第五讲 温度测量(过控)1.pptVIP

5.0 温度检测的主要方法和分类 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度测量方法有接触式和非接触式两类。;接触式：测温元件与被测对象接触，依靠传热和对流进行热交换，达到平衡时二者的温度相等。是依据测温元件的某一物理性质随温度不同而变化的特性来间接测量温度的方法。测温元件的某一物理性质随温度的变化要足够大，便于检测与传送。是目前最常见的测温方法。 优点：结构简单、可靠，测温精度较高。 缺点：由于测温元件与被测对象必须经过充分的热交换且达到平衡后才能测量，这样容易破坏被测对象的温度场，同时带来测温过程的延迟现象，不适于测量热容量小的对象、极高温的对象、处于运动中的对象。;非接触式：测温元件不与被测对象接触，而是通过热辐射进行热交换，或测温元件接收被测对象的部分热辐射能，由热辐射能大小推出被测对象的温度。 优点：从原理上讲测量范围从超低温到极高温，不破坏被测对象温度场。非接触式测温响应快，对被测对象干扰小，可用于测量运动的被测对象和有强电磁干扰、强腐蚀的场合。 缺点：容易受到外界因素的干扰，测量误差较大，且结构复杂，价格比较昂贵。 ;5.2.2 热电偶温度计及其测温原理;5.2.2 热电偶温度计及其测温原理;A B;测温原理;（2）热电现象 ——温差电势;A B; 重要结论 1.如果组成热电偶的两种电极材料相同，则无论热电偶冷、热两端的温度如何，闭合回路中的总热电势为零； 2.如果热电偶冷、热两端的温度相同，则无论两电极材料如何，闭合回路中的总热电势也为零 3.热电偶产生的热电势除了冷、热两端的温度有关之外，还与电极材料有关，也就是说由不同电极材料制成的热电偶在相同的温度下产生的热电势是不同的。 ;——热电势的测量;如果断开冷端，接入第三种导体C，并保持A和C、B和C接触处的温度均为t0，则回路中的总热电势等于各接点处的接触电势之和: ; 中间导体定律;——等值替代定律; ;常用工业热电偶;附录中列出了几种常用的标准热电偶分度表。根据标准规定，由于热电偶的分度表是以t0＝0℃为基准进行分度的。;——常用（标准化）热电偶和分度号; 分度表：冷端为零，实验得来，非线性； 热电偶与显示仪表必须配套； （原因显示仪表是按分度表来进行显示的） 显示原理：根据热电势的大小，按分度表中对应的数值显示温度。;补偿导线与冷端温度补偿问题;D;(2) 补偿导线——解决冷端温度高且波动大的问题。 在选择和使用补偿导线时，要和热电偶的型号相匹配，注意极性不能接错，热电偶与补偿导线连接处的温度一般不能高于100℃。 ;由于操作室内的温度往往高于0℃，而且也不完全恒定的（即使有空调也是不恒定的），这时，热电偶产生的热电势必然会随冷端温度的变化而变（且较小）。 因此，在应用热电偶时，只有把冷端温度保持为0℃，或者进行必要的修正和处理才能得出准确的测量结果，对热电偶冷端温度的处理称为冷端温度补偿。 目前，热电偶冷端温度主要有以下几种处理方法： ;①冰浴法——把热电偶的冷端放入恒温装置中，保持冷端温度为0℃，多用于实验室 ;③校正仪表零点法 中间温度定律 p79 例 6 （ p80） 这种方法适用于实验室或者临时测温。 ;t;当冷端温度由t0变化到t’0时，不妨设t’0 t0，热电偶输出的热电势减小，但电桥中RCu随温度的上升而增大，于是电桥两端会产生一个不平衡电压Uab(t’0 );接线盒;铠装型热电偶;热电偶适应范围;例题;——热电阻的测温原理;半导体热敏电阻：半导体热敏电阻的阻值和温度的关系为： ;金属热电阻和半导体热敏电阻的比较：;对热电阻 材料的要求;——工业上常用的金属热电阻 ;——热电阻的信号连接方式 ; 三线制：在热电阻根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线的方式称为三线制 这种方式通常与电桥配套使用，可以较好地消除引线电阻的影响，是工业过程中最常用的引线方式。 ;四线制：在热电阻根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流Is，把Rt转换为电压信号Ui，再通过另两根引线把Ui引至二次仪表。可见这种引线方式可以完全消除引线电阻的影响，主要用于高精度的温度检测。 ;——温度检测仪表的安装 ;电动温度变送器;一体化温度变送器 ;——智能式温度变送器 ;温度检测仪表的选用