《測量的基本知識》PPT課件.ppt

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1、熱工儀表及測量技術(shù)壽青云主講教材：建筑環(huán)境測試技術(shù)參考書目：熱工測量原理及其現(xiàn)代技術(shù)，張秀彬著，TK31/ZZ367熱工參數(shù)測量與處理，呂崇德著，TK3/ZL977第一章測量的基本知識第一節(jié)測量的意義和測量方法一、測量的意義1．測量的意義：測量是人類對自然界中客觀事物取得數(shù)量觀念的一種認(rèn)識過程。在這一過程中，人們借助于專門工具，通過試驗(yàn)和對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，求得被測量的值，獲得對于客觀事物的定量的概念和內(nèi)在規(guī)律的認(rèn)識。測量技術(shù)可分為若干分支，如力學(xué)測量、電學(xué)測量、熱工測量等。熱工測量是指溫度、濕度、壓力、流量、煙氣成分等參數(shù)的測量。2．應(yīng)用方面（1）過程監(jiān)測：對過程參數(shù)的監(jiān)測。（

2、2）過程控制：為生產(chǎn)過程的自動控制提供依據(jù)。（3）試驗(yàn)分析與系統(tǒng)辨識：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。測量技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)分析，是測量技術(shù)的一個典型應(yīng)用。二、測量方法測量的定義：就是用實(shí)驗(yàn)的方法，把被測量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確定兩者的比值，從而得到被測量的量值。使測量結(jié)果有意義的要求：用來進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)該是國際上或國家所公認(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。測量的基本方程式：X=aU式中，X——被測量；U——標(biāo)準(zhǔn)量（即選用的測量單位）；a——被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的數(shù)字比值。測量方法就是實(shí)現(xiàn)被測量與標(biāo)準(zhǔn)量比較的方法。測量方法的分類（

3、按測量結(jié)果產(chǎn)生的方式分）：（1）直接測量法：使被測量直接與選用的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，或者預(yù)先標(biāo)定好了的測量儀表進(jìn)行測量，從而直接求得被測量數(shù)值的測量方法。（2）間接測量法：通過直接測量與被測量有某種確定函數(shù)關(guān)系的其它各個變量，然后將所測得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，從而求得被測量數(shù)值的方法。（3）組合測量法：測量中使各個未知量以不同的組合形式出現(xiàn)（或改變測量條件以獲得這種不同組合），根據(jù)直接測量或間接測量所獲得的數(shù)據(jù)，通過解聯(lián)立方程組以求得未知量的數(shù)值，這類測量稱為組合測量。測量方法的其它分類方式：按不同的測量條件分：等精度測量與非等精度測量按被測量在測量過程中的狀態(tài)不同分：靜態(tài)測量與

4、動態(tài)測量第二節(jié)測量系統(tǒng)的組成及其功能一、測量系統(tǒng)的組成測量系統(tǒng)由四個基本環(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量測量值二、測量環(huán)節(jié)的功能1、傳感器（敏感元件）它是測量系統(tǒng)直接與被測對象發(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)該只對被測量的變化敏感，而對其它一切可能的輸入信號不敏感。在測量過程中，敏感元件應(yīng)該不干擾或盡量少干擾被測介質(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變換成顯示裝置易于接收的部件。對變換器的要求：性能穩(wěn)定，精確度高

5、，使信息損失最小。3、顯示裝置它是測量系統(tǒng)直接與觀測者發(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、輸出信號的連接部分。分為電線、光導(dǎo)纖維和管路等。第三節(jié)測量誤差與測量精度一、測量誤差的概念測定值與被測量真值之差稱為測量的絕對誤差，或簡稱測量誤差。δ=x－X0式中，δ——測量誤差；x——測定值（例如儀表指示值）；X0——被測量的真值。真值一般無法得到，所以用實(shí)際值X代替X0。對于絕對誤差，應(yīng)注意下面幾個特點(diǎn)：絕對誤差是有單位的量，其單位與測定值和實(shí)際值相同。絕對誤差是有符號的量，其符號表示出測定值與實(shí)際值的大小關(guān)系。測

6、定值與被測量實(shí)際值之間的偏離程度和方向通過絕對誤差來體現(xiàn)。示值的絕對誤差與約定值之比值稱為相對誤差，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取測量儀表的指示值x時，γ稱為標(biāo)稱相對誤差；m取測量的實(shí)際值X時，γ稱為實(shí)際相對誤差；m取儀表的滿刻度值時，γ稱為引用相對誤差。對于相同的被測量，用絕對誤差評定其測量精度的高低。但對于不同的被測量，則應(yīng)采用相對誤差來評定。測量過程中存在測量誤差是不可避免的，任何測量值只能近似反映被測量的真值。測量過程中無數(shù)隨機(jī)因素的影響，使得即使在同一條件下對同一對象進(jìn)行重復(fù)測量也不會得到完全相同的測量值。被測量總是要對敏感元件施加能量才能使

7、測量系統(tǒng)給出測量值，這就意味著測量值并不能完全準(zhǔn)確的反映被測參數(shù)的真值。例1.1：二、測量誤差的來源1、儀器誤差它是由于設(shè)計(jì)、制造、裝配、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、疲勞等因素而使測量儀器設(shè)備帶有的誤差。減少儀器誤差的主要途徑是根據(jù)具體測量任務(wù)，正確地選擇測量方法和使用測量儀器。2、人身誤差它指由于測量者感官的分辨能力、視覺疲勞、固有習(xí)慣等而對測量實(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