礦大(北京)儀表及自動化_3_2(4學時)

1、 第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表一、概述一、概述物位含義：物位含義：液體的高低為液位液體的高低為液位(liquid level)，固體物的，固體物的堆積高度為料位堆積高度為料位(materials level/bin level)，不同密度液體，不同密度液體的分界為界面的分界為界面 (interface)，這些通稱物位。，這些通稱物位。物位檢測：物位檢測：液位計液位計 (liquid level meter)；料位計；料位計(bin level meter)；界面計；界面計(interface meter)；測量物位目的：測量物位目的：計量、監(jiān)視與控制、報警。計量、監(jiān)視與控制、報警

2、。 一是為確定物料的絕對數(shù)量；一是為確定物料的絕對數(shù)量； 二是為確定物位的相對變化。二是為確定物位的相對變化。 物位儀表分類物位儀表分類(按工作原理按工作原理)：直讀式物位儀表直讀式物位儀表 (direct reading level meter)：玻璃管液位計玻璃管液位計(glass tube level meter)、玻璃板、玻璃板液位計液位計恒浮力液位計恒浮力液位計 (constant buoyancy liquid level meter)。差壓式物位儀表差壓式物位儀表 (differential pressure level meter)：液柱或：液柱或物料堆積對某定點產(chǎn)生壓力。物料

3、堆積對某定點產(chǎn)生壓力。浮力式物位儀表浮力式物位儀表 (buoyancy level meter)：浮子高度或：浮子高度或浮力隨浮力隨液位高度液位高度而變化。而變化。電磁式物位儀表電磁式物位儀表 (electromagnetic level meter)：物位的變化：物位的變化轉換為電量的變化（如電容）轉換為電量的變化（如電容） 物位儀表分類物位儀表分類(按工作原理按工作原理)：核輻射物位儀表核輻射物位儀表 (nuclear radiation level meter)：射線透過：射線透過物料時其強度隨物質層的厚度而變化。物料時其強度隨物質層的厚度而變化。聲波式物位儀表聲波式物位儀表 (soni

4、c level meter)：由于物位的變化引起：由于物位的變化引起聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同，測出聲阻抗的變化、聲波的遮斷和聲波反射距離的不同，測出這些變化就可測知物位。根據(jù)工作原理分為聲波遮斷式、這些變化就可測知物位。根據(jù)工作原理分為聲波遮斷式、反射式反射式和阻尼式。和阻尼式。光學式物位儀表光學式物位儀表 (optical level meter)：利用物位對光波的：利用物位對光波的遮斷和反射原理工作。遮斷和反射原理工作。 重點是差壓式液位計重點是差壓式液位計 二、二、差壓式液位變送器差壓式液位變送器 Differential pressure level meter1、

5、工作原理、工作原理 work principle原理：原理：容器內液位改變時、液柱產(chǎn)生的靜壓也相應變化。容器內液位改變時、液柱產(chǎn)生的靜壓也相應變化。差差壓壓液液位位變變送送器器原原理理圖圖 P=P 1- P2=H g差壓變送器的差壓與液位高度差壓變送器的差壓與液位高度成正比，從而將液位高度轉換為成正比，從而將液位高度轉換為測量差壓。測量差壓。如不需遠傳，可在容如不需遠傳，可在容器底部安裝壓力表。并器底部安裝壓力表。并在壓力表指示表盤上安在壓力表指示表盤上安裝液位刻度。裝液位刻度。壓壓力力表表液液位位計計 2、零點遷移問題、零點遷移問題 zero shift原因：原因：實際操作中，差壓變送器的兩

6、端常有固定壓差存實際操作中，差壓變送器的兩端常有固定壓差存在，使得在，使得H=0時，輸出時，輸出不等于不等于標準信號最小值標準信號最小值(4mA)，即即液位零點與差壓信號零點不相對應，這時就需要液位零點與差壓信號零點不相對應，這時就需要零點遷移零點遷移。方法：方法：為使液位的零值與儀表滿量程的起始值相對應，為使液位的零值與儀表滿量程的起始值相對應，必須必須設法抵消固定壓差設法抵消固定壓差，可通過調節(jié)儀表上的，可通過調節(jié)儀表上的遷移彈簧遷移彈簧實現(xiàn)。實現(xiàn)。注意：注意：調零與遷移區(qū)別。遷移改變測量范圍的調零與遷移區(qū)別。遷移改變測量范圍的上下限，相當于測量范圍的平移，不改變量程的上下限，相當于測量范

