2022年材料工程测试技术.docx

《2022年材料工程测试技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年材料工程测试技术.docx（39页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、精选学习资料 - - - - - - - - - 如何利用误差理论削减误差测量是一种熟悉过程,就是用试验方法,将被测的物理量与所选用作为单位的同类量进行比较,从而确定其间的比值；依据适当定义而规定的数值为1 的物理量称之为单位 ,以它作为对同类物理量测量的基础；由误差公理可知：一切测量皆有误差；1.1 误差 1.1.1 误差的概念 肯定误差在肯定条件下,某一物理量所具有的客观大小称为真值；测量的目的就是力图得到真值；但由于受测量方法、测量仪 器、测量条件以及观测者水公平多种因素的限制,测量结果与真值之间总有肯定的差异,即总存在测量误差；设测量值为 X,相应的 真值为 X0,测量值与真值之差 X

2、 XXX0 称为测量误差,又称为肯定误差,简称误差；误差存在于一切测量之中,测量与误差形影不离,分析测量过程中产生的误差,将影响降低到最低程度,并对测量结果中未能排除的误差做出估量,是试验测量中不行缺少的一项重要工作；相对误差肯定误差与真值之比的百分数叫做相对误差；用 X表示：X0X100 %X0由于真值无法知道,所以运算相对误差常常用X 代替 X0；在这种情名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 况下, X 可能是公认值,或高一级精密仪器的测量值,或测量值的 平均值；相对误差用来表示测量的相对精确度,相对误差用百分数

3、表示,保留两位有效数字；1.1.2 误差的分类 依据误差的性质和产生的缘由,误差可分为三类：系统误差、随 机误差和粗大误差；1. 系统误差是指在同一条件（指方法、仪器、环境、人员）下多 次测量同一物理量时,结果总是向一个方向偏离,其数值肯定或按 肯定规律变化；系统误差的特点是具有肯定的规律性；系统误差的来源具有以下几个方面：（1）仪器误差它是由于仪器本身的缺陷或没有按规定条件使用 仪器而造成的误差；如螺旋测径器的零点不准,天平不等臂等；（2）理论误差它是由于测量所依据的理论公式本身的近似性,或试验条件不能达到理论公式所规定的要求,或测量方法不当等所 引起的误差；照试验中忽视了摩擦、热、电表的内

4、阻、单摆的周期公式T2l的成立条件等；g（3）个人误差它是由于观测者本人生理或心理特点造成的误 差；如有人用秒表测时间时,总是使之过快；（4）环境误差是外界环境性质（如光照、温度、湿度、电磁场 等）的影响而差生的误差；如环境温度上升或降低,使测量值按一 定规律变化；产生系统误差的缘由通常是可以被发觉的,原就上可以通过修名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 正、改进加以排除或减小；分析、排除和修正系统误差要求测量者 有丰富的实践体会；这方面的学问和技能在我们以后的试验中会逐 步地学习,并要很好地把握；2. 随机误差在相同

5、测量条件下,多次测量同一物理量时,误差 的肯定值符号的变化,时大时小、时正时负,以不行预定方式变化 着的误差称为随机误差,有时也叫偶然误差；引起随机误差的缘由也很多,与仪器精密度和观看者感官灵敏度 有关；如无规章的温度变化,气压的起伏,电磁场的干扰,电源电 压的波动等,引起测量值的变化；这些因素不行掌握又无法猜测和 排除；当测量次数很多时,随机误差就显示出明显的规律性；实践和 理论都已证明,随机误差听从肯定的统计规律（正态分布）,其特 点表现为： 单峰性肯定值小的误差显现的概率比肯定值大的误差显现的 概率大； 对称性肯定值相等的正负误差显现的概率相同； 有界性肯定值很大的误差显现的概率趋于零；

6、 抵偿性误差的算术平均值随着测量次数的增加而趋于零；因此,增加测量次数可以减小随机误差,但不能完全排除；3. 粗大误差由于测量者过失,照试验方法不合理,用错仪器,操 作不当,读错数值或记错数据等引起的误差,是一种人为的过失误 差,不属于测量误差,只要测量者采纳庄重仔细的态度,过失误差名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 是可以防止的；在数据处理中要把含有粗大误差的反常数据加以剔除；剔除的准就一般为3 准就或肖维勒准就；1.1.3 测量的精密度、精确度和精确度 测量的精密度、精确度和精确度都是评判测量结果的术语,但 目前

