自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)課件(第四章)

第二篇過程參數(shù)檢測技術(shù)

第二篇過程參數(shù)檢測技術(shù)

4溫度檢測7物位檢測5壓力檢測8機械量檢測6流量檢測

9成分分析儀表第四章溫度檢測接觸式測溫2非接觸式測溫33測溫方法及溫標31光纖溫度傳感器4測溫原理溫度是國際單位制(SI)7個基本物理量之一溫度反映物體的冷熱程度，是物體分子運動平均動能大小的標志。溫度的定量測量以熱平衡現(xiàn)象為基礎(chǔ)，兩個受熱程度不同的物體相接觸后，經(jīng)過一段時間的熱交換，達到共同的平衡態(tài)后具有相同的溫度。長度質(zhì)量時間電流熱力學(xué)溫度物質(zhì)的量光強（m）（kg）（s）（A）（K）（mol）（cd）4.1測溫方法及溫標概述溫度檢測的基本原理應(yīng)用熱膨脹原理測溫應(yīng)用壓力隨溫度變化的原理測溫應(yīng)用熱阻效應(yīng)測溫應(yīng)用熱電效應(yīng)測溫應(yīng)用熱輻射原理測溫測溫方式溫度計種類優(yōu)點缺點使用范圍／℃接觸式測溫儀表玻璃液體溫度計結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、測量準確、價格低廉容易破損、讀數(shù)麻煩、一般只能現(xiàn)場指示,不能記錄與遠傳-100～100（150）有機液體0～350（-30～650）水銀雙金屬溫度計結(jié)構(gòu)簡單、機械強度大、價格低、能記錄、報警與自控

精度低、不能離開測量點測量,量程與使用范圍均有限

0～300（-50～600）壓力式溫度計結(jié)構(gòu)簡單、不怕震動、具有防爆性、價格低廉、能記錄、報警與自控精度低、測量距離較遠時,儀表的滯后性較大、一般離開測量點不超過10米0～500（-50～600）液體型0～100（-50～200）蒸汽型電阻溫度計測量精度高,便于遠距離、多點、集中測量和自動控制

結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不能測量高溫,由于體積大,測點溫度較困難

-150～500（-200～600）鉑電阻0～100（-50～150）銅電阻-50～150（180）鎳電阻-100～200（300）熱敏電阻熱電偶溫度計測溫范圍廣,精度高,便于遠距離、多點、集中測量和自動控制需冷端溫度補償,在低溫段測量精度較低

-20～1300（1600）鉑銠10-鉑-50～1000（1200）鎳鉻-鎳硅-40～800（900）鎳鉻-銅鎳-40～300（350）銅-銅鎳非接觸式測溫儀表光學(xué)高溫計攜帶用、可測量高溫、測溫時不破壞被測物體溫度場

測量時,必須經(jīng)過人工調(diào)整,有人為誤差,不能作遠距離測量,記錄和自控900～2000（700～2000）輻射高溫計測溫元件不破壞被測物體溫度場,能作遠距離測量、報警和自控、測溫范圍廣只能測高溫,低溫段測量不準,環(huán)境條件會影響測量精度,連續(xù)測高溫時須作水冷卻或氣冷卻100～2000（50～2000）各種溫度計的優(yōu)缺點及使用范圍概述測溫儀表分類概述溫度檢測儀表的選用工業(yè)上常見的溫度檢測儀表主要有:雙金屬溫度計熱電偶熱電阻輻射式溫度計等就地指示精度不高在線檢測適用于測量500～1800℃范圍的中高溫度適用于測量500℃以下的中低溫度一般用于2000℃以上的高溫測量選擇使用熱電阻、熱電偶時還應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)的要求確定合適的分度號。一.熱電偶溫度計1.熱電效應(yīng)和熱電偶

2.熱電偶的應(yīng)用定則（定律）3.標準化熱電偶和分度表

4.熱電偶冷端溫度的處理

5.熱電偶的結(jié)構(gòu)型式6.熱電偶測量線路一.熱電偶溫度計1.熱電效應(yīng)和熱電偶

熱電效應(yīng)（熱電偶測溫的基本原理）

任何兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成的閉合回路，如果將它們的兩個接點分別置于溫度各為

t及

t0的熱源中，則在該回路內(nèi)就會產(chǎn)生熱電勢。ABBA熱電偶示意圖熱電現(xiàn)象

t端稱為工作端

又稱測量端或熱端

(假定該端置于熱源中)，

t0端稱為自由瑞，又稱參考端或冷端

這兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合稱為熱電偶

每根單獨的導(dǎo)體或半導(dǎo)體稱為熱電極

ABeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)tt0一.熱電偶溫度計1.熱電效應(yīng)和熱電偶熱電現(xiàn)象ABeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)tt0閉合回路中所產(chǎn)生的熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成：由于溫差電勢比接觸電勢小很多，其忽略不計，這樣熱電偶的電勢可表示為：接觸電勢

