内容教案热工课件lecture

1、热工测试技术热工测试技术误差误差系统误差系统误差粗大误差粗大误差随机误差随机误差精密度、准确度与精确度精密度、准确度与精确度测量误差分析与处理测量误差分析与处理随机误差随机误差随机误差分布的随机误差分布的4 4条公理条公理正态分布正态分布分布分布测量误差分析与处理测量误差分析与处理直接测量误差分析与处理直接测量误差分析与处理测定值子样平均值是被测量真值的最大似然估计值测定值子样平均值是被测量真值的最大似然估计值子样均方根误差子样均方根误差 x x来表征对测量真值来表征对测量真值 估计的精密度估计的精密度计算母体均方根误差的贝赛尔公式计算母体均方根误差的贝赛尔公式测量结果完整的表达方式测量结果完

2、整的表达方式非等精度测量与加权平均非等精度测量与加权平均niixxn1211nx？）率置信区间半长（置信概子样平均值测量结果P测量误差分析与处理测量误差分析与处理间接测量误差分析与处理间接测量误差分析与处理误差传布原理误差传布原理间接测量误差分析在测量系统设计中的应用间接测量误差分析在测量系统设计中的应用等影响原则等影响原则组合测量的误差组合测量的误差mxxxFy,.,21测量误差分析与处理测量误差分析与处理粗大误差粗大误差含有粗大误差的测定值应予以剔除含有粗大误差的测定值应予以剔除判定测定值中粗大误差存在与否的准则判定测定值中粗大误差存在与否的准则拉伊特准则拉伊特准则格拉布斯准则格拉布斯准则

3、3i测量误差分析与处理测量误差分析与处理系统误差系统误差恒值、变值恒值、变值消除或减弱系统误差的方法：对置法、对称观测法、半周期偶数消除或减弱系统误差的方法：对置法、对称观测法、半周期偶数观测法观测法系统误差存在与否的检验系统误差存在与否的检验恒值、变值恒值、变值测试系统分析测试系统分析静态特性静态特性灵敏度、量程、基本误差、精确度、迟滞误差、线性度灵敏度、量程、基本误差、精确度、迟滞误差、线性度动态特性动态特性传递函数传递函数一阶测量系统一阶测量系统时间常数时间常数阶跃响应阶跃响应频率响应频率响应)()()(01txbtyadttdyao1)()()(TsKsXsYsG测试系统分析测试系统分

4、析动态特性动态特性二阶测量系统二阶测量系统固有频率、阻尼比固有频率、阻尼比阶跃响应阶跃响应)()()()(01222txbtyadttdyadttydao)()()(2)(1222tKxtydttdydttydnn2222)(nnnssKsG测试系统分析测试系统分析动态特性动态特性二阶测量系统二阶测量系统频率响应频率响应谐振谐振测量系统动态特性参数的试验确定测量系统动态特性参数的试验确定阶跃响应法阶跃响应法频率频率响应法响应法温度测量温度测量热电偶热电偶原理原理定律定律补偿导线补偿导线参考端温度参考端温度冰点法冰点法热电势修正法热电势修正法冷端补偿器法冷端补偿器法补偿导线法补偿导线法热电势的测

5、量热电势的测量直流电位差计直流电位差计数字式电压表数字式电压表温度测量温度测量热电偶热电偶热电偶的校验与分度热电偶的校验与分度比较式校验比较式校验热电偶测温系统的误差分析热电偶测温系统的误差分析分度误差分度误差补偿导线误差补偿导线误差冷端补偿器误差冷端补偿器误差显示仪表误差显示仪表误差温度测量温度测量热电阻热电阻原理原理常用热电阻：常用热电阻：铂热电阻、铜热电阻、半导体热敏电阻铂热电阻、铜热电阻、半导体热敏电阻结构结构阻值测量阻值测量不平衡电桥：不平衡电桥：二线制接线、三线制接线二线制接线、三线制接线三线制接线测量误差比二线制接线显著减小三线制接线测量误差比二线制接线显著减小温度测量温度测量热

