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第一篇 误差分析与实验数据处理 1

第一章 误差及其传递 1

第一节 误差的基本概念 1

1.1 真值与误差 1

1.2 算术平均值与偏差 1

1.3 误差的分类 2

1.4 偶然误差的性质及其数值估计 3

1.5 系统误差及其消除 7

第二节 仪表、传感器的静态精度指标 8

第三节 误差的传递 9

3.1 误差传递的一般公式 9

3.2 传递公式的应用 10

第二章 实验数据处理 14

第一节 数据位数的确定 14

第二节 粗大误差数据的剔除 14

第三节 实验数据的图形表示法 15

第四节 实验数据的方程表示法--一元线性回归和多项式回归 17

4.1 一元线性回归 17

4.2 多项式回归 19

4.3 化曲线为直线或抛物线的回归 21

第五节 实验数据的加权处理 22

5.1 按面积加权 22

5.2 按质量加权 22

5.3 按测量次数加权 23

5.4 按误差加权 23

第六节 误差的合成 24

第二篇 压力、速度和流量测量 25

第三章 压力测量 25

第一节 一般知识 25

第二节 总压测量 27

2.1 L型总压管 30

2.2 带套型总压管 31

2.3 球窝型总压管 31

2.4 多点总压管 31

2.5 附面层总压管 34

2.6 超音速气流中总压的测量 34

第三节 静压测量 35

3.1 壁面静压孔 35

3.2 静压管 38

第四节 气流速度与方向的测量 42

4.1 气流速度的测量 42

4.2 气流速度与方向的测量 44

第五节 校准风洞 59

第六节 设计压力感受器应注意的几个问题 60

6.1 强度问题 60

6.2 感受器的自振频率 61

6.3 堵塞影响 62

6.4 感受器的定位 62

第七节 压力显示仪表 62

7.1 液柱式压力计 63

7.2 弹簧机械式压力表 68

第八节 压力传感器 69

8.1 力平衡式压力传感器 70

8.2 电感式压力传感器 71

8.3 电容式压力传感器 72

8.4 压电式压力传感器 74

8.5 电阻应变式压力传感器 75

8.6 压阻式压力传感器 78

第九节 压力显示仪表和传感器的静态校验设备 81

9.1 活塞式压力计 82

9.2 双活塞真空压力计 83

9.3 浮球式标准压力发生器 84

第四章 流量测量 85

第一节 用测风速法测流量 85

1.1 等环面法 86

1.2 进口流量管 90

第二节 节流流量计 91

2.1 概述 91

2.2 流量公式 91

2.3 流量系数α 94

2.4 流束膨胀修正系数ε 95

2.5 标准节流装置的压力损失△？ 96

2.6 标准节流件的应用条件 96

第三节 卡门旋涡流量计 97

3.1 卡门旋涡流量计的原理 97

3.2 卡门旋涡流量计的结构和工作情况 99

3.3 卡门旋涡流量计的特点和存在的问题 100

第四节 涡轮流量计 100

第五节 浮子流量计 102

第五章 热线风速仪和激光风速仪 104

第一节 热线风速仪 104

1.1 探头构造简介 104

1.2 基本工作方程 104

1.3 恒电阻工作方式 106

1.4 恒电流工作方式 112

1.5 热线风速仪的应用 112

第二节 激光风速仪 114

2.1 差动多普勒效应 114

2.2 光混频 117

2.3 流向判别 118

2.4 差动多普勒的干涉图案解析 119

2.5 二元双色差动多普勒风速仪 121

第三篇 温度测量 123

第六章 温度测量概述 123

第一节 温度及温度测量 123

第二节 温标 124

第七章 热电偶温度计 128

第一节 热电偶测温原理 128

第二节 基本定律及其应用 131

2.1 均质导体定律 131

2.2 中间导体定律 132

2.3 连接导线定律和中间温度定律 133

2.4 参考热电极定律 135

第三节 热电偶的结构及材料 137

3.1 热电偶的基本结构 137

3.2 常用的热电偶材料 138

3.3 绝缘材料和保护管材料 144

第四节 热电偶参考端温度 146

4.1 用保温瓶保持参考端为0℃ 146

4.2 参考端温度tn不等于0℃，但为定值时的补正方法 147

4.3 参考端温度tn在波动时的补正方法 148

4.4 参考端温度不需要补正的热电偶 150

第五节 常用的热电偶测温线路 151

5.1 测量气流平均温度的线路 151

5.2 测量温差的线路 154

5.3 多支热电偶共用一台显示仪表的测量线路 156

第六节 热电偶的检定 158

第七节 测量热电热的显示仪表 161

7.1 动圈式仪表 161

7.2 直流电位差计 163

