熱能與動力工程測試技術(shù)總結(jié)

1、第一章 概述1. 測量：用特定的工具和方法，通過試驗的手段將被測物理量與另一同名的作為單位的物理量的比較，以確定兩者之間的比值。2. 測量方法：直接測量（直讀法、差值法、替代法、零值法）、間接測量、組合測量3. 測量儀器按照工作原理分為三部分：感受器（傳感器）：直接與被測對象發(fā)生聯(lián)系，感知被測參數(shù)的變化，同時對外界發(fā)出相應信號。中間件（傳遞件）：信號傳遞及加工效用件（顯示元件）：把被測量信號顯示出來4. 分類：標準儀器、范型儀器、實用儀器5. 測量儀器性能指標（靜態(tài)）精確度：測量結(jié)果與真值一致的程度。恒定度：儀器多次重復測量時，其指示值的穩(wěn)定程度。靈敏度：儀器指針的線位移或角位移與引起這些位移

2、的被測量的變化值之間的比例。靈敏度阻滯：足以引起儀器指針從靜止到作微小移動的被測量的變化值。指示滯后時間：從被測參數(shù)發(fā)生變化到儀器指示出該變化值所需的時間。第二章 測量系統(tǒng)的動態(tài)特性1. 動態(tài)特性：表示測試系統(tǒng)的輸入信號從一個穩(wěn)定狀態(tài)突然變化到另一個穩(wěn)定狀態(tài)時，輸出信號的跟蹤能力。用以研究動態(tài)測量時的所產(chǎn)生的動態(tài)誤差，主要用以描述在動態(tài)測量過程中輸出量與輸入量之間的關(guān)系，或是反映系統(tǒng)對于隨時間變化的輸入量響應特性。2. 傳遞函數(shù)：當初始條件為0時，線性系統(tǒng)輸出信號（時域）與輸入信號（時域）之比。（1）只是描述系統(tǒng)的動態(tài)性能，不說明系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，只要動態(tài)特性相似，可以有相似的傳遞函數(shù)。（2）僅

3、描述動態(tài)特性，與輸入和初始條件無關(guān)。（3）組合系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：串聯(lián)環(huán)節(jié)、并聯(lián)環(huán)節(jié)、反饋聯(lián)接3. 基本測量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：（1）零階測量系統(tǒng)：不管輸入量隨時間如何變化，系統(tǒng)的輸出不受干擾也沒有時間滯后，具有完全理想的特性。例如：位移式電位計（2）一階測量系統(tǒng)：時間常數(shù)；穩(wěn)態(tài)靈敏度例如：熱電偶（3）二階測量系統(tǒng)：固有頻率；阻尼比，均需合適的選取例如：測振儀4. 測量系統(tǒng)的動態(tài)響應：評價系統(tǒng)正確傳遞與顯示輸入信號的重要指標。典型輸入信號：階躍信號、正弦信號、脈沖信號、斜升信號。（1）測量系統(tǒng)的階躍響應（時域）一階：階躍響應為指數(shù)曲線，時間常數(shù)越小，達到穩(wěn)定值的時間短，得可靠的動態(tài)測量。二階：大阻尼，

4、無過沖，無震蕩，過阻尼，曲線上升慢，響應速度低。 臨界阻尼。 小阻尼，產(chǎn)生衰減震蕩，欠阻尼，曲線上升快，響應速度高。 時，呈無衰減的等幅正弦震蕩。最佳阻尼比，提高相應速率又不產(chǎn)生震蕩，使系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性。動態(tài)特性的評價指標：穩(wěn)定時間和最大過沖量（2）測量系統(tǒng)的頻率響應（頻域）頻率響應：測量系統(tǒng)對正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)響應。 輸入；輸出頻率響應函數(shù)：幅頻特性：輸出量對輸入量的幅值比隨輸入信號的頻率的變化關(guān)系。相頻特性：相位差隨輸入信號的頻率的變化關(guān)系。第三章 測量誤差分析與處理1. 誤差：測量值與被測量真值之差。誤差公理：任何測量中都存在誤差。表示方法：絕對誤差=測量值-真值 誤差分類：（1）系

