《大连大学建筑环境测试技术2剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大连大学建筑环境测试技术2剖析（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/10/21,1,建筑环境测试技术,2,第一章 测试技术的基本知识,1.2 测量方法及分类,1.1 测试技术的基本概念,1.3 测量仪表概述,1.4 计量的基本概念,3,！能正确选择和使用测量仪器仪表，会合理组建测量系统。 ！初步掌握测量方法及测量误差分析与测量数据处理的方法。,课程的主要内容：两大部分,4,测量的基本知识：,1.2 测量方法及分类,1.3 测量仪表概述,1.4 计量的基本概念,1.1测试技术的基本概念（绪论）,5,1.2测量方法及分类,一、测量概念（P6）,定义：测量是以同性质的标准量与被测量比较，并确定被测量相对标准量的倍数。这个过程称为测量。,二、测量方法 P7,
2、（一）按测量手段分类 1.直接测量： 2.间接测量 3.组合测量,应用广泛、直接读取、简单迅速,6,二、测量方法 P7,（二）按测量方式分类,1.偏差式测量法：直读法 2.零位式测量法：平衡式测量法 3.微差式测量法：组合,7,1.3 测量仪表概述,一、测量仪表的类型与作用,模拟式与数字式两大类。（填空） 模拟式测量仪表:对连续变化的被测物理量（模拟量）直接进行连续测量、显示或记录的仪表。(温度计) 数字式测量仪表:将被测连续的物理量通过各种传感器和变送器变换成直流电压或频率信号后，再进行量化处理变成数字量，然后再进行数字量的处理（编码、传输、显示、存储等）。（发展与应用趋势）,8,模拟式压力
3、表,数字式电氧量分析仪,9,二、测量仪表（系统）的组成和功能,（一）组成,（二）测量仪表功能!(简答),测量仪表通常由测量变换、传输、显示三部分组成。,各类测量仪表一般具有物理量的变换、信号的传输和测量结果的显示等三种最基本的功能。,物理量,电信号,标准电信号,10,指测量仪表的读数或测量结果与被测量真实值相一致的程度。,三、测量仪表的主要性能指标(简答),1精度,主要有：仪表精度、稳定度、输入电阻、灵敏度、 线性度、动态特性等,仪表的精度高，反映仪表测量结果的准确度高、误差小。是衡量仪表的主要性能指标之一。,精度可以由下面三个指标表征,11,（1）精密度 P10,表示在同一测量下对同一被测量
4、进行多次测量时，得到的测量结果的分散程度。,精密度说明仪表指示值的分散性，它反映了随机误差的影响。,精密度高，反映随机误差小，测量结果的重复性好。,12,正确度说明仪表指示值与真值的接近程度。,（2）正确度,正确度反映了系统误差的影响。,正确度高则说明系统误差小。,13,准确度是精密度和正确度的综合反映。,（3）准确度（精确度）,准确度高，说明精密度和正确度都高，也就意味着系统误差和随机误差都小，因而最终测量结果的可信赖度也高。,14,测量精度指标三者关系比喻,精密度、正 确度都不高 准确度很低,精密度不 高、正确 度还可以 准确度不高,精密度很高 正确度不高 准确度不高,精密度、正 确度很高
5、 准确度很高,靶心表示为真实值,15,例：准确度与精密度关系,精密度 随机误差 准确度 系统误差 结果,小,低,大,小,高,小,大,低,大,大,高,高,低,低,16,精密度高，准确度不一高； 准确度高，精密度一定高。,仪表的精度可以由 精密度、正确度、准确度三个指标表征。,精密度高是保证准确度高的先决条件；,2.稳定度,仪表的稳定误差。,3.输入电阻,如例1：P9,17,灵敏度表示测量仪表对被测量变化的敏感程度，一般定义为测量仪表指示值增量与被测量增量之比。,4.灵敏度,灵敏度又常称为：分辨力和分辨率，定义为测量仪表所能区分的被测量最小变化量,在数字式仪表中经常使用。,灵敏度=,灵敏度并不是越
