建筑环境测试技术答案(方修睦版)

1.测量和计量的相同点和不同点是什么？答：测量是通过实验手段对客观事物取得定量信息的过程，也就是利用实验手段把测量直接或间接地对另一个同类已知量进行比较，从而得到待测量值的过程，而计量是利用技术和法制手段实验单位统一和量值准确可靠的测量。

计量可以看作测量的特殊形式，在计量过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。

2.测量的重要意义主要体现在哪些方面？答：定性和定量精确计算来认识事物，建立公式、定理和定律。

3.计量的重要意义主要体现在哪些方面？答：确保各类量具、仪器仪表测量结果的准确性、可靠性和统一性，所以必须定期进行检验和校准。

4.研究误差的目的是什么？答：就是要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，将误差控制在允许的范围之内。

5.测试和测量是什么样的关系？答：测试是测量和试验的全称，有时把较复杂的测量成为测试。

6.结合自己的专业，举例说明测试技术的作用主要体现在哪些方面？答：测试技术涉及传感器、试验设计、模型理论、信号加工与处理、误差理论、控制工程和参数估计等内容。

例如:温度的变化可以引起温度敏感元件（如：热敏电阻）阻值的变化，其阻值的变化量是可以直接测量的。

7.举例说明各种不同测量方法的实际应用。

答:直接测量：用电压表测量管道水压，用欧姆表测量电阻阻值等。

间接测量：需要测量电阻R上消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P=UI，经过计算间接获得功率P。

组合测量：测量电阻器温度系数的测量。

8.深入理解测量仪表的精度和灵敏度的定义？二者的区别？答：精度是指测量仪表的读数或者测量结果与被测真值相一致的程度。

灵敏度表示测量仪表对被测量变化的敏感程度。

区别：精度是用精密度、正确度和准确度三个指标加以表征，而灵敏度是测量仪表指示值增量与被测量增量之比。

9.精密度、正确度、准确度三者的不同含义是什么？答：精密度说明仪表指示值的分散性，表示在同一测量条件下对同一测量进行多次测量得到的测量结果的分散程度。

正确度说明仪表指示值与真值的接近程度。

准确度是精密度和正确度的综合反应。

准确度高，说明精密度和正确度都高。

10.结合例（图）深入理解在实际测量过程中，仪表输入电阻（输入阻抗）选择的重要性。

答：在此题中应选用输入阻抗尽可能大的电压表，输入阻抗大测量就小，否则造成的仪器误差会很大，所以在实际测量中，应选择合适的仪表输入电阻，否则会造成误差很大甚至使测量结果失去实际意义。

11.说明计量系统中单位制的概念。

答：由基本单位辅助单位和导出单位构成的完整体系称为单位制。

12.深入理解基本单位、辅助单位和导出单位构成的完整计量体系。

答：基本单位是那些可以彼此独立加以规定的物理量单位，共7个，分别为：秒、千克、开尔文、坎德拉、摩尔、米、安培。

由基本单位通过定义定律及其他系数关系派生出来的单位称为导出单位。

如：频率的单位赫兹定义为”周期为1秒的周期现象的频率”.13.说明主基准、副基准、工作基准的各自用途。

答：主基准（也叫国家基准也称作原始基准）是用来复现和保存，具有现代科学技术所能达到的最高的计量器具，经国家鉴定批准，作为统一全国量值的最高依据。

副基准地位仅次于国家基准平时用来代替国家基准使用或验证国家基准的变化。

工作基准实际用以检定下属计量标准的计量器具。

设置工作基准的目的是不使主基准或副基准因频繁使用而丧失原有的准确度。

第二章 测量误差和数据处理思考题与习题 1.为什么测量结果都带有误差？答：在实际测量中，由于测量器具不准确，测量手段不完善以及环境的影响，测量操作不熟练及工作疏忽等因素导致测量结果与被测量真值不同。

2.简述误差、相对误差、修正值的定义。

答：误差：测量仪器仪表的测量值与被测量真值之间的差异称为测量误差。

相对误差：相对误差用来说明测量精度的高低，可分为实际相对误差和示值相对误差。

修正值：与绝对误差的绝对值相等但符号相反的值称为修正值。

3.什么是真实值？应用中如何选择？答：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实值称为它的真值。