7、使用时其涵义并不尽一样,以下介绍较为普遍采纳的说法；精密度表示的是在同样测量条件下,对同一物理量进行多次测 量,所得结果彼此间相互接近的程度,即测量结果的重复性、测量 数据的弥散程度,因而测量精密度是测量偶然误差的反映；测量精 密度高,偶然误差小,但系统误差的大小不明确；精确度表示的是测量结果与真值接近的程度,因而它是系统误差 的反映；测量精确度高,就测量数据的算术平均值偏离真值较小,测量的系统误差小,但数据较分散,偶然误差的大小不确定；精确度表示的就是对测量的偶然误差及系统误差的综合评定；精 确度高,测量数据较集中在真值邻近,测量的偶然误差及系统误差 都比较小；1.1.4随机误差的估量 对某

8、一物理量进行多次重复测量时,其测量结果听从肯定的统计 规律,也就是正态分布（或高斯分布）；我们用描述高斯分布的两名师归纳总结 个参量（ x 和 ）来估量随机误差；设在一组测量值中,n 次测量的第 4 页,共 27 页值分别为：x 1,x 2,x n1算术平均值依据最小二乘法原理证明,多次测量的算术平均值x1nix（11）n1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 是待测量真值x 的正确估量值；称x 为近似真实值,以后我们将用x来表示多次测量的近似真实值；2标准偏差依据随机误差的高斯理论可以证明,在有限次测量情形下,单次测量值的标准偏差为：S xxinix1x

9、2（贝塞尔公式）（ 12）1n通常称vix ix为偏差,或残差；xs表示测量列的标准偏差,它表征对同一被测量在同一条件下作n 次（在高校物理试验中,通常取5 n10）有限测量时,其结果的分散程度；其相应的置信概率psx接近于 58.3%；其意义是n 次测量中任一次测量值的误差（或偏差）落 在 （xx ） 区 间 的 可 能 性 约 为68.3% , 也 就 是 真 值 落 在（xxx）范畴的概率为68.3%；标准偏差x 小表示测量值密集,即测量的精密度高；标准偏差 度低；3. 算术平均值的标准偏差x 大表示测量值分散,即测量的精密当测量次数 n 有限,其算术平均值的标准偏差为xxin1xix2

10、（13）xxx之间的概率为68.3%；或nnn1其意义是测量平均值的随机误差在者说,待测量的真值在xxx范畴内的概率为68.3；因此x反映了平均值接近真值的程度；1.1.5反常数据的剔除名师归纳总结 剔除测量列中反常数据的标准有几种,有3x 准就、拉依达准第 5 页,共 27 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 就、肖维准就、格拉布斯准就等；13 x准就统计理论说明,测量值的偏差超过 3 x 的概率已小于 1；因此,可以认为偏差超过 3 x 的测量值是其他因素或过失造成的,为反常数据,应当剔除；剔除的方法是将多次测量所得的一系列数据,算出各测量值的偏差

11、 ix和标准偏差 x,把其中最大的 x 与 3 x比较,如 x 3 x,就认为第 j 个测量值是反常数据,舍去不计；剔除 x 后,对余下的各测量值重新运算偏差和标准偏差,并连续审查,直到各个偏差均小于 3 x 为止；2. 拉依达准就设对某量等精度独立测量得值算出平均值及残差：（Vd3 Si=1 ,2,.,n）,算术样本标准差 S,如某个测量值满意下式: 就认为是含有粗差的 坏值,应予剔除；3. 格拉布斯 Grubbs准就设对某量等精度独立测量得值算出平均值及残差：（Vdi=1 ,2,.,n）,算术样本标准差 S,如某个测量值满意下式: ,n 就认为为 “坏值”,应予剔除；4. t 检验准就条件

12、同上,设不包含可疑测量值在内运算出均值 X 和标准偏差S, 就 当 ：Vd K , n S 时 , 剔 除 坏 值 , 式 中 ：1K , n t n 1 n n 1 2式中 t n 1 为 t 分布的置信系数；拉依达方法简洁,无须查表,用起来便利,测量次数较多 19 次以上或要求不高时采纳；拉依达准就和格拉布斯准就在判别前先计名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 算及 S值, 运算时包括可疑值在内 , 判别过后才剔除坏值 , 重算及 S；而 t 检验准就是在去掉可疑值后运算和S, 再进行判别；几个可疑数据同时超过判别

