自动检测技术与仪表控制系统-温度检测（可编辑）

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1、自动检测技术与仪表控制系统-温度检测第二篇过程参数检测技术温度检测热电偶热电阻辐射测温仪表等的结构工作原理及测量方法压力检测各种压力计工作原理及其使用流量检测流量检测的原理及方法物位检测常用的物位检测仪表各种机械量检测长度位移速度转角转速力力矩振动等成分检测混合气体成分酸度湿度4温度检测温度是工业生产过程中的主要工艺参数之一主要内容测温方法及温标----测温原理及方法温标接触式测温----热电偶热电阻集成温度传感器非接触式测温----辐射测温原理辐射测温仪表的基本组成及常用方法辐射测温仪表及表观温度光纤

2、温度传感器---液晶荧光半导体光纤温度传感器及光纤辐射温度计测温实例----管道内流体温度的测量烟道中烟气温度的测量非接触法测量物体表面温度com及温标一测温原理及方法温度反映物体的冷热程度的物理量宏观上是建立在热平衡基础上的----两个各自处于热平衡状态的温度不同的物体相接触时经过热交换达到新的平衡状态后温度相同微观上是物体分子运动平均动能大小的标志温度只是表示物体的冷热程度并没有数值化为了定量分析要给出温度数值的大小给物体的冷热程度一定量的描述温标就是以此目的服务的1温标是温度数值化的标尺它给出了温

3、度数值化的一套规则和方法并明确了温度的测量单位和温度起点建立方法建立温标就是规定温度的起点即基本单位一般是借助于随温度变化而变化的物理量体积压力电阻和热电势等来定义温度数值建立温标的发展阶段华式温标→摄氏温标→列氏温标→开氏温标※华氏温标规定标准大气压下冰融点为32度水沸点为212度两者中间分180格每格为华氏1度符号为℉※摄氏温标规定标准大气压下冰融点为0度水沸点为100度两者中间分100格每格为摄氏1度符号为℃华氏温标与摄氏温标的换算关系是com温热电偶应用最广泛的是有源探测器skr等八种热电阻也较

4、广泛使用常用的有铂铜热膨胀式物体受热膨胀如水银温度计集成温度传感器半导体器件的温度特性基极-发射极之间的正向压降随温度的增加而减少一热电偶测温特点应用广泛灵敏度好精度高易保证单值函数关系稳定性复现性好响应时间较快材料易得到互换性好价格较低测温范围宽-296℃2800℃1测温原理热电效应或赛贝克效应将两种不同的导体或半导体连成闭合回路当两个接点处的温度不同时回路中将产生热电势的现象如图4-1两种丝状的不同导体或半导体组成的闭合回路称为热电偶导体A或B称为热电偶的热电极两个接点中置于温度为T的被测对象中的称

5、为测量端工作端或热端温度为参考温度T0的接点称为参比端或参考端也叫自由端或冷端测温时两电极焊在一起形成测量端置于被测温度处而参比端一般要持恒定温度与测量仪表相接在热电偶回路中接一毫伏表通过测量发现热电势与热电极的材料和两端的温差有关热电势接触电势温差电势2热电偶的应用定则利用热电偶作为传感器来检测温度时必须在热电偶回路中引入变换器和显示器并用导线将它们连接故必须掌握以下应用定则以保证能够正确选择和使用热电偶均质导体定则同种均质导体或半导体组成的闭合回路不论导体的截面和长度以及温度分布如何都不能产生热电势

6、说明一种均质材料不能构成热电偶不同种材料组成的热电偶均匀性要好否则热电极的温度分布会影响热电势值越不均匀影响越大可用于检查电极材料的均匀性-两极用同一种材料中间导体定则在热电偶回路中接入中间导体后只要中间导体两端的温度相同对热电偶回路的总热电势值没有影响3常用工业热电偶热电极材料其一般有以下要求①在测温范围内热电性能稳定不随时间和被测对象变化②在测温范围内物理化学性能稳定③灵敏度高热电势随温度的变化率要足够大④热电特性接近线性⑤电导率高电阻温度系数小热电势足够大⑥机械性能好易加工价格便宜▲实际热电材料难

7、以完全满足以上全部要求金银铂族金属称为贵金属除此之外的金属称为贱金属铁铜镍硌合金等他们的特点正相反贱金属灵敏度高热电特性近似成线性可在还原气氛中使用但抗氧化耐腐蚀性较差热电极均匀性差高温稳定性差寿命短4工业热电偶的结构形式为保证热电偶能正常工作通常都用绝缘物防止热电极短路刚玉瓷管粘土质瓷管和高铝质瓷管等和保护套管保护热电极及支撑固定作用不锈钢石英金属陶瓷等将其与被测介质相隔离热电偶的结构形式有普通型和铠装普通型热电偶5热电偶参比端温度的处理在实际测温过程中热电偶参比端温度一般不能保持在0℃也不易保持恒定

8、这会给测量带来误差因此参比端温度的处理在热电偶测温中是一个重要问题常用的方法有补偿导线法参比端温度测量计算法参比端温度恒定补偿电桥法和仪表机械零点调整法补偿导线法补偿导线是一对与热电偶配对用的导线在工作范围内与被补偿的热电偶具有相同的电势-温度关系补偿导线使热电偶的参比端远离热源从而使参比端温度稳定补偿导线分延长型和补偿型两种其中补偿型导线的化学成分与被测热电偶不同com测温非接触式测温方法以辐射测温为主辐射测温就是基于物体的热辐射能量强度