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绪论,测量过程的三要素_、_、_。 测量方法按测量结果的获取方式来分,可分为_、_。 按被测量与测量单位的比较方式来分,测量方法可分为_、_、_。 热工仪表的种类繁多,但就其基本功能来看,一般可以剖析为下列三个基本部分,即_、_、_。 仪表的质量指标有_、_、_、_、_、_、_。 回差是指_。,下列哪一个参数更能说明示值的准确程度 ( ) A、绝对误差 B、相对误差 C、示值误差 D、都可以 用温度计分别测量炉子温度和水的温度,测量值分别是1645C和95C,真实值分别是1650C和100C,哪一个测量准确度更高? ( ) A、炉子 B、水 C、两者相同 D、无法判断 在规定的工作条件下,仪表量程内各示值误差中的绝对值最大者称为仪表的_。 仪表的引用误差定义为仪表示值的_与_之比,并以百分数示之。,仪表的准确度等级是仪表的_表示的允许误差去掉百分号后余下的数字。 一测量范围内010MPa的弹簧管压力计经校验,在其量程上各点处最大示值误差max=0.14MPa,则该表的最大引用误差是_,若该仪表的准确度等级为1.0级的,则仪表的允许误差是_,因此该仪表的准确度_(合格、不合格)。 测量过程中,假设测量仪表的指示值为x,被测量的真值为x0,仪表的量程为A,则写出示值的绝对误差、相对误差、引用误差分别为_、_、_。 用测量范围为-50150KPa压力表测量140KPa压力时,仪表示值是142KPa,求该示值的绝对误差、相对误差、引用误差。,例1-1 在同样条件下,一组重复测量值的误差服从正态分布,求误差 不超过 、 、 的置信概率P。 解:根据题意,z=1,2,3。从表1-1查得 因此 相应的显著性水平 a=1-P=1-0.68269=0.31731,同理: 相应的显著性水平:,例1-2 对恒速下旋转的转动机械的转速进行了20次重复测量,得到如下一列测量值(单位为r/min) 4753.1 4757.5 4752.7 4752.8 4752.1 4749.2 4750.6 4751.0 4753.9 4751.2 4750.3 4753.3 4752.1 4751.2 4752.3 4748.4 4752.5 4754.7 4750.0 4751.0 求该转动机械的转速(要求测量结果的置信概率为95%),解:从已知可得置信系数z=2 (1)计算测量值子样平均值 (2)计算标准误差估计值S: 为计算方便上式可改写为,(3)求子样平均值的标准误差 (4)对于给定的置信概率,求置信区间半长a: 根据题意: 亦即: 设 且记,那么 查表1-1 得 z=1.96 所以 测量结果可表达为,例1-3 在与例1-2同样测量条件下,单次测量转动机械的转速为4753.1r/min,求该转动机械的转速(测量结果的置信概率仍要求为95%) 解:(1)由上例已计算得到在该测量条件下的标准误差估计值S=2.0r/min。 (2)给定的置信概率P=95%,求置信区间半长a,即 设 且记 那么,查表1-1得 z=1.96 所以 测量结果可表达为,例1-4 用光学高温计测某种金属固液共存点的温度,得到下列五个测量值(C):975,1005,988,993,987。试求该点的真实温度(要求测量结果的置信概率为95%)。 解:因为是小子样,采用t分布置信系数来估计置信区间。 (1)求出五次测量的平均值,(2)求 的标准估计值 : (3)根据给定的置信概率P=95%求得的显著性水平a=1-P=0.05和自由度v=5-1=4,查表1-2,得t(0.05,4)=2.77。所以,测量结果为 即被测金属固液共存点温度有95%可能在温度区间976.2C,1003.0C之内。,例1-5 铜电阻值与温度之间的关系为 ,现通过直接测量 已知20C下的铜电阻值 电阻温度系数 ,铜电阻处的温度 ,置信概率皆为68.27%,求电阻值 及其标准误差。 解: (1)求电阻值 :,(2)求 电阻值的标准误差,先求函数对各直接测量量的偏导数:,再求各直接测量量的标准误差: 所以,(3)最后,间接测量量电阻值 的测量结果可表示为: (P=68.27%),例1-6 有一组重复测量值( ) (i=1,2,16) 39.44 39.27 39.94 39.44 38.91 39.69 39.48 40.56 39.78 39.35 39.68 39.71 39.46 40.12 39.39 39.76 试分别用拉依达准则和格拉布斯准则检验粗大误差和剔除坏值。 (1)按由小到大的顺序排列数据 (i=1,2,16),(2)计算子样平均值 和测量列的标准误差估计值S: (3)首先按拉依达准则检验,由于 所以经检验,这组测量值不存在坏值。,(4)其次按格拉布斯准则检验,根据选定判别的显著性水平a=0.05和子样容量n=16,从表1-3中查得格拉布斯准则临界值T(16,0.05)=2.443。 由于: 故 在显著性水平5%之下,被判断为坏值,应剔除。,(5)剔除坏值后,重新计算余下测量值的算术平均值 和标准误差S: 根据a=0.05,n=15查表1-3得T(15,0.05)=2.409 由于 故可知余下的测量值中已不含粗大误差的坏值。