6、高越好，适当。,18,5线性度,线性度是测量仪表输入输出特性之一，表示仪表输出量（示值）随输入量（被测量）变化规律。,设仪表的输出为y，输入阻抗为x，则：,测量曲线为y-x平面上过原点的直线，则称之为线性刻度特性，否则为非线性刻度特性。,19,6.动态特性,测量仪表的输出响应（指示值）随输入（被测量值）变化的能力。,x,影响因素：动圈测量仪表的指针惯性、轴承摩擦力、空气阻力。,数字仪表的转换时间、采样周期等。,20,第一章 测试技术的基本知识,1.2 测量方法及分类,1.3 测量仪表概述,21,思考题,按照测量手段进行分类，测量通常分为哪几种类型？ 按照测量方式进行分类，测量通常分为哪几种类型
7、？ 测量系统由哪几个环节组成？ 仪表的性能指标有哪些？ 如何进行仪表的正确选择？,22,第一章 测试技术的基本知识,第二章 测量误差和数据处理,掌握测量仪表的组成和各部分功能；测量仪表的选取原则；明确精密度、正确度与准确度的概念，熟悉衡量测量仪表精度的各种指标。,23,第二章 测量误差和数据处理 (P16),了解随机误差的分布规律、三个特性和两个重要概念。掌握有限次测量下测量结果的正确表达方法。,2.1 测量误差 2.2 测量误差的来源 2.3 误差的分类 2.4 随机误差分析 2.8 测量数据处理,2.5 系统误差分析 2.6 间接测量的误差传递与分配 2.7 误差的合成 2.9 最小二乘法
8、,24,2.1 测量误差,一、误差,测量仪器仪表的测得值与被测真值之间的差异，称为测量误差。简称误差。,任何测量结果都有误差！,在有限次测量中，被观测量的真实值是无法得到的！,几个相关名词解释。,25,2. 指定值As,以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。(约定值国家级实物标准）,3. 实际值A,4. 标称值,5. 示值,相对真值、指定真值。,测量器具上标定的数值。,测量值。,26,6.测量误差,7.单次测量和多次测量,8.等精度测量和非等精度测量,真值,测量值,27,（1）绝对误差有单位，单位同于测得值和实际值。 （2）绝对误差有符号，可反映出测得值与实际值的大小关系。,说明
9、：,如：采暖供水温度： 952 锅炉炉膛温度：12002,如： 分别丈量了两段不同长度的距离，一段为100m，另一段为200m，绝对误差皆为0.02m。显然不能认为这两段距离观测成果的精度相同。为此，需要引入“相对误差”的概念，以便能更客观地反映实际测量精度。,28,（3）绝对误差体现出测得值与实际值的偏离程度大小和方向，不能更准确的说明测量的质量。,说明：,分析可见，绝对误差大小与观测量的大小无关，绝对误差不能全面反映观测精度。,29,2. 相对误差,定义：误差的绝对值与相应观测值之比。 其为无量纲数，以百分数表示。,相对误差愈小，测量精度也就愈高。,30,一般约定 A 有如下几种取法：,最
10、大绝对误差,仪表量程,31,满刻度值与仪表的量程范围 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。 数值上等于仪表上限与下限值的代数差之绝对值。,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？,32,给出了仪表的精度等级 S 。（计算题！）,（2.1.8）,由满度相对误差定义,我国仪表精度等级依次划分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、等。,如电压表精度等级S=0.5，即为其精度等级为0.5，其满度相对误差 0.5%。,仪表精度等级定义为引用误差去掉“”号和“ % ”号。,33,34,例1：某电压表1.5级，量程xm=0
11、100V,求量程中的最大绝对误差。,仪表精度等级的计算 p19,得,说明：误差的整量化 。 P19,35,例2：某1.0级压力表，量程xm=1.00MPa,求测量值分别为x1=1.00MPa、 x2=0.80MPa、 x3=0.20MPa时的绝对误差和示值相对误差。,得,相对误差,同理得出x2、x3处的相对误差。说明，在同一量程内，测得值越小，示值相对误差越大。,36,【例3】 P20,答案：测量上限值90， 测量下限值10， 仪表量程100,练习：某测温仪表的精度等级为1.0级，绝对误差为1，测量下限为负值，下限的绝对值为测量范围的10。试确定该表的测量上限值、下限值和量程。,书后练习：61
