建筑环境测试技术重点

1、第一章 测试技术的基本概念1.测量：测量是以确定量值为目的的一组操作，这种操作就是测量中的比较过程将被测参数的量值与作为单位的标准值进行比较，比出的倍数既为测量结果。2.直接测量：直接从测量仪表的读数取被测量值的方法。间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系间接得到被测量的量值的测量方法。组合测量：当某项测量结果需要多个未知数表达时，可通过改变测量条件进行多次测量，根据测量量与未知数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量。3.测试：是测量和实验的全称，有时把较复杂的测量称为测试。4.检测：是意义更为广泛的测量，是检验和测量的统称。5.测量方法的选择原则：1.被测量本身的特性.2.

2、所要求的测量准确度。3.测量环境。4.现有测量设备。6.测量仪表：将被测量转换成可供直接观察的指示值或等效信息的器具，包括各类指示仪器、比较仪器、传感器和变送器等。7.测量仪表的类型：模拟式：将连续变化的被测物理量直接进行连续测量，显示成记录的一起。 数字式：将被测的模拟量首先转换成数字量再对数字量进行测量的仪表。8.测量仪表的功能：物理量的变换、信号的传输、测量结果的显示。9.仪表的性能指标:精度（精密度、正确度、准确度）。稳定度、输入电阻、灵敏度、线性度、动态特性。10.计量：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。11.单位制：任何测量都要有一个统一的体现计量单位的量作为标准

3、，这样的量称为计量标准。12.计量基准：主基准，副基准工作基准。第二章 测量误差和数据处理1.测量误差：测量仪器仪表的测量值与被测量值之间的差异，称为测量误差。特点：必然性和普遍性。产生原因：测量器具不准确，测量手段不完善，环境影响，测量操作不熟练以及工作疏忽。2.真值A。：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值称为它的真值，指定值As：由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准，已法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。实际值：在每一级的比较中，以上一级标准所体现的值当做准确无误的3.标称值：测量器具上标定的数值称为标称值。4.等精度测量：在保持测量条件不变的情况下对同一被测

4、量量进行的多次测量过程。5.示值：有测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值，也称测量器具的测量值或测得值，包括数值和单位。5.绝对误差：x=x-A；x为测量值，A为实际值。（利用满度相对误差求最大绝对误差）6.误差来源：仪器误差、人身误差、影响误差、方法误差。7.误差的分类： 1.系统误差：在多次等精度测量同一恒定量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或当条件改变时，按某种规律变化的误差，称为系统误差。2.随机误差：随机误差又称偶然误差，是指对同一恒定值进行多次等精度测量时，其绝对值和符号无规则变化的误差。3.粗大误差： 在一定的测量条件下，测得值明显地偏离实际值所形成的误差称为粗大误差。1

5、0.产生系统误差的主要原因：1.测量仪器设计原理及制作上的缺缺陷，2.测量时的环境条件如温度、湿度和电源电压与仪器使用要求不一致3.采用近似的测量方法或近似的计算公式，4.测量人员估计读数时的习惯。11.系统误差的主要特点：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量取平均值的办法不能改变或消除误差，当条件改变时，误差也随之遵循某种规定的规律而变化，具有可重复性。12.产生随机误差的主要原因：1.测量仪器元件产生噪声，零部件配合的不稳定、摩擦、接触不良等。2.温度及电源电压的无规则波动、电磁干扰、地基振动等3.测量人员感觉器官的无规则变化而造成的读数不稳定。13.随机误差的特点：1.多次测

6、量中误差绝对值的波动有一定的界限，既有界性。2.算术平均值趋于零，即具有抵偿性，3.当测量次数足够多时，正负误差出现的机会几乎相同，具有对称性。14.产生粗大误差的原因：1.测量方法不当或错误。2.测量操作疏忽或失误。3.测量条件的突然变化。15.减小系统误差的方法：1.采用正确的测量方法和原理。2.选用正确的仪表类型，准确度满足测量要求。3.定期检定、校准测量仪器，测量前要正确调节零点。4.采用数字显示仪器代替指针式仪器5.提高测量人员的学识水平、操作技能。16.随机误差的分析：（2434）第三章 温度测量1.测量温度的方法：接触法和非接触法。2.热电偶的工作原理：两种不同导体A和B连接在一

