热工测试技术第1章ppt课件.ppt

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1、第一章测量系统概论及误差分析简介掌握测试系统的基本组成；仪器仪表的主要性能参数；误差的分类及处理方法；直接测量及间接测量中随机误差和系统误差的计算方法。主要内容11.1测量系统概述一、测试的意义测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。热工测试是指温度、湿度、压力、流量、烟气成分等参数的测试2（1）过程监测：对过程参数的监测。（2）过程控制：为生产过程的自动控制提供依据。（3）试验分析与

2、系统辨识：解决科学上的和过程上的问题，一般需要综合运用理论和实验的方法。测量技术应用于实验分析，是测量技术的一个典型应用。二、测试的应用1.1测量系统概述3三、测试的概念测量的定义：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。使测量结果有意义的要求：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。进行比较所用的方法和仪表必须经过验证。1.1测量系统概述4测量的基本方程式：X=aU式中，X——被测量；U——标准量（即选用的测量单位）；a——被测量与标准

3、量的数字比值。1.1测量系统概述5测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）：（1）直接测量法：使被测量直接与选用的标准量进行比较，或者预先标定好了的测量仪表进行测量，从而直接求得被测量数值的测量方法。（2）间接测量法：通过直接测量与被测量有某种确定函数关系的其它各个变量，然后将所测得的数值代入函数关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。1.1测量系统概述6（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（或改变测量条件以获得这种不同组合），根据直接测量或间接

4、测量所获得的数据，通过解联立方程组以求得未知量的数值，这类测量称为组合测量。1.1测量系统概述7测量方法的其它分类方式：按不同的测量条件分：等精度测量与非等精度测量按被测量在测量过程中的状态不同分：静态测量与动态测量1.1测量系统概述8四、测量系统的组成简单的测试系统可以只有一个模块，如玻璃管温度计。它直接将温度变化转化成液面示值。没有电量转换和分析电路，很简单，但精度底，无法实现测量自动化。为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一起构成自动化装置，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进行处理和输

5、出。如图所示的声级计。1.1测量系统概述9一般说来，测试系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成。1.1测量系统概述101、传感器（敏感元件）它是测量系统直接与被测对象发生联系的部分。理想敏感元件应满足的要求：敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关系。敏感元件应该只对被测量的变化敏感，而对其它一切可能的输入信号不敏感。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。1.1测量系统概述11鼠标:光电位移传感器摄象头:CCD传感器声位笔:超声波传感器麦克风:电容传声器声卡:A/D卡+

6、D/A卡软驱:速度,位置伺服1.1测量系统概述122、变换器（变送器）它是传感器和显示装置中间的部分，它是将传感器输出的信号变换成显示装置易于接收的部件。对变换器的要求：性能稳定，精确度高，使信息损失最小。1.1测量系统概述133、显示装置它是测量系统直接与观测者发生联系的部分显示装置的基本形式：模拟式显示元件数字式显示元件屏幕式显示元件1.1测量系统概述14五、测量仪表的主要性能1．量程范围仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之间的范围称作仪表的量程范围，简称量程。在数值上等于仪表上限值与下限值的代数差之

7、绝对值。问：某温度计测量的最低温度为-20℃，最高温度为100℃，它的量程是多少？120℃1.1测量系统概述152.精度(精确度）指测量值与真值符合的程度，常用满量程时仪表所允许的最大相对误差的百分数来表示：据此分为:I级标准表：0.01、0.02、0.05级；II级仪表：0.1、0.2、0.5级工业用仪表：1、1.5、2.5、4级。1.1测量系统概述163．灵敏度在稳定情况下，仪表输出变化量△L与引起此变化的输入量的变化量△Xb之比值，定义为仪表的灵敏度。用S表示，即式中，S——仪表灵敏度△L、△Xb——

8、分别为输出与输入变化量问：某测量范围是0～100MPa的压力表，其满量程时指针转角为270度，它的灵敏度是多少？2.7度/MPa1.1测量系统概述174.分辨率：仪表能够检测出被测量最小变化的能力。5.稳定性：仪表的稳定性是指在规定的工作条件下和规定的时间内，仪表性能的稳定程度。它用观测时间内的误差来表示。6.重复性：通常表示为在同一测量条件下，对同一数值的被测量进行重复测量时，测量结果的一致程度。1.1测量系统