12、0,2.1.9公式的灵活应用！,37,测量仪器、观测者的技术水平和外界环境。观测条件不理想和不断变化，是产生测量误差的根本原因。,2.2 测量误差来源,测量工作是在一定条件下进行的，外界环境、观测者的技术水平和仪器本身构造的不完善等原因，都可能导致测量误差的产生。,观测条件相同的各次观测-等精度观测； 观测条件不同的各次观测- 不等精度观测。,具体测量误差来源：,38,一、仪器误差,由于仪器制造和校正不可能十分完善造成，如：水准管轴误差、横轴误差、尺刻划误差、度盘偏心差等,三、外界条件的影响 各种环境、观测条件不满足外界条件变化造成，如大气折光、风、温度、仪器下沉等。,二、人为观测误差 由于观
13、测者的感官鉴别能力有限造成，如瞄准误差、对中误差、整平误差、整平误差等,四、方法误差 测量方法不当,39,2.3 测量误差的分类,测量误差按其对测量结果影响的性质，可分为三种： （填空）,测量误差,40,（1）定义:在多次等精度测量统一恒定量值时，其误差出现的符号和大小均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。,一、系统误差,（2）特点 测量条件不变，误差有确切数值或具有积累性，对测量结果的影响大，但可通过一般的改正或用一定的观测方法加以消除。,41,例如：钢尺长误差、钢尺温度误差、仪表零位不准等误差。,螺旋测微计测导线直径,42,1）仪器设备制造不完善。 例如，一把名义长度为50m的钢
14、尺，经检定钢尺的实际长度为50.005 m。,（3）系统误差产生的主要原因,2）测量环境不符合要求。,由于实验理论不够完善，还有一些实验公式是近似的，如测物体重量时忽略了空气的浮力。,3）计算公式误差。,4）测量习惯误差。,43,（1）定义:又称偶然误差和不可测误差，是指对同一恒定量值进行多次等精度测量时，其绝对值符号无规则变化的误差。,二、随机误差,（2）特点:随机误差没有规律。就其个别值而言，在观测前我们确实不能预知其出现的大小和符号。但若在一定的观测条件下，对某量进行多次观测，误差列却呈现出一定的规律性，称为统计规律，趋于正态分布。 而且，随着观测次数的增加，随机误差的规律性表现得更加明
15、显。,测量者无法严格控制的误差,44,测量的随机性,螺旋测微器测导线直径,0.605mm,45, 对称性。绝对值相等的正、负误差出现的机会相等； 推论“抵偿性” ：在相同条件下，同一量的等精度观测，其随机误差的算术平均值，随着观测次数的无限增多而趋于零。,随机误差具有如下四个特征 （简答）, 有界性。在一定的观测条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的限值；, 单峰性（密集性）。绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多(或概率大)；,例P22,46,例：表2-1 对某温度进行15次等精度观测的结果。,误差正7个 负6个-对称性；,误差全部小于0.5 - 有界性；,误差代数和为0 - 抵偿性；,
16、47,在一定的测量条件下，测得值明显地偏离实际值所形成的误差。,粗大误差-坏值-剔除,产生粗大误差的原因,（3）随机误差产生的主要原因 P23,3.粗大误差(疏失误差）,综上：系统误差-可以检出和校正 随机误差-可以控制 过失误差-不属误差,48,测量误差的处理,粗差不允许出现，而误差不可避免； 系统误差远大于随机误差，可主要处理系统误差； 系统误差极小或已修正，主要处理随机误差。,下列误差属于哪类误差？ （1）用一块普通万用表测量同一电压，重复测量20次后所得结果的误差。 （2）观测者抄写记录时错写了数据造成的误差。 （3）在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。,随机误差,粗大误差,系统误差,49,2.4 随机误差分析（计算题）,就其个别值而言随机误差没有规律，但多次等精度观测条件下，随机误差列却呈现出一定的统计规律。,随机误差的特征 含有随机误差的测量数据（列）的处理方法