7、起，构成一个闭合回路，当两个连接点1和2温度不同时，在回路中就会产生热电动势，导体A、B称为热电极，测量时将连接点1置于测温场所感受被测温度，故称为测量端，连接点2要求稳定恒定，称为参考端。热电偶是通过测量热电动势来实现测温的。热电偶实际是一种换能器，它将热能转换为电能，用所产生的热电动势测量温度。3.热电偶的应用定则：1.均匀热导体定则。说明两点两种材料相同的热电极不能构成热电偶。当热电偶的两端温度相同时，也不能产生热源2.中间导体定则：在热电偶回路中接入第三种导体，只有与第三种导体相连接的两端温度相同，接入第三导体后对热电偶回路中的总电动势没有影响。3.中间温度定则：指热电偶在两点温度为T

8、1。T2时热电势等于该热电偶在两节点温度分别为T1，Tn和Tn,To时相应热电动势的代数和。4热电偶的分类及相对应的结构： 按结构不同分，1.铠装热电偶：热电极、绝缘套管、保护套管、接线盒。2.薄膜式热电偶：热电极、热极点、绝缘基板、引出线3.标准化热电偶：指生产工艺成熟，成批生产，性能优良并已列入工业标准文件中的热电偶，具有同一的分度表，可互换并有配套的显示仪表供使用。4.非标准化电偶：尚无定型产品，热电势与温度的关系也没有标准化称为非标准化热电偶。5.热电偶参考端的温度处理：1.补偿导线法：在一定的温度范围内，采用与热电偶的热电特性相应的一对带有绝缘套的廉金属导线作为补偿导线。2.计算修正

9、法：用补偿导线把热电偶的冷端延长到某一温度To处，然后再对冷端温度进行修正。3.冷端恒温法，用补偿线把冷端引致电加热的恒温器内，维持冷端为某一恒定温度。4.补偿电桥法：在热电偶测湿系统中串联一个不平衡的电桥，此电桥输出的电压随热电偶冷端的温度变化而变化，从而修正热电偶冷端温度波引入的误差。6热电偶的检定、校准：检定：按照规程规定的热电偶的检定进行检定、校准：按照误差定出坚定点，鉴定之后给出检定点的误差值，以供热电偶测量时进行校准使用。七.热电偶的检定方法：比较法和定点法。比较法：用被校热电偶和标准热电偶同时测定同一对象的温度，然后比较两者的示值，以确定被检热电偶的基本误差等质量指标。第四章湿度

10、测量1.干湿球法：干湿球法是根据干湿球温度差效应（在潮湿物体表面的水分蒸发而冷却的效应）原理进行湿度测量的。即在一定条件下，通过测量空气的干球温度t1和湿球温度ts，利用h-d图来确定空气的相对湿度的。2.湿度计：普通干湿球温度计、电动通风干湿球温度计、露点温度计、光电式露点温度计。露点法测量相对湿度的基本原理：先测定露点温度tl，然后确定对应于tl的饱和蒸汽压力Pl。显然，Pl即为被测空气的水蒸气分压力Pn。（通过测量空气露点温度tl，干球温度t1，利用h-d图来确定空气的相对湿度）3.露点温度：是指被测温空气冷却到水蒸气达到饱和状态并开始凝结出水分的对应温度。4.露点温度的测定方法：先把一

11、物体表面加以冷却，一直冷却到与该表面邻近的空气层总得水蒸气开始在表面凝集成水分为止。开始凝集水分的瞬间，其邻近空气层的温度，即为被测空气的露点温度。5.电子式传感器：是利用空气中含湿量与物体的电阻或电容的关系，来确定空气的相对湿度。6.常用的湿度传感器：1.氯化锂电阻湿度传感器2.高分子湿度传感器3.金属氯化物瓷器湿度传感器4.金属氯化物膜湿度传感器。氯化锂电阻湿度传感器，仪表原理：随着空气相对湿度的增加，LicL的吸湿量也随之增加，从而使LicL中导电的离子数目也随之增加，然后导致它的电阻减小，当LicL的增气压高于空气中水蒸汽的分压时，LicL放出水分，导致电阻增大，LicL电阻湿度传感器

