建筑環(huán)境測試技術(shù) 第4版 課件 Chapter 3 測量誤差與數(shù)據(jù)處理、Chapter 4 溫度測量

建筑環(huán)境測試技術(shù)第三章測量誤差與數(shù)據(jù)處理BuiltEnvironmenttestingtechnology12第三章測量誤差與數(shù)據(jù)處理概述誤差分類誤差合成與分配數(shù)據(jù)處理1．掌握測量誤差的概念及測量系統(tǒng)的選擇方法

2．了解測量誤差的分類及誤差的性質(zhì)3．了解測量誤差的來源4．掌握測量誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)及數(shù)據(jù)的處理方法

本章目標(biāo)3在實(shí)際測量中，由于測量儀器不準(zhǔn)確、測量手段不完善、環(huán)境影響、測量操作不熟悉及工作疏忽等因素，導(dǎo)致測量儀表的測量值與被測量的真值之間會(huì)存在一定的差值，這個(gè)差值成為測量誤差。說明：真值是指需要測量的物理量所具有的客觀存在的量值，是無法測得的。在實(shí)際測量中常用高精度的測量值或平均值代表真值。1.測量誤差的概念43.1概述（1）絕對(duì)誤差：測量值X和真值X0之差為絕對(duì)誤差。記為：

反映測量值與真值的偏離程度和方向。

（2）相對(duì)誤差：測量的絕對(duì)誤差和真值的比值。記為：

反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確程度。2.誤差的表示方法53.1概述（3）測量儀表的基本誤差：

=最大絕對(duì)誤差量程×100%

（4）測量儀表的允許誤差：儀器的基本誤差不應(yīng)超過某一規(guī)定值，這一規(guī)定值稱為儀表的允許誤差。62.誤差的表示方法3.1概述基本誤差不應(yīng)超過允許誤差；允許誤差去掉百分號(hào)的值為儀表的精度等級(jí)。對(duì)于同一精度儀表，窄量程儀表產(chǎn)生的絕對(duì)誤差小于寬量程儀表的絕對(duì)誤差。絕對(duì)誤差基本誤差相對(duì)誤差允許誤差基本誤差是系統(tǒng)誤差的一種；儀表精度只用于估計(jì)基本誤差盡可能選擇量程較小的儀表，

使測量值在滿刻度的2/3左右精度72.誤差的表示方法3.1概述例2：某臺(tái)測溫儀表的標(biāo)尺范圍0~500℃，精度等級(jí)為1.0級(jí)，已知校驗(yàn)時(shí)其最大絕對(duì)誤差值為6℃，問該儀表是否合格？解：∵δj>δk，∴不合格該儀表實(shí)際精度等級(jí)為1.5級(jí)。例1：儀表1:量程范圍0～500℃,0.5級(jí)；

儀表2:量程范圍0～100℃,1.0級(jí)。儀表選擇時(shí)，在滿足測試要求的前提下，盡可能選擇小量程的儀表。83.1概述例3：某臺(tái)0~1000℃的溫度顯示儀表，工藝上要求指示誤

差不超過7℃，問如何確定儀表的精度等級(jí)？解：

選擇0.5級(jí)的儀表可滿足要求。小結(jié)根據(jù)校驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷儀表是否合格：δj≤δk(基本誤差不超過允許誤差)根據(jù)工藝要求，選擇儀表精度等級(jí)：δk≤δ’j(允許誤差不超過要求的誤差)（精度等級(jí)：0.005、0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0等）93.1概述例4：欲測量約90V的電壓，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有0.5級(jí)0～300V和1.0級(jí)0～100V的電壓表，試問選擇哪一種電壓表測量最好。

【解】用0.5級(jí)0～300V測量，相對(duì)誤差：用1.0級(jí)0～100V測量，相對(duì)誤差：如果量程選擇適當(dāng)，1.0級(jí)儀表進(jìn)行測量比0.5級(jí)儀表測量可能更準(zhǔn)確。小結(jié)已知量程與精度，對(duì)比儀表性能：計(jì)算相對(duì)誤差或絕對(duì)誤差大小。103.1概述課堂測驗(yàn)111、測量某一管道的壓力P1=0.235MPa，誤差為?P1=0.002MPa；測量另一管道的壓力P2=0.855MPa，誤差為?P2=0.004MPa。試問哪一個(gè)壓力的測量效果好？2、測量某一管道壓力0.832MPa，其測量值的相對(duì)誤差要求不超過2.0％?，F(xiàn)有精度2.0級(jí)、1.0級(jí)、1.0級(jí)三個(gè)壓力測量儀表，測量范圍分別為0～1.0MPa、0～1.5MPa、0～2.0MPa，試問選用哪塊表較合適？12課堂測驗(yàn)1、答：相對(duì)誤差越小，精度越高。相對(duì)誤差為：0.002/0.235×100%=0.851%；0.004/0.855×100%=0.468%。第二個(gè)壓力值測得的示值相對(duì)誤差更小。因此，第二個(gè)測量精度高，測量效果好。13課堂測驗(yàn)2、答：由題可得，其允許最大誤差?X=2.0%×0.832=0.01664MPa；分別計(jì)算這三個(gè)儀表的測量誤差：精度等級(jí)為2.0級(jí)的測量儀表的最大絕對(duì)誤差?Xmax1=2.0%×1=0.02MPa；精度等級(jí)為1.0的測量儀表的最大誤差?Xmax2=1.0%×1.5=0.015MPa；精度等級(jí)為1.0的測量儀表的最大誤差?Xmax3=1.0%×2=0.02MPa。因此，精度等級(jí)為1.5的測量儀表更合適。按測量誤差的性質(zhì)分：1）系統(tǒng)誤差確定系統(tǒng)誤差不確定系統(tǒng)誤差2）隨機(jī)誤差/偶然誤差服從正態(tài)分布，可用概率統(tǒng)計(jì)方法處理。3）粗大誤差測量人員粗心大意、操作不當(dāng)?shù)仍斐?。壞值或異常值修正估?jì)剔除143.2誤差分類誤差的分類和鑒別方法分類誤差產(chǎn)生的原因誤差的鑒別系統(tǒng)誤差儀器結(jié)構(gòu)不良；周圍環(huán)境的改變測量值總往一個(gè)方向偏，或呈周期性變化；誤差的大小和符號(hào)幾乎相同隨機(jī)誤差某種難以控制的偶然因素造成誤差不會(huì)超出一定的范圍；絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；絕對(duì)值相等的正、負(fù)誤差出現(xiàn)機(jī)會(huì)相同；比真值大的測量值與比真值小的測量值出現(xiàn)的概率相等粗大誤差粗心或操作不當(dāng)造成測量結(jié)果與事實(shí)不符；認(rèn)真操作可以消除153.2誤差分類①校準(zhǔn)測量儀器。②恰當(dāng)選擇儀器的量程和精確度。③完善實(shí)驗(yàn)原理。④進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，求其平均值。⑤以圖像法代替公式法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。⑥改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法。減小誤差的方法163.2誤差分類

