船舶动力装置参数测量技术.ppt

船舶动力装置参数测量技术,课程内容,测试理论基本概念测量误差及数据处理测量系统的基本指标传感器技术计算机技术与测试船舶动力装置参数测量技术（温度、压力、流量、流速、转速、扭矩、液位）,第一章 测量技术概述,测量测量的意义被测量静态参数动态参数：周期性、非周期性、随机测量方法分类（按测量方式可分为）直接测量法直读法比较法间接测量法,测量误差测量值：x真值：x0误差：测量值和真值间的差值误差的表达形式绝对误差:x=x-x0相对误差=x/x*100%,测量结果的表示,误差分类（按照误差出现的规律）系统误差随机误差粗大误差,测量的正确度、精密度、准确度、不确定度正确度：等精度条件下，多次测量，测量值偏离真值的程度，可用系统误差表示 系统误差正确度低精密度：等精度，多次测量，测量值的重复一致程度，可用随机误差表示 随机误差测量数据弥散度大准确度：正确度和精密度的综合，测量值与真值的一致程度不确定度：用测量值表示真值不能肯定的程度,弹着点全部在靶上，但分散。相当于系统误差小而随机误差大，精密度低，正确度高。,弹着点集中，偏向一方，命中率不高。相当于系统误差大、随机误差小，精密度高，正确度低。,弹着点集中靶心。相当于系统误差与随机误差均小，精密度、正确度都高准确度高,四、有效数字,1.概念 数字分类：完全准确数字；有效数字。,有效数字的构成(读取)：准确部分+一位非准确部分(误差所在位)。,(I)物体长度L估读为4.27cm或4.28cm(II)右端恰好与15cm刻度线对齐,准确数字为“15.0”，再加上估读数“0”，则物体长度L的有效数字应记为15.00cm 估计值，一般为最小分度值的1/10的整数倍,位数无限多，如1/3，等,位数有限，如0.333，3.14159等,原则：五下舍，五上入，整五凑偶。,如保留四位有效数字:,3.142,2.717,4.510,3.216,6.379,7.691,测量误差的有效位数：只入不舍,拟舍的第一位数字为5，其后无数字或皆为0,保留末位为奇数,加1，保留末位为偶数,不变,2 有效数字的修约,测量就是将被测量与标准单位进行比较，得到被测量的测量值。测量值必须包括数值和单位如测量课桌的长度为1.2534m只是为了定性确定某对象的物理或化学属性的实验活动，则不宜称为测量（确定物质酸性？）,返回,门捷列夫(1834-1907),科学始于测量,没有测量，便没有精密的科学。,门捷列夫,钱学森(1911-),钱学森,信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术，测量技术是信息技术的关键和基础。,测量科学是现代化生产的支柱之一，也是整个科学技术和国民经济的一项重要技术基础，它对促进生产力发展与社会进步起到重要作用。,我国八个高技术领域（信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造与自动化技术、资源环境技术、航天航空技术、能源技术、先进防御技术）都离不开计量测试与仪器仪表的技术保障作用。,应用举例,卫星上天半导体芯片工业生产需要亚微米级乃至纳米级的高精密光刻技术激光制导和光电对抗技术等日常生活（空凋、汽车工业）,返回,指在测量过程中被测量可以认为是固定不变的。因此，不需要考虑时间因素对测量的影响,指被测量在测量期间随时间（或其他影响量）发生变化,静态测量,如测量长度、质量,动态测量,如测量环境噪声、柴油机缸内压力/温度,返回,直接测量由仪器直接读出测量结果的叫做直接测量如：用米尺测量课桌的长度，电压表测量电压等间接测量由直接测量结果经过公式计算才能得出结果的叫做间接测量 测量g:测量单摆的振动周期T，用公式g测量有效功率Pe：测量M、nPe,返回,真值就是与给定的特定量的定义相一致的量值。客观存在的、但不可测得的（测量的不完善造成）。,可知的真值：理论真值-理论设计值、理论公式表达值等 如三角形内角和180度；约定(实用)真值-指定值,最佳值等，如某些常数,算术平均值当真值等。,绝对误差（absolute error）,定义,测得值,被测量的真值，常用约定真值代替,绝对误差,特点,绝对误差是一个具有确定的大小、符号及单位的量。单位给出了被测量的量纲，其单位与测得值相同。,绝对误差不能完全说明测量的准确度。,用1m测长仪测量0.01m长的工件，其绝对误差=0.0006m，但用来测量1m长的工件，其绝对误差为0.0105m。,前者的相对误差为 后者的相对误差为,用绝对误差不便于比较不同量值、不同单位、不同物理量等的准确度。,定义,特点,相对误差只有大小和符号，而无量纲，一般用百分数来表示。,相对误差常用来衡量测量的相对准确程度,相对误差（relative error）,返回,系统误差：在重复测量条件下对同一被测量进行无限多次测量结果的平均值减去真值,来源：仪器、装置误差；测量环境误差；测量理论或方法误差；人员误差-生理或心理特点所造成的误差。,标准器误差；仪器安装调整不妥,不水平、不垂直、偏心、零点不准等，如天平不等臂,分光计读数装置的偏心；附件如导线,理论公式为近似或实验条件达不到理论公式所规定的要求,温度、湿度、光照，电磁场等,特点：同一被测量多次测量中，保持恒定或以可预知的方式变化 一经查明就应设法消除其影响,分类:,定值系统误差-其大小和符号恒定不变。例如，千分尺没有零点修正，天平砝码的标称值不准确等。,变值系统误差-呈现规律性变化。可能随时间,随位置变化。,处理:,任何实验仪器、理论模型、实验条件，都不可能理想,a.消除产生系统误差的根源(原因),b.选择适当的测量方法,交换法-如为了消除天平不等臂而产生的系统误差 替代法-如用自组电桥测量电阻时 抵消法-如测量杨氏模量实验中，取增重和减重时读数的平均值；,各种消减系统误差的方法都具有较强的针对性，都是些经验型、具体的处理方法!,返回,随机误差,测得值与在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量结果的平均值之差。又称为偶然误差。,定义,特点,在相同测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预知方式变化的误差。,产生原因,实验条件的偶然性微小变化如温度波动、噪声干扰、电磁场微变、电源电压的随机起伏、地面振动等。,随机误差的大小、方向均随机出现，不可预知，不可修正。,but，大量的重复测量的随机误差遵循数理统计规律可以用概率统计的方法处理含有随机误差的数据估计随机误差的大小、分布采取适当措施减小随机误差对测量结果的影响,返回,粗大误差,指明显超出统计规律预期值的误差。又称为疏忽误差、过失误差或简称粗差。,定义,产生原因,某些偶尔突发性的异常因素或疏忽所致。,测量方法不当或错误，测量操作疏忽和失误（如未按规程操作、读错读数或单位、记录或计算错误等）,测量条件的突然变化（如电源电压突然增高或降低、雷电干扰、机械冲击和振动等）。,由于该误差很大，明显歪曲了测量结果。故应按照一定的准则进行判别，将含有粗大误差的测量数据（称为坏值或异常值）予以剔除。,返回,