测量热力测试技术
热能与动力工程测试技术复习重点
第一至三章一、名词解释测量:是人类对自然界中客观事物获得数量观念旳一种认识过程。
它用特定旳工具和措施，通过试验将被测量与单位同类量相比较，在比较中确定出两者比值。
稳态参数：数值不随时间而变化或变化很小旳被测量。
瞬变参数：随时间不停变化数值旳被测量（非稳态或称动态参数),如非稳定工况或过渡工况时内燃机旳转速、功率等。
模拟测量：在测量过程中首先将被测物理量转换成模拟信号，以仪表指针旳位置或记录仪描绘旳图形显示测量旳成果(不体现为“可数”旳形式) 。
数字测量：测量可直接用数字形式表达。
通过模／数（A／D)转换将模拟形式旳信号转换成数字形式。
范型仪器：是准备用以复制和保持测量单位，或是用来对其他测量仪器进行标定和刻度工作旳仪器。
精确度很高，保留和使用规定较高。
实用仪器：是供实际测量使用旳仪器，它又可分为试验室用仪器和工程用仪器。
恒定度:仪器多次反复测量时，其指示值稳定旳程序，称为恒定度。
一般以读数旳变差来表达.敏捷度:它以仪器指针旳线位移或角位移与引起这些位移旳被测量旳变化值之间旳比例S来表达。
敏捷度阻滞:敏捷度阻滞又称为感量,感量是足以引起仪器指针从静止到作极微小移动旳被测量旳变化值。
一般仪器旳敏捷度阻滞应不不小于仪器容许误差旳二分之一。
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旳时间，又称时滞。
测量值与真值之差称为误差。
因子：在试验中欲考察旳原因称为因子。
因子又可分为没有交互作用和有交互作用旳因子，前者是指在试验中互相没有影响旳因子，而后者则在试验中互相有制抑作用。
水平：每个因子在考察范围内提成若干个等级，将等级称为水平二、填空题常用旳测量措施有直接测量、间接测量、组合测量。
测试中，被测量按照其与否随时间变化可以分类稳态参数和瞬变参数。
有时被测参数旳量或它旳变化，不体现为“可数”旳形式，这时就不能用一般旳测量措施，对应旳就出现了模拟测量和数字测量。
按工作原理，任何测量仪器都包括感受件，中间件和效用件三个部分。
热量和温度的测量
热量和温度的测量热量和温度是热学领域中常用的概念，它们在物理学、工程学、环境科学等领域中都有重要的应用。
准确测量热量和温度对于科学研究和工业生产都具有重要意义。
本文将介绍热量和温度的概念、测量方法以及常用仪器设备。
一、热量和温度的概念热量是物体内部分子间传递的能量，通常表现为温度的升高或物体发热。
温度则是反映物体内部分子热运动强弱的物理量，它是一个与热平衡有关的状态参量。
在国际单位制中，热量的单位是焦耳（J），温度的单位是摄氏度（℃）或开尔文（K）。
二、热量的测量方法有多种方法可以测量热量，常见的方法包括热平衡法、电热等效法和相变热法。
1. 热平衡法热平衡法是通过将待测物体与已知温度的物体接触，使其达到热平衡，从而确定待测物体的温度。
这种方法适用于固体或液体的温度测量，常用的热平衡仪器有温度计、热导仪和红外线测温仪。
2. 电热等效法电热等效法是利用已知功率的电热器加热待测物体，在一定时间内测量物体温度的变化，从而确定物体的热容量。
电热等效法适用于固体和液体的热容量测量，常见的仪器设备有电热容量测定器和差示扫描量热仪。
3. 相变热法相变热法是通过测量物质相变时释放或吸收的热量来确定物体的热容量。
常见的相变热法包括冰点法和沸点法，它们分别利用了水在冰点和沸点时的相变热。
三、温度的测量方法温度的测量方法多种多样，常用的包括温度计、热敏电阻、热电偶和红外线测温。
1. 温度计温度计是利用物质的热胀冷缩性质来测量温度的仪器，常见的温度计有水银温度计、酒精温度计和电子温度计。
水银温度计是最常用的一种，它利用水银在温度改变时的体积变化来测量温度。
2. 热敏电阻热敏电阻是一种电阻值随温度变化的元件，它的电阻与温度成正比或反比关系。
根据电阻与温度变化的不同曲线特性，常见的热敏电阻有铂电阻、镍铬电阻和铜电阻。
3. 热电偶热电偶是利用两种不同金属的热电效应来测量温度的仪器，它的原理是两种金属在不同温度下产生电势差。
常用的热电偶有铂铑-铂热电偶和铜-铜镍热电偶。
dsc检测的作用
DSC检测学名差示扫描量热分析，英文名称为Differential Scanning Calorimetry，简称DSC,是在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的能量差随温度或时间变化的一种技术，关键点测量输入到试样和参比物的功率差与温度之间关系，那么这种检测的作用有哪些呢？1、优势明显DSC检测的突出优点有：使用温度范围广（-175℃~725℃）、分辨能力高和灵敏度高。
测试材料限制少，除腐蚀性材料外，一般材料均可。
分析功能覆盖广，除差热分析一般功能，还可以测试各种热力学参数，如：热焓、熵和比热容等。
根据所用测量方法的不同，可分为功率补偿型DSC和热流型DSC。
2、应用范围广泛这项技术被广泛应用于一系列应用，包括石油产品、高聚物、配合物、液晶、生物体系、医药等有机和无机化合物，成为研究有关问题的有力工具。
它既是一种例行的质量测试和作为一个研究工具。
该设备易于校准，使用熔点低铟例如，是一种快速和可靠的方法热分析示差扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。
DSC和DTA仪器装置相似，所不同的是在试样和参比物容器下装有两组补偿加热丝，当试样在加热过程中由于热效应与参比物之间出现温差ΔT时，通过差热放大电路和差动热量补偿放大器，使流入补偿电热丝的电流发生变化，当试样吸热时，补偿放大器使试样一边的电流立即增大；反之，当试样放热时则使参比物一边的电流增大，直到两边热量平衡，温差ΔT消失为止。
换句话说，试样在热反应时发生的热量变化，由于及时输入电功率而得到补偿，所以实际记录的是试样和参比物下面两只电热补偿的热功率之差随时间t的变化关系。
如果升温速率恒定，记录的也就是热功率之差随温度T的变化关系。
3、可测定参数多样在操作中，通过单独的加热器补偿样品在加热过程中发生的热量变化，以保持样品和参比物的温差为零。
这种补偿能量(即样品吸收或放出的热量)所得的曲线称DSC曲线。
热能与动力工程测试技术温度测量
3) 镍铬-镍硅热电偶〔分度号K〕 正极是镍铬合金，负极为镍硅。 测温范围：-200 ℃ ～+1300℃。 优点：测温范围很宽、热电动势与温度关系近
似线性、热电动势大、高温下抗氧化能力强、价 格低，所以在工业上应用广泛。
K分度表
镍铬—镍硅热电偶分度表〔冷端温度为0℃〕
测量端 温度 (℃)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300
0
0.000 4.095 8.137 12.207 16.395 20.640 24.902 29.128 33.277 37.325 41.264 45.108 48.828 52.398
30
1.203 5.327 9.341 13.456 17.664 21.919 26.176 30.383 34.502 38.519 42.432 46.238 49.916 53.439
40
50
热电动势(mV)