無系統(tǒng)誤差，測量正確度高。（如圖２.2ａ所示）。

存在恒定系統(tǒng)誤差，誤差大小和方向不變。（如圖2.2b所示）。

存在累增（減）系統(tǒng)誤差。隨著測量時(shí)間的增加，誤差變大（?。?，基本呈線性變化。（如圖2.2ｃ所示）。存在周期性系統(tǒng)誤差，誤差大小和符號(hào)有規(guī)律地周期變化。（如圖2.2ｄ所示）。系統(tǒng)誤差的性質(zhì)173.2誤差分類單峰性——絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，即誤差的概率與誤差的大小有關(guān)。對(duì)稱性——絕對(duì)值相等的正誤差或負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相當(dāng)，即誤差的概率相同。有界性——極大的正誤差或負(fù)誤差出現(xiàn)的概率都非常小，即大的誤差一般不會(huì)出現(xiàn)，誤差落[-3,3]的概率為0.9973。低償性——隨著測量次數(shù)n→∞，偶然誤差的算術(shù)平均值趨近于零。隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布規(guī)律，特征如下：隨機(jī)誤差的基本特征183.2誤差分類稱為高斯誤差分布定律，亦稱為誤差方程。式中，σ為標(biāo)準(zhǔn)誤差。曲線下面的面積對(duì)應(yīng)誤差在不同區(qū)間出現(xiàn)的概率。由概率知識(shí)可知：誤差出現(xiàn)在±σ內(nèi)的概率為68.3％，出現(xiàn)在±2σ內(nèi)的概率為95.5％，而出現(xiàn)在±３σ內(nèi)的概率為99.7％。因此，當(dāng)誤差大于3σ的，可以認(rèn)為是由于過失誤差或?qū)嶒?yàn)條件變化未被發(fā)覺等原因引起的，應(yīng)予以舍棄。這種判斷可疑實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的原則稱為３σ準(zhǔn)則。可疑觀測值的舍棄式中σ——標(biāo)準(zhǔn)誤差，

e——自然對(duì)數(shù)的底。隨機(jī)誤差的基本特征3.2誤差分類δf(δ)①δ絕對(duì)值越小，愈大，說明絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)的概率大。②大小相等符號(hào)相反的誤差出現(xiàn)的概率相等。③σ愈小，正態(tài)分布曲線愈尖銳，σ愈大，正態(tài)分布曲線愈平緩。說明σ反映了測量的精密度。隨機(jī)誤差的基本特征203.2誤差分類儀器、工具誤差；人員誤差；外界環(huán)境誤差；方法誤差；如：某人使用某種儀器根據(jù)某種方法在某種環(huán)境中進(jìn)行測量。人員誤差儀器誤差方法誤差環(huán)境影響誤差測量誤差產(chǎn)生的原因213.2誤差分類

在對(duì)某一被測量進(jìn)行多次測量時(shí)，由于隨機(jī)誤差的存在，其測量結(jié)果會(huì)各不相同，只能對(duì)其真值作最佳估算，即所謂的最優(yōu)概值。

標(biāo)準(zhǔn)誤差：極限誤差：測量的標(biāo)準(zhǔn)誤差：設(shè)n個(gè)測量值為x1、x2……xn，則這組測量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差σ等于式中—?dú)埐罨蚴Ｓ嗾`差，，稱為此式稱貝塞爾公式。根據(jù)它可以由剩余誤差求測量列的標(biāo)準(zhǔn)誤差。貝塞爾公式1.測量誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)223.3誤差合成與分配服從正態(tài)分布的直接測量值的最優(yōu)概值就是這組測量列的算術(shù)平均值

，可以推得算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差。算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差：1.測量誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)233.3誤差合成與分配測量的極限誤差：

從概率論中得知，隨機(jī)誤差落在〔－3σx，3σx〕區(qū)間內(nèi)概率為99.7％，而落在外面的只有0.3％，即每測得1000次其誤差絕對(duì)值大于3σ的次數(shù)僅有3次。

因此，在有限次的測量中，就認(rèn)為不出現(xiàn)大于3σ的誤差。故把3σ定為極限誤差。當(dāng)在測量中出現(xiàn)絕對(duì)值大于3σ的誤差測量值，就認(rèn)為該測量值屬于粗大誤差，而予以剔除。工程意義1.測量誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)243.3誤差合成與分配

最優(yōu)概值的極限誤差1.測量誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)253.3誤差合成與分配隨機(jī)誤差的合成：

隨機(jī)誤差的合成，經(jīng)常采用標(biāo)準(zhǔn)差合成。若測量結(jié)果中有q個(gè)彼此獨(dú)立的隨機(jī)誤差，各單次測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)方差分別是，則q個(gè)獨(dú)立隨機(jī)誤差的綜合效應(yīng)是它們方和根，綜合后誤差的標(biāo)準(zhǔn)差為：在計(jì)算綜合誤差時(shí)，經(jīng)常用極限誤差合成，只要測量的次數(shù)足夠多，可按正態(tài)分布來處理，極限誤差為：合成后的極限誤差：

2.誤差的合成263.3誤差合成與分配

確定系統(tǒng)誤差的合成：①代數(shù)合成法：已知各系統(tǒng)誤差的分量的大小及符號(hào)，可采用各分量的代數(shù)和求得總系統(tǒng)誤差，即