6、电阻热电阻校验及误差分析校验及误差分析比较法、两点法比较法、两点法其他接触式测温仪表其他接触式测温仪表玻璃管液体温度计玻璃管液体温度计双金属温度计双金属温度计压力式温度计压力式温度计接触式测温技术及误差分析接触式测温技术及误差分析导热误差导热误差减小测温误差：温度计的安装方式、减小测温误差：温度计的安装方式、温度传感器材料和结构温度传感器材料和结构辐射误差辐射误差降低辐射误差的途径降低辐射误差的途径提高热电偶周围冷表面的温度提高热电偶周围冷表面的温度加大对流传热系数加大对流传热系数降低热电偶的黑度系数降低热电偶的黑度系数降低辐射误差的措施降低辐射误差的措施加遮热罩加遮热罩双热电偶双热电偶抽气式

7、热电偶抽气式热电偶接触式测温技术及误差分析接触式测温技术及误差分析速度误差速度误差静温、总温、有效温度静温、总温、有效温度恢复系数恢复系数动态测温法动态测温法壁面温度测量壁面温度测量平均温度的接触式测量平均温度的接触式测量热电偶串联热电偶串联、并联并联非接触式温度测量非接触式温度测量热辐射的理论基础热辐射的理论基础普朗克定律普朗克定律维恩公式维恩公式绝对黑体的全辐射定律绝对黑体的全辐射定律灰体灰体E E0 0 和和E E0 0随温度的变化曲线随温度的变化曲线单色辐射式光学测温单色辐射式光学测温原理：亮度温度原理：亮度温度灯丝隐灭式光学高温计灯丝隐灭式光学高温计光电自动平衡法测温光电自动平衡法测

8、温)( 1)exp(1212510mcmWTccE1ln112CTTS非接触式温度测量非接触式温度测量全辐射光学高温计全辐射光学高温计原理：辐射温度原理：辐射温度比色测温法比色测温法原理：比色温度原理：比色温度单通道光电比色高温计单通道光电比色高温计双通道光电比色高温计双通道光电比色高温计红外与激光技术测量温度场测量红外与激光技术测量温度场测量热像仪热像仪原理、系统组成原理、系统组成温度测量技术：直接测量法、对比测量法温度测量技术：直接测量法、对比测量法 测量误差的原因：目标的非黑体性质、外界干扰因素的影响测量误差的原因：目标的非黑体性质、外界干扰因素的影响红外与激光技术测量温度场测量红外与激

9、光技术测量温度场测量用全息干涉技术测量温度场用全息干涉技术测量温度场原理：折射率原理：折射率离轴全息照相的两次曝光法离轴全息照相的两次曝光法对干涉条纹进行计算的方法对干涉条纹进行计算的方法背景条纹背景条纹压力测量压力测量以压力与重力相平衡以压力与重力相平衡U型管压力计、单管压力计、斜管微压计型管压力计、单管压力计、斜管微压计测量误差测量误差以压力与弹力相平衡以压力与弹力相平衡弹簧管压力计、膜式压力计、波纹管式压力计弹簧管压力计、膜式压力计、波纹管式压力计测量误差及改善途径测量误差及改善途径压阻式压力传感器压阻式压力传感器压阻效应压阻效应压阻式压力传感器：应变式、扩散型压阻式压阻式压力传感器：应

10、变式、扩散型压阻式电桥的电源恒压源和恒流源电桥的电源恒压源和恒流源(与温度无关与温度无关) )压力测量压力测量压电式压力传感器压电式压力传感器压电效应压电效应压电式压力传感器不能用于静态压力测量压电式压力传感器不能用于静态压力测量压力信号的电变送方法压力信号的电变送方法电阻应变式压力传感器电阻应变式压力传感器电容式压力传感器电容式压力传感器电感式压力传感器电感式压力传感器霍尔压力变送器霍尔压力变送器力平衡式压力变送器力平衡式压力变送器气流的压力测量气流的压力测量总压、静压总压、静压总压测量总压测量L型总压管型总压管圆柱型总压管圆柱型总压管带导流套的总压管带导流套的总压管多点总压管多点总压管附面

