过程参数的检测课件.ppt

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1、3.3温度检测温度检测的主要方法和分类热电偶及其测温原理热电阻及其测温原理温度变送器简介其它温度检测仪表简介温度检测仪表的选用和安装☆★★☆☆★测温方式测温仪表测温范围℃主要特点接触式膨胀式玻璃液体－100～600结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉；测量上限和精度受玻璃质量的限制，易碎，不能远传双金属－80～600结构紧凑、可靠；测量精度低、量程和使用范围有限热电效应热电偶－200～1800测温范围广、测量精度高、便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；需自由瑞温度补偿，在低温段测量精度较低热阻效应铂电阻－200～600测量精度高，

2、便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；不能测高温铜电阻－50～150半导体热敏电阻－50～150灵敏度高、体积小、结构简单、使用方便；互换性较差，测量范围有一定限制非接触式非接触式辐射式0～3500不破坏温度场，测温范围大，响应块，可测运动物体的温度；易受外界环境的影响，标定较困难3.3.1温度检测方法和分类3.3.2热电偶及其测温原理热电效应和热电偶热电偶中间导体定律与热电势的检测热电偶的等值替代定律和补偿导线标准化热电偶和分度表热电偶冷端温度的处理热电偶的结构型式——热电效应和热电偶热电效应（热电偶测温的基本原理）：任何两种不同的

3、导体或半导体组成的闭合回路，如果将它们的两个接点分别置于温度各为t及t0的热源中，则在该回路内就会产生热电势。ABBA图3-37热电偶示意图ABeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)图3-38热电现象t端称为工作端(假定该端置于热源中)，又称测量端或热端t0端称为自由瑞，又称参考端或冷端这两种不同导体或半导体的组合称为热电偶每根单独的导体或半导体称为热电极ABeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)闭合回路中所产生的热电势由接触电势和温差电势两部分组成：下标A表示正电极，B表示负电极，由于温差电势比接触电势

4、小很多，常常把它忽略不计，这样热电偶的电势可表示为：注意：如果下标次序改为eBA，则热电势e前面的符号也应相应改变，即式(i)就是热电偶测温的基本公式。当冷端温度t0一定时，对于确定的热电偶来说，eAB(t0)为常数，因此，其总热电势EAB(t,t0)就与温度t成单值函数对应关系，和热电偶的长短、直径无关。只要测量出热电势大小，就能判断被测温度的高低，这就是热电偶的温度测量原理。重要结论：1.如果组成热电偶的两种电极材料相同，则无论热电偶冷、热两端的温度如何，闭合回路中的总热电势为零；2.如果热电偶冷、热两端的温度相同，则无论两电极材料如何，闭

5、合回路中的总热电势也为零3.热电偶产生的热电势除了冷、热两端的温度有关之外，还与电极材料有关，也就是说由不同电极材料制成的热电偶在相同的温度下产生的热电势是不同的。——中间导体定律和热电势的测量热电偶的输出信号是毫伏信号，毫伏信号的大小不仅与冷、热两端的温度有关，还和热电偶的电极材料有关，理论上任何两种不同导体都可以组成热电偶，都会产生热电势。但如何来检测热电偶产生的毫伏信号呢？因为要测量毫伏信号，必须在热电偶回路中串接毫伏信号的检测仪表，那串接的检测仪表是否会产生额外的热电势，对热电偶回路产生影响呢？答：不会产生影响的。tt0ABCC毫伏计如

6、果断开冷端，接入第三种导体C，并保持A和C、B和C接触处的温度均为t0，则回路中的总热电势等于各接点处的接触电势之和:中间导体定律tABCt0t0ABtt0当t＝t0时，有于是可得同理还可以证明，在热电偶中接入第四种、第五种……导体以后，只要接入导体的两端温度相同，接入的导体对原热电偶回路中的热电势均没有影响。根据这一性质，可以在热电偶回路中接入各种仪表和连接导线，只要保证两个接点的温度相同就可以对热电势进行测量而不影响热电偶的输出。tt0ABCC毫伏计中间导体定律例：求热电偶回路的电势。已知：eAB(240)=9.747mV，eAB(50)=

7、2.023mV，eAC(50)=3.048mV，eAC（l0）=0.591mV。解一：E=eAB(240)+eBC(50)+eCA(10)，而eAB(50)+eBC(50)+eCA(50)=0E=eAB(240)+eCA(10)-eAB(50)-eCA(50)=10.181mV解二：利用中间导体定律E=eAB(240)+eBA(50)+eAC(50)+eCA(10)=eAB(240)+eCA(10)-eAB(50)-eCA(50)=10.181mV。——等值替代定律和补偿导线如果热电偶AB在某一温度范围内所产生的热电势与热电偶CD在同一温度范围

8、内所产生的热电势相等，即，则这两支热电偶在该温度范围内是可以相互替换的，这就是所谓的热电偶等值替代定律。t0tAAABBBDCtt0tctc例如左图，