计量检测设备基础知识

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1、一、热电偶的测量原理：将2种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个接点之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一定大小的电流，这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应工作的。Att0B热电偶的一端将A、B两种导体焊在一起，置于温度为t的被测介质中，称为工作端；另一端称为自由端，放在温度为t0的恒定温度下。当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，将热电势送入显示仪表进行指示或记录，就可获得温度值。热电偶两端的热电势可以用下式表示：ET＝eab（t

2、）－eab（t0）当自由端温度t0恒定时，热电势只与工作端的温度有关。热电势的大小与热电极本身的长度和直径大小无关，只与材料的成分及两端的温度有关。因此用不同的导体和半导体材料可作出各种用途的热电偶，以满足不同温度对象测量的需要。常用的热电偶种类：标准化热电偶按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T7种为我国统一设计型热电偶。使用特性见附表：序号分度号热电偶名称等级及允许误差IIIIII1S铂铑10－铂0～1600℃，±1℃0～1600℃，±1.5℃0～1600℃，±0.5％t℃2K镍铬－镍硅＞4

3、00℃，±0.4％t℃＞400℃，±0.75％t℃－200～0℃，±1.5％t℃3E镍铬－康铜－40～800℃，±0.4％t℃－40～900℃，±0.75％t℃－200～－40℃，±1.5％t℃按热电偶的用途不同，常制成以下几种形式。1）普通型热电偶2）铠装热电偶3）表面热电偶4）薄膜式热电偶5）快速消耗型热电偶热电偶冷端的温度补偿：由于热偶材料一般比较贵重，而测量点到仪表的距离都较远，为节省热偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热偶的冷端延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。补偿导线的作用只是延长热

4、电极，不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起到补偿作用，因此还需要采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，二者之间连接端温度不能超过100℃。热电偶常见故障现象及原因：1）显示仪表指示偏低电极、补偿导线短路、极性接反、导线与热偶不配套、安装位置不当或插入深度不符合要求。2）显示仪表指示偏高热偶与显示仪表不配套、导线与热偶不配套、有直流干扰信号进入。3）显示仪表指示波动，不稳定热偶接线柱与热电极接触不良、测量线路破损引起短路或接地、安装不牢或外

5、部震动、外界电场磁场干扰。4）显示仪表指示误差大热电极变质、安装位置不当、保护管表面积灰。二、热电阻热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。主要特点是测量精度高，性能稳定，其中铂热点阻的测量精确度是最高的。测量原理：是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前最多的是铂和铜。1）铂热点阻温度特性在0～850℃内：Rt＝R0(1+At+Bt2)在－200～0℃内：Rt＝R0[1+At+Bt2+C(t-100)t3]式中A、B、C为常数2）铜热点阻温度特性在－5

6、0～150℃内：Rt＝R0(1+At+Bt2+Ct3)热电阻常见故障现象及原因：1）显示仪表指示偏低或示值不稳保护管内有金属屑、灰尘，接线柱间脏及电阻短路（水滴等）。、2）显示仪表指示无穷大热电阻或引出线断路及接线端子松开。3）显示仪表指示负值显示仪表与热电阻接线错误，或热电阻有短路现象4）阻值与温度关系有变化热电阻丝材料受腐蚀变质。二、流量测量仪表1．差压式流量计节流式差压流量计由三部分组成：节流装置、差压变送器和流量显示仪表。工作原理：充满管道的流体流经节流件时，流束在节流件处形成局部收缩，此时流速增大，静

7、压降低，在节流件前后产生差压，流量愈大，差压愈大，因而根据差压来衡量流量的大小。差压的大小还与其他许多因素有关，如节流装置的形式，流体的物理性质（密度、粘度）及流动状况等。常用的节流件有孔板、文丘里管等测量原理：在管道中流动的流体具有动能和位能，在一定条件下这二种能量可以相互转换，但参加转换的能量总和是不变的。应用节流件测量流量就是利用这个原理来实现的。根据能量守恒定律及流体连续性原理，节流装置的流量公式可以写成：Q＝αεπd2/4(2△P/ρ)1/2α―流量系数，ε－流束膨胀系数，d－节流件的开孔直径，ρ－流

8、体密度，△P－节流件前后压差1．容积式流量计主要用来测量不含固体杂质的液体，适用于高粘度介质的流量，可以精确测量，精度可达±0.2％。常用的有椭圆齿轮流量计、腰轮（罗茨）流量计、活塞式流量计、刮板式流量计、园盘式流量计。1）椭圆齿轮流量计的测量部分是由两个互相啮合的椭圆形齿轮、轴和壳体（它与椭圆形齿轮构成计量室）等组成。当被测流体流过椭圆齿轮流量计时，它将带动椭圆齿轮旋转，齿轮每砖一周