武漢理工大學熱能與動力機械測試技術(shù)復習重點.docx

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1、2015年12月24日晚7~9點（南湖）交作業(yè)本 ——熱能與動力機械測試技術(shù)—— 第一章.概述---------------------------------------------------------------- 1.測量方法（P1~2） 1.1直接測量（對于穩(wěn)態(tài)物理量常用方法如下）：直讀法，差值法，替代法，零值法； 1.2 間接測量：需要通過直接測量得到與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的量，經(jīng)過運算得到被測量的數(shù)值（如分別測量轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，求功率）； 1.3 組合測量：根據(jù)直接或間接測量得到的數(shù)據(jù)，通過聯(lián)立方程組求得未知量的數(shù)值。 *1.4 非穩(wěn)態(tài)和瞬變參數(shù)的測量需要用顯示式記錄

2、方式來實現(xiàn)對它們的觀察和記錄。 2.測量儀器的組成（P3） （按工作原理）測量儀器包括：感受件（傳感器）、中間件（傳遞件）、效用件（顯示元件）； 3 感受件應當滿足的三個條件（P3）： 3.1）它必須隨被測參數(shù)的變化而發(fā)生相應的內(nèi)部變化； 3.2）它只能隨被測參數(shù)的變化而發(fā)出信號，不受其他任何參數(shù)的影響； 3.3）感受件發(fā)出的信號與被測參數(shù)之間必須是單值的函數(shù)關(guān)系。 4. 測量儀器的分類（P4） 測量儀器按其用途分為：范型儀器和實用儀器； 實用儀器又可分為：實驗室用儀器和工程用儀器。 5. 測量儀器的主要性能指標（P5~6） 測量儀器的性能指標決定了所測得的結(jié)果的可靠程度

3、，其中主要有：精確度、恒定度、靈敏度、靈敏度阻滯、指示滯后時間。 5.1 精確度 精確度表示測量結(jié)果與真值一致的程度，是系統(tǒng)誤差與隨機誤差的綜合反映。常用精度來表示。 精度：儀器滿量程時所允許的最大相對誤差的百分數(shù)，即 式中，為儀器的精度或允許誤差；為允許的最大絕對誤差；、分別為儀器刻度的上限和下限。 選擇儀器時，考慮精度和量程（使被測量在滿刻度的2/3以上為宜）。 5.2 恒定度 恒定度：多次重復測量時，其指示值的穩(wěn)定程度。常用讀數(shù)的變差來表示。 變差：測量條件不變（環(huán)境、儀器、對象）時多次測量中指示值之間的最大差數(shù)與儀器量程之比的百分數(shù)。 變差另一種特例：儀器指針上升

4、（正行程）與下降（反行程）時，對同一被測量所得讀數(shù)之差，也稱遲滯誤差（不應超過一起的允許誤差）。 5.3 靈敏度 靈敏度以指針的線位移或角位移與引起這些位移的被測量的變化值之間的比例S來表示。 式中，為指針的線位移或者角位移；為被側(cè)量的變化值。 5.4 靈敏度阻滯 靈敏度阻滯是足以引起一起指針從靜止到作極微小移動的被測量的變化值。又稱為感量（不應大于儀器允許誤差的一半）。 5.5 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，稱為指示滯后時間，或稱時滯（無法避免）。 *測量儀器的校正 將被測儀器與精確度更高的標準儀器進行比較，并將標尺上各點實際誤差測出并

5、作校正曲線或數(shù)值表。 校正數(shù)=標準值-讀數(shù)；以此作出曲線如下： 第三章. 測量誤差分析及處理-------------------------------------------- 1. 測量誤差的分類（P25） 按照產(chǎn)生測量誤差的因素出現(xiàn)的規(guī)律以及它們對測量結(jié)果的影響程度來分類： 1.1 系統(tǒng)誤差：測量過程中出現(xiàn)某些規(guī)律性的以及影響程度由確定的因素所引起的誤差。（規(guī)律性、可能消除） 1.2 隨機誤差：由許多未知的或微小的因素綜合影響的結(jié)果。（必然存在、可通過多次測量找出分布規(guī)律和求平均值的方法來降低影響） 1.3 過失誤差：顯然與事實不符的誤差。（有過失誤差的數(shù)據(jù)不予采用）

