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第1章 测量和测量仪表的基础知识 1

1.1 测量的概念与意义 1

1.1.1 测量的概念 1

1.1.2 测量与检测的联系与区别 1

1.1.3 测量的意义 1

1.1.4 测量的构成要素 2

1.2 测量方法 2

1.2.1 直接测量法 2

1.2.2 间接测量法 2

1.2.3 组合测量法 3

1.3 测量分类 3

1.3.1 静态测量和动态测量 3

1.3.2 等精度测量和不等精度测量 4

1.3.3 工程测量与精密测量 4

1.4 测量误差 5

1.4.1 基本概念 5

1.4.2 误差的分类 6

1.4.3 误差的来源 7

1.4.4 误差的表示方法 9

1.4.5 测量准确度、正确度和精密度 10

1.5 测量系统 10

1.5.1 测量系统的组成 10

1.5.2 测量系统的基本特性 12

1.6 测量技术的发展状况 19

思考题 21

第2章 测量误差分析与处理 22

2.1 随机误差的分布规律 22

2.1.1 随机误差的正态分布性质 22

2.1.2 正态分布密度函数与概率积分 24

2.2 直接测量误差分析与处理 25

2.2.1 算术平均值原理、真值的估计 26

2.2.2 均方根误差的估计与贝塞尔公式 27

2.2.3 测量结果的置信度 28

2.2.4 测量结果的误差评价 31

2.2.5 小子样误差分析、t分布及其应用 32

2.2.6 非等精度测量与加权平均 35

2.3 间接测量误差分析与处理 37

2.3.1 误差传布原理 38

2.3.2 间接测量误差分析在测量系统设计中的应用 40

2.4 组合测量的误差分析与处理 41

2.4.1 最小二乘法原理 41

2.4.2 正规方程、未知参数最佳估计值的求取 42

2.4.3 组合测量的误差 45

2.5 粗大误差 48

2.5.1 拉伊特准则 49

2.5.2 格拉布斯准则 49

2.6 系统误差 51

2.6.1 系统误差的性质 52

2.6.2 系统误差处理的一般原则 53

2.6.3 系统误差存在与否的检验 54

2.6.4 系统误差的估计 58

2.7 误差的综合 59

2.7.1 随机误差的综合 59

2.7.2 系统误差的综合 60

2.7.3 误差合成定律 60

2.8 测量不确定度 61

2.8.1 概述 61

2.8.2 不确定度的评定 62

2.8.3 不确定度的合成 64

2.9 有效数字及其计算规则 64

2.9.1 有效数字 64

2.9.2 计算规则 65

思考题 65

第3章 温度测量 67

3.1 概述 67

3.1.1 温度和温标 67

3.1.2 温度测量及测温仪表的分类 71

3.2 膨胀式温度计 75

3.2.1 概述 75

3.2.2 玻璃液体温度计 75

3.2.3 固体膨胀式温度计 81

3.2.4 压力式温度计 83

3.3 热电偶温度计 84

3.3.1 热电偶测温原理 84

3.3.2 热电偶的基本定律及其应用 87

3.3.3 热电偶的冷端温度处理 91

3.3.4 热电偶的材料和种类 95

3.3.5 热电偶的结构 101

3.3.6 热电偶的实用测温电路 104

3.3.7 热电偶测温误差分析 106

3.3.8 热电偶的检定和分度 109

3.3.9 热电偶的选择、使用和安装 110

3.4 电阻式温度计 113

3.4.1 电阻式温度计的测温原理 113

3.4.2 金属热电阻温度计 115

3.4.3 半导体电阻温度计 124

3.4.4 热电阻温度计的使用和误差分析 125

3.5 非接触温度测量 126

3.5.1 概述 126

3.5.2 红外测温仪 127

3.5.3 红外热像仪测温 129

3.6 气流温度测量 133

3.6.1 概述 133

3.6.2 低速气流的温度测量 134

思考题 135

第4章 湿度测量 137

4.1 概述 137

4.2 干湿球湿度计 138

4.2.1 干湿球湿度计的原理 138

4.2.2 普通干湿球温度计 139

4.2.3 通风干湿球温度计 140

4.2.4 电动干湿球温度计 140

4.3 毛发湿度计 141

4.4 电阻式湿度计 143

4.4.1 电阻式湿度计的原理 143

4.4.2 氯化锂电阻湿度传感器 143

4.4.3 氯化锂电阻湿度变送器 144

4.5 氯化锂露点式湿度计 145

4.5.1 氯化锂露点湿度传感器原理 145

4.5.2 氯化锂露点湿度测量传感器 146

4.5.3 氯化锂露点式湿度变送器 147

