建筑环境测试技术之物位测量
- 格式：ppt
- 大小：3.83 MB
- 文档页数：61
下载文档原格式
合集下载
建筑环境测试技术期末考试资料及答案
习题一、单项选择题1. 下列指标中，不能表征测量精度的是（ A ）A. 对的度B. 精密度C. 准确度D. 精确度2. 仪表1：量程范围0～500℃，1.0级；仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。
两个仪表的绝对误差的大小是（ A ）。
A. 1>2B. 1=2C. 1<2D. 无法比较3. 下列指标中，表征测量仪表对被测量变化的敏感限度的是（A ）。
A. 灵敏度B. 分辨率C. 线性度D.变差4. 69×102有几位有效数字？（B ）A. 1B. 2C. 3D. 45. 在压力测量仪表的量程时，为保证安全性，压力较稳定期，最大工作压力不超过仪表量程的（ D ）。
A. 1/3B. 1/2C. 2/3D.3/46. 热电偶测温的基本原理（A）A. 热电效应B. 2 热压效应C. 热胀效应D. 4 冷缩效应7.测量仪表的重要性能指标有（ABD）A．精度 B. 稳定度 C. 输入电阻 D.灵敏度8.可以表达精度的指标是(ABD)A.精密度B.线性度C.对的度D.准确度9. 下列测温方法，属于非接触测温的是（ D ）A. 热电偶测温B. 热电阻测温C. 膨胀式测温D. 光学温度计10. 下列不属于用于测温的热电阻材料该具有的条件的是（A ）A. 电阻温度系数α应尽也许小B. 电阻率大，可以得到小体积元件C. 价格便宜，工艺性好D. 电阻温度特性尽也许接近线性11. 下列哪种流量计属于容积式流量计？（B ）A. 转子流量计B. 椭圆齿轮流量计C. 涡轮流量计D. 涡街流量计12. 下列哪种流量计属于差压式流量计？（ A ）A. 转子流量计B. 椭圆齿轮流量计C. 涡轮流量计D. 涡街流量计二、填空题1.测量方法的分类中，按测量手段分为：直接、间接、组合。
2.测量仪表的三个基本的功能是：物理量变换、信号传输、测量结果显示。
3.随机误差特点：有界性、对称性、抵偿性。
4.热电偶电势由接触电动势和温差电势组成。
建筑环境测试技术知识总结概念大全
测量的定义：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比值。
按测量手段分：直接测量——直接从测量仪表的计数获取被测量量值。
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——当测量结果需用多个未知参数表达时,通过改变测量条件，进行多次测量，根据测量量与未知参数间的函数关系，列出方程组并求解，得到未知量等精度测量——测量条件完全相同情况下重复测量非等精度测量——多次测量中，测量条件不尽相同测量方法的选择原则：被测量本身的特性、所要求的测量准确度、测量环境、现有测量设备测量仪表的功能：物理变换功能，将被测量，通过敏感元件，转换便于处理，测量的一种物理量。
信号传输功能，现场测量通过有线或无线将结果传输至控制室。
测量结果显示功能，测量仪表都必须具备显示功能。
精度：测量仪表的读数或测量结果与被测量真值相一致的程度；稳定性；输入电阻；灵敏度；线性度；动态特性1）精密度，仪表指示值的分散性。
反映：随机误差的影响2）正确度，与真值的接近程度。
反映：系统误差3）准确度，精密度与正确度的综合反映真值——测量的物理量，客观存在的量值。
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。
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，或当条件按某种规律变化的误差特点：测量条件不变，误差即为确切数值；条件变化时，误差遵循某种确定的规律变化具有可重复性原因：设计制作上的缺陷；测量环境条件与仪表使用要求不一致；采用近似的测量方法或计算公式；测量人员的习惯读数偏差。
系统误差体现了测量的正确度随机误差：同一恒定量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。
特点：有界性，绝对误差的波动有一定界限；对称性：正负误差机会几乎相等；抵偿性：算术平均值趋近于零；单峰性：绝对值小的误差出现的概率大原因：仪表的不稳定等；温度、电源等无规则波动；测量人员读数无规则变化随机误差体现了多次测量的精密度粗大误差：测量值明显偏离实际值所形成的误差产生的原因：测量方法不当；测量操作失误；测量条件突然变化确定系统误差的合成：代数合成法；绝对值合成法；方和根合成法液体膨胀式温度计1. 测温原理组成：液体储存器、毛细管、标尺原理：TV液∵ (体膨胀系数)∴ T V液 H液测温精度优点：直观、准确、简单、价廉。
