建筑环境测试技术-测试技术

建筑环境测试技术《建筑环境测试技术（第二版）》《建筑环境测试技术（第二版）》课程简介课程性质：专业基础课/必修课

课程内容：

它涉及供热通风空调、建筑给水排水、燃气供应等公共设施系统及建筑环境中的试验技术、计量技术及非电量电测技术等领域的知识、是设计、安装、运行管理及科学研究必不可少的重要手段。主要内容包括三大部分：第1篇测试技术基础、第2篇测量仪表和第3篇测试技术。

《建筑环境测试技术（第二版）》课程简介教学目标：能力培养学时分配

：共24学时

第1篇测试技术基础4学时；第2篇测量仪表12学时；第3篇测试技术4学时；实践4学时。教学要求；讨论研究与自学相结合；考核与成绩：平时成绩占30%，实验成绩占10%，考试占60%。参考书目1.《建筑环境设备测试技术》，刘耀浩，天津大学出版社。2.《建筑热工及环境测试技术》，丁力行，机械工业出版社。3.《热工检测技术》，刘满堂，中国计量出版社。4.《热工检测仪表》，王玲生，冶金工业出版社。5.《自动检测技术》，王绍纯，冶金工业出版社。6.《自动检测技术》，王化祥，化工出版社。7.《流量测量仪表应用技巧》，纪纲，化学工业出版社。8.《压力测量技术及仪表》，杜水友，机械工业出版社。9.《温度的测量与控制》，姜忠良等，清华大学出版社第1篇测试技术基础（4学时）

本篇基本内容：以学习、掌握检测技术和检测系统的相关基础理论、方法为目标，重点介绍测试技术的基本知识，测量误差和数据处理的基本概念、理论及方法。

第一章测试技术的基本知识授课时间：2学时基本内容：测试技术的基本概念、测量方法及分类、测试仪表概述、计量的基本概念。熟练掌握测量误差与精度等级的概念。掌握测量仪表的基本技术指标。重点和难点：测试技术的基本概念、测量方法及分类、测试仪表概述、计量的基本概念。第一章测试技术的基本知识．测试技术的概念

它是对生产过程和运动对象实施定性检查和定量测量的技术。

它涉及到传感器、试验设计、模型理论、信号加工与处理、误差理论、控制工程和参数估计、科学组建检测系统，正确使用各种检测工具、设备和检测方法，正确地进行测量并对测试结果进行正确处理分析。第一节测试技术的基本概念一．基本概念1．测量简单地说，是确定被测对象的数值大小。测量是运用专门的工具，根据物理、化学、生物等原理，通过实验和计算找到被测量的量值。

测量的重要意义在于：

定性和定量精确计算来认识事物，建立公式、定理和定律。（测量是技术生命的神经系统；没有测量，就没有科学。）第一节测试技术的基本概念2．误差公理真实值只有一个，测量值（测量结果）有许多个。一切测量结果都具有误差。误差自始至终贯穿在一切科学实验之中。研究误差的目的：就是要根据误差产生的原因、性质及规律，在一定测量条件下尽量减小误差，保证测量值有一定的可信度，将误差控制在允许的范围之内。

3．计量

确定测量器具的等级标准。它是实现单位统一、量值准确可靠传递的活动，具有法定性。

计量和测量相同点是：手段、过程相同；不同点是：对象、目的不同。计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。

它的重要性：确保各类量具、仪器仪表测量结果的准确性、可靠性和统一性，所以必须定期进行检验和校准。

4．测试是测量和试验的全称。5．检测是检验和测量的统称。是检验测试某种物体指定的技术性能指标（判定是否合格）。

第一节测试技术的基本概念二．测试技术的作用和任务1．作用

它是决定制造水平的因素之一。（没有测试，就没有科学。）2.任务（四个方面）：1，对产品的模型试验或现场实测，为产品质量和性能提供客观的评价；2，通过对设备或零件的参数实测，升级和改善产品质量；3，通过测试技术验证新的科学规律；4，通过自动控制，数据采集，实现对设备的状态监控、产品质量控制和故障诊断等等。第一节测试技术的基本概念三．测试技术的内容和特点1．内容研究对象，基本知识，基本理论，基本测试技能等。2.特点（四个方面）：1，性能测试；2，参数测试；3，更多的测试方法；4，更多的人参与测试。第一节测试技术的基本概念四．测试技术的发展

