仪表检测、工作原理和液位_.ppt

* 一、检测仪表知识及工作原理 1、温度 温度检测的基本概念：?? 1.温度:是反映物体冷热程度的物理量。温度的测量都是以热平衡为基础，当两个冷热程度不同的物体接触后必然要进行热交换，最终达平衡时，它们具有相同温度。通过测量被选物体随温度变化的物理量来测量被测温度数值。 2.温度的数值表示叫温标。温标：衡量物体温度的标尺，它是决定温度的起点和测量温度的基本单位。 温标的三要素：温度计、固定点、内插方程。目前国际上用的较多的温标有华氏温标 、 摄氏温标、热力学温标。 *  热力学温标（开尔文温标）：定义纯水三相点（气、液、固态三相共存点）为参考点，则该点的温度为217.16开尔文度。 摄氏温度与热力学温度关系：t = T – 273K 3.两个换算公式： ? 摄氏温度与华氏温度的换算公式： ? t=5/9（F-32)? ℃? ?? ?? ??摄氏温度与热力学温度的换算公式 t=T-273.15? ??℃ * 温度测量仪表的分类1.温度测量仪表按测温方式分为(接触式测温)和(非接触式测温)两大类接触式温度测量：通过传导或对流达到热平衡，直接检测被测对象的温度。如：热电阻温度计、热电偶温度计、双金属温度计等 非接触式温度测量：通过接受被测物体的热辐射能实现热交换，来测出被测对象的温度。如辐射温度计、光学高温计等 2.温度仪表的组成：感温元件（传感器）和显示仪表两大部分组成。 ◆热电偶 1.工作原理：两种不同导体或半导体材料A和B组成闭合回路，当两个接合点的温度不相同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。 *  EAB（T，TO）= f（T）- f（TO） 热电偶就是利用这种原理进行温度测量的。 其中：直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端） 2.热电偶的特性： （1）热电偶回路热电势的大小，只与组成热电偶的材料有关，与热电偶丝的直径、长度无关。 （2）热电偶回路热电势的大小，只与热电偶两端接点的温度有关，与沿程温度无关；温度高的一端为热端或工作端，温度低的一端为冷端或自由端。 （3）热电偶回路中插入第三种均质材料也叫补偿导线（与热电偶材料性质相同），则热电偶回路输出热电势不变。? *  3.热电偶的分类： 名称 分度号 测量范围 适用气氛 稳定性 铂铑30--铂铑6 B 0 –1800 氧化、中性 ＜1500℃，优 铂铑13--铂铑 R -40 -1600 氧化、中性 ＜1400℃，优 铂铑10--铂铑 S -40 -1600 氧化、中性 ＜1400℃，优 镍铬—镍硅 K -270 -1300 氧化、中性 中等 热电偶的冷端补偿：根据热电偶测温原理 EAB（T，TO）= f（T）- f（TO）的关系式可知 ，只有当冷端温度稳定不变且已知时，热电势E和被测温度（工作端）的成单值函数关系。实际使用的热电偶分度表中热电势和温度的对应值是以T0 = 0℃为基础的，但在实际测温中由于环境和现场条件等原原因，冷端温度往往不稳定也不一定等于0℃，因此需要对热电偶的冷端补偿进行处理。 * 3.冷端补偿：根据热电偶测温原理：EAB（T，t）=f（T）-f（t）的关系式可知，只有当冷端温度不变或已知时，热电势与被测温度成单值函数。而实际测量中冷端温度不可能为零，因此需要对热电偶进行冷端补偿，保证测量准确，所以在仪表的电路里，一般都要有冷端补偿电路。冷端补偿的四种方法： 1）冰点法 2）热电势修正法 3）冷端补偿法 4）补偿导线法 热电阻 1.热电阻测温工作原理： 热电阻是利用某些导体或半导体的电阻值与温度成一定函数关系的原理来测量，即电阻体的电阻随温度变化而变化。 * 2.常用热电阻为(PT100)和(CU50) 3.在热电阻温度计中,R0和R100分别代表(0 ℃)和(100 ℃)时的电阻值 。 PT100的R0为100欧， CU50的R0为50欧。 4. 热电阻的接线方式： 按照要求不同有:二线制、三线制、四线制。 *  2、温度变送器 ◆ 作用：将温度传感器测量的温度信号转换成标准信号4-20mA/1-5V。 ◆仪表分类：热电偶温度变送器、热电阻温度变送器、直流毫伏温度变送器。 ◆热电偶温度