过程控制第一章检测仪表.ppt

第1章 检测仪表;自动化控制通常检测的工艺参数;1.1 温度检测仪表;1.1 .1 测量温度的主要方法;常见测量温度的原理（1）;常见测量温度的原理（2）;常见测量温度的原理（3）;常见测量温度的原理（4）;常见测量温度的原理（5）;一线制数字温度传感器DS18B20及其应用;DS18B20的主要功能和特点 采用独特的“一线制”通信方式，信号符合TTL电平逻辑; 温度测量范围为-55 oC ～125 oC; 可编程的温度转换分辨率，可根据应用需要在9 Bit～ 12 Bit之间选取； 在12 bit温度转换分辨率下，温度转换时间最大为750 ms; DS18B20采用节能设计，在等待状态下功耗近似为零。 ;DS18B20的应用;温标;经验温标;热力学温标;国际实用温标;ITS一90基本内容为： 重申国际实用温标单位仍为K； 国际摄氏温度和国际实用温度关系为： 整个温标分成4个温区，其相应的标准仪器如下： ①0.65—5.0K，用3He和4He蒸汽温度计； ②3.0—24.5561K，用3He和4He定容气体温度计； ③13.803K—961.78℃，用铂电阻温度计； ④961.78℃以上，用光学或光电高温计； 确认和规定了17个固定点温度值，借助依据这些固定点和规定的内插公式分度的标准仪器来实现整个热力学温标。见表1-3。;热电偶测温;热电偶的测温原理基于热电效应。将两种不同的导体A和B连成闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，由于这种热电效应现象是1821年塞贝克（Seeback）首先发现提出，故又称塞贝克效应（如图所示）;热电偶闭合回路中产生的热电势由两种电势组成：温差电势和接触电势。 温差电势是指同一热电极两端因温度不同而产生的电势。 接触电势是指两热电极由于材料不同而具有不同的自由电子密度，而热电极接点接触面处就产生自由电子的扩散现象，当达到动态平衡时，在热电极接点处便产生一个稳定电势差。 ;热电偶回路总电势为：;1.均质导体定则 由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面和长度以及其温度分布如何，都不能产生热电势。 定则说明 （1）一种均质材料不能构成热电偶。 （2）两种组成热电偶的材料要求材质的，否则 热电极的温度分布将会对热电势值产生影响。 （3）热电极材料的均匀性是衡量热电偶质量的重要指标之一。;热电偶的基本定律及其应用;热电偶的基本定律及其应用;分度表和参考函数 在T0=0℃条件下，用实验的方法测出各种不同热电极组合的热电偶在不同热端温度下所产生的热电势值，可以列出对应的分度表，常用热电偶的热电特性有分度表可查。 温度与热电势之间的关系也可以用函数式表示，称为参考函数。 ITS—90给出了热电偶分度表和参考函数，它们是热电偶测温的依据。 ;常用工业热电偶 目前国际上已有8种标准化热电偶作为工业热电偶在不同场合中使用。标准化热电偶已列入工业化标准文件，具有统一的分度表，标准文件对同一型号的标淮化热电偶规定了统一的热电极材料及其化学成分、热电性质和允许偏差，所以同一型号的标准化热电偶具有良好的互换性。 通常表示热电偶所用热电极材料时，前者为正极，后者为负极。;;;工业热电偶的结构形式;热电偶参比端温度处理方式;热电偶参比端温度处理方式;热电偶参比端温度处理方式;热电偶参比端温度处理方式;热电阻温度计;热电阻温度计;铂电阻测温原理;热电阻的引线形式;热电阻的引线形式;红外成像仪;Ti30热像仪;P15 图1-9 输入桥路;P15 图1-10 温度变送器的零点迁移;P16 图1-11 变送器受到的共模干扰;P17 图1-12 变送器的抗干扰措施;P18 图1-13 温度变送器的线性化方法;P19 FIG1-4 DDZ-Ⅲ 型热电偶温度变送器简化原理图;P19 图1-15 变送器的功率放大器及输出电路( 放大解调 );1.2 压力检测仪表;压力检测的概念;;压力测量中常分为： 表压 绝对压力 负压或真空度;常用压力测量仪表的分类;电气式压力计的组成;常用的信号处理装置有指示仪、记录仪以及控制器、 微处理机等 ;（1）弹簧管式弹性元件 如图1-6（a）所示。弯成圆弧形的金属管子，它的截面做成扁圆形或椭圆形，当通入压力p后，它的自由端就会产生位移。;（3）波纹管式弹性元件 波纹管式弹性元件是一个周围为波纹状的薄壁金属简体，如图1-16（b）所示。这种弹性元件易于变形，而且位移很大，常用于微压与低压的测量（一般不超过1MPa）。;薄膜式弹性元件 薄膜式弹性元件根据其结构不同还可以分为膜片与膜盒等。它的测压范围较弹簧管式的为低。图1-16（c）为膜片式弹性元件，它是由金属或非金属材料做成的具有弹性的一张膜片（有平膜片与波纹膜片两