5、統(tǒng)誤差特點：規(guī)律性、方向性、可減小或消除（大小和符號保持恒定，或在條件改變時遵循一定規(guī)律變化，可以消除）。 恒值系統(tǒng)誤差與變值系統(tǒng)誤差（線性系統(tǒng)誤差與非線性系統(tǒng)誤差）消除方法：消除產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源、用修正方法消除系統(tǒng)誤差。 具體方法：交換抵消法、替代消除法、預檢法。分類：儀器誤差、安裝誤差、環(huán)境誤差、方法誤差、操作誤差、動態(tài)誤差。綜合：代數(shù)綜合法（代數(shù)和）、算術(shù)綜合法（絕對值）、幾何綜合法（均方根）。（2）隨機誤差特點：隨機性（大小和符號均不可預測），等精度多次測量正態(tài)分布。消除方法：多次測量取平均值。隨機誤差正態(tài)分布公理：單峰性、對稱性、有限性、抵償性。誤差方程 標準誤差標準誤差代表測量值

6、在平均值周圍分布離散程度的特征數(shù)；其值越小，曲線形狀越尖銳，數(shù)據(jù)越集中；其值越大，曲線形狀越平坦，數(shù)據(jù)越分散。通常把作為極限誤差。（3）過失誤差特點：無規(guī)律可循，可以避免。2. 隨機誤差算術(shù)平均值-測量結(jié)果的最佳值：最接近真值的值。最佳值:最小二乘法（基本原理）：在具有同一精度的許多觀測值中，最佳值就是能使各觀測值的誤差的平方和為最小。偏差 誤差標準誤差（有限次） （無限次）算術(shù)平均值的標準誤差算術(shù)平均值的極限誤差 相對極限誤差最后測得結(jié)果：3. 可疑測量數(shù)據(jù)的剔除（過失誤差）（1）萊依特準則（準則）：測量次數(shù)趨于無窮大時采用。 時，予以剔除。（2）格拉布斯準則：測量次數(shù)較少，且最多只有一個異

7、常值時，效果最佳。 時，予以剔除。（3）t檢驗準則：測量次數(shù)較少時采用。首先剔除一個可疑測量值然后按t分布檢驗。 時，予以剔除。（4）狄克遜準則：測量次數(shù)較少，尤其是要從測量列中迅速判別粗大誤差時采用。 大于臨界值時予以剔除。選擇原則：可能存在多個異常值時，采用兩種以上的準則交叉判斷，否則效果不佳。4. 隨機誤差計算（1）等精度測量計算步驟a.計算的平均值；b.計算的偏差，計算以及；c.計算標準誤差及極限誤差；d.計算算術(shù)平均值的均方根誤差及極限誤差；e.計算算術(shù)平均值的相對極限誤差；f.得出被測量的值；g.檢查中有大于者予以剔除，重新計算，或按萊依特準則或格拉布斯準則剔除可疑測量值，按上述步

8、驟重新計算。（2）非等精度測量“權(quán)”是在非等精度測量中用來評價測量結(jié)果質(zhì)量的標志，數(shù)值越大，可信賴度越高。測量結(jié)果的權(quán)： 最佳值： 加權(quán)算術(shù)平均值的均方根誤差：5. 間接測量的誤差計算（1）只進行一次測量時 相對誤差-實測所示讀數(shù)可能出現(xiàn)的最大相對誤差；-儀器本身的最大相對誤差；-實測時儀器所示讀數(shù)；-儀器的滿刻度讀數(shù)。（2）多參數(shù)一次測量時 相對誤差（3）多參數(shù)多次測量時a.標準誤差 極限誤差 最佳值b.算術(shù)平均值的標準誤差 極限誤差 相對誤差第四章 傳感器的基本類型及工作原理1. 非電量電測系統(tǒng)包括：傳感器、信號調(diào)節(jié)裝置、記錄和顯示裝置。2. 傳感器：能感受被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信號

