《建筑环境测试技术》第1章 测量的基本知识
建筑环境测试技术知识总结概念大全
测量的定义：以同性质的标准量与被测量比较，并确定被测量相对标准量的比值。
按测量手段分：直接测量——直接从测量仪表的计数获取被测量量值。
间接测量——利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量的量值的测量方法。
组合测量——当测量结果需用多个未知参数表达时,通过改变测量条件，进行多次测量，根据测量量与未知参数间的函数关系，列出方程组并求解，得到未知量等精度测量——测量条件完全相同情况下重复测量非等精度测量——多次测量中，测量条件不尽相同测量方法的选择原则：被测量本身的特性、所要求的测量准确度、测量环境、现有测量设备测量仪表的功能：物理变换功能，将被测量，通过敏感元件，转换便于处理，测量的一种物理量。
信号传输功能，现场测量通过有线或无线将结果传输至控制室。
测量结果显示功能，测量仪表都必须具备显示功能。
精度：测量仪表的读数或测量结果与被测量真值相一致的程度；稳定性；输入电阻；灵敏度；线性度；动态特性1）精密度，仪表指示值的分散性。
反映：随机误差的影响2）正确度，与真值的接近程度。
反映：系统误差3）准确度，精密度与正确度的综合反映真值——测量的物理量，客观存在的量值。
实际值：在每一级的比较中，以上一级标准所体现的值当做准确无误的。
系统误差：在多次等精度测量同一恒定量值时，误差的绝对值和符号保持不变，或当条件按某种规律变化的误差特点：测量条件不变，误差即为确切数值；条件变化时，误差遵循某种确定的规律变化具有可重复性原因：设计制作上的缺陷；测量环境条件与仪表使用要求不一致；采用近似的测量方法或计算公式；测量人员的习惯读数偏差。
系统误差体现了测量的正确度随机误差：同一恒定量值进行多次等精度测量时，其绝对值和符号无规则变化的误差。
特点：有界性，绝对误差的波动有一定界限；对称性：正负误差机会几乎相等；抵偿性：算术平均值趋近于零；单峰性：绝对值小的误差出现的概率大原因：仪表的不稳定等；温度、电源等无规则波动；测量人员读数无规则变化随机误差体现了多次测量的精密度粗大误差：测量值明显偏离实际值所形成的误差产生的原因：测量方法不当；测量操作失误；测量条件突然变化确定系统误差的合成：代数合成法；绝对值合成法；方和根合成法液体膨胀式温度计1. 测温原理组成：液体储存器、毛细管、标尺原理：TV液∵ (体膨胀系数)∴ T V液 H液测温精度优点：直观、准确、简单、价廉。
《建筑环境测试技术》部分课后习题答案(方修睦版)
单次测量均方根误差
1 n 1
n i 1
vi2
1 n 1
n i 1
(xi
x )2
1
29.18 29.242 29.24 29.24 2 29.27 29.24 2
18
5 1 29.25 29.242 29.26 29.24 2
0.0502
算术平均值的标准差
x
n
0.0502 0.0067 56
测量结果 x x 3 x 0.403 0.020 即 x 0.383,0.423
（Q2：用不用去除粗大误差）
23、解：间接测量的标准差：
y
n i 1
f xi
2
0.95%
x
x x
100%
0.005 0.520
100%
0.96%
15、解：随机误差在±σ内的概率：
p
i
1
2
e 2 2
d
0.6826
2
随机误差在±2σ内的概率：
p
i 2
2
1
2
e 2 2
5 、解：示值误差 x x A0 x A
示值相对误差
A
x x
100%
示值引用误差
m
xm xm
100%
精度级别 S 100 m (S 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0)
6、解：示值误差 示值相对误差 示值引用误差
建筑环境测试技术习题与解答
