传感器技术应用与技能训练刘伦富模块二温度测量

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1、模块二　温度测量主编模块二　温度测量图2-?1　高压输电线路温度监测图图2-1所示是高压输电线路温度监测图，它将温度传感器直接安装在高压导体接头处，测量接头处导体发热温度，通过无线数据通信方式将测量结果发送到地面数据集中器内进行温度监测，这一技术解决了高电压环境下测温与数据传输的难题。模块二　温度测量图2-?2　热电阻结构模块二　温度测量1.热电阻的结构图2⁃?2所示为热电阻结构。ϕ0．02～0．07mm铂丝或铜丝绕在云母等绝缘骨架上（无感绕制），装入保护套管，接出引线，就做成了一个热电阻。2.热电阻的种类(1)按使用

2、材料可分为铂热电阻、铜电热阻、镍热电阻、锰热电阻和铑热电阻等。图2-?3　防爆型热电阻模块二　温度测量(2)按结构可分为防爆型热电阻、铠装型热电阻、端面型热电阻和普通型热电阻。1)防爆型热电阻。2)铠装型热电阻。3)端面型热电阻。图2-?4　铠装型热电阻图2-?5　端面型热电阻图2-?6　热电阻测量温度的直流电桥线路(三线接法)任务二　热电阻的应用由于热电阻的阻值和随温度变化的变化值不大，因此其测量线路一般采用直流电桥线路，如图2-6所示，图中Rt为热电阻，R1、R2为固定电阻，R3为调零精密可变电阻，r为引线电阻。调整

3、R3使R3=Rt0(Rt0为热电阻在0℃时的电阻值)，电桥平衡，即微安表中无电流。模块二　温度测量1.器材准备温度调理器、Cu50铜热电阻、烧杯、电炉、温度计、万用表或电压表、学生电源。图2-?7　热电阻四线接法测量电路模块二　温度测量图2-?8　AD2205集成温度调理电路应用模块二　温度测量图2-?9　热电阻的三线制接线模块二　温度测量2.温度调理器简介图2⁃?9a是WS9010C4的外形，它可直接与Cu50铜热电阻传感器连接，输入温度范围为0～150℃，输出电流范围为4～20mA（或配接250Ω的标准电阻即可输出1

4、～5V电压）。该调理器具有线性化和长线补偿功能；DC24V供电，输入、输出、电源之间相互电气隔离;采用DINT形导轨卡装方式。3.操作训练按照说明书中接线示意图将铜热电阻与温度调理器（也称温度变送器）连接起来。是温度调理器的接线图。必须注意，热电阻的三条输入接线必须等径等长度，以保证每条引线的电阻相同。接线完成检查后上电，将热电阻置于不同温度的热水中（用电炉给盛水的烧杯加热），观察输出电压值的变化，体会热电阻三线接法的方法。模块二　温度测量表2-?1　项目评价标准1.金属热电阻随温度的升高其阻值。2.热电阻的种类有、、和

5、。3.热电阻的常用测量电路有和。4.Cu50表示。5.分析热电阻测量电桥三线、四线连接法的主要作用。模块二　温度测量项目二　热电偶及其应用【任务引入】1.热电偶的工作原理图2-10所示是热电偶工作原理示意图，A、B是由两种成分不同而互相具有一定热电特性的材料所构成的热电极。图2-?10　热电偶工作原理示意图模块二　温度测量图2-?11　常用热电偶的外形热电偶结构简单，(其外形如图2-11所示)，使用方便，测温精确可靠，温度调节范围宽，可测量-200~1300℃范围内的温度(特殊情况下，可测至2800℃的高温)模块二　温度

6、测量2.热电偶的分类热电偶可按安装位置和方式、材料、使用环境分类。热电偶以安装位置和方式为标准的分类与热电阻相同。以构成材料的不同为标准，热电偶可分为国际通用分度号为S、B、E、K、R、N、J、T的八种热电偶。它们为标准化热电偶，基本特性见表2⁃?2。国内常用的热电偶有K、E、S和B型（分度号）。常用热电偶分度表见附录B。表2-?2　标准化热电偶的特性模块二　温度测量图2-?12　冰浴法1)冷端恒温法。3.热电偶的冷端补偿模块二　温度测量2)补偿导线法。3)补偿电桥法。4)仪表机械零点调整法。表2-?3　我国常用的热电偶

7、补偿导线模块二　温度测量图2-?13　热电偶通过补偿导线与仪表连接示意图模块二　温度测量图2-?14　冷端温度补偿电桥法模块二　温度测量工厂环境下多采用仪表机械零点调整法和冷端补偿法。1.器材准备温度变送器、热电偶、烧杯、电炉、温度计、万用表或电压表、学生电源。2.将热电偶与SWP-TC型温度变送器连接，测量变化的水温图2⁃?15所示是SWP⁃TC型温度变送器，它可直接安装于热电偶（或热电阻）接线盒内，构成热电偶（或热电阻）一体化温度变送器，将热电偶（或三线接法的热电阻）的温度信号转化为标准二线制4~20mA的电流输出。

8、模块二　温度测量SWP⁃TC是非隔离型高精度温度变送器，它采用独特的双层电路板结构，下层是信号调理电路，上层定义传感器类型和测量范围。常在需要远距离传送热电偶（或热电阻）信号、现场有较强干扰源或信号需要接入DCS系统时使用。另外，SWP⁃TC型温度变送器带冷端自动补偿。图2⁃?15b为SWP⁃TC型温度变送器接线图，