第二章热工测试基础知识1
热工测量基本知识
一、管道流体温度测量(续1 一、管道流体温度测量(续1)
(由于保护套管或测温管的直径不大,可假定 由于保护套管或测温管的直径不大, 感受件和其外面的保护套管或测温管的温度一 t1 如管道中流过的介质是气 致的, 流过的介质是气( 致的,都是 。)如管道中流过的介质是气(汽) 测温管附近无低温的冷壁, 体,测温管附近无低温的冷壁,管道外又敷有 绝热层,即管道内壁温度较高, 绝热层,即管道内壁温度较高,且介质的温度 tg 不太高时, 不太高时,测温管对管子内壁的辐射散热影响 可以忽略。如果管道中介质为液体, 可以忽略。如果管道中介质为液体,则测温管 对管内壁不会有辐射散热。在以上情况下, 对管内壁不会有辐射散热。在以上情况下,根 据传热学的原理, 据传热学的原理,
一、管道流体温度测量(续2 一、管道流体温度测量(续2)
可以得到导热误差的关系式为: 可以得到导热误差的关系式为:
t1 − t g =
t g − t3
b1 ch ( b1 L1 ) 1 + th ( b1 L1 ) cth ( b2 L2 ) b2
..........(6 − 1)
热工测量仪表
——接触测温及误差讨论 ——接触测温及误差讨论
引言
接触式测温: 接触式测温:测温时仪表的感温元件必须与被 测介质直接接触, 测介质直接接触,此时仪表指示的温度是测温 元件本身的温度, 元件本身的温度,与被测介质的真实温度有差 别。 本章的任务: 本章的任务:研究这种差别的大小及其减小的 方法。 方法。
一、管道流体温度测量(续4 一、管道流体温度测量(续4)
5)增加 U / F 使1/ d 增加,可以 增加,
1 1
使误差减小。 使误差减小。因为
中国石油大学热工基础典型问题第二章 热力学第一定律
工程热力学与传热学第2章热力学第一定律典型问题分析典 型 问 题1. 基本概念分析1 等量空气从相同的初态出发,分别经过可逆绝热过程A和不可逆绝热过程B到达相同的终态,分析空气的热力学能变化:ΔU A, ΔU B的关系。
2 自然界中发生的一切过程都必须遵守能量守恒定律,反之,遵守能量守恒与转换定律的一切过程都可以自发进行。
3 系统中工质经历一个可逆定温过程,由于没有温度变化,故该系统中工质不能与外界交换热量。
4 封闭热力系内发生可逆定容过程时,系统一定不对外作容积变化功。
5 封闭热力系中,不作膨胀功的过程一定是定容过程。
6 气体膨胀时一定对外作功。
7 工质吸热后一定会膨胀。
8 根据热力学第一定律,任何循环的净热量等于该循环的净功量。
9 热力过程中,工质向外界放热,其温度必然降低。
10 工质从同一初态出发,分别经历可逆过程和不可逆过程达到相同的终态,则两过程中工质与外界交换的热量相同。
11 工质所作的膨胀功与技术功,在某种条件下,两者的数值会相等。
12 功不是状态参数,热力学能与推动功之和也不是状态参数。
13 焓是状态参数,对于闭口系统,其没有物理意义。
14 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态,而与工质经历的过程无关。
2. 计算题分析1 一个装有2kg工质的闭口系统经历了如下过程:过程中系统散热25kJ,外界对系统作功100kJ,比热力学能减少15kJ/kg,而且整个系统被举高1000m。
试确定过程中系统动能的变化。
2 一活塞汽缸中的气体经历了两个过程,从状态1到状态2,气体吸热500kJ,活塞对外做功800kJ。
从状态2到状态3是一个定压的压缩过程,压力为400kPa,气体向外散热450kJ。
并且已知U1=2000kJ,U3=3500kJ,试计算2-3过程中气体体积的变化。
