建筑环境测试技术教案1

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1、第第 1 次课的教学整体安排次课的教学整体安排 授课时间 第 1 周周 2 第 5、6、 7 节 课时安排 3 授课题目(教学章、节或主题)：第一章：测量的基本知识 教学目的、要求（分掌握、理解、了解三个层次） ： 目的：掌握测量的基本知识 要求：掌握测量的基本概念；理解测量系统的组成、仪表的性能指标；了解计量 的基本概念。 教学内容（包括基本内容、重点、难点）教学内容（包括基本内容、重点、难点） ： 这一章是本课程的基础，主要讲授测量、测量仪表的基本概念、测量方法及 测量方法的选择、测量仪表的类型、功能和性能指标。 重点：仪表误差的计算、测量系统的组成。 难点：如何根据测量需要正确选择仪表，

2、主要指仪表量程和精度的选择。 讨论与思考讨论与思考： 1. 按照测量手段进行分类，测量通常分为哪几种类型？ 2. 按照测量方式进行分类，测量通常分为哪几种类型？ 3. 测量系统由哪几个环节组成？ 4. 仪表的性能指标有哪些？ 5. 如何进行仪表的正确选择？ 课后作业课后作业： 1、某蒸汽供热系统的蒸汽压力控制指标为 1.5Mpa，要求指示误差不大于 +0.05Mpa，现用一只刻度范围为 02.5Mpa，精度等级为 2.5 级的压力表，是否 满足使用要求？为什么？应选用什么级别的仪表？ 2、 用数字电压表测量一高内阻电路的端电压， 已知高内阻电路的输出阻抗为 80K ，输出端电压为 5V，若数字

3、电压表的内阻为 240K，试问数字电压表测量的 电压为多少？ 教学过程设计：讲授 85 分钟，提问与讨论 15 分钟 授课类型： 理论课 教学方式： 讲授 讨论 教学资源： 多媒体 填写说明：1.每项页面大小可自行添减； 2.教学内容与讨论、思考题、作业部分可合二为一。 第一章 测量的基本知识 这一章是本课程的基础，主要讲授测量、测量仪表的基本概念、测量方法及 测量方法的选择、测量仪表的类型、功能和性能指标。 第一节 测量的基本概念 第一节 测量的基本概念 一测量的定义 一测量的定义 1概念概念：测量是运用专门的工具，根据物理、化学、生物等原理，通过实验和 计算找到被测量的量值。 2. 定义定

4、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。 表达式表达式： L=X/U 说明说明：标准量应是国际或国家公认的。采用的方法或仪器需经验证。 二测量方法 二测量方法 ?按测量手段分类 按测量手段分类 1直接测量直接测量：通过测量能直接得到被测量数值的测量。 y=x 2间接测量间接测量：被测量不能通过直接测量的方法得到，而必须通过一个或多个直 接测量值利用一定的函数关系运算才能得到。 3组合测量组合测量：被测量不能通过直接测量或间接测量得到，而必须通过直接测量 的测得值或间接测量的测得值建立联立方程组， 通过求解联立方程组的办法才能 得到最后结果。 公式： 举例：电阻器

5、温度系数的测量。 在此，温度系数为被测量，可通过测得在两个不同温度下的电阻值，即通过得到 t1、t2、Rt1、Rt2四个直接测量值建立方程组通过计算即可得到。 若 R20未知，则可联立三个方程即可。 按测量方式分类按测量方式分类 12( ,)nyf x xx=11211211(,)0mnf y yyxxx=21212222(,)0mnfy yyxxx=1212(,)0mmmmnmfy yyxxx=?2 20(20)(20)tRRtt=+2 12011(20)(20)tRRtt=+2 22022(20)(20)tRRtt=+1偏差法偏差法：用仪器仪表的指针的位移表示被测量大小的方法。 2零位法零

6、位法：亦叫平衡法。测量时用被测量与标准量比较，不断调整标准量的大 小，当指零器为0时，即可根据标准量的大小得到被测量的大小。 3微差法微差法：偏差法与零位法相结合即构成微差法。通过测量被测量与标准量之 差来得到待测量的值。 除了以上分类方法以外，还可分为精密测量与工程测量、等精度测量与不等精度 测量、本地测量与远地测量等。 三测量方法的选择原则 三测量方法的选择原则 被测量本身的特性；被测量的准确度；测量环境；现有测量设备。在此 基础上选择合适的测量仪表和正确的测量方法。 举例：电压表测量高内阻电路端电压。 若电路 输出等效内阻为 80k， 当电压表内阻分别为 10M 、120 k，对应的数字