《建筑环境测试技术》部分课后习题答案(方修睦版)
5
单次测量均方根误差
1 n 1
n i 1
vi2
1 n 1
n i 1
(xi
x )2
1
29.18 29.242 29.24 29.24 2 29.27 29.24 2
18
5 1 29.25 29.242 29.26 29.24 2
0.0502
算术平均值的标准差
x
n
0.0502 0.0067 56
测量结果 x x 3 x 0.403 0.020 即 x 0.383,0.423
（Q2：用不用去除粗大误差）
23、解：间接测量的标准差：
y
n i 1
f xi
2
0.95%
x
x x
100%
0.005 0.520
100%
0.96%
15、解：随机误差在±σ内的概率：
p
i
1
2
e 2 2
d
0.6826
2
随机误差在±2σ内的概率：
p
i 2
2
1
2
e 2 2
5 、解：示值误差 x x A0 x A
示值相对误差
A
x x
100%
示值引用误差
m
xm xm
100%
精度级别 S 100 m (S 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0)
6、解：示值误差 示值相对误差 示值引用误差
单次测量均方根误差
1 n 1
n i 1
vi2
1 n 1
n i 1
(xi
x )2
1
29.18 29.242 29.24 29.24 2 29.27 29.24 2
18
5 1 29.25 29.242 29.26 29.24 2
0.0502
算术平均值的标准差
x
n
0.0502 0.0067 56
测量结果 x x 3 x 0.403 0.020 即 x 0.383,0.423
（Q2：用不用去除粗大误差）
23、解：间接测量的标准差：
y
n i 1
f xi
2
0.95%
x
x x
100%
0.005 0.520
100%
0.96%
15、解：随机误差在±σ内的概率：
p
i
1
2
e 2 2
d
0.6826
2
随机误差在±2σ内的概率：
p
i 2
2
1
2
e 2 2
5 、解：示值误差 x x A0 x A
示值相对误差
A
x x
100%
示值引用误差
m
xm xm
100%
精度级别 S 100 m (S 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0)
6、解：示值误差 示值相对误差 示值引用误差
建筑环境测试技术习题与解答
《建筑环境测试技术》2011-2012学年复习题答案（名词解释）1、测量，变差，灵敏限，线性度，极限误差，等精度测量，系统误差，随机误差、粗大误差的概念1）测量：是借助于特殊工具和方法，通过实验手段将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定二者之间的关系，从而得到被测量的量值。
2）变差：又称回差，是指仪表在上行程和下行程的测量过程中，同一被测变量所指示的两个结果之间的偏差灵敏限（静态特性）：灵敏限是指能引起输出变化的输入量的最小变化值。
灵敏度：表示测量仪器对被测量变化的敏感程度。
也就是测量仪表指示值增量与被测量增量之比。
线性度：表示仪表的输出量随输入量变化的规律。
引用误差=（绝对误差的最大值/仪表量程）×100%极限误差：极限误差就是在设计允许误差范围内的最边缘误差。
等精度测量：在保持影响测量误差的各因素不变的情况下对同一被测量进行相同次数的测量过程。
系统误差：在多次等精度测量同一个恒定值时，误差的绝对值和符号保持不变，当条件改变时按某种规律变化的误差。
随机误差：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。
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造成的误差。
（2-25填空、选择）1、系统误差的分类？系统误差产生的原因？分类：恒定系差、变值系差原因：测量仪器设计原理及制作上的缺陷；测量时环境条件产生的误差；采用近似值的测量方法或近似值的计算公式；测量人员估计读数时习惯偏于某一方向等原因引起的误差。
2、测量仪表的具有哪些性能参数？主要包括：测量范围、精度、温度稳定性、静态特性、动态特性等。
3、有人想通过减小仪表盘标尺刻度分格间距的方法来提高仪表的精度等级，这种做法能否达到目的？为什么？答：不对，精度等级是以它的允许误差占表盘刻度值的百分数来划分的,其精度等级数越大允许误差占表盘刻度极限值越大。