3 已知新蒸汽进入汽轮机时的焓h1=3232kJ/kg,流速c f1=50m/s,离开汽轮机的排汽焓h2=2302kJ/kg,流速c f2=120m/s,散热损失和进出口位置高度差可忽略不计。
热工流体第二章 热力学第一定律
第二章 热力学第一定律第一节 第一定律的实质及热力学能和总能能量守恒与转换定律是自然界的基本规律之一,它指出:自然界中的一切物质都具有能量,能量不可能被创造,也不能被消灭;但能量可以从一种形态转变为另一种形态,且在能量的转化过程中能量总量不变。
热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用。
它确定了热力过程中热力系统与外界进行能量交换时,各种形态能量数量上的守恒关系。
一、热力学能热力学能是与物质内部粒子的微观运动和粒子的空间位置有关的能量。
它包括分子移动、转动、粒子震动运动的内动能和分子间由于相互作用力的存在而具有的内位能,故又称内能。
内动能取决于分子热运动,是温度的函数,而内位能取决于分子间的距离,是比体积的函数,即u = f ( T, v )二、总能除热力学能外,工质的总能量还包括工质在参考坐标系中作为一个整体,因有宏观运动速度而具有动能、因有不同高度而具有位能。
前一种能量称之为内部储存能,后两种能量则称之为外部储存能。
我们把内部储存能和外部储存能的总和,即热力学能与宏观运动动能和位能的总和,叫做工质的总储存能,简称总能。
即p k E U E E =++ (2-1)E---总能; U---热力学能; E k ---宏观动能; E p ---宏观位能。
第二节 第一定律的基本能量方程及工质的焓一、焓在有关热力计算总时常有U+pV 出现,为了简化公式和计算,把它定义为焓,用符号H 表示,即H=U+pV (2-2)1kg工质的焓值称为比焓,用h表示,即h=u+pv (2-3)焓的单位是J,比焓的单位是J/kg。
焓是一个状态参数,在任一平衡状态下,u、p和v都有一定得值,因而焓h也有一定的值,而与达到这一状态的路径无关。
当1kg工质通过一定的界面流入热力系统时,储存于它内部的热力学能当然随着也进入到系统中,同时还把从外部功源获得的推动功pv带进了系统。
因此系统中因引进1kg工质而获得的总能量是热力学能与推动功之和(u+pv),即比焓。
热工基础 第二章.热力学第一定律
13
对于单位质量工质, 对于单位质量工质,
1 2 q = h + cf + g z + ws 2
以上两式称为开口系统的稳定流动能量方程. 以上两式称为开口系统的稳定流动能量方程. 开口系统的稳定流动能量方程 对于微元过程 ,稳定流动能量方程写成
1 2 δQ = dH + mdcf + mgdz + δWs 2 1 2 δq = dh + dcf + gdz + δws 2
2
热力学能 宏观动能, 宏观动能,宏观位能
比热力学能: 比热力学能: 符号: 单位质量工质的热力学能 .符号:u;单 kJ/kg.比热力学能是状态参数. 位:J/kg 或kJ/kg.比热力学能是状态参数. 气体工质的比热力学能可表示为
u = f (T , v)
任何状态下系统热力学能的数值不可能为 零.由于在工程热力学中只计算工质在状态变 化中的热力学能的变化量, 化中的热力学能的变化量,因此热力学能的零 点可以人为地规定, 例如, 通常取0 点可以人为地规定 , 例如 , 通常取 0K 时气体 的热力学能为零. 的热力学能为零.
第二章 热力学第一定律
热力学第一定律就是一切热力过 程所必须遵循的能量转换与守衡定律. 程所必须遵循的能量转换与守衡定律 . 本章重点阐述热力学第一定律的实质 与数学描述, 与数学描述 , 为热力过程计算奠定理 论基础. 论基础.