4.6 电容式湿度传感器 148

4.6.1 电容式湿度传感器原理 148

4.6.2 电容式湿度传感器分类 148

4.6.3 电容式湿度传感器连接方式 149

4.6.4 电容式湿度传感器的湿度计算 149

4.7 湿度传感器的基本技术指标 150

4.7.1 精度和长期稳定性 150

4.7.2 湿度传感器的温度系数 151

4.7.3 互换性 151

4.8 湿度计的标定与校正装置 152

思考题 154

第5章 压力压差测量 155

5.1 概述 155

5.1.1 压力、压差测量的意义 155

5.1.2 基本概念 155

5.1.3 压力测量仪表的分类 157

5.2 液柱式压力计 158

5.2.1 U形管压力计 159

5.2.2 单管压力计 160

5.2.3 斜管式压力计 161

5.3 弹性压力计 162

5.3.1 基本原理 163

5.3.2 弹性元件 163

5.3.3 单圈弹簧管压力计 165

5.4 负荷式压力计 167

5.4.1 活塞式压力计 167

5.4.2 浮球式压力计 169

5.5 电气式压力检测仪表 170

5.5.1 压电式压力计 170

5.5.2 电阻式压力计 174

5.6 压力变送器 186

5.6.1 电容式压力变送器 186

5.6.2 霍尔式压力变送器 189

5.7 压力表的选择、安装与校准 191

5.7.1 压力表的选择 191

5.7.2 压力表的安装 192

5.7.3 压力检测仪表的校准 195

思考题 197

第6章 流速测量 198

6.1 毕托管 198

6.1.1 毕托管的工作原理 198

6.1.2 毕托管的形式 200

6.1.3 毕托管的使用 202

6.2 叶轮风速仪 205

6.3 热电风速仪 206

6.3.1 工作原理及其组成 206

6.3.2 结构特点及性能 207

6.4 热线、热膜风速仪 207

6.4.1 工作原理与热线方程 208

6.4.2 平均流速的测量 210

6.4.3 脉动气流的测量 212

6.5 风速仪表的校验 214

6.5.1 风洞的原理结构 214

6.5.2 风速仪表的校验 214

6.6 激光多普勒测速技术 215

6.6.1 多普勒频移 216

6.6.2 激光多普勒测速原理 219

6.6.3 激光多普勒测速光学系统 220

6.6.4 激光多普勒测速的信号处理系统 224

6.6.5 激光多普勒测速中的散射粒子 227

6.6.6 激光多普勒测速方法与实用举例 227

6.7 粒子图像测速技术 229

6.7.1 粒子图像测速原理 231

6.7.2 粒子图像测速的信号处理 233

6.7.3 方向模糊性及解决办法 236

6.7.4 示踪粒子的选择 237

6.7.5 取得好结果的五条重要准则 239

思考题 240

第7章 流量测量 241

7.1 概述 241

7.1.1 流量的定义及表示方法 241

7.1.2 流量计分类和主要参数 242

7.2 转子流量计 246

7.2.1 结构原理和流量公式 246

7.2.2 刻度换算 248

7.2.3 工作特性 251

7.2.4 转子流量计的种类 252

7.2.5 转子流量计的特点 253

7.2.6 转子流量计的选用和安装 254

7.3 节流式差压流量计 255

7.3.1 概述 255

7.3.2 标准节流装置的测量原理和流量公式 256

7.3.3 标准节流装置 259

7.3.4 标准节流装置的适用条件 264

7.3.5 流量公式有关参数的确定 267

7.3.6 标准节流装置的设计计算 270

7.3.7 节流式差压流量计的选用和安装 271

7.4 涡轮流量计 275

7.4.1 涡轮流量计的结构 275

7.4.2 工作原理和流量方程 277

7.4.3 涡轮流量计的特点和使用 278

7.5 电磁流量计 280

7.5.1 工作原理 280

7.5.2 励磁方式 281

7.5.3 电磁流量计的结构 285

7.5.4 电磁流量计的特点和选用 288

7.5.5 电磁流量计的安装和使用&. 289

7.6 靶式流量计 292

7.6.1 工作原理 292

7.6.2 刻度换算 294

7.6.3 工作特性及测量误差&. 294

7.6.4 靶式流量计的特点 296

7.6.5 靶式流量计的选用与安装 297

7.7 涡街流量计 297

7.7.1 工作原理 297

7.7.2 涡街流量计的结构 299

7.7.3 涡街流量计的特点及安装&. 303

7.8 超声波流量计 305

7.8.1 超声波探头 305

