《热工测试技术第1章课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热工测试技术第1章课件（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、热工测试技术中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）起起止止时间：第：第1周周-第第8周周主主 讲 人：熊至宜人：熊至宜 2011年年热工测试技术第1章课件教材教材 热工参数测量与处理热工参数测量与处理吕崇德编吕崇德编清华大学出版社清华大学出版社参考书：参考书：热能与动力工程测试技术热能与动力工程测试技术 严兆大严兆大 机械工业出版社机械工业出版社 热工测试技术热工测试技术 唐经文唐经文 重庆大学出版社重庆大学出版社2热工测试技术第1章课件 期末考期末考试60%+平平时20%+实验20%成绩成绩3热工测试技术第1章课件课程基本要求课程基本要求熟悉温度、压力、流速等热物理量的力学测量方法；掌握熟
2、悉温度、压力、流速等热物理量的力学测量方法；掌握温度、压力、流速等热物理量电测法和光测法的基本原理。温度、压力、流速等热物理量电测法和光测法的基本原理。正确使用热工测试实验中的测试仪表。正确使用热工测试实验中的测试仪表。了解各种热物理过程研究对测试的要求以及为满足测试要了解各种热物理过程研究对测试的要求以及为满足测试要求所采用的合理措施和提高测量准确度的方法。求所采用的合理措施和提高测量准确度的方法。掌握静态测量的基本内容。掌握静态测量的基本内容。通过一定量的实验，掌握基本的应用测试技能，学会误差通过一定量的实验，掌握基本的应用测试技能，学会误差分析方法，并能正确地处理实验数据。分析方法，并能
3、正确地处理实验数据。4热工测试技术第1章课件第一章第一章 测量系统概论及误差分析简介测量系统概论及误差分析简介掌握测试系统的基本组成；掌握测试系统的基本组成；仪器仪表的主要性能参数；仪器仪表的主要性能参数；误差的分类及处理方法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。直接测量及间接测量中随机误差和系统误差的计算方法。主要内容主要内容5热工测试技术第1章课件1.1 测量系量系统概述概述一、测试的意义一、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物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。原理和测量信号分析处理
4、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。可少的手段，起着人的感官的作用。热工测试是指热工测试是指温度、湿度、压力、流量、烟气成分温度、湿度、压力、流量、烟气成分等参数的测试等参数的测试6热工测试技术第1章课件（1）过程程监测：对过程参数的程参数的监测。（2）过程控制：程控制：为生生产过程的自程的自动控制提供依据。控制提供依据。（3）试验分析与系分析与系统辨辨识：解决科学上的和解决科学上的和过程上的程上的问题，一般需要一般需要综合运用理合运用理论和和实验的方法。的方法。测量技量技术应用于用于实
5、验分析，是分析，是测量技量技术的一个典型的一个典型应用。用。 二、二、 测试的应用测试的应用1.1 测量系量系统概述概述7热工测试技术第1章课件三、测试的概念三、测试的概念u测测量量的的定定义义：就就是是用用实实验验的的方方法法，把把被被测测量量与与同同性性质质的的标标准准量量进进行行比比较较，确确定定两两者者的的比比值值，从从而而得得到到被被测测量量的的量值。量值。u使测量结果有意义的要求：使测量结果有意义的要求：u用用来来进进行行比比较较的的标标准准量量应应该该是是国国际际上上或或国国家家所所公公认认的，且性能稳定。的，且性能稳定。u进行比较所用的方法和仪表必须经过验证。进行比较所用的方法
6、和仪表必须经过验证。1.1 测量系量系统概述概述8热工测试技术第1章课件测量的基本方程式：测量的基本方程式： X = aU 式中，式中， X 被被测量；量； U 标准量（即准量（即选用的用的测量量单位）；位）； a 被被测量与量与标准量的数字比准量的数字比值。1.1 测量系量系统概述概述9热工测试技术第1章课件u测量方法测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。就是实现被测量与标准量比较的方法。u测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）：测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）： （1）直直接接测测量量法法：使使被被测测量量直直接接与与选选用用的的标标准准量量进进行行比比较较，或或者者预预先先