下標A表示正電極，B表示負電極。溫差電勢或熱電偶測溫的基本公式一.熱電偶溫度計1.熱電效應(yīng)和熱電偶熱電現(xiàn)象ABeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)tt0只要測量出熱電勢大小，就能判斷被測溫度的高低，這就是熱電偶的溫度測量原理。

當(dāng)冷端溫度t0一定時，對于確定的熱電偶來說，eAB(t0)為常數(shù)，因此，其總熱電勢

E(t,t0)就與溫度

t成單值函數(shù)對應(yīng)關(guān)系，和熱電偶的長短、直徑無關(guān)。或熱電偶測溫的基本公式一.熱電偶溫度計1.熱電效應(yīng)和熱電偶熱電現(xiàn)象ABeAB(t0)eAB(t)eA(t,t0)eB(t,t0)tt0重要結(jié)論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為零；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。由不同電極材料制成的熱電偶，在相同的溫度下產(chǎn)生的熱電勢是不同的。熱電勢存在必須具備兩個條件：熱電偶由兩種不同的金屬材料組成。熱電偶的兩端存在溫差。一.熱電偶溫度計2.熱電偶的應(yīng)用定則(定律)由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面和長度以及其溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。均質(zhì)導(dǎo)體定則中間導(dǎo)體定則在熱電偶回路中接入中間導(dǎo)體后，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同，對熱電偶回路的總熱電勢值沒有影響。熱電偶AB在接點溫度為t、t0時的熱電勢EAB(t,t0)等于熱電偶AB在接點溫度為t、tc和tc、t0時的熱電勢EAB(t,tc)、EAB(tc,t0)的代數(shù)和。中間溫度定則如果熱電偶AB在某一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢與熱電偶CD在同一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢相等，則這兩支熱電偶在該溫度范圍內(nèi)是可以相互替換的。等值替代定則一.熱電偶溫度計2.熱電偶的應(yīng)用定則(定律)中間導(dǎo)體定則在熱電偶回路中接入中間導(dǎo)體后，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同，對熱電偶回路的總熱電勢值沒有影響。t0t0t0t0t0t1t1ttt毫伏計當(dāng)t＝t0時，有：于是可得：根據(jù)這一性質(zhì)：可以在熱電偶回路中接入各種儀表和連接導(dǎo)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不影響熱電偶的輸出。一.熱電偶溫度計2.熱電偶的應(yīng)用定則(定律)熱電偶AB在接點溫度為t、t0時的熱電勢EAB(t,t0)等于熱電偶AB在接點溫度為t、tc和tc、t0時的熱電勢EAB(t,tc)、EAB(tc,t0)的代數(shù)和。中間溫度定則t0tAAABBBDCtt0tctc如果熱電偶AB在某一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢與熱電偶CD在同一溫度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的熱電勢相等，則這兩支熱電偶在該溫度范圍內(nèi)是可以相互替換的。等值替代定則為在工業(yè)測量溫度中使用補償導(dǎo)線提供了理論基礎(chǔ)一.熱電偶溫度計3.標準化熱電偶和分度表工業(yè)上對熱電極材料的要求在測溫范圍內(nèi)其熱電性質(zhì)要穩(wěn)定,不隨時間變化;

