10秋热工仪表复习提要.docVIP

测量与测量仪表基本知识 测量结果的表示： 比值、测量单位、测量不确定度 国际单位制（SI）： 由米(长度)、千克(质量)、秒(时间)、安(培)(电流)、开[尔文](热力学温度)、摩(尔](物质的量)、坎[德拉](发光强度)等7个基本单位和弧度(平面角)、球面度(立体角)两个辅助单位以及它们的导出单位组成 SI前缀： 计量基准： 为了定义、实现、保存或复现量的单位或一个或多个量值，用作参考的实物量具、测量仪器、参考物质或测量系统称为计量基准(标准)，它包括实物基准(如“千克”原器)和自然基准(如“米”定义是光在真空中于1／299,792,458 s时间间隔内所行进的距离) 国际单位制的计量基准 等精度测量与非等精度测量： 在测量条件完全相同的情况下，进行的一系列重复测量称为等精度测量。测量条件一般指测量者经验、仪表精度、测量方法、环境条件等。 测量系统组成及其功能： 传感器：将被测量转换成另一物理量。 变换器或变送器：将传感器输出信号变换为标准信号。 显示或记录仪器 主动式仪表与被动式仪表 零示仪表和偏转式仪表 模拟仪表与数字仪表 仪表的静态技术指标 量程 允差 精度或测量不确定度 精密度 线性度 灵敏度 阈值 分辨率 零点漂移与灵敏度漂移 变差 呆滞区 仪表的动态技术指标 传递函数 零阶仪表 一阶仪表 二阶仪表 测量误差与不确定度 粗大误差： 由于测量者的疏忽大意，或因环境条件的突然变化而引起的，误差值一般比较显著。对确认含有粗大误差的测量数据，应予以剔除。 粗大误差剔除准则 3σ准则，适用于重复测量次数多的情况；肖维勒（Chauvenet）准则；格拉布斯（Grubbbs)准则；t检验准则（罗曼诺夫斯基准则） 系统误差： 在同一测量条件下，多次重复测量同一量值时，测量误差的绝对值和正负符号都保持不变。或在测量条件改变时按一定规律变化的误差，叫做系统误差。前者为定值系统误差，后者为变值系统误差。 系统误差类别： 定值系统误差，变值系统误差，不定系统误差（即仪表内部不确定度） 定值系统误差发现方法： 对比检定法，均值与标准差比较法 变值系统误差发现方法 残差观察法；残差核算法：前后分组核算，不同公式核对法，阿贝检验法 系统误差消除 从根源上消除：确保基、标准件准确可靠，确保仪表处于正常工作状态，定期检定，按说明书正确使用仪表，确保测量方法正确，无原理性误差，避免操作人员的主观误差 测量过程中消除： 定值系统误差：抵消法（反向补偿法），标准量替代法，交换法 线性系统误差：对称测量法，基准变换消除法 周期系统误差：半周期法 复杂系统误差：实时反馈，即自动控制 不确定度与不确定度的分布： 表示由于存在不可预知、不可控制的因素，而导致的待求量的不能确定的程度；也即测得值与真值接近的程度。它是对待求量的概率描述，是测量值可能分散的一个区间。测量数据常见的概率分布有正态分布、均匀分布、t分布、三角分布等。正态分布是一最典型的分布规律。多次独立等精度测量得到的数据一般可近似看作为正态分布 不确定度、误差的绝对值与相对值，相对值的意义 标准偏差 置信概率、置信区间 标准不确定度与扩展不确定度： 测量不确定度可用标准差u(即前面的σ或σx)表示，用标准差表示的测量不确定度，称为标准不确定度。影响测量结果精度的因素有多种，因此，测量不确定度一般包括若干个分量，将这些分量合成后的不确定度，叫作合成标准不确定度，用uc。uc也是单一的标准差形式．对正态分布而言，置信概率只有68％。在一些重要的测量中，要求给出较高的置信概率，为此需采用扩展不确定度Up (下标p表示置信概率)，它是合成标准不确定度uc的倍数 A类不确定度与B类不确定度 A类不确定度是用统计分析方法评定的不确定度，其方法是归纳性质的（Inductive approach）。即对某被测量值进行等精度的独立的多次重复测量，得出一系列测得值xi(即测量列)。通常是以测量列的算术平均值作为被测量值的估计值，以的标准差作为测量结果的A类标准不确定度uA B类不确定度是用不同于A类评定的方法，即用非统计分析的疗法评定的不确定度。B类评定方法在实际工作中应用很多，因为有的不确定度无法用A类评定，或虽可用A类评定，但不经济可行，另外，还有A类评定不能包括的分量。 A类标准不确定度的评定 以测量列的算术平均值作为被测量值的估计值，以的标准差作为测量结果的A类标准不确定度uA B类标准不确定度的评定 如果测量值的分布可以看作服从正态分布，且已知以前数据的扩展不确定度Up，则其B类标准不确定度uB为 式中k为包含因子．可根据置信概率p，查正态分布表得到。 如果测量值的分布可以看作服从t分布，且已知以前数据的扩展不确定度Up和有效自由度v，则其B类标准不确定度uB为 如果测量值可以看作服从均匀分布，分布区间(x-a