1.611 5.733 9.745 13.874 18.088 23.346 26.599 30.799 34.909 38.915 42.817 46.612 50.276 53.782
Tt273.15
☆ 国际实用温标：ຫໍສະໝຸດ 是一个国际协议性温标，它与热力学温标
相接近，而且复现精度高，使用方便 。
● 温度计分类 据传感器的测温方式： 接触式：膨胀式、电阻式、热电偶式 非接触式： 辐射式 接触式的精度高、响应慢、受高温限制 非接触式的精度低、响应快、受低温限制
按照温度测量范围： 超低温： 0～10K 低温： 10～800K 中高温： 800～1900K；1900～2800K 超高温： 2800K以上
热等静压测试-概述说明以及解释
热等静压测试-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热等静压测试是一种利用加热和压力的方法来模拟高温高压环境下的工况测试技术。
它可以用于研究各种材料在极端条件下的性能和行为，以及评估各种工艺和设备在高温高压环境下的可靠性。
热等静压测试通过将待测样品置于高温炉中，并施加一定的压力，使样品在高温高压下保持静态状态。
在此过程中，样品受到来自压力和温度的双重作用，从而可以模拟实际工程中的极端环境条件。
同时，热等静压测试还可以通过监测样品的形变、应力和温度等参数来评估样品的性能和可靠性。
热等静压测试在航空航天、能源、材料科学等领域具有广泛的应用。
在航空航天领域，热等静压测试可以用于模拟航空发动机的高温高压工况，评估材料的耐热性能和热膨胀特性，从而指导材料的选用和工艺的改进。
在能源领域，热等静压测试可用于研究核能发电中的燃料元件在高温高压条件下的行为，并评估其安全性和稳定性。
在材料科学领域，热等静压测试可以用于研究新材料的性能和行为，探究材料的力学性能、热学性能以及相变行为等，为材料的设计和应用提供科学依据。
总之，热等静压测试作为一种模拟高温高压环境下的工况测试技术，在各个领域具有重要的应用价值。
通过热等静压测试，我们可以更好地理解材料在极端条件下的行为，为工程和科学研究提供可靠的实验数据和理论依据。
虽然热等静压测试具有许多优势，但也存在一些局限性，需要进一步的研究和改进。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以是关于整篇文章的组织和框架的介绍。
具体内容可以包括以下几点：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行阐述：第2节将详细介绍热等静压测试的定义与原理。
在这一部分，我们将解释热等静压测试是什么以及其核心原理是什么。
通过对热等静压测试的原理进行深入分析，我们可以更好地理解其应用和意义。
第3节将讨论热等静压测试的应用领域。
在这一部分，我们将阐述热等静压测试在工程领域的广泛应用，包括但不限于航空航天、能源、材料科学等。
热能与动力工程测试技术(附答案)
1.测量方法：直接测量：凡是被测量的数值可以从测量仪器上读出，常用方法１．直读法２．差值法3.替代法4.零值法间接测量：被测量的数值不能直接通过测量仪器上读出，而直接测量与被测量有一定函数关系的量，通过运算被测量的测值。
组合测量：测量中各个未知量以不同的组合形式出现，根据直接测量与间接测量所得的数据，通过方程求解未知量的数值2.测量仪器：可分为范型仪器和实用仪器一、感受件：它直接与被测对象发生联系，感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号。
应满足条件：1.必须随测量值的变化发生相应的内部变化 2.只能随被测参数的变化发出信号 3.感受件发出的信号与被测参数之间必须是单值的函数关系二、中间件：起传递作用，将传感器的输出信号传给效用件常用的中间件：导线，导管三、效用件：把被测信号显示出来。
分为模拟显示和数字显示3.测量仪器的主要性能指标：一、精确度：测量结果与真值一致的程度，系统误差与随机误差的综合反映二、恒定度：仪量多次重复测量时，其指示值的稳定程度三、灵敏度：认仪器指针的线位移或角位移与引起变化值之间的比例四、灵敏度阻滞：在数字测量中常用分辨率表示五、指示滞后时间：从被测参数发生变化到仪器指示出现该变化值所需时间4.传递函数是用输出量与输入量之比表示信号间的传递关系。
H（s）（s）（s）作用：传递函数描述系统的动态性能，不说明系统的物理结构，只要动态特性相似，系统可以有相似的传递函数串联环节：H（s）1（s）H2（s）并联环节H（s）1(s)2（s）反馈环节H（s）(s)/1(s)(s)5.测量系统的动态响应：通常采用阶跃信号和正弦信号作为输入量来研究系统对典型信号的响应，以了解测量系统的动态特性，依次评价测量系统测量系统的阶跃响应：一阶测量系统的阶跃响应二阶测量系统的阶跃响应测量系统的频率响应：一阶测量系统的频率响应二阶测量系统的频率响应7.误差的来源：每一参数都是测试人员使用一定的仪器，在一定的环境下按一定的测量方法和程序进行的，由于受到人们的观察能力，测量仪器，方法，环境条件等因素的影响，所得到的测量值只能是接近于真值的近似值，测量值与真值之差称为误差。
001-汽轮机热力性能试验方法_付昶
试验时应隔离的阀门通常分三组： • 第一组：机组正常运行时可以长期隔离的阀门（如：汽机本体和各加热器疏
放水、管道、阀门启动疏水，高、低压旁路等）。 • 第二组：试验期间(通常为3-5天)可以暂时隔离的阀门（如：加热器危急疏水、
凝结水、给水旁路等）。 • 第三组：试验前必须隔离，试验后立即恢复的阀门（如：炉连续、定期排污、
hi
ho
2018/4/12
对于过热蒸汽 h=f(p，t)
高、中压缸进出口均为过热蒸汽，因此可直接通 过测量进出口的压力和温度得出缸效率。
对于湿蒸汽 h=f(p，t，x)
低压缸排汽为湿蒸汽，不能直接通过测量进出 h’o 口的压力和温度得其焓值，还需知道湿度x，x的直
接测量存在较大难度。
2.15 试验结果的修正
2018/4/12
1.2 描述汽轮机热力性能的重要指标
• 汽轮机组的热耗率、汽耗率(包括机组本身和热力循环整体两种) • 蒸汽的流量、给水的流量 • 汽轮机各缸的效率 • 发电机出力(包括有功、无功和功率因数) • 汽轮机各轴封泄漏量、系统各部分内、外漏流量以及热力系统中工
质在各部位的参数等 • 各主要辅机及系统的状态（能耗诊断项目）
2018/4/12
2.15.1 系统修正
• 加热器进、出口端差 • 抽汽管道压损 • 过热器减温水流量 • 再热器减温水流量 • 给水泵和凝结水泵焓升 • 凝结水过冷度 • 系统贮水量变化
2.15.2 参数修正
• 主蒸汽压力 • 主蒸汽温度 • 再热蒸汽温度 • 再热汽压损 • 排汽压力（循环水入口温度）
• 系统隔离符合试验要求。管道、阀门无异常泄漏，不明漏量损失 不超过额定工况主蒸汽流量的0.1%。
热能与动力工程测试技术完整版
热能与动力工程测试技术HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】1、何为动压静压总压P129答：静压是指运动气流里气体本身的热力学压力。
总压是指气流熵滞止后的压力，又称滞止压力。
动压为总压与静压之差。