6、 2. 系統(tǒng)誤差（P26~29） 2.1系統(tǒng)誤差的分類 按產(chǎn)生的原因系統(tǒng)誤差可以分為： （1）儀器誤差（儀器本身） （2）安裝誤差（儀器安裝與使用） （3）環(huán)境誤差（使用環(huán)境條件） （4）方法誤差（測量或計算方法） （5）操作誤差（人為誤差） （6）動態(tài)誤差（儀器動態(tài)特性與被測瞬變量之間的不匹配） 2.2 系統(tǒng)誤差的特征 系統(tǒng)誤差的示意圖如下： 2.3 消除系統(tǒng)誤差的方法 （1）消除產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源 （2）用修正方法消除系統(tǒng)誤差 （3）常用消除系統(tǒng)誤差的具體方法：交換低消法、替代消除法、預檢法。 2.4 系統(tǒng)誤差的綜合 對影響同一被測量的n個系統(tǒng)誤差進行

7、綜合，主要有以下的幾種方法： 1、代數(shù)綜合法 前提：可以估計出各系統(tǒng)誤差分量的大小和符號。 絕對誤差： 相對誤差： 2、算術(shù)綜合法 場合：不能估計出各個系統(tǒng)誤差的符號，可采用最保守的算術(shù)綜合方法。 絕對誤差： 相對誤差： 3、幾何綜合法 如果誤差的分量較多，則采用算術(shù)綜合法會把總的誤差估計過大?？紤]各個分量最大誤差同時出現(xiàn)的概率。 絕對誤差： 相對誤差： 配合P28例3-1進行復習。 3. 隨機誤差（P29~35） 3.1 隨機誤差的四個特性 （1）單峰性：概率密度的峰值只出現(xiàn)在零誤差附近； （2）對稱性：符號相反、絕對值相等的隨機誤差出現(xiàn)的概率相等； （3

8、）有限性：在一定測量條件下，誤差的絕對值一般不超出一定范圍； （4）抵償性：由隨機誤差的對稱性可以推論出當時，，即由于正負誤差的相互抵消，即一系列等精度測量中各個誤差的代數(shù)和趨于零。 3.2 標準誤差 隨機誤差的分布規(guī)律的函數(shù)表達式： 式中，y為隨機誤差為時的概率密度；為標準誤差（或稱均方根誤差），表達式如下： 這里，為測量值和真值之差。 有限次測量時的標準誤差為： 式中，為測量值與平均值之差。 3.3 算術(shù)平均值的標準誤差S 貝塞爾公式： 從上式中可以看出，增加測量次數(shù)時，可以減小隨機誤差對測量結(jié)果的影響。 3.4 算術(shù)平均值的極限誤差 以上計算的

9、、S、均與被測量的量綱相同。 注意分清哪些是理論的、哪些是測量列的、哪些是關(guān)于測量列的算術(shù)平均值的。 4. 可疑測量數(shù)據(jù)的剔除（P35~38） 4.1 萊依特準則 測量列中若某一數(shù)值與該組數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值之差大于三倍該組數(shù)據(jù)的標準誤差時，認為為過失誤差，對應為壞值，予以剔除，即準則為： 剔除可疑數(shù)據(jù)之后在計算算術(shù)平均值和標準誤差，再次檢驗。 注意：萊伊特準則在重復測量次數(shù)n≤10時就不那么可靠。 4.2 格拉布斯準則 當n較小時，可以采用該準則，判別壞值的步驟如下： 1）計算格拉布斯準則數(shù)： 即，； 2）選擇一個顯著度（危險率），結(jié)合測量次數(shù)n，在格拉布斯準則數(shù)表

10、中查找相應的值； 3）判別是否大于，若 則可以認為中含有粗大誤差，應予以剔除。之后重復計算剔除之后的測量列的格拉布斯準則數(shù)，再次判別。 結(jié)合書本P37例3-2進行復習。 5. 隨機誤差的計算（P41~48） 5.1 直接測量誤差的計算 對某一被測量進行m次重復等精度測量后，得到的m個測定值，按照如下步驟進行測量誤差的計算： 1）使用萊伊特準則或者格拉布斯準則，剔除過失或粗大誤差； 2）修正系統(tǒng)誤差； 3）最后在確定不存在粗大誤差與系統(tǒng)誤差的情況下，對剔除壞值之后的n個測量量進行隨機誤差進行分析和計算： 3.1 計算的平均值 3.2計算的偏差、以及； 3.3計算均

