热工仪表及自动化第一节.pptVIP

热工仪表及自动化 主讲教师：姚 桢 联系方式Email：yaozhen4903216@163.com 课程性质 课程安排 本课程共计54学时，其中讲授48学时，实验6学时。 第一章 绪论 测量的基本方程式： X = aU 式中， X —— 被测量； U —— 标准量（即选用的测量单位）； a —— 被测量与标准量的数字比值。 测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。 测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）： （1）直接测量法：使被测量直接与选用的标准量进行比较，或者用预先标定好的测量仪表进行测量，从而直接求得被测量数值的测量方法。 （2）间接测量法：通过直接测量与被测量有某种确定函数关系的其它各个变量，然后将所测得的数值代入函数关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。 （3）组合测量法：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。 （2）随机误差 在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量，由于受到大量的、微小的随机因素的影响，测量误差的绝对值的大小和符号没有一定的规律，且无法简单估计，这类误差称为随机误差。 随机误差就个体而言是无规律的，不能通过实验的方法来消除。 但在等精度条件下，只要测量次数足够多，那么就会发现：从总体来说随机误差服从一定的统计规律，可以从理论上来估计随机误差对测量结果的影响。 减小随机误差的方法: 对于已知的因素可以采取一定的对策，例如采用隔振措施减小振动的影响，利用电、磁、热屏蔽等办法减小干扰因素的影响。 在使用仪表时，可采取对同一被测量增加测量次数取平均值的方法。 选用以微处理机为核心的智能仪表，利用其数字滤波法也可减小随机误差的数值。 随机误差与系统误差既有区别又有联系，二者之间并无绝对 的界限，在一定条件下可以相互转化。 例如一支米尺刻度不均匀，如果固定用尺的某一部位测量一 物体长度，这时米尺刻度不均匀就表现为系统误差；若用不同 的部位多次测量这一物体长度，这时米尺刻度不均匀带来的误 差就会显示出随机性。又如砝码的允差（极限误差），在制造 砝码的生产单位是作为随机误差测定的，而在砝码的使用单位 这个允差却是固定化了。 思考题：下列误差属于哪类误差？ （1）用一块普通万用表测量同一电压，重复测量20次后所得结果的误差。 （2）观测者抄写记录时错写了数据造成的误差。 （3）在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成的流量误差。 A （1）仪器误差 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，正确地选择测量方法和使用测量仪器。 （2）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。 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。 （3）环境误差 它是指各种环境因素与要求条件不一致而造成的误差。 （4）人身误差 它指由于测量者感官的分辨能力、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造成的误差。 减少人身误差的途径：测量人员认真了解测量仪表的特性和测量原理，熟练掌握测量流程，精心进行测量操作，并正确处理测量结果。 对于绝对误差，应注意下面几个特点： 绝对误差是有单位的量，其单位与测定值和实际值相同。 绝对误差是有符号的量，其符号表示出测定值与实际值的大小关系。 测定值与被测量实际值之间的偏离程度和方向通过绝对误差来体现。 应该指出，在测量过程中测量误差的存在是不可避免的，任何测量值都只能近似反映被测量的真实值，也就是说，μ也只能是理论上的真实值。在实际的热工测量中，绝对准确的真实值是得不到的。因此，在常规的测量中，我们一般把比所用的的测量仪表更准确的标准表的测量结果作为被测量的真实值。 （3）粗大误差 除上述两类误差外，还有一种误差是由于测量条件的突发性变化或者由于测量者的主观过失如读错、记错等原因引起数据异常造成的，称为粗大误差，也称疏忽误差。 粗大误差一般数值较大，严重影响测量结果的真实性，所以含有粗大误差的测量值也被称为坏值。坏值对测量时没有意义的，应该从测量结果中剔除，鉴别和剔除坏值需要以实验理论与技术上的理由为依据，原因不明时可用统计检验进行判别，不能无依据地贸然处理。 随机误差 粗大误差 系统误差 3.测量准确度、正确度和精