在測溫范圍內(nèi)要有足夠物理、化學(xué)穩(wěn)定性,不易被氧化或腐蝕;電阻溫度系數(shù)要小,電導(dǎo)率要高,組成熱電偶后產(chǎn)生的熱電勢要大,其值與溫度成線性關(guān)系或有簡單的函數(shù)關(guān)系;復(fù)現(xiàn)性要好,這樣便于成批生產(chǎn),而且在應(yīng)用上也可保證良好的互換性;材料組織均勻、要有韌性,便于加工成絲。一.熱電偶溫度計3.標準化熱電偶和分度表標準化熱電偶工藝上比較成熟，能批量生產(chǎn)、性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，具有統(tǒng)一分度表并已列入國際和國家標準文件中的熱電偶。標準化熱電偶可以互相交換，精度有一定的保證。國際電工委員會(IEC)共推薦了8種標準化熱電偶。分度表在t0=0℃條件下，用實驗的方法測出各種不同熱電極組合的熱電偶在不同熱端溫度下所產(chǎn)生的熱電勢值，可以列出對應(yīng)的分度表。非標準化熱電偶：具有某些特殊性能，能滿足一些特殊條件下測溫的需要，如超高溫、極低溫、高真空或核輻射環(huán)境。一.熱電偶溫度計3.標準化熱電偶和分度表熱電偶名稱分度號熱電極識別E（100,0）（mV）測溫范圍（℃）對分度表允許偏差（℃）新極性識別長期短期等級使用溫度允差鉑銠10-鉑S正亮白較硬0.6460~13001600Ⅲ≤600±1.5℃負亮白柔軟＞600±0.25%t鉑銠13-鉑R正較硬0.6470~13001600Ⅱ＜600±1.5℃負柔軟＞1100±0.25%t鉑銠30-鉑銠B正較硬0.0330~16001800Ⅲ600~900±4℃負稍軟＞800±0.5%t鎳鉻-鎳硅K正不親磁4.0960~12001300Ⅱ-40~1300±2.5℃或±0.75%t負稍親磁Ⅲ-200~40±2.5℃或±1.5%t鎳鉻硅-鎳硅N正不親磁2.774-200~12001300Ⅰ-40~1100±1.5℃或±0.4%t負稍親磁Ⅱ-40~1300±2.5℃或±0.75%t鎳鉻-康銅E正暗綠6.319-200~760850Ⅱ-40~900±2.5℃或±0.75%t負亮黃Ⅲ-200~40±2.5℃或±1.5%t銅-康銅T正紅色4.279-200~350400Ⅱ-40~350±1℃或±0.75%t負銀白色Ⅲ-200~40±1℃或±1.5%t鐵-康銅J正親磁5.269-40~600750Ⅱ-40~750±2.5℃或±0.75%t負不親磁標準化熱電偶技術(shù)數(shù)據(jù)一.熱電偶溫度計3.標準化熱電偶和分度表標準化熱電偶熱電勢和溫度的關(guān)系一.熱電偶溫度計3.標準化熱電偶和分度表熱電偶名稱代號分度號熱電極材料測溫范圍/℃新舊正熱電極負熱電極長期使用短期使用鉑銠30-鉑銠6鉑銠10-鉑鎳鉻-鎳硅鎳鉻-銅鎳鐵-銅鎳銅-銅鎳WRRWRPWRNWREWRFWRCBSKEJTLL-2LB-3EU-2--CK鉑銠30合金鉑銠10合金鎳鉻合金鎳鉻合金鐵銅鉑銠6合金純鉑鎳硅合金銅鎳合金銅鎳合金銅鎳合金300～1600-20～1300-50～1000-40～800-40～700-400～300180016001200900750350常用熱電偶一.熱電偶溫度計3.標準化熱電偶和分度表一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理

在應(yīng)用熱電偶測溫時，只有將冷端溫度保持為０℃，或者是進行一定的修正才能得出準確的測量結(jié)果。這樣做，就稱為熱電偶的冷端溫度補償。一般采用下述幾種方法。①補償導(dǎo)線法②冷端溫度恒溫法③熱電勢的修正方法(計算修正法)④校正儀表零點法⑤補償電橋法一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理

采用一種專用導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸出來，這既能保證熱電偶冷端溫度保持不變，又經(jīng)濟。

它也是由兩種不同性質(zhì)的金屬材料制成，在一定溫度范圍內(nèi)（0～100℃）與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，其材料又是廉價金屬。①補償導(dǎo)線法

補償導(dǎo)線接線圖一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理①補償導(dǎo)線法在使用熱電偶補償導(dǎo)線時，要注意型號相配。熱電偶名稱補償導(dǎo)線工作端為100℃，冷端為0℃時的標準熱電勢mV正極負極鉑銠10-鉑鎳鉻-鎳硅鎳鉻-銅鎳銅銅鎳鉻銅鎳銅鎳銅鎳0.64±0.034.10±0.156.95±0.30常用熱電偶的補償導(dǎo)線一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理①補償導(dǎo)線法補償導(dǎo)線型號配用熱電偶補償導(dǎo)線的線芯材料絕緣層著色正極負極SC或RC鉑銠10（鉑銠）-鉑SPC（銅）SNC（銅鎳）紅綠KC鎳鉻-鎳硅KPC（銅）KNC（銅鎳）紅藍KX鎳鉻-鎳硅KPX（銅鎳）KNX（鎳硅）紅黑NX鎳鉻硅-鎳硅NPS（銅鎳）NNX（鎳硅）紅灰EX鎳鉻-銅鎳EPX（鎳鉻）ENX（銅鎳）紅棕JX鐵-銅鎳JPX（鐵）JNX（銅鎳）紅紫TX銅-銅鎳TPX（銅）TNX（銅鎳）紅白補償導(dǎo)線的型號、線芯材質(zhì)和絕緣層著色一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理注意使用補償導(dǎo)線時,應(yīng)當(dāng)注意補償導(dǎo)線的正、負極必須與熱電偶的正、負極各端對應(yīng)相接。正、負兩極的接點溫度t1應(yīng)保持相同,延伸后的冷端溫度t0應(yīng)比較恒定且比較低。對于鎳鉻-銅鎳等一類用廉價金屬制成的熱電偶,則可用其本身材料作補償導(dǎo)線,將冷端延伸到環(huán)境溫度較恒定的地方。①補償導(dǎo)線法一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理熱電偶冷端溫度保持０℃的方法