7、标标定定好好了了的的测测量量仪仪表表进进行行测测量量，从从而而直直接接求得被测量数值的测量方法。求得被测量数值的测量方法。 （2）间间接接测测量量法法：通通过过直直接接测测量量与与被被测测量量有有某某种种确确定定函函数数关关系系的的其其它它各各个个变变量量，然然后后将将所所测测得得的的数数值值代代入入函函数数关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。1.1 测量系量系统概述概述10热工测试技术第1章课件（3）组合测量法：组合测量法：测量中使各个未知量以不同的组合形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），根式出现（或改变测
8、量条件以获得这种不同组合），根据直接测量或间接测量所获得的数据，通过解联立方据直接测量或间接测量所获得的数据，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。程组以求得未知量的数值，这类测量称为组合测量。1.1 测量系量系统概述概述11热工测试技术第1章课件u测量方法的其它分类方式：测量方法的其它分类方式：u按按不不同同的的测测量量条条件件分分：等等精精度度测测量量与与非非等等精度测量精度测量u按按被被测测量量在在测测量量过过程程中中的的状状态态不不同同分分：静静态测量与动态测量态测量与动态测量1.1 测量系量系统概述概述12热工测试技术第1章课件四、四、 测量系统测量系统的组成的组
9、成简单的测试系统可简单的测试系统可以只有一个模块，以只有一个模块，如玻璃管温度计。如玻璃管温度计。它直接将温度变化它直接将温度变化转化成液面示值。转化成液面示值。没有电量转换和分没有电量转换和分析电路，很简单，析电路，很简单，但精度底，无法实但精度底，无法实现测量自动化。现测量自动化。 为提高测量精度和为提高测量精度和自动化程度，以便自动化程度，以便于和其它环节一起于和其它环节一起构成自动化装置，构成自动化装置，通常先将被测物理通常先将被测物理量转换为电量，再量转换为电量，再对电信号进行处理对电信号进行处理和输出。如图所示和输出。如图所示的声级计。的声级计。 1.1 测量系量系统概述概述13热
10、工测试技术第1章课件n一般说来，测试系统由传感器、中间变换装置和显示一般说来，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。记录装置三部分组成。1.1 测量系量系统概述概述14热工测试技术第1章课件1、传感器（敏感元件）、传感器（敏感元件）u它是测量系统直接与被测对象发生联系的部分。它是测量系统直接与被测对象发生联系的部分。u理想敏感元件应满足的要求：理想敏感元件应满足的要求：u敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关系。敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关系。u敏敏感感元元件件应应该该只只对对被被测测量量的的变变化化敏敏感感，而而对对其其它它一一切切可可能的输入信号不敏
11、感。能的输入信号不敏感。u在在测测量量过过程程中中，敏敏感感元元件件应应该该不不干干扰扰或或尽尽量量少少干干扰扰被被测测介质的状态。介质的状态。1.1 测量系量系统概述概述15热工测试技术第1章课件鼠标鼠标:光电位移传感器光电位移传感器摄象头摄象头:CCD传感器传感器声位笔声位笔:超声波传感器超声波传感器麦克风麦克风:电容传声器电容传声器声卡声卡:A/D卡卡 + D/A卡卡软驱软驱:速度速度,位置伺服位置伺服1.1 测量系量系统概述概述16热工测试技术第1章课件2、变换器（变送器）变换器（变送器）u它它是是传传感感器器和和显显示示装装置置中中间间的的部部分分，它它是是将将传传感感器输出的信号变