仪表盘的量程确定，若减小刻度分格间距·4、T、K、J、E、S、R、B分度号的标准热电偶各是什么金属导线构成的？T铜-铜镍、K-镍铬镍硅、J-铁铜镍、E-镍铬铜镍、S-铂铑10 铂、R-铂铑13 铂铑、B铂铑30 铂铑65、标准热电偶型号如何表示的？Pt100表示什么意思？Cu100表示什么意思？答：生产工艺成熟、成批量生产、性能优良的热电偶。
建筑环境测试技术
测量的重要意义主要体现在哪些方面?答: 1、在工程设计中提供图纸资料、明确占地范围了解周边工程、了解占地范围内有无城市地下管线、是否对勘探和机械设施造成影响，如果没有工程测量带来的各种比例尺地形图及管线探测图，工程设计就成了无米之炊。
2、在施工过程中，工程的第一步就是建筑物、构筑物的实地定位放样，因为建筑物在什么地方摆放，不可能随随便便找个地方，根据建筑物的用途、工艺流程或对于同一建筑物的各个不同部分，其精度要求是不一致的，而且往往相差非常悬殊，此时应正确制定工程建筑物定位的精度要求，如果定得过宽，就可能造成质量事故，反之若定得过严，则给放样工作带来不少困难，从而增加放样的工作量，延长放样时间，也就无法满足现代化高速度施工的需要。
3、就是确定建筑物放样的精度，建筑物竣工时的定位误差是由施工误差和测量放样误差所引起的。
由于各种建筑物或同一建筑物中各不同的建筑部分，对放样精度的要求是不同的，因此应考虑到施工现场条件与施工程序和方法，分析这些建筑物是否必须直接从控制点进行放样，对于某些建筑元素，虽然它们之间相对位置精度要求很高，但在放样时，可以利用它们之间的几何联系直接进行。
因此工程测量工作前，制定必要的合理的精度，是关系到该工程建设中周期长短的一项重要的工作。
2.测试和测量是什么样的关系?答: 测量是通过相互比较的一个实验过程，目的是确定其量值大小，单位可以任意选定；测试是具有试验性质的测量，目的是通过多参量的试验来确定其物体的特性或条件的最佳状态，单位也可以是任选的, 测试一般都是通过计量手段和应用计量科学原理进行的，而且对象都是“量”，所以测试又是保证量值统一的重要环节，测试的实质就是测量，都是为了确定其量的数值。
测试是测量和试验的全称,有时把较复杂的测量成为测试.1.某整齐供热系统的蒸汽压力控制指标为1.5 pa要求指示误差不大于±0.05MPa现用一只刻度范围为0~2.5MPa，精度等级为2.5级的压力表是否满足使用要求？为什么？应选用什么级别的仪表？解：△Xm=rm*Xm=±(2.5⁄100) X2.5=±0.0625(MPa)由于0.05 MPa＜0.0625MPa 超过了要求指示误差。
建筑环境测试技术之1测量的基本知识
2021/8/11
38
3.在线式与离线式测量方法
在线式测量要求测量数据必须是实时的， 离线式测量对测量数据没有实时应用的 要求。
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
2021/8/11
39
1.2.4测量方法的选择原则
在选择测量方法时，要综合考虑下列主 要因素：
2021/8/11
33
3）组合测量 当某项测量结果需用多个未知参数表达时， 可通过改变测量条件进行多次测量，根据测 量量与未知参数间的函数关系列出议程组并 求解，进而得到未知量，这种测量方法称为 组合测量。例如，用铂电阻温度计测量介质 温度时，其电阻值与温度的关系是：
Rt R0 (1 at bt2 )
测量值
2021/8/11
32
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。
被测量
直接测量值
y=f(x1,x2,x3……xn)
间接测量费时费事，常在下列情况下使
用：直接测量不方便，或间接测量的结果
较直接测量更为准确，或缺少直接测量仪
器等。
2021/8/11
43
1.3.2测量仪表的功能 1.变换功能 2.传输功能 3.显示功能
2021/8/11
44
1.3.3测量仪表的主要性能指标
在选择测量仪表时，需要了解仪表的基 本性能指标，主要包括以下的内容：
2021/8/11
45
1.精度
精度是指测量仪表的读数或测量结果与 被测量真值相一致的程度。精度高，表 明误差小；精度低，表明误差大。精度 不仅可用来评价测量仪器的性能，也可 做为评定测量结果最主要最基本的指标。 精度又可用精密度、正确度和准确度三 个指标加以表征。
建筑环境测试技术
1、测量：以确定量值为目的的一组操作，即测量中的比较过程，将被测参数的量值与作为单位的标准量进行比较，比出的倍数即为测量结果。
2、直接测量：直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。
