空调通风试验台喷嘴流量测量装置误差分析

　　1　前言

　　按照测量误差出现的规律不同,测量误差分为以下几类:

　　(1)系统误差:指在一定测量条件下误差的数值保持恒定,或按某种已知的函数规律变化的误差。系统误差就整体而言是有规律的,产生的原因往往也是可知的,一般可加以估计,有的可通过试验或引入修正值加以消除。

　　(2)随机误差:即在相同条件下对同一被测量物进行多次测量,由于受到大量微小随机因素的影响而形成的,它在一定条件下服从统计分布规律,可用数理统计的方法加以处理。

　　(3)粗大误差:是指明显歪曲了测量结果的误差。它主要由测量者粗心大意造成的,可以通过精心认真的测量和记录加以克服避免。

　　本文针对所研制的客车空调通风试验台的喷嘴流量测量装置,根据所选测试设备各性能的参数,对其误差进行了详细的分析,以期达到优化空调通风试验台的结构,提高其试验测量精度的目的。

　　2　间接测量中误差的理论分析

　　在间接测量中,误差函数一般为多元函数形式。根据误差传递原理[1],函数误差的基本公式如下:

　　y=f(x1,x2,…,xn) (1)

　　式中　y———间接测量值

　　xi———各直接测量值

　　多元函数的增量可用函数的全微分来表示:

　　式中　dy———函数误差

　　dxi———各个直接测量值误差

　　———各个误差的传递函数

　　在间接测量中,将直接测量值的系统误差Δx1,Δx2,…,Δxn代替式(2)中的微分量dx1,dx2,…,dxn,可以近似地得到函数的系统误差Δy。

　　而对于函数的随机误差来说,我们所关心的是函数的标准误差与各测量值x1,x2,…,xn等标准误差的关系。以各测量值的随机误差Δx1,Δx2,…,Δxn代替各微分dx1,dx2,…,dxn只能得到函数的偶然误差Δy。因此,我们需求得函数的标准误差。

　　对式(1)中的各个测量值x1,x2,…,xn进行了m次测量,得到间接测量误差列yi,其标准误差为:

　　其中,ηI=yi-Y0,Y0为真值,则:

　　式中　σy———函数标准误差

　　σxi———直接测量值的标准误差

　　3　喷嘴流量测量装置的误差分析

　　根据实际设备设置情况,本实验台系统中喷嘴流量测量装置的误差分析主要是对喷嘴的误差进行分析。该实验台系统采用中国建筑科学研究院空气条件研究所设计的L/D=0.6型标准空气喷嘴。通过单个喷嘴的空气流量按下式计算: