熱工儀表及測(cè)量技術(shù)ppt課件

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1、熱工儀表及測(cè)量技術(shù)王鵬主講第一章測(cè)量的基本知識(shí)第一節(jié)測(cè)量的意義和測(cè)量方法一、測(cè)量的意義1．測(cè)量的意義：測(cè)量是人類對(duì)自然界中客觀事物取得數(shù)量觀念的一種認(rèn)識(shí)過程。在這一過程中，人們借助于專門工具，通過試驗(yàn)和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，求得被測(cè)量的值，獲得對(duì)于客觀事物的定量的概念和內(nèi)在規(guī)律的認(rèn)識(shí)。測(cè)量技術(shù)可分為若干分支，如力學(xué)測(cè)量、電學(xué)測(cè)量、熱工測(cè)量等。熱工測(cè)量是指溫度、濕度、壓力、流量、煙氣成分等參數(shù)的測(cè)量。2．應(yīng)用方面（1）過程監(jiān)測(cè)：對(duì)過程參數(shù)的監(jiān)測(cè)。（2）過程控制：為生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制提供依據(jù)。（3）試

2、驗(yàn)分析與系統(tǒng)辨識(shí)：解決科學(xué)上的和過程上的問題，一般需要綜合運(yùn)用理論和實(shí)驗(yàn)的方法。測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)分析，是測(cè)量技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用。二、測(cè)量方法測(cè)量的定義：就是用實(shí)驗(yàn)的方法，把被測(cè)量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確定兩者的比值，從而得到被測(cè)量的量值。使測(cè)量結(jié)果有意義的要求：用來進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)該是國(guó)際上或國(guó)家所公認(rèn)的，且性能穩(wěn)定。進(jìn)行比較所用的方法和儀表必須經(jīng)過驗(yàn)證。測(cè)量的基本方程式：X=aU式中，X——被測(cè)量；U——標(biāo)準(zhǔn)量（即選用的測(cè)量單位）；a——被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量的數(shù)字比值。測(cè)量方法就是實(shí)現(xiàn)被測(cè)量與

3、標(biāo)準(zhǔn)量比較的方法。測(cè)量方法的分類（按測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的方式分）：（1）直接測(cè)量法：使被測(cè)量直接與選用的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，或者預(yù)先標(biāo)定好了的測(cè)量?jī)x表進(jìn)行測(cè)量，從而直接求得被測(cè)量數(shù)值的測(cè)量方法。（2）間接測(cè)量法：通過直接測(cè)量與被測(cè)量有某種確定函數(shù)關(guān)系的其它各個(gè)變量，然后將所測(cè)得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，從而求得被測(cè)量數(shù)值的方法。（3）組合測(cè)量法：測(cè)量中使各個(gè)未知量以不同的組合形式出現(xiàn)（或改變測(cè)量條件以獲得這種不同組合），根據(jù)直接測(cè)量或間接測(cè)量所獲得的數(shù)據(jù)，通過解聯(lián)立方程組以求得未知量的數(shù)值，這類測(cè)量稱為組

4、合測(cè)量。測(cè)量方法的其它分類方式：按不同的測(cè)量條件分：等精度測(cè)量與非等精度測(cè)量按被測(cè)量在測(cè)量過程中的狀態(tài)不同分：靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量第二節(jié)測(cè)量系統(tǒng)的組成及其功能一、測(cè)量系統(tǒng)的組成測(cè)量系統(tǒng)由四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成：傳感器、變換器或變送器、傳輸通道和顯示裝置。傳感器變換器傳輸通道顯示裝置被測(cè)量測(cè)量值二、測(cè)量環(huán)節(jié)的功能1、傳感器（敏感元件）它是測(cè)量系統(tǒng)直接與被測(cè)對(duì)象發(fā)生聯(lián)系的部分。理想敏感元件應(yīng)滿足的要求：敏感元件輸入與輸出之間應(yīng)該有穩(wěn)定的單值函數(shù)關(guān)系。敏感元件應(yīng)該只對(duì)被測(cè)量的變化敏感，而對(duì)其它一切可能的輸入信號(hào)

5、不敏感。在測(cè)量過程中，敏感元件應(yīng)該不干擾或盡量少干擾被測(cè)介質(zhì)的狀態(tài)。2、變換器（變送器）它是傳感器和顯示裝置中間的部分，它是將傳感器輸出的信號(hào)變換成顯示裝置易于接收的部件。對(duì)變換器的要求：性能穩(wěn)定，精確度高，使信息損失最小。3、顯示裝置它是測(cè)量系統(tǒng)直接與觀測(cè)者發(fā)生聯(lián)系的部分顯示裝置的基本形式：模擬式顯示元件數(shù)字式顯示元件屏幕式顯示元件4、傳輸通道它是儀表各環(huán)節(jié)間輸入、輸出信號(hào)的連接部分。分為電線、光導(dǎo)纖維和管路等。第三節(jié)測(cè)量誤差與測(cè)量精度一、測(cè)量誤差的概念測(cè)定值與被測(cè)量真值之差稱為測(cè)量的絕對(duì)誤差，

6、或簡(jiǎn)稱測(cè)量誤差。δ=x－X0式中，δ——測(cè)量誤差；x——測(cè)定值（例如儀表指示值）；X0——被測(cè)量的真值。真值一般無法得到，所以用實(shí)際值X代替X0。對(duì)于絕對(duì)誤差，應(yīng)注意下面幾個(gè)特點(diǎn)：絕對(duì)誤差是有單位的量，其單位與測(cè)定值和實(shí)際值相同。絕對(duì)誤差是有符號(hào)的量，其符號(hào)表示出測(cè)定值與實(shí)際值的大小關(guān)系。測(cè)定值與被測(cè)量實(shí)際值之間的偏離程度和方向通過絕對(duì)誤差來體現(xiàn)。示值的絕對(duì)誤差與約定值之比值稱為相對(duì)誤差，其為無量綱數(shù)，以百分?jǐn)?shù)表示。一般約定值m有如下幾種取法：m取測(cè)量?jī)x表的指示值x時(shí)，γ稱為標(biāo)稱相對(duì)誤差；m取測(cè)量

7、的實(shí)際值X時(shí)，γ稱為實(shí)際相對(duì)誤差；m取儀表的滿刻度值時(shí)，γ稱為引用相對(duì)誤差。對(duì)于相同的被測(cè)量，用絕對(duì)誤差評(píng)定其測(cè)量精度的高低。但對(duì)于不同的被測(cè)量，則應(yīng)采用相對(duì)誤差來評(píng)定。測(cè)量過程中存在測(cè)量誤差是不可避免的，任何測(cè)量值只能近似反映被測(cè)量的真值。測(cè)量過程中無數(shù)隨機(jī)因素的影響，使得即使在同一條件下對(duì)同一對(duì)象進(jìn)行重復(fù)測(cè)量也不會(huì)得到完全相同的測(cè)量值。被測(cè)量總是要對(duì)敏感元件施加能量才能使測(cè)量系統(tǒng)給出測(cè)量值，這就意味著測(cè)量值并不能完全準(zhǔn)確的反映被測(cè)參數(shù)的真值。二、測(cè)量誤差的來源1、儀器誤差它是由于設(shè)計(jì)、制造、裝

8、配、檢定等的不完善以及儀器使用過程中元器件老化、機(jī)械部件磨損、疲勞等因素而使測(cè)量?jī)x器設(shè)備帶有的誤差。減少儀器誤差的主要途徑是根據(jù)具體測(cè)量任務(wù)，正確地選擇測(cè)量方法和使用測(cè)量?jī)x器。2、人身誤差它指由于測(cè)量者感官的分辨能力、視覺疲勞、固有習(xí)慣等而對(duì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象與結(jié)果判斷不準(zhǔn)確而造成的誤差。減少人身誤差的途徑3、影響誤差它是指各種環(huán)境因素與要求條件不一致而造成的誤差。主要的影響因素是環(huán)境溫度、電源電壓和電磁干擾等。4、方法誤差它是所使用的測(cè)量方法不當(dāng)，或?qū)y(cè)量設(shè)備操作使用不當(dāng)，或測(cè)量所