又稱已定系統(tǒng)誤差，是指測量誤差的大小、方向和變化規(guī)律是可以掌握的。只要是已定的系統(tǒng)誤差，都應(yīng)當(dāng)用代數(shù)的方法計(jì)算其合成誤差。

當(dāng)系統(tǒng)誤差純屬于定值系統(tǒng)誤差（大小和符合確定）時(shí)，可直接將大小相等、負(fù)荷相反的量修正測試結(jié)果，修正后該些項(xiàng)就不存在了。2.誤差的合成3.3誤差合成與分配27

②絕對(duì)值合成法：在測量中只能估計(jì)出各系統(tǒng)誤差分量的數(shù)值大小，但不能確定其符號(hào)時(shí)，可采用最保守的合成方法，絕對(duì)值合成法。

確定系統(tǒng)誤差的合成：2.誤差的合成283.3誤差合成與分配

③

方和根合成法：在測量中只能估計(jì)出各系統(tǒng)誤差分量的數(shù)值大小，但不能確定其符號(hào)時(shí)，且系統(tǒng)誤差分量又比較多（m>10），誤差分量可以相互抵消一部分。采用絕對(duì)值估計(jì)過大。

確定系統(tǒng)誤差的合成：2.誤差的合成293.3誤差合成與分配

①

系統(tǒng)不確定度線性相加，得到總的不確定度，即：會(huì)將誤差估計(jì)過大，一般在p≤9時(shí)，才能應(yīng)用此方法。②

方和根合成法：當(dāng)p＞10時(shí)，可采用方和根合成法。

不確定系統(tǒng)誤差又稱未定系統(tǒng)誤差，指測量誤差既具有系統(tǒng)誤差可知的一面，又具有不可預(yù)測的隨機(jī)誤差一面。

不確定系統(tǒng)誤差的合成：2.誤差的合成303.3誤差合成與分配

由系統(tǒng)誤差不確定度ei算出標(biāo)準(zhǔn)差σi,再取方和根合成，即：為置信系數(shù)。在一般科學(xué)與工程領(lǐng)域不確定系統(tǒng)誤差項(xiàng)q很少超過10，所以，對(duì)不確定系統(tǒng)誤差采用線形相加法比較合適。

隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的合成：

在測量結(jié)果中，一般既有隨機(jī)誤差又有系統(tǒng)誤差，其綜合誤差如下：

不確定系統(tǒng)誤差的合成：2.誤差的合成313.3誤差合成與分配

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有許多量是無法直接測量的，只能通過直接測量后，在進(jìn)行函數(shù)計(jì)算才能確定。由直接測量量代入公式計(jì)算得到的結(jié)果稱為間接測量，由于直接測量存在誤差，因此由計(jì)算得到的間接測量量也存在誤差，這就是誤差傳遞。

研究間接測量誤差，就要分析直接測量的誤差量是怎樣通過已知的函數(shù)關(guān)系傳遞到間接測量結(jié)果中的？應(yīng)該怎樣估計(jì)間接測量值的誤差？

3.間接測量的誤差傳遞323.3誤差合成與分配

函數(shù)系統(tǒng)誤差的傳遞公式為獨(dú)立的測量量；為待測物理量。在直接測量存在誤差時(shí)，將使間接測量具有誤差，其關(guān)系式為：如果函數(shù)連續(xù)且可微，則可將上式用泰勒級(jí)數(shù)展開，取一階近似，成為式中

函數(shù)誤差；各直接測量值的誤差；各個(gè)誤差的傳遞系數(shù)。3.間接測量的誤差傳遞333.3誤差合成與分配函數(shù)的一般形式為，各個(gè)測量量都進(jìn)行了n次測量。如果對(duì)間接測量的測量列同直接測量一樣定義測量列的標(biāo)準(zhǔn)誤差，有：式中

函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤差；直接測量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差；稱為隨機(jī)誤差傳遞公式。為真值則

函數(shù)隨機(jī)誤差的傳遞公式3.間接測量的誤差傳遞343.3誤差合成與分配

等作用分配誤差

誤差分配是在已知總誤差的前提下，合理分配各誤差分量的問題。當(dāng)規(guī)定了間接測量的總誤差不能超過某一規(guī)定值時(shí)，可以利用誤差傳遞公式來求各測量量的誤差允許值，從而滿足間接測量誤差的要求。誤差分配一般按以下方法進(jìn)行：等作用原則就是認(rèn)為各個(gè)部分誤差對(duì)函數(shù)誤差的影響相等，則；如各直接測量量的誤差滿足上式，則所有的間接誤差不會(huì)超過允許誤差的給定值。4.間接測量的誤差分配353.3誤差合成與分配

按可能性調(diào)整誤差

按等作用原則分配誤差可能會(huì)出現(xiàn)不合理的情況。這是因?yàn)橛?jì)算出來的各個(gè)局部誤差都相等，對(duì)于其中有的測量量要保證它的測量誤差不超過允許范圍是比較容易實(shí)現(xiàn)的。而對(duì)于其中另外的測量量由于要求的測量誤差太小，勢(shì)必要采用高精度儀表，獲增大測量次數(shù)及成本代價(jià)，或技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)。

因此，在等作用原則分配誤差的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。對(duì)難以實(shí)現(xiàn)的測量誤差項(xiàng)適當(dāng)擴(kuò)大，對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的縮小。4.間接測量的誤差分配363.3誤差合成與分配誤差調(diào)整后，應(yīng)按照誤差合成公式計(jì)算實(shí)際誤差；若超出給定的允許誤差范圍，應(yīng)選擇可能縮小的誤差項(xiàng)再進(jìn)行縮小；若實(shí)際總誤差較小，可適當(dāng)擴(kuò)大難以實(shí)現(xiàn)的誤差項(xiàng)的誤差，合成后與要求的總誤差進(jìn)行比較，直至滿足要求。

驗(yàn)算調(diào)整后的總誤差4.間接測量的誤差分配373.3誤差合成與分配【例題】試設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的散熱器熱工性能實(shí)驗(yàn)裝置，利用下式計(jì)算散熱量：設(shè)計(jì)工況為：