真值一般无法得到，但可通过大量的测量数据从统计理论上可以得到一个纯理论值 。

真值：可分为纯理论值A0 ﹑指定值As 或实际值A 。

在测量中 A0 ﹑As 和A 一般不作区别。

4 、解：绝对误差00.320.3260.006x x A Mpa ∆=-=-=-实际相对误差0.006100%100%0.18%0.326A xA ∆γ-=⨯=⨯=-示值相对误差 0.006100%100% 1.88%0.32x x x ∆γ-=⨯=⨯=-绝对误差3043.743.20.5mhx x A ∆=-=-=实际相对误差0.5100%100% 1.16%43.2A xA ∆γ=⨯=⨯=示值相对误差 0.5100%100% 1.14%43.7x x x ∆γ=⨯=⨯=5 、解：示值误差0x x A x A ∆=-=-示值相对误差100%A xx ∆γ=⨯ 示值引用误差100%mm mx x ∆γ=⨯精度级别100(0.10.20.51.01.52.55.0)m S S γ≥=、、、、、、6、解：示值误差024.9525.00.05x x A x A ∆=-=-=-=-℃示值相对误差0.05100%=100%0.20%24.95A xx ∆γ-=⨯⨯=-示值引用误差100%mm mx x ∆γ=⨯ 在25℃时，0.05100%=0.20%25.0mm mx x ∆γ-=⨯=-7 、解：绝对误差0.1100.0110100mm m x x A mA ∆γ=⋅=±⨯=±=± 810mA mA <故该表合格 8、解：绝对误差48-502x x A V ∆=-==-在50V 时，引用误差2.550 1.25100m m m x x V ∆γ=⋅=±⨯=±m x x ∆∆> 故不合格9、解：第一根管道的示值相对误差10.002100%=100%0.851%0.235x xx ∆γ=⨯⨯=第二根管道的示值相对误差20.004100%=100%0.47%0.855x x x ∆γ=⨯⨯=12x x γγ< 故第二根管道测量效果好10、解：绝对误差0.5200.5250.005x x A Mpa ∆=-=-=-实际相对误差0.005100%100%0.95%0.525A xA ∆γ-=⨯=⨯=-示值相对误差 0.005100%100%0.96%0.520x x x ∆γ-=⨯=⨯=-11.误差来源一般如何考虑？答：误差来源有仪器误差、人身误差、方法误差。

(影响误差可以不作考虑) 12.解释精度、精密度、正确度和准确度的含义。

答：精度是指测量仪器的读数或测量结果与被测量真值相一致的程度。

精密度是说明仪表指示值的分散性表示在同一测量条件下对同一测量进行多次测量时，得到的测量结果的分散程度。

正确度说明仪表指示值与真值的接近程度。

准确度是精密度和准确度的综合反应。

13.简述系统误差、随机误差和粗大误差的含义。

答：系统误差：在多次等精度测量，同一恒定量值时误差的绝对值和符号保持不变，或当条件改变时按某种规律变化的误差。

随机误差：又称偶然误差，是指对同一恒定量值进行多次等精度测量时，其绝对值和符号无规则变化的误差。

粗大误差：在一定的测量条件下，测得值明显得偏离实际值形成的误差称为粗大误差。

14.服从正太分布的随机误差有哪些性质？ 答：1、对称性2、单峰型3、有界性4、抵偿性。

15、解：随机误差在±σ内的概率：{}2220.68262i p ed δσσσδσσσπ--≤==⋅⎰随机误差在±2σ内的概率：{}2222220.95442i p ed δσσσδσσσπ--≤==⋅⎰随机误差在±3σ内的概率：{}2232330.99732i p ed δσσσδσσσπ--≤==⋅⎰16、解：单次测量均方根误差的贝塞尔公式：221111()11n ni i i i v x x n n σ====---∑∑17、解：平均值29.1829.2429.2729.2529.2629.245x++++==单次测量均方根误差()()()()()22112222211()1129.1829.2429.2429.2429.2729.2415129.2529.2429.2629.240.0354n ni i i i v x x n n σ====---⎡⎤-+-+-⎢⎥=-⎢⎥+-+-⎣⎦=∑∑均方根误差σ=；n=16 平均值均方根误差0.316xnσ=== 18.对某量等精度独立测量16次，多次测量均方根误差为，求平均值均方根误差。

