熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)

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或者直接輸入下面地址：07236-01a第一章概述1

第二章測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性11

第三章測(cè)量誤差分析及處理25

第四章傳感器的根本類型及其工作

第五章溫度測(cè)量100

第六章壓力測(cè)量121

第七章流速測(cè)量143

第八章流量測(cè)量161

第九章液位測(cè)量180

第十章轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率測(cè)量191

第十一章氣體組分測(cè)量與分析210

第十二章振動(dòng)測(cè)量222

第十三章噪聲測(cè)量245

第一章概述

第二章測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性07236-01a第一章概述第一節(jié)熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)開展概況

第二節(jié)測(cè)量的根本概念

第三節(jié)測(cè)量?jī)x器的組成與分類

第四節(jié)測(cè)量?jī)x器的主要性能指標(biāo)

第五節(jié)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)與系統(tǒng)簡(jiǎn)述07236-01a第一節(jié)熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)開展概況測(cè)試技術(shù)對(duì)自然科學(xué)、工程技術(shù)開展的重要性，越來(lái)越為人們所認(rèn)識(shí)和重視，它已成為科學(xué)研究不可缺少的重要手段07236-01a第二節(jié)測(cè)量的根本概念一、測(cè)量方法

二、非穩(wěn)態(tài)和瞬變參數(shù)的測(cè)量

三、模擬測(cè)量與數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)07236-01a一、測(cè)量方法1.直接測(cè)量

2.間接測(cè)量

3.組合測(cè)量07236-01a1.直接測(cè)量(1)直讀法用度量標(biāo)準(zhǔn)直接比較，或從儀表上直接讀出被測(cè)量的絕對(duì)值，如用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度，用彈簧秤測(cè)定質(zhì)量等。

(2)差值法從儀表上直接讀出兩量之差值作為所求之量，如用U形液柱式差壓計(jì)測(cè)量介質(zhì)的壓差等。

(3)替代法用量替代被測(cè)量，即調(diào)整量，使兩者對(duì)儀表的影響相等，此時(shí)被測(cè)量即等于量，如用光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量溫度等。

(4)零值法使被測(cè)量對(duì)儀表的影響被同類的量的影響相抵消，那么被測(cè)量便等于量，如用天平秤測(cè)定物質(zhì)的質(zhì)量、用電位計(jì)測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)等。07236-01a2.間接測(cè)量被測(cè)量的數(shù)值不能直接從測(cè)量?jī)x器上讀得，而需要通過(guò)直接測(cè)得與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的量，然后經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到被測(cè)量的數(shù)值。07236-01a3.組合測(cè)量測(cè)量中使各個(gè)未知量以不同組合形式出現(xiàn)(或改變測(cè)量條件以獲得不同的組合)，根據(jù)直接測(cè)量或間接測(cè)量所得數(shù)據(jù)，通過(guò)求解聯(lián)立方程組求得未知量的數(shù)值。07236-01a二、非穩(wěn)態(tài)和瞬變參數(shù)的測(cè)量隨時(shí)間不斷改變數(shù)值的被測(cè)量，稱為非穩(wěn)態(tài)和瞬變參數(shù)(或稱動(dòng)態(tài)參數(shù))，如非穩(wěn)定工況或過(guò)渡工況時(shí)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速、功率；在制冷過(guò)程中冷庫(kù)的溫度等。這些參數(shù)隨時(shí)間變化的函數(shù)可以是周期函數(shù)、隨機(jī)函數(shù)等。07236-01a三、模擬測(cè)量與數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)有時(shí)被測(cè)參數(shù)的量或它的變化，不表現(xiàn)為“可數(shù)〞的形式，而是在測(cè)量過(guò)程中首先將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并最終以儀表指針的位置或記錄儀描繪的圖形顯示測(cè)量的結(jié)果。凡屬此類測(cè)量，均稱為模擬測(cè)量，其相應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)稱.07236-01a第三節(jié)測(cè)量?jī)x器的組成與分類一、測(cè)量?jī)x器的組成

二、測(cè)量?jī)x器的分類07236-01a一、測(cè)量?jī)x器的組成1.感受件或傳感器

2.中間件或傳遞件

3.效用件或顯示元件07236-01a一、測(cè)量?jī)x器的組成圖1-1測(cè)量?jī)x器組成示意圖07236-01a1.感受件或傳感器1)它必須隨被測(cè)參數(shù)的變化而發(fā)生相應(yīng)的內(nèi)部變化(這個(gè)內(nèi)部變化就是傳感器的輸出信號(hào))。

