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I A N G S U U N I V E R S
I T Y
热能与动力工程测试技术
要点简析
主编：邝锡金
副主编：代冲
主审：邝锡金
目录
第一章概述 (3)
第二章测量系统的动态特性 (4)
第三章测量系统误差分析及处理 (5)
第四章传感器的基本类型及工作原理 (6)
第五章温度测量 (8)
第六章压力测量 (10)
第七章流速测量 (11)
第八章流量测量 (12)
第一章 概述
1、在热能与动力工程领域中，需要测量的物理量主要有？
温度、压力、流量、功率、转速等。
2、按照得到最后结果的过程不同，测量方法可以分为哪几类？简述各类方法的定义。
1）直接测量：凡被测量的数值可以直接从测量仪器上读得的测量：
2）间接测量：被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，而需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值：
3）组合测量：测量中使各个未知量以不同组合形式出现（或改变测量条件以获得不同的组合），根据直接测量或间接测量所得数据，通过求解联立方程组求得未知量的数值。
3、按工作原理，任何测量仪器都应包括哪三部分？各部分的功能和作用？
包括感受器、中间件和效应件三个部分。
1）感受器或传感器：它直接与被测对象发生关系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号;
2)中间件或传递件：最简单的中间件是单纯起“传递”作用的元件，它将传感器的输出信号原封不动的传递给效应件；
3)效应件或显示元件：显示元件的功能是把被测信号显示出来，按显示原理与方法不同，又可分为模拟显示和数字显示两种。
4、测量仪器按照用途可以分为哪两类？其特点为？
范型仪器和实用仪器两种。
范型仪器精确度很高，对它的保存和使用有较高要求：
实用仪器使用起来方便、可靠，测量结果只要在工程测量允许范围内即可。
5、测量仪器的主要性能指标包括？各指标的含义？
测量仪器的性能指标主要有：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。 精确度：表示测量结果与其真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反映。 恒定度：仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度，称为恒定度。
灵敏度：它以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例 S 来表示 ∆A
∆=αS 式中，α∆为指针的线位移或角位移：∆A 为被测量的变化值。
灵敏度阻滞：又称为感量，此量是足以引起仪器指针从静止到做极微小移动的被测量的变化值。
指示滞后时间：从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需时间，称为指示滞后时间，或称时滞。
第二章 测量系统的动态特性
1、测量仪器或测量系统的动态特性分析就是研究动态测量时所产生的动态误差，它主要用以描述在动态测量过程中 输出量 和 输入量 之间的关系。
2、简述传递函数的定义和表达式。
传递环数是用输出量与输入量之比表示信号间的传递关系。 0
1110111......b )()()(a s a s a s a b s b s s b s X s Y s H n n n n m m n m ++++++++==---- 3.某测量系统由串连环节（或并联环节、或反馈联接）组成，试推导出其传递函数。 串联环节： )()()()()()()()()(21s H s H s Z s X s Y s Z s X s Y s H ===
并联环节： )()()(s Y (s)Y )()()(2121s H s H s X s X s Y s H +=+==
）（ 反馈联接： )
()(H 1(s)H )()()(A A s H s s X s Y s H B ==（正、负反馈） 4.推导出零阶测量系统的传递函数，其特点是？
零阶，除00b a 和外，其与系数都为零，则传递环数为： 00a b )()()(==s X s Y s H ，即kx x a b ==00y 。 该系统的特点是，不管x 随时间如何变化，系统输出不受干扰也没有时间滞后。
5.以测温热电偶为例，推导出该一阶测量系统的系统传递函数以及阶跃响应函数。 一阶，除了1a 00b ,a 外，其余系数为零，则得： )()(a 001t x b t y a dt
dy =+，经拉普拉斯变化后可得：)()()(s s kX s Y s Y =+τ。得出传递函数为：1
1)(T T(s)H(s)0+==s s τ。阶跃响应函数：)1(0τt e T T --=。 6.对于二阶测量系统的阶跃相应函数，评价该系统动态特性的指标？ 二阶传递函数为：2
222)()()(H n n n s s s X s Y s ωξωω++== 评价该系统动态特性的指标：稳定时间s t 和最大过冲量d A 。
7.通过试验测定动态参数的方法有哪些？
频率响应法、阶跃响应法、随机信号法。
第三章 测量系统误差分析及处理
1、 绝对误差和相对误差的定义。
绝对误差=测量值-真值
测量值
绝对误差真值绝对误差相对误差≈= 2、简述测量误差的分类。
1）系统误差：在测量过程中，出现某些规律性的以及影响程度由确定因素所引起的误差，成为系统误差。
2）随机误差：是由许多未知的或微小的因素综合影响的结果。
3）过失误差：由于测量者粗心、过度疲劳或操作不正确所引起的误差。
3、简述系统误差的分类和特征？
分类：仪器误差、安装误差、环境误差、方法误差、操作误差、动态误差。
特征：在同一条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持不变称为恒值系统误差；当误差的大小和符号按一定规律变化时，称为变值系统误差，它又可分线性和非线性系统误差。
4、简述常用消除系统误差的具体方法。
1）交换抵消法;将测量中某些条件相互交换，使产生系统误差的原因互相抵消。
2）替代消除法：在一定的测量条件下，用一个精度较高的已知量，在测量系统中取代被测量，而使测量仪器的指示值保持不变。
3）预检法：是一种检验和发现测量仪器系统误差的常用方法。
5、系统误差的综合包括代数综合法、算数综合法和几何综合法。
6、简述随机误差正态分布规律的特性。
1）单峰性：概率密度的峰值只出现在零误差附近。
2）对称性：符号相反绝对值相等的随机误差出现的概率相等。
3）有限性：在一定测量条件下，误差的绝对值一般不超出一定范围。
4）抵偿性：由随机误差的对称性可以推论出：当∞→n 时，0=∑∆i ，即由于正负误差的互相抵消，即一列等精度测量中各个误差的代数和趋于零。
7、随机误差的计算。 （例3-5）
8、非等精度测量随机误差的计算。（例3-6）
9、多参数间接测量随机误差的计算。（例3-8）
10、常用的剔除可疑测量数据的准则有哪几种？并简述其选择原则。（P35） 略
11、应用格拉布斯准则剔除可疑测量值。（例3-2）
12、应用t 检验准则剔除可疑测量值。（例3-3）
13、应用狄克逊准则剔除可疑测量值。（例3-4）
14、在闭环系统中引入负反馈 ，可使测量系统的精度显著提高。
15、用最小二乘法对测得的数据进行一元线性回归。 （例3-11）