，要求測量誤差不大于10％，需要如何配置儀表?！窘狻竣俑鶕?jù)誤差傳遞公式，寫出相對(duì)誤差關(guān)系式。由題意可知，這是間接測量問題，直接測量參數(shù)為熱水流量Ｗ和進(jìn)出口水溫t1，t2。為簡單起見，設(shè)W，t1，t2是相互獨(dú)立且為正態(tài)誤差分布，ρ，c為常量，誤差為0。根據(jù)誤差傳遞公式可以寫出：依正態(tài)分布寫成誤差限，兩邊除以Q2，則：383.3誤差合成與分配②將題意給定的總誤差分解，初步估計(jì)直接測量誤差限。由題意已知，要求測量的誤差限：故應(yīng)滿足：顯然，可能有無窮多解。根據(jù)誤差等作用原則。令：則：以此作為初選儀表的依據(jù)。393.3誤差合成與分配③配置測量儀器?，F(xiàn)有測量范圍為40～400L/h，精度為1.5級(jí)的浮子流量計(jì)，可用于水流量的測量；還有0～100℃，允許誤差為1℃的玻璃水銀溫度計(jì)，用于測量水溫。首先，判斷可能的測量誤差：流量誤差：根據(jù)所給的條件，上述浮子流量計(jì)的最大測量誤差為：在設(shè)計(jì)工況下，流量為50L/h時(shí)，該流量計(jì)的相對(duì)誤差最大值為：超出按照誤差等作用原則給出的初選指標(biāo)Ｄ≤5.8％，應(yīng)重新選擇精度更高儀表。溫度測量：根據(jù)所給的條件，設(shè)計(jì)工況規(guī)定的溫差t1-t2＝25℃，則溫差測量的相對(duì)誤差為：403.3誤差合成與分配溫差測量的相對(duì)誤差沒有超出初選的指標(biāo)。如果按照這種儀器配置，總誤差將為12.2％，不滿足要求。為此，重新選用40～400L/h的浮子流量計(jì)，使其精度提高為1.0級(jí)。這時(shí)，流量的最大測量誤差為：

該流量計(jì)的相對(duì)誤差最大值為：較初選指標(biāo)略高，但考慮到溫度測量精度的余量，仍可能滿足精度。進(jìn)行復(fù)核結(jié)果：符合設(shè)計(jì)要求，故選用儀表可用。413.3誤差合成與分配

有效數(shù)字概念

有效數(shù)字是由準(zhǔn)確數(shù)字和存疑數(shù)字組成，存疑數(shù)字一般只取一位。（1）在第一位非0數(shù)字左邊的“0”不是有效數(shù)字，而在非0數(shù)字中間的“0”和右邊的“0”是有效數(shù)字。（2）有效數(shù)字與測量誤差的關(guān)系：一般規(guī)定誤差不超過有效數(shù)字末位單位數(shù)字的一半。因此有效數(shù)字的末位數(shù)字位為“0”時(shí)，不能隨意刪除。（3）若用“10”的方冪來表示數(shù)據(jù)，則“10”的方冪前面的數(shù)字都是有效數(shù)字。（4）有效數(shù)字不能因選用的單位變化而改變。1.數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí)423.4數(shù)據(jù)處理有效數(shù)字舉例二位0.00101.51.2×103三位32.0540±72.30×103四位31.033.551732.0五位2139.062.0011.2000六位121.0541.2661472.5000433.4數(shù)據(jù)處理

有效數(shù)字概念

有效數(shù)字是由準(zhǔn)確數(shù)字和存疑數(shù)字組成，存疑數(shù)字一般只取一位。1.數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí)

數(shù)據(jù)的舍入規(guī)則，當(dāng)只需要N位有效數(shù)字時(shí)，對(duì)N+1位及其后面各位數(shù)字就要根據(jù)舍入規(guī)則進(jìn)行處理，規(guī)則有：（1）“四舍六入”：（2）當(dāng)N+1位為5時(shí)，看N位的奇偶性，偶數(shù)后面舍棄，奇數(shù)N+1。3.1416→3.14

2.7384→2.74

9.376→9.38

124.5→124

0.5234→0.523

1.335→1.34“四舍六入，五湊雙”儀器儀表精度，只入不舍，0.0316—0.04443.4數(shù)據(jù)處理

有效數(shù)字概念1.數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí)我們對(duì)有效數(shù)字的運(yùn)算作如下規(guī)定：（1）在加減計(jì)算中，有兩種方法：方法一：先將各數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)處理成與小數(shù)點(diǎn)后有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)相同后再進(jìn)行計(jì)算。例如：將24.65，0.0082，1.632三個(gè)數(shù)字相加時(shí)，應(yīng)寫為：

24.65+0.01+1.63=26.29方法二：先將各數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)處理成比小數(shù)點(diǎn)后最少有效數(shù)字多一位的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行計(jì)算，最終取最少小數(shù)位。

例如：先最多保留為三位小數(shù)再相加，應(yīng)寫為：24.65+0.008+1.632=26.291.數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí)

有效數(shù)字運(yùn)算453.4數(shù)據(jù)處理（3）其他運(yùn)算。乘方，開方的有效數(shù)字與原數(shù)的有效數(shù)字多一位。如：（2）在乘除運(yùn)算中，先將各數(shù)據(jù)處理成與有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)相同或多一位后再進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)也應(yīng)處理成與有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)相同。例如：0.0121×25.64×1.05782應(yīng)寫成0.0121×25.6×1.06=0.328。上例說明，雖然這三個(gè)數(shù)的乘積為0.32818231，但只應(yīng)取其積為0.328。463.4數(shù)據(jù)處理1.數(shù)據(jù)處理的基本知識(shí)

有效數(shù)字運(yùn)算測得一組數(shù)據(jù)具體處理過程如下：①求出直接測量量的最優(yōu)概值：直接測量最優(yōu)概值為該組測量值的算術(shù)平均值：②計(jì)算每一測量量的剩余誤差：

③計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差：2.直接測量值的整理473.4數(shù)據(jù)處理④判斷有誤異常數(shù)據(jù)：如果測量中出現(xiàn)剩余誤差予以剔除.重復(fù)上述工作，直至無異常為止⑤計(jì)算算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差：