《建筑环境测试技术》2011-2012学年复习题答案（名词解释）1、测量，变差，灵敏限，线性度，极限误差，等精度测量，系统误差，随机误差、粗大误差的概念1）测量：是借助于特殊工具和方法，通过实验手段将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定二者之间的关系，从而得到被测量的量值。
2）变差：又称回差，是指仪表在上行程和下行程的测量过程中，同一被测变量所指示的两个结果之间的偏差灵敏限（静态特性）：灵敏限是指能引起输出变化的输入量的最小变化值。
灵敏度：表示测量仪器对被测量变化的敏感程度。
也就是测量仪表指示值增量与被测量增量之比。
线性度：表示仪表的输出量随输入量变化的规律。
引用误差=（绝对误差的最大值/仪表量程）×100%极限误差：极限误差就是在设计允许误差范围内的最边缘误差。
等精度测量：在保持影响测量误差的各因素不变的情况下对同一被测量进行相同次数的测量过程。
系统误差：在多次等精度测量同一个恒定值时，误差的绝对值和符号保持不变，当条件改变时按某种规律变化的误差。
随机误差：指对同一恒定值进行多次等精度测量时，其绝对值和符号无规则变化的误差。
粗大误差：在一定的测量条件下，测得值明显地偏离实际值所造成的误差。
（2-25填空、选择）1、系统误差的分类？系统误差产生的原因？分类：恒定系差、变值系差原因：测量仪器设计原理及制作上的缺陷；测量时环境条件产生的误差；采用近似值的测量方法或近似值的计算公式；测量人员估计读数时习惯偏于某一方向等原因引起的误差。
2、测量仪表的具有哪些性能参数？主要包括：测量范围、精度、温度稳定性、静态特性、动态特性等。
3、有人想通过减小仪表盘标尺刻度分格间距的方法来提高仪表的精度等级，这种做法能否达到目的？为什么？答：不对，精度等级是以它的允许误差占表盘刻度值的百分数来划分的,其精度等级数越大允许误差占表盘刻度极限值越大。
仪表盘的量程确定，若减小刻度分格间距·4、T、K、J、E、S、R、B分度号的标准热电偶各是什么金属导线构成的？T铜-铜镍、K-镍铬镍硅、J-铁铜镍、E-镍铬铜镍、S-铂铑10 铂、R-铂铑13 铂铑、B铂铑30 铂铑65、标准热电偶型号如何表示的？Pt100表示什么意思？Cu100表示什么意思？答：生产工艺成熟、成批量生产、性能优良的热电偶。
建筑环境测试技术之1测量的基本知识
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3.在线式与离线式测量方法
在线式测量要求测量数据必须是实时的， 离线式测量对测量数据没有实时应用的 要求。
除了以上分类方法以外，还可分为精密 测量与工程测量、等精度测量与不等精 度测量、本地测量与远地测量等
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1.2.4测量方法的选择原则
在选择测量方法时，要综合考虑下列主 要因素：
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3）组合测量 当某项测量结果需用多个未知参数表达时， 可通过改变测量条件进行多次测量，根据测 量量与未知参数间的函数关系列出议程组并 求解，进而得到未知量，这种测量方法称为 组合测量。例如，用铂电阻温度计测量介质 温度时，其电阻值与温度的关系是：
Rt R0 (1 at bt2 )
测量值
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2)间接测量：被测量不能通过直接测量的
方法得到，而必须通过一个或多个直接测 量值利用一定的函数关系运算才能得到。
被测量
直接测量值
y=f(x1,x2,x3……xn)
间接测量费时费事，常在下列情况下使
用：直接测量不方便，或间接测量的结果
较直接测量更为准确，或缺少直接测量仪
器等。
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1.3.2测量仪表的功能 1.变换功能 2.传输功能 3.显示功能
