第一章測量基本知識

第一章測量基本知識《建筑環(huán)境測試技術》課程簡介課程性質：專業(yè)基礎課課程內容：測量與測量儀表的基本知識;溫度、濕度、壓力、流量、流速、液位、熱流量、成分分析、噪聲等各種建筑環(huán)境測試參數(shù)的測量原理，對應的各種測量儀表的結構、原理與使用。第一章測量基本知識參考書目1.《建筑環(huán)境設備測試技術》，劉耀浩，天津大學出版社。2.《建筑熱工及環(huán)境測試技術》，丁力行，機械工業(yè)出版社。3.《熱工檢測技術》，劉滿堂，中國計量出版社。4.《熱工檢測儀表》，王玲生，冶金工業(yè)出版社。5.《自動檢測技術》，王紹純，冶金工業(yè)出版社。6.《自動檢測技術》，王化祥，化工出版社。7.《流量測量儀表應用技巧》，紀綱，化學工業(yè)出版社。8.《壓力測量技術及儀表》，杜水友，機械工業(yè)出版社。9.《溫度的測量與控制》，姜忠良等，清華大學出版社第一章測量基本知識第一章測量的基本知識授課時間：3學時主要內容：測量、測量儀表、計量的基本概念。重點和難點:儀表誤差的計算、測量系統(tǒng)的組成。第一章測量基本知識思考題按照測量手段進行分類，測量通常分為哪幾種類型？按照測量方式進行分類，測量通常分為哪幾種類型？測量系統(tǒng)由哪幾個環(huán)節(jié)組成？儀表的性能指標有哪些？如何進行儀表的正確選擇？第一章測量基本知識第一節(jié)測量的基本概念一．測量的定義1．概念：測量是運用專門的工具，根據物理、化學、生物等原理，通過實驗和計算找到被測量的量值。2.定義：測量是以同性質的標準量與被測量比較，并確定被測量相對標準量的倍數(shù)。表達式：L=X/U說明：①標準量應是國際或國家公認的。②采用的方法或儀器需經驗證。被測量標準量測量值第一章測量基本知識2．間接測量：被測量不能通過直接測量的方法得到，而必須通過一個或多個直接測量值利用一定的函數(shù)關系運算才能得到。二．測量方法按測量手段分類1．直接測量：通過測量能直接得到被測量數(shù)值的測量。y=x測量值被測量直接測量值被測量第一章測量基本知識熱量表第一章測量基本知識3．組合測量：被測量不能通過直接測量或間接測量得到，而必須通過直接測量的測得值或間接測量的測得值建立聯(lián)立方程組，通過求解聯(lián)立方程組的辦法才能得到最后結果。公式：第一章測量基本知識舉例：電阻器溫度系數(shù)的測量。在此，溫度系數(shù)αβ為被測量，可通過測得在兩個不同溫度下的電阻值，即通過得到t1、t2、Rt1、Rt2四個直接測量值建立方程組通過計算即可得到。若R20未知，則可聯(lián)立三個方程即可。第一章測量基本知識按測量方式分類1．偏差法：用儀器儀表的指針的位移表示被測量大小的方法。2．零位法：亦叫平衡法。測量時用被測量與標準量比較，不斷調整標準量的大小，當指零器為0時，即可根據標準量的大小得到被測量的大小。第一章測量基本知識RX第一章測量基本知識3．微差法：偏差法與零位法相結合構成微差法。通過測量被測量與標準量之差來得到待測量的值。除了以上分類方法以外，還可分為精密測量與工程測量、等精度測量與不等精度測量、本地測量與遠地測量等。第一章測量基本知識三．測量方法的選擇原則①被測量本身的特性；②被測量的準確度；③測量環(huán)境；④現(xiàn)有測量設備。

