《传感器技术及应用》 项目二 温度测量概要1.pptVIP

传感器技术及应用 项目二 温度测量 任务一 使用金属热电阻测量温度 任务导入 实验结果表明，细铜丝的电阻值是随着温度变化而变化的，从分子运动学观点来看，当导体温度上升时，由于导体内部分子无规则的热运动加剧，而电荷的定向移动受阻，因而电阻值增大；反之，则电阻值减少。这种特性称正温度特性，大多数金属导体均具有正温度特性，热电阻测温就是利用金属导体的这种特性来实现的。 使用万用表，在不同温度环境下测量一段细铜导线的电阻值。 可以得到金属导体的温度特征。 任务一 使用金属热电阻测量温度 一、观察和了解热电阻 热电阻外形及结构图 图2-3 铜热电阻结构示意图 几种铂热电阻结构示意图 任务一 使用金属热电阻测量温度 二、金属热电阻原理及特性 常用热电阻材料特性 材料名称 电阻率/（Ω·mm2·m-1） 测量范围/℃ 电阻丝直径/mm 特性 铂 0.0981 -200~650 0.03~0.07 近似线性，性能稳定，精度高 铜 0.07 -50~150 0.1 线性，低温测量 镍 0.12 -100~300 0.05 近似线性 任务一 使用金属热电阻测量温度 二、金属热电阻原理及特性 铂热电阻主要用于高精度的温度测量和标准测温装置。铂热电阻性能非常稳定，测量精度高，但是价格比较昂贵。 铜热电阻价格便宜，易于提纯。在测温范围内，线性较好，电阻温度系数比铂热电阻高，但是电阻率比铂热电阻小，在温度稍高时，易于氧化。铜热电阻测温范围比较窄，体积较大，所以适用于对测量精度和敏感元件尺寸要求不高的场合。 镍热电阻的电阻温度系数较高，电阻率较大，但是易氧化，化学稳定性差，不易提纯，非线性较大，因此目前应用不多。 铂热电阻和铜热电阻目前都已经标准化和系列化，选用方便。 任务一 使用金属热电阻测量温度 三、金属热电阻的结构形式 装配式热电阻由感温元件（金属电阻丝）、支架、引出线、保护套以及接线盒等基本部分组成，广泛地应用于工业现场测温。 装配式热电阻 任务一 使用金属热电阻测量温度 三、金属热电阻的结构形式 在化工厂和其他生产现场，常伴随有各种易燃、易爆等化学气体以及蒸汽等，必须使用隔爆式热电阻。 隔爆式热电阻 任务一 使用金属热电阻测量温度 三、金属热电阻的结构形式 铠装式热电阻由金属保护管、绝缘材料和感温元件组成。感温元件用细铂丝绕在陶瓷或玻璃骨架上制成。外形柔软易弯，常用于狭窄、弯曲部分的测量。 铠装式热电阻 任务一 使用金属热电阻测量温度 三、金属热电阻的结构形式 薄膜式热电阻主要用于平面物体的表面温度和动态温度的检测，也可部分代替线绕型铂热电阻用于测温和控温。具有热容量小、反应快的特点。 薄膜式热电阻 任务一 使用金属热电阻测量温度 四、金属热电阻测量电路 两线式用于不需要较高精度且测温热电阻与检测仪表距离较近的场合；三线式可以减小热电阻与测量仪表之间连接导线的电阻因环境温度变化所引起的测量误差；四线式不仅可以消除热电阻与测量仪表之间连接导线电阻的影响，而且可以消除测量线路中寄生电势引起的测量误差，多用于标准计量和实验室。 任务一 使用金属热电阻测量温度 四、金属热电阻测量电路 常用的热电阻三线制电桥电路 任务一 使用金属热电阻测量温度 实践操作 热电阻与温度显示仪表的连接 按照说明书，将热电阻与显示仪表连接，观察指示值与环境温度是否一致，并体会三线制接线的必要性。 热电阻测温电桥 热电阻的三线制接线 任务二 使用热电偶测量温度 任务导入 制作简易热电偶 实验方法 （1）将漆包铜丝和康铜丝两端长约10mm部分用砂纸打磨光亮，除去漆包绝缘层和氧 化层。 （2）将上述两段金属丝的一端互相绞紧连接，把多余端头剪去，如图2-13所示，这样 就制成了一个可以临时使用的简易热电偶。 （3）将数字万用表拨至DC 200mV档后接热电偶，读取此时的电压值。 （4）用酒精灯加热热电偶的工作端（绞紧连接点），观察数字万用表电压显示值的变化， 如图2-14所示。 （5）将酒精灯逐渐远离热电偶，观察记录电压数值。 任务二 使用热电偶测量温度 一、热电偶的分类与结构 1. 普通装配式热电偶 热电偶结构示意图 装配式热电偶 此种热电偶主要用于测量容器或管道内的气体、蒸汽、液体等温度。 任务二 使用热电偶测量温度 一、热电偶的分类与结构 2. 铠装式热电偶 铠装式热电偶又称缆式热电偶，它是将热电极、绝缘材料连同保护管一起拉制成型、经焊接密封和装配工艺制成坚实的组合体。 任务二 使用热电偶测量温度 一、热电偶的分类与结构 3. 薄膜热电偶 薄膜热电偶是由两种金属薄膜连接而成的一种特殊结构热电偶，它的测量端既小又薄，热容量很小，动态响应快，可以用于微小面积上的温度测