建筑環(huán)境測試技術(shù)答案(方修睦版)

1、1.測量和計量的相同點和不同點是什么？答：測量是通過實驗手段對客觀事物取得定量信息的過程，也就是利用實驗手段把測量直接或間接地對另一個同類已知量進行比較，從而得到待測量值的過程，而計量是利用技術(shù)和法制手段實驗單位統(tǒng)一和量值準確可靠的測量。計量可以看作測量的特殊形式，在計量過程中，認為所使用的量具和儀器是標準的，用它們來校準、檢定受檢量具和儀器設(shè)備，以衡量和保證使用受量具儀器進行測量時所獲得測量結(jié)果的可靠性。2. 測量的重要意義主要體現(xiàn)在哪些方面？答：定性和定量精確計算來認識事物，建立公式、定理和定律 。3. 計量的重要意義主要體現(xiàn)在哪些方面？答：確保各類量具、儀器儀表測量結(jié)果的準確性、可靠性和

2、統(tǒng)一性，所以必須定期進行檢驗和校準。4. 研究誤差的目的是什么？答：就是要根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因、性質(zhì)及規(guī)律，在一定測量條件下盡量減小誤差，保證測量值有一定的可信度，將誤差控制在允許的范圍之內(nèi)。5. 測試和測量是什么樣的關(guān)系？答：測試是測量和試驗的全稱，有時把較復(fù)雜的測量成為測試。6. 結(jié)合自己的專業(yè)，舉例說明測試技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在哪些方面？答：測試技術(shù)涉及傳感器、試驗設(shè)計、模型理論、信號加工與處理、誤差理論、控制工程和參數(shù)估計等內(nèi)容。例如:溫度的變化可以引起溫度敏感元件（如：熱敏電阻）阻值的變化，其阻值的變化量是可以直接測量的。7. 舉例說明各種不同測量方法的實際應(yīng)用。答:直接測量：用電壓表測

3、量管道水壓，用歐姆表測量電阻阻值等。間接測量：需要測量電阻R上消耗的直流功率P，可以通過直接測量電壓U，電流I，而后根據(jù)函數(shù)關(guān)系P=UI，經(jīng)過計算間接獲得功率P。組合測量：測量電阻器溫度系數(shù)的測量。8. 深入理解測量儀表的精度和靈敏度的定義？二者的區(qū)別？答：精度是指測量儀表的讀數(shù)或者測量結(jié)果與被測真值相一致的程度。靈敏度表示測量儀表對被測量變化的敏感程度。區(qū)別：精度是用精密度、正確度和準確度三個指標加以表征，而靈敏度是測量儀表指示值增量與被測量增量之比。9. 精密度、正確度、準確度三者的不同含義是什么？答：精密度說明儀表指示值的分散性，表示在同一測量條件下對同一測量進行多次測量得到的測量結(jié)果的

4、分散程度。正確度說明儀表指示值與真值的接近程度。準確度是精密度和正確度的綜合反應(yīng)。準確度高，說明精密度和正確度都高。10. 結(jié)合例1.2.3（圖1.2.3）深入理解在實際測量過程中，儀表輸入電阻（輸入阻抗）選擇的重要性。答：在此題中應(yīng)選用輸入阻抗盡可能大的電壓表，輸入阻抗大測量就小，否則造成的儀器誤差會很大，所以在實際測量中，應(yīng)選擇合適的儀表輸入電阻，否則會造成誤差很大甚至使測量結(jié)果失去實際意義。11. 說明計量系統(tǒng)中單位制的概念。答：由基本單位輔助單位和導(dǎo)出單位構(gòu)成的完整體系稱為單位制。12. 深入理解基本單位、輔助單位和導(dǎo)出單位構(gòu)成的完整計量體系。答：基本單位是那些可以彼此獨立加以規(guī)定的物

5、理量單位，共7個，分別為：秒、千克、開爾文、坎德拉、摩爾、米、安培。由基本單位通過定義定律及其他系數(shù)關(guān)系派生出來的單位稱為導(dǎo)出單位。如：頻率的單位赫茲定義為”周期為1秒的周期現(xiàn)象的頻率”.13. 說明主基準、副基準、工作基準的各自用途。答：主基準（也叫國家基準也稱作原始基準）是用來復(fù)現(xiàn)和保存計量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達到的最高準確度的計量器具，經(jīng)國家鑒定批準，作為統(tǒng)一全國計量單位量值的最高依據(jù)。副基準地位僅次于國家基準平時用來代替國家基準使用或驗證國家基準的變化。工作基準實際用以檢定下屬計量標準的計量器具。設(shè)置工作基準的目的是不使主基準或副基準因頻繁使用而喪失原有的準確度。第2章 測量誤差

