流体机械的测试技术

误差分析

1仪表的精度等级如何定义？

精度等级的数字表示允许仪器的极限误差为仪器满量程的正负百分之几

2误差如何分类，系统误差如何消除，随机误差分布有何特点？

误差按性质分为三类：系统误差、随机误差和粗大误差；

消除系统误差有两种方法，1：引入修正值，2：消除产生系统误差的根源，如恒温控制；

随机误差指同一仪器，在相同条件下，对同一不变的量测量，测量的值不完全一致，随机误差呈现高斯正态分布的特点

3极限误差的定义

用б表示标准误差，工程上常用极限误差δ来表示偶然误差δ=3б，指任何一个测得值一定处于真值正负δ范围内

4间接测量误差分析中，如何消除交叉项

当N很大时，1

N

dx i dx j=0（d x i=x i−x有正有负，dx i dx j为小量），所以可以消除交叉项。

压力测量

1概念：

总压力：气流从某一状态绝能等熵滞止到速度为零的状态时的压力

静压：气流与测量仪器保持相对静止时所测得的压力

表压力：绝对压力超过大气压力的部分称为表压

真空度：表示实际压力低于大气压力的数值

2空气分别以100m/s，300m/s的速度流动，气体温度15度，静压100kpa，利用皮托管测量流动，计算由空气是不可压缩的假设引起的滞止点压力的误差。

15摄氏度时，空气密度为1.225kg/m3,c=340.3m/s,Ma1=0.294,Ma2=0.882

当空气以100m/s的速度流动时，伯努利方程得总压力为Pt=P+1/2*rou*V2=100000+0.5*1.225*100*100=106125Pa,气动函数计算可得：Pt=P*pai(λ)=100000*(1+0.2*0.294*0.294)^(1.4/0.4)=106182.4Pa,误差为△P=57.4Pa;

当空气以300m/s的速度流动时，伯努利方程得总压力为Pt=P+1/2*rou*V2=100000+0.5*1.225*300*300=155125Pa;气动函数计算可得：Pt=P*pai(λ)=100000*(1+0.2*0.882*0.882)^(1.4/0.4)=165884.7Pa,误差为△P=10759.7Pa;

3三孔针对向测量原理是什么？如何用三孔针测量二维气流速度

将三孔针绕测量支杆的轴线转动，使1,3两孔的压力相等，从而保证2孔对准气流P2=Pt.根据P1/P2=f(Pai(λ)),可以求出静压P。由于三孔探针适合在低速区使用，还可以根据伯努利方程求出气流速度.

测量方法：转动探针，使p

1=p

3

，则p

2

=p*。三孔针在设计时有速度特性曲线，

校准系数ξ不变。当λ≤0.3时，不考虑气流压缩性，此时，p∗−p=1

2

ρυ2，取1

2

ρυ2 p2−p1=p∗−p

p2−p1

=ξ；当λ>0.3时，ξ=

1

2

ρυ2

p2−p1

=

k

k+1

p∗λ2ελ

p2−p1

。从而可计算出p，求解

出速度v。

4压力扫描阀的作用是什么？

对多路的稳态压力进行快速的测量，以缩短大型试验的时间；对压力传感器进行实时校

准，以提高测量精度。

温度测量

1热电偶的测温原理是什么？

两种不同的导体或半导体A和B组成闭合回路，如果接触点处于不同温度时，回路中会产生电流及电动势，也称为热电势，热电偶是一种换能器，将热能转换为电能，用所产生的电动势来测量温度

2热电偶补偿导线的作用是什么？

采用在一定温度范围内其热电特性与所配的热电偶基本一致的补偿导线来作为热电偶的延伸部分，这样一来,可以把参考端移至远离被测对象且温度较稳定的场合。

流量测量

1进口集流器测量流量的原理是什么？对流量测量条件有什么要求？

根据伯努利方程∆p=1

2

ρυ2求得速度V，Qv=AVα，α=0.99为校正系数，要求：测量静压的静压孔应置于距双纽线型面段出口0.25D处。

2孔板流量计测量流量的原理是什么？对测量条件有什么要求？

孔板流量计实际是节流流量计，通过测量管道内流体流过节流装置时所产生的静压差来显示流量的一种流量计，孔板前后直径D和d。

利用伯努利方程和连续方程可得流量公式：Q m=απ

4d22ρp1−p2，其中α=

1− 2

D

4

.

要求：管内充满流动，单相，均值，节流前后不发生相变，小于音速，不适应脉动流动，无旋绕。