流体机械工程测试技术题解

〉习题解〈流体机械工程测試技术〉

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为了引导同学们深入思考问题，特给出下列习题解答供学习参考。

1，名词解释

测量——就是用同性质的标准量与被测量相比较并确定被测量对标准量的倍数（标准量应是国际上或国家所公认的，性能稳定的）。

测定——就是指间接测量。

测试——就是指借助于专用设备，通过试验、测量、数据处理等基本环节，获得被试验对象的有关信息量值的专门技术。

实时测试——（在物化现象发生的同时对其进行的测量，没有时间滞后。）在被测过程发生的实际时间内，迅速及时采集所需全部测试数据，随后（或存储一段时间后）直接给

出各种所需的测量结果，这种测量方式称为实时测试。实时测试是实现测试自动

化的重要手段。

系统误差——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恒定，或在条件改变时，按某一确定的规律变化的误差。

随机误差——在实际相同条件下多次测量同一量时，误差的绝对值和符号的变化，时大时小，时正时负，没有确定的规律，也不可预定，但具有抵偿性的误差。

粗差（疏忽误差）——明显歪曲测量结果的误差。

真值——在某一时刻和某一位置或状态下，某量的效应体现出的客观值或真实值。

约定真值——（1）指测量次数无限多时所求得的平均值；（2）高精度仪表的测得值。

正确度——表明测量结果偏离真值的程度，反映了系统误差的大小。

精密度——表明测量结果的离散程度，或者说是测量值重复（集中）一致的程度，反映了随机误差的大小。

准确度——反映了系统误差和随机误差合成的大小程度。

精度——精度一词原为精密度的简称，现可通常用作泛指性的广义名词。可指正确度、精密度亦可指准确度。

不确定度——是指试验最后多点测定值的两条包络线之间宽度的二分之一。

直接测量——被测参数通过测量仪器直接获得。

间接测量——被测参数须通过直接测量的量及它们之间相互关系求得。

静态(稳态)测量——就是机组在稳定运行时，对被测参数的测量（此时各参数基本上不随时间而

变化）。

动态测量——就是对随时间变化而变化的被测参数进行的测量。

非电量电测法——就是将各种非电量（力、温度、流量，物位等）转换为电量（电流、电压、频率）或电路参数（电感、电容等）的变而加以测量的二次（次级）测量方法传感器——将感受的物理量（非电量：力、温度、流量，物位等）转换为另一种物理量（电量：电流、电压/电感、电容等）输出的装置。

电阻应变效应——当金属电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随之发生变化的现象。

压电效应——当某些固体材料变形时能产生电荷。这种作用是可逆的，即在材料上加上电荷时也可使它产生变形。

压阻效应——是指单晶半导体材料的某一晶向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象。

闪频效应——当光线以一定的频率照射在以同样大小频率运动的物体上，由于人眼的暂留现象，该物体会呈现出不动的假象。如果运动物体频率低于光线频率，运动物体会被看

成在徐徐的反转，反之亦被看成在徐徐的正转。

霍尔效应——把半导体单晶薄片置于磁场B 中，再在它的两个纵向端面上通以一定大小的控制

电流I ，则晶体的两个横向端面之间出现电势U F ，这种现象称为霍尔效应。

光电效应——在半导体与金属或半导体P —N 结接合面上，当受到光的照射时，会发生电子与

空穴的分离，从而在接合面两端产生了电势，这种现象被称为光电效应。

光学多普勒效应——当光源与光接收器之间存在相对运动时，发射光波与接收光波之间会产生频

率偏移，其大小与光源和光接收器之间相对速度有关。这种现象就是光学多普勒效应。

热电效应（现象）——由两种不同的导体(或半导体)A 、B 组成的闭合回路中，如果使两个接点

1，2处于不同的温度，回路就会出现电动势，称为热电势，这一现象称为热电效应。

声压——在声波振动过程中空气压力的改变称为声压P 。声压P 的大小可由下式表示：

P ＝υ ρα （N ／㎡）； （式中：υ—声波的振动速度；ρ—介质的密度；α—

声速）

声压级——在工程实测中，为了方便起见，引用一个成倍比关系的对数（lg ）量即“级”来表

示声音的强弱，称为声压级。即某一声音的声压级等于这个声音的声压和基准声压的

比值的常用对数乘以20。声压级的单位为分贝（用dB 表示，源于Decibel 一词）它

的数学表达式为： 0

lg 20P P L p = （式中：Lp —声压级；P —某一声音的声压；P 0——基准声压，即频率为1000 Hz 时的听阈声压）

响度级——响度级是表示声音响度的主观量，它把声压级与频率用一个单位统一起来了。即选

取1000Hz 的纯音作为基准声，若某噪声听起来与该纯音一样响时，该噪声的响度级

（方值）就等于这个纯音的声压级数（分贝）。

声级——用声级的计权网络测量出来的噪声大小，叫做声级。

相对效率——就是把水轮机的实际效率放大了数倍的效率值。

2， 水力机械试验台的精度通常包括哪些方面 ？ 目前的国际水平如何 ？

解：水力机械试验台的精度是衡量试验台的重要指标，通常包括以下两个方面：

1） 试验工况下效率测定值的总的相对不确定度；

2） 效率测定值的重复度。

目前的国际水平：

采用CAT （计算机辅助测试系统）其效率测定值的总的相对不确定度达到±0.3%以上；

效率测定值的重复度达到±0.15%以上。

试验周期大为缩短，基本上作到一人操作。

3， 为什么说可以用在相同条件下多次测量同一量时的算术平均值来近似的代替真值？

解：在误差理论中，x 0代表被测量参数的真值，完全由被测参数本身所决定。当测量次数趋于无穷时，子样平均值x 等于真值。即 ∑=∞→==n

i i n x n x x 1

01lim 可证明如下：

在等精度的多次重复测量中（所谓等精度测量就是同一个人在同一仪器上在同样的测量条件下进行的测量），各次测量值的大小不等，那么如何从一系列的测量数据x 1、x 2……x n 中来确定被测量的最可信赖值呢？随机误差的基本特性为解决这个问题提供了理论根据。

设x 0为测量真值，ε1、ε2……εn 为各测量值的随机真误差，即有

ε1=x 1－x 0

ε2=x 2－x 0

……