9、的器件或裝置。組成：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件。3. 電阻式傳感器：把被測物理量轉(zhuǎn)換成電阻變化的一種傳感器。應用：位移、形變、力、加速度、溫度、濕度。（1）金屬應變式傳感器-應變片工作原理：應變效應-導體或半導體材料在外力作用下產(chǎn)生機械變形時，電阻值也 隨之產(chǎn)生相應變化。應變片：敏感柵（感受轉(zhuǎn)換）、基底（保護）、覆蓋層（保護）、引出線（引出信號）。溫度補償：橋路補償、應變片自補償。（2）半導體壓阻式傳感器（測壓力和加速度）-硅、鍺膜片工作原理：壓阻效應-材料在受到應力作用時，電阻率發(fā)生變化。（3）電位計式傳感器（測角位移和線位移）：旋轉(zhuǎn)式和滑線式變阻器（4）氣敏傳感器（檢測氣體種類和氣體量）工作原理：

10、半導體氣敏元件與北側(cè)氣體接觸后，會造成半導體性質(zhì)的變化。（5）濕敏電阻傳感器（測濕度）：電阻值隨空氣濕度發(fā)生變化。4. 電感式傳感器工作原理：電磁感應效應-利用線圈自感或互感的變化，將被測物理量轉(zhuǎn)換為線圈 電感量變化。應用：位移、振動、壓力、流量。分類：自感式電感傳感器、互感式電感傳感器（差動傳感器）。 自感式：變氣隙式（位移）、變截面式（線位移或角位移）、螺管式（大位移）。5. 電容式傳感器：將被測物理量轉(zhuǎn)換成電容量變化。應用：位移、振動、壓力、液面位置。分類：變極板間隙型，常用對稱配置的差動式電容傳感器 變面積型，測大角位移或線位移 變介電常數(shù)型，如液位計6. 壓電式傳感器工作原理：壓電效

11、應-某些晶體物質(zhì)，當沿它的某個晶體軸施加力的作用時，內(nèi)部會出現(xiàn)極化現(xiàn)象，從而在表面形成電荷集結(jié)，電荷量與作用力的大小成正比。應用：力、壓力、加速度等最終轉(zhuǎn)換成力的物理量。注意：為了增強輸出信號，往往是將多片壓電晶體組合在一起組成一個傳感器。 并聯(lián)組合，電荷作為輸出信號，電容大，時間常數(shù)大，測量緩變信號。 串聯(lián)組合，電壓作為輸出信號，電容小，時間常數(shù)小，測量瞬變信號。7. 磁電式傳感器工作原理：導線在磁場中運動產(chǎn)生電動勢，將被測量變化轉(zhuǎn)換為感應電動勢的傳感器。應用：測線速度或角速度，轉(zhuǎn)速測量最常用傳感器之一。8. 熱電式傳感器：將溫度變化轉(zhuǎn)換成電量變化的傳感器。（1）熱電阻傳感器：溫度變化轉(zhuǎn)換為

12、電阻率變化。（2）熱電偶傳感器：溫度變化轉(zhuǎn)換為電動勢變化。輸出電動勢的大小只取決于兩種金屬的性質(zhì)和兩端的溫度，與其他無關(guān)。熱電偶基本性質(zhì)：均質(zhì)材料定律、中間導體定律、中間溫度定律、標準電極定律。熱電偶冷端溫度補償：冷端恒溫法、冷端補償器法、冷端溫度校正法、補償導線法。9. 光電式傳感器：將光信號準換成電信號的傳感器（光電效應）。光電效應分為三類：外光電效應-逸出電子，光電管、光電倍增管。 內(nèi)光電效應-電阻率改變，光敏電阻、光導管。 光生伏特效應-產(chǎn)生電動勢，光電池、光敏晶體管。10. 霍爾傳感器工作原理：半導體的霍爾效應-在磁場中將被測量通過霍爾元件轉(zhuǎn)換為電量輸出。應用：特別適用非接觸式測量。