②冷端溫度恒溫法適用于實驗室中的精確測量檢定熱電偶一.熱電偶溫度計注意由于熱電極的材料不同,所產(chǎn)生的接觸熱電勢亦不同,因此不同熱電極材料制成的熱電偶在相同溫度下產(chǎn)生的熱電勢是不同的。熱電偶一般都是在自由端溫度為0℃時進行分度的,因此,若自由端溫度不為0℃而為t0時,則熱電勢與溫度之間的關(guān)系可用下式進行計算。

EAB(t,t0)=EAB(t,0)-EAB(t0,0)

③熱電勢的修正方法(計算修正法)4.熱電偶冷端溫度的處理一.熱電偶溫度計舉例例1今用一只鎳鉻-鎳硅熱電偶,測量小氮肥廠中轉(zhuǎn)化爐的溫度,已知熱電偶工作端溫度為800℃,自由端(冷端)溫度為30℃,求熱電偶產(chǎn)生的熱電勢E(800,30)。解：由附表可以查得

E(800,0)=33.277(mV)

E(30,0)=1.203(mV)將上述數(shù)據(jù)代入式(5-3),即得

E(800,30)=E(800,0)-E(30,0)=32.074(mV)③熱電勢的修正方法(計算修正法)4.熱電偶冷端溫度的處理一.熱電偶溫度計例2某支鉑銠10-鉑熱電偶在工作時，自由端溫度t0=30℃,測得熱電勢E(t,t0)=14.195mV，求被測介質(zhì)的實際溫度。解:由附表可以查得

E(30,0)=0.173(mV)代入式(5-3)變換得

E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=0.173+14.195=14.368(mV)再由附表可以查得14.368mV對應(yīng)的溫度t為1400℃。③熱電勢的修正方法(計算修正法)4.熱電偶冷端溫度的處理一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理舉例例3用鉑銠10-鉑熱電偶進行溫度檢測,熱電偶的冷端溫度t0=30℃，顯示儀表的溫度讀數(shù)(假定此儀表是不帶冷端溫度自動補償且是以溫度刻度的)為985℃，試求被測溫度的實際值。解：由分度號為S的鉑銠10-鉑熱電偶分度表查出985℃時的熱電勢值為9.412mV。也就是E(t,t0)=9.412mV,又從分度表中查得E(t0,0)=E(30,0)=0.173mV。將此兩個數(shù)值代入式(5-14),得

E(t,0)=9.412mV+0.173mV=9.585(mV)再查分度表可知,對應(yīng)于9.585mV的溫度t=1000℃,這就是該支鉑銠10-鉑熱電偶所測得的溫度實際值。③熱電勢的修正方法(計算修正法)一.熱電偶溫度計注意：由于熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢與溫度的關(guān)系都是非線性的(當(dāng)然各種熱電偶的非線性程度不同),因此在自由端溫度不為零時,將所測熱電勢對應(yīng)的溫度值加上自由端溫度,并不等于實際的被測溫度。

③熱電勢的修正方法(計算修正法)4.熱電偶冷端溫度的處理一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理④校正儀表零點法

若采用測溫元件為熱電偶時，要使測溫時指示值不偏低，可預(yù)先將儀表指針調(diào)整到相當(dāng)于室溫的數(shù)值上。注意：只能在測溫要求不太高的場合下應(yīng)用。t+－RcuER1R2R3+ab－+－一.熱電偶溫度計4.熱電偶冷端溫度的處理⑤補償電橋法利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢，來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。是儀表中最常用的一種處理方法。