11、方根誤差和極限誤差 3.4計算算術(shù)平均值的均方根誤差S和極限誤差 3.5計算算術(shù)平均值的相對極限誤差 3.6得出被測量值為： （檢查偏差中有無大于極限誤差者，若有則剔除相應的測量值，這一步可以在最前面進行。） 結(jié)合書本P42頁例3-5進行復習。 5.2 “權(quán)”的概念 某一次側(cè)量結(jié)果越可靠，其在被采用的時候的權(quán)重就越大?！皺?quán)”和標準誤差的平方成反比： 注意：起作用的不是權(quán)的絕對值，而是他們之間的比值。這里所用計算標準誤差的數(shù)值應是去除系統(tǒng)誤差之后的。 非等精度測量中真值的最佳估計值為測量值的加權(quán)平均值： 這里，為各列測量值的算數(shù)平均值。 加權(quán)算術(shù)平均

12、值的均方根誤差為： 注意，這里的計算方式也可以采用下面的公式，用每個測量列的算術(shù)平均值的標準誤差來取代上式分母中的標準誤差。 結(jié)合書本P44頁例3-6復習，不過要注意的是，在計算時最好采用，統(tǒng)一形式，作業(yè)題中的做法可以參考。最終的結(jié)果寫成的形式。 5.3 多次間接測量時，間接測量誤差的計算 間接測量量的最佳值、標準誤差、極限誤差和相對誤差的計算公式分別為： 此為原理決定的函數(shù)關(guān)系，如功率與轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的關(guān)系 這里，分別為測量量序列、和的算術(shù)平均值；分別為各測量量序列的算術(shù)平均值的標準誤差。 結(jié)合書本P47頁例3-8復習，并注意求間接測量函數(shù)誤差的計算步驟（七步法

13、）： 1、求各直接測量量的算術(shù)平均值； 2、求各直接測量量的測量列的標準誤差，并用萊依特準則剔除可疑測量數(shù)據(jù)； 3、求各直接測量量的算術(shù)平均值的標準誤差； 4、求間接測量量的算術(shù)平均值； 5、求間接測量量的算術(shù)平均值的標準誤差； 6、求間接測量量的極限誤差和相對極限誤差； 7、間接測量結(jié)果的表示方法。 6.有效數(shù)字與計算方法（P52~53） 6.1有效數(shù)字的計算法則 1、記錄測量值時，只保留一位欠準數(shù)字； 2、除另有規(guī)定外，欠準數(shù)字表示末位有1個單位的誤差；（如分度值為1℃的溫度計誤差為0.1℃） 3、有效數(shù)字位數(shù)確定后，其余數(shù)字應一律舍去，舍去原則：“四舍六入五湊偶

14、”，即末尾數(shù)為5時前一位為奇數(shù)則加1、為偶數(shù)則舍去不計；（0.345保留兩位有效數(shù)字→0.34；0.355保留兩位→0.36） 4、當?shù)谝晃挥行?shù)字大于等于8時，計算有效數(shù)字位數(shù)時可多計一位； 5、加減運算時，其和或差的小數(shù)點后面所保留的位數(shù)應與所參與運算的諸數(shù)中小數(shù)點后位數(shù)最少者相同； （例：13.65+0.0082+1.632→13.65+0.01+1.63=15.29） 6、乘除運算時，各因子應保留的位數(shù)，以相對誤差最大或有效數(shù)字位數(shù)最小為標準，所得的積或商的準確度不大于準確度最小的那個因子； （例：0.012125.641.05782=0.012125.61.06=0.328

15、，即有效數(shù)字位數(shù)保留到和0.0121相同的三位） 7、對數(shù)計算中，所取對數(shù)尾數(shù)應與其真數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)相同；推而廣之，函數(shù)中應變量的有效數(shù)字和自變量的有效數(shù)字位數(shù)相同； 8、在所有算式中的常數(shù)等特定數(shù)值，以及作為乘數(shù)的、1/3等的有效數(shù)字位數(shù)可以根據(jù)需要取舍； 9、計算平均值時，若為四個數(shù)或超過四個數(shù)，平均值的有效數(shù)字位數(shù)可增加一位； 10、表示精度時，在大多情況下只取1位，最多取兩位有效數(shù)字。 7. 正交試驗補充內(nèi)容（補充） 7.1 五步正交試驗步驟 1.確定試驗中欲考察的的因子數(shù)和水平數(shù)，選取合適的正交表； 2.根據(jù)正交表，獲得試驗方案； 3.完成試驗，獲得試驗結(jié)果；

16、4.對正交試驗數(shù)據(jù)作直觀（級差）分析，確定最優(yōu)試驗方案； 5.與正交表所獲得的最佳試驗方案進行對比，如需要，完成補充試驗。 7.2 正交試驗表的選取 正交表的種類如下圖： 考察5個三水平因子和1個二水平因子，最低實驗次數(shù)為： 即所選的正交表的行數(shù)不少于12，同時，要在二水平列大于等于1，三水平列大于等于5的正交表中選擇，可選（2的階數(shù)1≥1，3的階數(shù)7≥5，L的下標18≥12，滿足要求）正交表。 第四章. 傳感器的基本類型及其工作原理-------------------------- 1. 傳感器的分類（P63） 1.1 參數(shù)型：電阻、電容和電感等信號； 1.2 能