2、试画出皮托管的结构简图，说明皮托管的工作原理，并导出速度表达式（条件自拟，不考虑误差）。
P143~P1443、某压力表精度为级，量程为0~，测量结果显示为，求精确度、最大绝对误和差示值相对误差δ4、在选用仪器时，应在满足被测要求的前提下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量值在满刻度要求的2/3为宜。
P55、测量误差可分为系统误差、随机（偶然）误差、过失误差。
6、随机误差正态分布曲线的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性。
7、热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律。
8、流量计可分为：容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计。
P1619、除利用皮托管测量流速外，现代常用的测速技术有：热线（热膜）测速技术、激光多普勒测速技术（LDV）、粒子图像测速技术。
10、简述金属应变式传感器的工作原理。
答：金属应变式传感器的工作原理是基于金属的电阻应变效应，即导体或半导体在外力作用下产生机械形变时，电阻值也随之产生相应的变化。
P6311、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。
12、按照得到最后结果的过程不同，测量方法可以分为直接测量，间接测量和组合测量。
13. 按工作原理，任何测量仪器都应包括感受件，中间件和效用件。
14. 测量误差按照产生误差因素的出现规律以及它们对测量结果的影响程度来区分可以将测量误差分为系统误差，随机误差和过失误差。
15. 系统误差的综合包括代数综合法、算术综合法和几何综合法。
16. 金属应变式电阻传感器温度补偿的方法有桥路补偿（补偿片法）和应变片自补偿。
热工测试技术试题及答案
一、填空1.仪表的灵敏度越高则（ C ）A.测量精确度越高B.测量精确度越低C.测量精确度越不能确定D.仪表的线性度越好2.造成测压仪表静态变差的因素是（ B ）A.弹性模量B.弹性迟滞C.材料的泊松比D.温度特性3.请指出下列误差属于系统误差的是（ C ）A.测量系统突发故障造成的误差B.读书错误造成的误差C.电子电位差计滑线电阻的磨损造成的误差D.仪表内部存在摩擦和间隙等不规则变化造成的误差4.用光学温度计测量物体温度，其示值（ B ）A.不受测量距离的影响B.是被测物体的亮度温度C.不受被测物体表面光谱发射率的影响D.不受反射光影响5.仪表的灵敏度越高则（ C ）A.测量精度越高B.测量精度越低C.测量精度不确定D.仪表的线性度越好6.表征仪表读书精密性的指标是（ C ）A.灵敏度B.线性度C.分辨率D.准确度7.用金属材料测温热电阻下列说法正确的是（ D ）A.金属材料的密度盐碱对测温越有利B.金属材料的强度越高对测温越有利C.金属合金材料掺杂越均匀对测温越有利D.金属纯度越高对测温越有利8.热电阻测温采用“三线制”接法其目的在于（ C ）A.使回路电阻为定值B.获得线性刻度C.消除连接导线电阻造成附加误差D.使工作电流为定值9.标准节流件的直径比β越小，则（ D ）A.流量测量越准确B.流量的压力损失越小C.要求水平直管段越长D.流量的压力损失越小10.涡流流量输出______信号 ( B )A.模拟B.数字C.电流D.电压11.将被测压差差换成电信号的设备是（ C ）A.平衡容器B.脉冲管路C.压差变送器D.显示器12.过失误差处理方法通常为（ B ）A.示值修正法B.直接别除法C.参数校正法D.不处理13.欲用多根热电偶测量某房间内平均温度，一般采用什么的热电偶布置方式（ A ）A.并联B.反接C.串联D.以上都不对14.下列关于热电偶均质导体定律下列说法错误的（ D ）A.热电极必须采用均质材料B.只能用两种不同材料的均质导体构成热电偶C.热电势与热电极温度分布无关D.热电势与热电极的截面积有关15.热力学温度的符号是 BA．K B．T C．t D.℃16．准确度最高的热电偶是 ( A )A．S型 B．K型 C．J型 D.E型17．现有以下几种测温装置，在测汽轮机轴瓦温度时，最好选用（ C ） A镍铬一镍硅热电偶 B.充气压力式温度计 C．铂热电阻 D.铜—铜镍热电偶18．有一铂铑一铂热电偶，设其E(300℃，500℃)为X，E (500℃，250℃) 10为) Y , E (250℃，0℃)为z，则 ( C )A．X=Y=z B．X=Y≠z C. X≠Y≠z D.X≠Y=z19．被测量为脉动压力时，所选压力表的量程应为被测量值的( C )A．1.5倍 B．1倍 C. 2倍 D.2.5倍20．用热电偶测量o℃以上的温度时，若与二次表相连接补偿导线极性接反，将使指示值（ C ）A.偏高B.正常C.偏低D.以上都不对21．有一热电阻为一次元件的测温仪表．其示值比实际值偏低或指示不稳定，可能原因（ A ）A．接线盒的接线端处有尘土或铁屑B．电阻元件电阻丝断C．电阻元件的连接导线短路D.电阻元件的连接导线断路二、填空1、为使测量结果正确，要求测试系统有足够的灵敏度，线性度，滞后差要尽可能小2、测试系统的动态特性是一种衡量系统动态响应的指标3、压力的测量方法有两种力学测量方法、电学测量方法4、电阻应变片按其结构形式分为粘贴式和非粘贴式5、常见的温度补偿法自补偿法和桥路补偿法6、温度计分为两类接触式测温和非接触式测温7、电阻温度计的最主要优点是稳定，灵敏具有较高的测温准度8比较适宜制作热电阻材料的主要有铂，镍，铜9、三线补偿法是消除连接热电阻的导线电阻的一种常用方法10、动态，气动，化学因素为热电阻的电偶测温的个性问题，与气流的流态，物理属性变化有关11、温度场测试技术又称温度场显示技术12、光机扫描方式有两种方式，即物扫描和像扫描13、热电阻温度计是通过测定热电阻的电阻值来推算温度的14、测量热电阻的电阻值常常采用不平衡电桥、自动平衡电桥15、热电阻的结构形式很多，一般由感温元件，绝缘管，保护管，接线盒四个部分组成16、（辐射）就是由电磁波来传递能量的过程17、热成像系统可分为光机扫描和非光机电扫描两种类型18、平行光影仪可分为投射式和非投射式两种19、探针流速计用于测量气体流速20、双光速光路是目前激光测速中应用最广泛的光路形式三、简答题1、热工测试技术的测量手段有哪几种？答：○1力学测量手段○2电学测量手段○3光学测量手段2、液体压力计的基本测量原理是什么？答：利用工作液柱所产生的压力与被测压力平衡，根据液柱高度差来进行压力测量的仪器3、简要描述一下热力学第零定律答：如果两个热力学系统中的每一个都与三个热力学系统处于热平衡，则它们也必定处于热平衡4、压阻效应现象是什么？答：硅、锗等半导体材料受到外力作用而产生应力时，其电阻率随应力的改变而改变的现象5、简述测量系统的动态特性？答：测量系统的动态特性是一种衡量测量系统动态响应的指标。
实验三种常用热分析方法测定物质热性能
实验三种常用热分析方法测定物质热性能热分析技术是研究物质热性能的一种技术。
这一技术可以用来确定和测量物质的热膨胀、热稳定性、热力学性质、热循环行为和物理变形。
本文将讨论常用热分析技术：热重分析（DSC）、热流比测定（TGA）和热分析仪（TMA）。