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1.3.3测量仪表的主要性能指标
在选择测量仪表时，需要了解仪表的基 本性能指标，主要包括以下的内容：
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1.精度
精度是指测量仪表的读数或测量结果与 被测量真值相一致的程度。精度高，表 明误差小；精度低，表明误差大。精度 不仅可用来评价测量仪器的性能，也可 做为评定测量结果最主要最基本的指标。 精度又可用精密度、正确度和准确度三 个指标加以表征。
建筑环境测试技术之1测量基本知识
动态参数
1.2.2测量方法分类
1.2.3测量方法 1）直接测量 通过测量能直接得到被测量数值的测量。
被测量
y=x
测量值
2)间接测量：被测量不能通过直接测量的
方法得到，而必须通过一个或多个直接测 量值利用一定的函数关系运算才能得到。
被测量
直接测பைடு நூலகம்值
y=f(x1,x2,x3……xn)
间接测量费时费事，常在下列情况下使
用：直接测量不方便，或间接测量的结果
较直接测量更为准确，或缺少直接测量仪
器等。
3）组合测量 当某项测量结果需用多个未知参数表达时， 可通过改变测量条件进行多次测量，根据测 量量与未知参数间的函数关系列出议程组并 求解，进而得到未知量，这种测量方法称为 组合测量。例如，用铂电阻温度计测量介质 温度时，其电阻值与温度的关系是：
• 为获得客观未知参数值而做的全部工作
意义
• 科学技术发展的基础－正确的思想从哪里来 • 测量技术与计算机模拟技术－相辅相承
测量技术---独立的学科
主要研究内容 测量原理，测量方法，测量工具，测量数据处理
形成分支 力学测量，电学测量，光学测量，热工测量
建筑环境科学中的测量技术 共性问题---系统分析，测量方法，误差分析 个性问题---热工参数为主
若R20未知，则可联立三个方程即可。
问以下测量过程使用了哪种测量方 法？
通过公式 W UI 测量功率
用铂电阻温度计测量温度，电阻 值与温度的关系是 Rt R0(1atbt2)
用水银温度计测量介质温度
2.测量方式不同的测量方法
1）偏差法：用仪器表的指针的位移表
示被测量大小的方法。
2）零位法：亦叫平衡法。测量时用被
建筑环境测试技术复习要点
建筑环境测试技术复习要点■标准化文件发布号：（9456・EUATWK-MWUB・WUNN・INNUL・DDQTY-KII1、测量的11的是什么？答：准确及时地收集被测对象状态信息，以便对其过程进行正确的控制。
2、按测量手段分，测量方法有哪儿种？答：直接测量、间接测量和组合测量。
3、按测量方式划分，测量方法有哪儿种？答：偏差式测量法、零位式测量法和微差式测量法。
4、什么是偏差式测量方法？答：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移表示被测量大小的测量方法。
5、什么是零位式测量方法？答：乂称为零示法或平衡式测量法。
测量时用被测量与标准量相比较，用指零仪表指示被测量与标准量相等，从而获得被测量。
6、什么是微差式测量方法？答：偏差式测量法和零位式测量法相结合，通过测量待测量与标准量之差来得到待测量量值。
7、测量方法选择需要考虑的因素有哪些？答：①被测量本身的特性；②所要求的测量准确度；③测量环境；④现有测量设备等。
在此基础上选择合适的测量仪器和正确的测量方法.8、是否可以认为，只有精密的测量仪器，才可以获得准确的测量结果？答：不是。
正确可靠的测量结果的获得，要依据测量方法和测量仪器的正确选择、正确操作和测量数据的正确处理。
9、测量仪表有什么作用？答：测量仪表是将被测量转换成可供直接观察的指示值或等效信息的器具。
10、测量仪表有哪些类型？答：模拟式测量仪表，数字式测量仪表。
的测量结果的获得，要依据测量方法和测量仪器的正确选择、正确操作和测量数据的正确处理。
11、测量仪表有哪些功能？答：①变换功能；②传输功能；③显示功能。
