风量测量装置

1、风量测量装置 一、基本概念一、基本概念 测量就是用实验的方法，把被测量与同性测量就是用实验的方法，把被测量与同性质的标准量进行比较，确定两者的比值，质的标准量进行比较，确定两者的比值，从而得到被测量的量值。从而得到被测量的量值。 测量技术：研究有关测量方法和测量工具测量技术：研究有关测量方法和测量工具的科学。的科学。用公式表达为：用公式表达为： Xa*UX 被测量被测量U 标准量标准量a 被测量与标准量的数字比值被测量与标准量的数字比值使测量结果有意义，测量必须满足以下要求：使测量结果有意义，测量必须满足以下要求：用来进行比较的标准量应该是国际上或国家用来进行比较的标准量应该是国际上或国家所公

2、认的，且性能稳定。所公认的，且性能稳定。进行比较所用的方法和仪器必须经过验证。进行比较所用的方法和仪器必须经过验证。二、基本内容二、基本内容1.1.测量方法、手段和测量仪器仪表原理。测量方法、手段和测量仪器仪表原理。2.2.测量的数据处理、误差分析和精度确定。测量的数据处理、误差分析和精度确定。三、测量的基本方法三、测量的基本方法 1.1.直接测量法直接测量法 在测量中，使未知物理量与做为标准的在测量中，使未知物理量与做为标准的物理量直接比较，用预先标定好的测量仪器物理量直接比较，用预先标定好的测量仪器进行测量，从而直接求出未知量的数值。进行测量，从而直接求出未知量的数值。（用途很广）（用途很

3、广）例如：水银温度计测量介质温度例如：水银温度计测量介质温度2.2.间接测量法间接测量法 测量中，通过未知量与若干个变量相联系测量中，通过未知量与若干个变量相联系的关系式先分别对各变量进行直接测量，然后的关系式先分别对各变量进行直接测量，然后将所得数值代入该关系式中进行计算，从而求将所得数值代入该关系式中进行计算，从而求得未知量的数值。（未知量与被测量之间存在得未知量的数值。（未知量与被测量之间存在一定的函数关系一定的函数关系）例如：测透平机械轴功率时：例如：测透平机械轴功率时： N N = = M M /9549(/9549(千瓦千瓦) )M M - - 透平机械轴传递的扭矩（牛顿透平机械轴

4、传递的扭矩（牛顿* *米米）N N - - 轴的转数（转轴的转数（转/ /分）分）3.3.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式测量中使各个未知量以不同的组合形式出现，根据直接测量或间接测量所获得的数出现，根据直接测量或间接测量所获得的数据，通过求解联立方程组以求得未知量的数据，通过求解联立方程组以求得未知量的数值。（未知量和被测量之间存在一定的关系）值。（未知量和被测量之间存在一定的关系）例如：用铂电阻温度计测量介质温度时，其例如：用铂电阻温度计测量介质温度时，其电阻值和温度的关系为：电阻值和温度的关系为： R Rt t= =R R0 0(1+(1+atat+ +btbt2

5、 2) )R Rt - t - 在在t t时的铂电阻值（欧姆）时的铂电阻值（欧姆）R R0 0 - - 在在0 0时的铂电阻值（欧姆）时的铂电阻值（欧姆）a a、b b - -铂电阻的温度系数（欧姆铂电阻的温度系数（欧姆/ /）为确定为确定a a、b b的关系，首先需测在不同温度下的关系，首先需测在不同温度下的电阻值，然后联立求的电阻值，然后联立求a a、b b 的数值。的数值。另：另：1.绝对测量与相对测量绝对测量与相对测量绝对测量：根据被测量的物理意义对定义绝对测量：根据被测量的物理意义对定义中的各个基本量同时进行测量以获得被测中的各个基本量同时进行测量以获得被测量值。量值。在国际单位制中

6、，有七个基本量。在国际单位制中，有七个基本量。相对测量：将被测量值和一已知的同类量值进相对测量：将被测量值和一已知的同类量值进 行比较，或和一个与其成函数关系的其他已知行比较，或和一个与其成函数关系的其他已知量进行比较，以获得被测量值的方法。量进行比较，以获得被测量值的方法。2.2.接触式与非接触式测量。接触式与非接触式测量。 3.3.静态测量与动态测量静态测量与动态测量。1-2 1-2 测量仪表测量仪表一、测量主要参数一、测量主要参数热力机械所测量的参数：热力机械所测量的参数：压力、温度、流量、功率、转速、应力、压力、温度、流量、功率、转速、应力、位移与振动、作功物质（工质）的成分位移与振动

7、、作功物质（工质）的成分 二、仪表的组成二、仪表的组成 传感器（敏感元件）传感器（敏感元件） 传送元件传送元件 变换器变换器 传送元件传送元件 显示器显示器 1、传感器（敏感元件）：在测量中所起、传感器（敏感元件）：在测量中所起的作用是感受被测参数的变化，随之在其中的作用是感受被测参数的变化，随之在其中产生一个内部变化，并向外界发出信号。产生一个内部变化，并向外界发出信号。传感器必须满足的三个条件：传感器必须满足的三个条件：敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关系；函数关系； 敏感元件应该只对被测量的变化敏感，而对敏感元件应该只对被测量的变化敏感，而

