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练习题ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望绪论l测量过程的三要素测量过程的三要素_、_、_。l测量方法按测量结果的获取方式来分，可分为测量方法按测量结果的获取方式来分，可分为_、_。l按被测量与测量单位的比较方式来分，测量方法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_、_、_。l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，即本部分，即_、_、_。l仪表的质量指标有仪表的质量指标有_、_、_、_、_、_、_。l回差是指回差是指_。l下列哪一个参数更能说明示值的准确程度下列哪一个参数更能说明示值的准确程度 （）lA、绝对误差、绝对误差 B、相对误差、相对误差 C、示值误差、示值误差 D、都可以、都可以l用温度计分别测量炉子温度和水的温度，测量值分别是用温度计分别测量炉子温度和水的温度，测量值分别是1645C和和95C，真实值分别是，真实值分别是1650C和和100C，哪一个，哪一个测量准确度更高？测量准确度更高？（）l A、炉子、炉子 B、水、水 C、两者相同、两者相同 D、无法判断、无法判断l在规定的工作条件下，仪表量程内各示值误差中的绝对值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最大者称为仪表的_。l仪表的引用误差定义为仪表示值的仪表的引用误差定义为仪表示值的_与与_之比，并以百分数示之。之比，并以百分数示之。l仪表的准确度等级是仪表的仪表的准确度等级是仪表的_表示的允表示的允许误差去掉百分号后余下的数字。许误差去掉百分号后余下的数字。l一测量范围内一测量范围内010MPa的弹簧管压力计经校验，在其的弹簧管压力计经校验，在其量程上各点处最大示值误差量程上各点处最大示值误差max=0.14MPa，则该，则该表的最大引用误差是表的最大引用误差是_，若该仪表的准确度，若该仪表的准确度等级为等级为1.0级的，则仪表的允许误差是级的，则仪表的允许误差是_，因，因此该仪表的准确度此该仪表的准确度_（合格、不合格）。（合格、不合格）。l测量过程中，假设测量仪表的指示值为测量过程中，假设测量仪表的指示值为x，被测量的，被测量的真值为真值为x0，仪表的量程为，仪表的量程为A，则写出示值的绝对误差、，则写出示值的绝对误差、相对误差、引用误差分别为相对误差、引用误差分别为_、_、_。l用测量范围为用测量范围为-50150KPa压力表测量压力表测量140KPa压力压力时，仪表示值是时，仪表示值是142KPa，求该示值的绝对误差、相，求该示值的绝对误差、相对误差、引用误差。对误差、引用误差。总结l一、热工测量的意义一、热工测量的意义l二、测量方法二、测量方法l三、热工仪表的组成三、热工仪表的组成l四、仪表内信号的传输过程四、仪表内信号的传输过程l五、仪表的质量指标五、仪表的质量指标l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。l解：根据题意，z=1,2,3。从表1-1查得 l因此 l相应的显著性水平 la=1-P=1-0.68269=0.31731 l同理：l相应的显著性水平：l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）l4753.1 4757.5 4752.7 4752.8 4752.1l4749.2 4750.6 4751.0 4753.9 4751.2l4750.3 4753.3 4752.1 4751.2 4752.3l4748.4 4752.5 4754.7 4750.0 4751.0l求该转动机械的转速（要求测量结果的置信概率为95%）l解：从已知可得置信系数z=2l(1)计算测量值子样平均值l(2)计算标准误差估计值S：l为计算方便上式可改写为l（3）求子样平均值的标准误差l（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l那么 l查表1-1 得 z=1.96l所以l测量结果可表达为 l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%）l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。l（2）给定的置信概率P=95%，求置信区间半长a，即l设 且记l那么l查表1-1得l z=1.96l所以 l测量结果可表达为 l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%）。l解：因为是小子样，采用t分布置信系数来估计置信区间。l（1）求出五次测量的平均值l(2)求 的标准估计值 ：l（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l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。l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。l解：l（1）求电阻值 ：l(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：l再求各直接测量量的标准误差：l所以l（3）最后，间接测量量电阻值 的测量结果可表示为：l (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 39.6939.48 40.56 39.78 39.35 39.68 39.7139.46 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）l(2)计算子样平均值 和测量列的标准误差估计值S：l(3)首先按拉依达准则检验，由于l所以经检验，这组测量值不存在坏值。l（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。l由于：l故 在显著性水平5%之下，被判断为坏值，应剔除。l（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：l根据a=0.05，n=15查表1-3得T(15,0.05)=2.409l由于l故可知余下的测量值中已不含粗大误差的坏值。