7、电压表测得的电压为： 所以当测量电路的内阻较大时，要测量电路的端 电压需要选用内阻高的数字电压表。 第二节 测量仪表 第二节 测量仪表 一测量系统的组成 一测量系统的组成 测量系统由被测对象和测量设备组成，测量设备一般由传感器、变换器、显 示装置、传输通道组成。对应的系统框图如下。 1传感器：是测量系统与被测对象直接发生联系的部分。对传感器的要求： 输入与输出有稳定而准确的单值函数关系。非被测量对传感器作用时，应使11000054.96V80 10000U = =+212053V80 120U = =+V + - 5V 传感器 变换器显示装被测量 传输通道其对输出的影响小到忽略。负载效应小。

8、（负载效应：被测量受到的仪表的干 扰而产生的偏离。 ） 2变换器（变送器） ：将传感器的输出信号转换成显示装置易于接受的信号。包 括机械放大，电信号放大，电信号转换 3显示装置显示装置：分为模拟式、数字式、屏幕式。 4传输通道：是各仪表之间输入与输出联系的纽带。传输通道可以是导线、管 道、光缆、无线电通讯等。 二测量误差与测量精度 二测量误差与测量精度 1测量误差测量误差：测量值与被测量真值之差。 表示方法表示方法： 绝对误差： 相对误差： 示值相对误差： 被测量真值一般无法得到，在实际中通常以实际值代替。 分类分类： 系统误差系统误差： 凡是误差的数值是固定的或者按照一定规律变化的误差。 随

9、机误 差随机误 差： 在测量过程中存在许多随机因素对测量造成干扰，使测得值带有大小和方向 都难以预测的测量误差。粗大误差粗大误差：明显歪曲测量结果的误差。2测量精度测量精度： 描述测量值偏离真值的程度，与测量误差有着密切联系。由测量误差决定。准 确度反映系统误差大小的程度。精密度反映随机误差大小的程度。精确 度反映系统误差和随机误差合成大小的程度。对于测量者来说，准确度高的精 密度不一定高，反之亦然。但精确度高的准确度和精密度都高。 三测量仪表的主要性能指标 三测量仪表的主要性能指标 1量程范围量程范围：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。在数值上等于仪表上限减去

10、仪表下限 Lm。 2仪表精度仪表精度（仪表精度等级） 仪表误差 引用误差仪表误差 引用误差： 基本误差基本误差： 允许误差允许误差：仪表出厂之前仪表厂家规定的仪表基本误差不能超过某一个值。 xxA=100%Ax A =100%xx x =LA =100%y mL =100%m j mL =仪表精度等级仪表精度等级：允许误差去掉百分号的值定义为仪表的精度等级。 精度等级的国家系列一般为 0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、 1.5、2.5、4.0、5.0 等。 结论：同一精度仪表窄量程仪表产生的绝对误差小于同一精度宽量程仪表产生 的绝对误差。结论：同一精度仪表

11、窄量程仪表产生的绝对误差小于同一精度宽量程仪表产生 的绝对误差。 举例：仪表 1：量程范围 0500，0.5 级； 仪表 2：量程范围 0100，1.0 级。 3稳定性（稳定误差）稳定性（稳定误差） ：是指在规定的时间、区间和其他外界条件恒定不变的情 况 下 ， 仪 表 示 值 变 化 的 大 小 。 例 如 某 数 字 温 度 表 的 稳 定 度 为0.008%Lm+0.003Lx/8h。 4输入电阻输入电阻：例如对于数字电压表对输入阻抗有一定要求。 5灵敏度灵敏度：稳态下输出变化量对输入变化量的比值。 灵敏度的另一种表示方法为分辨率。例如某一数字温度表的分辨率为0.1，即 该温度表能区分的最小温度变化为 0.1。跳变一个字温度变化 0.1。通常分 辨率为允许绝对误差的 1/3 即可。 6线性度线性度：实际示值与理论示值差值的最大值与仪表量程的比值。 7动态特性动态特性：仪表的输出响应随输入变化的能力。 1500 0.5%2.5 C =2100 1%1 C = 2121100%LLSXX=