热工测量-第1章_绪论

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1、第一章 绪论火电厂火电厂汽车扭距测量汽车扭距测量机床加工精度测量机床加工精度测量第1章 绪论主要内容主要内容 v1.1、测量的基本概念、测量的基本概念v1.2、测量方法、测量方法v1.3、测量系统的组成、测量系统的组成v1.4、仪表的主要质量指标、仪表的主要质量指标v1.5、仪表的检定、仪表的检定1.1 1.1 测量的基本概念测量的基本概念1)测量过程的三要素：测量过程的三要素： 测量方法；测量单位；测量方法；测量单位； 测量工具测量工具 测量用实验的方法和专门的技术工具，依靠实验测量用实验的方法和专门的技术工具，依靠实验和计算找到被测量的值（大小或正负）。和计算找到被测量的值（大小或正负）。

2、为了监督和控制生产，必须有测量和检测。是过程控制中为了监督和控制生产，必须有测量和检测。是过程控制中最重要的一环，生产过程中可以没有自动控制，但是绝对最重要的一环，生产过程中可以没有自动控制，但是绝对不能没有检测。不能没有检测。检测通常包括两个过程检测通常包括两个过程n1. 能量形式的一次或多次转换过程检测（敏感）能量形式的一次或多次转换过程检测（敏感）元件、变换（转换）器、信号传输和信号处理等部分。元件、变换（转换）器、信号传输和信号处理等部分。n2. 将被测变量与其相应的检测单位进行比较。测将被测变量与其相应的检测单位进行比较。测量电路及显示装置部分。量电路及显示装置部分。n例如：水银温度

3、计例如：水银温度计1.2 1.2 测量方法测量方法n直接测量法直接测量法: :用测量仪器直接得到被测量。（直尺用测量仪器直接得到被测量。（直尺测量长度测量长度, ,压力表测压力压力表测压力, ,玻璃温度计测温度）玻璃温度计测温度）直接测量法分为：直接比较和间接比较。直接测量法分为：直接比较和间接比较。直接比较：直接把被测物理量与标准量做比较的测直接比较：直接把被测物理量与标准量做比较的测量方法。例如直尺测量长度。特点：测物理量与量方法。例如直尺测量长度。特点：测物理量与标准量是同一物理量标准量是同一物理量间接比较：水银温度计，弹簧秤间接比较：水银温度计，弹簧秤1. 直接测量法和间接测量法直接测

4、量法和间接测量法（被测（被测 值获取方式不值获取方式不同同)测量方法：实现被测量与其测量单位相比较获得测量测量方法：实现被测量与其测量单位相比较获得测量值的方法。值的方法。注意与测量原理的区别。注意与测量原理的区别。根据不同的分类标准，可包括根据不同的分类标准，可包括间接测量法：通过直接测量其它变量，间接测量法：通过直接测量其它变量，再按函数关系计算求得被测量数值的方再按函数关系计算求得被测量数值的方法（过热蒸汽的质量流量：测得的是过法（过热蒸汽的质量流量：测得的是过热蒸汽的温度、压力和标准节流装置的热蒸汽的温度、压力和标准节流装置的差压信号，计算后得到流量。例如：测差压信号，计算后得到流量。

5、例如：测量电功率，先测量电压量电功率，先测量电压U U和电流和电流I I，再求，再求功率功率P=UIP=UI）组合测量：为了同时取定多个未知量，组合测量：为了同时取定多个未知量，通过求解方程组。通过求解方程组。n偏差测量法：被测量作用在测量工具上，偏差测量法：被测量作用在测量工具上，其偏离测量工具的初始状态（零点），偏其偏离测量工具的初始状态（零点），偏离量得到被测量值。也就是说仪表指针的离量得到被测量值。也就是说仪表指针的位移决定被测量大小的测量方法。例如：位移决定被测量大小的测量方法。例如：水银温度计水银温度计；指针式万用表，弹簧秤。；指针式万用表，弹簧秤。2. 偏差测量法、微差测量法、零