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：当某项测量结果需用多个未知参数表达时，可通过改变测量条件进行多次测量，根据测量量与未知参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量。
3、测量方法的选择原则：①被测量本身的特性；②所要求的测量准确度；③测量环境；④现有测量设备。
4、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、记录仪器、传感器和变送器等。
5、测量仪表的类型模拟式：对连续变化的被测物理量直接进行连续测量、显示或记录的仪表。
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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、测量差误：测量仪器仪表的测量值与被测量真值之间的差异，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。
10、真值A0：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值称作它的真值。
指定值A S：由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准，以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值，称为实际值。
11、示值：由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。
12、绝对误差：Δx＝x－Α；x为测得值，A为实际值。
13、误差来源：仪器误差、人身误差、影响误差、方法误差。
建筑环境测试技术(第二版) 方修睦 第二章 测量误差和数据处理习题答案
∙
∑������������=1 ������������2
2-18:������������̅
=
������ √������
=
1.2 16
=
0.3
2-21: 权：不等精度观测值在计算未知量的最可靠值时所占的“比重”或“份额”。 等精度测量 是指在测量条件（包括测量仪器、测量人员、测量方法及环境条件等）不变的情况下，对某
������}=∫−������������
1 ������∙√2������
∙
������−
������2 2������2
∙
d������=0.683
P{|������������ |≤2������}=∫−22������������
1 ������∙√2������
∙
������−
������2 2������2
化的误差。前者称为定值系统误差，后者称为变值系统误差。
随机误差也称为偶然误差和不定误差，是由于在测定过程中一系列有关因素微小的随机
波动而形成的具有相互抵偿性的误差。
粗大误差：在一定的测量条件下，明显偏离实际值或超出规定条件下预期的误差。
2-14：单峰性、有界性、抵偿性、对称性。
2-15:
P{|������������ |≤
×
100%；示值相对误差������x
=
∆x × 100%；
x
满度相对误差������m
=
∆������������ ������������
×
100%
修正值：用代数方法与未修正测量结果相对，与补偿其系统误差的值，c = −∆x
2-3:真实值：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作它的真值。做到无
建筑环境测试技术期末考试 及答案
习题一、单项选择题1. 下列指标中，不能表征测量精度的是（ A ）A. 正确度B. 精密度C. 准确度D. 精确度2. 仪表1：量程范围0～500℃，1.0级；仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。
两个仪表的绝对误差的大小是（ A ）。
A. 1>2B. 1=2C. 1<2D. 无法比较3. 下列指标中，表征测量仪表对被测量变化的敏感程度的是（A ）。
A. 灵敏度B. 分辨率C. 线性度D.变差4. 69×102有几位有效数字？（B ）A. 1B. 2C. 3D. 45. 在压力测量仪表的量程时，为保证安全性，压力较稳定时，最大工作压力不超过仪表量程的（ D ）。