13、准就,不行将它们一起剔除,而要先剔除其最大 者,然后连续判别对两个相同的坏值,也不行一起剔除,只能先剔 除其中的一个,然后再连续剔除；可疑数据应为少数,如数目太 多,就应考虑测量系统的工作是否正常,很可能该系统不具备精密 测量条件 , 需排除故障后重新测量；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 如何在测试中挑选传感器现代传感器在原理与结构上千差万别,如何依据详细的测量目 的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器,是在进行某个量的 测量时第一要解决的问题；当传感器确定之后,与之相配套的测量 方法和测量设备也就可以确定了；

14、测量结果的成败,在很大程度上 取决于传感器的选用是否合理；传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的 装置；目前,传感器转换后的信号大多为电信号；因而从狭义上 讲,传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置；传感器选用原就；挑选传感器主要考虑灵敏度、响应特性、线 性范畴、稳固性、精确度、测量方式等六个方面的问题；1、灵敏度 一般说来,传感器灵敏度越高越好,但,在确定灵敏度时,要考虑 以下几个问题； a灵敏度过高引起的干扰问题； b量程范畴； c交叉灵敏度问题；2、响应特性名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - -

15、 - 传感器的响应特性是指在所测频率范畴内,保持不失真的测量条 件；实际上传感器的响应总不行防止地有肯定推迟,但总期望推迟 的时间越短越好；3、线性范畴 任何传感器都有肯定线性工作范畴；在线性范畴内输出与输入成比 例关系,线性范畴愈宽,就说明传感器的工作量程愈大；传感器工 作在线性区域内,是保证测量精度的基本条件；4、稳固性 稳固性是表示传感器经过长期使用以后,其输出特性不发生变化的 性能；影响传感器稳固性的因素是时间与环境；5、精确度 传感器的精确度是表示传感器的输出与被测量的对应程度；6、测量方式传感器工作方式,也是挑选传感器时应考虑的重要因素；例 如,接触与非接触测量、破坏与非破坏性测量

16、、在线与非在线测量 等；对传感器的分类有助于人们从总体上熟悉和把握传感器的原 理；通常有两种分类方法：按输出量和按被测量；触点型传感器是在自动检测、掌握中应用最早的一种传感器,这类传感器处理的信号功率很大,可以直接掌握较小功率的电机、电磁继电器和指示灯,且不易受干扰；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿 度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件；主要有电 阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器 件；热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增

17、加而增加这一 特性来进行温度测量的；热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用 最多的是铂和铜,此外,已开头采纳镍、锰和铑等材料制造热电 阻；压力传感器引是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应 用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生 产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道 等众多行业；电容式物位传感器适用于工业企业在生产过程中进行测量和控 制生产过程,主要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固 体料位的远距离连续测量和指示；电容式液位传感器由电容式传感器与电子模块电路组成,它以 两线制 420mA 恒定电流输出为基型,经过转换,可以用三线或四线方式输出

18、,输出信号形成为 15V、05V、010mA 等标准信号；电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组 成；当料位上升时,因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电 常数,所以电容量随着物料高度的变化而变化；传感器的模块电路 由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流等单元组成；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 采纳脉宽调特原理进行测量的优点是频率较低,对四周元射频干 扰、稳固性好、线性好、无明显温度漂移等；光敏传感器是最常见的传感器之一,它的种类繁多,主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、

19、太阳能电池、红外 线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、颜色传感器、CCD 和 CMOS 图像传感器等；它的敏锐波长在可见光波长邻近,包括红 外线波长和紫外线波长；光传感器不只局限于对光的探测,它仍可 以作为探测元件组成其他传感器,对很多非电量进行检测,只要将 这些非电量转换为光信号的变化即可；光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一,它在自动掌握和非电量电测技术引中占有 特别重要的位置；最简洁的光敏传感器是光敏电阻,当光子冲击接 合处就会产生电流；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 如何在测试中挑选数据采

