热工仪表及自动控制

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1、《热工仪表及自动控制》讲　　义主讲教师：靖金球化学与材料工程学院一、热工测量仪表二、自动调节系统三、自动调节仪表四、热工参数的自动调节系统总目录热工测量仪表重点难点：热电偶的测温原理、冷端温度补偿及热电偶的校验；电子电位差计工作原理；光学高温计的原理及构造；非接触测温的特点；弹性式压力计的工作原理；节流装置测量流量的原理；硅酸盐工业烟气分析的目的。下一页热工测量仪表下一页硅酸盐工业主要的热工测量项目1.温度测量：物料及制品温度、气体温度、　　　　　　　　　　　　　　　　设备表面温度等。2.压力测量：设备及管道内气体压力。3.流速

2、和流量的测量：流体的流速和流量、物料流量等。4.物位测量：液位气体、料位和相界位置的测量。5.气体成分分析：主要是烟气分析。§1-1测量仪表分类及基本技术性能§1-2温度测量仪表§1-3压力测量仪表§1-4流量测量仪表§1-5物位测量仪表§1-6气体成分分析仪表第1章　目录一、热工测量仪表下一页章目录§1-1测量仪表分类及基本技术性能测量仪表的分类1、根据被测参数来分：温度计、压力表、流量计、物位计、成　　　分分析仪等；2、根据仪表显示方式来分：指示型、数字显示型、记录型、累积型、信号型、调节型等；3、按仪表的用途分：标准仪表、

3、工业仪表、实验仪表、便携仪表等；4、根据仪表是否安装于工艺对象分：就地仪表、远方仪表等。一、热工测量仪表下一页章目录测量仪表的基本技术性能§1-1测量仪表分类及基本技术性能1、精确度（精度或准确度）绝对误差：仪表的指示值xi与被测参数的真实间xt的差值。即：△＝xi-xt＝x-x0相对误差：某测量点的绝对误差与标准仪表在该点的指示值之比。　　　即：△＝相对百分误差：仪表的最大绝对误差与仪表量程百分比。即：一、热工测量仪表下一页章目录测量仪表的基本技术性能§1-1测量仪表分类及基本技术性能2、恒定度（变差）变差：在相同的外界条件下

4、同一仪表读数的稳定程度。一般用在同一被测参数值下，正、反程时仪表指示值的绝对误差的最大值与仪表量程范围之比的百分数表示。即：造成变差的原因很多，如：传动机构的间隙，运动件间的摩擦，弹性件的弹性滞后影响等。一、热工测量仪表章目录测量仪表的基本技术性能§1-1测量仪表分类及基本技术性能3、灵敏度灵敏度：单位被测参数的变化引起仪表指示机构的角位移或线位移。　　即：仪表的灵敏度反映了仪表对被　测参数变化的灵敏程度，灵敏度越高，就越能观测微小的被测参数变化。要提高仪表的灵敏度，可以采取增加放大系统的放大倍数的方法来实现。仪表的其它技术性能

5、如：分辨率、线性度、反应时间等从略一、热工测量仪表下一页章目录§1-2温度测量仪表1、国际实用温标以热力学温度为基本单位。2、常用测温方法热膨胀：固体、液体、气体的膨胀位移。电阻变化：导体或半导体受热后电阻值发生变化。热电效应：两种不同性质的导体（或半导体）构成闭合回路，两接点温度不同时，回路中就产生电势。（帕尔贴效应）热辐射：物体的热辐射能随温度的变化而变化。另外还有一些新型测温方法，如：射流测温、激光测温等。一、热工测量仪表下一页章目录§1-2温度测量仪表热电偶温度计热电偶测温的特点：1.能测量较高温度；2.热电偶将温度信号

6、转化为电信号，便于远传和记录，也利于集中检测和控制；3.性能稳定，结构简单，经济耐用，维护方便；4.可做得很小很薄、热容和热惯性都很小，能测量点的温度或表面温度，也能用于快速测温。右图为热电偶测温系统组成：1－热电偶2－导线3－显示仪表一、热工测量仪表下一页章目录§1-2温度测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律热电现象（热电效应或帕尔贴效应））：由两种不同的导体或半导体A、B组成的闭合回路中，如果使两个接点1、2处于不同的温度，回路就会出现电动势，这一现象即为热电现象。该电势即为热电势。热电势由接触电势和温差电势组成。高温一端

7、为热端，低温的一端为冷端或自由端。热端感测温度，冷端连接仪表。一、热工测量仪表下一页章目录§1-2温度测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律温差电势：在同一导体的两端因温度不同而产生的电势。（汤姆逊效应）当同一导体的两端温度不同时，热端的电子能量比冷端的大，电子从热端跑向冷端的数量比冷端跑向热端的多，结果热端带正电，而冷端带负电。从而在热端和冷端间形成一个从热端指向冷端的静电场，该电场阻止电子继续大量从热端跑向冷端，同时加速电子从冷端跑向热端，最后达到平衡。此时在导体的两端便形成一个电势，该电势就是温差电势。一、热工测量仪表下一

8、页章目录§1-2温度测量仪表1、热电现象和热电偶的基本定律接触电势：当两种不同的导体接触时，由于两种导体的电子密度不同，电子在两个方向上的扩散速度就不一样，从密度高的向密度低的扩散数目多，高密度端带正电，低密度端带负电，因而在接触面上形成一静电场，该电场又将阻止