熱工測量的概念和測量方法
2014-11-11
本章講述了測量及測量誤差的基本概念，測量的一般方法，測量儀表的組成及種類、測量誤差的種類、表示方法和誤差的處理方法，以及評估測量儀表質量優劣的技術指標等內容。本章重點是測量誤差的種類及表示方法，測量誤差的處理方法及儀表的質量標準。
“測量技術”是研究測量原理、測量方法和測量工具的一門科學。人類在從事科學研究、工程技術及其他一切生產活動時，為了取得各種事物之間的定量關系，就必須進行測量。測量是人們認識事物本質所不可缺少的手段。
不同的科技和生產領域，有不同的測量項目和測量特點。熱工測量是指在熱工過程中對各種熱工參數，比如溫度、壓力、流量、物位等的測量（熱力發電廠中，有時也把成分分析、轉速、振動等列入其中）。
在熱力發電中，通過熱工測量可以及時地反映熱力設備以及熱力系統的運行工況，為進行人員提供操作的依據，并且為熱工自動控制準確、及時的提供所需要的信號。因此，熱工測量是保證熱力設備安全、經濟運行及實現自動控制的必要手段。
一、測量的定義
所謂測量，就是利用測量工具，通過實驗的方法將被測量 與同性質的標準量（即測量單位）進行比較，以確定出被測量是標準量多少倍數的過程。說得到的倍數就是被測量的值，即
L=x/b
式中 x＿被測量
b＿標準量（測量單位）
L＿說得到的被測量的值，即得到的測量結果。
從式中可知，被測量的值與說用個測量單位有關。測量單位認為規定，并得到國家或國際公認。在“國際單位制”誕生前，各國、各地區的測量單位各不相同，同類被測量比較時，必須進行單位換算，很不方便，且有限測量單位指定的科學性和嚴密性比較差。隨著科學技術的發展和國際科技、經濟交往的加強，人們迫切要求制定統一的測量單位。1960年，第十一屆國際計量大會通過了“國際單位制”，代號為SI，它對長度、質量、時間、電流和熱力學溫度等七種基本單位作了統一規定。其他的測量單位，可以由這七種基本單位一一導出。實踐證明，國際單位制具有科學、合理、精確、實用等優點，給生產建設和科技發展帶來了很大方便。我國于1984年2月27號由國務院法布里《關于在我國統一實行法定計量單位的命令》。法定計量單位以國際單位制為基礎，結合我國實際情況增加了一些非國際單位制單位構成。在熱工測量中，應積極推廣使用。
二、測量方法
測量是一種實驗工作，為了及時獲得準確可靠的數據，必須根據行業的要求及被測量對象的特點，選擇合理的測量方法。
根據獲得測量結果的程序不同，測量可分為：
?。?）直接測量。就是將被測量直接與所選用的標準量進行比較，或者用預先標定好的測量儀表進行測量，從而直接得出測量值的方法。如用尺測長度，用玻璃管水位計測水位等。
（2）間接測量。通過直接測量于被測量有確定函數關系的其他各個變量，然后將所得的數值代入函數進行計算，從而求得被測量值的方法稱為間接測量。例如，用平衡容器測量汽包水位；通過測量導線電阻、長度及直接求電阻率等。
?。?）組合測量。組合測量是在測量出幾組具有一定函數關系的liangzhi9d基礎上，通過解聯立方程來取被測量的方法。例如，在一定溫度范圍內鉑電阻與溫度關系為
R1=Rto(1+At+Bt2)
式中Rto-鉑電阻在0℃時的電阻值
Rt-鉑電阻在t℃時的電阻值
A/B-溫度系數（常數）、為了求出溫度系數A、B，可以分別直接測出0℃、t1℃、t℃2三個不用溫度值及相應溫度下的電阻值Rto、Rt1、Rt2，然后通過聯立方程來求得A、B數值。
根據檢測裝置動作原理不同，測量可分為：
(1)直讀法。被測量作用于儀表比較裝著，使比較裝著的某種參數按已知關系隨被測量發生變化，由于這種變化關系已在儀表上直接刻度，故直接可由儀表刻度尺讀出測量結果。例如，用玻璃管水銀溫度計測量溫度時，可直接有水銀柱高度讀出溫度值。
(2)零值法（平衡法）。將被測量與一個已知量進行比較，當二者達到平衡時，儀表平衡指示器零，這時已知量就是被測量值。例如，用天平測量物體的質量，用電位差計測量電勢都是采用了零法。
(3)微差法。當被測量尚未完全與已知量相平衡時，讀取它們之間的差值，由已知量和差值可求出被測量值。用不平衡電橋測量電阻就是用微差法測量的例子。零值法和微差法測量對減小測量系統的誤差很有利，因此測量準確度高。應用較為廣泛。
根據儀表是否與被測對象接觸，測量可分為：
?。?）接觸測量法。儀表的一部分與被測對象接觸，受到被測對象的作用才能得出測量結果的測量方法。例如用玻璃管水銀溫度計測量溫度時，溫度計的溫包應該置于被測介質之中，以感受溫度高度。
（2）非接觸測量法。儀表的任何部分都不必與被測對象直接接觸就能得到測量結果的測量方法。例如用光學高溫計測溫，是通過被測量對象說產生的熱輻射對儀表的作用而實現測溫的，因此儀表不必與對象直接接觸。
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