建筑环境测试技术之1测量基本知识

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
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： ➢ （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）现有测量设备等。 在此基础上，选择合适的测量仪器和正确的 测量方法。
1.1 测试技术的基本概念 1.1.1基本概念
1、测量
11))概念：测量是运用专门的工具，根据物理、 化学、生物等原理，通过实验和计算找到 被测量的量值。
22))定义：测量是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倍数。
测量值
被测量
表达式： L=X/U
标准量
2.误差公理
测量误差客观存在于一切科学试验与工程实践 中，没有误差的测量是不存在的。只能将误差 限制在一定的范围而不能完全消除。误差的存 在具有必然性和普遍性。
举例：电压表测量高内阻电路端电压。
若电路输出等效内阻为80kΩ，当电压
表内阻分别为10MΩ、120 kΩ，对应的
数字电压表测得的电压为： 80kΩ
U15810 1000000 4 0.90V 6
V
+
U2
5 1203V 80120
- 5V
所以当测量电路的内阻较大时，要测量电路的端电压需要 选用内阻高的数字电压表。
• 为获得客观未知参数值而做的全部工作
意义
• 科学技术发展的基础－正确的思想从哪里来 • 测量技术与计算机模拟技术－相辅相承
测量技术---独立的学科
主要研究内容 测量原理，测量方法，测量工具，测量数据处理
形成分支 力学测量，电学测量，光学测量，热工测量
建筑环境科学中的测量技术 共性问题---系统分析，测量方法，误差分析 个性问题---热工参数为主
间接测量参数－测试方案设计，系统能效评价
冷热量，效率
建筑能源管理系统－BEMS
测量信号处理与二次仪表，楼宇自控系统
系统运行现状实时监控 控制调节 能耗统计
课程主要内容小结
本课程在整个培养计划中的地位
目标—面向应用
会用－实验员
掌握基本原理，会操作基本仪器设备 不纠缠仪器、仪表的原理，但要有清晰的概念
新的发展 与建筑相关，与人相关
测量对建筑环境科学的意义
有用
通过测量，获得客观事物定量概 念和内在规律
建筑环境科学研究—实验室级 • 基础研究 解决工程实际问题—建筑级 • 工程应用 为制定发展战略提供依据—城市级 • 战略规划
建筑环境控制HVAC系统
广义：冷热源，空气处理设备，输配系 统，末端
会用－工程师
能在实际科研或工程中获取未知参数值 随时思考在实际中如何应用
会用－？
能分析测量结果的合理性，进一步寻找隐藏在测 量数据背后的内 在规律
有兴趣和责任去主动的思考和创造性的解决问题
本课程教学的主要内容
第1篇 测试技术基础
第1章 测试技术的基本知识 第2章 测量误差和数据处理
第3篇 测试技术
若R20未知，则可联立三个方程即可。
问以下测量过程使用了哪种测量方 法？
通过公式 W UI 测量功率
用铂电阻温度计测量温度，电阻 值与温度的关系是 Rt R0(1atbt2)
用水银温度计测量介质温度
2.测量方式不同的测量方法
1）偏差法：用仪器表的指针的位移表
示被测量大小的方法。
2）零位法：亦叫平衡法。测量时用被
主要任务 对建筑节能材料、建筑热工产品等的性能进行
检定，以确保产品质量达到预定的标准。 对运行参数进行监测或控制，以保证系统正常
运行 许多复杂系统仅凭已有的理论公式或经验公式
进行计算是不够的，利用测试技术可积累大量 系统实际运行参数的数据 在许多科学研究领域中，测试技术占很重要的 地位
1.1.3测试技术的内容和特点 1.1.4测试技术的发展
按用途分有标准仪表、实验室用仪表和 工程用仪表等；按使用方法分有固定式 和便携式仪表等。
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
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：
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。
被控对象－建筑空间，室内环境
HVAC系统控制原理
HVAFra Baidu bibliotek系统主要测量参数
直接测量参数－系统运行状态
温度 室内外空气温度、风温、水温等
风系统－风量与风压 断面风速和风量测量，风机和风道内风压测量
水系统－流量、扬程 管道流量测量，水泵扬程测量，冷热量分配测量
电机功率测量 风机、水泵、制冷机等
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。
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：
测量与标量比较，不断调整标准量的大 小，当指零器为０时，即可根据标准量 的大小得到被测量的大小。测量准确度 很高，但测量速度比较慢
3）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 来得到待测量量值。微差式测量法除在实验室 中用途精密测量外，还广泛地应用在生产过程 参数的测量上。
图1.3.1 用射击比喻测量
要获得理想的结果，应满足三个方面的 条件：即性能优良的测量仪表、正确的 测量方法和正确细心的测量操作。
2.稳定性
稳定度也称稳定误差，是指在规定的时 间、区间和其他外界条件确定不变的情 况下，仪表示值变化的大小。造成这种 示值变化的原因主要是仪器内部各元器 件的特性、参数不稳定的老化等因素。 稳定度可用示值绝对变化量与时间一起 表示。
的角度来看，精密度所反映的是测得值的随机误差，精密度高，