A. 1/3B. 1/2C. 2/3D.3/46. 热电偶测温的基本原理（A）A. 热电效应B. 2 热压效应C. 热胀效应D. 4 冷缩效应7.测量仪表的主要性能指标有（ABD）A．精度 B. 稳定度 C. 输入电阻 D.灵敏度8.可以表达精度的指标是(ABD)A.精密度B.线性度C.正确度D.准确度9. 下列测温方法，属于非接触测温的是（ D ）A. 热电偶测温B. 热电阻测温C. 膨胀式测温D. 光学温度计10. 下列不属于用于测温的热电阻材料该具备的条件的是（A ）A. 电阻温度系数α应尽可能小B. 电阻率大，可以得到小体积元件C. 价格便宜，工艺性好D. 电阻温度特性尽可能接近线性11. 下列哪种流量计属于容积式流量计？（B ）A. 转子流量计B. 椭圆齿轮流量计C. 涡轮流量计D. 涡街流量计12. 下列哪种流量计属于差压式流量计？（ A ）A. 转子流量计B. 椭圆齿轮流量计C. 涡轮流量计D. 涡街流量计二、填空题1.测量方法的分类中，按测量手段分为：直接、间接、组合。
2.测量仪表的三个基本的功能是：物理量变换、信号传输、测量结果显示。
3.随机误差特点：有界性、对称性、抵偿性。
4.热电偶电势由接触电动势和温差电势组成。
建筑环境测试技术
2、转换和处理部分 根据感受部分和显示部分的需要，将感受元件 输出的信号转换成显示部分易于接收的信号。 对不同的测量系统，转换和处理一般有两种形 式： （1）非电量的转换：弹簧管压力计的测量。 （2）电量的转换与处理：热电阻配动圈仪表测 量温度。
计算机测量系统框图
如电阻器电阻温度系数的测量，已知电阻器阻 值Rt与温度t满足关系
Rt R20 (t 20) (t 20)2
可通过联立方程组求解温度系数。
2、按测量方式分类
1）偏差式测量法
在测量过程中，用仪器仪表指针的位移（偏差） 表示被测量大小的方法，称为偏差式测量法。由于 是从仪表刻度上直接读取被测量，包括大小和单位， 因此这种方法也叫直读法。
实验研究历来是科学研究的重要手段之一，也 是一种最基本的研究手段，即使在计算机仿真计 算盛行的今天仍不失其重要性。实验研究必然离 不开对被研究对象特性参数的测量。
在科学技术领域，许多新的发现和发明往往是 以测量技术的发展为基础；在生产活动中，新的 工艺和设备的产生也依赖于测量技术的发展水平； 可靠的测量技术对于生产过程自动化、设备的安 全及经济运行都是必不可少的先决条件。
一般来说，为了测量某一被测量的值，根据 测量的精度要求，将若干测量设备（包括测量仪 表、装置、元件及辅助设备等）按照一定的方式 连接起来，这种连接组合即构成了一种测量系统。
测量系统都是为一定的测量目的与要求而设 计的。因此，测量的目的与要求不同，所使用的 仪表也会有悬殊的差别。
就测量过程中测量系统各部分不同的作用看， 一般测量系统都可由四个部分组成。
第二节 测量仪表
一、测量仪表的类型 二、测量仪表的组成 三、测量仪表的主要性能指标
第二节 测量仪表
一、测量仪表的类型 1、模拟式测量仪表 对连续变化的被测物理量（模拟量）直接进行 连续测量、显示或记录的仪表。 2、数字式仪表 将被测的模拟量首先转化成数字量再对数字量 进行测量的仪表。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
据浮子的位置实现液位的检测。 例如：浮球式水位控制器：
调整箱组件
磁钢 下限水 银开关
非导 磁管
连杆
浮球
浮筒
二．变浮力式液位检测（浮筒式液位计） 将一横截面积为A，质量为m的空心金属浮筒悬挂在弹簧上，
弹簧的下端被固定，当测量桶内无水时，浮筒的重力与弹 簧力达到平衡时，有：
mgCx0
当测量筒内有一定高度的液位H时，浮筒受到液体的浮力上 浮
图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图
3．正迁移：变送器位置低于液面基准面。
Pg(Hh)
正迁移量为
gh
正、负迁移是通过迁移 弹簧改变变送器零 点；
量程调节是通过满度调 节螺钉改变变送器 满度值来实现
图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图
第二节 浮力式液位检测
上限水银开 关
一．恒浮力式液位检测： 基本原理：浮于液面上的浮子随着液位上升或下降，根
负迁移后，差压变送器的最小测量量为：
P m in 0 3.2 7 4 3.2 7k4Pa
负迁移后，差压变送器的最大测量量为：
P m in4 0 3.2 7 4 2 .7k6Pa
差压变送器的测量范围为：－37.24～2.76kPa
实际液位测量范围为： 实际可测量液位范围为0－3.4m
H m a4 x 3 0 .0 /3.2 5 8 3 .4 m
❖ 基于压电效应、和逆压电效应。 ❖ 发射器：将交变电压转换成向外发射的机械波。 ❖ 接收器：把声能转换成电能。 ❖ 实现方法：检测时一般采用较高频率的超声脉冲。这样可减少了单位