在此基礎上選擇合適的測量儀表和正確的測量方法。

第一章測量基本知識舉例：電壓表測量高內阻電路端電壓。

若電路輸出等效內阻為80kΩ，當電壓表內阻分別為10MΩ、120kΩ，對應的數(shù)字電壓表測得的電壓為：

V+-5V所以當測量電路的內阻較大時，要測量電路的端電壓需要選用內阻高的數(shù)字電壓表。80kΩ第一章測量基本知識第二節(jié)測量儀表一．測量系統(tǒng)的組成測量系統(tǒng)由被測對象和測量設備組成，測量設備一般由傳感器、變換器、顯示裝置、傳輸通道組成。對應的系統(tǒng)框圖如下。傳感器變換器顯示裝置被測量傳輸通道第一章測量基本知識1．傳感器：是測量系統(tǒng)與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的部分。對傳感器的要求：①輸入與輸出有穩(wěn)定而準確的單值函數(shù)關系。②非被測量對傳感器作用時，應使其對輸出的影響小到忽略。③負載效應小。（負載效應：被測量受到儀表的干擾而產生的偏離。）

第一章測量基本知識熱電偶第一章測量基本知識2．變換器（變送器）將傳感器的輸出信號轉換成顯示裝置易于接受的信號。包括機械放大，電信號放大，電信號轉換。電動單元組合儀表

——標準電壓電流信號DDZII電流:0-10mA;電壓0-10VDDZIII電流:4-20mA;電壓1-5VDDZS電流:4-20mA;電壓1-5V第一章測量基本知識電容式壓力變送器溫度變送器第一章測量基本知識3．顯示裝置：分為模擬式、數(shù)字式、屏幕式數(shù)字式模擬式屏幕式第一章測量基本知識4．傳輸通道：是各儀表之間輸入與輸出聯(lián)系的紐帶。傳輸通道可以是導線、管道、光纜、無線電通訊等。第一章測量基本知識二．測量誤差與測量精度1．測量誤差：測量值與被測量真值之差。絕對誤差：相對誤差：

示值相對誤差：被測量真值一般無法得到，在實際中通常以實際值代替。被測量真值測量值第一章測量基本知識分類：①系統(tǒng)誤差：凡是誤差的數(shù)值是固定的或者按照一定規(guī)律變化的誤差。②隨機誤差：在測量過程中存在許多隨機因素對測量造成干擾，使測得值帶有大小和方向都難以預測的測量誤差。③粗大誤差：明顯歪曲測量結果的誤差。第一章測量基本知識N(t)AxN(t)AxN(t)AxN(t)Ax只有隨機誤差累進系統(tǒng)誤差恒定系統(tǒng)誤差周期性系統(tǒng)誤差第一章測量基本知識2．測量精度：描述測量值偏離真值的程度，與測量誤差有著密切聯(lián)系。由測量誤差決定。①正確度—說明測量值與真值之間的接近程度，反映系統(tǒng)誤差大小的程度。②精密度—說明測量值的分散性，反映隨機誤差大小的程度。③準確度—反映系統(tǒng)誤差和隨機誤差合成大小的程度。對于測量者來說，正確度高的精密度不一定高，反之亦然。但準確度高的正確度和精密度都高。第一章測量基本知識三．測量儀表的主要性能指標1．量程范圍：儀表能夠測量的最大輸入量與最小輸入量之間的范圍稱作儀表的量程范圍。量程：在數(shù)值上等于儀表上限減去儀表下限。Lm；2．儀表精度（儀表精度等級）儀表誤差示值絕對誤差：引用誤差：基本誤差：第一章測量基本知識

允許誤差：儀表出廠之前儀表廠家規(guī)定的儀表基本誤差不能超過某一個值。儀表精度等級：允許誤差去掉百分號的值定義為儀表的精度等級。精度等級的國家系列一般為、、、、、、、、、、、等。第一章測量基本知識舉例1：儀表1：量程范圍0～500℃，級；儀表2：量程范圍0～100℃，級。結論：同一精度儀表窄量程儀表產生的絕對誤差小于同一精度寬量程儀表產生的絕對誤差。第一章測量基本知識舉例2：儀表1：量程范圍0～500℃，級；儀表2：量程范圍0～100℃，級。儀表選擇時，在滿足測試要求的前提下，盡可能選擇小量程的儀表。第一章測量基本知識3．穩(wěn)定性（穩(wěn)定誤差）：是指在規(guī)定的時間、區(qū)間和其他外界條件恒定不變的情況下，儀表示值變化的大小。例如某數(shù)字溫度表的穩(wěn)定度為0.008%Lmx/8h。4．輸入電阻：例如對于數(shù)字電壓表對輸入阻抗有一定要求。5．靈敏度：穩(wěn)態(tài)下輸出變化量對輸入變化量的比值。X1X2L2L112第一章測量基本知識