1
2-1 热力系统的储存能
热力系统储存能 1. 热力学能 不涉及化学变化和核反应时的物质分子热 运动动能和分子之间的位能之和(热能) 运动动能和分子之间的位能之和(热能). 热力学能符号: 热力学能符号:U,单位:J 或kJ . 单位:
02热工测试基础知识(热工测试技术)-修改版
热电偶测温系统框图形式
被测 温度T
热电偶温度 计 放大器 记录 仪器
热电偶测温系统框图
T 热电偶温 度计 E 热电势E (输出量)
被测温度 (输入量)
热电偶温度计环节 T
Te 1 Q 2 Te 3 E
热电偶测温系统框图
1环节:表示的是被测物体与热电偶热端之间,由于温差的原因,所引起的 热交换过程,其方程: 1 (2-6) Q (T T ) 式中:Q——被测物体与热电偶之间的热流量 R——被测物体与热电偶之间的传热热阻 2环节:被测物体向热电偶传送热流量Q,引起热端温度的变化
f ( ) A2 ( ) B 2 ( )
B( ) ( ) arctan A( )
3.随机信号
随机信号是连续信号,但又没有一定周 期,不能预测也不能用少数几个参数来 表现其特征。因此,随机函数既不能用 时间函数表示,也不能用有限的参数来 全面说明,随机信号只能用其统计特性 来描述它。
静态特性
(二)测量仪器的重复性
在相同测量条件下,重复测量同一个被测量时测量 仪器示值的一致程度。 重复性可以用示值的分散性来定量表示。要求仪器 示值分散在允许的范围内。 重复性是测量仪器的重要指标,反映了仪器工作的 可信度和有效性。
静态特性
(三)灵敏度
系统输出信号的变化相对于输入信号变化的比值, 反映了仪器对输入量变化的反应能力,是一个基本参 数。 k =dy/dx=f’(x)
输入量 x(t) 系统或环节 H (t ) H (s ) 输出量 y(t)
测量就是把被测的物理量x(t) ,用仪器及装置组 成的测量系统,进行检出和变换,使之成为人们能感 知的量y(t)。 这里对测量系统而言,x(t) 为输入量,示值y(t) 为输出量。为保证测量结果是正确的,要求测量者对 所使用的测量系统,输入和输入间具有怎样的关系, 即测量系统的特性如何,要考察h(t)即系统的传输 或转换特性。
热工基础习题
热工基础习题第一章热力学基础知识一、填空题1.实现能和能相互转化的工作物质就叫做2.热能动力装置的工作过程,概括起来就是工质从吸取热能,将其中一部分转化为,并把余下的一部分传给的过程。
3.热力系统与外界间的相互作用一般说有三种,即系统与外界间的交换、交换和交换。
4.按系统与外界进行物质交换的情况,热力系统可分为和两类。
5.状态参数的变化量等于两状态下,该物理量的差值,而与无关。
6.决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需个。
7.1mmHg=Pa;1mmH2O=Pa。
8.气压计读数为750mmHg,绝对压力为2.5某105Pa的表压力为MPa。
9.用U形管差压计测量凝汽器的压力,采用水银作测量液体,测得水银柱高为720.6mm。
已知当时当地大气压力Pb=750mmHg,则凝汽器内蒸汽的绝对压力为MPa。
10.一个可逆过程必须是过程,而且在过程中没有11.只有状态才能用参数坐标图上的点表示,只有过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。
12.热量和功都是系统与外界的度量,它们不是而是量。
13.工质作膨胀功时w0,工质受到压缩时w0,功的大小决定于二、名词解释1.标准状态——2.平衡状态——3.准平衡过程——4.可逆过程——5.热机——6.热源——7.热力系统——8.体积变化功——9.热力学温标——10.孤立系——三、判断题1.物质的温度越高,则所具有的热量愈多。
2.气体的压力越大,则所具有的功量愈大。
3.比体积和密度不是两个相互独立的状态参数。
4.绝对压力、表压力和真空都可以作为状态参数。
6.孤立系内工质的状态不会发生变化。
7.可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。
8.凝汽器的真空下降时,则其内蒸汽的绝对压力增大。
9.若容器中气体的压力没有改变,则压力表上的读数就一定不会改变。
四、选择题1.下列各量可作为工质状态参数的是:(1)表压力;(2)真空;(3)绝对压力。
2.水的三相点温度比冰点温度应:(1)相等;(2)略高些;(3)略低些。
1热工基础知识
ξ1、热工基础知识(一)、热力学基础1、温度温度是衡量物体冷热程度的尺度,是物质分子热运动平均动能的度量。
摄氏温标:1个标准大气压下纯水的冰点定为0℃,沸点定为100℃,在这个区域内划分100等分,每1等分为1度,单位为℃。