20、集系统对生产过程的参数集中检测、数字显示、越限报警和打印记 录,这种装置就叫数据采集装置；将数据送至微机中进行显示、处 理和记录,相应地称之为微机数据采集系统；微机数据采集系统优点：（1）测试过程由程序来实现 ,敏捷性和通用性更强；（2）硬件软件化,进一步提高了系统的牢靠性；（3）具有数据处理才能；（4）利用自校和重复测试求均值等方法进一步减小系统误差和 随机误差,提高测试精度；（5）利用微机的随机存贮器大量存贮测试结果和中间结果,有 利于实现快速多路测量；（6）只要配备相应的接口与外围设备,其它运算机相连；可实 现多种形式的数据存贮和显示 虚拟仪器也可定义为这样一种仪器,它的全部功能都可由软

21、件 来完成 配以肯定的硬件 ,用户只要提出所需要的系统框图、仪器名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 面板掌握和期望在运算机屏幕上实现的输出显示等即可；运算机数据采集系统的测量,依靠于各种类型的传感器；传感器的输出信号可分为三类：（a）开关信号：两个状态的信号；如电机的运转与停车；开关的合与断；以及各种开关型传感器的输出信号等；开关信号只用一位二进制表示；因此8 位机可以同时处理8个开关信号；（ b）数字信号：用二进制数形式表示的数；数字信号 可以是数字电压表、键盘、数字输出的装置输出的信息,也可以是 频率输出型传感

22、器的输出信息；微机可以直接接收数字信号；8 位 微机一次只能接收 8 位二进制表示的数字量,超过 8 位时,必需分 几次来接收；（ c）模拟信号,指在连续时间内,对信号的幅值可以 在某范畴内连续任意取值；我们所争论的微机数据采集系统主要处 理的即是这一类信号；模拟信号微机不能直接接收和处理,常要通 过模数转换器（ A/D ）将模拟量转换成微机能处理的数字信号；间、数据采集中的一些问题 :量化噪声、采样频率的选取、孔径时模数转换器的精度与特性；数据采集系统在把模拟信号转变成数字 信号的过程中产生了量化噪声；在实际数据采集系统中,数字信号 的码位扩展是有限的,因此就必需答应有肯定的误差,即量化过程

23、 必定要引入这种不定因素；这种不定因素的引入所带来的误差,通常称为量化噪声；采样定理指出:信号本身的频带是有限的,而采样频率又大于等于两倍信号所包含的最高频率,就在理论上可以依据 其离散采样值完全复原出原始信号；数模转换器的功能是将一个数名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 字量转化为一个模拟电压,电流值；DAC 的指标很多,其中关键的有：辨论率,用满度信号可以分的级数,满度值的百分数（%FSR）等多种方式表示；精度,这一概念易与辨论率混淆；指 DAC 实际输出值与理论运算输出值之差,DAC 器件精度由生产厂家给出,

24、通常在+Q/2 和+Q （Q 为量化电平）范畴内；建立时间,由输入数字量变化至输出模拟量稳固到最终值的 的时间；当 DAC 的输入数码由全+LSB/2（LSB 指最底有效位）内 0 变为全 1 时,是要求建立时间最长的一种情形； DAC 在电流输出时建立时间为 50500 s,电压输出时建立时间 110 s,主要受输出放大器限制；模数转换器 ADC 的任务是将一个模拟输入信号电压转换为数字信号,能接受的一个 n位二进制数； ADC 的特性参数与DAC 特性参数类似,不同点在于ADC 输出的是数字码,因此辨论率,精度等参数均应随之转变；在数据采集系统中,同时使用多个传感器的场合中,常使用公共的模

25、数转换器；即采纳分时占用模数转换器,利用模拟多路开关,轮番切换各被采集的传感器信号与模数转换器的通路；开关特性：a、可靠性高、平均寿命长；b、开关特性好,接通时电阻 Ron,断开电阻Roff 比值大； c、可承担高电压冲击；采样保持电路 SHA 实际的模数转换器模拟量化的过程需要肯定的时间,在这个转换时间内保持采样点的数值不变才能保证转换精度,对于动态信号要做到采样值不变,需要使用采样保持电路 SHA,特殊是逐次比较式 ADC ；SHA 最主要的参数 SHA 的孔径时间；即 SHA 实际从采样到转入保持状态所需要的时间；SHA 的另一个重要参数是输出电压的下降名师归纳总结 - - - - -

