任务6锅炉炉膛温度计的设计.ppt

任务二锅炉炉膛温度计的设计 2.热电偶传感器的工作原理 热电偶传感器是一种能将温度转换成电势的装置。目前在工业生产和科学研究中已得到广泛的应用，并且已经可以选用标准的显示仪表和记录仪表来进行显示和记录。 1)热电效应 两种不同材料的导体(或半导体)组成一个闭合回路，当两接点温度T和T0不同时，则在该回路中就会产生电势，这种现象称为热电效应。 其中，A和B组成的闭合回路称热电偶，A,B称热电极，两电极的连接点称为接点。测温时置于被测温度场T的接点称为热端或测量端， 另一端称为冷端或参考端。热电偶产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，如图2-21所示。 任务二锅炉炉膛温度计的设计 4.热电偶传感器的基本定律 1)中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。 如图2-26所示，在热电偶回路中接入第三种导体C。设导体A与B接点处的温度为t, A与C, B与C两接点处的温度为t0，则回路中的总电动势为 可以用同样的方法证明，断开热电偶的任何一个极，用第三种导体引入测量仪表，其总电动势也是不变的。 热电偶的这种性质在实用上有着重要的意义，它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。 图2-25薄膜热电偶结构 返回 图2-26热电偶中接入第三种导体 返回 图2-27 3种导体分别组成热电偶 返回 图2-28热电偶中间温度定律 返回 图2-29冰点槽冷端恒温法 返回 1-冰水溶液;2-冰点槽;3-热电偶冷端; 4-试管;5-冰点槽密封盖;6-Cu导线;7-毫伏表 图2-30补偿导线连接 返回 表2-4补偿导线的类型 返回 图2-31补偿电桥 返回 图2-32热电偶正向串联电路 返回 图2-33热电偶反向串联电路 返回 图2-34热电偶并联电路 返回 图2-35热电偶测量系统 返回 图2-36热电偶数字温度计 返回 任务二锅炉炉膛温度计的设计 一、任务描述 利用热电偶传感器设计锅炉炉膛温度计，要求能实时监测炉膛温度，通过4位数码管以数字形式显示。 二、任务目标 (1)掌握热电偶传感器的结构工作原理。 (2)掌握热电偶传感器的冷端温度补偿方法。 (3)能够利用热电偶传感器进行电路的设计。 下一页 返回 任务二锅炉炉膛温度计的设计 三、知识链接 1.温度和温标 (1)温度是表示物体冷热程度的物理量。从微观的角度来看，温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。 (2)温标是温度的数值表示方法。它规定了温度读数的起点(即零点)以及温度的单位。各类温度计的刻度均由温标确定。 国际上规定的温标有摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。 上一页 下一页 返回 任务二锅炉炉膛温度计的设计 ①摄氏温标。摄氏温标是根据液体(水)受热后体积膨胀的性质建立的。摄氏温标的规定是:在标准大气压(1013.25百帕斯卡)下，冰水混合物的温度为0度，水的沸点为100度，中间划分为100等份，每一等份为1℃(摄氏度)，单位符号为℃，温度变量记做t。 ②华氏温标。华氏温标也是根据液体(水银)受热后体积膨胀的性质建立的。华氏温标的规定是:在标准大气压(1013.25百帕斯卡)下，冰水混合物的温度为32度，水的沸点为212度，中间划分为180等份，每一等份为10F(华氏度)，单位符号为0F，温度变量记做tf。 摄氏温标和华氏温标有以下关系，即 上一页 下一页 返回 任务二锅炉炉膛温度计的设计 以上两种温标都属于人为规定的，称为经验温标。它们都依赖于物体的物理性质。利用上述两种温标测得的温度的数值，与所选用的物体的物理性质(如水银的纯度)及玻璃管材料等因素有关，不能严格保证世界各国所采用的基本测温单位完全一致。 因此，必须找到一种不取决于物质的、更理想的温标来统一各国的基本温度单位。 上一页 下一页 返回 任务二锅炉炉膛温度计的设计 ③热力学温标。1848年英国物理学家开尔文在总结前人温度测量的实践基础上，从理论上提出了热力学温标，热力学温标是建立在热力学第二定律基础上的一种理想温标，又称开氏温标，它与物体的性质无关。它的符号是T,单位是开尔文(K)。温度变量记作T。 热力学温标规定分子停止运动时的温度为绝对零度，水的三相点(气、液、固三态)同时存在且进入平衡状态时的温度为273.16 K，把从绝对零度到水的三相点之间的温度均匀地分为273.16等份，每一份为1 K。 热力学温标和摄氏温标的关系为 上一页 下一页 返回 任务二锅炉炉膛温度计的设计 (1)接触电势。 接触电势是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动