第二講計(jì)量的基礎(chǔ)知識

第二講計(jì)量的基礎(chǔ)知識1第一頁，共三十七頁，2022年，8月28日本章內(nèi)容“測量”的基本概念“儀表”的基本概念“計(jì)量”的基本概念流量測量的不確定度2第二頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量人類，對自然界中客觀事物，取得數(shù)量觀念的，一種認(rèn)識過程。借助專門工具，通過試驗(yàn)和對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，求得被測量的值，獲得對客觀事物定量的概念，和內(nèi)在規(guī)律的認(rèn)識。測量技術(shù)與計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)－相輔相成。3第三頁，共三十七頁，2022年，8月28日定義以同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量與被測量比較，并確定被測量相對標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)。表達(dá)式：

L=X/U測量值標(biāo)準(zhǔn)量被測量4第四頁，共三十七頁，2022年，8月28日三種測量直接測量直接與標(biāo)準(zhǔn)量比較，或用事先標(biāo)定好的儀器間接測量函數(shù)關(guān)系，例如熱量，曹沖稱象組合測量利用多個(gè)直接、間接測量，求之間的關(guān)系5第五頁，共三十七頁，2022年，8月28日其他分類偏差法用儀器表的指針的位移表示被測量大小的方法。零位法測量時(shí)用被測量與標(biāo)量比較，不斷調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量的大小，當(dāng)指零器為０時(shí)，即可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量的大小得到被測量的大小。微差法測量被測量與標(biāo)準(zhǔn)量之差來得到待測量的值。6第六頁，共三十七頁，2022年，8月28日國際單位制SI來自法文的leSystèmeinternationald‘unités國際單位制7個(gè)基本單位m,s,kg,A,K,mol,cd（發(fā)光強(qiáng)度，坎德拉）2個(gè)輔助單位Rad（弧度）,Sr（球面度）7第七頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量系統(tǒng)傳感器、變換器或變送器、傳輸通道和顯示裝置8第八頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量儀器9第九頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量儀器標(biāo)準(zhǔn)代號GB國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T國家推薦標(biāo)準(zhǔn)GBn國家標(biāo)準(zhǔn)（內(nèi)部發(fā)行）GJB國家軍用標(biāo)準(zhǔn)ZB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）ZBn行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（內(nèi)部發(fā)行）ZJB專業(yè)軍用標(biāo)準(zhǔn)JB機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/Z機(jī)械工業(yè)部指導(dǎo)性文件EJ核工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)YB冶金部標(biāo)準(zhǔn)HG化學(xué)工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)SY石油部標(biāo)準(zhǔn)10第十頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量儀器標(biāo)準(zhǔn)代號SD水力電力部標(biāo)準(zhǔn)MT煤炭工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)HB航空工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)QJ航天工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)QB、SG輕工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)JZ、JG城鄉(xiāng)環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)CB中國造船總公司標(biāo)準(zhǔn)LD勞動(dòng)人事部標(biāo)準(zhǔn)JC國家建材局標(biāo)準(zhǔn)JJC國家計(jì)量局標(biāo)準(zhǔn)CAS中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)CVA中國閥門行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/TH機(jī)械工業(yè)部化工通用機(jī)械專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/TQ機(jī)械電子工業(yè)部通用機(jī)械行業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)H高壓管、管件及緊固件通用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

11第十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量儀器標(biāo)準(zhǔn)代號ISO國際標(biāo)準(zhǔn)ANSI美國國家標(biāo)準(zhǔn)BS英國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN德國國家標(biāo)準(zhǔn)NF法國國家標(biāo)準(zhǔn)JIS日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)API美國石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASME美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)AISI美國鋼鐵學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)MSS美國閥門和管件制造廠標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)AWS美國焊接協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASI美國規(guī)格學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)MIL美國軍用標(biāo)準(zhǔn)JPI日本石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)12第十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量儀器的分類范型儀器用以復(fù)制和保持測量單位，或是用來進(jìn)行各種測量儀表校驗(yàn)和刻度工作的儀表。實(shí)用儀表實(shí)際測量使用的儀表，它又可分為實(shí)驗(yàn)室用儀表和工程用儀表。13第十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量精度準(zhǔn)確度對同一被測量進(jìn)行多次測量，測量值偏離被測量真值的程度稱為準(zhǔn)確度。精密度對同一被測量進(jìn)行多次測量，測量值重復(fù)一致的程度，或者說測量值分布的密集程度，稱為精密度。精確度精密度與準(zhǔn)確度的綜合指標(biāo)稱為精確度。14第十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量儀表的技術(shù)指標(biāo)（一）量程儀表能夠測量的最大輸入量與最小輸入量之間的范圍靈敏度輸出變化量與引起變化的輸入變化量之比值分辨率不能引起輸出變化的最大輸入變化與量程之比的百分?jǐn)?shù)15第十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日測量儀器的技術(shù)指標(biāo)（二）基本誤差測量值中的最大示值絕對誤差與量程之比允許誤差出廠的儀表都要保證基本誤差不超過某一規(guī)定值精度等級允許誤差占表盤刻度值的百分?jǐn)?shù)儀表的等級有：0.05，0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，516第十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量計(jì)量是指實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。屬于測量，源于測量，而又嚴(yán)于一般測量，它涉及整個(gè)測量領(lǐng)域，并按法律規(guī)定，對測量起著指導(dǎo)、監(jiān)督、保證的作用。新中國成立后，1953年確認(rèn)采用“計(jì)量”一詞，取代使用了幾千年的度量衡，并賦予了更廣泛的內(nèi)容。1983年：“米”是光在真空中1/299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路程的長度。17第十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量的分類科學(xué)計(jì)量探索、先行的研究工程計(jì)量工業(yè)企業(yè)的應(yīng)用法制計(jì)量政府強(qiáng)制管理18第十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量單位換算19第十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量單位換算