用t表示。
华氏温标:1个标准大气压下纯水的冰点定为320F,沸点定为2120F,在这个区域内划分180等分,每1等分为1度,单位为0F。
用t1表示。
t1=1.8t+32 (0F)绝对温标:又称热力学温标,每一度大小与摄氏温标相等,起点为物质内分子热运动完全停止时温度(-273.15℃),单位为K。
用T表示。
T=t+273.15(K)2、压力1 bar 巴 =100000 pa 帕斯卡=0.1MPa1 psi 磅/平方英寸=0.0703 kgf/cm21 kgf/cm2 千克力/平方厘米 =98000 pa 帕1 mm aq. 毫米水柱=9.8 pa 帕1 mm hg 毫米汞柱=133.28 pa 帕1 m H2O 米水柱=9800 pa 帕=0.1 kgf/cm2 千克力/平方厘米工程上常将1大气压(B)看成1个工程大气压或0.1MPa,即B=1kgf/cm2,或B=0.1MPa 表压:通过压力表读出的压力,为绝对压力减当地大气压。
真空度:压力比大气压低的程度。
真空度=B-绝对压力3、热能:分子热运动强度的度量,是依靠温差传递的能量。
用Q表示1kcal=4.1868kJ1 kcal/h 大卡/时=1.163 W 瓦1 kW千瓦=860 kcal/h 大卡/时1 btu/h 英制热量单位/时=0.293 W瓦4、比热:单位质量的物质温度每升高或降低1K所需要加入或放出的热量。
定压比热Cp:气体在加热或冷却时,如果保持压力不变,则其比热称为定压比热。
物体的吸(放)热量:Q=mCp(t2-t1)定容比热Cv :气体在加热或冷却时,如果保持体积不变,则其比热称为定容比热。
Cp>Cv绝热指数k:气体的定压比热与定容比热之比为气体的绝热压缩指数,k=Cp/Cv5、理想气体状态方程:pV=mRTR:气体常数,8314/气体分子量,空气为287J/(kg.K)p:Pa,帕V:m3m:kgT:K等温过程,等压过程,等容过程绝热过程:气体状态发生变化时,与外界不发生热量交换的过程称为绝热过程。
热工测量的基础知识
感受部件也称为一次仪表,它是测量仪表的感受部分并直接与被测对象 相联系(但不一定直接接触)。它的作用是感受被测参数的大小和变化,
并且必须随着被测参数的变化产生一个相应的信号输出到传输变换部件。
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任务2 热工测量仪表的组成及分类
仪表能否快速、准确地反映被测参数的大小,很大程度上取决于感受部 件。对感受部件的具体要求是: (1)输出信号与被测参数的变化之间呈单值函数关系,并有较高的灵
显示部件也称二次仪表,其作用是接收传输变换部件送来的信号并将其 转换为测量人员可以辨识的信号。
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任务2 热工测量仪表的组成及分类
一、测量仪表的组成
热力发电厂中的热工参数,多数不能直接测量,一般都是借助于一些物 质的物理、化学性质的关联性把测量参数转变为其他便于测量的相关量,
以间接得出被测参数的数值。因此,各种测量仪表尽管工作原理、结构 外形等有所不同,但从其各部分结构的功能和作用上看,基本都由三部 分组成,即感受部件、传输变换部件及显示部件,如图1-1所示。
项目一 热工测量的基础知识
1 任务1 测量的定义及方法 2 任务2 热工测量仪表的组成及分类 3 任务3 测量误差及种类 4 任务4 仪表的质量指标及校验
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任务1 测量的定义及方法
一、测量的定义
所谓测量,就是利用一定的测量工具,通过实验的方法将被测量与同性 质的标准量(即测量单位) 进行比较,以确定被测量是标准量的多少倍
热工测量及仪表基本知识重点
热工测量●热工测量:是指压力、温度等热力状态参数的测量,通常还包括一些与热力生产过程密切相关的参数测量,如测量流量、液位、振动、位移、转速和烟气成分等。
●测量方法:按测量结果获取方式:直接、间接测量法;按被测量与测量单位的比较方式:偏差、微差、零差测量法;按被测量过程中状态分:静态、动态测量法。
●热工仪表组成:感受件,传送件,显示件。
●仪表的质量指标:准确度、线性度、回差、重复性误差、分辨率、灵敏度、漂移。
●热力学温标所确定的温度数值称为热力学温度也称绝对温度,用符号T表示。
单位为开尔文,用K表示。
●测量方法分类:接触式测温方法:膨胀式液体和固体温度计、压力式温度计、热电偶温度计和热电阻温度计、热敏电阻温度计。
非接触式测温方法:光学高温计,光电高温计、辐射温度计和比色温度计。
