熱工測試技術(shù)0概述課件

1MeasuringTechniqueForThermalandPowerEngineering熱能與動力工程測試技術(shù)1MeasuringTechnique熱能與動力工程測試教材：嚴兆大主編，熱能與動力工程測試技術(shù)（第2版），機械工業(yè)出版社教材與參考書推薦參考書目：嚴兆大主編，內(nèi)燃機測試技術(shù)，浙江大學出版社；鄭正泉等編，熱能與動力工程測試技術(shù)，華中科技大學出版社；吳永生等編，熱工測量及儀表(第2版)，中國電力出版社；呂崇德主編，熱工參數(shù)測量與處理（第2版），清華大學出版社.2教材：嚴兆大主編，熱能與動力工程測試技術(shù)（第2版），機械工業(yè)課程簡介3課程性質(zhì)

是熱能與動力工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。是一門與動力機械工程、精密儀器、材料科學、微電子技術(shù)、信息技術(shù)密切相關(guān)的快速發(fā)展的學科。

課程目的

培養(yǎng)學生解決實際工程測量問題的能力。只有通過足夠的實驗和仿真實驗操作，才能得到應(yīng)有的實際動手能力和更好的掌握書本知識。課程簡介3課程性質(zhì)課程目的課程簡介4課程主要內(nèi)容：測量儀器的基礎(chǔ)知識、誤差分析理論和傳感器原理等；熱能與動力機械工程領(lǐng)域的各個主要參數(shù)的測量方法、測試系統(tǒng)、所用儀表原理及測試結(jié)果分析，包括溫度、壓力、轉(zhuǎn)速和功率、流速、流量、液位、氣體成分分析、振動、噪聲等參數(shù)。教學方式：

理論教學：課程簡介4課程主要內(nèi)容：測量儀器的基礎(chǔ)知識、誤差分析理論和傳5第一章概述第一節(jié)熱能與動力工程測試技術(shù)概述第二節(jié)測量的基本概念第三節(jié)測量儀器的組成與分類第四節(jié)測量儀器的主要性能指標第五節(jié)現(xiàn)代計算機測試技術(shù)與系統(tǒng)簡述5第一章概述第一節(jié)熱能與動力工程測試技術(shù)概述第二6測量的意義測量過程是采集和表達被測物理量，同時與標準作比較。測量是人類對自然界的客觀事物取得數(shù)量觀念的一種認識過程（日常生活中的“三表”、天氣預報、衛(wèi)星導航定位、地質(zhì)勘探、考古研究半衰期、空氣質(zhì)量指數(shù)、B超、CT、核磁共振……）科學技術(shù)發(fā)展與測量技術(shù)的不斷完善是緊密相關(guān)的（實驗物理學家、實驗科學、高能加速器、激光測速儀、運動會的電子顯示計時儀……以實驗為依據(jù)和基礎(chǔ)……）引論6測量的意義測量過程是采集和表達被測物理量，同時與標準作比較7秦始皇在統(tǒng)一六國后便立即建立了統(tǒng)一的度量衡制度，并對破壞這一制度的人給以嚴厲的懲罰。說明測量和標準對促進當時生產(chǎn)發(fā)展和社會進步的重要性。測量技術(shù)的歷史7秦始皇在統(tǒng)一六國后便立即建立了統(tǒng)一的度量衡制度，并對破壞曹沖稱象方法：比較法；裝置：船、石頭、小秤；

檢查、測量，從而得到定性、定量的結(jié)果。曹沖稱象方法：比較法；裝置：船、石頭、小秤；檢9國際單位制(SI)

國際單位制由7個基本單位、兩個輔助單位和19個具有專門名稱的導出單位所組成。 所有單位都各有一個主單位和十進倍數(shù)（十進分數(shù)）的詞頭組成。7個基本單位定義如下：1.長度單位——米(m)

光在真空中于1／299792458s時間所經(jīng)過的距離(1983年第17屆國際計量大會通過)。2.質(zhì)量單位——千克(kg)

質(zhì)量單位、等于國際千克原器的質(zhì)量(1901年第3屆國際計量大會規(guī)定)。國際單位制基本單位中唯一保留的實物基準。9國際單位制(SI)7個基本單位定義如下：10

3．時間單位——秒(s)