12、就是根据这个原理制成的。LicL传感器使用交流电桥测量其电阻值，不允许使用直流电源，使用要求：最高使用温度是55度，使用环境保持空气清洁、无粉尘、纤维等。7.高分子湿度传感器：1.高分子电容式湿度传感器：介电系数随空气中的湿度变化而变化，所以只要测定电容C就可测的相对湿度2.高分子电阻式湿度传感器：湿度传感器对水分子的吸附和释放可通过电极间电阻的变化监测出来从而得到相应的湿度值。优点：灵敏度高、线性度高、相应时间快、易小型化及制作工艺简单，成本低使用方便。三饱和盐溶液湿度校正装置的工作原理：风机运行一段时间后，箱中空气的水蒸气分压等于该恒定温度下盐溶液的饱和蒸汽压，这时可用光电露点温度计测的空

13、气的露点，同时根据箱当温度计的读书值，可求出箱当的相对湿度，从而将装置在标定室中的被校准湿度计校准。第五章 弹性压力计一弹性式压力检测是利用弹性元件作为压力敏感原件，并把压力转换成弹性原件位移的一种检测方法。二弹性压力检测的弹性原件有：膜片、波纹管和弹簧管。三膜片：膜片的特性一般用中心的位移和被测压力的关系来表征。工作原理：膜片受压力作用产生位移，可直接带动传动机构指示。膜片的使用：膜片更多的是和其他转换元件合起来使用，通过膜片的其他转换元件把压力转换成电信号。常用传感器：电容式压力传感器，光纤式压力传感器，力矩平衡式压力传感器一、端式电容压力传感器：用来测量单端压力工作原理：在膜片的一侧安装

14、一个与该膜片平行并且固定不动的极板，使膜片与极板构成一个平行板电容器，当膜片受到了压力产生位移时，改变了极板与膜片的距离，从而改变了电容值。通过测量电容量变化即可间接获得被测的大小。二、差动式电容压力传感器：用于压力和压差信号的测量工作原理：在膜片的一侧安装一个与该膜片平行并且固定不动的极板，使膜片与极板构成一个平行板电容器，当膜片受压产生位移时，改变了膜片与极板的距离，一个电容器的电容增大，另一个减小，测量这对电容值的变化，并且经过测量电路转化后成电流或电压信号输出。三、光纤式压力传感器的核心：采用光纤及其调制机构实现位移光纤的转换，进一步用光电转换原件以及有关电路处理，可把光信号转换成通用

15、的电信号。这种传感器可用在为环境下的压力检测。四、力矩平衡式压力变送器。它是应用杠杆、电磁反馈等机构，根据力矩平衡远离我将膜片的位移变换成标准电信号输出。五、波纹管是一种具有等间距通州环状波纹管，能沿轴向伸缩的测压弹性元件。由于波纹管的位移相对较大，故一般可在气顶端安装传动机构，带动指针直接读书。六、弹簧管：均匀壁厚的圆形弹簧管不能用作压力检测的敏感元件工作原理：被测压力介质从开口端进入充满整个弹簧管内腔，由于弹簧管的非横截面，使它具有变成圆形并且伴有甚至的趋势，因此产生力矩，其结果是弹簧的自由端产生位移，同时改变其中心角，利用中心角的改变量和压力的关系得出压力。弹簧管可以通过传动机构直接指示

16、被测压力，也可以用适当的转换元件把弹簧自由端的位移变换成电信号输出。1、 弹簧管力表，工作原理：被测压力P由接头输入，是弹簧管的自由端产生位移，通过拉杆使扇形齿轮做逆时针偏转，于是指针通过同轴的中心轮的带动而作顺时针偏转，在面板的刻度标尺上显示出被测压力的数值。特点：机构简单，价格低廉 使用广泛测量范围宽，可以测量负压，微压 中压 低压 高压。2、 电远式弹簧管压力仪表 霍尔效应：沿着薄片的Y轴方向通入恒定的控制电流，在逆Y轴方向就会产生电子流运动，这些带电粒子在洛伦兹力的作用下会偏离运动轨迹。这就使得薄片左侧带正电荷，右侧带负电荷，这是沿着X周方向就会产生电位差，这电位差就是霍尔电势，这一物