7、圍的平移，不改變量程的大小。大小。零點調整量較小零點調整量較小,而遷移較大而遷移較大. 圖圖3-42無遷移無遷移 No shift負遷移負遷移 Negative shift遷移量：遷移量： -2g（h2-h1） 正遷移正遷移 positive shift遷移量：遷移量： gh遷移目的：遷移目的： 差壓式液位變送器的差壓式液位變送器的輸入輸入輸出關系輸出關系。P1 P2P2 P13、用法蘭式差壓變送器測量液位、用法蘭式差壓變送器測量液位適用：適用：對腐蝕性、粘度大、或含有結晶顆粒等液體的對腐蝕性、粘度大、或含有結晶顆粒等液體的液位測量，常在導壓管入口處增設隔離膜盒，形成法蘭液位測量，常在導壓管入

8、口處增設隔離膜盒，形成法蘭式差壓變送器。（式差壓變送器。（分單法蘭與雙法蘭分單法蘭與雙法蘭）雙法蘭差壓變送器的示意圖雙法蘭差壓變送器的示意圖 敞口容敞口容器采用器采用單法蘭單法蘭三、三、電容式物位傳感器電容式物位傳感器 Capacitor level sensor1、測量原理、測量原理原理：原理：電容器的兩極板之間，充以不電容器的兩極板之間，充以不同介質時，電容量的大小不同，故可通同介質時，電容量的大小不同，故可通過測電容量的變化來檢測液位、料位與過測電容量的變化來檢測液位、料位與分界面。分界面。電容量表達式：電容量表達式： C=2L ln(D/d) 應用于應用于物位測量物位測量：電容的大小與

9、極板的長度與介電常電容的大小與極板的長度與介電常數(shù)的積成正比。將電容傳感器（探頭）插入被測物料中，數(shù)的積成正比。將電容傳感器（探頭）插入被測物料中，電極浸入物料的深度隨物位高低變化而變化，從而可檢電極浸入物料的深度隨物位高低變化而變化，從而可檢測物位。測物位。 電容器的組成電容器的組成介電系數(shù)介電系數(shù)2、液位的檢測、液位的檢測 非非導電介質導電介質液位的電容式測量。液位的電容式測量。 C0 = 20L ln(D/d) C=2 H ln(D/d) +20（L-H） ln(D/d) Cx=C-C0 = 2 （ - 0 ） H ln(D/d) = Ki H 3、料位的檢測、料位的檢測 適用：適用：電

10、容法可測量固體塊狀、顆粒狀與粉狀物料的電容法可測量固體塊狀、顆粒狀與粉狀物料的料位。（一般采用單電極法，以防磨損和滯留）料位。（一般采用單電極法，以防磨損和滯留）表達式表達式: 特點特點：電容料位計傳感器結構簡單，但因電容變：電容料位計傳感器結構簡單，但因電容變化不大，要精確測量，需借助復雜的電子電路?；淮?，要精確測量，需借助復雜的電子電路。 Cx = 2 ( - 0 ) H ln(D/d )可用電極棒可用電極棒1與容器壁與容器壁2作作為兩個極組成電容器。為兩個極組成電容器。四、核輻射物位計四、核輻射物位計工作原理工作原理：同位素射線穿透一定厚度的介質時，由于同位素射線穿透一定厚度的介質時，