6、和數(shù)據(jù)處理思考題與習(xí)題1.為什么測量結(jié)果都帶有誤差？答：在實際測量中，由于測量器具不準確，測量手段不完善以及環(huán)境的影響，測量操作不熟練及工作疏忽等因素導(dǎo)致測量結(jié)果與被測量真值不同。2. 簡述誤差、相對誤差、修正值的定義。答：誤差：測量儀器儀表的測量值與被測量真值之間的差異稱為測量誤差。相對誤差：相對誤差用來說明測量精度的高低，可分為實際相對誤差和示值相對誤差。修正值：與絕對誤差的絕對值相等但符號相反的值稱為修正值。3. 什么是真實值？應(yīng)用中如何選擇？答：一個物理量在一定條件下所呈現(xiàn)的客觀大小或真實值稱為它的真值。真值一般無法得到，但可通過大量的測量數(shù)據(jù)從統(tǒng)計理論上可以得到一個純理論值 。真值：

7、可分為純理論值A(chǔ)0 指定值A(chǔ)s或?qū)嶋H值A(chǔ)。在測量中 A0 As和A一般不作區(qū)別。4 、解：絕對誤差 實際相對誤差 示值相對誤差 絕對誤差 實際相對誤差 示值相對誤差 5 、解：示值誤差 示值相對誤差 示值引用誤差 精度級別 6、解：示值誤差 示值相對誤差 示值引用誤差 在25時，7 、解：絕對誤差故該表合格8、解：絕對誤差 在50V時，引用誤差 故不合格9、解：第一根管道的示值相對誤差 第二根管道的示值相對誤差 故第二根管道測量效果好10、解：絕對誤差 實際相對誤差 示值相對誤差 11. 誤差來源一般如何考慮？答：誤差來源有儀器誤差、人身誤差、方法誤差。(影響誤差可以不作考慮)12.解釋精度、

8、精密度、正確度和準確度的含義。答：精度是指測量儀器的讀數(shù)或測量結(jié)果與被測量真值相一致的程度。精密度是說明儀表指示值的分散性表示在同一測量條件下對同一測量進行多次測量時，得到的測量結(jié)果的分散程度。正確度說明儀表指示值與真值的接近程度。準確度是精密度和準確度的綜合反應(yīng)。13.簡述系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差的含義。答：系統(tǒng)誤差：在多次等精度測量，同一恒定量值時誤差的絕對值和符號保持不變，或當(dāng)條件改變時按某種規(guī)律變化的誤差。隨機誤差：又稱偶然誤差，是指對同一恒定量值進行多次等精度測量時，其絕對值和符號無規(guī)則變化的誤差。粗大誤差：在一定的測量條件下，測得值明顯得偏離實際值形成的誤差稱為粗大誤差。14.

9、 服從正太分布的隨機誤差有哪些性質(zhì)？答：1、對稱性2、單峰型3、有界性4、抵償性。15、解：隨機誤差在±內(nèi)的概率：隨機誤差在±2內(nèi)的概率：隨機誤差在±3內(nèi)的概率：16、解：單次測量均方根誤差的貝塞爾公式：17、解：平均值單次測量均方根誤差18均方根誤差=1.2；n=16平均值均方根誤差18. 對某量等精度獨立測量16次，多次測量均方根誤差為1.2，求平均值均方根誤差。答：x=/=0.319. 實驗中為什么要進行多次測量？答：就單次測量而言，隨機誤差沒有規(guī)律，其大小和方向完全不可預(yù)知，但當(dāng)測量次數(shù)足夠多時，其總體服從統(tǒng)計學(xué)規(guī)律多數(shù)情況下接近正態(tài)分布。20. 若xi多

10、次等精度獨立測量值，則測量的最佳值是什么? 答：最佳值為算術(shù)平均值. .22、解：平均值均方根誤差算術(shù)平均值的標準差測量結(jié)果 即（Q2：用不用去除粗大誤差？）23、解：間接測量的標準差：取y得極限誤差y=3y，則絕對誤差：相對誤差：27、解：28、解：(Q3：原題中？)29、解：Q的相對誤差 30、電能W的相對誤差 32、解： 33、解：或或 35、解：nxivivi21100.47-0.280.08012100.54-0.210.04543100.60-0.150.02344100.65-0.100.01065100.73-0.020.00056100.770.020.00037100.82

11、0.070.00458100.900.150.02169101.010.260.066010101.040.290.0824計算值（1） 求出算術(shù)平均值；（2） 計算Vi，并列于表中；（3） 計算標準差：（4） 按=3判斷有無>3=0.5787，經(jīng)查表知沒有粗大誤差的測量值36.串聯(lián)時：由于總誤差相對誤差 又因為 所以 故大電阻的誤差對總誤差相對誤差影響較大(1) 并聯(lián)時：由于總誤差相對誤差 又因為所以 故小電阻的誤差對總誤差相對誤差影響較大38、解：1）求出算術(shù)平均值 ；V第三章1、什么是溫標？答：溫標是為了保證溫度量值的統(tǒng)一和準確而建立的一個用來衡量溫度的標準尺寸。2、ITS-90溫