时间超声波的发射能量，又可提高超声脉冲的幅值 ❖ 好处：前者有利于减少空化效应，温升效应，后者可提高测量精度。
超声波传播速度的补偿方法 ❖温度补偿 ❖设置校正具
浮球式液位控制器
与电机启动控制装置配套，用以控制工业或民用水槽、水箱、 水塔和各种酸碱、贮液槽的液位
控制范围：200～8000mm（超出4000mm时分节装） 输出信号：干簧触点AC380V、2A，寿命5×104次
UDM-30 系列静压式液位变送器
❖ 测量范围：0～0.5m至0～200m ❖ 测量精度：±0.2%，
±0.5% ❖ 被测介质温度：
-25℃～125℃ ❖ 负载能力： 0～10mA输出时0～1500Ω 4～20mA输出时0～750Ω ❖ 变送器供电电源：
二线制、三线制时：DC24V(12～48V) 四线制时：AC220V(170～250V)
携手共进，齐创精品工程
Thank You
世界触手可及
正迁移
Pg(Hh)
图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图
实质：通过迁移弹簧改变变送器零点，从而同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。 1．无迁移：
PgH
2．负迁移： 形成原因：容器中液体上方空间气体可凝，或为防腐加隔离罐或采用法兰式测压差。
正压室： 负压室： 差压：
P P 11gH 2g1h
PP12g2h
P 1 g H 2 g ( h 2 h 1 )1 g H B
为了使变送器的输出不受固定压差的影响，采用零点迁移法，进行负迁移，迁移量为B。
• 例如：已知 ，
， ，11，，2k0g/0m3 295k0g/m3
h1 1.0m
h2 5.0m Hm03.0m
求：1）计算差压的变化量？2）选择差压变送器量程？3）计算差压变送器迁移量？4）计算迁移后差 压变送器的压差测量范围？5）计算迁移后差压变送器的液位测量范围？
所以测得表压力p即可求得液位高度h。
二．压力式液位计 （开口容器得液位测量）
1．用压力表测量液位：
2．法兰式压力变送器测量液位：用于粘度大、有沉淀、易结晶、易凝固或具有腐蚀性的介 质，为防止导压管堵塞或腐蚀位测量）
P p1gh
P p1
液位高度变化形成的差压值为
1gH 12 9 0 .8 0 335P 2a 80
2 9 0 .8 0 335P 2a 80
•所以可选择差压变送器量程为40kPa
B ( h 2 h 1 )2 g ( 5 1 ) 9 5 9 .8 0 37 P2 a4
所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为-37.240kPa。
Hhx
根据力平衡：
mA g g h C (x 0 x)
mA g g h C (x 0 x)
一般
hx
即 Hh
从而被测液位H可表示为
H C x Ag
•即弹簧的位移量与液位成正比。弹簧的顶端连接有一 铁芯，铁芯随着弹簧的位移在差动变压器内上下移动 输出位移信号。
浮球式液位计
浮筒液位计
第三节 电气式物位检测 以电容式液位检测为例： 当两圆筒间充以介电常数为ε1的气体时，圆筒的 电容量为：
二、电极式液位计
• 利用液体导电原理制成，是一种简易液位 计。工作原理见图
BW25浮筒式液位计
产品特点
全金属结构，简洁耐用
使用M7指示器线性指示被测液位
最高使用温度可达400℃
最高工作压力可达70MPa
最多可安装两个限位开关
4
～
20mA
电
流
输
出
主要技术参数
测量范围：0.3～6 m
测量精度：±1.5% F.S
C0
2 1 L
ln R
r
圆筒形金属导 体
•如果圆筒形电极间的一部分被介电常数为ε2的液体所浸没，被浸没的电极长度为H，此时的 电容量为：
C CC C 11 CC 22 221l(nL 1lR ( nLR H )H )2l2 nl2 R H n2 R H
rr
rr
21L2(2 1)H
R
R
C0
C
ln
ln
油水界面计
浮球液位计
高精度金属色带液位计
物位测量方法分类
主要分类
静压式物位检测 浮力式液位检测 电气式物位检测 声学式物位检测 射线式物位检测
第一节 静压式物位检测
一．静压法测量原理 若液位的高度位h，则液体底部的压力为： h
PBgh
pPBgh h p g
❖当声波从一种介质向另一种介质传播时，因为两种介质 的密度不同和声波在其中的传播速度不同，在分界面上声 波会产生反射和折射。反射系数与声阻抗（ ）有关，
v
❖超声波物位检测方法通过测量声波从发射至接受反射回波的时间间隔来确定物位高低。