銫-133原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應(yīng)的輻射的9192631770個周期的持續(xù)時間(1967年第13屆國際計量大會決定)。

4.電流強度單位——安[培](A)

一恒定電流，若保持在處于真空中相距1m的兩無限長而截面可以忽略的平行直導線內(nèi)，則此兩導線之間產(chǎn)生的力在每米長度上等于2×l0-7N(1948年第9屆國際計量大會確定)。

5.熱力學溫度單位——開[爾文](K)

水的三相點熱力學溫度的1／273.16(1967年第13屆國際計量大會通過)。103．時間單位——秒(s)116．物質(zhì)的量的單位——摩[爾](mol]

一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等(1971年第14屆國際計量大會決定增加的基本單位)。在使用摩時，應(yīng)指明基本單元是原于、分子、離子、電子及其它粒子，或是這些粒子的特定組合。7．發(fā)光強度單位——坎[德拉]（cd）發(fā)出頻率為540×l012Hz單色輻射的光源在給定方向上的發(fā)光強度。而且在此方向上的幅射強度為(1／683)w／sr[1979年第16屆國際計量大會規(guī)定)。116．物質(zhì)的量的單位——摩[爾](mol]12測量技術(shù)的應(yīng)用測量的廣博性——如今測量已滲透到人類活動的每個領(lǐng)域；任何一門學科都可以在測量學中找到它的蹤跡；測量技術(shù)反映了一個國家科技和經(jīng)濟發(fā)展的總體水平。（如各大學的檢測設(shè)備——XRD、SEM、TG和XPS等）。12測量技術(shù)的應(yīng)用測量的廣博性——如今測量已滲透到人類活動的131、工業(yè)自動化中的應(yīng)用

在各種自動控制系統(tǒng)中，測試環(huán)節(jié)起著系統(tǒng)感官的作用，是其重要組成部分。a)機械手、機器人中的傳感器

轉(zhuǎn)動/移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。

機械手裝配模型機器狗131、工業(yè)自動化中的應(yīng)用在各種自動控制系統(tǒng)切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關(guān)傳感器等。數(shù)字化工廠b)生產(chǎn)加工過程監(jiān)測切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關(guān)152、流程工業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立24小時在線監(jiān)測系統(tǒng)。石化企業(yè)輸油管道、儲油罐等壓力容器的破損和泄露檢測。152、流程工業(yè)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控在電力、冶金163、產(chǎn)品質(zhì)量測量在汽車、機床等設(shè)備，電機、發(fā)動機等零部件出廠時，必須對其性能質(zhì)量進行測量和出廠檢驗。

汽車出廠檢驗：測量潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測量機床加工精度測量163、產(chǎn)品質(zhì)量測量在汽車、機床等設(shè)備，電174、樓宇控制與安全防護為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工作環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和管理的智能化。在樓宇中應(yīng)用了許多測試技術(shù)，如闖入監(jiān)測、空氣監(jiān)測、溫度監(jiān)測、電梯運行狀況。

公司樓宇自動化系統(tǒng)：電源管理、安全監(jiān)測、照明控制、空調(diào)控制、停車管理、消防報警、水、廢水管理和電梯監(jiān)控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測器174、樓宇控制與安全防護為使建筑物成為安全185、家庭與辦公自動化在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設(shè)計中，人們大量的應(yīng)用了傳感器和測試技術(shù)來提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。全自動洗衣機中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器(洗凈度)液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測)。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器185、家庭與辦公自動化在家電產(chǎn)品和辦公自動19鼠標:光電位移傳感器攝像頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風:電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅(qū):速度,位置傳感器6、PC機中的測試技術(shù)應(yīng)用19鼠標:光電位移傳感器攝像頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳神州六號飛船的儀表板“神六”由643個部件組成，各種電子元器件有10萬多個。焊點12萬個，飛船上的電纜總長度有80公里神州六號飛船的儀表板“神六”由643個部件組成，各種電子元器21發(fā)動機性能參數(shù)測量內(nèi)燃機學科是試驗性的學科；測試對象、測試儀表種類繁多；