17、量型：壓電、磁電、熱電、光電； 2. 應變片的溫度補償（P64~66） 各種不同的應變片（緩解一下視覺疲勞，這個圖不考）： 2.1 產(chǎn)生溫度誤差的原因 溫度變化引起的應變片電阻的變化，會帶來測量時的溫度誤差，產(chǎn)生的原因主要有兩方面： →1、溫度變化引起的應變片敏感柵的電阻變化及附加變形； →2、因試件材料與敏感柵材料的線脹系數(shù)不同，從而使應變片產(chǎn)生附加變形。 說明： 溫度變化，被測構(gòu)件的伸長量為： 應變片的伸長量為： 由于線脹系數(shù)的不同，應變片產(chǎn)生附加變形： 由附加變形引起的電阻變化為： 同時，溫度變化的同時產(chǎn)生電阻的變化為： 因此，由于溫度的

18、變化而一起的電阻的變化可以表示為： 溫度變化引起的“虛假”應力的計算實例： 2.2 溫度補償方法 （1）橋路補償 采用軸線相互垂直的兩片應變片，一片作為工作片另一片作為補償片，如圖所示： 固定電阻，電橋平衡條件：。溫度變化之后兩片應變片上的電阻增量符號相同、大小相等，電橋仍能平衡，消除了溫度的影響。 大溫度梯度會影響補償效果。 （2）應變片自補償 2.1）選擇特定的應變片：電子溫度系數(shù)與構(gòu)件、應變片的材料線脹系數(shù)差值滿足如下關(guān)系：； 2.2）采用雙金屬敏感柵自補償應變片：將兩種不同電阻絲材料溫度系數(shù)的材料串連繞制成敏感柵，使兩者由于溫度引起的電阻變化相互抵消（結(jié)構(gòu)如下

19、圖）； 2.3）熱敏電阻補償：熱敏電阻的阻值隨溫度上升而下降，提高電橋的輸出，補償應變片引起的輸出下降，原理如下圖： 3. 熱電偶的基本性質(zhì)（P80） 3.1 均質(zhì)材料定律 由一種材料組成的閉合回路，無論截面是否變化，也不論在電路內(nèi)存在什么樣的溫度梯度，電路中都不會產(chǎn)生熱電動勢。反之，如果回路中有熱電動勢存在，則材料必為非均質(zhì)的。 應用：該定律直接由熱電效應給出。 3.2 中間導體定律 在熱電偶中插入第三種（或多種）均質(zhì)材料，只要所插入材料的兩端溫度相同，不論此材料本身的某一段是否存在溫度梯度，也不論插入的材料是否接在導體A和B之間，還是接在某一種導體中間，均不會有附加的

20、熱電動勢發(fā)生，即插入第三種（或多種）導體不會使熱電偶的熱電動勢發(fā)生變化。 應用：熱電偶焊接以及接入儀表時不會影響熱電偶的測量結(jié)果。 3.3 中間溫度定律 在兩種不同材料組成的熱電偶回路中，接點溫度分別為和，熱電動勢等于熱電偶在連接點溫度為和時相應的熱電動勢和之和： 應用：冷端溫度補償。 3.4 標準電極定律 如果兩種導體A和B分別與第三種導體C組合成熱電偶AC和BC的熱電動勢已知，則可求出由這兩種導體A、B組合成熱電偶AB的熱電動勢為： 注意相配時的順序：若EAB>0，則導體A 和B相接時A為正極B為負極，反之A負B正。 應用：利用這條定律，可以從幾個熱電極與標準電

21、極組成熱電偶時所產(chǎn)生的熱電動勢，求出這些熱電極彼此任意組合時的熱電動勢。 4. 熱電偶冷端溫度補償（P81~83） 4.1 為什么需要對冷端進行溫度補償？ 冷端溫度需要為一定值以使熱電偶產(chǎn)生的電動勢為溫度t的單值函數(shù)，但冷端由于受到環(huán)境溫度的影響很難維持為一個定值，為減小測量誤差需對冷端進行溫度補償，使熱電動勢只隨被測溫度變化： 4.2 具體冷端溫度補償法 1、冷端恒溫法 用冰水容器保持冷端溫度為0℃的測溫方法；兩支相同的熱電偶，其中一支主熱電偶的接點感受被測溫度t；另一支輔助熱電偶的接點置于盛有少量冰水混合物的試管中，保持為0℃。 兩熱電偶的同質(zhì)電極相接，當另一電極B與銅導