13、轉(zhuǎn)速測量、位移測量、接近開關(guān)。第五章 溫度測量1. 溫標：用來度量溫度高低的尺度。規(guī)定了溫度的零點和基本測量單位。華氏溫標、攝氏溫標、熱力學溫標、國際溫標。2. 溫度計分類接觸式：感溫元件直接與被測對象相接觸，進行充分的熱交換最后達到熱平衡。非接觸式：感溫元件不與被測對象相接觸，通過熱輻射進行熱量交換。3. 接觸式溫度計（1）膨脹式溫度計：物質(zhì)體積隨溫度升高而膨脹。a.玻璃管液體溫度計：全浸入式和局部浸入式。注意問題：零點漂移和露出液位的校正 b.壓力式溫度計：密閉系統(tǒng)內(nèi)氣體或液體受熱后壓力變化。c.雙金屬溫度計：線脹系數(shù)不同的金屬，溫度變化時產(chǎn)生與被測溫度成比例的變形。（2）熱電阻溫度計：導

14、體或半導體的電阻值隨溫度變化而變化。常用：鉑熱電阻、銅熱電阻。（3）熱電偶溫度計常用：普通工業(yè)熱電偶、鎧裝熱電偶、薄膜熱電偶。接觸方式：點接觸式、面接觸式、等溫線接觸式、分立接觸式。接觸式溫度測量誤差正確反映被測溫度的條件：熱力學平衡條件、感溫元件溫度隨被測溫度實時變化。誤差來源及減小：a.安裝誤差：感溫元件與被測介質(zhì)形成逆流、處于流速最大處、感溫元件插入處附近的管道或容器壁外有足夠絕熱層。b.輻射引起的誤差：采用表面光滑的感溫元件保護套管，減小輻射傳熱系數(shù)；改善對流傳熱條件，增大表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。c.熱傳導引起的誤差：管道外壁或保護套管座覆蓋絕熱材料以提高保護套管座的溫度、增加感溫部分插入深度、

15、采用較薄的保護套管。d.高速氣流的溫度測量誤差：靜溫、動溫、總溫、有效溫度。e.感溫元件的響應：感溫元件的熱慣性、只是儀表的機械慣性。測量瞬時溫度時采用時間常數(shù)小的感溫元件，平均溫度時采用時間常數(shù)大的感溫元件。4. 非接觸式溫度計：利用測定物體輻射能的方法測定溫度。（1）單色輻射式光學高溫計：利用亮度比較取代輻射出射度比較進行測溫?！傲炼葴囟取?lt; 實際溫度：在波長為的單色輻射中，若物體在溫度時的亮度和絕對黑體在溫度時的亮度相等，稱為亮度溫度。分類：燈絲引滅式光學高溫計：使用方便、靈敏度高、測量范圍廣， 主觀誤差大、測量不連續(xù)、也不能實現(xiàn)自動測量。 光電高溫計：靈敏度高、測量范圍廣、響應時

16、間短、可實現(xiàn)自動測量與控制。特點：靈敏度最高，比色溫度計次之，全輻射溫度計最低。（2）全輻射高溫計：根據(jù)絕對黑體的全輻射定律式設(shè)計的高溫計。“輻射溫度”> 實際溫度：溫度為的物體全輻射出射度等于溫度為的絕對黑體全輻射出射度時，稱為輻射溫度。特點：環(huán)境有雜質(zhì)時，受影響最大，光學溫度計次之，比色溫度計最小。（3）比色高溫計：通過測量熱輻射體在兩個波長的光譜輻射亮度之比來測量溫度?！氨壬珳囟取保簻囟葹榈奈矬w在兩個波長下的亮度比值等于溫度為的黑體在同樣波長下的亮度比值時，稱為比色溫度。分類：單通道光電比色高溫計、雙通道比色高溫計。特點：準確度高，響應快，可觀察小目標，誤差最小，與實際溫度最接近。