一、热重分析（DSC）
热重分析（DSC）是利用重量和热量变化的原理，测量物质热反应过程中发生的变化。
它由一个温度控制器、热重传感器和一个金属sample holder组成。
当sample holder 中的样品经过恒定的温度梯度加热或冷却时，热重传感器能够测量出在恒定的温度下重量的变化情况，从而推断出样品物质热反应的结构变化情况，并针对特定的热反应事件作出精确的测定，例如熔点、溶解度、水解度等。
热重分析的优势在于它可以测量出温度范围内的物质失重量，并且具有微量检测的能力，它可以测量物质的微量失重量以及释放的热量，这些受物质内部结构变化的影响。
二、热流比测定（TGA）
热流比法（Thermal Gravimetric Analysis,TGA）是一种热力学测试技术，它可以测量样品在不同温度下的重量变化。
它是通过体积的变化或温度的变化来测量重量变化的，常用来测量样品的热稳定性、热膨胀性和热导率等热力学性质。
常用热分析技术：差示扫描量热法(DSC)、差热分析(DTA)、热重分析(TAG)
常用热分析技术：差示扫描量热法（DSC）、差热分析（DTA）、热重分析（TAG）物质的物理状态和化学状态发生变化（如升华、氧化、聚合、固化、硫化、脱水、结晶、熔融、晶格改变或发生化学反应）时，往往伴随着热力学性质（如热焓、比热、导热系数等）的变化，故可通过测定其热力学性能的变化，来了解物质物理或化学变化的过程。
主要方法有：▪差热分析-DTA；▪差示扫描量热法-DSC；▪热重分析-TGA。
▪1. TG的基本原理TG：可调速的加热或冷却环境中，以被测物重量作为时间或温度的函数进行记录的方法。
DTG：微商热重曲线，热重曲线对时间或温度的一阶微商的方法获得的曲线。
2. 分析方法：升温法和恒温法升温法：样品在真空或其他任何气体中进行等速加温，样品将温度的升高发生物理变化和化学变化使原样品失重—动态法。
原理：在某特定的温度下，会发生重量的突变，以确定样品的特性。
恒温法：在恒温下，记录样品的重量变化作为时间的函数的方法。
3. 影响TGA数据的因素（1）气体的浮力和对流浮力的影响：样品周围的气体因温度的升高而膨胀，比重减小，则样品的TGA值增加。
对流的影响：对流的产生使得测量出现起伏。
（2）挥发物的再凝聚凝聚物的影响：物质分解产生的挥发物质可能凝聚在与称重皿相连而又较冷的部位上，影响失重的测定结果。
（3）样品与称量皿的反应反应的影响：某些物质在高温下会与称量皿发生化学反应而影响测定结果。
（4）升温速率的影响升温速率的影响：升温速率太快，TGA曲线会向高温移动；速度太慢，实验效率降低。
（5）样品用量和粒度用量和粒度影响：样品用量大，挥发物不易逸出，影响曲线比那话的清晰度；样品细，反应会提前影响曲线低温移动。
（6）环境气氛环境气氛对热失重曲线的影响4. 热重分析的应用热重分析主要研究在空气或惰性气氛材料的热稳定性、热分解作用和氧化分解等物理化学变化；也广泛用于涉及质量变化的所有物理过程。
根据热失重曲线可获得材料热分解过程的活化能和反应级数：k = dm/dt= A·mn·e-E/RT；ln(dm/dt) = lnA + nlnm- E/RT；获得n和E的方法：a. 示差法；b. 不同升温速率法；ln(d m/d t) = lnA + n ln m- E/RT；ln k= 0时，有：E/RT0= lnA + n ln m；T0—反应速度的对数为零时的温度；1. DSC的工作原理差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度条件下，测量输入给样品与参比物的功率差与温度关系的一种热分析方法。
热工测试技术
谢谢！
第一章 热工基本量的测量
——贾洪涛
课程主要内容
一、 概述 二、 温度的测量 三、 压力的测量 四、 湿度和干度的测量 五、 流速和流量的测量 六、 热量和热流的测量 七、 功率的测量
概述
1、热工基本量 基本热工量有温度、压力、流速、流量、湿度、干度、热 量与功率等。 2、热工测量仪表及其组成 1) 传感器 传感器是仪表与被测对象直接发生联系的部分，因此也常 称作敏感元件或一次元件。 2) 传输器 传输器的作用是将传感器的输出信号传输给显示器。 3) 显示器 热工测量的最终结果通过显示器向人们反映出按测参量的 数值和变化也常被称作二次仪表。
ห้องสมุดไป่ตู้
压力的测量
压阻式：压阻式压 力传感器是利用半 导体材料硅在受压 后，电阻率改变与 所受压力有一定关 系的原理制做的。
湿度和干度的测量
1、湿度、干度的定义 湿度是指空气的相对湿度，而干度则是指水蒸气的干度。 这些量是湿空气与水蒸气的重要参量之一。 2、空气相对湿度的测定 测量空气相对湿度的方法礼多种，如干混球温度计、毛 发湿度计、露点湿度计等，其中最常用的是干湿球湿度计。 干湿球湿度计测温原理：利用两支温度计来测定空气的 相对湿度。一支温度计直接测定空气温度，所得值称为干 球温度。另一支温度计的温包裹有一块湿纱布，由于纱布 的水分在空气中蒸发需要耗热，而使其温度逐渐下降到某 一平衡温度称为湿球温度，根据测定的干、湿球温度，可 由空气的焓—湿图确定出相对湿度。
热电阻温度计
压力的测量
1、压力 压力是工质热力状态的主要参数之一。它的物理意 义是垂直作用在单位面积上的力力大小。 2、压力测量 热工实验中需要测量压力的场合很多，所使用的压 力计的测量原理大都是将被测压力与当地大气压进行 比较，然后用测量仪表来平衡两者的差值。压力测量 仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和压阻 式等类型。
热工测试技术-第1章
二、测量仪表的主要性能指标
1. 量程：仪表测量的最大输入量与最小输入量之间 的范围。
2. 精度：测量某物理量可能达到的测量值与真值的 符合程度。 在仪表上，通常表示为测量范围的最大允许误差。 精度等级%＝最大允许误差 / 测量范围。 规定的常用级别：0.001, 0.005, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.35, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 4.0等
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例如：用铂电阻温度计测量介质温度时，其 电阻值和温度的关系为：
Rt=R0(1+at+bt2) Rt - 在t℃时的铂电阻值（欧姆）
R0 - 在0℃时的铂电阻值（欧姆）
a、b -铂电阻的温度系数（欧姆/℃）
为确定a、b的关系，首先需测在不同温度下 的电阻值，然后联立求a、b 的数值。
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使测量结果有意义，测量必须满足以下要求：
①用来进行比较的标准量应该是国际上或国家 所公认的，且性能稳定。
②进行比较所用的方法和仪器必须经过验证。
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二、基本内容