11、由于克服阻力與碰撞作用，一部分粒子透過介質?？朔枇εc碰撞作用，一部分粒子透過介質。透射強度透射強度隨介質厚度的增加而減弱隨介質厚度的增加而減弱。射線強度的衰減服從指數(shù)規(guī)律：射線強度的衰減服從指數(shù)規(guī)律： I = I0e- H 當放射源選定，被測介質不變時，只要當放射源選定，被測介質不變時，只要測定通過介質的射線強度測定通過介質的射線強度 I，即可求得即可求得介質的厚度介質的厚度 H（ 射線吸收系數(shù)射線吸收系數(shù)）。）。 核輻射物位計特點：核輻射物位計特點：P70輻射源輻射源接收器接收器一、溫度檢測方法一、溫度檢測方法 temperature detection method二、熱電偶溫度計二、熱

12、電偶溫度計 thermal couple thermometer三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計 thermal resistance thermometer四、電動溫度變送器四、電動溫度變送器 power-driven T transmitter五、一體化溫度變送器五、一體化溫度變送器 integration T transmitter六、智能式溫度變送器六、智能式溫度變送器 intelligent T transmitter第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表一、溫度檢測方法一、溫度檢測方法溫度測量方式有兩類：溫度測量方式有兩類：接觸測量接觸測量 contact measuremen

13、t：利用熱交換的原理，利用熱交換的原理，選擇某一物體與被測物體相接觸，待熱平衡時，通過檢測選擇某一物體與被測物體相接觸，待熱平衡時，通過檢測接觸物體的某一個物理量（電量），而給出被測物體的溫接觸物體的某一個物理量（電量），而給出被測物體的溫度。度。非接觸測量非接觸測量 no contact measurement：利用熱輻射或利用熱輻射或對流實現(xiàn)熱交換，進行非接觸測量。對流實現(xiàn)熱交換，進行非接觸測量。溫度測量儀表：溫度測量儀表：溫度測量范圍溫度測量范圍很廣很廣，故有許多不同的，故有許多不同的測量方法和測量儀表。測量方法和測量儀表。600度以上測溫儀表為度以上測溫儀表為高溫計高溫計 high t

14、hermometer；600度以下測溫儀表為度以下測溫儀表為溫度計溫度計 thermometer。按工作原理分類：共有六類按工作原理分類：共有六類 膨脹式溫度計膨脹式溫度計(expansion): 基于物體受熱膨脹而制成基于物體受熱膨脹而制成 壓力式溫度計壓力式溫度計(pressure): 基于壓力隨溫度的變化而制成基于壓力隨溫度的變化而制成 熱電偶溫度計熱電偶溫度計(thermal couple): 基于熱電現(xiàn)象而制成基于熱電現(xiàn)象而制成 熱電阻溫度計熱電阻溫度計(thermal resistance): 基于材料的電阻隨溫基于材料的電阻隨溫度變化而制成度變化而制成 輻射式高溫計輻射式高溫計(

15、radiation): 基于熱輻射產(chǎn)生的光電現(xiàn)象，基于熱輻射產(chǎn)生的光電現(xiàn)象，將其轉變?yōu)榕c溫度成比例的電流或電壓信號將其轉變?yōu)榕c溫度成比例的電流或電壓信號 紅外線高溫計紅外線高溫計(infrared ray): 基于紅外線的光電和熱電基于紅外線的光電和熱電現(xiàn)象，與輻射式類似現(xiàn)象，與輻射式類似雙金屬片雙金屬片雙金屬溫度信號器雙金屬溫度信號器(兩位兩位)膨脹式溫度計膨脹式溫度計：利用物體受熱膨脹而測溫。如利用物體受熱膨脹而測溫。如體溫計體溫計。 有液體膨脹和固體膨脹兩種。有液體膨脹和固體膨脹兩種。 雙金屬溫度計是由雙金屬片制成的螺旋形感溫元件，外加雙金屬溫度計是由雙金屬片制成的螺旋形感溫元件，外加金