信息时代（数据采集和处理）为测试技术的发展提供了先进的技术手段和发展空间。

主要标志有以下几个方面：1，传感器（或数字化传感器）技术；2，非接触测试（或离线式测试）方法；3，测试系统的智能化；4，测试系统的广泛应用。第二节测量方法及分类1．测量(确定被测对象的数值大小)测量定义：测量是以同性质的标准量与被测量比较，并确定被测量相对标准量的倍数。表达式：L=X/U说明：①标准量应是国际或国家公认的。②采用的方法或仪器需经验证。被测量标准量（测量单位）测量值（比值））按测量手段分类：直接测量法，间接测量法，组合测量法按测量方式分类：偏差式测量法，零位式测量法，微差式测量法按测量敏感元件与否与被测介质接触分类:接触式测量法，非接触式测量法按被测对象参数变化快慢分类：静态测量，动态测量按测量系统是否向被测对象施加能量分类：主动式测量法，被动式测量法按测量数据是否需要实时处理分类：在线测量，离线测量按对测量精度的要求分类：精密测量，工程测量按测量时测量者对测量过程的干预程度分类：自动测量，非自动测量按被测量与测量结果获取地点的关系分类：本地（原位）测量，远地测量（遥地）按被测量的属性分类：电量测量和非电量测量按被测量的属性分类：电量测量和非电量测量。2．测量方法分类2．间接测量：被测量不能通过直接测量的方法得到，而必须通过一个或多个直接测量值利用一定的函数关系运算才能得到。（如电桥测量等）

1.直接测量：通过测量能直接得到被测量数值的测量。（如天平、米尺、秒表、电表、温度计等

）y=x

测量值被测量直接测量值被测量y=kx′按测量手段分类：直接测量法，间接测量法，组合测量法热量表天平3．组合测量：被测量不能通过直接测量或间接测量得到，而必须通过直接测量的测得值或间接测量的测得值建立联立方程组，通过求解联立方程组的办法才能得到最后结果。公式：举例1：电阻器温度系数的测量

温度系数αβ为被测量，可通过测得在两个不同温度下的电阻值，得到t1、t2、Rt1、Rt2四个直接测量值建立方程组，通过计算即可得到。若R20未知，则可联立三个方程即可。电阻器阻值Rt与温度t满足关系式：按测量方式分类1．偏差法：用仪器仪表的指针的位移表示被测量大小的方法。2．零位法：亦叫平衡法。测量时用被测量与标准量比较，不断调整标准量的大小，当指零器为0时，即可根据标准量的大小得到被测量的大小。

RX即：y=kx′零位法：如电桥测量．微差法：偏差法与零位法相结合构成微差法。通过测量被测量与标准量之差来得到待测量的值。除了以上分类方法以外，还可分为精密测量与工程测量、等精度测量与不等精度测量、本地测量与远地测量等。按测量数据是否需要实时处理分类：在线测量，离线测量4．测量方法的选择原则①被测量本身的特性；②被测量的准确度；③测量环境；④现有测量设备等。

在此基础上选择合适的测量仪表和正确的测量方法。

举例1.2.1：电压表测量高内阻电路端电压。

若电路输出等效内阻为80kΩ，当电压表内阻分别为10MΩ、120kΩ，对应的数字电压表测得的电压为：

V+-5V所以当测量电路的内阻较大时，要测量电路的端电压需要选用内阻高的数字电压表（测的电压高些）。80kΩV3V120KRvRv第三节测量仪表概述数字式模拟式1．测量仪表的类型分为模拟式、数字式。2．测量仪表的功能测量系统的组成：由被测对象和测量设备组成，测量设备一般由传感器、变换器、传输通道、显示装置组成。对应的系统框图如下。传感器变换器显示装置被测量传输通道三大功能：变换功能；传送功能；显示功能。变换器（变送器）

将传感器的输出信号转换成显示装置易于接受的信号。包括机械放大，电信号放大，电信号转换。．变换功能：传感器：是测量系统与被测对象直接发生联系的部分。如热电偶传感器。．传送功能传输通道：