12、標的三要素是什么？答：溫度計、固定點、內(nèi)插方程。3、常用的溫標有哪幾種？它們之間具有什么關(guān)系？答：常用的溫標有攝氏溫標、華氏溫標、熱力學(xué)溫標。攝氏溫標和華氏溫標是以定義固定點溫度指定值以及在這些固定點上分度過的標準儀器來實現(xiàn)熱力學(xué)溫標，各固定點間的溫度是依據(jù)內(nèi)插公式是標準儀器的示值與國際溫標的溫度值相聯(lián)系。4、常用的溫度測量儀表共有幾種？各適于用在哪些場合？答：1）玻璃式溫度計，根據(jù)所填充的液體介質(zhì)不同能夠測量200750攝氏度范圍的溫度；2）壓力式溫度計，一般工作距離不超過60m,北側(cè)為度一般為50550攝氏度：3）熱電溫度計，廣泛用來測量2001300攝氏度范圍內(nèi)的溫度：4）電阻溫度計，測

13、量200600攝氏度范圍內(nèi)的溫度。5膨脹式溫度計有哪幾種？有何優(yōu)缺點？答：液體膨脹式溫度計、固體膨脹式溫度計、壓力式溫度計。液體膨脹式：優(yōu)點：直觀、測量準確、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉。 缺點：不能自動記錄、不能遠傳，易碎、測溫有一點延遲。固體膨脹式溫度計：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、可靠。 缺點：精度不高。固體膨脹式溫度計：優(yōu)點：簡單可靠，抗震性能好，具有良好的防爆性。 缺點：動態(tài)性能差、示值的滯后較大、不能測量迅速變化的溫度。6、 熱電偶溫度計的測溫原理是什么？有哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答：原理：兩種不同的導(dǎo)體A和B連接在一起，構(gòu)成一個閉合的回路，當(dāng)兩個接點1和2的溫度不同時，如T>T。，在回

14、路中就會產(chǎn)生熱電動勢，導(dǎo)體A、B熱電極焊接在一起，測量時將其將其測量場所感受被測量溫度。所以，熱電偶通過測量熱電動勢來實現(xiàn)測溫。組成部分：熱電偶，補償導(dǎo)線，測量儀表。作用：熱電偶，將熱能轉(zhuǎn)化為電能。 補償導(dǎo)線，用于連接熱電偶、測量儀表及電極。 測量儀表，測量并顯示測量值。7、 熱電偶溫度計為什么要進行溫度補償？有哪幾種冷端補償？答：根據(jù)熱電偶的測溫原理，熱電偶回路所產(chǎn)生的熱電勢只有在固定冷端溫度T。時，熱電偶的輸出電勢才只是熱端溫度T的單值函數(shù)，在熱電偶的分度表中或分度檢定時，冷端溫度都保持在0攝氏度。在使用時往往由于現(xiàn)場條件等原因，冷端溫度不能維持在0攝氏度，使熱電偶輸出的電勢值產(chǎn)生誤差，因

15、此測溫時要進行冷端補償。 常用方法：1）補償導(dǎo)線法；2）計算修正法；3）冷端恒溫法；4）補償電橋法。8、當(dāng)開關(guān)置于位置時： 對于E分度的熱電偶溫度計，由附表5查得：E(20，0)=1.192609; E(30，0)=1.801618 E(24，0)= 由題意所以=36.3228202 mV由附表5查得：E(490，0)=36.190809 E(500，0)=36.999 當(dāng)開關(guān)置于位置時，屬于熱電偶的反向串聯(lián)，其輸出的熱電勢反映了兩個測點 和 的溫度之差，即 所以，=E(480，0)=35.382802 E(490，0)=36.190809溫差為 9、 熱電阻溫度計的測溫原理是什么？常用的熱電

16、阻有哪些？0攝氏度時的電阻值各是多少？答：導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻率與溫度有關(guān)，利用比特性制成電阻感溫原件，它與測量電阻阻值的儀表配套組成電阻溫度計進行測溫。 常用的熱電阻：鉑熱電阻、銅熱電阻、鎳熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻。10、 輻射測溫的基本方法有哪些？輻射測溫儀表由哪些基本環(huán)節(jié)組成？答：輻射測溫的基本方法有亮度比較法、直接測量法、對比測量法?；经h(huán)節(jié)：光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出部分等。11、 輻射式溫度計可分為幾大類？各自的基本原理是什么？答：輻射式溫度計可分兩大類：一類是光學(xué)輻射式高溫計，包括單色光學(xué)高溫計、光電高溫計、全輻射高溫計、比色高溫計等；另一類是紅外輻射儀，包