由于電橋是在20℃時平衡的，所以采用這種補償電橋時須把儀表的機械零位預(yù)先調(diào)到20℃處。如果補償電橋是在0℃時平衡設(shè)計的，則儀表零位應(yīng)調(diào)在0℃處。注意！接線盒保護套管絕緣管熱電偶安裝法蘭引線口一.熱電偶溫度計5.熱電偶的結(jié)構(gòu)型式熱電偶廣泛應(yīng)用于各種條件下的溫度測量，尤其適用于500℃以上較高溫度的測量，普通型熱電偶和鎧裝型熱電偶是實際應(yīng)用最廣泛的兩種結(jié)構(gòu)。普通型熱電偶普通型熱電偶主要由熱電極、絕緣管、保護套管和接線盒等主要部分組成。安裝方式主要有法蘭式和螺紋式兩種。一.熱電偶溫度計5.熱電偶的結(jié)構(gòu)型式常見普通工業(yè)裝配式熱電偶的外形結(jié)構(gòu)一.熱電偶溫度計5.熱電偶的結(jié)構(gòu)型式鎧裝型熱電偶鎧裝型熱電偶是由熱電極、絕緣材料和金屬套管三者經(jīng)過拉伸加工成型的具有動態(tài)響應(yīng)快、機械強度高、抗震性好、可彎曲等優(yōu)點，可安裝在結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的裝置上，應(yīng)用十分廣泛。熱電極絕緣材料金屬套管熱電極絕緣材料鎧裝型熱電偶斷面結(jié)構(gòu)鎧裝型熱電偶可以做得很細，一般為2～8mm，可以隨測量需要任意彎曲。一.熱電偶溫度計5.熱電偶的結(jié)構(gòu)型式鎧裝型熱電偶可長達上百米薄壁金屬保護套管（鎧體）鎧裝型熱電偶一.熱電偶溫度計6.熱電偶測量線路①測量兩點之間溫差②測量平均溫度注意熱電偶非線性帶來的影響并聯(lián)法測量平均溫度一.熱電偶溫度計6.熱電偶測量線路③測量幾點溫度之和④若干只熱電偶共用一臺儀表串聯(lián)法測量平均溫度若干只熱電偶通過切換開關(guān)共用一臺測量儀表練習(xí)題1用鉑銠10-鉑(分度號S)的熱電偶測溫，已知參比端溫度為20℃，測得熱電勢E(t,20)=11.30mV，試求被測溫度t？查熱電偶的分度表知：E(20,0)=0.113mVE(t,0)=E(t,20)+E(20,0)=11.30+0.113=11.413mV查表知：t=1155℃練習(xí)題2用鎳鉻-鎳硅(分度號K)的熱電偶測溫，已知參比端溫度為25℃，檢測端溫度為506℃，求產(chǎn)生的熱電勢是多少？E(506,25)=E(506,0)-E(25,0)=20.900-1.000=19.900mV在煉鋼廠中有時直接將廉價熱電極(易耗品，例如鎳鉻-鎳硅熱偶絲，時間稍長即熔化)插入鋼水中測量鋼水溫度，如圖所示：試說明

1)為什么不必將工作端焊在一起?

2)要滿足哪些條件才不影響測量精度?采用上述方法是利用了熱電偶什么定律？

3)如果檢測物不是鋼水，而是熔化的塑料行嗎？為什么？

二.熱電阻溫度計㈠

熱電阻1.熱電阻的測溫原理2.工業(yè)上常用的金屬熱電阻

3.熱電阻的結(jié)構(gòu)型式4.熱電阻的信號連接方式

㈡

熱敏電阻1.熱敏電阻的分類及特點2.熱敏電阻的應(yīng)用二.熱電阻溫度計二.熱電阻溫度計㈠

熱電阻1.熱電阻的測溫原理熱電阻溫度計適用于測量-200～+500℃范圍內(nèi)液體、氣體、蒸汽及固體表面的溫度。熱電阻是基于電阻的熱效應(yīng)進行溫度測量的，即電阻體的阻值隨溫度的變化而變化的特性。測出感溫?zé)犭娮璧淖柚底兓涂梢詼y量出被測溫度。金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可用以下近似關(guān)系式表示：

式中：Rt為溫度t時對應(yīng)的電阻值Rt0為溫度t0(通常為0℃)時對應(yīng)的電阻值α為溫度系數(shù)。㈠

熱電阻2.工業(yè)上常用的金屬熱電阻作為熱電阻的材料一般要求是：電阻溫度系數(shù)、電阻率要大；在整個測溫范圍內(nèi)，應(yīng)具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)性質(zhì)和良好的復(fù)制性；電阻值隨溫度的變化關(guān)系，最好呈線性。使用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅。常用的鉑熱電阻有R0＝100Ω，分度號為Pt100；

測溫范圍：-150～500（-200～600）常用的銅熱電阻有R0＝50Ω

，分度號為Cu50。

測溫范圍：0～100（-50～150）銅熱電阻有R0＝50Ω和R0＝100Ω兩種，分度號分別為Cu50和Cu100。二.熱電阻溫度計㈠

熱電阻3.熱電阻的結(jié)構(gòu)型式裝配式熱電阻的結(jié)構(gòu)絕緣套管保護管接線盒感溫元件接線端子鉑電阻感溫元件銅電阻感溫元件二.熱電阻溫度計㈠