17、第六章 壓力測量1. 壓力測量分類a.重力與被測壓力平衡法：液柱式壓力計、活塞式壓力計。b.彈性力與被測壓力平衡閥：彈簧管壓力計、波紋管壓力計、波紋管壓差計。c.利用物質(zhì)某些與壓力有關(guān)的物理性質(zhì)進行測壓：壓阻式傳感器、壓電式傳感器。（1）液柱式測壓儀表：型管壓力計、單管壓力計、斜管微壓計。測量誤差來源：環(huán)境溫度變化、重力加速度變化、毛細現(xiàn)象、安裝誤差、讀數(shù)誤差。（2）彈性測壓儀表：彈簧管壓力計、波紋管壓差計、膜式（膜片、膜盒）壓力計。測量誤差來源：遲滯誤差、溫度誤差、間隙和摩擦誤差。（3）最高壓力表：常測量內(nèi)燃機氣缸內(nèi)的最高燃燒壓力。機械式和氣電式。（4）典型測壓傳感器：石英晶體壓電傳感器（瞬

18、態(tài)）、電容式差壓傳感器電阻應變式傳感器、電感式傳感器、霍爾壓力式傳感器。2. 氣流總壓測量減小誤差：總壓管口無毛刺且避免光滑，感受孔軸線對準來流方向。選用原則：滿足條件前提下，結(jié)構(gòu)形式越簡單越好，具有較小尺寸。類型及特點：型總壓管：制造簡單，加工簡易，不敏感偏流角小。 圓柱形總壓管：可以做成很小的尺寸，不敏感偏流角小。 帶導流套的總壓管：不敏感偏流角大大提高，受影響大，頭部尺寸大。 多點總壓管：梳狀總壓管（凸嘴式、凹窩式、帶套型）。 邊界層總壓管不敏感偏流角：測量誤差為速度頭1%的偏流角作為總壓管的不敏感偏流角。 范圍越大，對測量越有利。 影響因素：結(jié)構(gòu)形式（半圓形感受頭最小、帶導流套的總壓管

19、最大） 偏流角不大時，影響不顯著；較大時測量誤差隨增大而增大。3. 氣流靜壓測量壁面靜壓測量：壁面靜壓孔；流場靜壓測量：靜壓管。類型及特點：型靜壓管（一維）：結(jié)構(gòu)簡單，加工容易， 軸向尺寸大，對流場干擾大，測量誤差大。 圓盤形靜壓管（二維）：與圓盤平面方向不敏感，對氣流與軸線夾角 極為敏感，加工精度要求高。 帶導流管的靜壓管（三維）：不敏感偏流角大，可用于三元氣流測量， 結(jié)構(gòu)復雜，加工困難。4. 測壓儀表的標定靜態(tài)標定：靜壓平衡原理。動態(tài)標定：得到頻率響應特性，確定其適用范圍和動態(tài)誤差等。對比法和激波管。第七章 流速測量1. 皮托管測速技術(shù)、熱線（熱膜）測速技術(shù)、激光多普勒測速技術(shù)、粒子圖像測

20、速技術(shù)。2. 皮托管測速技術(shù)皮托管：由總壓探頭和靜壓探頭組成，利用流體總壓與靜壓之差來測量流速。 主要測量對象為氣體，又稱風速管或動壓管。原理：不可壓縮流體的伯努利方程。應用場合：標準皮托管-一元流動，錐形探頭可避免脫體激波。 笛形皮托管-測量尺寸較大的管道內(nèi)的平均流速。 吸氣式、遮板式、靠背式皮托管-含塵量較高的氣流測量。 二元-平面氣流；三元-空間氣流。三孔測速管：測量平面流動流速的大小和方向。 三孔：一個總壓孔、兩個方向孔。 測量方法：將測速管探頭插入氣流之中，慢慢轉(zhuǎn)動干管，直到兩個方向孔的壓力相等。 孔開設(shè)原則：兩方向孔在同一平面上成直角，總壓孔在兩方向孔的角平分線上。 流速大?。?.