12、测量仪表的主要性能指标有哪些？答：①精度；［⑴精密度（§ ）;⑵正确度（£ ）；⑶准确度（丫）。
］②稳定度；③输入电阻；④灵敬度；⑤线性度；⑥动态特性。
13、什么是测量精度？答：精度是指测量仪表的读数或测量结果与被测量真值相一致的程度。
14、可以表达精度的三个指标是什么？答：⑴精密度（§）;⑵正确度（£） ; （3）准确度（T）。
建筑环境测试技术
19． 零示法：零示法是在测量中，把待测量与已知标准量相比较，当二者的效应互相抵消时，零示器示值为零，此时已知标准量的数值就是被测量的数值。
20． 替代法：又称置换法，它是在测量条件不变的情况下，用一标准已知量去替代待测量，通过调整标准量而使仪器的示值不，于是标准量的值即等于被测量值。
28． 弹性式压力检测：是利用弹性元件作为压力敏感元件，并且把压力转换成弹性元件位移的一种检测方法。
29． 恒流型热线风速仪：如果在热线工作过程中，人为的用一恒值电流对热线加热，即Iw=常熟。由于流体对热线对流冷却，且冷却能力随着流速的增大而加强，当流速呈稳态时，则可根据热线电阻的大小确定流体的速度，这种形式的风速仪叫恒流型热线风速仪。
4. 如管道直径过小，如直径小于80mm，往往因插入深度不够而引起测量误差，，安装传感器时选择适宜部位安装接扩大管，则可减小或消除此项误差。
5. 传感器可以迎着流体的流动方向沿管道中心线插入安装，可以得到最大的流体介质与传感器的对流换热系数。
6. 尽量选择直径细，导热性能差的保护管，尤其是外漏部分的直径越细越好。
9． 计量器具：复现量值或将被测量转换成可直接观测的指示值或等效信息的量具，仪器，装置。
10． 工作计量器具：工作岗位上使用，不用于进行量值传递而是直接用来测量被测对象量值的计量器具。
11． 示值：由测量器具指示的被测量量值称为被测量器具的示值，也称测量器具的测得值或测量值，它包括数值和单位。
建筑环境测试技术_测试技术.
被测量
y f ( x1 , x2 xn )
直接测量值
天平
热量表
3 ．组合测量：被测量不能通过直接测量或间接 测量得到，而必须通过直接测量的测得值或 间接测量的测得值建立联立方程组，通过求 解联立方程组的办法才能得到最后结果。
公式： f1 ( y1 , y2 ym , x11 , x21 xn1 ) 0
除了以上分类方法以外，还可分为精密测量与工程测 量、等精度测量与不等精度测量、本地测量与远地测 量等。
按测量数据是否需要实时处理分类：在线测量，离线 测量
4．测量方法的选择原则
①被测量本身的特性； ②被测量的准确度； ③测量环境； ④现有测量设备等。 在此基础上选择合适的测量仪表和正确的 测量方法。
4．测试
是测量和试验的全称。
5．检测
是检验和测量的统称。是检验测试某种物体指定 的技术性能指标（判定是否合格）。
第一节 测试技术的基本概念
二．测试技术的作用和任务
1．作用 它是决定制造水平的因素之一。（没有测 试，就没有科学 。）
2. 任务（四个方面）： 1，对产品的模型试验或现场实测，为产品质量和性能提 供客观的评价； 2，通过对设备或零件的参数实测，升级和改善产品质量； 3，通过测试技术验证新的科学规律； 4，通过自动控制，数据采集，实现对设备的状态监控、 产品质量控制和故障诊断等等。
表达式：
L=X/U
标准量（测量单位）
说明：①标准量应是国际或国家公认的。 ②采用的方法或仪器需经验证。
2．测量方法分类
按测量手段分类：直接测量法，间接测量法，组合测量法 按测量方式分类：偏差式测量法，零位式测量法，微差式测量法 按测量敏感元件与否与被测介质接触分类:接触式测量法，非接触式 测量法 按被测对象参数变化快慢分类：静态测量，动态测量 按测量系统是否向被测对象施加能量分类：主动式测量法，被动式 测量法 按测量数据是否需要实时处理分类：在线测量，离线测量 按对测量精度的要求分类：精密测量，工程测量 按测量时测量者对测量过程的干预程度分类：自动测量，非自动测 量 按被测量与测量结果获取地点的关系分类：本地（原位）测量，远 地测量（遥地） 按被测量的属性分类：电量测量和非电量测量 按被测量的属性分类：电量测量和非电量测量。