22、線連接處的溫度保持一致（），則電路中不會產(chǎn)生其他附加熱電動勢，測溫電壓計的讀數(shù)只隨被測溫度t變化。 2、冷端補償器法 在很多實際測量的情況下，既沒有長期保持0℃的條件，也沒有長期維持冷端恒溫的條件，熱電偶的冷端溫度隨時間和所處的環(huán)境變化，無法采用冷端恒溫法進行補償。 這時可以采用冷端補償器來自動補償?shù)淖兓y量電路如圖。當隨環(huán)境溫度升高時，增大，則a點電位降低，使增加。 由于升高，將減小。通過合理選擇橋路的限流電阻，使的增加值等于，那么總電動勢E將不隨變化，相當于使冷端溫度自動處于0℃，達到了補償?shù)哪康摹? 原理如右圖。 3、冷端溫度校正法 熱電偶的分度是在冷端保持為0℃條件下進行

23、的。在實際使用條件下，若冷端溫度不能保持為0℃，則工作狀態(tài)和用冷端溫度為0℃標定時產(chǎn)生的熱電動勢就不同。這時，可以把冷端置于已知的恒溫條件下，根據(jù)中間溫度定律有： 其中，是根據(jù)冷端所處的已知溫度由熱電偶分度表查得的熱電動勢。根據(jù)所測得的熱電動勢和查到的兩者之和再去查熱電偶分度表，即可得到所測量的實際溫度。 4、補償導線法 冷端與熱源靠得很近時，其溫度的變動范圍可能很大，影響測量的準確度，應將冷端引出，遠離熱源。對于貴金屬熱電極當作延長線來使用則不經(jīng)濟，考慮到這段延長的熱電極并不在高溫下工作，可以選擇某些容易獲得的金屬作為熱電偶的延長部分(補償導線)，只要這些金屬相配后在某個有限溫度范

24、圍內(nèi)(例如0℃～100℃)的熱電動勢與主熱電偶的熱電動勢相同。使用補償導線是廣泛使用的溫度校正、增加測量距離的方法。示意圖如下： 注意：相配后在某個有限的溫度范圍內(nèi)補償導線的電動勢與主電動勢要相同。 5. 光電式傳感器（P84~85） 光電傳感器的幾種應用形式為： 5.1 輻射能源A發(fā)出的光通量直接作用到光電元件上并轉(zhuǎn)換為電信號；光電高溫計和比色高溫計。示意圖如下： 照射式 5.2 一定強度的光通量通過被測物B后到達光電元件，作用在光電元件上的光通量大小反映了被測物對光的吸收程度；透光式煙度計。示意圖如下： 透射式 5.3 由被測物C的表面反射過來，由光電元件感受的

25、光通量，其大小反映反射表面的性質(zhì)或狀態(tài)；測量物體表面粗糙度的儀器或反射式光電轉(zhuǎn)速計。示意圖如下： 反射式 5.4 光電元件感受的光通量隨物體D的位移或幾何尺寸而變化；測量位移的傳感器。示意圖如下： 遮擋式 5.5 光電元件反應出在單位時間內(nèi)通過光脈沖的數(shù)量。光電轉(zhuǎn)速計。示意圖如下： 數(shù)字式 注意，前四種屬于模擬式傳感器，第五種屬于數(shù)字數(shù)傳感器。 第五章. 溫度測量----------------------------------------------------------- 1. （接觸式）測溫元件的溫度測量誤差（P106） ? 安裝誤差；（使測量結(jié)果偏?。?/p>

26、 ? 環(huán)境溫度與壓力的影響；（使測量結(jié)果可能偏大可能偏?。? ? 輻射引起的誤差；（偏?。? ? 熱傳導引起的誤差；（偏?。? ? 高速流動氣體的溫度測量誤差。（偏大） 2. 測量流體溫度的感溫元件安裝要求（P107） 測溫元件應與被測介質(zhì)形成逆流，或迎著被測介質(zhì)的流向斜插的方式，至少也須與被測介質(zhì)正交，應盡量避免與被測介質(zhì)形成順流； ? 安裝時，要使測溫元件處于管道中心，傾斜安裝時，保護管頂端要高出管中心線5～10mm； ? 保證測溫元件有足夠插入深度； ? 在測溫元件插入處附近的管道或容器壁外，要有足夠的絕熱層； ? 在直徑小的管道上安裝測溫元件時，可裝置擴大管。 3. 熱

