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热工测量及仪表 第一节 测量的意义和测量方法 一、测量的意义 测量是人类对自然界中客观事物取得数量观念的一种认识过程。在这一过程中，人们借助于专门工具，通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值，获得对于客观事物的定量的概念和内在规律的认识。 1．测量的定义 ? 测量的定义：就是用实验的方法，把被测量与 同性质的标准量(测量单位）进行比较，确定两 者的比值，从而得到被测量的量值。 ? 使测量结果有意义的要求： ?用来进行比较的标准量应该是国际上或国家所 公认的，且性能稳定。 ?进行比较所用的方法和仪表必须经过验证。 测量的基本方程式： X0 ≈ x U 式中， X0 —被测量； U —标准量（即选用的测量单位）； x —被测量与标准量的数字比值（测量值）。 测量三要素 （1）测量方法 （2）测量单位 （3）测量工具 2.热工测量意义 ? 测量技术可分为若干分支，如力学测量、电学测量、热工测量等。 ? 热工测量是指热力生产过程中各种热工参数及物理量的测量，如温度、湿度、压力、流量、液位、震动、位移、烟气成分等参数的测量。 3．应用方面 （1）过程监测：对过程参数的监测。 （2）过程控制：为生产过程的自动控制提供依据。 （3）试验分析与系统辨识：发生事故时,异常参 数的显示和记录，是事故分析的依据。 （4）经济管理：为运行的经济性提供数据。 火电厂热工自动化包括热工测量、自动调节、 顺序控制及热工保护等内容。 ? 热工测量是热工过程自动化的重要环节． 二、测量方法 ?测量方法就是实现被测量与测量单位比较，并给出比值的方法。 ?测量方法的分类（按测量结果获取的方式分）： （1）直接测量法：使被测量直接与选用的标准量进行比较，或者预先标定好了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。 测量方法的分类（按测量原理分）： （1）偏差法：用测量仪表的指针相对于刻度初始点的位移 （偏差）来直接表示被测量的大小。如弹簧秤，玻璃管水 银温度计。优点直观简便，相应的仪表结构简单；缺点精 度较低，量程窄。 （2）零差法：将被测量与已知量进行比较，当两者达到平 衡时，仪表平衡指示器指零，这时已知量就是被测量值。 如天平称重，电位差计测量电势。优点具有很高的测量精 度，但相应慢，测量时间长，不能测量快速变化的信号。 （3）微差法:当被测量尚未完全与已知量相平衡时，读取它们之间的差值，由已知量和差值可求出被测量值。如用不平衡电桥测量电阻:桥路中被测电阻的基本部分（静态电阻）使电桥处于平衡，而变化的电阻将使电桥失去平衡产生相应的输出电压。这样，桥路输出电压的变化，只反映电阻的变化，被测电阻将是基本部分及输出电压决定的电阻变化部分之和。这种方法可以使测量精度大大提高。 测量方法的其它分类方式 ? 按不同的测量条件分：等精度测量与非等精度 测量 ? 按被测量在测量过程中的状态不同分：静态测 量与动态测量 第二节 热工仪表组成及分类 一、热工仪表的组成 热工仪表由三个基本环节组成：感受部件、 传输变换部件及和显示部件。 二、测量环节的功能 1、感受部件（敏感元件） ? 它是测量系统直接与被测对象发生联系的部分，并且将感受到的被测量信号转换为相应的信号输出。 ? 理想敏感元件应满足的要求： ? 输出信号必须随被测量变化。 ?输出信号只能随被测量的变化而变化，而对其它一切可能的输入信号不敏感。 ?输出信号与被测量之间应该有稳定的单值函数关系，最好是线性关系。 感受部件的分类： 按被测参数：温度感受件、压力感受件等 按输出信号能量的主要来源：能量转换型、 能量控制型 按输出信号形式：模拟信号、数字信号 2、传送部件 它是感受部件和显示部件中间的部分，它是将感受部件输出的信号变换成显示部件易于接收的部件。 功能： ? 单纯传输 ? 放大信号 ? 转换成标准化的统一信号（变送器） 对变换器的要求：性能稳定，精确度高，使信息损失最小。 3、显示部件 它是测量系统直接与观测者发生联系的部分，显示被测量的变化。 ? 显示部件的基本形式： 模拟式显示元件 数字式显示元件 屏幕式显示元件 ?其他类型仪表： 记录仪表 积算器