1.测量方法、手段和测量仪器仪表原理。 2.测量的数据处理、误差分析和精度确定。
§1-1 测量的基本概念、测量方法
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吉被测量与同性 质的标准量进行比较，确定两者的比值， 从而得到被测量的量值。
测量技术：研究有关测量方法和测量工具
的科学。
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用公式表达为： X＝a*U X U a 被测量 标准量 被测量与标准量的数字比值
热能与动力机械测试技术
熵增原理，表述为自发过程总是向着熵增加的方向进行。
热力学第三定律
绝对零度不能达到原理，表述为不可能通过有限步骤将系统冷却 到绝对零度。
流体力学基础知识
流体静力学
研究流体静止时的平衡状态及对固体作用力的流体动力学分支。
流体动力学
研究流体运动规律以及流体与固体之间相互作用的一门科学。
流体阻力
控制系统基础知识
开环控制系统
系统的输出信号对控制部分没有反馈，控制部 分只根据设定值进行控制。
闭环控制系统
系统的输出信号对控制部分有反馈，控制部分 根据设定值和反馈信号进行控制。
控制系统的稳定性
系统在受到扰动后能够恢复到原始状态的能力。
03
热能测试技术
温度测量技术
热电偶测量法
利用热电偶的温差电动 势与温度的对应关系，
测试技术的重要性
01
02
03
提高设备效率
通过测试，可以了解设备 的性能参数，优化设备运 行，提高能源利用效率。
保障设备安全
及时发现设备故障和异常， 预防事故发生，确保设备 安全稳定运行。
促进技术创新
测试技术的发展可以推动 相关领域的技术进步和创 新。
测试技术的发展历程
初期阶段
01
早期的热能与动力机械测试技术主要依靠手工测量和经验判断。
测量出物体的温度。
红外线测量法
通过测量物体发射的红 外线能量，推算出物体
的表面温度。
热电阻测量法
利用导体电阻随温度变 化的特性，测量物体的
温度。
热辐射测量法
通过测量物体发射的热 辐射能量，推算出物体
的温度。
压力测量技术
01
02
热工测试技术第4章 温度及温度场测试技术
13
图4.4 压力式温度计结构示意图
14
4.3 4.3.1 1. 1 2 3 2. 1 2 3 4
15
3. 1 2 4. 1 2 3 4
16
图4.5 热电效应示意图
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图4.6 接触电势产生原理
18
图4.7 温差电势产生原理
19
图4.8 热电偶回路热电势分布图
20
图4.9 加有中间导体的热电偶回路
4
1. 1 2 3）利用物体的导电率随温度变化而变化的物 4）利用物体的辐射强度随温度变化而变化的
5
2. 1）利用某些物质的介电常数在某个范围内与 2）利用载流电子的布朗运动产生的随机电压
3）利用压电石英的自然振动频率与温度有关 4）利用物质的磁化强度与所施加磁场的比值
5）利用声速与气体静态温度的热力学关系式
21
图4.10 加有连接导体的热电偶回路
22
图4.11 中间温度定律
23
图4.12 铠装热电偶的基本结构
24
图4.13 热电偶测量端焊接形式
25
图4.14 热电测温线路图
26
图4.15 参考端连接示意图（一）
27
图4.16 参考端连接示意图（二）
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图4.17 管式电炉热电偶标定线路图
图4.37 修正导热误差的热电偶
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图4.38 三线两测量端热电偶
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图4.39 测量端加装辐射屏蔽罩示意图
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图4.40 测量锅炉烟气的屏蔽型
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图4.41 测量燃气温度的屏蔽热偶
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图4.42 屏蔽罩做成文都利管的屏蔽热偶
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图4.43 粗细双测量端热电偶
DSC测试分析技术
DSC测试分析技术DSC（差示扫描量热法）是一种热分析技术，通过测量样品在给定条件下的热响应，了解材料的热力学性质、热行为和结构变化。
DSC测试分析技术在材料科学、化学分析、药物研究等领域被广泛应用。
DSC测试分析技术的原理是通过测量样品与参比物在一定温度范围内的热量差异，分析样品的热性质。
DSC实验中，通常将样品和参比物放置在两个半圆形的量热杯中，两者相连，并通过共用一根热电偶与热梯度仪表连接。
样品与参比物在升温或降温时吸收或释放热量，这种热量差异就通过热电偶转化为电信号传递给仪表，形成热量差示曲线，从而分析样品的热性质。
1.熔化和凝固点的确定：DSC可以通过测量样品在升温或降温过程中的热能变化，得到样品的熔化和凝固点。
这对于纯物质和合金的研究非常重要，可以揭示材料的固态结构和相变行为。
2.引发和吸收热的量度：DSC可以测量样品在不同温度下的吸热或放热能力，从而了解样品的热稳定性、反应活性以及热化学行为。
例如，在化学反应中，可以通过DSC测试分析来确定反应的热效应、反应动力学参数等。
3.结晶和玻璃化过程的研究：DSC可以测量样品在升温或降温时的结晶、玻璃化过程中的热行为，从而了解材料的热稳定性、结晶度、玻璃化转变温度等。
这对于聚合物、陶瓷、玻璃等材料的研究和开发具有重要意义。
4.材料的相变行为和热力学性质：DSC可以通过测量样品在不同条件下的热行为，来研究材料的热力学性质，如焓、反应热容量、热导率等，从而进一步了解材料的相变行为和物理化学性质。
5.多组分体系的分析：DSC测试分析还可以应用于多组分体系的研究。
通过测量混合物在升温或降温过程中的热响应，可以分析混合物中各组分的相互作用以及相变行为。
需要注意的是，DSC测试分析的结果需要结合其他实验数据和理论模型进行综合分析，以得到更准确的结论。
此外，DSC测试的可靠性还受到仪器精度、实验条件和数据处理等因素的影响，因此在实验设计和数据处理过程中要注意减小误差和提高可重复性。
物理实验技术中的燃烧与热力效率测试方法
物理实验技术中的燃烧与热力效率测试方法在物理实验技术领域中，燃烧与热力效率测试方法扮演着重要的角色。
燃烧是指一个物质与氧气发生化学反应，产生火焰、热和废气等现象。
而热力效率则是衡量能源转化效率的指标，它与物质的燃烧过程密切相关。
本文将介绍一些常用的实验技术方法，以及它们在燃烧与热力效率的测试中的应用。
首先，常见的燃烧测试方法之一是采用焦炉燃烧法。
该方法适用于固体、液体和气体燃料的测试，特别适用于高硫煤、洗煤渣和煤尘等杂质富集的燃料。
原理是将待测试的燃料放入焦炉中进行燃烧，通过收集废气中的化学成分来分析燃料的燃烧特性和热力效率。