符號

被乘數(shù)Multiply乘數(shù)By積ToObtain符號

長度

LengthIn.英寸Inches2.54公分CentimetersCm.Ft.英尺Feet30.48公分CentimetersCm.Mm.毫米Millimeters0.03937英寸InchesIn.Cm.公分Centimeters0.3937英寸InchesIn.m.米(公尺)Meters3.2808英尺FeetFt.質(zhì)量

(重量)

MassOz.盎司Ounces28.35克GramsG.Lb.磅Pound0.4536公斤KilogramsKg.G.克Grams0.03527盎司OuncesOz.Kg.公斤Kilograms2.205磅PoundLb.20第二十頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量單位換算體積

(容積)

Volume

Fl.Oz.流體盎司FluidOunces29.5625毫升MillilitersMl.Qt.夸脫Quart0.946公升LitersL.Gal.加侖Gallons3.785公升LitersL.Ft.3立方英尺CubicFeet0.0283立方米CubicMetersM.3Ml.毫升Milliliters0.0338流體盎司FluidOuncesFl.Oz.L.公升Liters1.0571夸脫QuartQts.L.公升Liters0.2642加侖GallonsGal.M.3立方米CubicMeters35.34立方英尺CubicFeetFt.3In.3立方英寸CubicInches5.787x10-4立方英尺CubicFeetFt.3Ft.3立方英尺CubicFeet1728立方英寸CubicInchesIn.3Ft.3立方英尺CubicFeet7.48052美制加侖Gallons(USLig)Gal.21第二十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量單位換算壓力PSI磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.0.069Bar無符號PSI磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.6.89千帕

KilopascalsKpaPSI磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.0.07公斤/平方公分

KilogramPerSq.CentimeterKg/Cm.2Lb./Ft.2磅/平方英尺

PoundsPerSq.Ft.4.88公斤/平方米

KilogramPerSq.MeterKg/M.2Kpa千帕

Kilopascals0.145磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.PSIKg/Cm.2公斤/平方公分

KilogramPerSq.Centimeter14.22磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.PSI無符號Bar14.5磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.PSI

氣壓Atmospheres29.92英寸汞柱（零攝氏度）

InchesofMercury(at0oC)

氣壓Atmospheres14.7磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.

英尺水柱

FeetofWater0.4335磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.

英寸汞柱

InchesofMercury0.4912磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.

磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.2.307英尺水柱

FeetofWater

磅/平方英寸

PoundsPerSq.In.2.036英寸汞柱

InchesofMercury

22第二十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量涉及的其它換算磅級Class15030040060090015002500公稱壓力

MPa0.6MPa

1.0MPa

1.6MPa

2.0MPa2.5MPa

4.0MPa

5.0MPa6.4MPa10.0MPa15.0MPa25.0MPa42.0MPa公稱壓力

PNPN6

PN10

PN16

PN20PN25

PN40

PN50PN6.4PN100PN150PN250PN420壓力等級和公稱壓力對照表23第二十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日公稱

通徑

Size英寸In.1/81/43/81/23/4111/411/2221/2331/24毫米DN4610152025324050658090100英寸In.56810121416182024262830毫米DN125150200250300350400450500600650700750英寸In.32343642485460647280848896毫米DN8008509001050120013501500160018002000210022002400管徑公制與英制換算表計(jì)量涉及的其它換算24第二十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量涉及的其它換算

被乘數(shù)Multiply乘數(shù)By積ToObtain流量

Flow立方英尺/分

CubicFeet/Min.62.43磅（水）/分

PoundsofWater/Min.立方英尺/秒

CubicFeet/Sec.448.831加侖/分

Gallons/Min.立方米/小時(shí)