⑥寫出測量結(jié)果的表達(dá)形式：

（置信度為68.3%）

（置信度為99.7%）2.直接測量值的整理483.4數(shù)據(jù)處理例題：對(duì)某未知電阻進(jìn)行了15次測量，測量值如下表所示，求最優(yōu)概值及誤差。序號(hào)1105.30.090.00812104.94-0.270.07293105.630.420.17644105.240.030.00095104.86-0.350.12256104.97-0.240.05767105.350.140.01968105.16-0.050.00259105.710.500.250010104.70-0.510.260111105.360.150.022512105.210.000.000013105.19-0.020.000414105.210.000.000015105.320.110.0121∑1578.1501.00563.4數(shù)據(jù)處理【解】（1）計(jì)算被測量的最優(yōu)概值：

（2）計(jì)算每一測量值的剩余誤差，如表中所示；

（3）計(jì)算被測量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差：503.4數(shù)據(jù)處理

（4）根據(jù)：判別有無的情況，查表得無；

（5）計(jì)算最優(yōu)概值（平均值）的標(biāo)準(zhǔn)誤差：

（6）測試結(jié)果的表達(dá)形式：

（置信度為68.3%）；

（置信度為99.7%）；513.4數(shù)據(jù)處理

（1）計(jì)算間接測量的最優(yōu)概值：

間接測量值的最優(yōu)概值可以把各直接測量的自變量的最優(yōu)概值代到函數(shù)式中求得，即：

（2）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差：隨機(jī)誤差傳遞公式3.間接測量值的整理523.4數(shù)據(jù)處理

根據(jù)直接測量或間接測量所獲得的數(shù)據(jù)，通過求解聯(lián)立方程組以求得未知的數(shù)值，稱為組合測量。組合測量數(shù)據(jù)處理常用最小二乘法。最小二乘法(LS)核心原則是測量值殘差的平方和最小。（最小平方法）①設(shè)所測的未知量有m個(gè)：，各次測量值是的函數(shù)組合，且每次測量的組合可能不同。如果進(jìn)行了n次測量，得到的測量列{yi}：4.組合測量值的整理533.4數(shù)據(jù)處理如非線性，利用泰勒公式展開并取線性部分，將其線性化。一般說來，互相獨(dú)立含有m個(gè)未知量的n個(gè)方程，當(dāng)：

n<m，即方程個(gè)數(shù)小于未知量的個(gè)數(shù)時(shí)，則上方程組有無限多個(gè)解。說明由于測量的次數(shù)不夠，沒有足夠的數(shù)據(jù)來求解未知量。

n=m，即方程個(gè)數(shù)等于未知量的個(gè)數(shù)時(shí)，則上方程組有唯一的一組解。

n>m，即方程個(gè)數(shù)大于未知量的個(gè)數(shù)時(shí)，一般可以把方程分成兩部分。②這里未知量的組合法即函數(shù)是已知的，并常把它當(dāng)做線形的，即令4.組合測量值的整理3.4數(shù)據(jù)處理③對(duì)于測量列而言，如果求得的最優(yōu)概值：那么測量列{yi}的殘差為：利用最小二乘法，使測量值殘差的平方和最小，即：④為求得最小值，只要求出它對(duì)各未知量的一階偏導(dǎo)數(shù)，并令其為0，

得：4.組合測量值的整理553.4數(shù)據(jù)處理⑤整理得到方程組：

方程組在最小二乘法中稱為正規(guī)方程組。求解可以用代數(shù)的方法進(jìn)行。4.組合測量值的整理563.4數(shù)據(jù)處理重點(diǎn)內(nèi)容：誤差的概念及測量系統(tǒng)的選擇方法、測誤差分類及性質(zhì)、數(shù)據(jù)處理。重點(diǎn)公式：

的應(yīng)用。難點(diǎn)：對(duì)δJ引入的理解（舉例說明，并歸納小結(jié)）誤差的合成與傳遞要求：了解誤差的性質(zhì)及產(chǎn)生的原因；根據(jù)校驗(yàn)數(shù)據(jù)能確定儀表的精度等級(jí)；誤差的合成方法；直接測量、間接測量、組合測量的整理?？偨Y(jié)571第四章溫度測量BuiltEnvironmenttestingtechnology建筑環(huán)境測試技術(shù)第四章溫度測量溫度測量概述常用溫度測量儀表(熱膨脹式溫度計(jì)，熱電偶測溫，熱電阻測溫，輻射測溫）3溫度測量儀表的選用和校準(zhǔn)4應(yīng)用實(shí)例591.了解溫標(biāo)及常用測溫儀表；2.掌握熱電偶溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)的工作原理及方法；3.掌握熱電偶應(yīng)用定律和冷端溫度處理方法；4.熟悉常用熱電偶、熱電阻種類及測量范圍；5.了解熱電偶與熱電阻的校驗(yàn)方法。

本章目標(biāo)6061溫度與溫標(biāo)61溫度：表征物體冷熱程度的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)。度量分子運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的一個(gè)尺度。溫標(biāo)：為了保證溫度量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確而建立的用來衡量溫度的標(biāo)準(zhǔn)尺度，是用數(shù)值來表示溫度的一套規(guī)則。1）熱力學(xué)溫標(biāo)

<絕對(duì)溫標(biāo)，開爾文溫標(biāo)>2）國際溫標(biāo)（ITS-90）3）攝氏溫標(biāo)4）華氏溫標(biāo)1848年英國物理學(xué)家開爾文（Kelvin）1740年瑞典物理學(xué)家攝爾修斯（Celsius）1714年德國物理學(xué)家華倫海特（Fahrenheit）<溫度只與熱量有關(guān)，而與工質(zhì)無關(guān)>1990年1月1日各國開始采用國際溫標(biāo)4.1概述玻璃管液體溫度計(jì)固體膨脹式壓力式溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)測溫?zé)犭娕紲y溫?zé)犭娮铚y溫接觸法非接觸法測溫方法1、溫度測量方法的分類624.1概述溫度儀表分類與選擇6263（1）接觸法測溫：敏感元件直接與被測對(duì)象接觸，通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_(dá)到熱平衡，反映被測對(duì)象的溫度。優(yōu)點(diǎn)：簡單、可靠、測量精度較高。缺點(diǎn)：①測溫元件要與被測物體接觸并充分換熱，從而帶來了測溫滯后現(xiàn)象；②測溫元件可能與被測物體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；③由于受到耐高溫材料的限制，接觸式測量儀表不可應(yīng)用于很高溫度的測量。（2）非接觸法測溫：測量范圍原則上不受限制，測溫速度較快，還可以在運(yùn)動(dòng)中測量。受到被測物質(zhì)的發(fā)射率、被測物質(zhì)與測量儀表之間的距離，以及其他中間介質(zhì)的影響，測溫誤差較大。4.1概述測溫方法64常用測溫儀表測溫方法測溫原理溫度計(jì)名稱測溫范圍使用場合接