另一种常用的燃烧测试方法是火焰温度测量法。
这种方法多用于气体燃料的燃烧测试，如天然气、甲烷等。
实验中，利用热电偶或红外线测温仪来测量火焰的温度。
通过分析火焰的温度变化，可以了解燃料的燃烧质量和热力效率。
除了燃烧测试方法，热力效率测试也是一个重要的研究方向。
其中，热力效率测试的核心是利用热力学原理来分析能源转化的效率。
一个常见的方法是采用热力效率计算公式，公式中包括输入能量和输出能量的比值。
通过实验测量输入和输出能量的数值，并代入公式，可以计算出能源的转化效率。
然而，要精确计算热力效率并非易事。
因为系统的能量转化往往受到各种损耗的影响，如传热损耗、机械能损耗等。
为了得到准确的热力效率，需要进行全面的能量分析。
研究人员一般会对输入、输出能量进行详细计量，同时考虑各种传热损耗和内部耗散等因素，以综合考虑热力效率的各个方面。
在实际应用中，燃烧与热力效率的测试方法也经常与其他技术手段相结合，以提高实验的精确度和可靠性。
例如，热机测试方法常与热力效率测试相结合，用于测试内燃机，蒸汽机等热能转化设备中的能量转化效率。
实验中，热机的输入和输出能量通过仪器监测获得，同时要考虑机械摩擦、冷却损耗等因素，以准确计算热力效率。
此外，近年来，新兴技术也为燃烧与热力效率的测试带来了许多创新方法。
例如，纳米材料的应用在能源转化和燃烧中具有巨大潜力。
热工测试技术
热工测试技术
热工测试技术是用于评估和验证热动力系统性能的一种重要方法。
它通过测量和分析热力学参数，以确定系统的能量转换效率、热损失和热传导等性能指标。
本文将从实际操作、重要性和应用前景等方面介绍热工测试技术。
一、热工测试技术的实际操作
热工测试技术通常包括以下步骤：首先，需要选择合适的测试设备和仪器，如热工测试仪、温度计、压力计等。
然后，根据测试对象的不同，确定测试方法和参数。
接下来，进行测试前的准备工作，如设备预热、样品准备等。
最后，进行实际测试，并记录、分析测试数据。
热工测试技术在能源领域具有重要的应用价值。
通过测试，可以评估和优化能源系统的运行效率，提高能源利用效率，降低能源消耗。
此外，热工测试技术还可以用于评估新能源设备的性能，为新能源开发和利用提供技术支持。
三、热工测试技术的应用前景
热工测试技术在许多领域都有广泛的应用前景。
在工业领域，热工测试技术可以用于评估和改进工艺流程的能效，提高生产效率。
在建筑领域，热工测试技术可以用于评估建筑能源消耗，优化建筑设计和改善室内舒适度。
在环境领域，热工测试技术可以用于评估和改善环境控制系统的能效，减少环境污染。
热工测试技术是一种重要的评估和验证热动力系统性能的方法。
它在能源领域具有重要的应用价值，可以提高能源利用效率，降低能源消耗。
随着科技的不断发展，热工测试技术的应用前景将更加广阔。
我们应该继续深入研究和推广热工测试技术，为能源领域的可持续发展做出贡献。
热能与动力工程测试技术
1、何为动压静压总压P129答：静压是指运动气流里气体本身的热力学压力;总压是指气流熵滞止后的压力,又称滞止压力;动压为总压与静压之差;2、试画出皮托管的结构简图,说明皮托管的工作原理,并导出速度表达式条件自拟,不考虑误差;P143~P1443、某压力表精度为级,量程为0~,测量结果显示为,求精确度、最大绝对误和差示值相对误差δ4、在选用仪器时,应在满足被测要求的前提下,尽量选择量程较小的仪器,一般应使测量值在满刻度要求的2/3为宜;P55、测量误差可分为系统误差、随机偶然误差、过失误差;6、随机误差正态分布曲线的四个特性为单峰性、对称性、有限性、抵偿性;7、热电偶性质的四条基本定律为均质材料定律、中间导体定律、中间温度定律、标准电极定律;8、流量计可分为：容积型流量计、速度型流量计、质量型流量计;P1619、除利用皮托管测量流速外,现代常用的测速技术有：热线热膜测速技术、激光多普勒测速技术LDV、粒子图像测速技术;10、简述金属应变式传感器的工作原理;答：金属应变式传感器的工作原理是基于金属的电阻应变效应,即导体或半导体在外力作用下产生机械形变时,电阻值也随之产生相应的变化;P6311、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;12、按照得到最后结果的过程不同,测量方法可以分为直接测量,间接测量和组合测量;13. 按工作原理,任何测量仪器都应包括感受件,中间件和效用件;14. 测量误差按照产生误差因素的出现规律以及它们对测量结果的影响程度来区分可以将测量误差分为系统误差,随机误差和过失误差;15. 系统误差的综合包括代数综合法、算术综合法和几何综合法;16. 金属应变式电阻传感器温度补偿的方法有桥路补偿补偿片法和应变片自补偿;17. 自感式电感传感器分为变气隙式、变截面式和螺管式;18. 光电效应分为三类：外光电效应元件有光电管、光电倍增管、内光电效应元件有光敏电阻、光导管、光生伏特效应元件光电池、光敏晶体管19. 使用较多的温标有热力学温标、国际实用温标、摄氏温标和华氏温标;20. 热力学温标T和摄氏温标t的转换关系T=t+21. 可用于压力测量的传感器有压阻式传感器、压电式传感器和电容式差压传感器;22. 流量计的类型有容积型流量计、速度型流量计和质量型流量计;;24①易于实现集中检测、控制和远距离测量②响应速度快,可以测量瞬时值及动态过程③使热动测试的连续测量、自动记录和自动控制成为可能④测量的准确度和灵敏度高,可以测量微弱信号并将其放大与长距离传输⑤易于和计算机等进行连接,记录和处理数据方便25、电阻式传感器原理—将物理量的变化转换为敏感元件电阻值的变化,再经相应电路处理后转换为电信号输出;26、金属应变式传感器原理—导体或半导体在歪理作用下产生机械变形时,电阻值也随之产生相应的变化---------应变片结构：基底,敏感栅,覆盖层,引出线应变片的温度补偿：1桥路补偿2应变片自补偿：选择特定的应变片,采用双金属敏感栅自补偿应变片,热敏电阻补偿;27、半导体压阻式传感器：压阻效应—固体材料在受到应力作用后,电阻率都会发生变化的效应；28、电感式传感器—在电磁感应基础上,利用线圈自感或互感变化,把被测量转换为线圈电感量变化的传感器;分为自感式和互感式两种1自感式：①变气隙式—电感量L=N 2N0N2N；δ:气隙厚度A:气隙截面积μ:真空磁导率;δ越小,灵敏度越高;②变截面式；③螺管式：结构简单、制作容易,但由于磁阻较大因而灵敏度低,主要用于测量大位移的场合2互感式电感传感器：又称差动变压器,他把被测位移变化转化为传感器互感变化;目前用的最多的就是螺管形差动变压器,由线圈和铁芯组成;29、电容式传感器—功率小、阻抗高、动态性能好、结构简单,可用于非接触式测量两极板间的电容量C=NNN =N N NN×8.854×10−12；A：面积,N：介电常数,N=N N N N,N N=N.NNN×NN−NN N