l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（）l20.06 20.07 20.06 20.08 20.10l20.12 20.14 20.18 20.18 20.21 l试检验该测量列中是否含有变值系统误差。l解：（1）计算测量列的算术平均值 和标准误差估计值S：l计算各测量值的残差l-0.06 -0.05 -0.06 -0.04 -0.02l 0 +0.02 +0.06+0.06 +0.09l(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。l（4）根据阿贝准则检验，求得l因为l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。l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l解：查表得l例例2 2 某支某支K K型热电偶在工作时，冷端温度型热电偶在工作时，冷端温度为为2020，测得的热电势，测得的热电势30.001mV30.001mV，求被，求被测介质的实际温度。测介质的实际温度。l解：查表l查表得30.799mV对应的温度为740l l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l解：查表得l例例2 2 某支某支K K型热电偶在工作时，冷端温度为型热电偶在工作时，冷端温度为2020，测得的热电势，测得的热电势30.003mV30.003mV，求被测介，求被测介质的实际温度。质的实际温度。l解：查表l查表得30.801mV对应的温度为740.1 l例例2 2 某支某支K K型热电偶在工作时，冷端温度型热电偶在工作时，冷端温度为为3535，测得的热电势，测得的热电势33.339mV33.339mV，求被，求被测介质的实际温度。测介质的实际温度。l解：查表l查表得34.706mV对应的温度为836l l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？l解：热电偶输入显示仪表的热电势为lE1=E(1000,30)=E(1000,0)-E(30,0)l =9.587-0.173=9.414(mv)l仪表的指示：Et=E1+EmlEm-机械零位变化所加的等效电动势值l机械零位在0C时，Em=0l Et=9.414+0=9.414 查表得 t=985Cl机械零位在30C时，Em=0.173mvlEt=9.414+0.173=9.587 查表得t=1000Cl机械零位在60C时，Em=0.365mvlEt=9.414+0.365=9.779 查表=1016.7Cl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。l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。l解：E(450,0)=E(t,50)+E(20,0)l查表得E(450,0)=18.516mvlE(20,0)=0.798mv E(50,0)=2.023mvlE(t,50)=E(450,0)-E(20,0)=17.718mvlE(t,0)=E(t,50)+E(50,0)l =17.718+2.023=19.741mvl查表得t=478.8 l在在600600附近校验热电偶，标准热电偶的热电势读数平均值为附近校验热电偶，标准热电偶的热电势读数平均值为5.2675.267毫伏毫伏l标准热电偶证书中写明，在热端为标准热电偶证书中写明，在热端为600600、冷端为、冷端为00时的热电势为时的热电势为5.2575.257毫伏毫伏l分度表上，热端为分度表上，热端为600600、冷端为、冷端为00时热电势为时热电势为5 5237237毫伏。毫伏。l 1)1)算出标准热电偶在算出标准热电偶在600600时的电势误差时的电势误差l EE5.257-5.237=0.02mV5.257-5.237=0.02mVl可见标准热电偶的电势值相对于分度表值是偏高的可见标准热电偶的电势值相对于分度表值是偏高的l 2)2)把标准热电偶的读数平均值减去该电势误差，即把标准热电偶的读数平均值减去该电势误差，即l 5.267-0.020 5.267-0.0205.247mV5.247mVl然后从分度表中查出与然后从分度表中查出与5.2475.247相对应的相对应的601601此温度即为标淮热电此温度即为标淮热电偶与被校热电偶热端的真实温度。偶与被校热电偶热端的真实温度。l 3)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。将它们与它们与601601进行比较后，得到在进行比较后，得到在601601时被校热电偶的温度误差。时被校热电偶的温度误差。两线制两线制三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阻RT在在20时的阻值为时的阻值为68 ，在，在50 时的阻值为时的阻值为26.27 ，锰铜电，锰铜电阻为阻为40.41 ，动圈电阻在，动圈电阻在20 时为时为80 ，铜在，铜在20 时的电阻温度时的电阻温度系数为系数为0.00392-1，试说明动圈电阻在，试说明动圈电阻在50 时的温度补偿作用。时的温度补偿作用。在在20时时Rt和和RB并联电阻值为并联电阻值为25.34总的阻值为总的阻值为25.34+80=105.34铜电阻在铜电阻在50时的阻值时的阻值Rt=R0(1+at)=80(1+0.00392*30)=89.408在在50时时Rt和和RB并联电阻值为并联电阻值为15.92总的阻值为总的阻值为89.408+12.92=105.328简答题简答题l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。l1、热电偶“悬空”l2、采用三线热电偶l3、热电偶保护套管接地选择题：选择题：l1 1、在利用进行热电偶表面温度测量时，下面、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哪种接触形式所产生的导热误差最小A A、点接触、点接触 B B、面接触、面接触 C C、等温线接触、等温线接触D D、分立接触、分立接触l2 2、将热电偶热端焊接固定于被测表面，下列、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哪种焊接形式产生的导热误差最小A A、球形焊、球形焊 B B、交叉焊、交叉焊 C C、平行焊、平行焊思考题思考题l1、管内流体温度测量时，采取什么措施来减小测温误差？l2、高温气体温度测量时，采取哪些措施来减小热辐射误差？