26、- -第 14 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 率,这个参数描述了SHA 的保持性能；要求孔径时间小,保持性能就必定下降；SHA 在数据采集系统中的配置方法要依据设计指标选择；采集速度低的时候,将 SHA 放在模拟开关与 ADC 中间成为公用,这种方法最经济；每个通道采集时间由多路开关的开关时间,SHA 的采集时间、放大器建立时间和 度要求高时可考虑每个模拟信号使用一个个模拟信号使用一个 ADC ；ADC 转换时间打算；采集速 SHA,速度更高时仍可一温度测试方式 1.1 温度温度是衡量其冷热程度的物理量, 微观上来讲是物体分子热运动的猛烈程度；温度只能通过物

27、体随温度变化的某些特性来间接测 量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标；它规定了温度的读数 起点（零点）和测量温度的基本单位；温度是大量分子热运动的集 体表现,含有统计意义；对于个别分子来说,温度是没有意义的；测温方法依据热传导分类可分为接触测温顺非接触测温；接触 测温：传感器与被测对象接触,依靠两者之间的热传导和（或）对 流换热达到热平稳来测量温度；特点：定位精确,干扰对象,材料 极限；非接触测温：传感器接受被测对象的热辐射或被测对象的其 他热物理性能；特点：不干扰对象,无材料极限,定位不准1.2 接触式测温名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 27 页精选学习资料 -

28、- - - - - - - - 1.2.1 固体内部温度测量（1）导热性能好的固体 在被测物体上钻个能插入传感器的孔,使传感器与被测物体接 触良好,可在孔内注入适当的液体成效更好（2）导热性能不好的固体 测导热性能较差的耐火砖温度,敷设热电偶,就原先的等温线 将被破坏；为了削减这种误差,可按沿等温线敷设或采纳与被测对 象热导率相同的材质制作传感器 1.2.2 固体表面温度测量 固体表面的温度,受与它接触的物体温度的影响较大,很简洁 转变表面的热状态 1.2.3 流淌介质温度测量 流体测温中主要争论测温的传热误差；从传热看,液体时的测 温精度应高于气体； “静温 ”来表示气流分子的无序平均动能,

29、用“ 动温” 表示气流分子的有向动能；两者之和称为“ 总温 ”,又称 “ 滞止温度”；流淌气体或火焰并非静态,测定的热平稳温度与热力学的静态 温度不同；流体温度测量误差分析：考虑热交换（传导,对流,辐射）透亮体和火焰测量须特地争论（1）实际流体不是抱负流体所导致的测量误差外,（2）测温传感器插到流体中干扰原有的流淌状态和换热状态,当时温度场发生变化导致测量误差；名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.2.4 组装热电偶 误差：探头的温度不能平稳在气流的静温；思路：几支不同直 径的热电偶构成组装热电偶,获得较多的参量

30、,依据已有理论知 识,较充分的运算能量转移特性,校正气流温度；1.2.5 抽气热电偶 目的：增大对流换热,削减传导与辐射热损；气动法测温 : （1）当测量高温气体介质的温度时,介质温度常常接近和超过 热电偶的答应温度,直接测量法已无法采纳,或是由于辐射误差过 大需要采纳抽气热偶时,可以采纳间接测量的方式；气动高温计是 最常用的间接测量方法（2）气动高温计是将测量高温气体冷却,依据冷却前后气体的 温度的比值和重度的比值,可以确定气体的实际温度；1.2.6 瞬态测温与动态热电偶（1）一阶温度检测系统的响应特性（2）阶跃响应 ,当四倍时间常数时,将保持在误差 0.02内（3）斜坡响应 , 同样的速率

31、上升,推迟一段时长为时间常数 动态热电偶 ,提高测温极限 由插入时间内热电偶的温升曲线 推算出被测高温气体的温度；1.3 辐射式测温 1.3.1 光学高温计 固定一个波长（单波长滤光）测亮度；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.3.2 全辐射高温计（1）测量被测物体的全部波长辐射能（无滤光）（2）辐射温度：温度为T 的灰体,其辐射强度S,假如等于温度为的黑体的辐射强度S0,就称为此物体的辐射温度；（3）误差较大：各波长的黑度不统一,无法有效校正；（4）建立人工黑体：安装瘦长陶瓷管,陶瓷管的底部可认为是 黑体 1

