第一章 热工测量与计算机控制基础

第一节　测量的定义及方法

一、测量概述

1.测量定义

测量就是以确定量值为目的的一组操作。或者说测量就是利用测量工具,通过实验方法将被测量与同性质的标准量(测量单位)进行比较,以确定出被测量是标准量多少倍的过程。其所得倍数就是测量值,即

x=(1⁃1)

式中　a——被测量;

b——标准量;

x——所得测量值(测量结果)。

可见,被测量由测量值和测量单位两部分组成。

2.测量单位

测量单位是为定量表示同种量的大小而约定的定义和采用的特定量。表示测量单位的约定符号叫单位符号。

为了使科技、生产、贸易及日常生活各方面使用的计量单位都能统一,我国统一实行法定计量单位。我国法定计量单位包括全部的国际单位制单位和选定的非国际单位制单位。

3.国际单位制(SI)

国际单位制(SI)规定了七个基本单位、两个辅助单位,同时给出了词头、导出单位和辅助单位的规则以及其他一些规定,由此建立了比较完整的国际计量单位制。

二、测量方法

测量是一种技术工作,为获取准确、可靠的测量数据,必须根据测量对象的具体特点选择合理的测量方法。

1.根据获得测量结果的方式分类

(1)直接测量。被测量直接与标准量进行比较从而得到被测量值的方法。例如用直尺测量物体长度。

(2)间接测量。通过直接测量与被测量有确定函数关系的有关物理量,然后由已知的函数关系式计算出被测量值的方法。例如要确定长方形面积,则需分别直接测量其长度、宽度,再按面积公式计算即可得到。

(3)组合测量。是在测量出几组具有一定函数关系的量值基础上,通过解联立方程组求取被测量的方法。

2.根据检测仪表工作原理分类

(1)直读法。仪表受到被测量的作用,输出信号发生变化,平衡时,输出信号变化量的大小可模拟被测量的量值,可直接从测量仪表的刻度尺上读出测量结果。因此习惯上称为直读法,也叫偏位测量法。例如用玻璃液体温度计测量温度、用U形管压力计测量压力等属于直读法。

(2)零值法。将被测量与一个已知标准量进行比较,当二者平衡时,检测平衡的仪表指零,这时被测量等于已知的标准量。例如用天平称量物体的质量、用电位差计测量温度等都是零值法的例子。零值法也称为平衡法或补偿法。

(3)微差法。当被测量x尚未完全与已知量b相平衡时,读取它们之间的差值Δ,由已知量b和差值Δ就可求出被测量值(x=b+Δ)。这种方法称作微差法,是一种不彻底的零值法。例如用不平衡电桥测量电阻就属于微差法。

在以上三种方法中,零值法和微差法对于减少测量误差有利,故其测量精度较高,应用较广。