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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α94

2.4 流束膨胀修正系数ε95

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