答：σx=σ/n =19.实验中为什么要进行多次测量？答：就单次测量而言，随机误差没有规律，其大小和方向完全不可预知，但当测量次数足够多时，其总体服从统计学规律多数情况下接近正态分布。

20. 若xi 多次等精度独立测量值，则测量的最佳值是什么? 答：最佳值为算术平均值. ∑==ni inxx 11.22、解：平均值()1110.50780.43850.38120.37180.350130.402200.40356n i i x x n ===⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑均方根误差()()()()()()212222221()180.5070.40350.4380.40320.3810.403156180.3710.403130.3500.403200.4020.4030.0502ni i x x n σ=--⎡⎤⨯-+⨯-+⨯-+⎢⎥-⎢⎥⨯-+⨯-+⨯-⎣⎦=∑算术平均值的标准差0.006756x nσ=== 测量结果30.4030.020x x x σ=±=± 即()0.383,0.423x ∈（Q2：用不用去除粗大误差？） 23、解：间接测量的标准差：2222222221112i n ny x x x x i i n f f f f x x x x σσσσσ=⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂==+++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭∑取y 得极限误差∆y=3σy ，则 绝对误差：()()()22222212123333y nn f f f y x x x x x x ∆σσσσ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂==++⋅⋅⋅+ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭相对误差：2222221212333n n x x x yf f f y x y x y x y σσσ∆⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂=++⋅⋅⋅+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭27、解：f x y =()()22232222222322223223230.10.2232.1292f x y x y f f x xy x y y σσσσσ⎛⎫⎛⎫∂∂⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫=⨯⨯⨯+⨯ ⎪⎝⎭=28、解：10.330120.7603.2752088.459A VIt ==⨯⨯=()()()()()()22222222222222222210.330603.20.3120.7603.30.015120.710.3300.22179.3560A V I t V I t A A A It Vt VI V I t σσσσσσσ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=++=++ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=752088.4592179.3560A A σ±=±(Q3：原题中3I III OR I I σσ=±=±？)29、解：Q 的相对误差()()221%1%5%8%Q I R t γγγγ=±++=±⨯++=± 30、电能W 的相对误差()()221%0.5% 1.5%4%W U R t γγγγ=±++=±⨯++=±32、解：3.14159 3.142→2.71729 2.717→ 4.51050 4.511→3.21652 3.217→5.6234 5.623→6.378501 6.379→7.6914997.691→33、解：()160.4 2.00.2062.6+++=()210.2815.018.7033.99++=()5170.279335.44.08⨯≈或517.40.27935.364.082⨯≈()26.0100.324484.0⨯⨯=或6030.3248.14.01⨯≈ ()5665.6 ()66037 ()7 2.19 ()8 6.285 ()90.3010 ()10 4.66335、解：n x i v i v i 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10计算值100.753x =0.00i v =∑20.3348iv=∑（1） 求出算术平均值100.753x=；（2） 计算V i ，并列于表中； （3） 计算标准差：（4）2110.19291n i i v n σ===-∑ （5） 按∆=3σ判断有无iv >3σ=，经查表知没有粗大误差的测量值36.串联时： 由于M m RR R =+总误差相对误差M m m MR R R M m M mR R R R R R γγγ=+++又因为M m R R所以10MmMR R R Rγγγγ=⨯+⨯=故大电阻的误差对总误差相对误差影响较大 (1) 并联时： 由于M m M mR R RR R =+总误差相对误差()MMM m m M R R RR R M m M m R R R R R R γγγγγ⎛⎫=+-+ ⎪++⎝⎭又因为M m R R所以()()10MmMmmR R R R R Rγγγγγγ=+-⨯+⨯=故小电阻的误差对总误差相对误差影响较大 38、解：1）求出算术平均值20.025x= ℃；V第三章1、什么是温标？答：温标是为了保证温度量值的统一和准确而建立的一个用来衡量温度的标准尺寸。