6、差测量法偏差测量法、微差测量法、零差测量法（被（被测量与测量单位比较方式）测量与测量单位比较方式）n零差测量法：使已知量和被测量的差值为零，零差测量法：使已知量和被测量的差值为零，这时偏差测量仅起检零作用，已知量即为测量这时偏差测量仅起检零作用，已知量即为测量值。值。 隐含：隐含： (1)(1)已知量是连续可调的，随时可通过已知量是连续可调的，随时可通过 调节调节得到被测量。得到被测量。 (2)(2)已知量可容易的准确测量已知量可容易的准确测量（天平，用电位差计测量热电偶产生的热电势。）（天平，用电位差计测量热电偶产生的热电势。）微差测量法：通过将被测量与已知标准量微差测量法：通过将被测量与已

7、知标准量进行比较，取得差值，再用偏差法测得此进行比较，取得差值，再用偏差法测得此差值，测量结果是已知标准量和偏差量的差值，测量结果是已知标准量和偏差量的代数和。代数和。( (检定热电偶：检定热电偶： 测量被校热电偶测量被校热电偶的热电势与标准热电偶的微小差，来评价的热电势与标准热电偶的微小差，来评价要检验的热电偶的精度）要检验的热电偶的精度）n静态测量法：被测量在测量过程中不随时间变静态测量法：被测量在测量过程中不随时间变化，或变化速率相对于测量速率变化十分缓慢化，或变化速率相对于测量速率变化十分缓慢n动态测量法：测量过程中被测量随时间有明显动态测量法：测量过程中被测量随时间有明显变化变化3.

8、 静态测量法和动态测量法（静态测量法和动态测量法（测量过程中的测量过程中的状态）状态）4 4 接触测量和非接触测量接触测量和非接触测量n接触测量：传感器和被测对象直接接触而接触测量：传感器和被测对象直接接触而进行的测量。进行的测量。n非接触测量非接触测量：传感器和被测对象不直接接传感器和被测对象不直接接触而进行的测量。触而进行的测量。5 5 等精度测量和非等精度测量等精度测量和非等精度测量n等精度测量：在测量过程中影响误差大小的全部等精度测量：在测量过程中影响误差大小的全部测量条件不变。测量条件不变。n非等精度测量：不同的测量条件下，对同一被测非等精度测量：不同的测量条件下，对同一被测量进行多

9、次重复测量。量进行多次重复测量。1.3 检测系统n检测系统：被测对象检测全过程n一个具体的检测系统必须包括:被测对象、检测元件、显示装置。 Why？n其余部分视具体结构而异例如：用水银温度计检测容器中加热器的温度。例如：用水银温度计检测容器中加热器的温度。第一过程：第一过程：第二过程：水银柱的高度与玻璃上温度刻度比较第二过程：水银柱的高度与玻璃上温度刻度比较加热器加热器-？水银水银-？玻璃刻度玻璃刻度-？水的水的热能热能水银柱的位能水银柱的位能显示装置显示装置检测元件检测元件被测对象被测对象1.3 1.3 测量系统的组成测量系统的组成三个基本部分组成：检测部分、信号变换部分、分析处理显示部分1

10、 检测部分1) 1) 定义：直接感受被测量并将其转化成相应的输出定义：直接感受被测量并将其转化成相应的输出信号。也称：敏感元件、一次元件、变送器。如信号。也称：敏感元件、一次元件、变送器。如热电偶热电偶 2) 2) 要求要求： 输出信号必须随被测量变化输出信号必须随被测量变化 输出信号只能随被测量变化输出信号只能随被测量变化 输出信号与被测量之间必须是单值函数，最好输出信号与被测量之间必须是单值函数，最好是线性关系是线性关系 2 信号变换部分n信号调理电路 阻抗匹配信号放大去噪信号变换A/D,D/A线性化处理3.分析处理显示部分分析处理显示部分：1) 1) 定义：定义：向观察者显示被测量的数值

11、、量值的装置向观察者显示被测量的数值、量值的装置2 2）分类：）分类：按照显示方式不同分为：按照显示方式不同分为：n模拟式模拟式 结构简单，价格低廉结构简单，价格低廉 存在视差存在视差n数字式数字式 n屏幕式屏幕式 显示模拟曲线、数值，形象，有利于参数比较，最先进显示模拟曲线、数值，形象，有利于参数比较，最先进 按照显示功能的不同分为按照显示功能的不同分为n显示仪表显示仪表显示被测量的瞬时值显示被测量的瞬时值n记录仪表记录仪表记录被测量随时间变化记录被测量随时间变化n积算仪表积算仪表显示被测量对时间的积分显示被测量对时间的积分n信号式仪表信号式仪表反映被测量是否超过允许的限值反映被测量是否超过