$臺架試驗：轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、油耗、各種溫度…；

$研究試驗：排放、噪聲、燃燒過程…；$車輛指示：車速、里程…。第一節(jié)熱能與動力工程中測試技術(shù)發(fā)展概況發(fā)動機的進步離不開測試手段的進步(電噴機空燃比控制、點火控制等)。21發(fā)動機性能參數(shù)測量內(nèi)燃機學科是試驗性的學科；測試對象、測測試技術(shù)發(fā)展20世紀50年代機械式傳感器60年代非電量電測技術(shù)的應(yīng)用80年代動態(tài)參數(shù)的實時檢測和處理新型傳感器的應(yīng)用22測試技術(shù)發(fā)展20世紀50年代機械式傳感器60年代非電量電測技23測試技術(shù)的發(fā)展趨勢1、傳感器方面

a)利用新發(fā)現(xiàn)的材料和新發(fā)現(xiàn)的生物、物理、化學效應(yīng)開發(fā)出的新型傳感器光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器熱/光電量23測試技術(shù)的發(fā)展趨勢1、傳感器方面a)利用新發(fā)現(xiàn)的材24b)傳感器+嵌入式計算機智能傳感器振動網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式計算機智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器智能傾角RS232傳感器IC總線數(shù)字溫度傳感器24b)傳感器+嵌入式計算機智能傳感器振動網(wǎng)絡(luò)傳感252、測量信號處理方面計算機虛擬儀器技術(shù)用PC機＋儀器板卡代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器用計算機軟件代替硬件分析電路我們的工作252、測量信號處理方面計算機虛擬儀器技術(shù)用PC機＋儀器26高精度[數(shù)字電壓、歐姆表]將量程切換到2V時，最小顯示值為1μV26高精度[數(shù)字電壓、歐姆表]將量程切換到2V時，最小顯27高可靠性

27高可靠性

28

網(wǎng)絡(luò)化28網(wǎng)絡(luò)化292、振動/噪聲傳感器丹麥B&K（振動測量、聲學測量領(lǐng)域最富盛名）/1、工業(yè)自動化類傳感器美國霍尼威爾公司（有全球最大傳感器技術(shù)研究中心）/china主要傳感器和測試儀器生產(chǎn)廠商292、振動/噪聲傳感器丹麥B&K（振動測量、聲學測量領(lǐng)域303、測量分析儀器美國國家儀器公司(全球最大的計算機虛擬儀器生產(chǎn)商)/美國Agilent公司(原惠普公司儀器部，著名的測試儀器商)/303、測量分析儀器美國國家儀器公司(全球最大的計算機虛擬31第二節(jié)測量的基本概念1.測量的基本概念通過試驗手段將被測物理量與另一同名的作為單位的物理量比較，以確定兩者之間的比值。確定一個數(shù)值未知的物理量的過程。

測量科學技術(shù)：是一門完整的、獨立的學科。主要研究測量原理、測量方法、測量工具和測量數(shù)據(jù)處理等。

31第二節(jié)測量的基本概念1.測量的基本概念通過試驗手例：確定某人的身高

通常采用標準長度的米尺(一個預定標準)對其進行測量，通過被測量與預定標準之間的定量比較，從而得到此人實際的身高(被測對象的數(shù)值結(jié)果)。例：確定某人的身高通常采用標準長度的米尺(一個預定標33力學測量

位移、速度、加速度、尺寸、轉(zhuǎn)矩、慣量、振動……熱工測量

壓力、溫度、濕度、流量、濃度(ppm)、粒徑(PM10)、功率……電學測量

電壓、電流、電阻、磁場、電功率……2.測量對象33力學測量2.測量對象34式中：——被測量；

——標準量（即選用的測量單位）；

——被測量與標準量的數(shù)字比值。3、測量的基本方程式34式中：——被測量；3、測量的基本方程式35測量對象與被測量；測量環(huán)境；測量單位：測量過程中使用的標準量應(yīng)該是國際或國內(nèi)公認的性能穩(wěn)定的量；測量方法；測量資源：包括測量儀器與輔助設(shè)施、測量人員等；數(shù)據(jù)處理和測量結(jié)果。4、一個完整的測量包含六個要素：35測量對象與被測量；4、一個完整的測量包含六個要素：365、測量方法1．直接測量凡被測量的數(shù)值可以直接從使用的測量儀器上讀得的，稱為直接測量，如用天平測物體質(zhì)量、用米尺測量物體長度、測量導體的電阻、壓力計測量壓力、用溫度計測量溫度等。按測量手段分為直接測量、間接測量和組合測量。365、測量方法1．直接測量按測量手段分為直接測量、熱工測試技術(shù)0概述課件382．間接測量被測量的不能直接從測量儀器上讀得，需要直接測量得到與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的量，然后經(jīng)過運算得到被測量的數(shù)值。內(nèi)燃機功率：測運動物體的動能等382．間接測量測運動物體的動能等393．組合測量