熱電阻4.熱電阻的信號連接方式

二線制熱電阻是把溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻值變化的一次元件，把電阻信號通過引線傳遞到二次儀表或計算機控制裝置上。

常用的引線方式有三種：

二線制、三線制、四線制。三線制四線制RtIsUi=Is×Rt恒流源二.熱電阻溫度計㈠

熱電阻4.熱電阻的信號連接方式

二線制三線制⑴

熱電阻的二線制接法：這種接法兩根導(dǎo)線的電阻都加在電橋的一個橋臂上，顯然當(dāng)導(dǎo)線電阻也隨溫度變化時，不平衡電橋自然反映的不僅僅是熱電阻的變化，如配鉑電阻和銅導(dǎo)線，顯然兩者的變化不同，所以此接法必然影響測量精度。解決的辦法？二.熱電阻溫度計㈠

熱電阻4.熱電阻的信號連接方式

⑵

熱電阻的三線制接法：在熱電阻根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線。這種方式通常與電橋配套使用，能較好地消除引線電阻的影響，是工業(yè)過程中最常用的引線方式。二線制三線制最好的辦法？二.熱電阻溫度計㈠

熱電阻4.熱電阻的信號連接方式

⑶熱電阻的四線制接法：在熱電阻根部兩端各連接兩根導(dǎo)線，兩根引線為熱電阻提供恒定電流Is，另兩根引線把Ui引至二次儀表。此方式能完全消除引線電阻的影響，主要用于高精度的溫度檢測。二線制三線制四線制RtIsUi=Is×Rt恒流源二.熱電阻溫度計二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻1.熱敏電阻的分類及特點最常見的熱敏電阻是由金屬氧化物半導(dǎo)體材料在不同的條件下燒制而成的，如錳、鈷、鐵、鎳、銅等多種氧化物混合燒結(jié)而成。熱敏電阻的結(jié)構(gòu)形式二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻1.熱敏電阻的分類及特點熱敏電阻的溫度系數(shù)分為①正溫度系數(shù)（PTC），②負溫度系數(shù)（NTC），③臨界溫度系數(shù)（CTR）。熱敏電阻的電阻值與溫度之間的特性曲線如圖所示。①②③①②③二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻1.熱敏電阻的分類及特點①正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值隨溫度升高而增大，且有斜率最大的區(qū)域，當(dāng)溫度超過某一數(shù)值時，其電阻值朝正的方向快速變化。其電阻值與溫度之間的關(guān)系為B—熱敏電阻常數(shù)，是溫度系數(shù)的函數(shù)，B=-T2；RT—任意溫度T時的電阻值；R0—基準溫度T0時的電阻值。①②③二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻1.熱敏電阻的分類及特點②負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)正溫度系數(shù)熱敏電阻具有很高的負電阻溫度系數(shù)，是應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體熱敏電阻之一。具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、壽命長、價格低等優(yōu)點。其電阻值與溫度之間的關(guān)系為①②③二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻1.熱敏電阻的分類及特點③臨界溫度系數(shù)熱敏電阻(CTR)臨界溫度系數(shù)熱敏電阻也具有負溫度系數(shù)，但在某個溫度范圍內(nèi)電阻值急劇下降，曲線斜率在此區(qū)段特別陡，靈敏度極高。由于具有開關(guān)特性和一個溫度突變點，主要用作溫度開關(guān)或各種電子電路中抑制浪涌電流，起保護作用。二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻1.熱敏電阻的分類及特點各種熱敏電阻的阻值在常溫下很大，通常在數(shù)千歐以上，因此連接導(dǎo)線的阻值幾乎對測溫沒有影響，不必采用三線制或四線制接法，給使用帶來了方便。另外，熱敏電阻的阻值隨溫度改變顯著，只要很小的電流流過熱敏電阻，就能產(chǎn)生明顯的電壓變化，而電流對熱敏電阻自身有加熱作用，所以應(yīng)注意不要使電流過大，防止帶來測量誤差。二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻2.熱敏電阻的應(yīng)用熱敏電阻常被用來對溫度進行測量，可用來作為補償元器件，也可作為控制開關(guān)來應(yīng)用，還可用來對流量進行測量，對電路進行保護等。⑴溫度測量⑵溫度控制⑶溫度補償⑷流量測量二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻2.熱敏電阻的應(yīng)用熱敏電阻點溫計⑴溫度測量二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻2.熱敏電阻的應(yīng)用簡易溫度控制器⑵溫度控制二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻2.熱敏電阻的應(yīng)用儀表中的電阻溫度補償電路金屬一般具有正的溫度系數(shù)，采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻進行補償，可以抵消由于溫度變化所產(chǎn)生的誤差。⑶溫度補償二.熱電阻溫度計㈡