21、 熱線（熱膜）測速技術(shù)特點：幾何尺寸小、熱慣性小、靈敏度高。應用場合：微風速（冷庫和空調(diào)房內(nèi)的風速）、脈動速度（燃燒室的湍流強度）、 皮托管難以安裝的場合（邊界層、壓力機級間）。構(gòu)造：探頭（熱敏電阻材料）、信號和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。 熱線、熱阻-機械強度高、可承受電流大、可用于液體或帶顆粒氣體流速測量， 響應速度不及熱線探頭高。工作原理：熱平衡原理，溫度升高所產(chǎn)生的熱量等于流體帶走的熱量。工作方式：恒溫式、恒流式-因熱慣性影響，可能存在相位滯后等缺點。4. 激光多普勒測速技術(shù)特點：對流場無干擾；輸出特性線性好，不需標定； 測量精度不受除折射率外其他物理參數(shù)的影響；測量方向特性穩(wěn)定； 空間分辨率高、無

22、慣性，因而頻響特性好； 測速范圍廣；可測量逆流現(xiàn)象中循環(huán)流的湍流速度成分。 價格昂貴、操作復雜、需在被測流體中加入散射微粒、需設(shè)置激光觀測窗口。工作原理：激光多普勒效應現(xiàn)象-激光照射到跟隨流體一起運動的微粒上時， 微粒散射的散射光頻率將偏離入射光頻率。方法：直接檢測法、外差檢測法（參考光束系統(tǒng)、單光束系統(tǒng)、雙光束系統(tǒng)）。散射粒子基本特性：能很好的跟隨流體運動、高的散射效率、良好的物理化學性質(zhì)。應用場合：湍流的脈動速度和時均速度； 不定常流和脈動流中一點的持續(xù)測量； 渦旋流、燃燒流、分離流、兩相流等復雜流場。5. 粒子圖像測速技術(shù)：利用示蹤粒子的圖像來測量流體速度。特點：能夠測量瞬時速度信息、包

23、括流體流動中的小尺度結(jié)構(gòu)、對流場無擾動。第八章 流量測量1. 流體：具有流動性能的物質(zhì)，氣體與液體的總稱。流量：單位時間內(nèi)通過某有效流通面積的流體數(shù)量。質(zhì)量流量、體積流量。累計流量：某一段時間間隔內(nèi)通過某流通面積的流體總量。平均流量：累計流量除以相應的時間間隔。選用原則：被測流體介質(zhì)的性質(zhì)、工況條件、用途、其他如安裝和振動條件。2. 流量計類型（1）容積型流量計：工作原理簡單，測量結(jié)果受流動狀態(tài)影響較小，精確度高； 適合測高粘度、低雷諾數(shù)的流體。 不宜用于高低溫和臟污介質(zhì)的流量測量。如橢圓齒輪流量計、腰輪流量計。（2）速度型流量計：有良好使用性能，可用于高壓高溫流體測量，精度較高； 測量結(jié)果受

24、流動條件的影響很大。如節(jié)流式流量計、轉(zhuǎn)子式流量計、渦流式流量計、電磁流量計、超聲流量計。（3）質(zhì)量型流量計：直接型、推導型、溫度壓力補償型。3. 節(jié)流式（差壓式）流量計（1）工作原理：當流體流經(jīng)管道中的急劇收縮的局部截面時，將產(chǎn)生增速降壓的節(jié)流現(xiàn)象，于是在節(jié)流件前后形成壓差，通過壓差計檢出，并與流體的質(zhì)量流量或體積流量有一定的數(shù)值關(guān)系。（2）組成：節(jié)流裝置、導壓管、壓差計。a.節(jié)流裝置節(jié)流元件：噴嘴、孔板、文丘里管。標準取壓方式：角接取壓（孔板和噴嘴）、法蘭取壓（孔板） 另有：理論取壓、管接取壓、徑距取壓。使用條件（流體）：流體在圓管內(nèi)流動，并且充滿和連續(xù)地流經(jīng)管道； 流體是單向的，并且在流經(jīng)