7.3 电子电位差计 167

第八章 电阻温度计 170

第一节 热电阻及热敏电阻 170

1.1 铂热电阻 171

1.2 铜热电阻 172

1.3 镍热电阻 172

1.4 热敏电阻 173

1.5 热电阻的结构型式 174

第二节 测量热电阻的仪表及线路 176

2.1 平衡电桥 176

2.2 动圈式仪表 178

2.3 电位差计 179

第三节 电阻温度计的应用 180

3.1 不应有附加电阻 181

3.2 用电阻温度计本身的电阻-温度关系推算温度 181

第九章 气流温度测量 182

第一节 高速气流的温度测量 183

1.1 速度误差及复温系数 183

1.2 减小速度误差的方法 188

1.3 复温系数的测定 191

第二节 高温气流的温度测量 193

2.1 热电偶测量端的热交换关系 194

2.2 热电偶的对流换热系数 195

2.3 辐射误差及其减小的方法 199

2.4 导热误差及其减小的方法 202

2.5 催化效应及火焰稳定效应 206

第三节 动态气流温度测量 209

3.1 时间常数及动态响应误差 210

3.2 减小动态响应误差的方法 212

第四节 叶栅后的气流温度测量 216

4.1 流场不均匀的影响 216

4.2 堵塞的影响 217

4.3 转子尾迹的影响 218

第五节 总温热电偶及其设计 219

5.1 几种总温热电偶及其性能 219

5.2 测量气流温度的热电偶类型 222

5.3 总温热电偶的设计 230

第十章 壁面温度测量 234

第一节 表面热电偶 234

1.1 表面热电偶 236

1.2 旋转物体的壁面温度测量 239

第二节 示温涂料 240

2.1 示温涂料及其种类 240

2.2 示温涂料的变色原理及影响因素 242

第十一章 其它测温方法 246

第一节 流量法测温 246

第二节 红外测温 247

2.1 红外测温原理 248

2.2 红外测温系统及其应用 250

第三节 射流测温 254

第四节 激光全息测温 257

第四篇 动态测量基础 260

第十二章 测量系统的动态特性 260

第一节 基本概念 260

1.1 稳态量和动态量 260

1.2 测量系统 261

第二节 一般信号的形式及其频域表示法 262

2.1 一般信号的形式 262

2.2 周期性信号 263

2.3 过渡态信号 266

2.4 随机信号 269

第三节 测量系统的数学模型 274

3.1 概述 274

3.2 零阶仪器 274

3.3 一阶仪器 275

3.4 二阶仪器 276

3.5 线性系统 280

第四节 简单仪器的动态特性 281

4.1 一阶仪器的动态特性 281

4.2 二阶仪器的动态特性 283

4.3 频率特性 287

4.4 动态特性参数 291

第五节 测量系统或复杂仪器的频率特性和它对一般信号的响应 293

5.1 测量系统和复杂仪器 293

5.2 测量系统的频率特性 294

5.3 测量系统频率特性的改善 297

5.4 测量系统对一般信号的响应 303

第六节 测量系统动态特性的校验 308

6.1 正弦信号校验法 308

6.2 脉冲信号校验法 311

6.3 随机信号校验法 314

第十三章 动态信号的显示和记录仪器 316

第一节 光线示波器 317

1.1 工作原理 317

1.2 动态特性 319

第二节 磁带记录器 323

2.1 引言 323

2.2 工作原理 324

2.3 记录方式 326

第三节 电子示波器 330

3.1 引言 330

3.2 基本原理和构造 331

3.3 技术特性 332

3.4 示波图形的照像 333

3.5 记忆示波器 334

3.6 数字示波器 335

第五篇 数字数据采集系统 338

第十四章 数字数据采集系统 338

第一节 概述 338

第二节 数据采集系统的干扰误差 344

2.1 常模干扰误差 344

2.2 共模干扰误差 347

第三节 数据采集系统的主要设备 352

3.1 多路开关 352

3.2 低电平直流放大器 357

3.3 模-数转换器 362

3.4 数字记录装置 368

附录 372

附表一 各种测温材料的物理性质 372

附表二 铂铑10-铂热电偶分度表 374

附表三 铂铑30-铂铑6热电偶分度表 380

附表四 镍铬-镍硅(镍铬-镍铝)热电偶分度表 387

附表五 镍铬-考铜热电偶分度表 393

附表六 铜-康铜热电偶分度表 397

附表七 铂热电阻(Pt 100)分度表 399

附表八 铂热电阻(Pt 50)分度表 403

附表九 铜热电阻(Cu 100)分度表 407

附表十 铜热电阻(Cu 50)分度表 408

参考资料 409