7.8.2 超声波流量计的分类和特点 308

7.8.3 速度差法超声波流量计 309

7.8.4 多普勒超声波流量计 317

7.9 容积式流量计 321

7.9.1 测量原理 321

7.9.2 容积式流量计的结构 322

7.9.3 影响容积式流量传感器特性的因素 325

7.9.4 容积式流量计的选择与安装 325

7.10 流量计的校验与标定 326

7.10.1 水流量标定装置 327

7.10.2 流量计的现场校验方法 328

思考题 329

第8章 液位测量 331

8.1 概述 331

8.1.1 液位的概念及其测量的意义 331

8.1.2 液位测量仪表的分类 331

8.1.3 液位测量存在的主要问题 332

8.2 直读式液位计 333

8.3 静压式液位测量仪表 334

8.3.1 压力计式液位计 334

8.3.2 差压式液位计 335

8.4 浮力式液位测量仪表 336

8.4.1 浮子式液位计 337

8.4.2 浮筒式液位测量仪表 339

8.5 电容式液位测最仪表 341

8.5.1 概述 341

8.5.2 用于导电介质的电容液位计 342

8.5.3 用于非导电介质的电容液位计 344

8.5.4 特点和使用 345

8.6 超声液位计 346

8.6.1 概述 346

8.6.2 超声液位测量的特点 347

8.6.3 工作原理 347

8.6.4 超声液位计的选用 349

思考题 350

第9章 室内空气污染物测量 351

9.1 概述 351

9.2 室内空气质量污染物 352

9.2.1 甲醛 353

9.2.2 苯及其同系物 354

9.2.3 总挥发性有机化合物（TVOC） 355

9.2.4 苯并［a］芘 355

9.2.5 一氧化碳 356

9.2.6 二氧化碳 357

9.2.7 二氧化硫 357

9.2.8 氮氧化物 358

9.2.9 臭氧 359

9.2.10 氨 359

9.2.11 氡 360

9.2.12 微生物 361

9.2.13 可吸入颗粒物（PM10） 362

9.3 室内空气污染物采样方法 362

9.3.1 采样方法和采样仪器 362

9.3.2 采样时间和频率 367

9.3.3 采样效率及评价 368

9.4 红外气体分析仪 369

9.4.1 红外气体分析原理 369

9.4.2 红外气体分析仪系统工作原理 370

9.5 气相色谱分析仪 372

9.5.1 概述 372

9.5.2 气相色谱的基本流程和原理 373

9.5.3 色谱流出曲线及有关术语 375

9.5.4 气相色谱仪结构及操作条件 377

9.5.5 定性和定量分析 379

9.6 荧光分光光度计 381

9.6.1 原理 381

9.6.2 荧光计及荧光分光光度计 382

9.6.3 空气中SO2的测定 382

9.7 库仑原电池法 384

9.8 撞击式—称重法和光散射测尘法 385

9.8.1 撞击式—称重法 385

9.8.2 光散射测尘法 386

9.9 径迹蚀刻法和双滤膜法 386

9.9.1 径迹蚀刻法 386

9.9.2 双滤膜法 387

9.10 撞击法 388

思考题 389

第10章 其他参数测量&. 390

10.1 热流与热量的测量 390

10.1.1 热流计 390

10.1.2 热量的测量 396

10.2 辐射热测量 400

10.2.1 辐射热计法 400

10.2.2 黑球温度计 401

10.3 烟气成分分析 402

10.4 声的测量 406

10.4.1 概述 406

10.4.2 噪声的度量 406

10.4.3 噪声的测量 411

10.5 建筑照明的测量 415

10.5.1 概述 415

10.5.2 光的物理度最 416

10.5.3 常用光照测量仪器 421

10.5.4 照度测量 423

思考题 425

第11章 智能测量技术及其应用 426

11.1 概述 426

11.1.1 微型化 426

11.1.2 智能化 427

11.1.3 多功能化 427

11.2 智能传感器 427

11.2.1 概述 427

11.2.2 智能化传感器的结构 427

11.2.3 模糊传感器 431

11.2.4 集成式智能传感器 432

11.3 网络化仪表 434

11.3.1 现场总线差压变送器 434

11.3.2 现场总线协议 436

11.3.3 现场总线仪表应用的特点 437

11.4 虚拟仪表和软测量技术简介 438

附录 439

附录A 标准化热电偶分度表 439

附录B 主要热电偶的参考函数 443

参考文献 446