化工仪表及其自动化 第三章5检测仪表与传感器-变送器

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1、化工仪表及自动化概述测温仪表的分类温度检测的基本原理热电偶温度计热电偶补偿导线与冷端温度补偿1热电阻温度计测温原理常用热电阻上次课主要内容一、温度检测方法分类按测量范围按用途高温计、温度计标准仪表、实用仪表按工作原理膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计和辐射高温计按测量方式接触式与非接触式231.膨胀式温度计膨胀式温度计是基于物体受热时体积膨胀的性质而制成的。2.压力式温度计应用压力随温度的变化来测温的仪表叫压力式温度计。3.辐射式温度计辐射式高温计是基于物体热辐射作用来测量温度的仪表。4热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表。二、热电偶温度计图3-55热电现象图3-5

2、6接触电势形成的过程左图闭合回路中总的热电势或图3-57热电偶原理及电路图注意如果组成热电偶回路的两种导体材料相同，则无论两接点温度如何，闭合回路的总热电势为零。如果热电偶两接点温度相同，尽管两导体材料不同，闭合回路的总热电势也为零。也就是说热电偶产生的热电势除了与两接点处的温度有关外，还与热电极的材料有关。56（1）插入第三种导线的问题利用热电偶测量温度时，必须要用某些仪表来测量热电势的数值，见下图。图3-58热电偶测温系统连接图说明：在热电偶回路中接入第三种金属导线对原热电偶所产生的热电势数值并无影响。不过必须保证引入线两端的温度相同。7（2）热电偶的结构①普通型热电偶②铠装热电偶③表

3、面型热电偶④快速热电偶冷端温度的补偿在应用热电偶测温时，只有将冷端温度保持为０℃，或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。这样做，就称为热电偶的冷端温度补偿。一般采用下述几种方法。图3-61热电偶冷端温度保持０℃的方法（1）冷端温度保持为０℃的方法8在实际生产中，冷端温度往往不是0℃，而是某一温度t1，这就引起测量误差。因此，必须对冷端温度进行修正。（2）冷端温度修正方法（3）校正仪表零点法若采用测温元件为热电偶时，要使测温时指示值不偏低，可预先将仪表指针调整到相当于室温的数值上。注意：只能在测温要求不太高的场合下应用。（4）补偿电桥法利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变

4、化而引起的热电势变化值。9图3-62具有补偿电桥的热电偶测温线路10（5）补偿热电偶法在实际生产中，为了节省补偿导线和投资费用，常用多支热电偶而配用一台测温仪表。图3-63补偿热电偶连接线路三、热电阻温度计11测温原理利用热电阻的电阻值随温度变化而变化的特性（电阻温度效应）来进行温度测量的。热电阻的结构（1）普通型热电阻（2）铠装热电阻（3）薄膜热电阻例1在用热电偶测量温度时,除了要考虑冷端温度的影响外,还要注意热电偶极性不能接错;热电偶与补偿导线要配套;热电偶分度号与指示仪表要配套等问题。在用热电阻测量温度时,同样要考虑热电阻分度号与测量仪表配套、三线制接法等,下面给出几个思考题及其结论

5、,请大家自行证明(或说明)。12(1)如果热电偶热端为600℃,冷端为30℃,仪表的机械零点为0℃,没有加以冷端温度补偿。问该仪表的指示值将高于还是低于600℃?(低于600℃)。(2)采用镍铬-镍硅热电偶测量温度,将仪表机械零点调至25℃,但实际上室温(冷端温度为10℃),问这时仪表指示值将偏高还是偏低?(偏高)。(3)有S分度号动圈仪表一台,错接入K分度号热电偶,问指示值偏高还是偏低?(偏高)。(4)当热电偶补偿导线极性接错时,指示值偏高还是偏低?(偏低)。(5)当热电阻短路或断路时,与之配套的动圈仪表指针将指向哪里?(始端、终端)。13温度检测及仪表内容提要1温度变送器电动温度变送器

6、一体化温度变送器智能式温度变送器现代检测技术与传感器的发展电动温度变送器一体化温度变送器智能式温度变送器测温元件的安装一、电动温度变送器2电动温度变送器是工业生产过程中应用最广泛的一种模拟式温度变送器,它能与常用的各种热电偶和热电阻配合使用,将某点的温度或某两点的温差转换成相应的标准直流电流信号输出。DDZ-Ⅲ型温度(温差)变送器是电动单元组合仪表中的一个变送单元。3温度变送器有三种类型：热电偶温度变送器；热电阻温度变送器；直流毫伏变送器。1.热电偶温度变送器结构分为输入桥路、放大电路及反馈电路。图3-66热电偶温度变送器的结构方框图4（1）输入电桥作用：冷端温度补偿、调整零点。图3-67

7、输入电桥（2）反馈电路在DDZ-Ⅲ型的温度变送器中，在温度变送器中的反馈回路加入线性化电路。图3-68热电偶温度变送器的线性化方法方框图（3）放大电路562.热电阻温度变送器结构分为输入电桥、放大电路及反馈电路。图3-69热电阻温度变送器的结构方框图二、一体化温度变送器7它是指将变送器模块安装在测温元件接线盒或专用接线盒内的一种温度变送器。图3-70一体化温度变送器结构框图结构测温元件和变送器模块常用的变送器芯片：AD6