《检测仪表》PPT课件

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1、温度是表征物体冷热程度的物理量。是工业生产中最普遍而重要的操作参数。1.1.1温度检测方法一般利用物体的某些物理性质随温度变化的特性来感知、测量温度。有接触式测温——通过测温元件与被测物体的接触而感知物体的温度。非接触式测温——通过接受被测物体发出的热辐射热来感知温度。1.1温度检测仪表一、接触式测温仪表有：1、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。有液体膨胀式温度计：利用液体（水银、酒精）受热时体积膨胀的特性测温。玻璃管温度计电接点式玻璃管温度计固体膨胀式温度计：用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊接在一起制成双金属片。受

2、热后，由于两金属片的膨胀长度不同而产生弯曲。若将双金属片制成螺旋形，当温度变化时，螺旋的自由端便围绕着中心轴偏转，带动指针在刻度盘上指示出相应温度值。双金属片常用来做温度报警或控制随着温度上升，双金属片逐渐弯曲，当其触点接触到固定触点时，报警灯和继电器回路被接通。调节螺钉用来调整固定触点的位置，以调整报警温度。双金属片调节螺钉绝缘柱如图是一双金属温控器。继电器原理:封闭容器中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽，受热后体积膨胀，压力增大。2、压力式温度计利用封闭容器中的介质压力随温度变化的现象来测温。用压力表指示温度。3、热电偶温度计根据热电效应，

3、将两种不同的导体接触并构成回路时，若两个接点温度不同，回路中便出现毫伏级的热电势，这电势可准确反映温度。4、热电阻温度计利用金属电阻值或半导体电阻值随温度变化的性质测温。5、半导体温度计利用半导体PN结的结电压随温度变化的特性，通过测量感温器元件（结）电压变化来测量温度。红外线测温计光学高温计1、辐射式温度计通过测量物体热辐射功率来测量温度。2、红外式温度计通过测量物体红外波段热辐射功率来测量温度。二、非接触式测温的具体方法有：1.1.2热电偶热电偶是以热电效应为原理的测温元件，能将温度信号转换成电势信号（mV）。特点：结构简单、测温准确可靠、信

4、号便于远传。一般用于测量500～1600℃之间的温度。1.1.2.1热电偶的测温原理将两种不同的导体或半导体连接成闭合回路，若两个连接点温度不同，回路中会产生电势。此电势称为热电势。1、接触电势当不同导体A、B接触时，两边的自由电子密度不同，在交界面上产生电子的相互扩散，致使在接触处产生接触电势。其大小取决于两种材料的种类和接触点的温度。t热端ABt0冷端eAB(t)=KtelnNA(t)NB(t)NA(t)、NB(t)—自由电子密度；e—单位电荷2、温差电势对于同一金属A（或B），其两端温度不同，自由电子所具有的动能不同，也会产生相应的电势，称

5、为温差电势。热电势由两部分组成：接触电势和温差电势。但温差电势值远小于接触电势，常忽略不计。tABt03、回路总电势热电偶回路总电势由接触电势和温差电势叠加而成，称热电势。由于温差电势很小，热电势基本由接触电势构成：EAB（t，t0）=eAB（t）-eAB（t0）此计算式中，有的常数很难确定，无法实用。实际中用实测标定。但从上述公式可以得出基本结论：对于确定的热电偶，热电势只与热端和冷端温度有关。当冷端温度固定时，E（t，t0）是热端温度t的单值函数。eAB(t)=KtelnNA(t)NB(t)1.1.2.2热电偶的基本定律1、均质导体定律由一种

6、均质导体或半导体组成的闭合回路中，不论其截面和长度如何，以及沿长度方向上各处的温度分布如何，都不能产生热电势。因此，热电偶必须由两种不同材料的均质导体或半导体组成。其截面和长度不限。2、中间导体定律在热电偶回路中接入另一种中间导体后，只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路的热电势没有影响。因为热电偶在使用时，总要将热电偶回路打开，接入测量仪表，即插入第三种导体。测量仪表有EABC(t，t0)=eAB(t)+eBC(t0)+eCA(t0)当t=t0时有eAB(t0)+eBC(t0)+eCA(t0)=0即eBC(t0)+eCA(t0)=

7、－eAB(t0)则EABC(t，t0)=eAB(t)－eAB(t0)设将热电偶AB一端打开，接入第三种导体C由此可知，只要接入第三种导体的两个连接点温度相等，它的接入对回路电势毫无影响。这一结论可以推广至接入多种导体。ABCt0t0t3、中间温度定律一支热电偶在两接点温度为t、t0时的热电势，等于两支同温度特性热电偶在接点温度为t、ta和ta、t0时的热电势之代数和。即EAB(t，to)=EAB(t,0)－EAB(to,0)据此，只要给出冷端为0℃时的热电势关系EAB(t,0)，便可求出冷端任意温度时的热电势。－=符合分度表要求ABt0tAB0t

8、AB0t01.1.2.3热电偶的构造热电偶是用两种不同材料的偶丝或薄膜一端焊接而成。其构造分普通型、铠装型、簿膜型等。普通型铠装型普通热