各未知量以不同組合形式出現(xiàn)，根據(jù)直接測量或間接測量所得數(shù)據(jù)，通過求解聯(lián)立方程組求得未知量的數(shù)值。

例：標準電阻電阻值和溫度之間的數(shù)值關(guān)系393．組合測量405、測量方法按獲得測量值的方式分為偏差式、零差式和微差式。a.偏差式測量：

即利用儀表指針相對于刻度初始點的位移(偏差)來決定。

利用被測量產(chǎn)生的力或力矩，使儀表的彈性元件變形，從而產(chǎn)生一個相反的作用，并一直增大到與被測量所產(chǎn)生的力或力矩相平衡時，此變形即可通過一定的機構(gòu)轉(zhuǎn)變成儀表指針的位移。

如彈簧式壓力表等。特點：測量簡單、迅速，但精度不高，廣泛應(yīng)用于工程測量。405、測量方法按獲得測量值的方式分為偏差式、零差式和41b.零位式測量：

用已知的標準量去平衡或抵消被測量的作用，并用指零式儀表指示差值，從而判定被測量值等于已知標準量。（天平）在零位式測量中，標準量具處于測量系統(tǒng)中，被測量能夠直接與標準量相比較，測量誤差主要取決于標準量具的誤差。故可獲得比較高的測量精度。測量過程較復雜，花費時間長，即使采用自動平衡操作，反應(yīng)速度也受到限制，只能適用于變化緩慢的被測量。41b.零位式測量：42c.微差測量法:

將被測量x的大部分先與已知標準量N的作用相抵消，剩余部分即兩者差值△再用偏差法測量。測量中，總是設(shè)法使差值△很小，故可選用高靈敏度的偏差式儀表測量。即使差值的測量精度不高，但最終結(jié)果仍可達到較高的精度。

優(yōu)點是反應(yīng)速度快，測量精度高，適合于在線控制參數(shù)的測量。例如：已知甲精確身高為170cm，若乙比甲高出5cm，于是可知乙的身高為175cm42c.微差測量法:

將被測量x的大部分先與已知435、測量方法

根據(jù)傳感器是否與被測對象直接接觸，分為接觸式測量和非接觸式測量。根據(jù)被測對象在測量過程中所處的狀態(tài)，把測量分為靜態(tài)測量和動態(tài)測量。

根據(jù)測量條件是否發(fā)生變化，把對某測量對象進行的多次測量分為等精度測量與不等精度測量。根據(jù)被測量的屬性，可以把測量分為電量測量和非電量測量。根據(jù)被測參數(shù)的不同，可分為熱工測量(溫度、壓力、流量和物位等)、成分測量和機械量測量。435、測量方法根據(jù)傳感器是否與被測對象直接接觸式測量：體溫計測體溫非接觸式測量：雷達測速(車載電子警察)接觸式測量：體溫計測體溫非接觸式測量：雷達測速(車載電子警察離線測量：產(chǎn)品質(zhì)量檢驗在線測量：在流水線上，邊加工，邊檢驗，提高產(chǎn)品的一致性和加工精度。離線測量：產(chǎn)品質(zhì)量檢驗在線測量：在流水線上，邊加工，邊檢驗，466、非穩(wěn)態(tài)和瞬變參數(shù)的測量隨時間不斷改變數(shù)值的被測量，稱為非穩(wěn)態(tài)和瞬變參數(shù)(或稱動態(tài)參數(shù)），如非穩(wěn)定工況或過渡工況時內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速、功率；在制冷過程中冷庫的溫度等。這些參數(shù)隨時間變化的函數(shù)可以是周期函數(shù)、隨機函數(shù)等。對快速瞬變參數(shù)，則需采用靈敏度更高的記錄或顯示儀器，如用電測、光測的方法記錄和顯示。466、非穩(wěn)態(tài)和瞬變參數(shù)的測量隨時間不斷改變數(shù)值的被測47