觸

式體積變化固體熱膨脹雙金屬溫度計(jì)-80～550℃室內(nèi)、外環(huán)境的溫度，做現(xiàn)場指示或易爆、有振動(dòng)處溫度液體熱膨脹玻璃液體溫度計(jì)，壓力式溫度計(jì)-270～600℃氣體熱膨脹壓力式溫度計(jì)（充氣體）-270～500℃變化電阻金屬熱電阻鉑、銅、鎳熱電阻-260～850℃液體、氣體、蒸汽中、低溫半導(dǎo)體熱敏電阻碳、金屬氧化物熱敏電阻-50～350℃熱電效應(yīng)普通金屬熱電阻銅-康銅、鎳鉻-鎳硅等熱電偶-200～1300℃液體、氣體、蒸汽的中、高溫，能遠(yuǎn)距離傳送貴重金屬熱電偶鉑銠-鉑、鉑銠-鉑銠等熱電阻0～1800℃難熔金屬熱電偶鎢-錸、鎢-鉬等熱電阻2200～3000℃非金屬熱電偶碳化物-硼化物等熱電阻600～2300℃非接觸式輻射測溫亮度計(jì)光學(xué)高溫計(jì)800～3200℃用于測量火焰等不能直接測量的高溫場合全輻射法輻射高溫計(jì)700～2000℃比色法比色溫度計(jì)800～2000℃4.1概述64

測溫敏感元件在受熱后尺寸或體積發(fā)生變化，采取一些簡便方法，測出它的尺寸或體積變化的大小。液體膨脹式、固體膨脹式、壓力式4.2熱膨脹式溫度計(jì)溫度計(jì)分類65工作原理

利用玻璃管內(nèi)液體的體積隨溫度的升高而膨脹。液體體積變化公式：結(jié)構(gòu)組成組成：玻璃溫包、毛細(xì)管、刻度標(biāo)尺、安全泡液體可為：水銀、酒精、甲苯等4.2熱膨脹式溫度計(jì)液體膨脹式——玻璃管液體溫度計(jì)66水銀溫度計(jì)測溫范圍：-35~375℃優(yōu)點(diǎn)：讀數(shù)直觀、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉缺點(diǎn)：靈敏度較低、玻璃管易碎、無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量有機(jī)液體溫度計(jì)測溫范圍：主要用于低溫測量，戊烷：-200℃，酒精：-80℃缺點(diǎn)：工作液體易黏在玻璃壁面上，從而降低精確度，同時(shí)其熱容大、熱慣性大、線性不好。4.2熱膨脹式溫度計(jì)液體膨脹式——玻璃管液體溫度計(jì)67工作原理利用水銀的熱脹冷縮和水銀的導(dǎo)電性。功能

（1）指示溫度（2）恒溫自動(dòng)控制4.2熱膨脹式溫度計(jì)液體膨脹式——電接點(diǎn)式玻璃管溫度計(jì)68按所測溫度范圍和精度要求選擇相應(yīng)溫度計(jì)，并進(jìn)行校驗(yàn)。溫度計(jì)一般應(yīng)置于被測介質(zhì)中10~15min后進(jìn)行讀數(shù)。觀測溫度時(shí)，人體應(yīng)離開溫度計(jì)，更不要對(duì)著溫包呼吸，讀數(shù)時(shí)應(yīng)屏住呼吸。如需手拿溫度計(jì)時(shí)，要拿溫度計(jì)的上部。為了消除人體溫度對(duì)測溫的影響，讀數(shù)要快，而且要先讀小數(shù)，后讀大數(shù)。讀數(shù)時(shí)應(yīng)使眼睛、刻度線和水銀面在一水平線上。4.2熱膨脹式溫度計(jì)水銀溫度計(jì)測溫時(shí)注意事項(xiàng)69固體膨脹式溫度計(jì)測溫范圍：80~600℃精度：最高可達(dá)0.5級(jí)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、抗震性好工作原理：

利用固體受熱膨脹原理制成的溫度計(jì)4.2熱膨脹式溫度計(jì)70工作原理:壓力式溫度計(jì)是利用密封系統(tǒng)中測溫物質(zhì)的壓力隨溫度變化測溫最大工作距離：60m測溫范圍：-50~550℃

優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠、抗震性好、具有良好的防爆性。（常用于飛機(jī)、汽車上）缺點(diǎn)：動(dòng)態(tài)性能差，示值的滯后大，不能測量迅速變化的溫度。4.2熱膨脹式溫度計(jì)壓力式溫度計(jì)7172測溫原理應(yīng)用定律3種類結(jié)構(gòu)4冷端補(bǔ)償4.3熱電偶溫度計(jì)

熱電偶是鍋爐、管道等工業(yè)和實(shí)驗(yàn)中最常用的測溫元件，可測試氣體、液體及固體表面的溫度，測溫范圍-200~1600℃。熱電偶軟體熱電偶鎧裝熱電偶734.3熱電偶溫度計(jì)?熱電偶標(biāo)準(zhǔn)熱電偶表面熱電偶裝配式熱電偶測量范圍很廣結(jié)構(gòu)簡單使用方便測溫準(zhǔn)確可靠便于信號(hào)的遠(yuǎn)傳、自動(dòng)記錄和集中控制4.3熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì)特點(diǎn)74

熱電效應(yīng)：將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成一個(gè)閉和回路，如果兩端點(diǎn)的溫度不同，則回路中將產(chǎn)生一定大小的電流，這個(gè)電流的大小同材料的性質(zhì)以及節(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)，上述現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，又稱塞貝克效應(yīng)（1821年，T.J.Seebeck）。t1t0金屬A金屬B熱電勢(shì)4.3熱電偶溫度計(jì)75