12、换成显示装置易于接收的部件。器输出的信号变换成显示装置易于接收的部件。u对对变变换换器器的的要要求求：性性能能稳稳定定，精精确确度度高高，使使信信息息损失最小。损失最小。1.1 测量系量系统概述概述17热工测试技术第1章课件3、显示装置、显示装置u它是测量系统直接与观测者发生联系的部分它是测量系统直接与观测者发生联系的部分u显示装置的基本形式：显示装置的基本形式：u模拟式显示元件模拟式显示元件u数字式显示元件数字式显示元件u屏幕式显示元件屏幕式显示元件1.1 测量系量系统概述概述18热工测试技术第1章课件五、五、 测量仪表的主要性能测量仪表的主要性能1量程范围量程范围u仪仪表表能能够够测测量量
13、的的最最大大输输入入量量与与最最小小输输入入量量之之间间的的范范围围称称作作仪表的量程范围仪表的量程范围，简称量程。，简称量程。u在数值上等于仪表上限值与下限值的代数差之绝对值。在数值上等于仪表上限值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问：某温度计测量的最低温度为-20-20，最高温度为最高温度为100100，它的量程是多少？，它的量程是多少？1201.1 测量系量系统概述概述19热工测试技术第1章课件 2.精度精度(精确度）精确度）n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：对误差的
14、百分数来表示： 据此分为据此分为: I级标准表：级标准表：0.01、0.02、0.05级；级； II级仪表：级仪表：0.1、0.2、0.5级级 工业用仪表：工业用仪表：1、1.5、2.5、4级。级。1.1 测量系量系统概述概述20热工测试技术第1章课件3灵敏度灵敏度u在在稳稳定定情情况况下下，仪仪表表输输出出变变化化量量L与与引引起起此此变变化化的的输输入入量量的的变变化化量量Xb之之比比值值，定定义义为为仪仪表表的灵敏度的灵敏度。u用用S表示，即表示，即 式中，式中，S 仪表灵敏度仪表灵敏度 L、Xb 分别为输出与输入变化量分别为输出与输入变化量问：某测量范围是问：某测量范围是0100MPa
15、的压力表，其满的压力表，其满量程时指针转角为量程时指针转角为270度，它的灵敏度是多少？度，它的灵敏度是多少？2.7度度/MPa1.1 测量系量系统概述概述21热工测试技术第1章课件4.分辨率：分辨率：仪表能够检测出被测量最小变化的能力。仪表能够检测出被测量最小变化的能力。5.稳定性：稳定性：仪表的稳定性是指在规定的工作条件下和规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。它用观测时定的时间内，仪表性能的稳定程度。它用观测时 间内的间内的误差来表示。误差来表示。6.重复性：重复性：通常表示为在同一测量条件下，对同一数值通常表示为在同一测量条件下，对同一数值的被测量进行
16、重复测量时，测量结果的一的被测量进行重复测量时，测量结果的一 致程度。致程度。1.1 测量系量系统概述概述22热工测试技术第1章课件7.温度误差：温度误差：仪表的输出特性将随工作环境温度的不同而变化。仪表的输出特性将随工作环境温度的不同而变化。当环境温度偏离仪表的定标温度当环境温度偏离仪表的定标温度 (20)时，其输出值的变化称温度时，其输出值的变化称温度误差。通常用相对误差表示：误差。通常用相对误差表示：8.零点温漂：零点温漂：零点温漂是指零点温漂是指仪表工作的表工作的环境温度偏离境温度偏离20时，零位的温度零位的温度误差随温度差随温度变化而化而变化的化的变化率：化率：1.1 测量系量系统概
17、述概述23热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识一、一、测量量误差的概念差的概念u测测定定值值与与被被测测量量真真值值之之差差称称为为测测量量的的绝绝对对误误差差，或简称测量误差。或简称测量误差。 = x X0 式中，式中， 测量误差；测量误差； x 测定值（例如仪表指示值）；测定值（例如仪表指示值）； X0 被测量的真值。被测量的真值。u真值一般无法得到，所以用实际值真值一般无法得到，所以用实际值X代替代替X0。24热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识u对于绝对误差，应注意下面几个特点：对于绝对误差，应注意下面几个特点：u绝对误差是绝对误差是有单位的
