[物理]chart2温度测量.ppt

2、配热电阻的动圈仪表 一般用电桥将热电阻信号转换成电压信号。 则 R1R3 =R2（R0+RT0） 且 R1= R2 ， R3 = RT 0 + R0 有：I1 = I2 = I 当T ℃时，电桥输出 Uab =R3 I –（RT+R0）I =R3 I –（RT0+?RT+R0）I = –?RT I 1）电桥工作原理 Rw Rm Rd R0 R2 R1 Rt R3 a b RT I2 I1 r r r 设T0 ℃时，电桥平衡。 可见三线制接法可以消除接线电阻的影响。一般规定每根连接导线的电阻值为5Ω。 2） 三线制与外接调整电阻 在考虑接线电阻后，电桥输出： Uab =（R3+r) I –（RT +?RT +R0+r）I = – ?RT I Rw Rm Rd R0 R2 R1 Rt R3 a b RT I2 I1 r r r 数字式指示仪表是以数字电压表为主体而构成的测量仪表。其原理框图如下： 检测变送 寄存器 模/数转换 脉冲计数 脉冲信号 数字译码器 显示器 2.2.5.2 数字式指示仪表 例：配热电偶的数字式测温仪表原理框图 标准热电势 滤波 放大 线性化 标度变换 2.2.5.3自动记录仪表 自动记录仪能实时记录被测参数。记录的方式有纸记录和无纸记录两类。 1.自动平衡电桥式记录仪 Rp Rt R3 r 图2.22 自动平衡电桥原理图 R0 R2 R1 利用电桥的平衡动作进行测量记录。可配接热电阻组成测温记录仪。 平衡电桥测温原理 当被测温度为下限时，Rt有最小值Rt0，滑动触点应在Rp的左端，此时电桥的平衡条件是: R3（Rt0+Rp）＝R2R4 被测温度升高后，电桥输出不平衡电压，驱动电机，带动触点向右移动，直至新的平衡点: 两式相减得： R3（Rt0+? Rt+Rp-r1） ＝R2（R4+ r1 ） r1 是滑线电阻Rp的输出可变电阻。电机带动触点B向新的平衡位置移动，到达平衡点时，电桥输出为零，电机停止。 B的位置就可以反映?Rt，即反映了温度的变化。 触点位移与?Rt呈比例关系： 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) 数字式记录仪表 形式多样，内装CPU，无纸记录被测参数。可实时显示，也可随时调出历史曲线。可多通道记录。 * 温度概念的建立及测量：以热平衡为基础的， 温度最本质的性质：当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热，换热结束后两物体处于热平衡状态，则它们具有相同的温度。 两种不同的金属导体A,B焊接而成。 热端（工作端）与 冷端 (自由端)有温差 A,B 称热电极 * 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：，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。 因为热电偶在使用时，总要将热电偶回路打开，接入测量仪表，即插入第三种导体。 由此可知，只要接入第三种导体的两个连接点温度相等，它的接入对回路电势毫无影响。这一结论可以推广至接入多种导体。 * 当环境温度高于0℃时，Rcu随温度上升阻值变大，于是在a,b两端输出不平衡电压Uab，与热电偶的热电势叠加，送入仪表，适当选择桥臂电阻和电流的值，可以使得Uab恰好补偿冷端温度变化引起的热电势的变化。此时仪表便可以指示正确的温度值。 * 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 * 热敏电阻电阻率大，不需要拉斯绕制，可直接做成珠状，片状，杆状，等 * 在工业过程中主要用于温度补偿，不在主题传感器之列。 * * 例题 【例题1】今用一只镍铬－镍硅热电偶测量小氮肥厂中转化炉的温度，已知热电偶的工作温度为800℃，自由端为30℃，求热电偶产生的热电势 解：EK(800,30) =EK(800,0)- EK(30,