在熱電偶閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)包括接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)。（1）接觸電勢(shì)（珀?duì)栙N電勢(shì)）

由于不同金屬的電子密度的不同，會(huì)使電子從密度大的金屬向密度小的金屬擴(kuò)散，而擴(kuò)散又會(huì)產(chǎn)生靜電場，阻止擴(kuò)散的進(jìn)行，動(dòng)平衡后產(chǎn)生的電位差稱為接觸電勢(shì)。4.3熱電偶溫度計(jì)工作原理76在熱電偶閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)包括接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)（2）溫差電勢(shì)（湯姆遜電勢(shì)）

由于溫度梯度的存在，高溫端電子將向低溫端遷移，致使高溫端因失電子而帶正電，低溫端得電子帶負(fù)電。在同一導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電位差，并阻止電子遷移，動(dòng)平衡時(shí)所建立的電位差稱溫差電勢(shì)。

4.3熱電偶溫度計(jì)工作原理7778在熱電偶閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)包括接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)（3）閉合回路的總電勢(shì)溫差電勢(shì)<<接觸電勢(shì)方向相反，相互抵消4.3熱電偶溫度計(jì)工作原理78（4）熱電偶的分度表4.3熱電偶溫度計(jì)工作原理79熱電偶的應(yīng)用定律（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律（2）中間導(dǎo)體定律（3）中間溫度定律804.3熱電偶溫度計(jì)

由同一均質(zhì)導(dǎo)體（電子密度處處相等）組成的閉合回路中，不論導(dǎo)體的截面、長度以及溫度分布如何，均不產(chǎn)生熱電勢(shì)。熱電偶的應(yīng)用定律作用：檢驗(yàn)熱電偶絲的均勻性（如：點(diǎn)加熱法、同名極法）（1）均質(zhì)導(dǎo)體定律814.3熱電偶溫度計(jì)（2）中間導(dǎo)體定律

由不同材料組成的閉合回路，當(dāng)各種材料接觸點(diǎn)的溫度都相同時(shí)，則回路中熱點(diǎn)勢(shì)的總和等于0。在熱電偶回路中加入第三種均質(zhì)材料，只要插入導(dǎo)體兩端溫度相同，則對(duì)回路的熱電勢(shì)沒有影響。824.3熱電偶溫度計(jì)接點(diǎn)溫度為T1和T3的熱電偶，它的熱電勢(shì)等于接點(diǎn)溫度分別為T1、T2，和T2、T3的兩支同性質(zhì)熱電偶的代數(shù)和。（3）中間溫度定律熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償計(jì)算。熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線的使用。834.3熱電偶溫度計(jì)（1）鉑銠30-鉑銠6熱電偶【B】（2）鉑銠10-鉑熱電偶【S】（3）鎳鉻-鎳硅熱電偶【K】（4）鎳鉻-康銅熱電偶【E】（5）銅-康銅熱電偶【T】844.3熱電偶溫度計(jì)熱電偶的種類（1）熱電極（2）絕緣管（3）保護(hù)管（4）接線盒

熱電偶的結(jié)構(gòu)854.3熱電偶溫度計(jì)熱電偶的構(gòu)造及結(jié)構(gòu)形式熱電偶的冷端補(bǔ)償（1）冷端溫度保持為0℃的方法（實(shí)驗(yàn)室用）864.3熱電偶溫度計(jì)熱電偶的冷端補(bǔ)償

用計(jì)算的方法來修正冷端溫度為恒定值時(shí)對(duì)測溫的影響，只適用于實(shí)驗(yàn)室或臨時(shí)測溫，在連續(xù)測量中不實(shí)用。（2）冷端溫度修正法874.3熱電偶溫度計(jì)熱電偶的冷端補(bǔ)償（3）補(bǔ)償電橋法

利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢(shì)來補(bǔ)償電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值。884.3熱電偶溫度計(jì)熱電偶的冷端補(bǔ)償（4）熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線

用兩種不同性質(zhì)的金屬材料制成，在一定溫度范圍內(nèi)與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，材料又是廉價(jià)金屬。894.3熱電偶溫度計(jì)熱電偶測溫誤差分析

熱電偶分度誤差冷端溫度變化引起的誤差熱交換所引起的誤差補(bǔ)償導(dǎo)線的誤差顯示儀表和測量線路的誤差904.3熱電偶溫度計(jì)91測溫原理常用熱電阻3熱電阻結(jié)構(gòu)4.4熱電阻溫度計(jì)測溫原理由于溫度的變化導(dǎo)致金屬導(dǎo)體電阻的變化，通過測量橋路轉(zhuǎn)換成電壓（毫伏級(jí)）信號(hào)，然后送入顯示儀器指示或記錄被測溫度。輸出信號(hào)大，測量準(zhǔn)確，便于遠(yuǎn)傳。與不平衡電橋或平衡電橋配套使用，能自動(dòng)顯示、記錄和實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測量。924.4熱電阻溫度計(jì)特點(diǎn)金屬熱電阻（鉑、銅、鎳、鐵、銠、鐵合金）鉑熱電阻銅熱電阻半導(dǎo)體熱敏電阻（鍺、硅、碳其他金屬氧化物）

雖然大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的變化而變化，但是它們并不都能作為測溫用的熱電阻。934.4熱電阻溫度計(jì)常用熱電阻優(yōu)點(diǎn)：鉑金屬易于提純，在氧化性介質(zhì)中，甚至在高溫下其物理、化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定。缺點(diǎn)：鉑金屬易于提純，在氧化性介質(zhì)中，甚至在高溫下其物理、化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定。在0~630.755℃，在-190~0℃，944.4熱電阻溫度計(jì)鉑電阻

鉑的純度常以R100/R0來表示，一般要求R100/R0

≥1.385。鉑電阻體是用很細(xì)的鉑絲繞在云母、石英或陶瓷支架上做成的。體積小熱慣性大氣密性好954.4熱電阻溫度計(jì)鉑電阻在-50~150℃，優(yōu)點(diǎn)：

銅容易被加工提純，電阻溫度系數(shù)很大，且電阻與溫度呈線性關(guān)系，具有很好的穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：