17、括全紅外輻射儀、但紅外輻射儀、比色儀等。原理：光學(xué)輻射是高溫計：物體在某一波長下的單色輻射強度與溫度有單值函數(shù)關(guān)系，單色輻射的強度增長速度比溫度的增長速度快得多；被測物體光譜輻射亮度隨溫度升高而增加；絕對黑體的全輻射能量和其熱力學(xué)溫度的四次方成正比；當(dāng)溫度增加時，絕對黑體的最大單色輻射強度向波長減小的方向移動，使在波長入1和入2下的亮度比隨溫度變化。紅外輻射儀：任何物體只要其溫度高于絕對零度都會因為分子的熱運動而輻射紅外線，物體發(fā)射紅外輻射能量與物體絕對溫度的四次方成正比。12、 為什么輻射溫度計全用黑體刻度？測量時怎樣修正？答：因為輻射式溫度計是根據(jù)全輻射定律制作的溫度計，絕對黑體的全輻射能

18、量和其熱力學(xué)溫度的四次方成正比，所以當(dāng)知道黑體的全輻射能量F。后，就可以知道溫度T。第五章5、由題意得，選擇彈簧管式壓力表。設(shè)彈簧管壓力表的量程為A，則根據(jù)最大工作壓力有A1.6/(3/4)=2.13MPa根據(jù)最小工作壓力有A1.1/(1/3)=3.3MPa根據(jù)儀表的量程系列，可選擇量程范圍為02.5MPa的彈簧管壓力表。由題意，被測壓力的允許最大絕對誤差為 =1.1×5%=0.055MPa這就要求所選儀表的相對百分比誤差為 0.055/(1.6-0)×100%=2.2%根據(jù)儀表的精度等級，選擇2級的彈簧管式壓力表。6、由題意得，所選儀表的相對百分比誤差為 0.01/(1.

19、6-0)×100%=0.625%故精度為1級的壓力表不符合精度要求。7、設(shè)水的密度為 ，水銀的密度為 由圖得， 所以 8、由題意得，管道中的最大壓力為0.2MPa，即為200KPa。根據(jù)國際規(guī)定的壓差變送器的量程系列，選擇差壓變送器的量程為200KPa。 ，當(dāng)P=0時，=700×9.8×5=34.3KPa所以，差壓變送器需進行正遷移，遷移量為34.3KPa。9、最高液位為0.3m時，最大差壓量為 當(dāng)液位在0-0.3m變化時，差壓的變化量為0-2.94KPa。根據(jù)國際規(guī)定的差壓變送器的量程系列，故選差壓變送器的量程為3KPa。當(dāng)=0時，所以差壓變送器需進行正遷移，遷

20、移量為147KPa。第六章4、解:1） 計算差壓的變化量最高液位為時，最大的差壓量為當(dāng)液位在變化時，差壓的變化量為。2） 選擇差壓變送器的量程根據(jù)過邊規(guī)定的差壓變送器的量程系列，大于17.64kPa的差壓變送器量程為25kPa。3） 計算差壓變送器的遷移量當(dāng)H=0時，有即差壓變送器需要進行負遷移，遷移量為 4）計算遷移后差壓變送器的差壓測量范圍根據(jù)選擇的差壓變送器的量程，及進行負遷移后，差壓變送器的最小測量量為：根據(jù)選擇的差壓變送器的量程，及進行負遷移后，差壓變送器的最大測量量為：5） 計算差壓變送器的液位測量范圍根據(jù)實際選擇的差壓變送器量程來進行換算，計算出實際的液位測量范圍為：實際可測量的

21、液位范圍為。第七章10、由公式（7.4.15） 代入上式=5.877 17、利用插值 解得：P=3750Pa =12018、根據(jù)公式7.6.3， 將 B=0.01T D=0.24m代入上式得19、量程比：最大測量范圍與最小測量范圍之比由題意，最小測量流量為40/10=420、根據(jù)公式（7.5.1） f=41701個/s 22、由公式（7.1.12） K=0.96分別將測點1-9的靜壓及全壓代入上式得測點123456789流速0.7 0.8761.211.041.161.080.820.7840.876根據(jù)公式（7.4.1） = 23、根據(jù)表7.4.4由題意得： 上游側(cè)90°彎頭： =14mm上游側(cè)閘閥： =12mm因為上游第一阻力件與第二阻力件之間的直管段 長度按上游第二阻力件形式和由表7.4.4查得的值折半，所