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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