传感器与检测技术课件 项目六 测量物体温度 任务6.1 热电偶传感器测量温度.pptxVIP

项目六测量物体温度

【项目思维导图】

【项目教学目标】【知识目标】1.能理解温度测量的基本概念；2.能掌握温度传感器的分类；3.能理解热电偶的工作原理；4.能掌握热电偶的材料及结构；5.能了解热电偶的温度补偿方法；6.能理解热电阻的工作原理；7.能熟悉热电阻的结构和测量电路；8.能理解热敏电阻的特性和分类。【技能目标】1．会正确选用热电偶的型号；2．会正确安装和使用热电偶；3．能理解和选用热电阻的测量电路；4．能掌握热电阻温度传感器的选型方法；5．会正确的常用热敏电阻使用、测量方法。【素养目标】1.传感器的精度表示观测值与真值接近的程度，培养学生对精度应有更深刻的理解和更深层次的追求，测量为质量评价、质量提升、质量强国提供判据，培养学生领会计量蕴含的精益求精科学精神；2.科学是实实在在的，来不得半点虚假，培养学生能一切从实际出发、贯彻实事求是的思想路线。

任务6.1热电偶传感器测量温度温度的宏观概念是冷热程度的表示，或者说，互为热平衡的两物体，其温度相等。温度的微观概念是大量分子运动平均强度的表示。分子运动愈激烈其温度表现越高。温度是一个最基本的物理量，是国际单位制7个基本量之一。自然界中任何物理、化学过程都与温度紧密联系。在生产生活中，温度是产品质量、生产效率、节约能源等的重大经济指标之一，是安全生产、正常生活的重要保证。温度控制在日常生活与工业生产中应用广泛，如大家熟知的饮水机、冰箱、冷柜、空调等制冷、制热产品都需要进行温度测量进而实现温度控制；任务描述

任务描述：汽车发动机、油箱、水箱的温度控制，化纤厂、化肥厂、炼油厂生产过程的温度控制，冶炼厂、发电厂锅炉温度的控制，蔬菜大棚的温度检测与控制等，其目的是控制合理的温度或对温度上限进行控制，从而满足生活、生产、科研等需求。在轧钢过程中，钢坯的轧制温度是关键的工艺参数，钢坯温度控制的好坏，将直接影响产品的质量，加热炉的炉温在950～1200℃之间，它要跟随轧机轧制节奏的变化来随时调节，所以能否有效地控制加热炉的温度，直接影响钢坯的质量和成本，而对温度进行精确地测量是控制的前提。本任务就是针对轧钢工艺钢坯温度的控制，来选择一种合适的温度传感器来进行温度测量。

知识链接：热电偶测量物体温度一、温度测量的基本概念温度标志着物质内部大量分子无规则运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子热运动越剧烈。温度的数值表示方法称为温标。它规定了温度的读数起点（即零点）以及温度单位。它确定了各类温度计的刻度。国际上规定的温标有：摄氏温标、华氏温标、热力学温标等。摄氏温标和华氏温标对比如图6-1所示。热力学温标是建立在热力学第二定律基础上的最科学的温标，是由开尔文（Kelvin）根据热力学定律提出来的，因此又称开氏温标。它的符号是T，单位是开尔文（K）。K氏温度是以绝对零度（绝对零度则是宇宙间可能出现的最低温度）为基点的热力学度量温标，而温度升高1K和升高1摄氏度的温度增量相同。即t/℃=T/K-273.15。所以，1k=-272.15℃图6-1摄氏温标和华氏温标

知识链接：热电偶测量物体温度二、温度测量及传感器分类温度传感器按照用途可分为基准温度计和工业温度计；按照测量方法又可分为接触式和非接触式；按工作原理又可分为膨胀式、电阻式、热电式、辐射式等等；按输出方式分，有自发电型、非电测型等。热膨胀温度传感器：有液体、气体的玻璃式温度计、体温计，结构简单，应用广泛；半导体热敏电阻传感器：家电、汽车上使用，价格便宜、用量大、成本低、性能差别不大；金属电阻、热电偶、红外温度传感器：工业上常用，性能价格差别比较大，精度高的通常价格比较昂贵。集成温度传感器，利用晶体管PN结电流、电压随温度变化，有专用集成电路，体积小、响应快、价廉，测量150℃以下温度。

知识链接：热电偶测量物体温度表6-1温度传感器的种类及特点

知识链接：热电偶测量物体温度几种温度传感器的应用：示温涂料（变色涂料）用在杯子图案上，装满热水后图案变得清晰可辨；变色涂料在电脑内部温度中的示温作用，CPU散热风扇低温时显示蓝色，温度升高后变为红色。图6-2变色涂料的应用

知识链接：热电偶测量物体温度三、热电偶测温度热电偶是将温度转换为电压的热电式传感器，是工程上常用的一种温度检测传感器。它具有结构简单，使用方便、精度高、热惯性小、可测局部温度和便于远距离传送与集中检测、自动记录等优点。热电偶是一种自发电式传感器，测量时不需要外加电源，可直接驱动动圈式仪表，直接将被测温度转换成电势输出。热电偶在温度测量中应用具有结构简单、使用方便、测量精度高、测量范围宽等优点。常用的热电偶测量范围为-50～1600℃。如果配用特殊材料，测量范围会更广。某些特殊热电偶最低可测到-270℃（如金、铁、镍和铬等），最高可达+2800℃