27、電偶的安裝方式不同引起的誤差（P107~108） 熱電偶各安裝方式的測溫誤差比較： ? 點接觸式 > 面接觸式 > 等溫線接觸式 等溫線接觸式的熱電偶沿著等溫線敷設，熱接點的導熱損失最小，測量誤差也最小。 點接觸式熱電偶因?qū)釗p失都集中在一個接觸點上，熱量不能得到充分的補充，故測量誤差最大。 面接觸式熱電阻絲的熱損失由導熱良好的金屬補償，故測量誤差比點接觸式小。 第六章. 壓力測量----------------------------------------------------------- 1. 上止點位置和曲軸轉(zhuǎn)角信號的確定（P139~141） 1.1 上止點位

28、置的確定 1、磁電法 繞有線圈的永久磁鐵固定在機體上某一位置；在飛輪圓周上裝一個用導磁材料制成的凸尖；凸尖與傳感器磁鐵開口之間的間隙調(diào)整到0.15～0.2mm；這種方法測得的上止點實際上為靜止上止點。 2、氣缸壓縮線法 利用壓力傳感器，在倒拖或滅缸的情況下，測得氣缸的壓縮壓力曲線；作平行于大氣壓力線的直線，連接這些直線的中點即所得到上止點線；由于氣缸內(nèi)的壓縮空氣和缸壁存在熱交換，壓縮過程與膨脹過程并不相同，且不可避免存在泄漏；實際這條壓縮壓力曲線并不垂直；此方法求得的上止點比較接近動態(tài)上止點，因此被廣泛采用。 3、電容法 將傳感器的電極和活塞分別作為電容的兩極；當活塞作住復運動時，

29、電容傳感器的電容量發(fā)生變化，可將最大電容量的信號作為動態(tài)上止點的信號；出于活塞和連桿受力變形及溫度的影響，一般壓縮終了所測得的上止點相位比排氣終了時所測得的上止點相位領(lǐng)先；后者的上止點相位更接近靜態(tài)上止點的相位。 1.2 曲軸轉(zhuǎn)角信號的確定 1、光電法 通常在光柵盤的外圈按所要求的角分辨率加工一定數(shù)目的轉(zhuǎn)角光柵；在光柵盤的內(nèi)圈只加工一條光柵作上止點信號；當光源通過光柵到達另一側(cè)由兩個光電元件制成的接受器時，分別產(chǎn)生轉(zhuǎn)角和上止點兩組信號。 2、磁電法 在曲軸上安裝一個齒盤，磁電式傳感器固定不動；當曲軸旋轉(zhuǎn)，齒盤上的每一個齒經(jīng)過傳感器時，都會產(chǎn)生一個感應電動勢脈沖；齒盤的齒數(shù)就決定產(chǎn)生的

30、脈沖數(shù)，以此來確定曲軸轉(zhuǎn)角的度數(shù)。 3、上止點基準法 由于兩個上止點信號之間的曲軸轉(zhuǎn)角為360度，因此當內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)時，可以根據(jù)不斷產(chǎn)生的上止點信號，利用計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來求得曲軸轉(zhuǎn)角信號；利用光電法和磁電法確定轉(zhuǎn)角信號時，其角分辨率一般只能做到1度或最小為0.5度；若采用脈沖倍頻器增加脈沖頻率，則角分辨率可達0.1度；采用上止點基準法，轉(zhuǎn)角的分辨率可大幅度提高。 2. 內(nèi)燃機氣缸動態(tài)壓力的測量（P138） 2.1 目前普遍采用的氣缸動態(tài)壓力測量方法 電測方法測量動態(tài)壓力。 2.2 常用的缸內(nèi)壓力傳感器 石英晶體壓電傳感器，要獲得信號還需要一個電荷放大器。 2.3 采樣集點法

31、 1、橫向集點法：對應某些確定的壓力值，采集氣缸壓力與之相平衡時的曲軸轉(zhuǎn)角（已不用）； 2、縱向集點法：在確定的曲軸轉(zhuǎn)角下采集相應的缸內(nèi)氣體壓力值。 第七章. 流速測量----------------------------------------------------------- 1. 熱線風速儀的工作原理（P149~150） 1.1 工作原理 熱線在流體中的熱量損失與其焦耳熱平衡時，有如下的關(guān)系： 在這個式子中，熱線的溫度和電阻是一一對應的，因此，流體的流速v是電流和溫度（或電阻）的函數(shù)： 只要固定一個量（恒流：I或者恒溫：Tw），流速就變成另一個變量的單值函

