热工参数

数据处理基本概念

1按测量结果产生的方式，测量方法可分为直接测量、间接测量、组合测量法。按不同的测量条件，可分为等精度测量与非等精度测量。等精度测量：在完全相同的条件下所进行的一系列重复测量。按被测量在测量过程中的状态，可分为静态测量、动态测量。

2测量系统：为实现一定的测量目的而将测量设备进行的组合。

3测量误差（测量的绝对误差）：测量值与被测值之间的差异量。相对误差：绝对误差与约定值之比。?=洌痬

4测量误差分类：根据性质不同可分为：系统误差，随机误差，粗大误差。①系统误差：对同一被测量进行重复性条件测量，误差的大小和符号或者保持恒定，或者按一定规律变化，这类误差称为系统误差，包括恒值系统误差，变值系统误差。按变化规律分：累进系统误差，周期性误差，按复杂规律变化的系统误差。系统误差可以通过实验方法加以消除或减小。②粗大误差：明显地歪曲了测量结果的误差称为粗大误差。精密测量，仔细考虑测量误差，仪器精度，数据处理；工程测量。③随机误差：在相同条件下对同一被测量进行多次测量，由于受到大量的，微小的随机因素影响，测量误差的大小和符号没有一定规律，且无法估计，这类误差称为随机误差。随机误差就个体而言是无规律的，不能通过实验的方法来消除，但是在等精度条件下，只要测量次数足够多，则从总体来说随机误差服从一定的统计规律，可以从理论上估计随机误对测量结果的影响。

5测量的精密度：对同一被测量进行多次测量所得的测量值重复一致的程度，或者说测定值分布的密集程度，精密度反应随机误差的影响，随机误差越小，精密度越高；准确度：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。准确度反映了系统误差的影响，系统误差越小，精密度越高。精确度：精密度与准确度的综合指标成为精确度或者精度。6有效数字：最末一位数字是不可靠的，而倒数第二位数字是可靠的。10.55→10.6,10.45→10.4

7测量系统静态性能指标：①灵敏度：有关分辨率指系统能够检测出被测量最小变化量的能力。②量程：测量系统所能测量的最大输入量与最小输入量之间的范围，对于恒值测量，最好落在量程的2/3~3/4处；变值测量在1/2~2/3处。③基本误差：在规定的标准条件下，用标准设备进行静态校准时，测量系统在全量程中所产生的最大绝对误差的绝对值与系统量程之比。④精确度：表征测量某物理量可能达到的测量值与真值相符合的程度⑤迟滞误差⑥线性度

数据处理

1.随机误差的计算：算术平均值标准差

2.子样误差（n很小时）：t分布的自由度v=n-1

3. 粗大误差：为处理一组测量数据，往往先找出个别可疑数据，经统计判断确认无粗大误差之后，再用适当方法检验数据中是否会有明显的系误差，如确认已无系统误差，最后处理随机误差，统计算术平均值，标准差及极限误差，以正确的表达方式给出测量结果

准则：3笞荚颍ɡ 撂刈荚颍 铱怂勺荚颍 窭 妓棺荚ò

4.系统误差：恒值系统误差，变值系统误差

系统误差处理的判定存在：

准则一：将测量列中诸测定值按测量的先后顺序排定，若残差的大小地有规律向一个方向变化，由正到负或者相反，则测量列中有累进的系统误差

准则二：-----，若残差的符号呈有规律的交替变化，则测量列中含有周期性的系统误差。

判据1：对某一被测量进行多次等精度测量，获得一列测量值X1—Xn（测量先后顺序排列）.各测定值的残差一次为V1—Vn，把前面k个残差和后面（n-k）个残差分别求和（n为偶 k=n/2，n为奇k=n+1/2）并取其差值 D= 若差值D显著地异于零，则测量

列中含有累进的系统误差

判据2：对某一被测量进行多次等精度测量，获得一列测量值X1—Xn

（测量先后顺序排列）.各测定值的真误差一次为?1—髇，

c= 若则可认为该测量列中含有

周期性系统误差

系统误差的估计：恒值————（改变测量方法）

变值————线性，周期→判据，准则

温度测量

1温度测量接触式测温：测温元件直接与被测对象相接处（影响温度场分布）；

非接触式测温

2热电偶测温：优点：结构简单，制作方便，测量范围广，-50~1600℃,精确度高，热惯性小。热点效应：将热能转换成电能的现象。热电势由接触电势和温差电势组成。温差电势：电子的迁移力和静电场力达到平衡时所形成的电位差。温差电势的方向是由低温端指向高温端。EAB(T,To)=f(T)-f(To) 结论：a.热电偶回路电势大小只与组成热电偶的材料和材料两端连接点处的温度有关，与热电偶丝的直径，长度及温度分布无关b.只有用两种不同性质的材料才能组成热电偶，相同材料组成的闭合回路不会产生热电势。热电偶的热端（测量端）：当热电偶被用于测量温度时，总是把两个接点之一放置于被测温度T的介质中，该接点称为测量端。另一接点为测量冷端或参比端。

3热电偶回路的性质：①均质导体定律：有一种均质材料组成的闭合回路，不论材料长度方向各处温度如何分布，回路中均不产生热电势（但热电偶的两种材料A，B各自都是均质的）②中间导体定律：在热电偶回路中第三种或多种均值材料只要所插入的材料两端连接点温度相同，则所插入的第三种材料不影响原回路的热电偶。

③中间温度定律：两种不同材料A,B组成热电偶回路，其连接点温度分别为t和t0时的热电势EAB（t,t0）等于热电偶在连接点温度为（t,tm）,(tm,t0)时的热电势EAB（t,t0）和EAB （tm,t0）的代数和，tn为中间温度，即EAB(t,t0)=EAB(t,tn)+E(tn,to)

④连接导体定律

4热电偶测温元件对材料的要求：①应输出较大热点势，尽量显线性关系②较宽的温度范围，物理化学性能热电性能都较稳定③较高的导电率和较热的电阻温度系数④.较好的工艺性

能便于成批生产

5热电偶的参比端（冷端）处理：补偿方法①冰点法②热电势修正法③.冷端补偿法④.补偿导线法.

实际使用热电偶分度表中的热电势和温度的对应值是以t0=0℃为基础

冰点法：精度最高

平衡点温度：R1~R4均相等且为1偈钡奈露鹊ã

计算点温度：指在沿计算电桥时选定的温度点，在该温度点上桥路的输出端电压恰好补偿了该型号热电偶参化温度偏平衡点温度而产生的热电势变化量。

我国工业用冷端补偿有两种参数：一种是平衡点温度定为0℃另一种是定为20℃。他们的计算点温度均为40℃特别是选择平衡点为20℃的补偿器时，动圈式温度指示仪的初始位置应调整在20℃的刻度线上

补偿导线法: 补偿导线的热电特性在0~100℃范围内应与所取代的热电偶丝的热点特性基

本一致。

6热电偶测温系统的误差分析:①分度误差??=?0.25%t（铂铑 - 铂）±0.75%t（镍镉-镍）

②.补偿导线误差??=?0.15mv镍~ 硅±0.1mv 镍~铜±0.003mv铂~

③冷端补偿器误差??=?0.1 mv镍~ 硅±0.1 mv 镍~铜±0.04mv铂