自动化仪表教案 自动化仪表与过程控制.docVIP

热电偶的非线性：各种热电偶的热电势与温度之间的关系是非线性的，因此热电势与温度之间关系常用分度表或二次、三次多项式表示。若采用线性仪表表示则需要进行非线性调整。 讲解热电偶分度表的使用方法。 说明在进行数字式仪表设计时，使用热电偶的方法。（插值法的原理与应用）。 （3）热电偶实用结构 组成：热电偶丝，套管、热电偶丝绝缘套管、接线盒、安装固定件。 使用形式：普通封装和铠装（实验室环境下，可以用裸露焊点作热点测量 ）。 连接方式（及其用法）：同极性、反极性、串联和并联等。 （4）热电偶使用时实际问题 电势形态问题：要求与热电偶相连接的具有高的输入阻抗。 5.电阻式温度传感器 （1）热电阻的工作原理及参数特性 工作原理：温度变化导致电阻值变化。 热电阻与热电偶的测温原理差异： 热电阻－平均温度；无源，需有电源，适用于650℃以下； 热电偶－热点温度；有源，无需电源，适用于150℃以上。 热电阻的特性参数及其意义： 零度时电阻R0 、电阻温度系数、W100、分度表 常用的热电阻及其比较： 铜：-50~150℃,误差小，氧化，中等灵敏 铂：-200~850℃,误差小，抗氧化，不灵敏 镍：-60~180℃,误差大，抗氧化，灵敏 铜质热电阻特性： 铂电阻特性： （2）连线结构（热电阻使用时的接线方式） 二线制、三线制、四线制的工作原理及其误差计算(三线制重点讲解)： 通过图d讲明三线制的工作原理。 二线接入：显示仪表显示的I随rW变化，而rW受引线类型、长度、环境温度变化。 四线接入：电位差计内阻极大，R(t)与２rW可忽略。只要测出R(t)两端的电压IR(t)。 三线接入： （3）连线结构 与热电偶基本一样。传感部分用0.05mm的金属丝双线并绕在云母片上。　 双线并绕：：消除电感、提高响应速度。云母片：绝缘、热惯性小。 6.其他温度传感器 （1）半导体温度传感器：（半导体热敏电阻、PN结集成温度传感器） 半导体热敏电阻分类：根据温度特性分三类（NTC、PTC、CTR）。 负温度系数的半导体热敏电阻(NTC)，用MnCo,Ni,Fe等烧结而成。 热敏电阻的主要参数及其意义： 标称电阻值：RH:指25±0.2℃时的电阻值，远比热电阻大。 温度系数：指20℃时的温度系数， ℃-1 散热系数H:通电发热，使它比周围高出一度的电功率，W/ ℃ 时间常数:达到稳态值的0.63所需时间。 应用：因非线性过大，通常只用于设备内部。例如设备的温度保护。 PN结集成温度传感器： 工作原理：VT1与VT2形成恒流源，I1＝CONST。 VT4基极得到稳定基压，VT4的集电极电流I2 随温度变化，I=I1+I2也随温度变化。常用的集成温度传感器： 常用的集成温度传感器（包括数字式）： AD590、AN6701S、DS18B20 （2）光学辐射温度传感器： 包括辐射温度传感器、石英谐振温度传感器、光导纤维温度传感器。 光学辐射温度计可以不接触测温。包括高温辐射温度计、低温辐射温度计和光电温度计。 高温辐射温度计：光学玻璃透镜与硅光电池组合。波长：0.7-1.1um,测温范围：700-2000℃,输出0-20mV的电压信号。 低温辐射温度计：锗滤光片（锗透镜)与半导体热敏电阻组合。波长：2-15um(红外),测温范围：0-200℃,信号放大后才能使用。 光电温度计：光学玻璃与硫化铅光敏电阻结合； 0.6-2.7um,测温范围：400-800℃。 二、温度变送器 温度变送器与热电偶或热电阻相配接，输出标准化的毫安级电流。有0-10mA和4-20mA两种标准。 DDZ-I系列仪表基于电子管分离元件。 DDZ-II系列仪表采用电气信号和供电相隔离的“四线制”。 放大电路采用基于分离元件和自激振荡调制放大原理的放大系统，其输出经滤波后产生0-10mA.DC电流信号。 1．0-10mA·DC输出型温度变送器 先分三部分讲解工作原理， 然后分析整体工作原理。（重点） （1）输入电路原理及工作特性 分别推导 热电偶的 冷端补偿条件 以及热电偶 和热电阻工作 表达式。 （2）自激振荡调制放大器 重点讲述 自激振荡调制放大 电路的自激振荡原理 自激振荡的产生：VT1为场效应管，当VT1导通时，VT2基极拉低电压，电流减，VT3基极电流加，VT4基极低压截止，集电极高压，经C6使VT1更深的导通，因此是正反馈，形成振荡，但振幅是可控的，受Ue控制。 振荡频率受C3,L1选频电路影响,为(3－4)KHz 交流信号经Tr2偶合后再由VT5放大检波，经C8,C10,L3滤波形成IO,而交流成分经Tr3交连到次级进入反馈电路。 （3）负反馈电路 输出电流的交流部分经Tr3偶合到次级，整流滤波形成直流If。在R’P上形成电压If·R P’,然后按R’P的分压产生Uf，显然Uf=