温度测量部分接触式测温(1)热电偶温度计①标准化热电偶:工艺上比较成熟,能批量生产、性能稳定、应用广泛,具有统一分度表并已列入国际和国家标准文件中的热电偶。
②非标准化的热电偶:进一步扩展高温和低温的测量范围;但还没有统一的分度表,使用前需个别标定。
●热电偶温度计:由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
标准化热电偶-200~1600℃;非标准化热电偶-270~2800℃。
①测温范围广,可以在1K至2800℃的范围内使用;②精度高;③性能稳定;④结构简单;⑤动态特性好;⑥由温度转换的电信号便于处理和远传。
·8种标准化热电偶:S型、R型、B型、K型、N型、E型、T型、J型·四类非标准化热电偶:贵金属、贵—廉金属混合式、难熔金属、非金属●热电偶测温原理:热电效应:两种不同成分的导体(或半导体)A和B的两端分别焊接或绞接在一起,形成一个闭合回路,如果两个接点的温度不同,则回路中将产生一个电动势,称之为热电势,这种效应称为热电效应。
●热电偶的基本定律:均质导体定律、中间导体定律、连接温度(中间温度)定律。
①均质导体定律:由一种均质导体所组成的闭和回路,不论导体的截面积如何及导体各处温度分布如何,都不能产生热电势。
热工测量及仪表基础知识精编版
(1)模拟式测量法
特点: 仪表结构简单,价格低廉,便于直观表示被测量变化的方向,读数容易 产生误差。
(2)数字式测量法
特点: 仪表结构复杂,测量速度高,精度好,读数直观,复现性好,功能多。
(3)屏幕式测量法
特点: 仪表能显示复杂的图形和曲线,显示直观,设备投资和技术要求高。
4.测量误差的表示方法
• 绝对误差():仪器显示的数值 与x 被测参数真
实值 之x间0 的代数差值。(absolute error)
x x0
修正值(C): C x0 x
4.测量误差的表示方法(续)
• 相对误差( )(relative error):测量的绝对误差与约定值之比
的百分数。
由SI单位加SI词头构成。
分析测量误差的意义
正确认识误差的性质,分析误差产生的原因。 从根本上,消除或减小误差
正确处理测量和实验数据,合理计算所得结果。 通过计算得到更接近真值的数据
正确组织实验过程,合理设计、选用仪表或测量方法。 根据目标确定最佳测量系统
五、测量误差:通过测量仪表测量得到的结果减去被测参
(2)非接触式测量:测量过程中,仪表的任何部分都不必与被测 对象进行机械接触就能得到测量结果的测量方法。
特点:不干扰被测对象,但可能受外界干扰,适用于 高速运动或环境稳定的场合。
(1)静态测量法:被测量在测量过程中不随时间变化。
对变化速率相对于测量速率十分缓慢的对象进行测量亦属于静态测 量。
特点:对测量系统的动态响应要求不高,精确度高,操作简便。 (2)动态测量法:测量过程中,被测量随时间有明显变化。
系统误差的分类
- 产生原因:由于测量仪表本身不够完善、仪表持久使用 发生的人为原因或者测量时外界环境条件发生较大变化等 原因产生的。
热工复习重点(1)
核反应堆热工分析复习大纲第一章:1. 各堆型基本特征;2. 热工分析的任务;第二章:1. 裂变能在元件、慢化剂和结构材料内的分布以及大致的百分比。
2. 堆内轴向和径向功率分布的特点。
3. 影响功率分布的因素?4. 反应堆停堆后为什么还要继续冷却?停堆后的热源由那几部分组成?各自特点和规律如何?第三章:1. 写出Fourier 热传导公式,并且说明各符号含义。
2. 区分q ,l q 和v q 的含义和关系。
3. 推导圆柱形燃料芯块及包壳的温度场计算公式。
4. 写出Nu ,Re 数的表达式,说明Pr 数、Gr 数的含义。
说明强迫对流换热与自然对流换热的区别,他们的传热关系式各与那些准则有关?5. 推导不同形状燃料元件子通道的当量直径。
6. 大容积沸腾和管内沸腾的特点。
7. 说明在控制壁面温度时大容器沸腾()w s q t t --图,并说明DNB q 的意义。
8. 画出低热流密度和高热流密度下,圆管内沸腾的过程图,标出各阶段的流型,指出并解释DNB q 点和CHF 点。
9. 何谓沸腾临界?沸腾临界的分类?10. 说出燃料元件的设计要求。
11. 比较金属铀和2UO 燃料的优缺点。
12. 辐照对2UO 芯块有什么影响?13. 为什么提出积分热导率概念?如何使用?掌握其推导过程。
14. 间隙导热的模型分类第四章1. 流体的压降由那几部分组成?2. 写出单相Darcy 公式,说明各符号的含义。
3. 公式nw no iso f f f μμ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭中各符号的含义。
