熱工測(cè)試技術(shù)第1章ppt課件.ppt

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1、第一章測(cè)量系統(tǒng)概論及誤差分析簡(jiǎn)介掌握測(cè)試系統(tǒng)的基本組成；儀器儀表的主要性能參數(shù)；誤差的分類及處理方法；直接測(cè)量及間接測(cè)量中隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的計(jì)算方法。主要內(nèi)容11.1測(cè)量系統(tǒng)概述一、測(cè)試的意義測(cè)試技術(shù)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的一部分，主要研究各種物理量的測(cè)量原理和測(cè)量信號(hào)分析處理方法。測(cè)試技術(shù)是進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測(cè)量必不可少的手段，起著人的感官的作用。熱工測(cè)試是指溫度、濕度、壓力、流量、煙氣成分等參數(shù)的測(cè)試2（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）試驗(yàn)分析與

2、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)試的應(yīng)用1.1測(cè)量系統(tǒng)概述3三、測(cè)試的概念測(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。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述4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)

3、量的數(shù)字比值。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述5測(cè)量方法就是實(shí)現(xiàn)被測(cè)量與標(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。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述6（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

4、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)量稱為組合測(cè)量。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述7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1.1測(cè)量系統(tǒng)概述8四、測(cè)量系統(tǒng)的組成簡(jiǎn)單的測(cè)試系統(tǒng)可以只有一個(gè)模塊，如玻璃管溫度計(jì)。它直接將溫度變化轉(zhuǎn)化成液面示值。沒有電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很簡(jiǎn)單，但精度底，無法實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化。為提高測(cè)量精度和自動(dòng)化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)成自動(dòng)化裝置，通常先將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理和輸

5、出。如圖所示的聲級(jí)計(jì)。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述9一般說來，測(cè)試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述101、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)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)。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述11鼠標(biāo):光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風(fēng):電容傳聲器聲卡:A/D卡+

6、D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服1.1測(cè)量系統(tǒng)概述122、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。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述133、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1.1測(cè)量系統(tǒng)概述14五、測(cè)量?jī)x表的主要性能1．量程范圍儀表能夠測(cè)量的最大輸入量與最小輸入量之間的范圍稱作儀表的量程范圍，簡(jiǎn)稱量程。在數(shù)值上等于儀表上限值與下限值的代數(shù)差之

7、絕對(duì)值。問：某溫度計(jì)測(cè)量的最低溫度為-20℃，最高溫度為100℃，它的量程是多少？120℃1.1測(cè)量系統(tǒng)概述152.精度(精確度）指測(cè)量值與真值符合的程度，常用滿量程時(shí)儀表所允許的最大相對(duì)誤差的百分?jǐn)?shù)來表示：據(jù)此分為:I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表：0.01、0.02、0.05級(jí)；II級(jí)儀表：0.1、0.2、0.5級(jí)工業(yè)用儀表：1、1.5、2.5、4級(jí)。1.1測(cè)量系統(tǒng)概述163．靈敏度在穩(wěn)定情況下，儀表輸出變化量△L與引起此變化的輸入量的變化量△Xb之比值，定義為儀表的靈敏度。用S表示，即式中，S——儀表靈敏度△L、△Xb——

8、分別為輸出與輸入變化量問：某測(cè)量范圍是0～100MPa的壓力表，其滿量程時(shí)指針轉(zhuǎn)角為270度，它的靈敏度是多少？2.7度/MPa1.1測(cè)量系統(tǒng)概述174.分辨率：儀表能夠檢測(cè)出被測(cè)量最小變化的能力。5.穩(wěn)定性：儀表的穩(wěn)定性是指在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，儀表性能的穩(wěn)定程度。它用觀測(cè)時(shí)間內(nèi)的誤差來表示。6.重復(fù)性：通常表示為在同一測(cè)量條件下，對(duì)同一數(shù)值的被測(cè)量進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果的一致程度。1.1測(cè)量系統(tǒng)