32、數(shù)了。據(jù)此，可以設計兩種不同類型的熱線式風速儀：恒流式和恒溫式熱線風速儀。 1.2 恒流式熱線風速儀 保持加熱電流不變（），熱線的表面溫度隨流體流速而變化，其電阻值也隨之改變；假定熱線尚未置入流場（或流速較小），測量電橋處于平衡狀態(tài)，即檢流計指向零點；當熱線被放置到流場中后，熱線的溫度和阻值也隨之減小，電橋失去平衡，檢流計偏離零點；調(diào)節(jié)可變電阻，直至其增大量抵消的減小量，此時，電橋重新恢復平衡，檢流計回到零點，電流表也回到原來的讀數(shù)；通過測量的改變量可以計算出被測流速。示意圖如下： 1.3 恒溫式（恒電阻）熱線風速儀 通過調(diào)節(jié)熱線兩端的電壓以保持熱線的電阻不變。這樣就可以根據(jù)電壓值

33、的變化，測出熱線電流的變化。進而計算流速；當熱線因氣體流動而出現(xiàn)溫度下降、電阻減小，致使電橋失去平衡時，增加電橋的供電電壓，促使熱線溫度回升，阻值回增，直至電橋重新恢復平衡；通過測量I 的改變量可以計算出被測流速。示意圖如右： 恒流式受熱線熱慣性的影響，產(chǎn)生相位滯后等缺點，現(xiàn)在的熱線流速儀大多采用頻率特性較好的恒溫式。 第八章. 流量測量----------------------------------------------------------- 1. 流量計的類型（P161~162） 1.1 容積型流量計 具體有：橢圓齒輪流量計、腰輪（羅茨）流量計、轉(zhuǎn)筒式流量計等。 1.

34、2 速度型流量計 具體有：節(jié)流式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、超聲波流量計等。 1.3 質(zhì)量型流量計 直接型、推導型和溫度壓力補償型三種。 2. 流量計的選用原則（P162~163） 1、根據(jù)被測流體的性質(zhì)選擇 2、根據(jù)用途選擇 3、根據(jù)工況條件選擇 4、其他：如安裝位置、安裝尺寸及流通管路的振動情況等等。 第十章. 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率測量------------------------------------------- 1. 非接觸式轉(zhuǎn)速表（P192~193） 1.1 光電式轉(zhuǎn)速傳感器 有：投射式和反射式兩種。 1.2 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器。 與光電式相比，磁電式轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)

35、構(gòu)簡單、無需配置專門的電源裝置、脈沖信號不會因為轉(zhuǎn)速過高而減弱，因此使用更廣泛。 2. 直流電力測功機（P199~202） 屬于電力測功機的一種；結(jié)構(gòu)如下： 2.1 直流電力測功機的特性曲線 圖中同時給出轉(zhuǎn)矩Tt、測量功率PT、驅(qū)動轉(zhuǎn)矩Tm、驅(qū)動功率P與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。圖中各種特性曲線的含義如下： A為最大電流線：此時對應于最大勵磁電流和最小負荷電阻，即為負荷調(diào)節(jié)處于最大位置時的固有特性；A1、A2分別為負荷調(diào)節(jié)處于中間位置時的固有特性；其特性曲線的形狀為直線型。 B為最大轉(zhuǎn)矩線：受電樞的機械強度限制； C為最大功率線：受電機散熱條件限制； D為最高轉(zhuǎn)速線：受旋轉(zhuǎn)部分所能承受

36、的最大離心力限制； E為最小吸收轉(zhuǎn)矩或功率線：此時雖無勵磁電流通過，但仍存在軸承及空氣阻力，因而在E線之下存在不能測定區(qū)（圖上剖面線范圍） 3. 電渦流測功機（P204~205） 將被測動力機械的功率所產(chǎn)生的電渦流轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉。結(jié)構(gòu)如下圖： 3.1 電渦流測功機的特性曲線（未劃重點） 轉(zhuǎn)矩特性曲線的形狀為對數(shù)型。 4. 水力測功機（P206~207） 4.1 水力測功機的特性曲線 轉(zhuǎn)矩特性曲線的形狀為指數(shù)型。 5. 測功機的選型依據(jù)（P207~208） 測功機的選型依據(jù)主要有以下幾點： 5.1 工作范圍 5.2 測量精度 5.3 響應速度 5.4