不一定正确度高。也就是说，测得值的随机误差小，不一定其
系统误差亦小。
离散程度↑ ，随机误差 ↑ ，精密度 ↓ 离散程度↓ ，随机误差 ↓ ，精密度↑
（2）正确度（ correctness of measurement）
正确度说明仪表指示值与真值的接近程度。所 谓真值是指待测量在特定状态下所具有的真实 值的大小。正确度反映了系统误差的影响。正 确度高说明系统误差小。正确度高，不一定精 密度高。也就是说，测得值的上，不一定其随 机误差亦小。
1.2测量方法及分类 1.2.1测量
就是尽可能准确及时地收集被测对象的状态 信息，以便对生产过程进行正确的控制。
欲使测量结果有意义，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。
按照被测量随时间变化的关系，可将被测 量分为以下两种：
第12章 自动化测量系统 第13章 建筑环境测试技术
第2篇 测量仪表
第3章 温度测量 第4章 湿度测量 第5章 压力测量 第6章 物位测量 第7章 流速及流量测量 第8章 热量测量 第9章 建筑环境测量 第10章 其他参数的测量 第11章 电动显示仪表
教学方式
课堂讲授与自学结合
应用性强的部分：讲授，辅导 概念性强的部分：讲授加自学，误差分析
静态参数（常量）
动态参数
1.2.2测量方法分类
1.2.3测量方法 1）直接测量 通过测量能直接得到被测量数值的测量。
被测量
y=x
测量值
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)
答疑
时间：每周三下午3：00－5：00 地点：节能楼建环系办公室
考核办法
考试成绩
笔试闭卷
80%
平时成绩
包括作业10分，出勤10分
20%
出勤成绩
上课点名 10分
缺席1分/节，考勤四次未到者出勤分为零。
迟到、早退1分/2次
作业成绩
（1）抄袭者0分记，被抄袭者1/2×得分＝实得分；
（2）按时交作业，每迟一天扣10％。
用S表示，即 S L
X b
式中，S—— 仪表灵敏度
△L、△Xb—— 分别为输出与输入变化量
问：某测量范围是0～100MPa的压力表，其满 量程时指针转角为270度，它的灵敏度是多少？
2.7度 /MPa
6. 量程范围
仪表能够测量的最大输入量与最小输入量之间 的范围称作仪表的量程范围，简称量程。
Rt R0(1a tb2t)
举例：电阻器温度系数的测量。
R t R 2 0 (t 2) 0(t 2)2 0
在此，温度系数αβ为被测量，可通过测得在 两个不同温度下的电阻值，即通过得到t1、t2、 Rt1、Rt2四个直接测量值建立方程组通过计算即 可得到。
R t1 R 2 0 (t1 2) 0(t1 2)2 0 R t2 R 2 0 (t2 2) 0(t2 2)2 0
教材：方修睦.建筑环境测试技术（第二 版）
参考教材：
热工测量技术.郭绍霞主编 热工检测仪表.王铃生主编 联系方法： 手机： QQ：
课堂要求
不迟到不早退 祝大家学业愉快 愿和大家共同进步
第1章 测试技术的基本知识
第一节 第二节 第三节 第四节
测试技术的基本概念 测量方法及分类 测量仪表概述 计量的基本概念
3.输入电阻
前面曾提到测量仪表的输入电阻对测量结 果的影响，像电压表等类仪表，测量时并 接于待测电路两端。
4.线性度
线性度是测量仪表输入输出的特性之一， 表示仪表的输出量（示值）随输入量（被 测量）变化的规律。
5．灵敏度
在稳定情况下，仪表输出变化量△L与引起此 变化的输入量的变化量△Xb之比值，定义为仪 表的灵敏度。
(1)精密度（
precision of measurement）对同一被测量进
行多次测量，测量值重复一致的程度，或者说测量值分布的密
集程度，称为测量的精密度。
它反映随机误差的影响，随机误差越小，精密度越高。精密度
说明仪表批示值的分散性，表示在同一测量条件下对同一被测
量进行多次测量时，得到的测量结果的分散程度。从测量误差
研究误差的目的：根据误差产生的原因、性质 及规律，在一定测量条件下尽量减小误差，保 证测量值有一定的可信度，将允许的范围之内。
3.计量
计量是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。
4.测试 测试是测量和试验的全称。
5.检测 检测是更为广泛的测量，它是检验和测 量的统称。
1.1.2测试技术的作用和任务
背景知识
建筑环境
建筑外环境 建筑内环境
空气质 热湿 量环境 环境
人体对热 湿环境的
反应
声环境
光环境
前言
前言
建筑功能的转变 舒适、健康
测量的意义
广义—三个层次的涵义
• 人类，对自然界中客观事物，取得数量观念的一种认 识过程
• 借助专门工具，通过试验和对试验数据的分析计算， 求得实测量的值，获得对客观事物定量的概念，和内 在规律的认识
偏离程度 ↑ ，系统误差↑ ，正确度 ↓
偏离程度 ↓ ，系统误差 ↓ ，正确度↑
(3)准确度（ accuracy of measurement）对同一被测 量进行多次测量，测量值偏离被测量真值的程度称为 测量的准确度。 它反映系统误差的影响，系统误差越小，准确度越高。
准确度是精密度和正确度的综合反映。准确度高，说 明精密度和正确度都高，也就意味着系统误差和随机 误差都小，因而最终测量结果的可依赖度也高。通常 所说的测量精度和测量器具的精度，一般即指精确度 （准确度），而非精密度。也就是说，实际上精度已 成为准确度的习惯上的简称。
1.3 测量仪表概述
1.3.1测量仪表的类型 测量仪表常常根据用途、原理、结构的不同， 有以下几种分类方法。
1.按显示记录形式及功能分类 有模拟式仪表和数字式仪表两大类。按显示 功能不同又可分为指示仪表与记录仪表两大 类。
2.按工作原理分类
有机械式、电子式、气动式、液动式仪 表等。
3.其他分类方法