4. 单相液体加速压降的出现条件,写出其积分表达式?5. 写出形阻压降的一般表达式。
6. 汽液两相流有那四种流型?基本两相参数的定义。
写出x ,s x 和e x 定义表达式。
推导出α,S 和x 之间的关系式。
7. 导出汽液两相流一维稳态动量守恒方程,并说明各项含义。
8.说明什么是自然循环,它对于反应堆安全的含义,如何提高自然循环能力,如何确定自然循环的流量。
山东建筑大学热工检测课第2章
第四节 间接测量值的误差与处理 一 间接测量值的最佳估计值 二 间接测量值的标准误差的估算 三 微小误差取舍原则 四 误差分配
一 间接测量值的最佳估计值
设间接测量值y由x1, x2, x3...各直接观测量所决定:
间接测量值的最佳估计值由各直接观测量的 算术平均值决定
二 间接测量值的标准误差的估算 若各个直接测量值是相互独立的,则
n xi 1 205.30 2 204.94 3 205.63 4 205.24 5 206.65 6 204.97 7 205.36 8 205.16
• [-a,a]或 [-zσ,+zσ]称为置信区间
• 置信区间所对应的概率φ(z)叫置信概率
• φ(z)=1-α, α叫显著性水平,代表误差落在 置信区间以外的概率。
• 置信区间和置信概率共同表示测量结果的 可靠性。
z0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0 0.00000 0.07966
• 90.92 91.47 91.58 • 91.36 91.53 91.28 • 91.85 91.23 • 91.25 91.70 • 91.41 90.67
• 平均值=91.35,标准误差=0.32 • 无坏值
作业
• 用压力表对某被测压力进行了16次等精密 度测量,单位:kpa,如下表所示。设它们 已消除了系统误差,试判别其中是否含有 过失误差的测量值,并写出压力的最终测 量结果。
• 利用格拉布斯法每次只能舍弃一 个可疑值,若有两个以上的可疑
数据,应该一个一个数据的舍弃, 舍弃第一个数据后,试验次数由n 变为n一1,以此为基础再判别第二 个可疑数据。
(4)热工测试from白痴
第一章基本知识1、测量精度(1)精密度:重复性,衡量随机误差(2)确切度:与正当比较,衡量系统误差(3)确切度:1+22、测量范围与精度(1)范围:满刻度2/3可以提高精度(2)精度:最大示指误差/仪表量程= 基本误差(或者允许误差),用精度等级(精度)表示。
如:0.1,0.2, 0.5等。
3、仪表动静态特性(1)静态特性灵巧度:输入变化/输出变化灵巧限:分辨率,仪表能够变化的最小值线性度:实际与理想的偏差最大值/量程变差(2)动态特性时光常数:相当于自控中时光常数中的纯滞后时光,不包括过渡滞后时光。
4、测量系统组成:传感器+变送器+传输通道+显示装置第二章温度测量1、温标(1)热力学温标分子停止运动为零点,与物质物理性质无关。
可以用来避免分度随意性,是一种理论温标。
T=273.16 Q/Q参(2)国际实用温标1K定义为水的三相点的热力学温度的1/273.16(水三相点的热力学温度为273.16)。
(3)摄氏温标和华氏温标T=t+273.15 标况下,冰的熔点为273.15k。
t=5(F-32)/ 92、热电偶第 1 页/共 5 页(1)热电材料两种材料采用分度号区别不同热电偶,如T型、K型等(2)热电测温原理基于:热电转换现象;本质:不同材料或不同温度下,电子密度不一致,导致电势差热电动势= 接触电势(不同材料)+ 温差电势(不同温度)(3)热电偶逻辑均质导体定律:同一均质导体,温度分布、截面不同等,无热电势。
必须不同材料。
中间导体定律:接入第三种导体,只要接入导体两端无温差,则该导体不会产生电动势。
中间温度定律:叠加原理(4)安装:高温应垂直安装;大流速应该倾斜安装。
3、热电阻(1)本质:电阻随温度变化,大多是线性或近似线性逻辑。
(2)类型:铜热电阻、铂热电阻等。
(3)热电阻分度:如Pt100,Cu50等。
4、辐射温度计(1)单色辐射温度计原理:单色辐射强度和温度关联,boiler定律。
缺点:不同物体黑度不同,因而不能测量其他物体。
热工测量基础知识(20090226)
六、仪表的检定
检定是为了评定仪表的计量性能,并与规定的
指标比较,以确定仪表是否合格。进行检定工 作应遵循国家法定性技术文件:国家计量检定 规程。规程详细规定了被检仪表的技术条件; 检定用的标准测量器具和设备;检定项目、方 法和步骤,检定结果处理;检定证书的格式和 填写要求等。
检定方法: 定点法是:
提供被检仪表测量所需的某种标准量值,例如已知的某种纯
金属相变点温度,标准成分气样等,从而确定仪表的示值误 差。
示值比较法:
就是使被检仪表与标准仪表同时去测量同一被测量,比较两
者的指示值,从而确定被检仪表的基本误差、变差等质量指 标。 一般要求标准仪表的测量上限应等于或稍大于被检仪表的测 量上限。标准仪表的允许误差为被检仪表误差的1/3~1/10。 在这种情况下,可以忽略标准仪表的误差。将标准仪表的指 示值作为被测量的真值。 检定点常常取在仪表标尺的整数分度值(包括上、下限)上 和经常使用的标尺刻度附近,必要时可适当加密检定点。
5.分辨率 引起仪表示值可察觉的最小变动所需的输入信
号的变化,称仪表的分辨率。也称灵敏限或鉴 别阀。 6.灵敏度 仪表在到达稳态后,输出增量与输入增量之比, 称为仪表的灵敏度。 7.漂移 在保持工作条件和输入信号不变的条件下,经 过规定的较长—段时间后输出的变化,称为漂 移,它以仪表量程各点上输出的最大变化量与 量程之比的百分数来表示。
3.显示元件
显示元件的作用是向观测者显示被测参数的量值。 (1)模拟式显示: (2)数字式显示: (3)屏幕画面显示:
第三节 测量误差的分析与处理
根据测量误差性质的不同 一、系统误差 (一)系统误差的概念
在同一条件下(同一观测者,同一台测量器具,相同
热工测量基本知识PPT文档共42页
谢谢!
36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何,且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
热工测量基本知识
16、人民应该为法律而战斗,就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ,并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ,而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令,就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律,其真实含 义是财 富。— —爱献 生
40、学而不思则罔,思而不学则殆。——孔子
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将输入量随时间变化
x(t)
a
的快慢分成稳态量和动态量。
稳定不变
稳态量:如图2-3中a b 所 示。 动态量:随时间变化很快的
b
缓慢变化
c
阶跃变化
物理量。如图2-3中c、d、e
所示。
测量动态量时,由于输入量 变化很快,测量仪器来不及 达到平衡状态,而处于动态
正弦脉动 随机脉动
过渡过程之中
(必须考虑过渡过程)。
温度 T‘
系 统 或 环 节 传 输 或 转 换 特 性 h(t)
输出量 y(t)
温度 T 输量 x(t)
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温度计测量水杯温度
温度测量中的三个变量
输 出 量 y(t)
压力 P‘
压力 P 压
力
输入量 x(t)
容
器
系 统 或 环 节 传 输 或 转 换 特 性 h(t)
压力测量中 的三个变量
mv TA'
y TA'
1、工程测量中的三个变量
输入量 x(t)
系统或环节 H(t) H(s)
输出量 y(t)
测量就是把被测的物理量x(t) ,用仪器及装置 组成的测量系统,进行检出和变换,使之成为人们能 感的量y(t)。
这里对测量系统而言,x(t) 为输入量,示值y (t) 为输出量。为保证测量结果是正确的,要求测 量者对所使用的测量系统,输入和输入间具有怎样的 关系,即测量系统的特性如何,要考察h(t)即系统 的传2020输/5/2 或转换特性。
热工测试技术
2005-102-02230/5/2
唐经文
(重庆大学动力工程学院)
Email: tangjinw@
第二章
热工测试基础知识
第一节 基本概念
测试是具有试验性质的测量,是从客观事物取得有关信息的过 程。在这一过程中,借助专门的设备组成测量系统,通过合适 的实验方法和必要的数学处理方法,求得所研究现象的有关信 息。 一、测试系统的组成
③、随机信号
c
随机信号是一种连续性信号。
它无周期,无一定的频率、 幅值。如果我们用示波器长时
t
间观察一随机信号,就会发现 它永远不会重复。如图2-4(c)
图2.4 一般动态信号的形式
所示。
前两20类20/信5/2号是有规律的,后一种是无规律的,本课程只讨论前两种情况。
(二)动态信号的表示方法