17、理效应就叫做霍尔效应。3、 霍尔远传点压力表工作原理：弹簧管远传压力表的固定端连接被测压力，当被测压力变化后，弹簧管的自由端产生位移，改变了霍尔片处于非均匀磁场之中的位置。此时通过霍尔片的磁感应强度B发生了变化，霍尔电动式Vh也随之发生变化。从而将机械位移转换成电动势的变化，实现压力信号以电量形式进行远传。压力仪表的应用与校准1、 压力量程的选择：最大工作压力不应超过仪表满量程的四分之三，在被测压力交大或测量脉动压力时，最大工作压力不硬超过仪表满量程三分之二，最小工作压力不硬低于满量程的三分之一，当最大和最小工作压力同事满足上述条件时，选择仪表量程应首先满足最大工作压力条件2、 压力表精度的选

18、择：精度根据生产允许的最大误差来决定即一直诗集被测量压力允许的最大误差，根据仪表的量程范围计算出满度相对误差，次满度相对误差对应的精度应大于阶进仪表的精度等级。3、 仪表的选择主要考虑的方面 a 从被测介质压力大小来考虑 b 被测介质的性质 c对仪表输出的信号的要求 d 使用的环境4. 压力表的校准常用的校准仪表是活塞式压力计根据所加砝码与活塞，托盘的质量以及活塞承压的有效面积就可确定被测压力的数值 P=（m1+m2）g/A5. 压力表的安装：取压口的选择、导压管的敷设、压力表的安装。 第六章 浮力式物位检测基本原理：通过测量漂浮于被测液面上的浮子随液面变化而产生的位移或利用沉浸在被测液体中的

19、浮筒所受的浮力与液面位置的关系检测液位，前者称为哼浮力式检测，后者为变浮力式检测。一、 恒浮力式物位检测本专业常用浮球时液体计测量或控制水位浮球时水位控制器的工作原理：水位变化时，浮球带动连杆和磁钢在调整箱组件中非导磁的管道中上下移动。当磁钢移动到上下限水银开关处，与水银开关上装有的磁钢想作用，带动水银开关动作，从而实现开关量控制。二、 变浮式物位检测：敏感元件是浮筒。原理：利用浮筒由于被测液体浸没高度不同以至所受浮力不同来检测液体的变化浮筒的重力与弹簧达到平衡是mg=cx c弹力刚度设液体高度为H，弹簧的位移改变量X，由于浮筒向上移动实际漫没在液体中的长度为h H=h-X 根据力的平衡得 m

20、g-Ah=C（x0-x） Ah=Cx一般情况下 hx 得 Hh 所以 HCx/A所以 浮力物位检测方法实质上就是讲液压转换成敏感原件的位移 第七章 流速及流量测量 1.热线风速仪 : 利用被加热的金属丝至于被测液体中，利用发热的金属丝的散热量与流体流速成比例的特点，通过测定金属丝的散热率来获得流体的流速。1、恒流热线风速仪的优点：电路简单 缺点：由于它的测速探头在变温变阻状态下工作，姑容易是敏感原件老化，稳定性差。2.毕托管：如果将总压管和静压管组合在一起，设计出能同时测得流体总压和静压之差的复合测压管，将使测量流速的工作得到改善，这种复合测压管称为毕托管。它的特点是：结构简单，使用、制造方便，价格便宜，坚固可靠，只要精心制造并经过严格校准和适当修正，在一定的速度范围内，它可以达到较高的测速精度。广泛地用于测量流体的速度。 氛围L形毕托管和T形毕托管。3.利用毕托管测量流体流量的工作原理：由于流体的黏性作用，管道测量截面上各点的速度和分压的分布是不均匀的，为了测出管道截面上的流体的平均速度，通常将管道截面划分成若干面积相等的部分，用毕托管测量每一部分中某一特征点的流体速度，并近似的认为，在每一部分中所有各点的流速都是相同的，且等于特征点的测量值。然后按这些特征点的流速值计算各相等部分面积上通过的流量，通过整个管道截