模擬測量：被測參數(shù)的量或它的變化，不表現(xiàn)為“可數(shù)”的形式。以儀表指針的位置或記錄儀描繪的圖形顯示測量結(jié)果。優(yōu)點：直觀性強、靈活、簡便、價格低；缺點：測量精度低。

數(shù)字測量：可直接用數(shù)字形式表示。優(yōu)點是能排除人為的讀數(shù)誤差，并可直接由數(shù)字記錄或打印機記錄數(shù)據(jù)，或與計算機相聯(lián)實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動處理。7、模擬測量與數(shù)字測量系統(tǒng)47模擬測量：被測參數(shù)的量或它的變化，不表現(xiàn)為“可數(shù)48第三節(jié)測量儀器的組成和分類一、測量儀器的組成按工作原理，任何測量儀器都包括感受件、中間件和效用件三部分。48第三節(jié)測量儀器的組成和分類一、測量儀器的組成按491．感受件：直接與被測對象發(fā)生聯(lián)系，感知被測參數(shù)的變化，同時對外界發(fā)出相應(yīng)的信號。2．中間件：多為導線、導管、光導纖維、無線電通信等。且完成放大、變換和運算等任務(wù)。3．效用件：指示傳感器輸出信號的大小。如通過標尺和指針(或液面、光線等)反映。

將變化歷程記錄下來的儀器稱為記錄式儀器（如筆式記錄儀、磁帶記錄儀等）。感受件中間件效用件491．感受件：直接與被測對象發(fā)生聯(lián)系，感知被測參數(shù)的變化，50信息獲取轉(zhuǎn)換顯示和處理（信號檢出部分）（信號變換部分）熱工儀表的組成50信息獲取轉(zhuǎn)換顯示和處理（信號檢出部分）（信號變換部分）熱51二、測量儀器的分類按其用途可分為范型儀器和實用儀器兩類。范型儀器實用儀器測量儀器對其他測量儀器進行標定和刻度。準確度很高，對它的保存和使用有較高的要求。試驗室用儀器：必須要提供關(guān)于它們讀數(shù)的標定曲線或數(shù)值表，使用時應(yīng)考慮周圍環(huán)境對示值的影響(如溫度、壓力、磁場、振動等)，其測量結(jié)果具有較高的準確度；工程用儀器：不需要標定資料。其準確度是預先根據(jù)其結(jié)構(gòu)、制造和運用條件定出的。對它的要求是動作迅速，使用簡單、可靠，其測量結(jié)果應(yīng)能滿足工程測量誤差所允許的范圍。范型儀器：精度0.2級以上（0.1、0.01、0.02、0.05）試驗室用儀器：精度0.2～0.5級（0.2）工程用儀器：精度0.5～4級（0.5、1、1.5、2.5、4）51二、測量儀器的分類按其用途可分為范型儀器和實用52第四節(jié)測量儀器的主要性能指標1.精確度性能指標決定所得測量結(jié)果的可靠程度。主要有：精確度、恒定度、靈敏度、靈敏度阻滯、指示滯后時間等。測量結(jié)果與真值一致的程度。它是系統(tǒng)誤差和隨機誤差的綜合反映。常用精度表示，為儀器滿量程時所允許的最大相對誤差的百分數(shù)，即

為儀器精度或允許誤差；范型儀器在0.2級以上；試驗室用儀器為0.2～0.5級；工程用儀器為0.5～4級。為允許的最大絕對誤差；、分別為儀器刻度的上限和下限值；52第四節(jié)測量儀器的主要性能指標1.精確度性能指53例1：兩個溫度表，精度均為1.5%。一個量程0～50℃，另一個為0～200℃，計算測量中可能產(chǎn)生的絕對誤差。例2：被測溫度為40℃左右，絕對誤差不超過±0.5℃。0～50℃的1.0級儀表與0～100℃的0.5級儀表是否均能滿足要求。

同樣精度儀表，量程不同，量程大的絕對誤差大。53例1：兩個溫度表，精度均為1.5%。一個量程0～50℃，54例：現(xiàn)有2.5級、2.0級、1.5級三塊測溫儀表，對應(yīng)的測量范圍分別為－100~+500℃、－50~550℃、0~1000℃?，F(xiàn)要測量500℃的溫度，其測量值的相對誤差不超過2.5%，問選用哪塊表最合適？解：(500+100)×2.5%=15，15÷500×100%=3%；

