第四章-温度检测.ppt

接触式测温： 常用于-100～1800℃温度的测量， 优点：方法简单、可靠，测量精度高。 缺点：由于需进行充分的热接触，测量时需有一定的响应时间（滞后），而且使用时往往会破坏被测对象的热平衡，产生附加误差。 一体化结构温度仪表直接安装在现场，在一般情况下变送器模块内部集成电路的正常工作温度为-20～+80℃，超过这一范围，电子器件的性能会发生变化，变送器将不能正常工作，因此在使用中应特别注意变送器模块所处的环境温度。 一体化温度变送器品种较多，其变送器模块大多数以一片专用变送器芯片为主，外接少量元器件构成，常用的变送器芯片有AD693、XTRl0l、XTRl03、IXRl00等。 （4） 热电阻 引线方式 三线制方式：在热电阻的一端连接两根导线(其中一根作为电源线)，另一端连接一根导线。 　　当热电阻与测量电桥配用时，分别将两端引线接入两个桥臂，就可以较好地消除引线电阻影响，提高测量精度，工业热电阻测温多用此种接法。 四线制方式：当电势测量端的电流很小时，可以完全消除引线电阻对测量的影响，这种引线方式主要用于高精度的温度检测。 三线 Eout t°C Rt 热电阻 控制室电桥 (引线r1=r2=定值) 分类： 正温度系数的热敏电阻（PTC型） 负温度系数的热敏电阻（NTC型） 临界温度系数的热敏电阻（CTR型） 温度检测用：负温度系数热敏电阻； PTC和CTR热敏电阻则利用在特定温度下电阻值急剧变化的特性构成温度开关器件。 图：各种热敏电阻特性 二、热敏电阻 热敏电阻是用金属氧化物或半导体材料作为电阻体的温敏元件。 负温度系数热敏电阻的阻值与温度的关系： 式中，R(T)、R(T0)为热敏电阻在温度为T、T0时的电阻值；B为取决于半导体材料和结构的常数。 热敏电阻优点：电阻温度系数大，为金属电阻的十几倍，故灵敏度高；电阻值高，引线电阻对测温没有影响；价格低廉。 缺点:互换性差，每一品种的测温范围较窄。在汽车和家电领域得到大量的应用。 根据电阻温度系数的定义，可求得负温度系数热敏电阻的温度系数αT为 负温度系数热敏电阻的T0一般为25℃，故R(25℃)和B值是热敏电阻的重要参数。 热敏电阻在低温段比高温段要更灵敏；B值越大灵敏度越高。 * 《自动检测技术及仪表控制系统》教学课件 * 4 温度检测 5 压力检测 6 流量检测 7 物位检测 8 机械量检测 9 成分检测 第二篇 过程参数检测技术 4 温度检测 4.1 测温方法及温标 4.1.1 测温原理及方法 温度：表征物体冷热程度。 测量方法（依据测量体和被测介质接触与否）:接触式测温和非接触式测温。 非接触式测温： 温度敏感元件不与被测对象接触，而是通过热辐射进行热交 换，由热辐射能的大小计算出被测对象的温度。 优点：测量上限高（3200℃） ，速度快。 缺点：测量误差较大。 　 华氏温标规定，冰点为32°F，水沸点为212°F，两者中间分180等份。 摄氏温标规定，冰点为0℃，水沸点为l00℃ ，两者中间分l00等份。 4.1.2 温标 　　温标：把温度数字化的标准。建立温标就是规定温度的起点及其基本单位。 华氏温标tF 与摄氏温标tc 的换算关系： 物质一般有三相(态)：固相、液相和气相。 三相共存时，称为三相点；固相和液相共存时，称为熔点或凝固点；液相和气相共存时，称为沸点。 国际实用温标中规定，热力学温度用符号T90表示，单位为开尔文，符号为K。开尔文的大小定义为水三相点热力学温度的1/273.16。同时使用的国际摄氏温度的符号为t90，单位是摄氏度，符号为℃，每一个摄氏度和每一个开尔文的量值相同。 T90和t90之间的关系是： 4.2.1 热电偶测温 1、工作原理 热电偶回路产生的热电势由温差电势和接触电势两部分组成。 热电效应：将两种不同材料的导体连成闭合回路，当两接点处的温度不同时，回路中就产生热电势。 0 T T A B 图 热电偶回路 4.2 接触式测温 温差电势：同一根导体的两端因温度不同而产生的电势。 （很小可忽略不计） 温度高的电子动能大，就会向温度低的一端跑去。 图 温差电势 图：接触电势 接触电势：两种不同材料的导体相接触时，因各自电子密度不同而产生电子扩散，电子密度大的金属的自由电子向电子密度小的导体扩散；到了一定时候，电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡。 扩散作用 电场作用 + + - - 金属A 金属B 自由电子密度大 自由电子密度小 接触点温度为T - 热电偶回路的总的热电势 测温时，将焊接的一端置于被测温度场中，称为测量端（或工作端、热端）。另一段一般要求恒定在某一温度，称为参考端（或自由端、冷端）。 当冷端温度保持不变时，热电势才是被测热端温度