热工测试技术-第1章

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1、热工测试技术第一章概论§1-1测量的基本概念、测量方法2021/6/151吉林大学热能工程系一、基本概念测量就是用实验的方法，把被测量与同性质的标准量进行比较，确定两者的比值，从而得到被测量的量值。测量技术：研究有关测量方法和测量工具的科学。2021/6/152吉林大学热能工程系用公式表达为：X＝a*UX被测量U标准量a被测量与标准量的数字比值2021/6/153吉林大学热能工程系使测量结果有意义，测量必须满足以下要求：①用来进行比较的标准量应该是国际上或国家所公认的，且性能稳定。②进行比较所用的方法和

2、仪器必须经过验证。2021/6/154吉林大学热能工程系二、基本内容1.测量方法、手段和测量仪器仪表原理。2.测量的数据处理、误差分析和精度确定。2021/6/155吉林大学热能工程系三、测量的基本方法1.直接测量法在测量中，使未知物理量与做为标准的物理量直接比较，用预先标定好的测量仪器进行测量，从而直接求出未知量的数值。（用途很广）例如：水银温度计测量介质温度2021/6/156吉林大学热能工程系2.间接测量法测量中，通过未知量与若干个变量相联系的关系式先分别对各变量进行直接测量，然后将所得数值代入该

3、关系式中进行计算，从而求得未知量的数值。（未知量与被测量之间存在一定的函数关系）例如：测透平机械轴功率时：N=M/9549(千瓦)M-透平机械轴传递的扭矩（牛顿*米）N-轴的转数（转/分）2021/6/157吉林大学热能工程系3.组合测量法测量中使各个未知量以不同的组合形式出现，根据直接测量或间接测量所获得的数据，通过求解联立方程组以求得未知量的数值。（未知量和被测量之间存在一定的关系）2021/6/158吉林大学热能工程系例如：用铂电阻温度计测量介质温度时，其电阻值和温度的关系为：Rt=R0(1+at

4、+bt2)Rt-在t℃时的铂电阻值（欧姆）R0-在0℃时的铂电阻值（欧姆）a、b-铂电阻的温度系数（欧姆/℃）为确定a、b的关系，首先需测在不同温度下的电阻值，然后联立求a、b的数值。2021/6/159吉林大学热能工程系另：1.绝对测量与相对测量绝对测量：根据被测量的物理意义对定义中的各个基本量同时进行测量以获得被测量值。在国际单位制中，有七个基本量。基本量长度质量时间电流强度热力学温度发光强度物的质量单位米m千克kg原子秒s安培A开尔文K坎德拉Cd摩尔mol2021/6/1510吉林大学热能工程系相

5、对测量：将被测量值和一已知的同类量值进行比较，或和一个与其成函数关系的其他已知量进行比较，以获得被测量值的方法。2.接触式与非接触式测量。3.静态测量与动态测量。2021/6/1511吉林大学热能工程系§1-2测量仪表一、测量主要参数热力机械所测量的参数：压力、温度、流量、功率、转速、应力、位移与振动、作功物质（工质）的成分2021/6/1512吉林大学热能工程系二、仪表的组成传感器（敏感元件）传送元件变换器传送元件显示器2021/6/1513吉林大学热能工程系1、传感器（敏感元件）：在测量中所起的作用

6、是感受被测参数的变化，随之在其中产生一个内部变化，并向外界发出信号。2021/6/1514吉林大学热能工程系传感器必须满足的三个条件：①敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关系；②敏感元件应该只对被测量的变化敏感，而对其他一切可能的输入信号(包括噪声信号)不敏感；③在测量过程中，敏感元件应该不干扰或尽量少干扰被测介质的状态。2021/6/1515吉林大学热能工程系2、变换器：作用是将传感器发出的信号的性质或强弱上进行加工然后发给显示器。（完全取决于显示器的要求）3、显示器:作用是根据传感器传来的信

7、号向测量人员指出被测量参数在数量上的变化。显示方式：模拟式、数字式、屏幕显示式4、传送元件：其作用是建立各测量环节输入、输出信号之间的联系。2021/6/1516吉林大学热能工程系二、测量仪表的主要性能指标1.量程：仪表测量的最大输入量与最小输入量之间的范围。2.精度：测量某物理量可能达到的测量值与真值的符合程度。在仪表上，通常表示为测量范围的最大允许误差。精度等级%＝最大允许误差/测量范围。规定的常用级别：0.001,0.005,0.02,0.05,0.1,0.2,0.35,0.5,1.0,1.5,2

8、.5,4.0等2021/6/1517吉林大学热能工程系例题:某待测电压220V，现有0.5级0～1000V和1.0级0～300V两块电压表，试选择合适仪表。解：0.5级0～1000V表的最大可能误差：δ1=1000×0.5%=5V1.0级0～300V表的最大可能误差：δ2=300×1.0%=3V显然，选用1.0级0～300V的电压表好。表明选表时，不要单纯追求仪表的等级。2021/6/1518吉林大学热能工程系3．灵敏度：通常表示为测量系统