8、对其他一切可能的输入信号其他一切可能的输入信号( (包括噪声信号包括噪声信号) )不敏不敏感；感；在测量过程中，敏感元件应该不干扰或尽量在测量过程中，敏感元件应该不干扰或尽量少干扰被测介质的状态。少干扰被测介质的状态。 2 2、变换器：作用是将传感器发出的信号的性、变换器：作用是将传感器发出的信号的性质或强弱上进行加工然后发给显示器。（完全质或强弱上进行加工然后发给显示器。（完全取决于显示器的要求）取决于显示器的要求）3 3、显示器、显示器: :作用是根据传感器传来的信号向测作用是根据传感器传来的信号向测量人员指出被测量参数在数量上的变化。量人员指出被测量参数在数量上的变化。显示方式：模拟式、

9、数字式、屏幕显示式显示方式：模拟式、数字式、屏幕显示式 4 4、传送元件：其作用是建立各测量环节输入、传送元件：其作用是建立各测量环节输入、输出信号之间的联系。输出信号之间的联系。 二、测量仪表的主要性能指标二、测量仪表的主要性能指标 1. 1. 量程：仪表测量的最大输入量与最小输入量之间量程：仪表测量的最大输入量与最小输入量之间的范围。的范围。 2. 2. 精度：测量某物理量可能达到的测量值与真值的精度：测量某物理量可能达到的测量值与真值的符合程度。符合程度。 在仪表上，通常表示为测量范围的在仪表上，通常表示为测量范围的最大允许误差最大允许误差。 精度等级精度等级% %最大允许误差最大允许误

10、差 / / 测量范围。测量范围。 规定的常用级别：规定的常用级别：0.001, 0.005, 0.02, 0.05, 0.1, 0.001, 0.005, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.35, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 4.00.2, 0.35, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 4.0等等 例题例题: : 某待测电压某待测电压 220 220V V，现有现有0.50.5级级0 010001000V V和和 1.0 1.0级级0 0300300V V两块电压表，试选择合适仪表。两块电压表，试选择合适仪表。 解：解： 0.5 0.5级级 0 01000100

11、0V V表的最大可能误差：表的最大可能误差： 1 = 1000= 10000.5% = 5V0.5% = 5V 1.0 1.0级级 0 0300300V V表的最大可能误差：表的最大可能误差： 2 = 300= 3001.0% = 3V1.0% = 3V 显然，选用显然，选用1.01.0级级0 0300300V V的电压表好。的电压表好。 表明选表时，不要单纯追求仪表的等级。表明选表时，不要单纯追求仪表的等级。3 3灵敏度：通常表示为测量系统输出量的变化与引灵敏度：通常表示为测量系统输出量的变化与引起这种变化的相应输入量的变化的比值。起这种变化的相应输入量的变化的比值。 4 4变差（迟滞性）：

12、表示仪表的正向特性与反向特变差（迟滞性）：表示仪表的正向特性与反向特性的性的差异差异程度，即测量同一量时，正反两行程输出量程度，即测量同一量时，正反两行程输出量的差异程度。的差异程度。 E Eb b = = 最大差异量最大差异量/ /量程量程100%100% 5. 5. 复现性：复现性： 同一条件下，对同一被测量同一条件下，对同一被测量多次重复测量，其结果不一致程度。多次重复测量，其结果不一致程度。 Ef = Ef = 最大差值最大差值/ /量程量程 100%100%6 6线性：线性： 表征仪表的理论输出输入特性曲线为直线，表征仪表的理论输出输入特性曲线为直线，通常通常有线性仪表和非线性仪表有

13、线性仪表和非线性仪表。 线性仪表特点：均匀刻度，等同灵敏度线性仪表特点：均匀刻度，等同灵敏度。 线性度：表征线性度：表征线性仪表线性仪表实际特性与理论特性的不一致程实际特性与理论特性的不一致程度。度。 响应时间：响应时间： 示值从开始变化到进入稳定的时间。示值从开始变化到进入稳定的时间。 过冲量过冲量 ： 示值的最大振幅与稳态值的差值。示值的最大振幅与稳态值的差值。 自振频率：仪表的固有频率自振频率：仪表的固有频率 8 8温度误差温度误差 9 9零位温漂和满量程热漂移零位温漂和满量程热漂移 1010输入阻抗与输出阻抗输入阻抗与输出阻抗 1-3 1-3 测量误差基本概念测量误差基本概念 一、精密

14、度，准确度，精确度一、精密度，准确度，精确度 精密度：精密度： 在测量中，数值重复在测量中，数值重复一致的程度。体现在一致的程度。体现在“密密”字字 。准确度：准确度： 测量值与真值的偏离测量值与真值的偏离程度。体现在程度。体现在“准准”字字 。精度：精度： 精密度与准确度的综合，精密度与准确度的综合，总体表征测量值与真值的符合总体表征测量值与真值的符合程度。程度。 1 1误差概念：误差概念： = x-X = x-X， 误差误差 = = 测量值真值测量值真值误差可大，可小，可正，可负误差可大，可小，可正，可负 3.3.测量误差的分类：测量误差的分类： 系统误差：对同一被测量进行多次测量，系统误

15、差：对同一被测量进行多次测量，误差的大小和符号或者保持恒定，或者按一误差的大小和符号或者保持恒定，或者按一定的规律变化，这类误差称为系统误差。定的规律变化，这类误差称为系统误差。 常值系统误差（定值）常值系统误差（定值）: : 变值系统误差（有规律变化值）变值系统误差（有规律变化值）: :按误差按误差变化规律的不同分为累进系统误差、周期性变化规律的不同分为累进系统误差、周期性系统误差和按复杂规律变化的系统误差。系统误差和按复杂规律变化的系统误差。随机误差：随机误差：在相同条件下对同一被测量进在相同条件下对同一被测量进行多次测量，由于受到大量的、微小的随行多次测量，由于受到大量的、微小的随机因素影响，测量误差的大小和符号没有机因素影响，测量误差的大小和符号没有一定规