溫度超過150℃后易被氧化，不適合在腐蝕性介質(zhì)和高溫下工作。964.4熱電阻溫度計(jì)銅電阻

銅電阻體是一個(gè)銅絲繞組（包括錳銅補(bǔ)償部分），它是由直徑為0.1mm的高強(qiáng)度漆包銅線用雙線無感繞法繞在圓柱形塑料支架上而成。974.4熱電阻溫度計(jì)銅電阻隨著溫度的增高阻值降低，具有負(fù)的溫度系數(shù)，測溫范圍-40～350℃。僅次于熱電偶、熱電阻，測溫第三。電阻值隨溫度按指數(shù)曲線變化。電阻溫度系數(shù)大。10-100倍TRt熱敏電阻靈敏度高熱慣性小結(jié)構(gòu)簡單可制成各種形狀4.4熱電阻溫度計(jì)半導(dǎo)體熱敏電阻98熱電阻的結(jié)構(gòu)

工業(yè)用熱電阻分為普通型熱電阻、鎧裝熱電阻、特殊熱電阻等，它們都是由電阻體、絕緣套、保護(hù)套和接線盒組成。994.4熱電阻溫度計(jì)表4.8熱電阻的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1004.4熱電阻溫度計(jì)熱電阻的測溫電路

為克服環(huán)境溫度變化對(duì)導(dǎo)線電阻的影響，常采用三線制或四線制減少誤差。（1）不平衡電橋1014.4熱電阻溫度計(jì)熱電阻的測溫電路（2）自動(dòng)平衡電橋1024.4熱電阻溫度計(jì)103測溫原理光學(xué)高溫計(jì)3光電高溫計(jì)4全輻射高溫計(jì)5紅外測溫儀6紅外熱像儀4.5輻射測溫儀表非接觸式測溫方法特點(diǎn)由于非接觸，儀表不會(huì)破壞被測介質(zhì)的溫度場；因?yàn)闇囟扔?jì)的感受件不必與被測介質(zhì)達(dá)到同樣的溫度值，因而儀表的測量上限不會(huì)受到感受件材料熔點(diǎn)的限制；在測溫過程中，溫度計(jì)的感受件不必和被測介質(zhì)達(dá)到熱平衡，所以儀表的滯后性小。1044.5輻射測溫儀表輻射測溫的基本原理溫度T上升時(shí)，單色輻射強(qiáng)度Ebλ也隨之增長，增長程度視波長不同而不同。當(dāng)溫度上升時(shí)，單色輻射強(qiáng)度Ebλ的峰值向波長較短的方向轉(zhuǎn)移。維恩偏移定律：4.5輻射測溫儀表105絕對(duì)黑體的全輻射定律：全輻射能量σ0——斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)實(shí)際物體的光譜輻射強(qiáng)度與單色輻射強(qiáng)度的關(guān)系：實(shí)際物體全部光譜輻射強(qiáng)度總和4.5輻射測溫儀表輻射測溫的基本原理106

光學(xué)高溫計(jì)是利用受熱物體的單色輻射強(qiáng)度（在可見光范圍）隨溫度升高而增長的原理來測量高溫。光學(xué)高溫計(jì)光亮度輻射強(qiáng)度波長為

λ

的物體：

真實(shí)溫度

T與亮度溫度

Ts的關(guān)系：λ=0.65μm（紅光波長）黑度系數(shù)，0<ελ

<1ελ

越小，T與

Ts的差別越大。1074.5輻射測溫儀表107光學(xué)高溫計(jì)

光學(xué)系統(tǒng)電測系統(tǒng)4.5輻射測溫儀表108

影響因素：非黑體的影響被測物體是非絕對(duì)黑體，且物體的黑度系數(shù)為非常數(shù)，與波長、物體的表面情況及溫度高低均有關(guān)系。中間介質(zhì)的影響灰塵、煙霧或二氧化碳?xì)怏w對(duì)熱輻射會(huì)有吸收作用，因而造成誤差。反射光的影響應(yīng)盡量做到不在反射光很強(qiáng)的地方進(jìn)行測量，否則要產(chǎn)生誤差。特點(diǎn)：準(zhǔn)確度低；（非黑體的影響）構(gòu)造復(fù)雜、價(jià)格昂貴；不能測內(nèi)部點(diǎn)的溫度。4.5輻射測溫儀表光學(xué)高溫計(jì)109

依據(jù)光譜輻射亮度的原理，采用光電器件作為儀表的感受元件，替代人眼來感受輻射源的亮度變化，并轉(zhuǎn)換成與亮度成比例的電信號(hào)，該信號(hào)對(duì)應(yīng)于被測物體的溫度。光學(xué)高溫計(jì)光電高溫計(jì)4.5輻射測溫儀表光電高溫計(jì)110

真實(shí)溫度T輻射溫度Tp使用注意事項(xiàng)：全輻射體的發(fā)射率ε隨物體的成分、表面溫度、輻射條件和溫度的不同而不同；被測物體與高溫計(jì)之間的距離L和被測物體的直徑D之比有一定的限制。使用時(shí)環(huán)境溫度不宜太高，否則會(huì)引起熱電堆參比端溫度升高而增加測量誤差。4.5輻射測溫儀表全輻射高溫計(jì)111

工作原理通過接受被測物體發(fā)射、反射和傳導(dǎo)的能量來測量其表面溫度。測溫儀內(nèi)的探測元件將采集的能量信息輸送到微處理器中進(jìn)行處理，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)顯示在LCD液晶屏上。4.5輻射測溫儀表紅外測溫儀112

特點(diǎn)：攜帶測量方便；測量精確度較高（讀數(shù)值的1%）；測溫范圍為32~500℃；響應(yīng)時(shí)間為500ms（95%響應(yīng)）；具有高、低溫報(bào)警功能。4.5輻射測溫儀表紅外測溫儀113

4.5輻射測溫儀表紅外熱像儀114115測溫儀表選用熱電偶校驗(yàn)熱電阻校驗(yàn)4.6

溫度測量儀表選用與校驗(yàn)

測量儀表的選用通常應(yīng)考慮測量范圍、儀表的使用要求、測量環(huán)境、儀表的可維修性及成本。1根據(jù)生產(chǎn)或試驗(yàn)所要求的測量范圍、允許的誤差，選擇合適