18、量有单位的量，其单位与测定，其单位与测定值和实际值相同。值和实际值相同。u绝对误差是绝对误差是有符号的量有符号的量，其符号表示出，其符号表示出测定值与实际值的大小关系。测定值与实际值的大小关系。u测定值与被测量实际值之间的测定值与被测量实际值之间的偏离程度偏离程度和方向和方向通过绝对误差来体现。通过绝对误差来体现。25热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识u示值的绝对误差与约定值之比值称为示值的绝对误差与约定值之比值称为相对误差相对误差，其为无量纲数，以百分数表示。其为无量纲数，以百分数表示。u一般约定值一般约定值m有如下几种取法：有如下几种取法：um取取测量仪表的指示值测
19、量仪表的指示值x时，时，称为称为标称相对误差标称相对误差；um取取测量的实际值测量的实际值X时，时，称为称为实际相对误差实际相对误差；um取取仪表的满刻度值仪表的满刻度值时，时，称为称为引用相对误差引用相对误差。26热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识u对于相同的被测量，用绝对误差评定其测对于相同的被测量，用绝对误差评定其测量精度的高低。但对于不同的被测量，则量精度的高低。但对于不同的被测量，则应采用相对误差来评定。应采用相对误差来评定。27热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识u测测量量过过程程中中存存在在测测量量误误差差是是不不可可避避免免的的，任
20、何测量值只能近似反映被测量的真值。任何测量值只能近似反映被测量的真值。u测测量量过过程程中中无无数数随随机机因因素素的的影影响响，使使得得即即使使在在同同一一条条件件下下对对同同一一对对象象进进行行重重复复测测量量也也不不会会得得到到完完全全相相同同的的测量值。测量值。u被被测测量量总总是是要要对对敏敏感感元元件件施施加加能能量量才才能能使使测测量量系系统统给给出出测测量量值值，这这就就意意味味着着测测量量值值并并不不能能完完全全准准确确的的反反映映被测参数的真值。被测参数的真值。28热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识29热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差
21、的基本知识二、二、测量量误差的来源差的来源1、仪器误差仪器误差它是由于设计、制造、装配、检定等的不完善以及它是由于设计、制造、装配、检定等的不完善以及仪器使用过程中元器件老化、机械部件磨损、疲劳仪器使用过程中元器件老化、机械部件磨损、疲劳等因素而使测量仪器设备带有的误差。等因素而使测量仪器设备带有的误差。减少仪器误差的主要途径是根据具体测量任务，正减少仪器误差的主要途径是根据具体测量任务，正确地选择测量方法和使用测量仪器。确地选择测量方法和使用测量仪器。30热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识2、人身误差人身误差它指由于测量者感官的分辨能力、视觉疲劳、固有它指由于测量者感
22、官的分辨能力、视觉疲劳、固有习惯等而对测量实验中的现象与结果判断不准确而习惯等而对测量实验中的现象与结果判断不准确而造成的误差。造成的误差。减少人身误差的途径减少人身误差的途径3、影响误差影响误差它是指各种环境因素与要求条件不一致而造成的误差。它是指各种环境因素与要求条件不一致而造成的误差。主要的影响因素是环境温度、电源电压和电磁干扰等。主要的影响因素是环境温度、电源电压和电磁干扰等。31热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识4、方法误差方法误差它是所使用的测量方法不当，或对测量设备操作使用它是所使用的测量方法不当，或对测量设备操作使用不当，或测量所依据的理论不严格，或对测
23、量计算公不当，或测量所依据的理论不严格，或对测量计算公式不适当简化等原因而造成的误差，也称理论误差。式不适当简化等原因而造成的误差，也称理论误差。原则上可通过理论分析和计算或改变测量方法来加以原则上可通过理论分析和计算或改变测量方法来加以消除或修正。消除或修正。32热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识三、三、测量量误差的分差的分类1系统误差系统误差u在在相相同同测测量量条条件件下下，对对同同一一被被测测量量进进行行多多次次测测量量，误误差差的的绝绝对对值值和和符符号号或或者者保保持持不不变变，或或按按一一定定的的规规律律变变化，这类误差称为化，这类误差称为系统误差系统误差
