机械工程测试技术基础 第十讲温度检测.pptVIP

第十讲 温度测量 概述 概述 各种热电阻 各种热电偶 双金属温度计是把两种膨胀系数不同的金属薄片焊接在一起制成的。它是一种固体膨胀温度计。其结构简单、牢固，可将温度变化转换成机械量变化，不仅用于测量温度，而且还用于温度控制装置（尤其是开关的“通断”控制），使用范围相当广泛。 双金属温度计的工作原理 双金属温度计的结构 它的感温元件通常绕成螺旋型，一端固定，另一端连接指针轴。温度变化时，感温元件的弯曲率发生变化，并通过指针轴带动指针偏转，在刻度盘上显示出温度的变化。 10.1 金属热电阻 取一只 100W/220V 灯泡，用万用表测量其电阻值，可以发现其冷态阻值只有几十欧姆，而计算得到的额定热态电阻值应为484? 。 热电阻的主要技术性能 易提纯、复现性好的金属材料才可用于制作热电阻 薄膜型及普通型铂热电阻 小型铂热电阻 防爆型铂热电阻 汽车用水温传感器及水温表 铂热电阻分度表 铂电阻温度显示、变送器 可设定温度的温度控制箱 旋转式机械 设定开关 10.2 热敏电阻 热敏电阻外形 MF12型 NTC热敏电阻 其他形式的热敏电阻 玻璃封装 NTC热敏电阻 其他形式的热敏电阻 其他形式的热敏电阻（续） 贴片式NTC热敏电阻 其他形式的热敏电阻（续） MF58型（珠形）高精度负温度系数热敏电阻 非标热敏电阻 热敏电阻温度面板表 热敏电阻 热敏电阻的应用 热敏电阻用于电热水器的温度控制 热敏电阻体温表 热敏电阻体温表的调试、标定方法 热敏电阻用于CPU的温度测量 （参考小熊在线公司资料） 小结：热敏电阻特点 热电偶工作原理演示实验 热电压与温度差的关系在一般工程测量的范围内，简化为二阶关系： 八种国际通用热电偶 几种常用热电偶的测温范围及热电势 热电偶的结构和种类 比较：金属热电阻与热电偶 精 度：高(0.1 ℃ )－－ 低(1 ℃) 电 阻 值：高 －－ 低 （灵敏度） 测量范围：较高 －－ 高 电 源：需要 －－ 不需要 响应速度： 一般 －－ 快 几何尺寸： 小 －－ 大 总结 采用热辐射和光电检测的方法测量温度。 工作机理 当物体受热后，电子运动的动能增加，有一部分热能变为辐射能，辐射能量的多少与物体的温度有关。 当温度较低时，辐射能力较弱； 当温度较高时，辐射能力较强； 当温度高于一定值后，可观察到发光，其光亮度与温度有一定关系。 高温及超高温检测可采用热辐射和光电检测。 全辐射式温度传感器 亮度式温度传感器 比色式温度传感器 1.全辐射式温度传感器 利用物体在全光谱范围内辐射能量与温度的关系测量温度。 全辐射温度传感器测得的温度总低于物体的真实温度，故称为辐射温度。 全辐射定律(斯特藩-波耳兹曼定律) 黑体的全辐射度与绝对温度的四次方成正比. 灰体: 一般灰体的发射系数不随滤长而变，故比色温度等于真实温度。 待测辐射体的两测量波长按工作条件和需要选择，一般波长为λ1对应蓝色，λ2对应红色。 对于很多金属，由于单色发射系数顾及滤长的增加而减小，故比色温度高于真实温度。 集成温度传感器（温度IC）将温度敏感元件和放大、运算和补偿等电路采用微电子技术和集成工艺集成在一片芯片上，从而构成集测量、放大、电源供电回路于一体的高性能的测温传感器。 1.集成温度传感器测温原理 2.集成温度传感器的类型 集成温度传感器可分为：模拟型集成温度传感器和数字型集成温度传感器。 模拟型的输出信号形式有电压型和电流型两种。电压型的灵敏度多为10mV/℃（以摄氏温度0℃作为电压的零点），电流型的灵敏度多为1μA/K（以绝对温度0K作为电流的零点）； 数字型又可以分为开关输出型、并行输出型、串行输出型等几种不同的形式。 例，模拟型集成温度传感器 AD590的基本转换电路 电流-电压转换电路（10mV/K） 在电脑中，集成温度传感器用于CPU散热保护电路 散热风扇 MAX6502用于控制散热风扇的转速 当CPU进行复杂运算时，风扇处于全速运行。 展望 变色涂料在电脑内部温度中的示温作用 温度T′/℃ 补正系数k 铂铑10-铂(S) 镍铬-镍硅（K） 100 0.82 1.00 200 0.72 1.00 300 0.69 0.98 400 0.66 0.98 500 0.63 1.00 600 0.62 0.96 700 0.60 1.0