(cè)量法:用測(cè)量?jī)x器直接得到被測(cè)量。（直尺測(cè)量長(zhǎng)度,壓力表測(cè)壓力,玻璃溫度計(jì)測(cè)溫度）間接測(cè)量法：通過(guò)直接測(cè)量其它變量，再按函數(shù)關(guān)系計(jì)算求得被測(cè)量數(shù)值的方法（過(guò)熱蒸汽的質(zhì)量流量：測(cè)得的是過(guò)熱蒸汽的溫度、壓力和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置的差壓信號(hào)信號(hào)，計(jì)算后得到流量）1.直接測(cè)量法和間接測(cè)量法（被測(cè)值獲取方式不同)測(cè)量方法：獲得測(cè)量值的方法。根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，可包括第39頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月偏差測(cè)量法：被測(cè)量的作用在測(cè)量工具上，其偏離測(cè)量工具的初始狀態(tài)（零點(diǎn)），偏離量得到被測(cè)量值。（單管壓力計(jì)測(cè)壓：壓力作用使管中水銀柱偏離初始零刻度點(diǎn)，偏移量代表被測(cè)壓力值）微差測(cè)量法：被測(cè)量被一個(gè)同類(lèi)準(zhǔn)確已知的恒定量平衡了大部分，剩下的差值用偏差法測(cè)量。測(cè)量結(jié)果是已知量值和偏差法測(cè)得值的代數(shù)和。(檢定熱電偶：測(cè)量被校熱電偶的熱電勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的微小差，來(lái)評(píng)價(jià)要檢驗(yàn)的熱電偶的精度）2.偏差測(cè)量法、微差測(cè)量法、零差測(cè)量法（被測(cè)量與測(cè)量單位比較方式）第40頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第41頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第42頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月零差測(cè)量法：使已知量和被測(cè)量的差值為零，這時(shí)偏差測(cè)量?jī)H起檢零作用，已知量即為測(cè)量值。隱含：

(1)已知量是連續(xù)可調(diào)的，隨時(shí)可通過(guò)調(diào)節(jié)得到被測(cè)量。

(2)已知量可容易的準(zhǔn)確測(cè)量（用電位差計(jì)測(cè)量熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)。）2.偏差測(cè)量法、微差測(cè)量法、零差測(cè)量法第43頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第44頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月靜態(tài)測(cè)量法：被測(cè)量在測(cè)量過(guò)程中不隨時(shí)間變化，或變化速率相對(duì)于測(cè)量速率變化十分緩慢動(dòng)態(tài)測(cè)量法：測(cè)量過(guò)程中被測(cè)量隨時(shí)間有明顯變化3.靜態(tài)測(cè)量法和動(dòng)態(tài)測(cè)量法（測(cè)量過(guò)程中的狀態(tài)）第45頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

三個(gè)基本部分組成：感受件、顯示件、傳送件感受件1)定義：直接感受被測(cè)量并將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的輸出信號(hào)。也稱(chēng)：敏感元件、一次元件、發(fā)送器。如熱電偶

2)要求：穩(wěn)定性，選擇性，線性性輸出信號(hào)必須隨被測(cè)量變化輸出信號(hào)只能隨被測(cè)量變化輸出信號(hào)與被測(cè)量之間必須是單值函數(shù)，最好是線性關(guān)系

三、熱工測(cè)量系統(tǒng)的組成第46頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第47頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1-被測(cè)對(duì)象；2-傳感器；3-變換器；4-顯示裝置；5-傳送通道3)分類(lèi)：溫度感受件，壓力感受件（按被測(cè)參數(shù)）能量轉(zhuǎn)換型(熱電偶);能量控制型(熱電阻)（輸出信號(hào)能量的主要來(lái)源）模擬式和準(zhǔn)數(shù)字式（輸出信號(hào)的形式）第48頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.顯示件：(1)定義：向觀察者顯示被測(cè)量的數(shù)值、量值的裝置(2）分類(lèi)：

顯示儀表—顯示被測(cè)量的瞬時(shí)值

記錄儀表—記錄被測(cè)量隨時(shí)間變化

積算儀表—顯示被測(cè)量對(duì)時(shí)間的積分

信號(hào)式儀表—反映被測(cè)量是否超過(guò)允許的限值

調(diào)節(jié)式顯示儀表—根據(jù)被測(cè)量與規(guī)定值的偏差情況，發(fā)出對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行調(diào)節(jié)的信號(hào)第49頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第50頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.傳送件：1)定義：將感受件輸出的信號(hào)按顯示件的要求傳輸給顯示件。2）具有功能：

1）單純傳輸

2）感受件輸出信號(hào)放大

3）把信號(hào)變送成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)（變送器)第51頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第52頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、測(cè)試系統(tǒng)原理框圖傳感器：從被測(cè)對(duì)象獲取有用的信息，并將其轉(zhuǎn)換為適合于測(cè)量的變量或信號(hào)。信號(hào)調(diào)理部分：對(duì)從傳感器所輸出的信號(hào)作進(jìn)一步的加工和處理，包括對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換、放大、濾波、儲(chǔ)存、重放、和一些專(zhuān)門(mén)的信號(hào)處理。顯示和記錄部分：將經(jīng)信號(hào)調(diào)理部分處理過(guò)的信號(hào)用便于人們所觀察和分析的介質(zhì)和手段進(jìn)行記錄或顯示。被測(cè)對(duì)象和觀察者也是測(cè)試系統(tǒng)的組成部分，它們同傳感器、信號(hào)調(diào)理部分以及數(shù)據(jù)顯示與記錄部分一起構(gòu)成了一個(gè)完整的測(cè)試系統(tǒng)。