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三．测量方法的选择原则 ①被测量本身的特性； ②被测量的准确度； ③测量环境； ④现有测量设备。 在此基础上选择合适的测量仪表和正确的 测量方法。
举例：电压表测量高内阻电路端电压。 若电路输出等效内阻为80kΩ ，当电压表 内阻分别为 10MΩ 、 120 kΩ ，对应的数 字电压表测得的电压为：
对于测量者来说，正确度高的精密度不一 定高，反之亦然。但准确度高的正确度和 精密度都高。
三．测量仪表的主要性能指标 1．量程范围： 仪表能够测量的最大输入量与最 小输入量之间的范围称作仪表的量程范围。 量程：在数值上等于仪表上限减去仪表下限。 Lm； 2．仪表精度（仪表精度等级） 仪表误差 示值绝对误差： L A
• 如何进行仪表的正确选择？
第一节 测量的基本概念
一．测量的定义 1．概念：测量是运用专门的工具，根据物 理、化学、生物等原理，通过实验和计 算找到被测量的量值。 2. 定义：测量是以同性质的标准量与被测量 比较，并确定被测量相对标准量的倍数。
测量值 被测量
表达式：
L=X/U
标准量
说明：①标准量应是国际或国家公认的。 ②采用的方法或仪器需经验证。
2
在此，温度系数α β 为被测量，可通过测 得在两个不同温度下的电阻值，即通过得 到t1、t2、Rt1、Rt2四个直接测量值建立方 程组通过计算即可得到。
Rt1 R20 (t1 20) (t1 20)
2
2
Rt 2 R20 (t 2 20) (t 2 20)
x x A
x A 100 % A 被测量真值 x x 100 % x 测量值
被测量真值一般无法得到，在实际中通常 以实际值代替。
• 分类： ①系统误差：凡是误差的数值是固定的或 者按照一定规律变化的误差。 ②随机误差：在测量过程中存在许多随机 因素对测量造成干扰，使测得值带有大 小和方向都难以预测的测量误差。
L2 L1 S 100% X 2 X1
L2
L1 X1 X2
2
灵敏度的另一种表示方法为分辨率。 例如某一数字温度表的分辨率为 0.1℃， 即该温度表能区分的最小温度变化为 0.1℃。跳变一个字温度变化0.1℃。 通常分辨率为允许绝对误差的1/3即可。
6．线性度：实际示值与理论示值差值的最 大值与仪表量程的比值。
被测量 传感器 变换器 传输通道 显示装置
1．传感器：是测量系统与被测对象直接发 生联系的部分。对传感器的要求： ①输入与输出有稳定而准确的单值函数关 系。 ②非被测量对传感器作用时，应使其对输 出的影响小到忽略。 ③负载效应小。（负载效应：被测量受到 的仪表的干扰而产生的偏离。）
热电偶
2．变换器（变送器）：将传感器的输出信 号转换成显示装置易于接受的信号。包 括机械放大，电信号放大，电信号转换。
若R20未知，则可联立三个方程即可。
• 按测量方式分类 1 ．偏差法：用仪器仪 表的指针的位移表示 被测量大小的方法。 2 ．零位 法：亦叫平 衡法。测量时用被测 量与标准量比较，不 断调整标准量的大小， 当指 零器 为 0 时，即 可根据标准量的大小 得到被测量的大小。
RX
3．微差法：偏差法与零位法相结合即构成 微差法。通过测量被测量与标准量之差 来得到待测量的值。 除了以上分类方法 以外，还可分为精 密测量与工程测量、 等精度测量与不等 精度测量、本地测 量与远地测量等。
10000 U1 5 4.96 V 80 10000
80kΩ
V + - 5V
120 U2 5 3V 80 120
所以当测量电路的内阻较大时，要测量电路 的端电压需要选用内阻高的数字电压表。
第二节 测量仪表
一．测量系统的组成 测量系统由被测对象和测量设备组成， 测量设备一般由传感器、变换器、显示 装置、传输通道组成。对应的系统框图 如下。