16、屬保護套管，當溫度變化時，螺旋的自由端便圍繞著中金屬保護套管，當溫度變化時，螺旋的自由端便圍繞著中心軸旋轉，同時帶動指針在刻度盤上批示出相應的溫度值。心軸旋轉，同時帶動指針在刻度盤上批示出相應的溫度值。壓壓力力式式溫溫度度計計輻射式溫度計輻射式溫度計：熱輻射的測溫儀表（熱輻射的測溫儀表（800度度）化工生產(chǎn)中使用最多的熱電偶與熱電阻。化工生產(chǎn)中使用最多的熱電偶與熱電阻。壓力式溫度計壓力式溫度計： 利用壓力隨溫度的變化而測溫。利用壓力隨溫度的變化而測溫。 由溫包、毛細管和彈簧管組成。由溫包、毛細管和彈簧管組成。 封閉系統(tǒng)中的物質受熱體積膨封閉系統(tǒng)中的物質受熱體積膨脹或產(chǎn)生較高的壓力。脹或產(chǎn)生較高

17、的壓力。（1）熱電現(xiàn)象及測溫原理）熱電現(xiàn)象及測溫原理（2）插入第三種導線）插入第三種導線（3）常用熱電偶種類）常用熱電偶種類（4）熱電偶的結構）熱電偶的結構二、二、熱電偶溫度計熱電偶溫度計1、熱電偶、熱電偶Thermal couple2、補償導線的選用、補償導線的選用Compensate wire3、冷端溫度補償、冷端溫度補償Temperature compensate at cold end（1）冷端保持為）冷端保持為0CC法法（2）冷端溫度修正法）冷端溫度修正法（3）校正儀表零點法）校正儀表零點法（4）補償電橋法）補償電橋法（5）補償熱電偶法）補償熱電偶法二、熱電偶溫度計二、熱電偶溫度計（

18、重點重點）Thermal couple thermometer原理原理：基于熱電效應基于熱電效應 (thermoelectric effect)。特點：特點：測量范圍廣、結構簡單、使用方便、準確可測量范圍廣、結構簡單、使用方便、準確可靠，便于遠傳、記錄和控制。應用極為普遍?？浚阌谶h傳、記錄和控制。應用極為普遍。組成：組成： 熱電偶熱電偶，測量儀表測量儀表，導線導線（熱電偶與儀表的連線（熱電偶與儀表的連線)熱電偶溫度計測溫系統(tǒng)示意圖熱電偶溫度計測溫系統(tǒng)示意圖1熱電偶，熱電偶，2導線，導線，3測量儀表測量儀表1、熱電偶、熱電偶 thermal couple組成：組成：熱電偶是由兩種不同材料的導體

19、熱電偶是由兩種不同材料的導體 A 和和 B 焊接而焊接而成，焊接端插入測量介質中，稱為成，焊接端插入測量介質中，稱為工作端工作端或或熱端熱端(work end)；另一端與導線相連，稱為；另一端與導線相連，稱為冷端冷端或或自由端自由端(cold end)。導體導體A、B 稱為稱為熱電極熱電極 thermal electrode。熱端熱端冷端冷端ABBA熱電偶示意圖熱電偶示意圖測溫原理：測溫原理：熱電現(xiàn)象產(chǎn)生的電勢為熱電現(xiàn)象產(chǎn)生的電勢為熱電勢熱電勢(thermoelectrical potential)，其大小與接點兩端的溫度差，其大小與接點兩端的溫度差有關，如若固定一端溫度，則熱電勢僅與熱電偶的

20、一端溫有關，如若固定一端溫度，則熱電勢僅與熱電偶的一端溫度有關，與電偶長短及直徑無關，只要測出熱電勢的高低，度有關，與電偶長短及直徑無關，只要測出熱電勢的高低，就可判斷測溫點的高低。就可判斷測溫點的高低。 1）熱電現(xiàn)象及測溫原理）熱電現(xiàn)象及測溫原理熱電現(xiàn)象：熱電現(xiàn)象：兩種不同的金屬材料兩種不同的金屬材料 A和和 B 兩端焊接在一兩端焊接在一起，組成閉合回路，若一端溫度高于另一端，則回路間起，組成閉合回路，若一端溫度高于另一端，則回路間會出現(xiàn)電勢，稱為會出現(xiàn)電勢，稱為熱電現(xiàn)象熱電現(xiàn)象 (pyroelectric phenomena)。E(t,t0)=eAB(t)-eAB(t0)E(t,t0)=e

