第二章 参数检测((河南理工大学)).ppt

第二章 参数检测 自然界的很多参数为非电量参数，诸如温度、压力、物位、流量、机械量、物体成分等。本章主要介绍这些非电量参数检测基本原理、检测方法及其实现技术。 第一节 概述 二、参数检测的一般方法 参数的检测是以自然规律为基础，利用某些敏感元件特有的物理、化学和生物等效应，把被测变量的变化转换为敏感元件某一物理(化学)量的变化。 热敏电阻 U形管压力计 △P=P1－P2 =ρg(h1+h2) 节流装置（取压管及内部的节流孔板） 利用了超声波在流体中沿顺流和逆流方向传递的速度差来检测流体的流速。 介质极化后，产生带电粒子 通电流体流经磁场时，切割磁力线产生感应电势。 通电流体流经磁场时，由于切割磁力线使流体两端面产生感应电势，其大小与流体的流速成正比，电磁流量计就是根据这一原理工作的。 双金属温度计是利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的。工业用双金属温度计主要的元件是一个用两种或多种金属片叠压在一起组成的多层金属片。为提高测温灵敏度，通常将金属片制成螺旋卷形状。当多层金属片的温度改变时，各层金属膨胀或收缩量不等，使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端和一可以自由转动的指针相连，因此，当双金属片感受到温度变化时，指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。 一种灵敏度更高的压力式温度计由温包、毛细管、弹簧管（波登管）、连动机构和指针构成（见图）。温包接触被测对象，进行热交换达到平衡。充灌于密闭的温包、毛细管和弹簧管内的工作物质的压力（或体积）随温度而变化。压力的变化使弹簧管的曲率发生变化，并使自由端产生位移，通过连杆和传动机构带动指针直接在刻度盘上指示温度的变化值。 使用简单的光学装置，类似于单目望远镜，对照要被测量热灯丝的背景测量温度。 光学高温计在测量物体的温度时，由于要靠手动调节灯丝的亮度，由眼睛判别灯丝的“隐灭”，故观察误差较大，也无法实现自动检测和记录。由于科技不断发展进步，依据光学高温计原理制造出来的光电高温计正在迅速替代光学高温计而广泛用于工业高温测量中。 光电高温计克服了光学高温计的主要缺点，它采用硅光电池作为仪表的光敏元件，代替人眼睛感受被测物体辐射亮度的变化，并将此亮度信号按比例转换成电信号，经滤波放大后送检测系统进行后续转换处理，最后显示出被测物体的亮度温度。 双金属温度计的结构。它的感温元件通常绕成螺旋形，一端固定，另一端连接指针轴。温度变化时，感温元件的弯曲率发生变化，并通过指针轴带动指针偏转，在刻度盘上显示出温度的变化。 左右对称的不锈钢基座内有玻璃绝缘层，其内侧的凹形球面上除边缘部分外镀有金属膜作为固定电极，中间被夹紧的弹性膜片作为可动测量电极，左、右固定电极和测量电极经导线引出，从而组成了两个电容器。不锈钢基座和玻璃绝缘层中心开有小孔，不锈钢基座两边外侧焊上了波纹密封隔离膜片，这样测量电极将空间分隔成左、右两个腔室，其中充满硅油。当隔离膜片感受两侧压力的作用时，通过硅油将差压传递到弹性测量膜片的两侧从而使膜片产生位移。电容极板间距离的变化，将引起两侧电容器电容值的改变。 任何物体由于其自身分子的运动，不停地向外辐射红外热能，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。 红外温度记录法是工业上用来无损探测，检测设备性能和掌握其运行状态的一项新技术。 单圈弹簧管1是扁圆或椭圆截面的圆形弯管，弹簧管的一端固定在支座6里，并能通过带螺纹的管接头7与被测介质相连通；另一端是封闭的自由端，它通过拉杆3与扇形齿轮4相连接，扇形齿轮又与小齿轮相连接，在小齿轮的轴心上装有指针2.在介质压力作用下，弹簧管伸张，带动指针转动。 温度的标尺。是一种人为规定的一种单位制。 历史　1742年，瑞典天文学家安德斯·摄西阿斯（Anders Celsius，1701-1744）将一大气压下的水的冰点规定为100℃，沸点订为0℃，两者间均分成100个刻度，和现行的摄氏温标刚好相反。直到1743年才被修成现行的摄氏温标。1954年的第十届国际度量衡大会特别将此温标命名为“摄氏温标”，以表彰摄氏的贡献。  1714年，德国物理学家丹尼尔·家百列·华伦海特（Daniel Gabriel Fahrenheit，1686 - 1736）基于虎克的研究，将冰与盐混和后，所能达到的最低温度订为0℉，而概略的将人体温度定为100℉，两者间等分成100个刻度。至今只有美国，英国仍在使用。 k=273.15+t 或 t=k-273.15 热容是当物质吸收热量温度升高时，温度每升高1K所吸收的热量称为该物质的