2010年 浙江大学过程检测系统 第四课20091014-shangchuan..ppt

作业分析 振动式检测元件和弹性式检测元件的异同 ? 下列传感器或检测仪表（方法）应用了自然界自然规律中的哪些定律或法则？ ①基于电磁感应原理的电磁流量计； ②热电阻温度传感器； ③热电偶温度检测仪表； ④弹性式压力传感器； ⑤压电式压力传感器； ⑥变浮力式液位测量方法； ⑦超声波物位计； ⑧热导式气体分析仪； ⑨红外线气体分析仪； ⑩转子流量计。 思考题 金属热电阻中，R0的意义是什么？请说明R0大小对测量的影响 金属热电阻在0℃时的电阻值，分50欧姆和100欧姆两种 R0大 优点：引线电阻的影响就小，有助于提高测量精度， 缺点：热滞后大，成本高，采用缩小线径方法时会降低传感器的机械强度 两线制 三线制 热敏电阻 金属氧化物或半导体材料制成的热敏元件 测温范围（ －100～300℃ ） 分类 负温度系数（NTC）热敏电阻 正温度系数（PTC）热敏电阻 临界温度（CTR）热敏电阻 PTC用途？ PTC加热片具有自动恒温的特点，不需要温度控制系统，将PTC加热片直接通电即可。 当PTC加热片用来加热液体（如水）时，液体烧干后，PTC加热片不会损坏。 PTC加热器 NTC用途？ 其它电阻式检测元件 湿敏电阻：电阻值随湿度而变化 湿度：空气中水蒸气含量 绝对湿度：g/m3 相对湿度：℅RH 湿敏电阻的特性 湿敏电阻的阻值随湿度增加而减小 湿敏电阻的特性与温度有关，在使用中要采用温度补偿措施 气敏电阻 主要用于测量可燃性气体的浓度 原理：半导体与特定气体接触时，其电阻值发生变化，变化量与气体浓度有关 由某些半导体材料制成 氧化锌、氧化锡 氧化锡（SnO2） 测量O2或NOx等氧化性气体时，其电阻值随浓度增加而增大， 测量H2、CO等还原性气体时电阻值随浓度上升而减少。 氧化锌（ZnO） 加入适当的催化剂可提高元件的选择性 在ZnO与Cr2O3构成的元件中，使用铂Pt作为催化剂时，对乙烷、丙烷、异丁烷相当敏感，对氢、一氧化碳、甲烷不敏感 加入钯 Pd作为催化剂时，特性刚好相反，可提高对氢、一氧化碳、甲烷灵敏度。而对乙烷、丙烷、异丁烷不敏感。 生活中常用的气体传感器 CO气体传感器 CH4气体传感器 第四节 电容式检测元件 电容式水位传感器 消除和减小寄生电容的影响 寄生电容与传感器电容相并联，影响传感器灵敏度，而它的变化则为虚假信号影响仪器的精度，必须消除和减小它。可采用方法： （1）增加传感器原始电容值 （2）注意传感器的接地和屏蔽； （3）集成化 （4）采用“驱动电缆”(双层屏蔽等位传输)技术 （5）整体屏蔽法 （1）增加传感器原始电容值　 采用减小极片或极筒间的间距(平板式间距为0.2—0.5mm，圆筒式间距为0.15mm) 增加工作面积或工作长度来增加原始电容值，但受加工及装配工艺、精度、示值范围、击穿电压、结构等限制。 一般电容值变化在 10-3—103 pF范围内，相对值变化在 10-6—1范围内。 （3）集成化 将传感器与测量电路本身或其前置级装在一个壳体内，省去传感器的电缆引线。这样，寄生电容大为减小而且易固定不变，使仪器工作稳定。 但这种传感器因电子元件的特点而不能在高、低温或环境差的场合使用。 （4） “驱动电缆”(双层屏蔽等位传输)技术 传感器与测量电路前置级间的引线为双屏蔽层电缆，其内屏蔽层与信号传输线(即电缆芯线)通过1:1放大器成为等电位，从而消除了芯线与内屏蔽层之间的电容。 外屏蔽层接大地或接仪器地，用来防止外界电场的干扰。 “驱动电缆”技术对 1:1放大器要求很高， 电路复杂，但能保证电 容式传感器的电容值小 于1pF时，也能正常工作。 热电偶 热电效应 将热电极A、B的两个接点分别置于温度为T及T0（设T ＞ T0 ）的热源中，则在该回路内就会产生热电动势。 温度高的接点称为热端（或工作端） 温度低的接点称为冷端（或自由端） 第五节 热电式检测元件 热电偶 晶体管 二极管 三极管 耐磨热电偶 带软导线的热电偶 带铠装电缆线头的热电偶 大负荷热电偶组件 无固定装置式 固定法兰式 直形管接头式 热电偶结构图 * 热电阻式检测元件 金属热电阻 热敏电阻 热敏电阻温度特性曲线 1—NTC 2、3—临界 4—PTC 金属热电阻与半导体热敏电阻各有什么特点 ? 金属热电阻 正温度系数， 0.4%～0.6% /℃ 一致性好（可互换） 测量范围宽 采用三线制接法可减小引线电阻影响 热敏电阻 负温度系数，-2%～6%/℃ 一致性差 测量温度范围较窄 测量电路简单 热惯性小（体积小） 灵敏度高（电阻温度系数大，是金属热电阻的十几倍）； 湿敏电阻特性曲线 电容式液位变送器 电容式接近开关 绝对压力变送器 电容式差压变送器 压力 物位 差压 加速度 角位移 振动 位移 ? 第