25、節(jié)流裝置時不發(fā)生相變； 流速穩(wěn)定，無旋渦，流量隨時間緩慢變化。（3）特點：結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長，價格低廉； 應用范圍極廣泛，所有單相流體和部分混相流體。 壓損大，精確度低，現(xiàn)場安裝條件要求高； 引線裝置等薄弱環(huán)節(jié)，易產(chǎn)生信號失真等故障。4. 渦輪流量計（1）工作原理：被測流體流經(jīng)渦輪并推動其轉(zhuǎn)動，高導磁性渦輪葉片周期性的通過永久磁鐵，使磁路的磁阻發(fā)生相應變化，導致通過感應線圈的磁通量變化，在線圈中產(chǎn)生交變的感應電動勢，從而輸出交流電脈沖信號。（2）基本特性：線性特性、壓力損失特性（機械阻力和粘滯阻力）。（3）影響因素：粘度、密度、壓力、溫度、流動狀態(tài)。（4）特點：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方

26、便，使用高壓測量； 輸出脈沖頻率信號，適合總量計量及計算機輸出； 需定期校驗，且流體物性對儀表特性影響大，被測介質(zhì)清潔度要求高； 不適于脈動流和混相流測量，受來流速度畸變和旋轉(zhuǎn)流影響大。5. 光纖流量計 分類：光纖差壓式流量計、光纖膜片式流量計、光纖卡門渦街式流量計。6. 超聲波流量計工作原理：基于超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與該介質(zhì)的流動速度有關(guān)的現(xiàn)象。分類：時間差法、相位差法、頻率差法。特點：非接觸測量，不擾動流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生壓力損失； 不受被測物體物理、化學特性的影響； 輸出特性呈線性。7. 質(zhì)量流量計第九章 液位測量1. 差壓式液位計：常應用鍋爐汽包水位測量。工作原理：不可壓縮流體的

27、靜力學原理。2. 電容式液位計（1）測量導電液體：利用傳感器兩電極的覆蓋面積隨被測液體液位的變化而變化，從而引起電容量變化的這種關(guān)系測量液位。不適合粘度大的液體。電極：不銹鋼棒和容器、不銹鋼棒和液體。（2）測量非導電液體：被測液體液位變化時傳感器兩電極之間充填介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而引起電容量變化的特性。電極：兩不銹鋼棒。3. 電阻式液位計（1）電接點液位計：利用液體與蒸汽之間導電特性（電阻值）的差異進行液位測量。適用場合：變參數(shù)運行工況的鍋爐汽包水位測量； 輸出信號時非連續(xù)的，不能用于液位連續(xù)測量。 誤差大小取決于電接點的安裝距離。電接點氖燈液位計、電接點雙色液位計、數(shù)字式電接點液位計。

28、（2）熱電阻液位計：利用液體和蒸汽對熱敏材料傳熱特性不同而引起熱敏電阻變化的現(xiàn)象進行液位測量。通過測定熱絲電阻值的變化判斷液位高低。適用場合：液位報警傳感器（定點式電阻液位計）。4. 光纖液位計（定點式）特點：高靈敏度；優(yōu)異的電磁絕緣性能和防爆性能。（1）全反射型光纖液位計：根據(jù)傳感器輸出信號的強弱判斷液位高低。應用場合：液位的測量與報警；不同折射率介質(zhì)分界面的測定； 易燃、易爆、具腐蝕性介質(zhì)的測量；測量液體組分含量或小氣泡含量； 不宜測對敏感元件有粘附性的液體。（2）浮沉式光纖液位計特點：可用于液位的連續(xù)測量，特別適用于易燃易爆介質(zhì)液位測量-安全型傳感器。第十章 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率測量1. 轉(zhuǎn)