,例1-7 对某恒温箱温度进行了10次测量,依测量的先后顺序获得如下的测量值() 20.06 20.07 20.06 20.08 20.10 20.12 20.14 20.18 20.18 20.21 试检验该测量列中是否含有变值系统误差。 解:(1)计算测量列的算术平均值 和标准误差估计值S:,计算各测量值的残差 -0.06 -0.05 -0.06 -0.04 -0.02 0 +0.02 +0.06 +0.06 +0.09 (2)根据残差的变化,即根据残差由负到正,代数值逐渐增大的现象,可判断该测量列中存在累积系统误差。 (3)根据马尔科夫准则检验,求得 因为 ,故可判定该测量列含有累积系统误差。,(4)根据阿贝准则检验,求得 因为 故可判断该测量列中含有周期性系统误差,而这一结论在用残差变化观察中并未发现。,例1、 用一支K型镍铬-镍硅热电偶测量某设备的温度,已知热电偶工作温度端温度为600,冷端温度为20 ,求热电偶产生的热电势 解:查表得,例2 某支K型热电偶在工作时,冷端温度为20,测得的热电势30.001mV,求被测介质的实际温度。 解:查表 查表得30.799mV对应的温度为740,例1、 用一支K型镍铬-镍硅热电偶测量某设备的温度,已知热电偶工作温度端温度为600,冷端温度为20 ,求热电偶产生的热电势 解:查表得,例2 某支K型热电偶在工作时,冷端温度为20,测得的热电势30.003mV,求被测介质的实际温度。 解:查表 查表得30.801mV对应的温度为740.1,例2 某支K型热电偶在工作时,冷端温度为35,测得的热电势33.339mV,求被测介质的实际温度。 解:查表 查表得34.706mV对应的温度为836,例1:现有S分度号的热电偶和温度显示仪表组成测温系统,被测温度已知为1000C,仪表所处的环境温度为30C,当仪表的机械零点分别为0C、30C、60C时问仪表的指示各为多少? 解:热电偶输入显示仪表的热电势为 E1=E(1000,30)=E(1000,0)-E(30,0) =9.587-0.173=9.414(mv) 仪表的指示: Et=E1+Em Em-机械零位变化所加的等效电动势值,机械零位在0C时,Em=0 Et=9.414+0=9.414 查表得 t=985C 机械零位在30C时,Em=0.173mv Et=9.414+0.173=9.587 查表得t=1000C 机械零位在60C时,Em=0.365mv Et=9.414+0.365=9.779 查表=1016.7C 由此可见,仪表的机械零位只有调整到与参比端温度相一致时,补偿才能恰当,否则会引起欠补偿或过补偿。,例:用分度号为K的热电偶和动圈表组成测温回路,把动圈式仪表的机械零点调到20,热电偶的冷端温度为50 。求出当仪表显示450 时的被测温度。 解:E(450,0)=E(t,50)+E(20,0) 查表得E(450,0)=18.516mv E(20,0)=0.798mv E(50,0)=2.023mv E(t,50)= E(450,0)-E(20,0)=17.718mv E(t,0)=E(t, 50)+E(50,0) =17.718+2.023=19.741mv 查表得t=478.8 ,在600附近校验热电偶,标准热电偶的热电势读数平均值为5.267毫伏 标准热电偶证书中写明,在热端为600、冷端为0时的热电势为5.257毫伏 分度表上,热端为600、冷端为0时热电势为5237毫伏。 1)算出标准热电偶在600时的电势误差 E5.257-5.237=0.02mV 可见标准热电偶的电势值相对于分度表值是偏高的 2) 把标准热电偶的读数平均值减去该电势误差,即 5.267-0.0205.247mV 然后从分度表中查出与5.247相对应的601此温度即为标淮热电偶与被校热电偶热端的真实温度。 3)用被校热电偶的平均读数从分度表中查出相对应的温度。将它们与601进行比较后,得到在601时被校热电偶的温度误差。,两线制,三线制,如图所示为具有温度补偿的动圈测量机构线路。已知温度补偿用热敏电阻RT在20时的阻值为68 ,在50 时的阻值为26.27 ,锰铜电阻为40.41 ,动圈电阻在20 时为80 ,铜在20 时的电阻温度系数为0.00392 -1,试说明动圈电阻在50 时的温度补偿作用。,在20时Rt和RB并联电阻值为25.34 总的阻值为25.34+80=105.34 铜电阻在50时的阻值 RD=R0(1+at)=80(1+0.00392*30)=89.408 在50时Rt和RB并联电阻值为15.92 总的阻值为89.408+12.92=105.328,简答题,利用热电偶测量电炉温度时容易引入共模干扰电压影响,简述如果消除。 1、热电偶“悬空” 2、采用三线热电偶 3、热电偶保护套管接地,选择题:,1、在利用进行热电偶表面温度测量时,下面哪种接触形式所产生的导热误差最小 A、点接触 B、面接触 C、等温线接触 D、分立接触 2、将热电偶热端焊接固定于被测表面,下列哪种焊接形式产生的导热误差最小 A、球形焊 B、交叉焊 C、平行焊,思考题,1、管内流体温度测量时,采取什么措施来减小测温误差? 2、高温气体温度测量时,采取哪些措施来减小热辐射误差?,
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