21、AB(t)+eBA (t0) 1. 如果組成熱電偶的兩種電極材料相同，則無論熱電如果組成熱電偶的兩種電極材料相同，則無論熱電偶冷、熱兩端的溫度如何，閉合回路中的總熱電勢偶冷、熱兩端的溫度如何，閉合回路中的總熱電勢為零；為零； 2. 如果熱電偶冷、熱兩端的溫度相同，則無論兩電極如果熱電偶冷、熱兩端的溫度相同，則無論兩電極材料如何，閉合回路中的總熱電勢也為零材料如何，閉合回路中的總熱電勢也為零 3. 熱電偶產(chǎn)生的熱電勢除了冷、熱兩端的溫度有關之熱電偶產(chǎn)生的熱電勢除了冷、熱兩端的溫度有關之外，還與電極材料有關，也就是說由不同電極材料外，還與電極材料有關，也就是說由不同電極材料制成的熱電偶在相同的溫度

22、下產(chǎn)生的熱電勢是不同制成的熱電偶在相同的溫度下產(chǎn)生的熱電勢是不同的。的。 2）插入第三種導線測溫導線）插入第三種導線測溫導線 temperature line熱電偶與測溫儀表間通過測溫導線相連，回路中增加了熱電偶與測溫儀表間通過測溫導線相連，回路中增加了新的接點，但不影響熱電勢。新的接點，但不影響熱電勢。F分析見教材分析見教材P81F同理還可證明，在熱電同理還可證明，在熱電偶中接入第四種、第五偶中接入第四種、第五種種導體以后，只要接導體以后，只要接入導體的兩端溫度相同，入導體的兩端溫度相同，接入的導體對原熱電偶回接入的導體對原熱電偶回路中的熱電勢均沒有影響。路中的熱電勢均沒有影響。據(jù)此性質，據(jù)

23、此性質，可以在熱電偶回路中接入各種儀表和連接導線，可以在熱電偶回路中接入各種儀表和連接導線，只要保證兩個接點的溫度相同就可以對熱電勢進行測量而只要保證兩個接點的溫度相同就可以對熱電勢進行測量而不影響熱電偶的輸出。不影響熱電偶的輸出。 熱電偶測溫系統(tǒng)連接圖熱電偶測溫系統(tǒng)連接圖3） 常用熱電偶種類常用熱電偶種類 Classification對熱電偶材料的要求：對熱電偶材料的要求：requirement 溫度每增加溫度每增加 1 度時產(chǎn)生的熱電勢較大，且盡可能成線度時產(chǎn)生的熱電勢較大，且盡可能成線性關系；性關系；(linear relationship) 物理和化學穩(wěn)定性要高；物理和化學穩(wěn)定性要高；

24、(high physical and chemical stability) 組織均勻，有韌性，便于加工；組織均勻，有韌性，便于加工；(uniform, toughness, handing ease) 重現(xiàn)性能好重現(xiàn)性能好(repeatable)，便于成批生產(chǎn)，便于成批生產(chǎn)(quantity production)。 3） 常用熱電偶種類常用熱電偶種類 classification常用熱電極材料：常用熱電極材料： materials of electrodeu 鉑銠鉑銠30-鉑銠鉑銠6 3001600度，中性和氧化性介質，度，中性和氧化性介質，B偶。偶。u 鉑銠鉑銠10-鉑鉑 -201300

25、度，中性和氧化性介質（基準），度，中性和氧化性介質（基準），S偶。偶。u 鎳鉻鎳鉻-鎳硅鎳硅/鎳鋁鎳鋁 -501000度度 中性和氧化性，中性和氧化性，500度下還原度下還原性，性，K偶。偶。 鎳鉻鎳鉻-考銅（或銅鎳）考銅（或銅鎳） -50600度，適用于還原介質或中性度，適用于還原介質或中性介質，介質，XK偶。偶。分度表：分度表：熱電勢與溫度的對應關系表。熱電勢與溫度的對應關系表。t00為基準為基準。熱電偶的熱電勢與溫度呈一定的熱電偶的熱電勢與溫度呈一定的。Platinum, Rhodium, Nickel, Chromium, Silicon, Copper, Manganese 4）熱電