第53頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月儀表內(nèi)信號(hào)傳輸過(guò)程儀表內(nèi)每一次信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳輸可作為一個(gè)環(huán)節(jié)，整個(gè)儀表是各環(huán)節(jié)的連接。1.儀表各環(huán)節(jié)連接方式：開(kāi)環(huán)（系統(tǒng)）和閉環(huán)（系統(tǒng)），每一個(gè)環(huán)節(jié)：傳遞函數(shù)（靈敏度）2.開(kāi)環(huán)系統(tǒng)k1k2k3ITθ電流力矩角度動(dòng)圈表方框圖X位移特點(diǎn)：各環(huán)節(jié)開(kāi)環(huán)串聯(lián)，信號(hào)沿一個(gè)方向傳輸。按偏差測(cè)量法工作要保證儀表指示正確，必須保持每個(gè)環(huán)節(jié)靈敏度不變X=K1K2K3I第54頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

儀表內(nèi)信號(hào)傳輸過(guò)程3.閉環(huán)系統(tǒng)e

e

-U滑線電阻放大器伺服電動(dòng)機(jī)k1K2/sK3電子電位差計(jì)方框圖特點(diǎn)：1)含有負(fù)反饋

2)儀表傳遞函數(shù)與反饋環(huán)節(jié)有關(guān)，因此k3要求高，k1,k2性能可降低故閉環(huán)精度叫高靜態(tài)時(shí)：第55頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月信息獲取轉(zhuǎn)換顯示和處理（信號(hào)檢出部分）（信號(hào)變換部分）第56頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2基于差值示零的直接比較法1.差值檢測(cè)原理:

被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量直接進(jìn)行比較①

需要一個(gè)具有比較功能的電路，要求比較的范圍寬、靈敏度和分辨力高；②

需要一個(gè)與被測(cè)量同類(lèi)的可變標(biāo)準(zhǔn)量參與比較，要求標(biāo)準(zhǔn)量準(zhǔn)確且可細(xì)微調(diào)節(jié)。比較功能可由運(yùn)算功能來(lái)實(shí)現(xiàn)有兩種方式：差值運(yùn)算比較比例運(yùn)算比較第57頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2基于差值示零的直接比較法2.差值示零的平衡調(diào)節(jié)（1）零示法原理:

第58頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2基于差值示零的直接比較法（2）實(shí)現(xiàn)平衡調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)

當(dāng)則第59頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.4.2基于差值示零的直接比較法（續(xù)）對(duì)稱(chēng)差動(dòng)的橋式結(jié)構(gòu)

當(dāng)時(shí)，

第60頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.7儀表的質(zhì)量指標(biāo)1.可靠性指標(biāo)有效性(MTBF)＝平均無(wú)故障時(shí)間平均無(wú)故障工作時(shí)間＋平均修復(fù)時(shí)間2.計(jì)量性能指標(biāo)：1)準(zhǔn)確度:儀表指示值接近測(cè)量真值程度①儀表的示值誤差:表征指示值的準(zhǔn)確程度

絕對(duì)誤差：

相對(duì)誤差：指示值真值相對(duì)誤差更能說(shuō)明示值的準(zhǔn)確程度示值誤差有正負(fù)第61頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月相對(duì)誤差更能說(shuō)明示值的準(zhǔn)確程度示值誤差有正負(fù)絕對(duì)誤差愈小，說(shuō)明指示值愈接近真值，測(cè)量精度愈高。但這一結(jié)論只適用于被測(cè)量值相同的情況，而不能說(shuō)明不同值的測(cè)量精度。第62頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.7儀表的質(zhì)量指標(biāo)②儀表的基本誤差

(1)儀表的基本誤差：量程范圍內(nèi)各示值誤差中的絕對(duì)值最大者儀表量程A：儀表測(cè)量上限與下限之差

(2)儀表的引用誤差：

(3)最大引用誤差：

計(jì)量性能指標(biāo)1)準(zhǔn)確度（又稱(chēng)精確度）:第63頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)：允許誤差：基本誤差不能超過(guò)的限值，儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)：儀表的最大引用誤差去掉百分號(hào)后余下的數(shù)字國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)系列：0.10.20.51.01.52.54

七個(gè)工業(yè)儀表準(zhǔn)確度等級(jí)，數(shù)字越小，精確度越高（看P10例題）第64頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第65頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.7儀表的質(zhì)量指標(biāo)2)線性度:檢測(cè)系統(tǒng)輸入輸出曲線與理想直線的偏離程度相對(duì)誤差輸出值與理想直線的最大偏差值理論滿(mǎn)量程輸出值理想直線：亦稱(chēng)非線性誤差定義:(non-linearity)表達(dá):xyΔ擬合直線一般不存在或很難獲得準(zhǔn)確結(jié)果利用測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算獲得第66頁(yè)，課件共74頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.7儀表的質(zhì)量指標(biāo)3)回差（變差或遲滯誤差）同一輸入量上升和下降時(shí)，對(duì)應(yīng)的兩輸出量平均值之間的最大差值與量程之比的百分?jǐn)?shù).(儀表運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的摩擦、間隙、彈性滯后等原因引起）第67頁(yè)，課件共74頁(yè)，