11、层总压管附面层总压管静压测量静压测量壁面静压孔壁面静压孔静压管：静压管：L型、圆盘型、带导流管型、圆盘型、带导流管钟罩式微差压计钟罩式微差压计动态压力测量的空腔效应：改善测量系统的动态特性动态压力测量的空腔效应：改善测量系统的动态特性气流速度测量气流速度测量空气动力测压法空气动力测压法动压管动压管L型动压管型动压管（毕托管、（毕托管、皮托管）皮托管）T型动压管型动压管笛形动压管笛形动压管平面气流的测量平面气流的测量二元复合测压管：圆柱三孔型、三管型、楔型二元复合测压管：圆柱三孔型、三管型、楔型校准曲线校准曲线 - 方向特性、总压特性和速度特性曲线方向特性、总压特性和速度特性曲线二元复合测压管的

12、使用：对向测量、不对向测量二元复合测压管的使用：对向测量、不对向测量气流速度测量气流速度测量空间气流的测量空间气流的测量三元测压管三元测压管三元测压管的使用和校准曲线三元测压管的使用和校准曲线热线、热膜风速仪热线、热膜风速仪原理、原理、热线方程热线方程恒流、恒流、恒温工作方式恒温工作方式热线探头的特性曲线：速度、方向特性曲线热线探头的特性曲线：速度、方向特性曲线平均流速的测量：直接测量、间接测量平均流速的测量：直接测量、间接测量脉动气流的测量脉动气流的测量热线风速仪的动态特性热线风速仪的动态特性 -惯性环节惯性环节激光多普勒测速技术激光多普勒测速技术参考光束系统、单光束系统和双光束系统参考光束

13、系统、单光束系统和双光束系统激光多普勒测速技术激光多普勒测速技术干涉条纹干涉条纹通过测量散射光强度的变化频率来确定流速分量通过测量散射光强度的变化频率来确定流速分量方向模糊性及解决办法方向模糊性及解决办法采用光束的频移解决方向的模糊性问题采用光束的频移解决方向的模糊性问题流体真实速度的大小和方向：直接、简接测量法流体真实速度的大小和方向：直接、简接测量法粒子图像测速技术粒子图像测速技术原理原理自相关分析自相关分析互相关分析互相关分析流量测量流量测量节流式流量计节流式流量计原理原理标准节流装置：符合规定的条件即可直接使用给出的标准节流装置：符合规定的条件即可直接使用给出的 和和 标准孔板，角接取

14、压；标准孔板，角接取压；标准孔板，法兰取压；标准孔板，法兰取压；ISA1932喷嘴（标准喷嘴），角接取压喷嘴（标准喷嘴），角接取压流量测量流量测量容积法容积法腰轮、刮板流量计腰轮、刮板流量计量热式流量计量热式流量计流速法流速法涡轮流量计涡轮流量计原理、结构原理、结构电磁流量计电磁流量计原理、结构原理、结构靶式流量计靶式流量计涡街流量计涡街流量计质量流量法质量流量法哥氏力流量计哥氏力流量计两相流流量测量概述两相流流量测量概述原理原理: 用两种不同的流量仪表分别对两相流进行测量用两种不同的流量仪表分别对两相流进行测量靶式流量计靶式流量计涡轮流量计涡轮流量计毕托管毕托管孔板孔板脉冲中子活化技术脉冲中子活化技术气体成分分析气体成分分析氧化锆测氧氧化锆测氧原理：氧浓差电势原理：氧浓差电势红外气体分析仪红外气体分析仪原理、系统原理、系统气相