26、偶結構熱電偶結構 Structure of thermal couple按結構分類按結構分類普通型普通型 (normal)： 熱電極，絕緣管，保護套管，接線熱電極，絕緣管，保護套管，接線盒。盒。鎧裝型鎧裝型(armour )： 金屬套管，絕緣材料，熱電偶絲金屬套管，絕緣材料，熱電偶絲復合拉伸成型，然后將端部焊成球狀結構。工作端有露復合拉伸成型，然后將端部焊成球狀結構。工作端有露頭型，接殼型，絕緣型。頭型，接殼型，絕緣型。表面型表面型 (surface)： 利用真空鍍膜法將兩極材料蒸鍍在利用真空鍍膜法將兩極材料蒸鍍在絕緣基底上的薄膜熱電偶。專測表面溫度。絕緣基底上的薄膜熱電偶。專測表面溫度?？焖?/p>

27、熱電偶快速熱電偶 (one-off)： 專測高溫熔融體，尺寸很小。專測高溫熔融體，尺寸很小。 消耗式。消耗式。 熱電偶選型注意熱電偶選型注意：熱電極材料，保護套管的結構，材熱電極材料，保護套管的結構，材料及耐壓強度，保護套管的插入深度。料及耐壓強度，保護套管的插入深度。2、補償導線的選用、補償導線的選用 Selection of compensate wire目的：目的：利用專用導線，把熱電偶的冷端從溫度較高和利用專用導線，把熱電偶的冷端從溫度較高和不穩(wěn)定的現(xiàn)場延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的操作室內，不穩(wěn)定的現(xiàn)場延伸到溫度較低和比較穩(wěn)定的操作室內，以保持冷端溫度的恒定。以保持冷端溫度的恒定。 選用

28、：選用：熱電偶補償導線熱電偶補償導線，要注意型號相配，極性相，要注意型號相配，極性相配；廉價金屬的熱電偶的補償，可用本身材料。配；廉價金屬的熱電偶的補償，可用本身材料。補償導線接線圖補償導線接線圖提示：利用補償導線，提示：利用補償導線，其冷端的工作溫度范其冷端的工作溫度范圍為圍為0-100度。否則度。否則會有誤差。注意正負會有誤差。注意正負極及導線的顏色極及導線的顏色2、補償導線的選用、補償導線的選用 康銅：康銅：含含40鎳鎳，1.5錳錳的銅合金。具有低的電阻的銅合金。具有低的電阻率溫度系數(shù)和中等電阻率率溫度系數(shù)和中等電阻率(電阻率為電阻率為48cm)?？稍??？稍谳^寬的溫度范圍內使用。有良好的

29、加工性能和焊接性較寬的溫度范圍內使用。有良好的加工性能和焊接性能。適宜在交流電路中使用，作精密電阻、滑動電阻、能。適宜在交流電路中使用，作精密電阻、滑動電阻、電阻應變計等，也可用于熱電偶和熱電偶補償導線材電阻應變計等，也可用于熱電偶和熱電偶補償導線材料。料。 考銅考銅：含：含4345鎳鎳，0.5錳錳的銅合金。常用的銅合金。常用作熱電偶組元，如鐵作熱電偶組元，如鐵-考銅熱電偶等作負極材料?？笺~熱電偶等作負極材料。 3、冷端溫度的補償、冷端溫度的補償 Compensation of cold end原因：原因：熱電偶的熱電偶的溫度溫度-熱電勢曲線熱電勢曲線是在冷端溫度保持為是在冷端溫度保持為 0C