①时域表示法:动态信号的主要特征是时间的函数,信号的特征 可以用信号幅值随时图间变化的表达式、图形或数据表格来表达。 从而表现出信号随时间变化的特征。时域表示法,简单、直观, 但是不能明确揭示信号的频率成分和传输特性。 ②、频域表示法:在实际测量中,动态信号可以变换成不同频率 的正弦信号之和,而每一正弦波对应一相应的频率。同样动态信 号可以变换成不同的频率的各种正弦波相加来表示。不同的动态 信号所包含的正弦波频率成分也不相同。因此,动态信号可以表 示为频率的函数,这种表示方法可以表示信号的频率特征,故称 为频域表示方法。
2.如果系统特性已知h(t) ,输出可测,即y(t)已
知,那未通过该特性和输出可以推断导致该输出的相应 输入量x(t) ;---测量
3.如果输入和系统特性已知 x(t)、 h(t)已知 ,
则可以推断和估计系统的输出量 y(t) 。---验证
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二、被测物理量—测试系统的输入量
1、被测物理量(输入量)的定性描述
(三)动态信号的数学描述
①、周期性信号:
周期信号是经过一定时间间隔而重复出现的信号,它完成一个循环所需要的 时间行为周期,周期的倒数称为基频,其函数表达式为:
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x(t) x(t T ) (2-1)
式中:T—重复周期(秒)
周期信号的时域表示法,可以通过付立叶级数展开变换为频域表示的信号。对于函
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被测对象
传感器
中间变控器
传输
数据处理
显示记 录
观察者
试 验 装 置
图2-1 测试系统框图
TA A板
电位差计 TA'
图2-2 简单的热电偶测温系统
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x TA
在某一测量过程中,我们用一 支热电偶配一台电位差计组成 测温系统,如图2-2所示。测量
金属板A的表面温度。A板表面 的实际温度为TA,而通过测量 系统我们所得到是电位差计的 输出毫伏数值,用对应的热电 偶分度表将输出毫伏数值换算 成测量温度值。
数
x(t ) ao
n1
(an
cos
2
T
nt
bn
sin
2
T
(2-2
nt )
)
将其展开成付立叶级数:
其中:
a0
1 T
T / 2 x(t )dt
T / 2
an
2 T
T / 2 x(t ) cos 2
T / 2
T
ntdt
bn
2 T
T / 2 x(t )sin 2
T / 2
T
ntdt
如果令
o
即
2
T
,x(t ) 则所表示的级数由时域表示变换为频域表示。
(2-3)
式中
x(t ) ao Cn cos(not n )
n1
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Cn
a2 n
b2 n
n
tg1( bn an
)
由(2-3)式可知:当 x(t ) 由时域变换为频域表示后,它所代表的是一系列不同频
率的正弦函数之和,系数 正弦波的相位。
Cn
即代表不同频率正弦波的辐值,而 n 2
用仪器及装置组成测量系统将被测的物理量进行检出和变换,使之成为人们 能感知的量,以便进行分析和研究。典型的测试装置如图2-1所示
当测试的目的、要求不同时,测试装置的差别很大。
简单的温度测试装置只需要一支液柱式温度计; 而对于用热电偶温度计组成的温度测试系统就相对复杂一些,而较完整的动态温度 测试系统,不仅具有图2-1所表示各个框图内容,而这些框图所表示的装置,其本身 的组成就相当复杂。
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压力计测量压力容器压力
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速度测量中的三个变量
2、工程测量中的三个变量间的关系
工程测试中输入量x(t)、系统的传输或转换特性 h(t)和输出量y(t)三者之间的关系如下。
1.如果输入、输出是可以观察的量,x(t)、 y(t)
已知,那未通过输入、输出就可以推断系统的传输或转 换特性 。 h(t) ;---标定
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t
图2-3 被测物理量的形式
2 动态信号的形式
(一)、动态信号的分类
x(t)
实际测量中所遇见的动态信
a
号大致可以分为三类:
①、周期性信号
t
按固定的时间间隔进行重复
的时间函数。如图2-4(a)
所示。
②、过渡态信号
b
为一种非周期信号,它只在
一段时内出现变化,然后趋
t
于稳定,如图2.4(b)所示。