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温度控制原理 2009-11-25 第二版 2019年5月24日星期五 2 温度控制 培训目的 通过本次培训，使大家掌握温度控制常用的元器件，以及温度控制的基本原理，以及常见问题的解决方案。 教材概述 课时：1.5课时 注意：请带笔和笔记本，做好培训笔记；另请把手机关机 或者设为振动。 前言 下次培训 试题讲解与讨论； 重点：主观题的讨论 预计培训时间：2009-12-02（下周星期三） 2019年5月24日星期五 3 温度控制 目 录 温度控制常用的元器件 常见温度控制系统的组成与分析 PID控制原理 常见温度控制故障以及检修方法 4 2019年5月24日星期五 温度控制 一、温度控制常用的元器件 1、温度传感器 A）热电阻 ：如PT-100 温度是表征物体冷热程度的物理量,它可以通过物体随温度变化的某些特性（如电阻、电压变化等特性）来间接测量，金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性，利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器。通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200～650℃）最常用的一种温度检测器。 5 2019年5月24日星期五 温度控制 R=100+0.3851*t 电阻法 一、温度控制常用的元器件 6 2019年5月24日星期五 温度控制 小结：线性的温度/电阻曲线，说明该传感器的精度非常高，稳定性好 一、温度控制常用的元器件 引出导线规格： 两线制 传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。 三线制 采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差 7 2019年5月24日星期五 温度控制 一、温度控制常用的元器件 常用保护管 备注：保护套管的材料以及厚度直接决定其 响应时间 8 2019年5月24日星期五 温度控制 一、温度控制常用的元器件 B）.热电偶：K型热电偶（镍铬-镍硅） 原理： 如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端，当两端存在温差时，就会在回路中产生电流，那么两端之间就会存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势的大小只与热电偶导体材质以及两端温差有关，与热电偶导体的长度、直径无关 9 2019年5月24日星期五 温度控制 Et=c（t-t0） 电压法（mV档） 一、温度控制常用的元器件 特点： 热电偶具有构造简单、适用温度范围广、使用方便、承受热、机械冲击能力强以及响应速度快等特点，常用于高温区域、振动冲击大等恶劣环境以及适合于微小结构测温场合；但其信号输出灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号和前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化。 10 2019年5月24日星期五 温度控制 一、温度控制常用的元器件 11 2019年5月24日星期五 温度控制 一、温度控制常用的元器件 3.温度传感器选型 确定温度传感器类型 实际使用温度范围 精度 尺寸 安装固定方式 温度传感器的使用环境 注意：如无特别约定，所有铂电阻温度传感器的头部 5mm长度为温度测量端。 2019年5月24日星期五 12 温度控制 一、温度控制常用的元器件 2.固态继电器（SSR） SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的电、磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单向可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。 一般普通型SSR,可按电流值的2/3选用。 13 2019年5月24日星期五 温度控制 一、温度控制常用的元器件 结构： 三部分组成:输入电路，隔离(耦合)和输出电路 优点： （1）高寿命，高可靠:SSR没有机械零部件，由固体器件完成触点功能，由于没有运动的零部件，因此在高冲击，振动的环境下工作，由于组成固态继电器的元器件的固有特性，决定了固态继电器的寿命长，可靠性高。 （2）灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好:固态继电器的输入电压范围较宽，驱动功率低，可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。 （3）快速转换:固态继电器因为采用固体器件，所以切换速度可从几毫秒至几微秒。 （4）电磁干扰小:固态继电器没有输入线圈，没有触点燃弧和回跳，因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关，在零电压处导通，零电流处关断，减少了电流波形的突然中断，从而减少了开关瞬态效应。 14 2019年5月24日星期五 温度控制 一、温度控制