30、下得到的，而實際工業(yè)環(huán)境中，冷端溫度往往超過下得到的，而實際工業(yè)環(huán)境中，冷端溫度往往超過0C 且不穩(wěn)定，從而引起誤差且不穩(wěn)定，從而引起誤差(偏小且波動偏小且波動)，因此，要把冷端溫，因此，要把冷端溫度保持為度保持為 0 C ，或者進行修正，才能得到準確的結果，或者進行修正，才能得到準確的結果，稱為稱為冷端溫度補償冷端溫度補償。1) 實驗室實驗室：盡量：盡量設法將冷端溫度保持在設法將冷端溫度保持在 0 C 。2) 工業(yè)上工業(yè)上：計算法（計算法（不適合連續(xù)測量不適合連續(xù)測量）。）。 E(t,0)=E(t,t1) + E(t1,0) 例例6：P84，附錄三，附錄三ttc3) 校正儀表零點法：校正儀表

31、零點法： 利用熱電偶測溫度時，利用熱電偶測溫度時，(室溫穩(wěn)定的前提下室溫穩(wěn)定的前提下)可可預先將儀表預先將儀表指針調整到相當于室溫的數(shù)值上指針調整到相當于室溫的數(shù)值上。工業(yè)上經(jīng)常使用。工業(yè)上經(jīng)常使用(測量測量精度要求不高的場合精度要求不高的場合)。4) 補償電橋法：補償電橋法：儀表中常用。儀表中常用。5) 補償熱電偶法：補償熱電偶法： 適用于一臺測溫儀接多個熱電偶，可節(jié)省投資。適用于一臺測溫儀接多個熱電偶，可節(jié)省投資。 毫伏計毫伏計ab電橋在某一溫度平衡（如電橋在某一溫度平衡（如20C ）Rt與熱電偶的冷端感受相同的溫度。電路在與熱電偶的冷端感受相同的溫度。電路在20oC時電橋平時電橋平衡。溫

32、度高于衡。溫度高于20oC時，熱電勢因冷端溫度升高而減少，但時，熱電勢因冷端溫度升高而減少，但Rt也隨溫度的升高而增大（也隨溫度的升高而增大（R1，R2，R3電阻不變），引起電阻不變），引起電橋不平衡，電橋不平衡，A點電位高于點電位高于B點電位，產(chǎn)生的電勢差與熱電點電位，產(chǎn)生的電勢差與熱電勢壘加后一起送入測量儀表，從而補償冷端溫升而引起的勢壘加后一起送入測量儀表，從而補償冷端溫升而引起的熱電勢的降低。熱電勢的降低。4) 補償電橋法補償電橋法 compensated bridge多點間歇測量：多點間歇測量：CD1、轉換開關實現(xiàn)多點間、轉換開關實現(xiàn)多點間隙測量；隙測量；2、 CD為補償熱電偶；為補

33、償熱電偶；3、 測溫儀通過補償電偶測溫儀通過補償電偶到接線盒，再通過補償導到接線盒，再通過補償導線到熱電偶的冷端；線到熱電偶的冷端；4 、補償熱電偶置于恒溫、補償熱電偶置于恒溫處，處，t0;5、測量值不受冷端溫度、測量值不受冷端溫度t1的影響。的影響。5) 補償熱電偶法補償熱電偶法 compensated thermal couple三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計 thermal resistance thermal meter 適應：適應：在中、低溫下（在中、低溫下（500 C ），熱電偶的熱電勢小，），熱電偶的熱電勢小，冷端溫度變化引起的相對誤差較大，不易補償，常采用冷端溫度變化引起的相

34、對誤差較大，不易補償，常采用熱電阻溫度計熱電阻溫度計。組成：組成：由熱電阻，顯示儀表，由熱電阻，顯示儀表，連接導線連接導線(三線制三線制)所組成。所組成。 1、測溫原理、測溫原理 熱電阻為金屬導體，其阻值隨溫度而變化，有：熱電阻為金屬導體，其阻值隨溫度而變化，有：Rt=Rt01+ (t-t0) 則則 Rt= Rt0 t，只要測出電阻只要測出電阻的變化，就可知道溫度的變化。的變化，就可知道溫度的變化。式中，式中， 溫度溫度t 、t0(通常通常t00)時對應的電阻值時對應的電阻值 為溫度系數(shù)。為溫度系數(shù)。 tR0tR2、工業(yè)常用熱電阻、工業(yè)常用熱電阻對熱電阻材料的要求對熱電阻材料的要求：溫度系數(shù)和

