工程測試技術實驗
指導書（單行本）
《多物理量測量方法及實驗資料誤差分析》實驗（風機實驗台）
華中科技大學
能源與動力工程學院
《工程測試技術》教學小組
二〇〇八年五月
目錄一、《工程測試技術》實驗教學說明
《工程測試技術》實驗是大機類基礎平台課程《工程測試技術》的配套實驗課程，是課程教學的重要實踐環節，是幫助很好地理解和掌握課程基本理論知識，鍛鍊和加強學生實驗動手能力十分重要的教學和學習環節。
1.1. 實驗課程說明
（1）實驗課程名稱：《工程測試技術》實驗
the experiment of the measurement technology for engineering
（2）實驗課程編碼：
實驗課程性質（必修/選修）：必修
（3）學時學分：全部實驗總學時24學時，完成全部實驗：1.5學分，折合每個實驗4學時/0.25學分
（4）先修課程
高等數學、大學物理、材料力學、概率與數理統計、工程熱力學（或傳熱學）、工程流體力學、數值計算方法、測試技術等課程。
1.2. 實驗性質、目的和任務
本實驗為《工程測試技術》等基礎課程的配套實驗，主要完成綜合實驗，包括壓力、功率、轉速、流量等基本物理量的測量，還可進行測量儀器儀表及感測器的標定實驗，並進行測試資料的誤差分析訓練。通過本實驗，使學生加深對測試技術及基本理論的理解，提高對試驗技術重要性的認識，了解計算機技術在測試技術自動化方面的應用，同時進一步了解測試技術自動化在專業技術中的應用，培養和提高學生的實驗動手能力，使學生的創新能力在測試軟體程式設計過程中得以鍛鍊和體現。實驗的主要任務是：
熟悉各種物理量的測量方法，完成實驗資料的誤差分析，了解計算機技術在測試領域中的應用方法。
實驗課程含有6個實驗，可根據課程教師的教學要求選擇部分、或部分組合、或全部實驗內容。
1.3. 適用學科專業
本實驗適用以下專業：
（1）能源與動力工程一級學科的各專業方向
（2）大機械類的各專業方向
1.4. 試驗內容及時間安排
（1）《多物理量引數測量方法及實驗資料誤差分析》，4學時/0.25學分；
（2）《應變式壓力感測器及測壓系統的靜態標定》，4學時/0.25學分；
（3）《電阻溫度計測溫系統及熱電偶溫度計的標定》，4學時/0.25學分；
（4）《振動測量及實驗資料分析》，4學時/0.25學分；
（5）《測功機校正及實驗資料分析》，4學時/0.25學分；
（6）《位移感測器標定分析系統及實現》： 4學時/0.25學分；
1.5. 教材及參考書
1、熱能與動力工程測試技術，鄭正全主編，華中科技大學出版社，各版本
2、水力機械測試技術，李建威主編，機械工業出版社出版，各版本
3、熱工測量原理及其現代技術」，張秀彬主編，上海交通大學出版社
1.6. 考核及成績評定方式
考核成績主要通過對學生的面試、操作、實驗報告等三方面的測試進行評定實驗成績，其中面試10分，操作15分，實驗報告75分，滿分100分。
二、《多物理量測量方法及實驗資料誤差分析》(風機實驗台)
2.1.實驗目的和要求
通過在風機特性綜合試驗台上對若干常見物理量的測量（壓力測量、流量測量、功率測量、轉速測量），和綜合量的間接測量（風機效率的測量），了解測量一般方法，掌握誤差傳遞的基本概念和計算方法，進一步理解測量誤差分析的含義，達到測試技術綜合訓練的目的。
2.2.實驗裝置
2.2.1. 風機實驗台
風機效能實驗系統分壓入式測試系統和抽出式系統。本試驗系統為抽出式風機效能試驗台，該試驗台自動測試系統的實體如圖2－1，結構如圖2－2，實驗台系統框圖如圖2－3示。
圖2－2和圖2－3中：
2.2.2. 風機實驗資料採集處理控制系統
風機實驗資料採集處理控制系統通過a/d轉換，將採集的模擬訊號轉化為所需要的數碼訊號，其主要功能是完成風機執行時實驗系統原始資料的採集、傳輸、分析、顯示及列印出實驗報告等。
其特性引數微機測控系統結構框圖如圖2-3所示。
實驗的軟體設計流程圖如圖五所示。
圖2-4 實驗軟體設計流程圖
2.2.3. 風機實驗資料符號說明
2.3.實驗原理
2.3.1. 實驗原理
本實驗中用的壓力感測變速器，分別對進口集流器後和風管測壓處進行壓力測量，感測器的輸出量為直流電壓值，其電壓值與壓力值對應，單位為伏（v），量程為0—5vdc。
用壓力測量公式(1)計算進氣管道壓力pstd =a1+b1v12－1)
用壓力測量公式(2)計算進口集流器後的壓力
p=a2+b2v22－2)
式中：v1 、v2 為電壓值，單位mv（測試儀表顯示值）
a1 a2 b1 b2為係數，由壓力感測器標定值得到
a1 =a2 = -300 pa b1 = b2=0.12pa/mv
測量轉速：採用紅外光電轉速感測器測量轉速，計算公式為
n = 60fn/kn2－3)
式中 fn為測試儀表顯示頻率數，
kn為光電盤孔數，本實驗中kn= 4。
③電動機輸入功率nm用（2－4）計算：
nm＝an＋bnv32－4)
v3為電壓值，單位： mv（測試儀表顯示數） 。
an、bn為係數項，由對壓力感測器標定後得到
an＝0、bn＝0.022w/mv
2.3.2. 實驗資料處理公式及**
1）通風機流量q：，m3/min，其中為流體介質密度。 (2－5)
2）大氣密度==,kg/m32－6)
3）風機進口動壓pd12－7)
4）風機進口壓力損失2－8)
5）風機進口全壓2－9)
6）風機出口全壓，其中=02－10)
7）風機全壓2－11)
8）風機靜壓2－12)
9）風機的軸功率nd，nd =nm·ηe 其中ηe為電機效率，取ηe =0.652－13)
10）風機的全壓效率2－14)
11）風機的靜壓效率ηst2－15)
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