24、。u恒值误差恒值误差u变值误差：累进性、周期性、按复杂规律变化变值误差：累进性、周期性、按复杂规律变化33热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识系统误差的特征系统误差的特征恒值恒值累进性累进性按复杂规律变化按复杂规律变化周期性周期性34热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识u在在测测量量系系统统中中，如如果果有有n个个系系统统误误差差同同时时影影响响某某一一测测量量值值A，那那么么为为了了估估计计这这n个个误误差差分分量量 对对测测量量值值A的影响，就需要对系统误差进行综合。的影响，就需要对系统误差进行综合。代数综合法：代数综合法：算术综合法：算术综合法
25、：几何综合法：几何综合法：35热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识u例例：试试计计算算用用压压力力表表测测量量液液体体（水水）管管道道中中压压力力时时的的系系统统误误差差，装装置置如如图图所所示示。已已知知压压力力表表的的精精度度为为0.5级级，量量程程为为0600kPa，表表盘盘刻刻度度100个个代代表表200kPa，即即分分度度值值为为2kPa，测测量量时时指指示示压压力力读读书书为为300kPa，读读数数时时指指针针来来回回摆摆动动1格格， m。压压力力表表使使用用条条件件大大多多符符合合要要求求，仅仅环环境境温温度度值值高高于于标标准准值值(203) 10，该该压
26、压力力表表温温度度修修正正值值为每偏离为每偏离1时造成系统误差为仪表基本误差的时造成系统误差为仪表基本误差的4%。解：仪表基本误差：解：仪表基本误差：36热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识环境温度造成的系统误差：环境温度造成的系统误差：安装误差：安装误差：读数误差：读数误差：37热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识总系统误差：总系统误差：38热工测试技术第1章课件2. 粗大误差粗大误差又称过失误差，这显然是又称过失误差，这显然是种不能容忍的误差，种不能容忍的误差，因为它同测量要求本身是不相容的，完全是测因为它同测量要求本身是不相容的，完全是测量者粗
27、心大意所致量者粗心大意所致 1.2 误差的基本知识误差的基本知识39热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识粗大误差的剔除粗大误差的剔除莱依特准则莱依特准则格拉不斯准则格拉不斯准则t t检验准则检验准则狄克逊准则狄克逊准则40热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识 3随机误差随机误差 在在相相同同测测量量条条件件下下，对对同同一一被被测测量量进进行行多多次次测测量量，由由于于受受到到大大量量的的、微微小小的的随随机机因因素素的的影影响响，测测量量误误差差的的绝绝对对值值的的大大小小和和符符号号没没有有一一定定的的规规律律，且且无无法法简简单单估估计计，这这
28、类类误误差差称称为为随随机误差机误差。41热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识n随机误差的分布规律，可以在大量重复测量数据的基础上总结随机误差的分布规律，可以在大量重复测量数据的基础上总结出来，它符合统计学上的规律性，具有以下的几个特点：出来，它符合统计学上的规律性，具有以下的几个特点：n(1)(1)绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多；绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多；( (单峰性单峰性) )n(2)(2)绝对值相等的正误差与负误差出现的机会相等；绝对值相等的正误差与负误差出现的机会相等；( (对称性对称性) )n(3)(3)绝对值很大的误差出现的机会很