32、.3.3 比色高温计（1）目前最抱负的辐射测温（2）为削减黑度的影响,考虑物体发射率的比值变化较小；测 量两个波长辐射亮度的比值（3）比色温度 1.4 物质的熔融点和颜色 1.4.1 用物质的熔融点测温度 蜡笔型 ；油漆型；纸片型 ；弹九型,不行逆；1.4.2 依据物质的颜色来测量温度（1）当温度变化时,这些物质的化学成分发生相应的变化,不 可逆；（2）物理原理做成的以颜色指示温度的物质,这一类物质颜色 的变化过程是可逆的；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 流体压力测量流体的压力是单位面积上所承担的垂直方向的表面

33、力；静止流体 不存在切向力,故这个表面力和所取面积的方向无关,该压力称静 压（力）；运动的流体静压是指相对运动坐标上的压力,可以用与 运动方向平行的单位面积上的表面力来衡量；总压是指流体内某点 上速度在等熵的情形下滞止到零时所达到的压力,又称为滞止压 力；总压与静压之差称为该点的动压（力）；压力在空间的分布称 为压力场,压力是个标量,因此压力场是个标量场；压力测量外表的分类：（a）液柱式压力计；（ b）弹性式压力计；（c）电气式压力计；（ d）活塞式压力计；1.液柱式压力计分为：（1）U 型管压力计 特点：依靠液柱平稳测压；双液柱测差压,简洁,牢靠,读数精名师归纳总结 - - - - - -

34、-第 19 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 度为 5Pa,测量指示一体,价格低廉；量程：（2）单管压力计1000-10000Pa；特点：结构简洁,使用便利,精确度比较高,常用于测量低压、负压、差压；缺点：体积大,读数不便利,玻璃管易损坏；（3）斜管式微压计 特点：主要用于测量微小的压力、负压和压差；为了削减读数的 相对误差,拉长液柱,将测量管倾斜放置；2.弹性式压力计 原理：弹性压力表是利用各种不同外形弹性感压元件在被测压力 的作用下,产生弹性变形制成的测压外表；特点：结构简洁、坚固牢靠、测压范畴广、使用便利、造价低 廉、有足够的精度,可远传；常用弹性压力表：

35、 1.弹簧管式 2.膜片（盒）式 3.波纹管式 3.电气式压力检测 电气式压力计又称电学压力计；将压力直接或间接地转换成与压 力有肯定关系的各种电量,再由电量的测量而测得压力值；有电阻 式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等；常用 于测量变化很快的压力、高压或超高压；4活塞式压力计 基于帕斯卡定律及流体静力学平稳原理产生的一种高精确度、高 复现性和高可信度的标准压力计量仪器；名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 静压的测量与静压管 流淌流体中的静压是与运动方向平行的单位面积上的表面力,在 不引起流线变形

36、或与流体以同样速度移动的表面所感受的压力；要 真正做到这一点是特别困难的静压孔或静压管的设计、校准、安装 及压力表的位置等,都有很严格的技术要求；当需要测量流体中某一点处的静压时,应采纳静压管；静压管的 设计应使其对于流场干扰尽可能的小；对流淌方向灵感性也要尽量小；低速流淌时,常用如下列图的L 型静压管,其头部一般为半球型或半椭圆形,后部为支杆供传递压力用；测压探头轴线与来流方向平行,在测压管上距头部38D 处沿管周向匀称地开48 个静压孔,用以感受静压；动压管与气流速度的测量 总压是当流体按等熵流淌滞止下来时的压力；测量流体总压可应 用总压管；总压管 :测量探头轴线与流体流淌方向一样、而探头

37、开口 正对着来流方向的管；在亚音速范畴内流体在总压管头部的滞止可 以认为是等熵滞止,假如总压孔对准来流方向,总压管孔又精确制 造成光滑的圆形,就总压管所测得的压力可以认为就是总压；气流的速度是一个矢量,速度测量包括速度的大小和方向的测 量；速度的大小可在被测点上分别测得总压和静压运算求得；将总 压管和静压管组合在一起,组成所谓动压管（毕托管）来测量；毕名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 托管测量的是空间某点处的平均速度,它的头部尺寸打算了它的空 间辨论率,通常为 8mm,椭球形头部正确；高速气流静压管,小锥 角瘦长