建筑环境测试技术
2004.8
《建筑环境测试技术》课程简介
课程性质：专业基础课。
课程内容：
测量与测量仪表的基本知识。
误差的基本性质与处理。
温度、湿度、压力、流量、流速、液位、 热流量、成分分析、噪声等各种建筑环 境测试参数的测量原理，对应的各种测 量仪表的结构、原理与使用。
参考书目
• 建筑环境设备测试技术，刘耀浩，天津大学 • 自动检测技术，王化祥，化工 • 热工测量与自动控制，张子慧，建工 网站：
二．测量方法 按测量手段分类 1．直接测量：通过测量能直接得到被测量 数值的测量。
被测量
y=x
测量值
2 ．间接测量：被测量不能通过直接测量 的方法得到，而必须通过一个或多个直接 测量值利用一定的函数关系运算才能得到。
被测量
y f ( x1 , x2 xn )
直接测量值
热量表
3．组合测量：被测量不能通过直接测量或 间接测量得到，而必须通过直接测量的 测得值或间接测量的测得值建立联立方 程组，通过求解联立方程组的办法才能 得到最后结果。 公式：
电容式压力变送器
温度变送器
架装式温度变送器
3．显示装置：分为模拟式、数字式、屏幕 式。
模拟式 数字式
4．传输通道：是各仪表之间输入与输出联 系的纽带。传输通道可以是导线、管道、 光缆、无线电通讯等。
二．测量误差与测量精度 1．测量误差：测量值与被测量真值之差。 表示方法： 绝对误差：
相对误差： 示值相对误差：
引用误差：
y 100% Lm
m Lm 100%
基本误差： j
允许误差：仪表出厂之前仪表厂家规定 的仪表基本误差不能超过某一个值。 • 仪表精度等级：允许误差去掉百分号的 值定义为仪表的精度等级。 • 精度等级的国家系列一般为 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。 举例：仪表1：量程范围0～500℃，1.0级； 仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。 1 500 1.0% 5C 结论：同一精度仪表窄量程仪表产生的绝对 2 100 1% 1C 误差小于同一精度宽量程仪表产生的绝对误差。
Lm Lm
Lm
Lm
7．动态特性：仪表的输出响应随输入变化 的能力。
数字压力表
举例：仪表1：量程范围0～500℃，0.5级； 仪表2：量程范围0～100℃，1.0级。
1 500 0.5% 2.5C
2 100 1% 1C
仪表选择时，在满足测试要求的前提下， 尽可能选择小量程的仪表。
3 ．稳定性（稳定误差）：是指在规定的时间、 区间和其他外界条件恒定不变的情况下，仪 表示值变化的大小。例如某数字温度表的稳 定度为0.008%Lm+0.003Lx/8h。 4 ．输入电阻：例如对于数字电压表对输入阻 抗有一定要求。 5 ．灵敏度：稳态下输出变化量对输入变化量 1 的比值。
③粗大误差：明显歪曲测量结果的误差。
2．测量精度：描述测量值偏离真值的程度， 与测量误差有着密切联系。由测量误差 决定。 ①正确度 — 说明测量值与真值之间的接近 程度，反映系统误差大小的程度。 ②精密度 — 说明测量值的分散性，反映随 机误差大小的程度。 ③准确度 — 反映系统误差和随机误差合成 大小的程度。
f1 ( y1 , y2 ym , x11 , x21 xn1 ) 0
f 2 ( y1 , y2 ym , x12 , x22 xn 2 ) 0
f m ( y1 , y2 ym , x1m , x2m xnm ) 0
举例：电阻器温度系数的测量。
Rt R20 (t 20) (t 20)
第一章 测量的基本知识
• 授课时间：2学时 • 主要内容：测量、测量仪表、计量的基 本概念。 • 重点和难点:仪表误差的计算、测量系统 的组成。
思考题
• 按照测量手段进行分类，测量通常分为 哪几种类型？ • 按照测量方式进行分类，测量通常分为 哪几种类型？ • 测量系统由哪几个环节组成？
• 仪表的性能指标有哪些？