29、速測量：接觸式、非接觸式。a.接觸式轉(zhuǎn)速表：構(gòu)造簡單，精度較差，用于能量損失可以不計且精度要求不高的場合。離心式轉(zhuǎn)速表：離心力器件產(chǎn)生離心力，克服彈簧反作用力推動指示機構(gòu)工作。磁性轉(zhuǎn)速表：回轉(zhuǎn)圓盤在旋轉(zhuǎn)磁場中感應出電渦流而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩變化，帶動指針偏轉(zhuǎn)。電動轉(zhuǎn)速表：被測轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器帶動發(fā)送器發(fā)電產(chǎn)生電動勢。定時轉(zhuǎn)速表：一定時間內(nèi)通過累計轉(zhuǎn)數(shù)來測速。b.非接觸式轉(zhuǎn)速表：結(jié)構(gòu)相對復雜，不消耗轉(zhuǎn)矩，精度高。光電式轉(zhuǎn)速傳感器：利用光電元件對光的敏感性測速。投射式和反射式。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器：結(jié)構(gòu)簡單，無需專門電源設(shè)備，測速范圍廣， 脈沖信號不因轉(zhuǎn)速過高而減弱。2. 轉(zhuǎn)矩測量：傳遞法、平衡力法、能量轉(zhuǎn)換法。

30、a.傳遞法：通過測量變形、應力或應變來測量轉(zhuǎn)矩。變形型、應力型、應變型。b.平衡力法（測功機中轉(zhuǎn)矩測量典型方法）：勻速轉(zhuǎn)動的動力機械的傳動軸對外輸出一定大小的轉(zhuǎn)矩時，機殼上必然作用大小相等、方向相反的平衡力矩，測量機殼上的平衡力矩獲得傳動軸上的工作力矩。常用轉(zhuǎn)矩測量方法：鋼鉉轉(zhuǎn)矩測量儀、光電式轉(zhuǎn)矩測量儀、光學式轉(zhuǎn)矩儀、 磁電式轉(zhuǎn)矩儀、應變式轉(zhuǎn)矩儀、磁致伸縮式轉(zhuǎn)矩儀。3. 功率測量（1）通過電功率測量。（2）通過轉(zhuǎn)矩間接測量：用轉(zhuǎn)矩儀測量轉(zhuǎn)矩、用測功機作為負載進行功率測量。測功機分類：水力測功機、磁粉測功機、 電力測功機（直流電力測功機、交流電力測功機、電渦流測功機）直流電力測功機的控制方式：負

31、荷電阻控制方式、自動饋網(wǎng)控制方式。 測中小功率的動力機械。交流電力測功機：三相同步電機測功機、繞線式異步電功測功機、無轉(zhuǎn)向器電功測功機。 大功率動力機械功率測量。電渦流測功機的控制方式：恒轉(zhuǎn)速控制、比例控制、恒電流控制。 轉(zhuǎn)速范圍和功率范圍寬，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便。測功機選型依據(jù)：工作范圍、測量精度、響應速度、工作穩(wěn)定性、低速制動性。 電力測功機響應速度快于水力測功機，直流和交流快于電渦流測功機。 電渦流測功機低速制動性最好，直流電力測功機次之，比水力測功機好。第十一章 氣體組分測量與分析1. 色譜分析儀基本原理：被分析的混合物在流動相的推動下，流經(jīng)一根裝有固定相的色譜柱，由于固定相對不同組分具

32、有不同的吸附能力或溶解能力，混合物經(jīng)過色譜柱后，各組分在流動相和固定相中形成的含量分配關(guān)系不同，最終導致從色譜柱中流出的時間不同，達到組分分離的目的。分類：液相色譜分析儀、氣相色譜分析儀組成：載氣源（輸送被測混合物）、色譜柱（分離各種組分）、檢測器（完成含量測定）。檢測器分類：熱導檢測器（CO和CO2）、氫火焰電離檢測器（HC）。2. 紅外氣體分析儀（比較分光和不分光）P2133. 氧含量測量：磁性氧量分析儀、氧化鋯氧量分析儀。氧化鋯氧量分析儀工作原理：利用氧化鋯濃差電池所形成的的濃差電動勢與氧含量之間 的量值關(guān)系進行測量。4. 氮氧化物含量測量：化學發(fā)光法-利用NO-O3反應體系的化學發(fā)光現(xiàn)象。5. 煙度測量（1）透光式：利用煙氣對光的吸收作用，測量光從煙氣中的透過度來確定煙度。哈特里奇煙度計（部分煙氣）、PHS煙度計（全部煙氣）。（2）濾紙式（反射式）：先用濾紙收集一定量煙氣，比