传感器的原理与检测技术项目一 温度检测与信号调理.ppt

项目一 温度检测与信号调理 [项目描述] 任务1：轧钢加热炉温度检测 [任务背景] 在轧钢过程中，需要对温度进行精确地测量。根据轧钢加热炉的温度范围，可选择热电偶。 [相关知识] 热电偶传感器是一种自发电式传感器，测量时不需要外加电源，直接将被测量转换成电势输出。 一、热电偶的外形、特性及种类 （二）、热电偶的种类 二、热电偶的工作原理 （一）、热电效应 （二）、热电动势 三、热电偶的基本定律 （一）、中间导体定律 在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两端温度相同，则回路总的热电动势不变。 这种性质在实际应用中有着重要的意义，它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的仪表，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊接在金属表面进行温度测量。 （二）、中间温度定律 （三）、标准电极定律 参考电极定律大大简化了热电偶选配电极的工作，只要获得有关热电极与参考电极配对的热电动势，那么任何两种热电极配对时的电动势均可利用该定律计算，而不需要逐个进行测定。 四、热电偶冷端补偿方法 为使热电动势与被测温度间呈单值函数关系，需要把热电偶冷端的温度保持恒定。由于热电偶的分度表是在其冷端温度t0=0℃条件下测得的，所以只有在满足t0=0℃的条件下，才能直接应用分度表。但在实际中，热电偶的冷端通常靠近被测对象，且受到周围环境温度的影响，其温度不是恒定不变的。为此必须采用一些措施进行补偿或者修正，常用的方法有以下几种。 （一）、0℃恒温法 （三）、计算修正法 （四）、电桥补偿法 （五）、仪表机械零点调整法 （六）、利用半导体集成温度传感器补偿法 五.热电偶的使用及配套仪表 热电偶安装时注意： 1、为了使热电偶的测量端与被测介质之间有充分的热交换，应合理选择测量点位置，尽量避免在阀门，弯头及管道和设备的死角附近装设热电偶。 2、带有保护套管的热电偶有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电偶应该有足够的插入深度： (1)对于测量管道中心流体温度的热电偶，一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装)； (2)对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度)，为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂，可采取保护管浅插方式或采用热套式热电偶。浅插式的热电偶保护套管，其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm；热套式热电偶的标准插入深度为100mm； (3)假如需要测量是烟道内烟气的温度，尽管烟道直径为4m，热电偶或热电阻插入深度1 m即可； (4)当测量原件插入深度超过1m时，应尽可能垂直安装，或加装支撑架和保护套管。 任务2：管道温度检测 [任务背景] 管道输送的气体、石油、水等介质的温度高低与输送压力一样，也直接影响到介质输送的安全。 [相关知识] 在中、低温区，一般是使用热电阻来进行温度测量。 一、热电阻的外形及种类 二、热电阻的工作原理 热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温的。 三、正确使用热电阻测温 热电阻的测量方法有恒压法和恒流法两种。恒压法就是保持热电阻两端的电压恒定，测量电流变化的方法。恒流法就是保持流经热电阻的电流恒定，测量其两端电压的方法。 （一）、二线式铂热电阻温度测量电路实例 （二）、三线式铂热电阻温度测量电路实例 （三）、四线式铂热电阻温度测量电路实例 任务3：数字电冰箱温度检测 [任务背景] 带温度控制的家用电器因温度可调、温度控制精确和节能等各种高性能，让越来越多的家庭接受。如电冰箱、饮水机、电饭锅、热水器、电热毯、电熨斗等，都需要对温度进行检测。 [相关知识] 热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度变化较显著的特点制成的一种热敏元件。 一、热敏电阻的外形 二、热敏电阻的分类与工作原理 三、正确使用热敏电阻传感器 （一）、热敏电阻的选择 热敏电阻器的种类和型号较多，选哪一种热敏电阻器，应根据电路的具体要求而定。 （二）、热敏电阻的电冰箱温控器电路 任务4：非接触式体温检测 [任务背景] 非接触测温在高温测量方面主要应用在冶金、铸造、热处理以及玻璃、陶瓷和耐火材料等工业生产过程中。在民用、医疗等低温测量方面也得到广泛应用。 [相关知识] 非接触式温度仪表就是利用物体的辐射能量随其温度而变化的原理制成的。测量时，只需把温度计