35、電阻率大，熱容溫度系數(shù)和電阻率大，熱容量要小，穩(wěn)定的物理和化學性質，良好的復制性，電量要小，穩(wěn)定的物理和化學性質，良好的復制性，電阻隨溫度的變化關系最好呈線性。阻隨溫度的變化關系最好呈線性。常用的熱電阻常用的熱電阻：鉑電阻（鉑電阻（WZP） 銅電阻銅電阻（WZC）鉑電阻的關系鉑電阻的關系（0650） Rt=R0(1+At+Bt2+Ct3) Rt-t的關系稱為的關系稱為分度表分度表 R0：溫度為：溫度為0度時的電阻值；度時的電阻值； R100：溫度為：溫度為100oC時的電阻值；時的電阻值； R100/R0的值代表鉑電阻的純度，一般要大于的值代表鉑電阻的純度，一般要大于1.385R0=10 時，

36、對應的分度號為時，對應的分度號為 Pt10; =100 時，則對應的分度號為時，則對應的分度號為 Pt100.銅電阻的關系銅電阻的關系（-50150） Rt=R01+ (t-t0) 銅電阻的溫度系數(shù)大，電阻與溫度呈線性關系，銅電阻的溫度系數(shù)大，電阻與溫度呈線性關系，在小于在小于150度的范圍內有很好的穩(wěn)定性。度的范圍內有很好的穩(wěn)定性。 R100/R0=1.428 R0=50時，對應的分度號為：時，對應的分度號為：Cu50 =100 時，對應的分度號為：時，對應的分度號為：Cu100其中其中Pt100 和和Cu50 的應用更為廣泛的應用更為廣泛 3、熱電阻的結構熱電阻的結構 普通型熱電阻普通型熱

37、電阻：由電阻體，保護套管與接線盒等主要由電阻體，保護套管與接線盒等主要部件組成。部件組成。 鎧裝型熱電阻鎧裝型熱電阻：將電阻體預先拉制成型，并與絕緣材將電阻體預先拉制成型，并與絕緣材料和保護套管連成一體。料和保護套管連成一體。 薄膜型熱電阻薄膜型熱電阻：將熱電阻材料通過真空鍍膜法，直接將熱電阻材料通過真空鍍膜法，直接蒸鍍到絕緣基底上。蒸鍍到絕緣基底上。 與 熱 電 偶 相與 熱 電 偶 相同同繞制電阻絲的支架形式繞制電阻絲的支架形式四、電動溫度變送器四、電動溫度變送器DBW型溫度型溫度(溫差溫差)變速器：變速器：與各種類型的熱電偶、與各種類型的熱電偶、熱電阻配合，將溫度或溫差轉換成熱電阻配合，

38、將溫度或溫差轉換成 420mA或或15V的的標準信號?；蚺c具有毫伏輸出的各種變送器配合，使標準信號?；蚺c具有毫伏輸出的各種變送器配合，使其轉換成其轉換成420mA或或 15V的統(tǒng)一輸出信號，與顯示或的統(tǒng)一輸出信號，與顯示或控制單元配合，實現(xiàn)參數(shù)的異地顯示與控制?？刂茊卧浜?，實現(xiàn)參數(shù)的異地顯示與控制。 安裝：安裝：溫度變送器安裝在控制室，袈裝。溫度變送器安裝在控制室，袈裝。分類：分類：有三種：有三種： 熱電偶變送器熱電偶變送器 熱電阻變送器熱電阻變送器 直流毫伏變送器直流毫伏變送器 1、熱電偶溫度變送器、熱電偶溫度變送器 結構：結構：熱電偶溫度變送器結構方框圖熱電偶溫度變送器結構方框圖 輸入電橋輸入電橋 冷端溫度補償、調整零點。冷端溫度補償、調整零點。 反饋電路反饋電路 以反饋電路的非線性補償熱電偶的非線性以反饋電路的非線性補償熱電偶的非線性