熱敏電阻2.熱敏電阻的應(yīng)用熱敏電阻流量計⑷流量測量利用熱敏電阻上的熱量消耗和介質(zhì)流速的關(guān)系可以測量流量、流速、風(fēng)速等。三.熱電偶和熱電阻溫度計的安裝及布線一般來說，溫度檢測儀表的檢測元件安裝，需要遵循以下原則：應(yīng)確保測量的準確性，選擇有代表性的安裝位置。應(yīng)確保安全、可靠,選擇合適的安裝方式。應(yīng)綜合考慮儀表維修、校驗的方便。檢測元件安裝三.熱電偶和熱電阻溫度計的安裝及布線應(yīng)確保測量的準確性，

選擇有代表性的安裝位置。檢測元件安裝應(yīng)該有足夠的插入深度；不應(yīng)該插入介質(zhì)的死角，以確保能進行充分的熱交換；工作端應(yīng)位于管道中心流速最大之處；應(yīng)該迎著流體流動方向安裝，否則容易產(chǎn)生測量誤差；(a)逆流(b)正交(d)彎頭溫度檢測元件的安裝示意圖測量負壓管道（或設(shè)備）上的溫度時，必須保證有密封性，以免外界空氣的吸入而降低精度。三.熱電偶和熱電阻溫度計的安裝及布線檢測元件安裝為避免檢測元件的損壞，保護套管應(yīng)該具有足夠的機械強度。根據(jù)現(xiàn)場的工作壓力、溫度、腐蝕性等特性，合理地選擇保護套管的材質(zhì)、壁厚。當(dāng)介質(zhì)壓力超過10MPa時，必須安裝保護外套，確保安全。為了減小測量的滯后，可在保護套管內(nèi)部加裝傳熱良好的填充物，如硅油、石英砂等等。接線盒出線孔應(yīng)該朝下，以免因密封不良使水汽、灰塵等進入而降低測量精度。應(yīng)確保安全可靠。