N⁄；d：极板间距,改变其中任意一个,C都会变化,因此可再分为：变极板间隙型、变面积型、变介电常数型30、压电式传感器—基于某些物质的压电效应,这些物质在外力作用下表面会产生电荷,经过电荷放大器的放大,可实现电测的目的；压电效应：某些结晶物质,当沿它的某个结晶轴施力时,内部会出现极化现象,从而在表面形成电荷集结,电荷量大小和作用力大小成正比逆压电效应：在晶体某些表面之间施加电场,在晶体内部会出现极化现象,促使晶体变形31、磁电式传感器—转速测量时最常用的传感器之一,也称感应式传感器;32、热电式传感器是将温度变化转为电量变化的传感器；1热电阻式传感器→热电阻效应：电阻率随本身温度变化而变化的现象；电阻随温度变化导体或半导体称为热电阻器件;金属随温度升高电阻增大,半导体随温度升高电阻下降;2热电偶式传感器→热电现象：两种不同的导体A和B组成闭合回路,若两连接点温度T和T不同,则在回路中产生热电动势,形成热电流的现象;A和B两导体称为热电极,他们组合称为热电偶;接触热场的一端温度为T为工作端,另一端称为自由端;热电偶输出电动势的大小只取决于两种金属的性质和两端温度;热电偶四大基本定律：①均质材料定律：一种材料组成的闭合回路不会产生热电动势②中间导体定律：插入第三种多种,只要插入材料的两端温度相同,就不会使热电偶的热电动势发生变化③中间温度定律：EAB t,t=EABt,tn+EABtn,t④标准电极定律:EAB t,t=EACt,t-EBCt,t对热电极材料的要求：①测量结果不随时间变化②足够的物理化学稳定性③热电动势应尽可能大并与温度成单值线性或近似于线性关系④电阻温度系数小,电导率高⑤材料复制性好,制造简单,价格便宜33 1.在光线的作用下能使电子溢出物质表面的称为外光电效应,有光电管,2.在光线作用下使物体电阻率改变的称为内光电效应,有光敏电阻和由光敏电阻制成的光导管等；3.在光线作用下使物体产生一定方向电动势的称为光生伏特效应,有光电池和光敏晶体管等;34、霍尔传感器：利用半导体的霍尔效应进行测量的传感器35、温标：用来度量温度高低的尺度称为温度标尺,简称温标,它规定了温度的零点和基本361接触式温度计则无此问题;2接触式温度计感温元件与被测物体达到热平衡需要一定时间,所以产生的时间滞后比较大；非接触式温度计直接测量被测物体的热辐射,响应速度较快;3由于感温元件难以承受很高的温度,所以接触式温度计测量高温时受到限制,非接触式温度计则无此问题;4由于低温时物体热辐射很小,所以非接触式温度计不适合测量低温;5一般来说,接触式温度计的测量精度比非接触式温度计高;37、1膨胀式温度计：利用物质体积随温度升高而膨胀的特性制作的温度计;具体有三种：玻璃管液体温度计、压力式温度计、双金属温度计;玻璃管液体温度计：常用水银温度计,水银不粘玻璃,不易氧化,在相当大的温度范围内-38~356℃保持液体,在200℃以下,膨胀系数几乎与温度呈线性关系,所以可做精密标准温度计;使用玻璃管温度计注意两个问题：①零点漂移②露出液柱校正压力式温度计：基于密闭系统内的气体或液体受热后压力变化的原理而制成,由温包、毛细管和弹簧管组成;双金属温度计：线膨胀系数不同的两金属构成的金属片作为感温元件,当温度变化时,由于两种金属的线膨胀系数不同,双金属片就产生与被测温度大小成比例的变形,这种变形通过相应的传动机构由指针指示出温度数值,分为螺旋形和盘形双金属温度计两种;2热电阻温度计：利用导体或半导体的电阻值随温度的变化而变化的特性制成;3热电偶温度计：利用热电效应而制成的感温元件见热电偶传感器;4温度计的校验①热电阻温度计的校验：a、比较法 b、两点法;5接触式温度计的感温元件正确反映物体温度,必须满足的两个条件：①热力平衡条件,使感温元件与被测对象组成孤立的热力学系统,并经历足够的时间,使两者完全达到热平衡;②当被测对象温度变化时,感温元件的温度能实时的跟着变化,即使传感器的热容和热阻为零6造成温度计时滞的两个因素：①感温元件的热惯性②指示仪表的机械惯性;38、非接触式温度计：基于热辐射原理;39、气体温度计：常用于测量热力学温度;根据热力学原理,理想气体的状态方程pV=nRT,用理想气体温度计测出的温度就是热力学温度;气体温度计分为三种：定容气体温度计、定压气体温度计、测温泡定温气体温度计;40、压力——流体对单位面积上的垂直作用力,即压强;绝对压力：以完全真空作为零标准的压力,也就是作用于单位面积上的全部压力；表压力相对压力：在压力仪表上指示的压力,其数值为绝对压力减当地大气压；绝对压力=表压力+当地大气压常用单位有Pa帕、at工程大气压、atm标准大气压、bar巴、mmHg毫米汞柱O= Pa1bar=1×105 Pa；1atm=101325 Pa；1at= Pa；1mmHg= Pa；1mmH2压力测量方法：重力与被测压力的平衡法；弹性力与被测压力的平衡法；利用物质某些与压力有关的物理性质进行测压41、液柱式测压仪表：利用工作液又称封液,常用的有水、酒精、水银的液柱重力与被测压力平衡,根据液柱高度确定被测压力大小的压力计;①U型管压力计②单管压力计③斜管微压计1液柱式压力计的测量误差及修正A、环境温度变化的影响：环境温度偏离规定20℃时的修正公式B、重力加速度变化的影响C、毛细现象的影响：封液引起的误差,误差大小取决于封液种类、温度、管径等,实际中,可以加大管径减小毛细现象,封液为酒精时,管内径d≥3mm；水或水银则≥8mmD、水和酒精读数,应与凹面持平；水银与凸面持平2弹性测压仪表：弹簧管压力计、膜式压力计膜片和膜盒两种、波纹管式压差计单波纹管和双波纹管两种3弹簧管压力计属于弹性测压仪表：由弹簧管、齿轮传动机构、指针和刻度盘组成；弹簧管的横截面呈椭圆形或扁圆形,是一根空心金属管,其一端封闭为自由端,另一端固定在仪表的外壳上,并用与被测介质相通的管接头联接;原理：当具有压力的介质进入管内腔后,在压力的作用下,弹簧管会发生变形,由于椭圆形短轴方向的内表面积比长轴方向大,因此受力也大,管子截面趋于变圆,产生弹性变形,使弯成圆弧状的弹簧管向外伸张,在自由端产生位移,通过拉杆带动齿轮传动机构,使指针相对于刻度盘转动;当变形引起的弹性力与被测压力平衡时,变形停止,指针指示出被测压力值;为了提高弹簧管的灵敏度,可采用螺旋形弹簧管或S形回形弹簧管;齿轮传动机构的作用是把自由端的位移转换成指针的角位移;4弹性压力计弹性测压仪表误差分析：①迟滞误差主要原因,同一元件在相同压力下正反行程的变形量不一样,而且元件变形远远落后于压力的变化,可采用迟滞误差极小的全弹性材料,如熔炼石英；②温度误差,仪表精度标定是在标准温度下进行的,当使用环境的温度偏离标准温度很多时,弹性元件的弹性模量会产生变化,因而误差,可采用恒弹性材料做弹性元件,如合金Ni42CrTi等；间隙和摩擦误差,传动系统机构间的间隙和摩擦阻力或仪表安装不当会引起附加误差,可采用新传动技术,减小或取消中间传动机构,如采用电阻应变转换技术,还可以采用无感摩擦弹性支承或磁悬浮支承;42、1气流压力是指气流单位面积上所承受的法向表面力;在静止气体中,不存在切向力,这个表面力与所取面积的方向无关,该压力称为静压;在流动气体中,静压是指运动气流里气体本身的热力学压力,当感受器在气流中与气流以相同的速度运动时,感受到的就是静压;总压是指气流熵制止后的压力,又称制止压力;动压=总压-静压2总压的测量工具是总压管,原理为理想气体的伯努利方程；为了得到满意的测量结果,必须使总压管口无毛刺且壁面光滑,并要求感受孔轴线对准来流方向;习惯上取测量误差为速度头1%的偏流角α作为总压管的不敏感偏流角,记作αp ,αp越大越好;半圆形感受头αp角最小,带导流套的总压管αp角最大;总压管的类型：L形总压管、圆柱形总压管、带导流套的总压管、多点总压管、边界层总压管;静压管的类型：L形静压管、圆盘形静压管、带导流套的静压管;43、容腔效应：由于测压元件前的空腔和导压管存在,必然导致压力信号的幅值衰减和相位滞后,这种效应称为动态压力测量的容腔效应;44、上止点位置的确定：磁电法、气缸压缩线法、电容法;曲轴转角信号的测定：磁电法、光电法、上止点基准法;45、1皮托管测流速皮托管：由总压探头和静压探头组成,利用总压和静压之差,即动压来测流速;又称动压管、风速管;它的优点是：结构简单,价格低廉,制造使用方便,较高测量精度;皮托管测取的是流场空间某点的平均速度;皮托管测速原理：p+12NN2=N0；p：静压；p0：总压；12NN2：动压；ρ：流体密度,v：流速；∴流速N=√2（N0−N）N；这就是皮托管的基本测速原理;最终用马赫数Ma表示气体流速,Ma=ζ√2（N0−N）NN（1+N）；ζ皮托管校准系数，一般1.01~1.02；κ气体等熵指数，空气κ= 1.40；ε压缩性修正系数，查表可得。
