第2章检测仪表1、2.ppt

分辨率表示仪表显示值的精细程度。 如一台仪表的显示位数为四位，其分辨率便为万分之一。数字仪表的显示位数越多，分辨率越高。 分辨力是指仪表能够显示的、最小被测值。 如一台温度指示仪，最末一位数字表示的温度值为0.1℃，即该表的分辨力为0.1℃ 。 5、 变差 在外界条件不变的情况下，同一仪表对被测量进行往返测量时（正行程和反行程），产生的最大差值与测量范围之比称为变差。 3、热电偶温度计 利用物体的热电性质测温。 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。 非接触式测温的具体方法有： 3、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）= e AB （t）- e AB（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。 2.2.2.2 热电偶的基本定律 1、均质导体定律 由一种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。但其截面和长度不限。 2.2.2.4 热电偶类型 理论上任何两种导体或半导体都可以组成热电偶，但考虑有良好的应用性能，必须对热电偶材料加以选择。 选取原则：在测温范围内具有稳定的化学及物理性质，热电势要大，且与温度接近线性关系。 国际电工委员会（简称IEC）规定了热电偶材料的取材标准。用分度号命名不同取材的热电偶，并给出了标准的热电势分度表。 例 用K型热电偶测量某加热炉的温度测得的热电势E（t，t0）＝36.122mV，而自由端的温度t0＝30℃，求被测的实际温度。 解 由分度表可以查得 E（30，0）＝1.203mV 则 E（t，0） ＝ E（t，30）+ E（30，0） ＝ 36.122+1.203＝37.325mV 再查分度表可以查得37.325mV 对应的温度为900 ℃ 。 计算法适用于实验或临时测温。 工业中用得最多的是铂电阻和铜电阻，也有镍电阻、铟电阻、锰电阻及碳电阻等用于低温及超低温测量。 2.自动电位差计式记录仪 自动电位差计式记录仪输入电压信号，因此可配接热电偶。和自动平衡电桥式记录仪相比，两者除测量部分不同外，其余部分都相同。 配接热电偶，必须考虑冷端补偿问题。图2.23中，将R2换成铜电阻，和热电偶的冷端置于同一温度下。当冷端温度升高时，设计使电压VR2的增加量恰好弥补热电势的减少值。 VR2 =E(t0,0) E(t,t0) 2.2.2.5 热电偶冷端温度补偿 热电偶的热电势大小不仅与热端温度有关，还与冷端温度有关。所以使用时，需保持热电偶冷端温度恒定。但热电偶的冷端和热端离得很近，使用时冷端温度较高且变化较大。为此应将热电偶冷端延至温度稳定处。 为了节约，工业上选用在低温区与所用热电偶的热电特性相近的廉价金属，作为热偶丝在低温区的替代品来延长热电偶，称为补偿导线。 补偿导线 热偶 根据中间温度定律，补偿导线和热电偶相连后，其总的热电势等于两支热电偶产生的热电势的代数和。 E (t,t0) = E偶 (t , t n) ＋ E补(t n ,t0) 用补偿导线延长热电偶的必须条件是：补偿导线的热电特性在低温段与所配热电偶相同。因此，不同的热电偶配不同的补偿导线。常用热电偶的补偿导线见表2.2。 补偿导线 热偶 t t n t 0 E (t,t0) 使用补偿导线只是将热电偶的冷端延长到温度比较稳定的地方，而标准热电势要求冷端温度为零度，为此还要采取进一步的补偿措施。 1．查表法（计算法） 如果某介质的温度为t，用热电偶进行测量，其冷端温度为t0，测得的热电势为EAB（t,t0）。根据中间温度定律，有 EAB（t ,0）＝EAB（t ,t0）＋ EAB（t0 ,0） 得出标准热电势EAB（t ,0）