H
1 2
vt
当超声波传播速度已知，可根据时间求得物位。
二．超声波物位计的接收和发射
PP P gh
抵消了容器上部压力变化对测量的影响。
安装方式:导压管、法兰式。
四、静压式的“量程迁移”
原理 要求：取压点与压力检测仪表在同一水平高度 限制：安装位置及实际条件，产生附加静压误差
方法 受附加压力时仪表输出为“0”
无迁移
PgH
负迁移
P 1 g H 2 g (h 2 h 1 )1 g H B
r
r
当圆筒形电容器几何尺寸一定，电容器电容增量与液位高度H成正比。同时，两种介质的介电常 数的差值越大， 越大，灵敏度高。
C
适用对象：非导电液体或固体。 对于导电液体，电极要用绝缘物覆盖作为中间介质，而液体和外圆筒一起作为外电极。
第四节 声学式物位检测 一．超声波检测原理： ❖ 20kHz以上频率的机械波称为超声波。
建筑环境测试技术之物位 测量
压力测量回顾
压力测量概念
三种测量方法
平衡法
变形法
电气法
电气式压力检测－－－应变式
应变片 在受压时形状发生变化，电阻因而变化
结构：弹性元件+应变片 弹性元件：金属膜片，弹簧管等 应变片：金属丝或铂 之间粘接
原理 弹性元件产生形变，应变片随形变而电阻变化
压阻式压力传感器示意图
核心部件－圆形单晶扩散硅膜片 布置四个扩散电阻，形成电桥
结构－相对封闭两个腔 分别接测量端和参考端 压力差形成单晶硅膜片变形 电桥失去平衡 测量输出电压
第六章 物位测量
两种物位测量要求：
点式物位测量： 在一个离散的预先设定的物位点上进行监测。
连续式物位测量 监测全量程的物位连续变化。为了达到控制目的，控制点可以设定在全量程0％到100％ 之间的任何一个点。
调整箱组件
磁钢 下限水 银开关
非导 磁管
连杆
浮球
浮筒
二．变浮力式液位检测（浮筒式液位计） 将一横截面积为A，质量为m的空心金属浮筒悬挂在弹簧上，
弹簧的下端被固定，当测量桶内无水时，浮筒的重力与弹 簧力达到平衡时，有：
mgCx0
当测量筒内有一定高度的液位H时，浮筒受到液体的浮力上 浮
图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图
3．正迁移：变送器位置低于液面基准面。
Pg(Hh)
正迁移量为
gh
正、负迁移是通过迁移 弹簧改变变送器零 点；
量程调节是通过满度调 节螺钉改变变送器 满度值来实现
图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图
第二节 浮力式液位检测
上限水银开 关
一．恒浮力式液位检测： 基本原理：浮于液面上的浮子随着液位上升或下降，根
负迁移后，差压变送器的最小测量量为：
P m in 0 3.2 7 4 3.2 7k4Pa
负迁移后，差压变送器的最大测量量为：
P m in4 0 3.2 7 4 2 .7k6Pa
差压变送器的测量范围为：－37.24～2.76kPa
实际液位测量范围为： 实际可测量液位范围为0－3.4m
H m a4 x 3 0 .0 /3.2 5 8 3 .4 m
❖ 基于压电效应、和逆压电效应。 ❖ 发射器：将交变电压转换成向外发射的机械波。 ❖ 接收器：把声能转换成电能。 ❖ 实现方法：检测时一般采用较高频率的超声脉冲。这样可减少了单位
时间超声波的发射能量，又可提高超声脉冲的幅值 ❖ 好处：前者有利于减少空化效应，温升效应，后者可提高测量精度。
超声波传播速度的补偿方法 ❖温度补偿 ❖设置校正具
浮球式液位控制器
与电机启动控制装置配套，用以控制工业或民用水槽、水箱、 水塔和各种酸碱、贮液槽的液位
控制范围：200～8000mm（超出4000mm时分节装） 输出信号：干簧触点AC380V、2A，寿命5×104次
UDM-30 系列静压式液位变送器
❖ 测量范围：0～0.5m至0～200m ❖ 测量精度：±0.2%，
±0.5% ❖ 被测介质温度：
-25℃～125℃ ❖ 负载能力： 0～10mA输出时0～1500Ω 4～20mA输出时0～750Ω ❖ 变送器供电电源：
二线制、三线制时：DC24V(12～48V) 四线制时：AC220V(170～250V)
携手共进，齐创精品工程
Thank You
世界触手可及
正迁移
Pg(Hh)
图6.2.6差压变送器的正负迁移示意图
实质：通过迁移弹簧改变变送器零点，从而同时改变量程的下限和上限而量程保持不变。 1．无迁移：
PgH
2．负迁移： 形成原因：容器中液体上方空间气体可凝，或为防腐加隔离罐或采用法兰式测压差。
正压室： 负压室： 差压：
P P 11gH 2g1h
PP12g2h
P 1 g H 2 g ( h 2 h 1 )1 g H B