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1.1 测量的定义及测量方法
三、测量方法
按测量结果产生的方式来分类
直接测量 间接测量法 组合测量法
偏差式、零位式、微差式
偏差式测量法是指，在测量过程中,用仪器表指针的 位移(即偏差)来表示被测量的测量方法。
零位式测量法是指，测量时用被测量与标准量相比较， 用指零仪表指示被测量与标准量相等（平衡），从而 获得被测量。
1.1 测量的定义及测量方法
二、测量的步骤与测量变换
2. 测量变换
测量过程的关键在于被测量和标准量的比较， 但是能直接将被测量与标准量进行比较的物理量并 不多，大多数的被测量和标准量都要变换到双方都 便于比较的某个中间量，才能进行直接比较，这种 变换称为测量变换。 变换是测量的核心。 变换元件 实现这种变换过程的元件
1.1 测量的定义及测量方法
测量的定义 测量的步骤与测量变换 测量方法
1.1 测量的定义及测量方法
一、测量的定义
1. 定义 所谓测量，就是用实验的方法，把被测量（参
数）与同性质的标准量进行比较，确定两者的比值， 从而得到被测量的量值。 2. 测量必须满足以下要求: 用来进行比较的标准量应该是国际上或国家所公认 的，且性能稳定； 进行比较所用的方法和仪器必须经过验证。
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 Rt R0(1a tb2t)
为了确定常系数a，b，首先需要测得铂电阻在不 同温度下的电阻值Rt，然后再建立联立方程求解， 得到a，b的数值。
1.2 测量系统的结构及基本功能
一、测量系统组成
为实现一定的测量目的而将测量设备进行有效组 合所形成的测量体系就称为测量系统。
例如温度传感器中的热电偶、热电阻等。
1.2 测量系统的结构及基本功能
传感器
敏感元件能否精确、快速地产生与被测量相应的信 号，对测量系统的测量质量有着决定性的影响。一 个理想的敏感元件应该满足如下几方面的要求：
1. 敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关 系；
2. 敏感元件应该只对被测量的变化敏感，而对其他一 切可能的输入信号（包括噪声信号）不敏感；
微差式测量法：偏差式测量法和零位式测量法相结 合，构成微差式测量法。它通过测量待测量与标准量 之差（通常该差值很小）来得到待测量量值。
1.1 测量的定义及测量方法
按不同的测量条件分类 等精度测量 不等精度测量
按被测量在测量过程中的状态分类 静态测量 动态测量
1.1 测量的定义及测量方法
1. 直接测量
比如用电位差计测量回路中滑动变阻器阻值与已知 电流的乘积来替代热电偶所测的热电势的大小。
1.1 测量的定义及测量方法
2. 间接测量法
通过直接测量与被测量有某种确定函数关系的其
他各个变量,然后将所测得的数值代入函数关系式
进行计算，从而求得被测量数值的方法。
例如,测量管道内不可压缩流体的流速时，采用函
数关系式
v
2p
通过直接测量管道内某一截面流体的动压值和流
体的密度 ,然后将测得的数值代入上式,可以求得
流速。
1.1 测量的定义及测量方法
3. 组合测量法
测量中使各个未知量以不同的组合形式出现(或改 变测量条件以获得这种不同组合)，根据直接测量 或间接测量所获得的数据，通过解联立方程组以 求得未知量的数值 。
二、测量环节及其功能
测量环节是指建立输入和输出两种物理量之间某 种函数关系的一个基本部件。从这种意义上说， 整个测量系统实际上是若干个测量环节的组合， 并可看成是由许多测量环节连接成的测量链。
1.2 测量系统的结构及基本功能
二、测量环节及其功能 传感器 变换器或变送器 显示装置 传输通道
1.1 测量的定义及测量方法
3. 测量基本方程式
XaU
被测量
被测量与标准 量的数字比值
标准量（即选用 的测量单位）
1.1 测量的定义及测量方法
4. 被测量（参数）
在测量的过程当中，通常就把需要检测的物理量 称为被测参数或被测量。如温度、压力、湿度、噪 声、有害物浓度… 静态参数（常量） 周围环境的大气压力 制冷压缩机稳定工况下的转速 动态参数 空调设备刚刚开启时，空调房间内的温度、湿度等
1.1 测量的定义及测量方法
代替法
在一定的测量条件下，选择一个大小适当的已知量 （通常是可调的标准量具），使它在测量装置中取 代被测量而不至于引起仪表指示值的变化，那么， 被测量的数值就等于这个已知量。
由于在代替法中的两次测量，仪表的状态及其指示 值都相同，所以仪表的准确度对测量结果基本上没 有什么影响，从而消除了测量结果中的仪表误差， 这样就可以在测量过程中选择准确度较差的测量仪 表而获得较高的测量精度。
1.2 测量系统的结构及基本功能
传感器
又称敏感元件，它是与被测对象直接发生联系的 部分，故又称一次仪表。它接收来自被测量（包 括物理量、化学量、生物量等）的信号后，把这 些信号按一定的规律转换成便于处理和传输的另 外一种量的输出信号。
它是实现测量的首要环节。其功能是将被测量以 单值函数关系、稳定而准确地转换成另一种物理 量，给后面环节的变换、比较、运算及显示、记 录被测量提供便捷。
例如利用天平来测量某一物体的重量或利用电 位差计来测量热电偶测温时产生的热电势的大 小等。
1.1 测量的定义及测量方法
差值法
通过测量被测量与一个已知量的差值来求得被 测量的方法，就称差值法。
例如：已知某建筑物的高度H和某人所处楼层 的高度h，要测量该人从所处楼层爬到屋顶的垂 直距离，只需将建筑物的高度减去所处楼层的 高度既可 h1=H--h
使被测量直接与选用的标准量进行比较，或者用预 先标定好的测量仪器进行测量，从而直接求得被测量数 值的测量方法
直读法 比较法
➢ 零值法1.1 测量的定义及测量方法
零值法（又称零示法）
在测量时，使被测量所产生的效果与已知量 （往往是测量仪器）产生的效果相互抵消，使 得总的效果为零，这样就可以肯定被测量等于 该已知量。
3. 在测量过程中，敏感元件应该不干扰或尽量少干扰 被测介质的状态。
1.2 测量系统的结构及基本功能
变换器或变送器
它是传感器与显示装置中间的部分，它将传感器输 出的信号变换成显示装置易于接受的信号。