38、头部探头；二元测压管与平面气流方向的测量 流体压力对称性法就：在规章外形的物体表面开对称的两个小 孔,气流如正对其对称轴来,两孔感受压力必相等；假如来流相对 于对称轴有一偏角,就两孔感受压力必不等如在方向孔的对称轴上 再开一测孔,就此孔感受的压力即为总压三个测孔的测压管可以一 次测出平面气流的总压、静压、气流速度的大小和方向,这样的测 压管称为二元复合测压管；名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 流体流量的测量方法和特殊性流量测量是争论物质量变的科学,质量互变规律是事物联系发展的基本规律,测量对象已不限于传统意义上的

39、管道流体,凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题；流量和压力、温度并列为三大检测参数；流量测量的困难可分为流体特性和测量特性两方面；流体特性对测量的影响分为以下几类:脏污流流体肮脏污浊、沉积和堵塞,如人工燃气、烟废气、污水等；腐蚀流管道腐蚀严峻因 而带来脏污流,外表耐蚀要求高；高参数流高温、高压、真空及低温极端条件下的流星测量；脉动流如发动机、压缩机、泵出口流体脉动,石油自然气井喷流脉动等；大流量管径达数M ,液体流量达108kg/h,气体流量达 106kgh；微流量流量下限极低,液体为 10-2kg/h,气体为 10-4kgh；高粘性流流体粘度极高,雷诺数很低,粘度可达数帕 秒；混相流如气液、

40、液固、气固及气液固多相流；质量流被测介质工作时状态及组分变化很大,体积测量法无法精确测名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 量；蠕动流流速极缓慢,雷诺数极低大小口径皆有,如沥青、浆 液等；以上只是针对某一方面而言,而实际测量对象往往几项困难 问题凑到一起,如高温高压强腐蚀性气体微流量的测量,含有固态 粉尘的气体大流量的测量等；测量特性对流量测量有以下影响：现场工作条件恶劣,检测件 牢靠性差；流量为动态量,难以获得高的精确度；外表结构大都为 法兰连接,只在停流时才答应拆卸修理；有些生产过程连续进行,在大修时方可停流,中

41、间外表有故障无法检修；外表试验室校验的 工作条件与现场工作条件相差很大,精确度偏离难以确定；校验设 备巨大昂贵,校验费用亦不菲,周期校验是个难题；流体的流量是单位时间内通过某截面的流体的量,即瞬时流 量；在某一段时间间隔内流过的流体流量称为流过的总量；明显总 量可以用在该段时间内瞬时流量对时间的积分得到,所以总量又称 为积分流量或累计流量；流量可以用单位时间内流过的质量表示,称为质量流量,也可以用单位时间内流过的重量或容积表示,分别 称为重量流量或容积流量；依据流量的运算方法通常流量的方法有三类：容积式流量测量 方法、速度式流量测量方法、差压式测量方法；（1）容积式流量测量方法 容积式流量测量

42、方法是通过测量单位时间内经外表排出的流体 的固定容积 F 的数目来实现的；假如单位时间内排出的固定容积数为 n,就容积流量力QnF；常用的容积式流量计有椭圆齿轮番量名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页,共 27 页精选学习资料 - - - - - - - - - 计,齿轮番量计；刮板式流量计和湿式气体流量计；这类流量计主 要用于工业上测量流体流量,试验室很少使用；（2）差压式测量方法 差压式测量方法是流量测量方法中使用历史最久和应用最广泛 的一种；它们的共同原理是依据伯努利定律通过测量流体流淌过程 中产生的差压来测量流量的；属于这种测量方法助流量计有：毕托 管、均速管、节流流量

43、计；这些流量计的输出信号都是差压,因此 其显示外表为差压运算结果；此外也可以转变节流件的流通面积,使不同流量下节流元件前后差压保护不变,利用流通面积的大小来 测量流量的转子流量计等；（3）速度式流量测量方法 速度式流量测量方法是当流体以某种速度流过外表时,使得叶 轮产生旋转作用,依据叶轮的转数来测定流量；它的优点是工作稳 定,结构简洁牢靠,价格低；速度式流量计有叶轮式和螺旋翼轮式两种,通过流量计的流量 与叶轮转速的关系为： QCMF 式中： Q通过流量计的液体容积, m3s； M 一叶轮每秒钟的转数,rmin； F流量计中液体的流通截面积； mc外表常数,由外表校验时给出；其特点是：高精确度,对于液体一般为0.25,高精度型可达名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页,共 27 页精选学习资料 - - - -