29、小，可以认为在绝对值很大的误差出现的机会很小，可以认为在定的测量定的测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的界限；条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的界限；( (有限性有限性) )n(4)(4)随着测量次数的无限增加，随机误差的算术平均值趋于零，随着测量次数的无限增加，随机误差的算术平均值趋于零，( (抵偿性抵偿性) )即即42热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识n具有上述四个特性的随机误差服从正态分布，该曲线的数学具有上述四个特性的随机误差服从正态分布，该曲线的数学 表达式为表达式为n式中式中: x是测量值与真值之差；是测量值与真值之差； y是误差等于是误差等于x的
30、概率密度；的概率密度； 是均方根误差或称标准偏差。是均方根误差或称标准偏差。43热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识44热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识测量结果的最佳值测量结果的最佳值算术平均值算术平均值n一列等精度测量中，当测量次数为无限多时，其最佳值为各观一列等精度测量中，当测量次数为无限多时，其最佳值为各观测值的算术平均值测值的算术平均值L，并且十分接近于真值；，并且十分接近于真值；n各观测值与算术平均值偏差的平方和各观测值与算术平均值偏差的平方和 最小。最小。45热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识n(1)有限测量次
31、数的标准误差有限测量次数的标准误差 由于测量次数有限，一般用有限次测量求得的算术平均值近似由于测量次数有限，一般用有限次测量求得的算术平均值近似看成真值。此时看成真值。此时n式中:(2) 算术平均值的标准误差算术平均值的标准误差S46热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识(3)算术平均的极限误差算术平均的极限误差 ：为标准误差：为标准误差S的的3倍。倍。(4)相对极限误差相对极限误差 ：47热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识四、随机四、随机误差的差的计算算 1、直接测量误差的计算、直接测量误差的计算 在在进进行行随随机机误误差差计计算算以以前前，一一
32、般般应应按按以以下下步步骤骤进进行行：(1)首首先先剔剔除除过过失失(或或粗粗大大)误误差差。(2)修修正正系系统统误误差差。(3)最最后后在在确确定定不不存存在在粗粗大大误误差差与与系系统统误误差差的的情情况况下下，对对随机误差进行分析和计算。随机误差进行分析和计算。48热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识计算计算 的平均值的平均值计算计算 的偏差的偏差 ，计算，计算计算均方根误差计算均方根误差 和极限误差和极限误差计算算术平均值的均方根误差计算算术平均值的均方根误差S S和极限差和极限差计算算术平均值的相对极限误差计算算术平均值的相对极限误差得出被测量的值为得出被测量
33、的值为检查检查 中有大于中有大于 者，应将该次测量者，应将该次测量看作差错予以剔除，然后重新计算看作差错予以剔除，然后重新计算49热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识例例 在一次内燃机的负荷特性试验中，对某一稳定工况下的转速用在一次内燃机的负荷特性试验中，对某一稳定工况下的转速用数字式转速仪测出数字式转速仪测出8次转速值，见下表，求该工况下的转速及其误次转速值，见下表，求该工况下的转速及其误差。差。解：解：(2)50热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识51热工测试技术第1章课件2、间接测量中随机误差的计算间接测量中随机误差的计算1.2 误差的基本知识
34、误差的基本知识 间接测量是指被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，间接测量是指被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，而是需要通过测取与被测量有一定关系的直接测量的量，再经而是需要通过测取与被测量有一定关系的直接测量的量，再经过计算求得。由此可知，间接测量误差不仅与直接测量的误差过计算求得。由此可知，间接测量误差不仅与直接测量的误差有关，而且还和两者之间的函数关系有关，因而还存在误差函有关，而且还和两者之间的函数关系有关，因而还存在误差函数。可见，间接测量误差计算由已知的有关直接测量误差的大数。可见，间接测量误差计算由已知的有关直接测量误差的大小和函数关系来加以确定。小和函数关系来加以确定。52
