热工检测技术
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发布时间：2023-05-08 08:47
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时间：2024-11-15 23:24
1测量方法及误差分析
1 .什么是静态参数？在整个测量过程中数值大小不随时间变化的被测量。
2．什么是动态参数?随时间不断改变自身量值的被测量。
3.什么是一次仪表? 直接感受被测参数并将其转换成某一信号(能量)的仪表。
4.什么是二次仪表?接受一次仪表的输出信号，并将其放大或转换成其他信号，最后显示出测量结果的仪表。
5.什么是直接测量?被测量的数值可直接从仪表指示值上获得。
6. 什么是间接测量?由直接测量结果与被测量间的函数关系计算得到。
7.直读法：用度量标准直接比较或由仪表直接读出。
8.零位法：被测量对仪表的影响被同类的已知量的影响所抵消,使总的效应为零。
9.差值法：用仪表测出二量之差，即为所求的量。
10.代替法：用已知量代替被测量，两者对仪表产生的影响相同。
11,真值：某时某物理量客观存在的量值称为真值。
12.测量值：通过测量仪表对该物理量检测得到的数值。
13.相对真值：一般把相对高一级仪表测量值近似看为真值。
14.绝对误差：测量值与被测量的真值之差成为绝对误差。
15.相对误差：绝对误差与真值之比称为相对误差。
16.系统误差： 由某些固定因素造成的误差。或在等精度测量时,误差的大小和符号恒定不变(有时成为恒差)或按一定规律变化(变差)。
17.系统误差特点：大小、符号不变，或按一定规律变化。
18.系统误差产生原因
①仪器误差:仪器不完善引起的误差。 ②测量方法不完善或使用不当。
③环境条件造成的误差；④测试者主观因素；⑤实验装置造成的误差 实验装置老化；
⑥实验原理和方法的近似性引起的误差；⑦动态测量误差。
19.系统误差消除方法：系统误差可以通过校正来消除，而不能用增加测量次数来消除。
对于变差可以通过计算公式或附加补偿电路来修正。
20.粗大误差：人为过失造成的误差称为粗大误差。
21.粗大误差的特点：绝对值特别大，明显歪曲了测量结果。
22. 粗大误差产生原因：测量错误、计算错误、粗心大意，是人为的，可以通过主观努力去克服。
23.随机误差：由某些偶然因素造成的误差。
或对某物理量进行多次等精度测量时，误差的大小时大时小，符号时正时负，没有确定的规律，称为随机误差（偶然误差）。
23.随机误差产生原因：测试者主观因素，外界条件变化、仪器构造运行、测量对象变化、以及它们之间相互影响造成的。
24. 随机误差特点 ： 误差呈正态分布，服从概率理论，正负误差出现的概率相等。 测量次数增加时，随机误差的算术平均值趋于0，测量结果的算术平均值趋于真值。
25.等精度测量：测量对象、环境条件、测试人员不变的情况下多次测量同一个量，这种测量叫作等精度测量。
26.三种误差的比较：
结果影响 主观克服 增加测量次数
系统误差 较大 不能 不能消除
粗大误差 最大 能 不能消除
随机误差 不确定 不能 能消除
27.随机误差的分布规律：
①绝对值小的误差出现的机会多。
②绝对值相等的正误差和负误差出现的机会相等。
③绝对值很大的误差出现的机会很小，随机误差的绝对值不会超过一定的界限。
④随着测量次数的增加，随机误差的算术平均值趋于0。
28．测量精度的衡量标准是什么？一般采用平均误差或均方误差作为测量精度的衡量标准。
29．平均误差η表达式：
30．均方误差σ (标准误差) 表达式：
31．什么是极限误差？
32．测量结果最佳值： 以有限次测量的算术平均值作为最佳值。表示为：
33．算术平均值的标准误差（均方误差）：
增加测量次数可以提高测量精度，
34．残差计算公式
35．贝赛尔公式：
36． 算术平均值的均方误差计算公式：
37．间接测量误差分析主要解决哪些问题？
① 用直接测量误差估计间接测量精度(误差传递)
② 若已知间接测量精度,应如何确定直接测量精度(误差分配)
③ 确定最有利的实验条件，使函数误差达到最小的实验条件。
38.绝对误差传递公式：
39.相对误差传递公式：
40.最大绝对误差：
41.最大相对误差：
43.均方误差的传递公式:
44.误差分配公式:
n—直接测量量的个数。
45.实验条件的确定和尺寸确定
① 应使误差尽量的小，
② 主要误差保留，
③ 误差小的忽略
46.求 的绝对误差:
47.求 的绝对误差:
48.确定大平板导热系数的最大测量误差（误差传递）
如图所示，导热系数为：
Q——总传热量,b——平板厚度
F——平板表面积,t1t2——平板表面温度
解：
，
整理得：
由 的测量误差可计算出 的测量误差。
49电加热功率 ，已知 ， ，要求 ，试确定 的值。(误差分配)。
解：
校验：
50 探针法测材料导热系数公式：
，求 的最大相对误差
,
,
51.仪表组成：感受件、中间件、显示件。
52.准确度:仪表指示值接近于被测量真值的程度。
53.精密度:仪表指示值的分散程度。
54.精确度（精度）:它是准确度和精密度的综合反映。
55. 精度等级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0 分7级。
56.精度等级=±最大绝对误差×100/（量程上限—量程下限）。
57. 1．0级即最大相对误差为满量程的±1%。
58. 精度等级相同的仪表，量程越大，允许绝对误差越大，相对误差相等。
58.分辨率相同的仪表，量程越大，精度等级越高，相对误差越小。
59.若允许绝对误差0.1℃,量程40～100℃,精度等级为:
0.1/(100-40)×100=0.0017×100=0.17 —— 则为0.2级，若是0.21—— 则为0.5级。
60.选择仪表量程时，在满足测量要求的情况下，应选用量程小的仪表。
61. 灵敏度:单位输入量引起的输出量的大小。灵敏度=
例：一温度计指针每移动1mm，表示1℃，
另一温度计指针每移动2mm，表示1℃，后者灵敏度高。灵敏度=2/1=2
62．分辨率（灵敏度限）: 仪表可以感受到的被测量的最小变化值。
分辨率大，准确度就低，
分辨率≦允许绝对误差的1/2。
63．线性度:表示标定曲线偏离直线的程度。 线性度=
64．变差（滞后、回差）:外界环境条件不变的情况下，使用同一仪表对某一参数进行正、反行程（被测参数由小到大和由大到小）测量时，所得仪表示值之间的差值，称为变差。
变差=
65.造成变差的原因很多：传动机构间隙, 运动部件的摩擦, 弹性元件的弹性滞后。
66.要求变差不能超出仪表精度等级所限定的允许误差。
67. 零漂: 零漂表示传感器在零输入的状态下，输出值的漂移。
68.时间漂移(时漂): 时间零漂一般是指在规定的时间内,在室温不变的条件下零输出的变化。
69 .零点温漂：温度每变化1℃，零输出的变化值。
70. 灵敏度温漂：温度每变化1℃，灵敏度的变化值。
71.准确度等级相同的仪表，量程越大，其允许绝对误差越大。
72．分辨率相同的仪表，量程越大，其相对误差越小。
73．算术平均值的均方误差 说明增加测量次数可以提高测量精度，它与测量值均方误差 之间的关系为 。
74．测量仪表的静态特性主要有灵敏度、线性度、变差、零漂。
75. 测量仪表一般由感受件、中间件、显示件三部分组成。
