[工学]第四章 温度测量第3次07.pptVIP

第四章 温度测量 4.1 热电偶测温 四、热电偶的参比端（冷端）处理 1、冰点法 精度最高 的处理方 法，使t0稳 定在0 ℃。 2、热电势修正法 在没有条件实现冰点法时，可以设法把参比端置于已知的恒温条件，得到稳定的t0,根据中间温度定律： E(t, 0)=E(t, t0)+E(t0, 0) 这种方法使用于实验室测温，对于现场使用的只读式测温，此方法不方便。 3、冷端补偿器法 利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端温度变化而引起的热电势变化。 当热电偶参比端和补偿器温度t0=0 ℃时，桥路四臂电阻均为1?，电桥处于平衡状态，桥路输出电压Uba=0,总电势： E=E(t,t0)+Uba=E(t,0) 当t0升高时，R4增大，Uba增加。由于t0增高， E(t, t0)将减小。通过合理设计计算限流电阻Rg，使Uba的增加值恰等于[E(t,0)-E(t,t0)]，总电势将不随t0而变。 热电偶回路的热电势在任一点得到完全补偿是困难的，实际上只有在平衡点温度和计算点温度时。 我国工业用的冷端补偿器有两种参数：一种是平衡点温度定为0 ℃ ；另一种是定为20 ℃ 。 它们的计算点温度均为40 ℃ 。 选用平衡点为20 ℃的补偿器时，动圈式温度指示仪指针的初始位置应调整在20 ℃的刻度线上。 4、补偿导线法 采用补偿导线代替部分热电偶丝作为热电偶的延长。 补偿导线热电特性在0～100 ℃范围内应与所取代热电偶丝的热电特性基本一致。 原理: 连接导体定律： E=EAB（t,t0)+EA’B’(t0,t0’) EAB（t0,t0’)=EA’B’(t0,t0’) 关于补偿导线应注意的几点： （1）补偿导线应与热电偶配套使用； （2）连接时极性不可接错； （3）必须保证补偿导线与热电偶相接的两个结点温度一致。 5、微机型软件补偿法 带有微型计算机的数字温度仪，利用CPU的快速运算及存储器的贮存能力，通过编程实现热电偶的冷端温度补偿。 五、热电势的测量 常用测量热电势的仪表： （1）动圈式仪表 （2）手动电位差计 （3）自动电子电位差计 （4）数字式电压表 1、动圈式温度指示仪 磁电式指示仪表的基本原理: （1）流过仪表的电流为： （2）给线圈通电流I，线圈将产生转动力矩 M。M=K×I （3）力矩M促使线圈绕中心轴转动，支持 线圈的张丝产生反力矩Mn，其大小与动 圈的偏转角? 成正比。Mn=W× ? （4）当两力矩M和Mn平衡时，动圈停止在某 一位置，动圈的偏转角为： ? =K/W×I=C×I 只有总电阻 一定时，动圈偏转角?才能正确地反映热电势的大小。 （1）仪表外部电阻RE 包括热电偶、补偿导线和连接导线电阻 R2、冷端补偿器等效电阻RL以及外接调整电阻RC。（我国规定RE=15Ω或5Ω） （2）仪表内部电阻RN 包括串连调整电阻RS,动圈电阻RD，温度补偿电阻RB和RT。 2、直流电位差计 在高精度温度测量中常用直流电位差计测量热电势。 原理：采用把被测量与已知标准量比较后的差值调至零位的测量法。 当电位差计处于静态平衡时热电偶回路没有电流。 （1）手动电位差计 三个回路： （1）工作电流回路：由EB、RS、RN和RABC组成，回路电流为I。 （2）校准回路：由EN、RN和检流计G组成，其功能是调整工作电流I维持设计规定值。 （3）测量回路： 由Et、RAB和G组成。 当开关K置向“标准”位置时，校准回路工作，其电压方程： EN-IRN=iN(RN+RG+REN) iN是校准回路电流。调整RS以改变工作电流回路的电流I，当EN=IRN时，则iN=0，检流计G指零，此时I就是所要求的工作电流。 当开关K置向“测量”位置时，测量回路工作，其电压方程： Et-IRAB=i(RAB+RG+RE) i为测量回路电流。移动电阻RABC的滑动点B使检流计指零，则i=0，Et=IRAB。 （2）自动电子电位差计 特点：自动显示，自动记录，自动补偿热电偶冷端，自动报警，多笔记录，自动控制等。 工作原理：它的工作电流回路和测量回路与手动电位差计类似。去掉了检流计，用电子放大器对微小的不平衡电压进行放大，然后驱动可逆电动机自动进行电压平衡的操作，以消除不平衡电压的存在。 若RP上的分压UAB=Et，则电子放大器输入偏差电压为0。RP上滑点B的位置反映了被测值Et大小。 若Et不等于UAB，电子放大器输入偏差电压，经放大后具有足够的功率驱动可逆电动机，带动