35、热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识n1.1.直接测量中直接测量中, ,一次测量一次测量时时s s随机随机误差的计算误差的计算( (实测的读数可能出实测的读数可能出现的最大相对误差现的最大相对误差) )为为: : 是仪表的精度等级；是仪表的精度等级； 仪表的量程；仪表的量程； 是实测时仪表读数。是实测时仪表读数。问：某一离心式转速表满刻度读数为问：某一离心式转速表满刻度读数为2000r/min，精度等级为精度等级为1 1，当指针值为，当指针值为200和和1500r/min时可能时可能出现的最大误差？出现的最大误差？20r/min结论结论: 采用一定量程的仪表，测量小示值的
36、采用一定量程的仪表，测量小示值的相对误差比测量大示值的相对误差要大。相对误差比测量大示值的相对误差要大。53热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识 o2. 2. 间接测量中间接测量中间接测量中间接测量中, ,多参数一次测量时随机误差的计算：多参数一次测量时随机误差的计算：多参数一次测量时随机误差的计算：多参数一次测量时随机误差的计算：o式中式中 为为一次直接测量量一次直接测量量 的随机误差的随机误差54热工测试技术第1章课件o3. 间接测量中间接测量中,多次测量时随机误差的计算：多次测量时随机误差的计算：式中式中 是多次直接测量量是多次直接测量量 的标准偏差估计值的标准偏差
37、估计值.1.2 误差的基本知识误差的基本知识55热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识1.某测温仪表的准确度等级为某测温仪表的准确度等级为1.0级，绝对级，绝对误差为误差为1，测量下限为负值（下限的，测量下限为负值（下限的绝对值为测量范围的绝对值为测量范围的10），试确定该），试确定该表的测量上限值、下限值和量程。表的测量上限值、下限值和量程。 （90， 10， 100 ）56热工测试技术第1章课件2.用测量范围为用测量范围为50+150kPa的压力表测的压力表测量量140kPa压力时，仪表示值为压力时，仪表示值为+142kPa，求该示值的绝对误差、实际相对误差和引求该示值
38、的绝对误差、实际相对误差和引用相对误差。用相对误差。 （+2kPa， +1.43%， +1.0% ）1.2 误差的基本知识误差的基本知识57热工测试技术第1章课件3.某某1.5级测量范围为级测量范围为0100kPa的压力表，在的压力表，在50kPa、80kPa、100kPa三点校验时，其示值三点校验时，其示值绝对误差分别为绝对误差分别为0.8kPa、+1.2kPa、+1.0kPa，试问该表是否合格？，试问该表是否合格？ 因为因为1.21.5%，所以该表合格。，所以该表合格。仪器基仪器基本误差本误差小于允小于允许误差，许误差，仪器合仪器合格；反格；反之则不之则不合格。合格。1.2 误差的基本知识
39、误差的基本知识58热工测试技术第1章课件4.现有现有2.5级、级、2.0级、级、1.5级三块测温仪表，对应的级三块测温仪表，对应的测量范围分别为测量范围分别为100+500、50550、01000，现要测量，现要测量500的温度，其测量值的的温度，其测量值的相对误差不超过相对误差不超过2.5%，问选用哪块表最合适？，问选用哪块表最合适？ 解：解：(500+100)2.5%=15，15500100%=3%； (550+50)2.0%=12， 12500100%=2.4%； (10000)1.5%=15， 15500100%=3%； 所以准确度所以准确度2.0级量程范围级量程范围50550的测温的测温仪表最合适。仪表最合适。1.2 误差的基本知识误差的基本知识59热工测试技术第1章课件1.2 误差的基本知识误差的基本知识 思考题：思考题：1、测试系统有哪几个主要部件组成？简述各部件的基本功能。、测试系统有哪几个主要部件组成？简述各部件的基本功能。2、何为仪表的量程和精度？若已知仪表的量程和精度如何求、何为仪表的量程和精度？若已知仪表的量程和精度如何求解测量误差？解测量误差？3、测量误差可分为哪几种？如何处理这几种误差？、测量误差可分为哪几种？如何处理这几种误差？作业：习题作业：习题8。60热工测试技术第1章课件