m3/hr4.403美制加侖/分

USGPM功率

Power馬力Horsepower33,000英尺磅/分Ft.-Lb./Min.馬力Horsepower550英尺磅/秒Ft.-Lb./Sec.馬力Horsepower745.7瓦Watts英尺磅/秒Ft.-Lb./Sec.4.6263英國熱量單位/小時(shí)BTU/Hr千瓦Kilowatts1.341馬力Horsepower流量公制與英制換算表功率公制與英制換算表25第二十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日計(jì)量檢定為評定計(jì)量器具的計(jì)量性能，確定其是否合格所進(jìn)行的全部工作，包括檢驗(yàn)和加封蓋印等。是進(jìn)行量值傳遞的重要形式，是保證量值準(zhǔn)確一致的重要措施國家檢定規(guī)程是檢定工作的依據(jù)計(jì)量基準(zhǔn)是國家計(jì)量基準(zhǔn)器具的簡稱，用以復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位量值，經(jīng)國務(wù)院計(jì)量行政部門批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一全國量值最高依據(jù)的計(jì)量器具26第二十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日檢定分類周期檢定：對使用過一段時(shí)間的計(jì)量器具進(jìn)行的定期檢定；出廠檢定：制造計(jì)量器具的企事業(yè)單位在銷售前進(jìn)行的檢定；修后檢定：對修理后的計(jì)量器具在交付使用前進(jìn)行的檢定；進(jìn)口檢定：進(jìn)口計(jì)量器具在海關(guān)驗(yàn)放后由政府計(jì)量部門進(jìn)行的檢定；仲裁檢定：以裁決為目的的檢定。27第二十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日國家計(jì)量檢定規(guī)程國家計(jì)量檢定規(guī)程是指由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局組織制定并批準(zhǔn)頒布，在全國范圍內(nèi)施行，作為計(jì)量器具特性評定和法制管理的計(jì)量技術(shù)法規(guī)。計(jì)量檢定規(guī)程是指為評定計(jì)量器具的計(jì)量性能，作為檢定依據(jù)的具有國家法定性的技術(shù)文件。是從事計(jì)量檢定工作的技術(shù)依據(jù)，是一種國家技術(shù)法規(guī)，保證計(jì)量器具的準(zhǔn)確一致。其內(nèi)容主要包括：檢定規(guī)程的適用范圍；計(jì)量性能；檢定項(xiàng)目；檢定條件；檢定方法；檢定周期以及檢定結(jié)果的處理等。28第二十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日流量計(jì)的分類1738年，瑞士人丹尼爾·伯努利以伯努利方程為基礎(chǔ)，利用差壓法測量水流量；意大利人文丘里研究用文丘里管測量流量，并于1791年發(fā)表了研究結(jié)果；1886年，美國人赫謝爾用文丘里管制成測量水流量的實(shí)用裝置。20世紀(jì)初期到中期，原有的測量原理逐漸成熟，人們開始探索新的測量原理。自1910年起,美國開始研制測量明溝中水流量的槽式流量計(jì)。1922年，帕歇爾將原文丘里水槽改革為帕歇爾水槽。1911～1912年，美籍匈牙利人卡門提出卡門渦街的新理論；30年代，又出現(xiàn)了探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法，但到第二次世界大戰(zhàn)為止未獲很大進(jìn)展，直到1955年才有應(yīng)用聲循環(huán)法的馬克森流量計(jì)，用于測量航空燃料的流量。1945年，科林用交變磁場成功地測量了血液流動(dòng)的情況。29第二十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日流量計(jì)的分類二十世紀(jì)60年代以后，測量儀表開始向精密化、小型化等方向發(fā)展。為了提高差壓儀表的精確度，出現(xiàn)了力平衡差壓變送器和電容式差壓變送器；為使電磁流量計(jì)的傳感器小型化和改善信噪比，出現(xiàn)了用非均勻磁場和低頻勵(lì)磁方式的電磁流量計(jì)。具有寬測量范圍和無活動(dòng)檢測部件的實(shí)用卡門渦街流量計(jì)也在70年代問世。隨著集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，具有鎖相環(huán)路技術(shù)的超聲波流量計(jì)也得到了普遍應(yīng)用。微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步提高了流量測量的能力，如激光多普勒流速計(jì)應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)后，可處理較為復(fù)雜的信號。流量可利用各種物理現(xiàn)象來間接測量，所以流量測量儀表種類繁多。按測量方法分，流量計(jì)有差壓式、變面積式、容積式、速度式和電磁式等。30第三十頁，共三十七頁，2022年，8月28日差壓流量計(jì)由節(jié)流裝置和差壓計(jì)兩部分組成。充滿圓管的流體流經(jīng)節(jié)流件(如孔板)時(shí)，流束在孔板處形成局部收縮，由于流速增加、靜壓力降低而在孔板前后產(chǎn)生壓差，這一壓差與流量的平方成正比。有應(yīng)變、電容和振弦式等差壓變送器，以及雙波紋管差壓計(jì)等類型。31第三十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日變面積式流量計(jì)轉(zhuǎn)(浮)子流量計(jì)，是由錐形玻璃管和浮子組成，浮子能在垂直安裝的錐形玻璃管內(nèi)上下移動(dòng)。被測流體自下向上流過管壁與浮子之間環(huán)隙時(shí)，托起浮子向上，這時(shí)管與浮子之間的環(huán)隙面積增大，直到浮子兩邊壓差所形成的力與浮子重力相等時(shí)，浮子便處在一個(gè)平衡位置。流量變化時(shí)浮子兩邊壓差所形成的力也隨之變化，使浮子又在一個(gè)新的位置上重新平衡，浮子浮起