安工大化工仪表及自动化第3章检测仪表与传感器(温度检测).ppt

第五节 温度检测及仪表 温标 一、温度测量的主要方法 常用温度计的种类及适用温度 1、膨胀式温度计 2、压力式温度计 二、 热电偶测温 1、工作原理与热电效应 热电势的产生 接触电势与温差电势 热电偶回路的总的热电势 2、热电偶基本定律 3、标准化热电偶与分度表 热电偶的热电特性 温度的计算 4、补偿导线 带有补偿导线的热电偶测温原理。 使用补偿导线应注意的问题： 5、热电偶的冷端温度补偿 冷端温度保持?C法； 冷端温度修正法；校正仪表零点法 例：用S型热电偶测温，热电偶的冷端温度t0=20℃，测得热电势为7.32 mv，求被测对象的实际温度t 。 补偿电桥法； 补偿热电偶法； 6、热电偶的结构 普通型热电偶的结构 铠装热电偶的结构 四、热电阻测温 1、金属热电阻 (热电阻) 1、金属热电阻 (热电阻) 热电阻的结构 工业热电阻 的基本结构 工业热电阻 的引线形式 2、半导体热电阻 (热敏电阻) 热敏电阻结构形式 五、辐射式温度计 六、测温元件的安装 第六节 现代检测技术与传感器的发展 一、软测量技术的发展 二、现代传感器技术的发展 七、例题与练习 负电阻温度系数的热敏电阻（NTC型） 指数关系 优缺点 辐射式温度计是利用物体的辐射能随温度而变化的原理制成的。 (非接触式) 检测原理：温度为T的物体对外辐射的能量E可用普朗克定律来描述。E（?，T）， ?：波长 。 在整个波长范围内的总能量是温度的单值函数；特定波长上的辐射能是温度的单一函数；两个特定波长上的辐射能之比也是温度的单值函数。 辐射测温的基本方法 全辐射测温法： 亮度法： 比色法：根据辐射体的颜色与温度相对应的原理，可用光电方法测量辐射体在不同波长下的光谱辐射强度之比来实现测温。 辐射温度计主要由光学系统、光电转换系统和信号处理与变换电路等部分组成。 61 1.测温元件的安装要求 （1）在测量管道温度时，应保证测温元件与流体充分接触，以减少测量误差。见图3-73。 （2）测温元件的感温点应处于管道中流速最大处。 图3-73 测温元件安装示意图之一 图3-74 测温元件安装示意图之二 62 （3）测温元件应有足够的插入深度，以减小测量误差。见图3-74。 63 （4）若工艺管道过小（直径小于80mm），安装测温元件处应接装扩大管，如图3-75所示。 图3-75 小工艺管道上测温元件 安装示意图 图3-76 热电偶或热电阻 安装示意图 64 （6）为了防止热量散失，测温元件应插在有保温层的管道或设备处。 （7）测温元件安装在负压管道中时，必须保证其密封性，以防外界冷空气进入，使读数降低。 （5）热电偶、热电阻的接线盒面盖应向上，以避免雨水或其他液体、脏物进入接线盒中影响测量，如图3-76所示。 65 2.布线要求 （1）按照规定的型号配用热电偶的补偿导线，注意热电偶的正、负极与补偿导线的正、负极相连接，不要接错。 （2）热电阻的线路电阻一定要符合所配二次仪表的要求。 （3）为了保护连接导线与补偿导线不受外来的机械损伤，应把连接导线或补偿导线穿入钢管内或走槽板。 （6）补偿导线不应有中间接头，否则应加装接线盒。另外，最好与其他导线分开敷设。 （5）导线应尽量避开交流动力电线。 （4）导线应尽量避免有接头。应有良好的绝缘。禁止与交流输电线合用一根穿线管，以免引起感应。 66 67 解决工业过程的测量要求的两条途径： 沿袭传统的检测技术发展思路，通过研制新型的过程测量仪表，以硬件形式实现过程参数的直接在线测量； 采用间接测量的思路，利用易于获取的其他测量信息，通过计算来实现被检测量的估计。（*） * 温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量，而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。温标有：华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。 概念：温度是表征物体冷热程度的物理量。温度的微观概念是大量分子运动平均强度的表示。分子运动愈激烈其温度表现越高。 自然界中几乎所有的物理化学过程都与温度紧密相关，因此温度是工农业生产、科学试验以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个重要物理量。 （1）摄氏温标：以水的冰点为“0”，水的沸点为“100”，中间等分为100份，每份为1度，以OC表示。 （2）华氏温标：冰水融体为“32”，水的沸点为“212”，中间等分为180份，每份为1度，以OF表示。 （3）热力学温标 ----又称开尔文温标，单位为开尔文（K）。 （4）国际实用温标 -----是一种符合热力学温标又使用简单的温标。 必威体育精装版温标是1990年国际温标 (ITS－90) 测温方式可分为接触式和非接触式两大类。 接触式：温度敏