05第03章 检测仪表与传感器2推荐.pptVIP

* —化工过程控制— 东南大学化学化工学院 * 第3章 检测仪表与传感器 第一节 概述 第二节 压力检测及仪表 第三节 流量检测及仪表 第四节 物位检测及仪表 第五节 温度检测及仪表 第五节 温度检测及仪表 测温方式 测温原理 温度计种类 测温范围℃ 主要特点 接 触 式 膨 胀 式 玻璃液体 -50～600 结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉；测量上限和精度受玻璃质量限制、易碎、不能远传 双金属 -80～600 结构紧凑、可靠；精度低、量程和使用范围有限 压 力 式 液体 气体 蒸汽 -30～600 -20～350 0～250 结构简单，耐震，防爆能记录、报警，价格低廉；精度低，测温距离短，滞后大 热电偶 铂铑-铂 镍铬-镍硅 0～1600 -50～1000 测温范围广、精度高、便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；需冷瑞温度补偿，在低温段测量精度较低 热电阻 铂电阻 铜电阻 -200～600 -50～150 测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；不能测高温 非接触式 辐射式 辐射式 400～2000 不破坏温度场，测温范围大，响应快，可测运动物体的温度；低温测量不准，易受外界环境的影响，标定较困难 一、温度检测方法和分类 600℃ 高温计 温度计 膨胀式温度计 双金属温度信号（报警）器 —— 液体或固体受热后，产生体积膨胀 固体膨胀式温度计 双金属温度计 液体膨胀式温度计 玻璃管温度计 压力式温度计 —— 封闭系统中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽 受热后，体积膨胀而产生压力变化 组成部件： —— 温包：传热、容纳膨胀介质 —— 毛细管：传递压力 —— 弹簧管：显示压力（温度） 温度—压力—位移 二、热电偶温度计 —— 测温原理：热电效应 热电效应和热电偶 热电效应：两种不同材料的导体A和B，将两端连接在一起，组成闭合回路。如果将它们的两个接点分别置于温度为 t 和 t0 （t ? t0）的热源中，则该回路内就会产生热电势。 A B B A A B eAB(t0) eAB(t) eA(t,t0) eB(t,t0) t 端称为工作端（热端） t0 端称为自由瑞（冷端） 这两种不同导体的组合称为热电偶 每根单独的导体称为热电极 接触电势 温差电势 对于确定的热电偶（A、B材料固定），若冷端温度t0 保持不变，则热电势就成为热端温度t 的单值函数，而与热电偶的长短、直径无关。因此，只要测出热电势的大小，就能确定被测温度的高低，这就是热电偶的测温原理。 A为正电极，B为负电极 几点说明： 若A、B材料相同，则 EAB(t, t0) ? 0 若 t = t0，则 EAB(t, t0) ? 0 EAB(t, t0) ? ECD(t, t0) 由 n 种金属所组成的具有 n 个接点的闭合回路， 若各接点温度相同，则该闭合回路内的总热电势等于零！ 热电偶产生热电势的条件： 两热电极材料不同且两接点温度不同 A B C D E F t1 t2 t3 t4 t5 t6 中间导体定律和热电势的测量 t t0 A B C C 毫伏计 A 毫伏计 B B C C t t0 为了测量热电偶的毫伏信号，必须引入第三种导体C，以便串接“毫伏信号检测仪表”。而接入第三种导体，必然出现新的接点！ 是否会产生额外的热电势，对原热电偶的热电势是否会产生影响？ 答：不会产生影响！ t t0 A B t0 C A B B C t t0 t1 t1 中间导体定律：在热电偶回路中，接入第三种、第四种……导体以后，只要接入导体的两端温度相同，则回路中的热电势均不受影响。 根据这一性质，可以在热电偶回路中接入各种仪表和连接导线，只要保证两个接点的温度相同就可以对热电势进行测量而不影响热电偶的输出。 解二：利用中间导体定律 E=eAB(240)+eBA(50)+eAC(50)+eCA(10) = 10.181 mV 例：求热电偶回路的热电势。 已知：eAB(240)=9.747mV，eAB(50)=2.023mV， eAC(50)=3.048mV，eAC（l0）=0.591mV。 解一：E=eAB(240)+eBC(50)+eCA(10)， 而 eAB(50)+eBC(50)+eCA(50)=0 E= eAB(240) +eCA(10)- eAB(50)-eCA(50)=10.181 mV 工业常用（标准化）热电偶及其分度号、分度表 理论上，任何两种不同的导体都可以组成热电偶，用来测量温度。但实际情况并非如此，为了保证