(550+50)×2.0%=12，12÷500×100%=2.4%；

(1000－0)×1.5%=15，15÷500×100%=3%；

所以，準確度2.0級量程范圍－50~550℃的測溫儀表最合適。54例：現(xiàn)有2.5級、2.0級、1.5級三塊測溫儀表，對應(yīng)的55儀表選擇原則:1.只要能滿足被測量的要求，盡可能選用小量程的儀表；如滿足相同的誤差要求，小量程儀表，可使精度等級降低。

2.在選擇儀表時，首先要對被測量有大致的估計，最好使最大測量值落在2/3量程附近（若一旦超載，會使儀表損壞）。地磅測量棉花55儀表選擇原則:地磅測量棉花56（a）精密度高

（b）準確度高

（c）精確度高（1）對同一被測量進行多次測量，測量的重復性程度稱為精密度。（2）對同一被測量進行多次測量、測量值偏離被測量真值的程度稱為準確度。（3）精密度與準確度的綜合稱精確度，它反映了測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機誤差的綜合數(shù)值，即測量結(jié)果與真值的一致程度。(a)精密度低；準確度低（b）精密度高，準確度低；（c）精確度高56（a）精密度高（b）準確度高（c）精確度高57恒定是儀器多次重復測量時，其指示值的穩(wěn)定程度。

變差：當外部條件不變時，用同一儀器重復進行測量或是相隔一段時間再測量時，指示值之間的最大差數(shù)與儀器量程之比的百分數(shù)。變差穩(wěn)定，儀器恒定度好。2．恒定度

變差特例：當儀器指針上升(正行程)與下降(反行程)時，由于儀器內(nèi)部有阻尼、傳動系統(tǒng)中有摩擦和間隙，對同一被測量所得讀數(shù)之差，稱之為遲滯誤差。57恒定是儀器多次重復測量時，其指示值的穩(wěn)定程度。258它以儀器指針的線位移或角位移與引起這些位移的被測量的變化值之間的比例S來表示3．靈敏度為指針的線位移或角位移；為被測量的變化值；a.線性檢測系統(tǒng)：靈敏度為常數(shù)；b.非線性檢測系統(tǒng)：靈敏度為變數(shù)；說明：58它以儀器指針的線位移或角位移與引起這些位移的被59例：間隙式平板電容傳感器，電容與極板間隙的關(guān)系靈敏度雙曲線、非線性yx△x△y59例：間隙式平板電容傳感器，電容與極板間隙的關(guān)系靈敏度雙曲60足以引起儀器指針從靜止到作極微小移動的被測量的變化值。

對于用在零值法中的指零儀器有著重要的意義。

靈敏度阻滯應(yīng)不大于儀器允許誤差的一半。4．靈敏度阻滯（感量）從被測參數(shù)發(fā)生變化到儀器指示出該變化值所需的時間，又稱時滯。

時滯主要由儀器的慣性引起，如機械式儀器中運動件的質(zhì)量、電測儀器中的電感或電容、傳熱式儀器中的熱容量等。時滯無法避免。5.指示滯后時間

60足以引起儀器指針從靜止到作極微小移動的被測量的變化61

零點漂移與靈敏度漂移6．零點和靈敏度漂移傳感器的漂移是指在外界的干擾下，輸出量發(fā)生與輸入量無關(guān)的、不需要的變化。漂移包括零點漂移和靈敏度漂移等。61零點漂移與靈敏度漂移6．零點和靈敏度漂移傳感器的627讀數(shù)校正

儀器的上述指標在儀器的使用和保管過程中往往逐漸變壞，必須及時加以檢驗和校正。

校正：將被校儀器與準確度更高的標準儀器比較其讀數(shù)，將標尺上各點實際誤差測出，作校正曲線或數(shù)值表。使用時對該儀器的讀數(shù)引入一個校正數(shù)。