37、 工作穩(wěn)定性 轉(zhuǎn)速恢復能力：水力測功機>電力測功機>電渦流測功機 5.5 低速制動性 電渦流測功機具有對數(shù)形式的轉(zhuǎn)矩特性曲線，在低轉(zhuǎn)速時可以輸出較大的力矩，故其低速制動性能最好。 6. 測功機轉(zhuǎn)矩測量的誤差分析（P209，結(jié)合ppt_40頁） 所有平衡式測功機外殼所受擺動轉(zhuǎn)矩，在理論上應與測功機測量的轉(zhuǎn)矩相等。然而由于擺動阻力、測力機構(gòu)的幾何關(guān)系失真以及測功機安裝不當?shù)仍?，必定存在誤差，主要包括： ? 風阻引起的誤差 ? 外殼擺動引起的誤差 ? 水管、導線引起的誤差 ? 測功機主軸不水平和擺動外殼不平衡引起的誤差 ? 測力機構(gòu)幾何關(guān)系失真和裝

38、配不當引起的誤差 第十一章. 氣體組分測量與分析----------------------------------------- 1. 氣體成分的取樣方法（P210） 氣體成分的五樣方法具體如下： 直接取樣法（Direct Sampling） 全量取樣法（Full Flow Sampling） 比例取樣法（Proportional Sampling） 定容取樣法（Constant Volume Sampling，CVS） 2. 針對各種氣體成分的測量分析儀器 2.1 針對HC 氫火焰離子檢測器（Flame Ionization Detector，F(xiàn)ID） 2.2 針對C

39、O 不分光紅外氣體分析儀（Non-Dispersive Infrared Analyzer，DNIR） 2.3 針對O2 氧化鋯氧量分析儀 2.4 針對NOx 化學發(fā)光檢測器（Chemiluminescent Detector，CLD） 2.5 測量煙度的方法 透光法和濾紙法（也叫反射法）。 第十三章. 噪聲測量-------------------------------------------------------- 1. 聲壓與聲壓級（P245~246） 1.1 聲壓 聲壓為聲波波動引起傳播介質(zhì)壓力變化的量值。 聽閾聲壓：110-5Pa；痛閾聲壓：20Pa。

40、1.2聲壓級 聲壓p的聲壓級Lp定義如下： 式中，是基準聲壓：210-5Pa。聲壓級的單位為分貝（dB），是一個相對于基準的比較值，反映聲音的相對強度。 2. 聲能、聲功率、聲能流密度和聲強（P246） 2.1 聲能 聲能包括介質(zhì)振動的動能和形變的位能。 2.2 聲能密度和聲功率 聲能密度為單位體積的聲能，用e表示。 聲功率[W]單位時間聲源傳播的總聲能，單位W。 2.3聲能流密度和聲強 聲能流密度為單位時間內(nèi)通過與能量傳播方向垂直的單位面積的聲能，記作w，單位W/mm2。 聲強為聲能流密度在一個周期內(nèi)的時間平均值。 3. 聲功率級和聲強級（P246~247） 3

41、.1 聲功率級 聲功率級定義為： 式中，基準聲功率：。聲功率級的單位是分貝（dB）。 3.2 聲強級 聲強級的定義為： 式中，基準聲強：。聲強級的單位是分貝（dB）。 4. 聲級的合成、分解與平均值計算（P249~250） 4.1 聲級的合成 聲級合成的原則：能量疊加原則。 各個聲源聲壓級的合成時，總聲壓級與各聲源聲壓級（i=1,2,3,…,n）之間的關(guān)系為： 4.2 聲級的分解 待測噪聲聲壓級、拆除待測部件后的背景噪聲和整機噪聲聲壓級之間的關(guān)系為： 4.3 聲級平均值的計算 聲級平均值的計算公式為： 5. 噪聲評定值（P251~252） 5.1 響度級 響度級是根據(jù)人耳對聲音的感受與聲壓和頻率有關(guān)的聽覺特性而提出的噪聲評定值。 選取1000Hz的純音為基準聲，如果待測的聲音聽起來和某一基準聲一樣響，則該基準聲的聲壓級dB值就是待測聲音的響度級，單位為phon（方）。注意：頻率不同但同樣響度的聲音，聲壓級不同。 5.2 計權(quán)聲級 頻率計權(quán)網(wǎng)絡：將噪聲中某些頻率成分進行衰減的專門設計的頻率修正電路。 計權(quán)聲級（噪聲級）：用帶有頻率計權(quán)網(wǎng)絡的儀器測得的噪聲值為計權(quán)聲級。 計權(quán)網(wǎng)絡分：A計權(quán)網(wǎng)絡、B計權(quán)網(wǎng)絡和C計權(quán)網(wǎng)絡。其中，A聲級最能反映人耳的聽覺特性。 ---祝大家取得好成績！--- 25