为了使变送器的输出不受固定压差的影响，采用零点迁移法，进行负迁移，迁移量为B。
• 例如：已知 ，
， ，11，，2k0g/0m3 295k0g/m3
h1 1.0m
h2 5.0m Hm03.0m
求：1）计算差压的变化量？2）选择差压变送器量程？3）计算差压变送器迁移量？4）计算迁移后差 压变送器的压差测量范围？5）计算迁移后差压变送器的液位测量范围？
所以测得表压力p即可求得液位高度h。
二．压力式液位计 （开口容器得液位测量）
1．用压力表测量液位：
2．法兰式压力变送器测量液位：用于粘度大、有沉淀、易结晶、易凝固或具有腐蚀性的介 质，为防止导压管堵塞或腐蚀位测量）
P p1gh
P p1
液位高度变化形成的差压值为
1gH 12 9 0 .8 0 335P 2a 80
2 9 0 .8 0 335P 2a 80
•所以可选择差压变送器量程为40kPa
B ( h 2 h 1 )2 g ( 5 1 ) 9 5 9 .8 0 37 P2 a4
所以负迁移量为37.240kPa，即将差压变送器的零点调为-37.240kPa。
Hhx
根据力平衡：
mA g g h C (x 0 x)
mA g g h C (x 0 x)
一般
hx
即 Hh
从而被测液位H可表示为
H C x Ag
•即弹簧的位移量与液位成正比。弹簧的顶端连接有一 铁芯，铁芯随着弹簧的位移在差动变压器内上下移动 输出位移信号。
浮球式液位计
浮筒液位计
第三节 电气式物位检测 以电容式液位检测为例： 当两圆筒间充以介电常数为ε1的气体时，圆筒的 电容量为：
二、电极式液位计
• 利用液体导电原理制成，是一种简易液位 计。工作原理见图
BW25浮筒式液位计
产品特点
全金属结构，简洁耐用
使用M7指示器线性指示被测液位
最高使用温度可达400℃
最高工作压力可达70MPa
最多可安装两个限位开关
4
～
20mA
电
流
输
出
主要技术参数
测量范围：0.3～6 m
测量精度：±1.5% F.S
C0
2 1 L
ln R
r
圆筒形金属导 体
•如果圆筒形电极间的一部分被介电常数为ε2的液体所浸没，被浸没的电极长度为H，此时的 电容量为：
C CC C 11 CC 22 221l(nL 1lR ( nLR H )H )2l2 nl2 R H n2 R H
rr
rr
21L2(2 1)H
R
R
C0
C
ln
ln
油水界面计
浮球液位计
高精度金属色带液位计
物位测量方法分类
主要分类
静压式物位检测 浮力式液位检测 电气式物位检测 声学式物位检测 射线式物位检测
第一节 静压式物位检测
一．静压法测量原理 若液位的高度位h，则液体底部的压力为： h
PBgh
pPBgh h p g
❖当声波从一种介质向另一种介质传播时，因为两种介质 的密度不同和声波在其中的传播速度不同，在分界面上声 波会产生反射和折射。反射系数与声阻抗（ ）有关，
v
❖超声波物位检测方法通过测量声波从发射至接受反射回波的时间间隔来确定物位高低。
H
1 2
vt
当超声波传播速度已知，可根据时间求得物位。
二．超声波物位计的接收和发射
PP P gh
抵消了容器上部压力变化对测量的影响。
安装方式:导压管、法兰式。
四、静压式的“量程迁移”
原理 要求：取压点与压力检测仪表在同一水平高度 限制：安装位置及实际条件，产生附加静压误差
方法 受附加压力时仪表输出为“0”
无迁移
PgH
负迁移
P 1 g H 2 g (h 2 h 1 )1 g H B
r
r
当圆筒形电容器几何尺寸一定，电容器电容增量与液位高度H成正比。同时，两种介质的介电常 数的差值越大， 越大，灵敏度高。
C
适用对象：非导电液体或固体。 对于导电液体，电极要用绝缘物覆盖作为中间介质，而液体和外圆筒一起作为外电极。
第四节 声学式物位检测 一．超声波检测原理： ❖ 20kHz以上频率的机械波称为超声波。
建筑环境测试技术之物位 测量
压力测量回顾
压力测量概念
三种测量方法
平衡法
变形法
电气法
电气式压力检测－－－应变式
应变片 在受压时形状发生变化，电阻因而变化
结构：弹性元件+应变片 弹性元件：金属膜片，弹簧管等 应变片：金属丝或铂 之间粘接
原理 弹性元件产生形变，应变片随形变而电阻变化
压阻式压力传感器示意图
核心部件－圆形单晶扩散硅膜片 布置四个扩散电阻，形成电桥
结构－相对封闭两个腔 分别接测量端和参考端 压力差形成单晶硅膜片变形 电桥失去平衡 测量输出电压
第六章 物位测量
两种物位测量要求：
点式物位测量： 在一个离散的预先设定的物位点上进行监测。
连续式物位测量 监测全量程的物位连续变化。为了达到控制目的，控制点可以设定在全量程0％到100％ 之间的任何一个点。