校正數(shù)＝標準值－讀數(shù)627讀數(shù)校正

儀器的上述指標在儀器的使用和保管過程63第五節(jié)現(xiàn)代計算機測試技術(shù)與系統(tǒng)包括智能測試儀、總線儀器、PC儀器、虛擬儀器、網(wǎng)絡(luò)化儀器等微機化儀器及自動化測試系統(tǒng)。一.計算機測控系統(tǒng)的基本組成及功能

63第五節(jié)現(xiàn)代計算機測試技術(shù)與系統(tǒng)包括智能測試儀64（1）信號調(diào)理器放大、整形、濾波等，保證感器輸出信號成為A/D轉(zhuǎn)換器能接受的電信號。（2）多路轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)多路信號測量，并由它完成輪流切換被測量與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的連接。（3）采樣保持器保證采樣信號在A/D轉(zhuǎn)換過程中不發(fā)生變化以提高測量精度。（4）A/D轉(zhuǎn)換器將輸入的模擬信號換成計算機能接受的數(shù)字信號。64（1）信號調(diào)理器放大、整形、濾波等，保證感器輸出65CAT組成:由微機加插卡式硬件和采集分析軟件組成。計算機化測試系統(tǒng)的優(yōu)點：①能夠?qū)π盘栠M行復雜的分析處理；②高精度、高分辨率和高速實時分析處理；③性能可靠、穩(wěn)定、維修方便；④能夠以多種形式輸出信息；⑤多功能；⑥自動測試和故障監(jiān)控。計算機輔助測試CAT-ComputerAssistedTesting65CAT組成:由微機加插卡式硬件和采集分析軟件組成。計算機66智能傳感器

IntelligentSensor或SmartSensor。是“電五官”與“微電腦”的有機結(jié)合，對外界信息具有檢測、邏輯判斷、自行診斷、數(shù)據(jù)處理和自適應(yīng)能力的集成一體化多功能傳感器。

還具有與主機互相對話的功能，自行選擇最佳方案。還能將已取得的大量數(shù)據(jù)進行分割處理，實現(xiàn)遠距離、高速度、高精度的傳輸。智能傳感器的結(jié)構(gòu)框圖66智能傳感器IntelligentSensor或

平板式工作站（帶觸摸屏）軍用便攜式工作站一體化工作站數(shù)據(jù)采集便攜式工控整機平板式工作站（帶觸摸屏）軍用便攜式工作站一體

USB接口盒及接口線利用USB擴展插頭可配接多個接口盒信號輸入筆記本電腦數(shù)據(jù)采集整機USB接口盒及接口線利用USB擴展插頭可配接多個接口盒信號69二.總線技術(shù)的應(yīng)用

連接功能部件或系統(tǒng)的一組公用信號線，它具有很強的兼容性和擴展能力，便于靈活組建測控系統(tǒng)。

并行總線：SDT、ISA（IndustrialStandardArchitecture）、CompacPCI（PeripheralComponentInterconnect）、VXI（VmebusExtensionforInstrumentation）；

串行總線（實現(xiàn)遠距離通信與系統(tǒng)通信或網(wǎng)絡(luò)通信）：RS-232C、RS422/485、GPIB（GeneralPurposeInterfaceBus）及現(xiàn)場通信等。69二.總線技術(shù)的應(yīng)用

連接功能部件或系統(tǒng)的一組公用信70現(xiàn)場總線：是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機化測量控制設(shè)備(現(xiàn)場智能設(shè)備及更高控制管理層網(wǎng)絡(luò)之間)之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)，是開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。70現(xiàn)場總線：是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場，在微機化測量控制設(shè)備(71三.虛擬儀器VI（VirtualInstruments）

虛擬儀器：以計算機和測試模塊的硬件為基礎(chǔ)、以計算機軟件為核心所構(gòu)成的，并且在計算機顯示屏幕上虛擬的儀器面板，以及由計算機所完成的儀器功能，都可由用戶軟件來定義的計算機儀器。傳統(tǒng)儀器PXI機箱和模塊PXI:PCI總線在儀器領(lǐng)域的擴展71三.虛擬儀器VI（VirtualInstruments72虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器比較傳統(tǒng)儀器虛擬儀器功能由儀器廠商定義功能由用戶自己定義與其它儀器設(shè)備的連接十分有限面向應(yīng)用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可方便地與網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)及其它應(yīng)用連接圖形界面小，人工讀數(shù)，信息量小展開全漢化圖形界面，計算機讀數(shù)