選擇合適的安裝方式。三.熱電偶和熱電阻溫度計的安裝及布線熱電偶的插入方式熱電偶在擴大管上的安裝檢測元件安裝應(yīng)確保安全可靠。

選擇合適的安裝方式。三.熱電偶和熱電阻溫度計的安裝及布線布線要求按照規(guī)定的型號配用熱電偶的補償導(dǎo)線，注意熱電偶的正、負極與補償導(dǎo)線的正、負極相連接。熱電阻的線路電阻一定要符合所配二次儀表的要求。禁止與交流輸電線合用一根穿線管，以免引起感應(yīng)。最好與其他導(dǎo)線分開敷設(shè)。為了保護連接導(dǎo)線與補償導(dǎo)線不受外來機械損傷，連接導(dǎo)線或補償導(dǎo)線應(yīng)穿入鋼管內(nèi)或走匯線槽。導(dǎo)線應(yīng)盡量避免有接頭。應(yīng)有良好的絕緣。補償導(dǎo)線不應(yīng)有中間接頭，否則應(yīng)加裝接線盒。四.非接觸式測溫輻射測溫原理非接觸式測溫方法以輻射測溫為主。具有一定溫度的物體都會向外輻射能量，其輻射強度與物體的溫度有關(guān)，通過測量輻射強度來確定物體的溫度。輻射測溫時，輻射感溫元件不與被測介質(zhì)相接觸，不會破壞被測溫度場，可實現(xiàn)遙測；測量元件不必達到與被測對象相同的溫度，測量上限可以很高；輻射測溫適用于很寬的測量范圍，可達-50～6000℃。但是，影響其測量精度的因素較多，應(yīng)用技術(shù)較復(fù)雜四.非接觸式測溫輻射測溫儀表的組成主要由光學(xué)系統(tǒng)、檢測元件、轉(zhuǎn)換電路和信號處理等部分組成。㈠光學(xué)高溫計㈡光電高溫計㈢輻射溫度計㈣比色溫度計㈠光學(xué)高溫計四.非接觸式測溫精密光學(xué)高溫計用于科學(xué)實驗中的精密測試；標準光學(xué)高溫計用于量值的傳遞，例如，在物質(zhì)熔點、熱容量和相變點的測定中使用。光學(xué)高溫計可用來測量800～3200℃的高溫。因采用肉眼進行色度比較，故測量誤差與人的經(jīng)驗有關(guān)。光學(xué)高溫計測量的溫度稱為亮度溫度(TL)，被測對象為非黑體時，要通過修正才能得到非黑體的真實溫度。1－物鏡；2－吸收玻璃；3－燈泡；4－紅色濾波片；5－目鏡；6－指示儀器；7－滑線電阻；E－電源；K－開關(guān)；R1－刻線調(diào)整電阻㈠光學(xué)高溫計四.非接觸式測溫WGG2-201型光學(xué)高溫計㈡光電高溫計四.非接觸式測溫光學(xué)高溫計是由人工操作來完成亮度平衡工作的，其測量結(jié)果帶有操作者的主觀誤差。它不能進行連續(xù)測量和記錄，當(dāng)被測溫度低于800℃時，光學(xué)高溫計對亮度無法進行平衡。光電高溫計是在光學(xué)高溫計測量理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型測溫儀表。它采用新型的光電器件，自動進行平衡，達到連續(xù)測量的目的。㈡光電高溫計四.非接觸式測溫WDL-31型光電高溫計1－物鏡2－同步信號發(fā)生器3－調(diào)制鏡4－微電機5－反光鏡6－聚光鏡7－參比燈8－探測元件㈢輻射溫度計四.非接觸式測溫組成：輻射感溫器和顯示儀表兩部分根據(jù)全輻射強度定理，即根據(jù)物體的總輻射強度與物體溫度的四次方成正比的關(guān)系來進行測量。輻射高溫計測量的溫度稱為輻射溫度，被測對象為非黑體時，要通過修正才能得到非黑體的真實溫度?？捎糜跍y量400～2000℃的高溫，多為現(xiàn)場安裝式結(jié)構(gòu)。為適應(yīng)現(xiàn)場高溫環(huán)境要求，在輻射感溫器外加裝水冷夾套㈢輻射溫度計四.非接觸式測溫㈢輻射溫度計四.非接觸式測溫1－物鏡；2－外殼；3－補償光闌；4－座架；5－熱電堆；6－接線柱；7－穿線套；8－蓋；9－目鏡；10－校正片；11－小齒軸WFT-202型輻射感溫器結(jié)構(gòu)㈣比色溫度計四.非接觸式測溫原理：通過測量熱輻射體在兩個或兩個以上波長的光譜輻射亮度之比來測量溫度。特點：準確度高，響應(yīng)快，可觀察小目標(最小可到2mm)。因為實際物體的單色黑度系數(shù)和全輻射黑度系數(shù)的數(shù)值相差很大，但是對同一物體的不同波長的單色黑度系數(shù)和來說，其比值的變化卻很小。所以用比色溫度計測得的溫度稱為比色溫度，它與物體的真實溫度很接近，一般可以不進行校正。㈣比色溫度計四.非接觸式測溫可用于測量550～3200℃的高溫比色溫度計原理結(jié)構(gòu)㈣比色溫度計四.非接觸式測溫光電效應(yīng)和光電器件外光電效應(yīng):

在光線作用下使物體的電子逸出表面的現(xiàn)象。如光電管、光電倍增管。內(nèi)光電效應(yīng):

在光線作用下能使物體電阻率改變的現(xiàn)象，如光敏電阻等。阻擋層光電效應(yīng)(光生伏特效應(yīng)):

在光線作用下能使物體產(chǎn)生一定方向的電動勢的現(xiàn)象。如光電池、光敏晶體管等。光電管光電倍增管光敏二極管光敏晶體管光敏電阻光電池結(jié)構(gòu)與一般二極管相似，裝在透明玻璃外殼中。在電路中一般是處于反向工作狀態(tài)的。光照射到光敏二極管的PN結(jié)時，電子-空穴對數(shù)量增加，光電流與照度成正比。光敏二極管光敏晶體管與一般晶體管很相似，具有兩個PN結(jié)。把光信號轉(zhuǎn)換為電信號同時，又將信號電流加以放大。光敏電阻光敏電阻又稱為光導(dǎo)管，由半導(dǎo)體材料制成。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻元件，使用時既可加直流電壓，也可以加交流電壓。當(dāng)無光照時，光敏電阻值(暗電阻)很大，電路中電流很小當(dāng)有光照時，光敏電阻值(亮電阻)急劇減少，電流迅速增加光敏電阻光敏電阻的結(jié)構(gòu)1.玻璃2.光電導(dǎo)層3.電極4.絕緣襯底5.金屬殼6.黑色絕緣玻璃7.引線光敏電阻的靈敏度易受潮濕的影響，因此要將光電導(dǎo)體嚴密封裝在帶有