是各仪表之间输入与输出联系的纽带。传输通道可以是导线、管道、光缆、无线电通讯等。．显示功能显示装置：分为模拟式、数字式、屏幕式数字式模拟式屏幕式3．测量仪表的主要性能指标1精度（又称精确度、准确度、或近似程度）：

精密度，正确度，准确度；2稳定度；3输入电阻；4灵敏度；5线性度；6动态特性。精度（近似程度）：描述测量值偏离真值的程度。①精密度（δ）—说明测量值的分散性，反映随机误差大小的程度。（如图c和d精密度高）(随机误差)②正确度（ε）—说明测量值与真值之间的接近程度，反映系统误差大小的程度。（如图b和d正确度高）(系统误差)③准确度（ζ）—反映系统误差和随机误差合成大小的程度。（如图d,合成误差）

对于测量者来说，正确度高的精密度不一定高，反之亦然。但准确度高的正确度和精密度都高。精度（近似程度）：描述测量值偏离真值的程度。①精密度（δ）—说明测量值的分散性，反映随机误差大小的程度。（如图c和d精密度高）(随机误差r=1/δ小好)②正确度（ε）—说明测量值与真值之间的接近程度，反映系统误差大小的程度。（如图b和d正确度高）(系统误差R=1/ε小好)③准确度（ζ）—反映系统误差和随机误差合成大小的程度。（如图d,合成r+R小好）

__δε__

ζ

=1/（r+R）=（δ

+ε

）④仪表精度等级：精度等级+百分号=允许误差精度等级的国家系列一般为0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0等。允许误差：仪表出厂之前仪表厂家规定的仪表基本误差不能超过某一个值。举例1：仪表1：量程范围0～500℃，1.0级；仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。结论：（同一等级）小量程允许误差小。举例1.2.2：仪表1：量程范围0～500℃，0.5级；仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。结论：（不同一等级）小量程允许误差也小。仪表选择时，在满足测试要求的前提下，尽可能选择小量程的仪表。2．稳定度（稳定误差）：是指在规定的时间、区间和其他外界条件恒定不变的情况下，仪表满度与示值变化的大小。例如某数字温度表的稳定度为(0.008%Tm+0.003Tx)/(8h)。3．输入电阻：例如对于数字电压表对输入阻抗有一定要求。4．灵敏度：稳态下输出变化量对输入变化量的比值。X1X2L2L112

例如某一数字温度表的分辨率为0.1℃，即该温度表能区分的最小温度变化为0.1℃。跳变一个字温度变化0.1℃。通常分辨率为允许绝对误差的1/3即可。灵敏度的另一种表示方法为分辨率。5．线性度：实际示值与理论示值差值的最大值与仪表量程的比值。Lm6．动态特性：仪表的输出响应随输入变化的能力。第四节计量的基本概念1．单位制(法定计量单位

,如长度：厘分寸尺丈里；1千米(公里)=2市里=0.621英里=0.540海里1米=3市尺=3.281英尺)2．计量基准（经国家鉴定、批准作为统一全国量值最高依据的计量器具为主基准。通过与国家基准比对或校准来确定其量值,并经国家检定,批准的计量器具,称为副计量基准.用于检定计量标准,传递由副基准所保持的单位量值为工作计量基准）3．量值的传递与跟踪，检定与对比（传递一般是上自上而下，由高等级向低等级传递，它体现了一种政府的意志，有强制性的特点。跟踪确保准确的传递。检定﹑对比和校准才能发合格证书。）计量单位

计量单位（简称单位）是以定量表示同种量的量值而约定采用的特定量。我国规定采用以国际单位制（SI）为基础的“法定计量单位制”。它是由一组选定的基本单位和由定义公式与比例因数确定的导出单位所组成的。如“米”、“千克”、“秒”、“安”等为基本单位。机械工程中常用的长度单位有“毫米”、“微米”和“纳米”，常用的角度单位是非国际单位制的单位“度”、“分”、“秒”和国际单位制的辅助单位“弧度”、“球面度”。

计量基准、标准与非标准计量基准：是用来确定测量生产对象中的物理量的起始要素（如长度、质量、时间等

）。它是自然、客观、固定不变的。计量标准：是指选择一定的对照来确定测量生产对象中的物理量的相对起始要素。它是人为、主观、可变的、公用的。（参见P.13.）（越瘦秦肥

，楚王好细腰，三寸金莲）