2)它只能隨被測(cè)參數(shù)的變化而發(fā)出信號(hào),不受其他任何參數(shù)的影響。

3)感受件發(fā)出的信號(hào)與被測(cè)參數(shù)之間必須是單值的函數(shù)關(guān)系，即一個(gè)確定的信號(hào)只能與參數(shù)的一個(gè)值相對(duì)應(yīng)。07236-01a2.中間件或傳遞件最簡(jiǎn)單的中間件是單純起“傳遞〞作用的元件，它將傳感器的輸出信號(hào)原封不動(dòng)地傳給效用件。07236-01a3.效用件或顯示元件顯示元件的功能是把被測(cè)量信號(hào)顯示出來(lái)，按顯示原理與方法的不同，又可分模擬顯示和數(shù)字顯示兩種。07236-01a二、測(cè)量?jī)x器的分類測(cè)量?jī)x器按其用途可分為范型儀器和實(shí)用儀器兩類。07236-01a第四節(jié)測(cè)量?jī)x器的主要性能指標(biāo)1.精確度

2.恒定度

3.靈敏度

4.靈敏度阻滯

5.指示滯后時(shí)間07236-01a1.精確度精確度表示測(cè)量結(jié)果與真值一致的程度，它是系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的綜合反映。07236-01a2.恒定度儀器屢次重復(fù)測(cè)量時(shí)，其指示值的穩(wěn)定程度，稱為恒定度。通常以讀數(shù)的變差來(lái)表示。07236-01a3.靈敏度它以儀器指針的線位移或角位移與引起這些位移的被測(cè)量的變化值之間的比例07236-01a4.靈敏度阻滯靈敏度阻滯又稱為感量，此量是足以引起儀器指針從靜止到作極微小移動(dòng)的被測(cè)量的變化值。07236-01a5.指示滯后時(shí)間圖1-2儀器讀數(shù)的校正曲線07236-01a第五節(jié)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)與系統(tǒng)簡(jiǎn)述一、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的根本組成及功能

二、總線技術(shù)的應(yīng)用

三、虛擬儀器VI(VirtualInstruments)

四、網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試儀器07236-01a一、計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的根本組成及功能(1)信號(hào)調(diào)理器完成由傳感器輸出信號(hào)的放大、整形、濾波等，以保證傳感器輸出信號(hào)成為A/D轉(zhuǎn)換器能接受的電信號(hào)。

(2)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)測(cè)量，并由它完成輪流切換被測(cè)量與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的連接。

(3)采樣保持器它保證采樣信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中不發(fā)生變化以提高測(cè)量精度。

(4)A/D轉(zhuǎn)換器它是將輸入的模擬信號(hào)換成計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)字信號(hào)；與之相對(duì)應(yīng)的D/A轉(zhuǎn)換器是將輸入的數(shù)字信號(hào)換成模擬信號(hào)。07236-01a(4)A/D轉(zhuǎn)換器圖1-4智能化儀器框圖07236-01a二、總線技術(shù)的應(yīng)用總線實(shí)際上是連接功能部件或系統(tǒng)的一組公用信號(hào)線，它具有很強(qiáng)的兼容性和擴(kuò)展能力，便于靈活組建測(cè)控系統(tǒng)。07236-01a三、虛擬儀器VI(VirtualInstruments)圖1-5虛擬儀器系統(tǒng)框圖07236-01a三、虛擬儀器VI(VirtualInstruments)圖1-6汽車發(fā)動(dòng)機(jī)試檢測(cè)試系統(tǒng)07236-01a四、網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試儀器圖1-7面向Internet的測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖07236-01a第二章測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性第一節(jié)測(cè)量系統(tǒng)在瞬變參數(shù)測(cè)量中的動(dòng)態(tài)特性

第二節(jié)測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)

第三節(jié)測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定07236-01a第一節(jié)測(cè)量系統(tǒng)在瞬變參數(shù)測(cè)量中的動(dòng)態(tài)特性一、測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述

二、傳遞函數(shù)

三、根本測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)07236-01a一、測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性通常采用常系數(shù)線性常微分方程來(lái)描述07236-01a一、測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述表2-1常見函數(shù)的拉普拉斯變換07236-01a一、測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述表2-1常見函數(shù)的拉普拉斯變換07236-01a一、測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)描述表2-1常見函數(shù)的拉普拉斯變換07236-01a二、傳遞函數(shù)1.串聯(lián)環(huán)節(jié)

2.并聯(lián)環(huán)節(jié)

3.反響聯(lián)接07236-01a二、傳遞函數(shù)傳遞函數(shù)只是描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，不說(shuō)明系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，只要?jiǎng)討B(tài)特性相似，不同的系統(tǒng)可以有相似的傳遞函數(shù)。07236-01a1.串聯(lián)環(huán)節(jié)圖2-1兩個(gè)環(huán)節(jié)的串聯(lián)07236-01a1.串聯(lián)環(huán)節(jié)圖2-2兩個(gè)環(huán)節(jié)的并聯(lián)07236-01a1.串聯(lián)環(huán)節(jié)兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為H1(s)和H2(s)環(huán)節(jié)串聯(lián)后的測(cè)量系統(tǒng)07236-01a2.并聯(lián)環(huán)節(jié)兩個(gè)傳遞函數(shù)分別為H1(s)和H2(s)的環(huán)節(jié)并聯(lián)的測(cè)量系統(tǒng)07236-01a3.反響聯(lián)接圖2-3反響聯(lián)接07236-01a三、根本測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)1.零階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

2.一階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

3.二階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)07236-01a1.零階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)該系統(tǒng)的特點(diǎn)是，不管x隨時(shí)間如何變化，系統(tǒng)的輸出不受干擾也沒有時(shí)間滯后。因此，可以認(rèn)為零階測(cè)量系統(tǒng)具有完全理想的特性。07236-01a1.零階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)圖2-4零階系統(tǒng)07236-01a1.零階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)圖2-5儀器的近似線性特性07236-01a2.一階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有些測(cè)量系統(tǒng)的非線性程度很明顯，即使限制在較小的測(cè)量范圍內(nèi)，亦不能使范圍誤差減小到允許的量值，這種特性稱為根本非線性特性。07236-01a2.一階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)圖2-6測(cè)溫?zé)犭娕?7236-01a2.一階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)一階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)式中除a1、a0和b0以外，其余系數(shù)均為零07236-01a3.二階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)二階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)中除a2、a1、a0和b0外，其余系數(shù)均為零07236-01a3.二階測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)圖2-7二階儀器例如

(測(cè)振儀等效圖)07236-01a第二節(jié)測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)一、測(cè)量系統(tǒng)的階躍響應(yīng)

二、測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)07236-01a一、測(cè)量系統(tǒng)的階躍響應(yīng)1.一階測(cè)量系統(tǒng)的階躍響應(yīng)

2.二階測(cè)量系統(tǒng)的階躍響應(yīng)

3.動(dòng)態(tài)特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)07236-01a一、測(cè)量系統(tǒng)的階躍響應(yīng)圖2-8單位階躍輸入信號(hào)07236-01a1.一階測(cè)量系統(tǒng)的階躍響應(yīng)07236-01a1.一階測(cè)量系統(tǒng)的階躍響應(yīng)圖2-9一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)07236-01a2.二階測(cè)量系統(tǒng)的階躍響應(yīng)1)大阻尼情況ξ＞1

2)臨界阻尼情況ξ=1

3)小阻尼情況ξ＜1

1)對(duì)二階測(cè)量系統(tǒng)輸入同一階躍信號(hào)，可呈現(xiàn)出不同的響應(yīng)曲線。

2)為了提高響應(yīng)速率而又不產(chǎn)生振蕩，這類二階測(cè)量系統(tǒng)常采用ξ＝0.6～0.8的阻尼比為最正確，它可使系統(tǒng)具有較好的隱定性。07236-01a3)小阻尼情況ξ＜1圖2-10二階測(cè)量系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入的響應(yīng)曲線07236-01a3.動(dòng)態(tài)特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)1)穩(wěn)定時(shí)間ts也是評(píng)價(jià)二階測(cè)量系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)速率的重要指標(biāo)。

2)最大過(guò)沖量Ad也是評(píng)價(jià)二階系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。07236-01a二、測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)1.一階測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)

2.二階測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)

3.線性測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)07236-01a二、測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)圖2-11測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)07236-01a1.一階測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)一階測(cè)量系統(tǒng)的幅頻特性和相頻特性在時(shí)間常數(shù)τ確定后也隨之確定，且τ越小，頻率響應(yīng)特性越好。07236-01a1.一階測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)圖2-12一階測(cè)量系統(tǒng)的頻率響07236-01a2.二階測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)1)特性曲線的縱坐標(biāo)表示輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之比，即動(dòng)態(tài)測(cè)量的幅值誤差。

2)為了到達(dá)不失真輸出或?qū)⑹д婵刂圃谳^小值的目的，對(duì)ω/ωn的范圍要求是：當(dāng)ξ＝0.7時(shí)，假設(shè)希望幅值誤差控制在±5%，那么要求ω/ωn＝0～0.59；假設(shè)希望幅值誤差控制在那么要求ω/ωn＝0～0.71。

3)當(dāng)ξ＜1時(shí)，在ω/ωn＝1處