演示文稿過程控制

演示文稿過程控制當(dāng)前1頁，總共85頁。過程控制王再英版ppt課件當(dāng)前2頁，總共85頁。1.絕對誤差檢測儀表的指示值X與被測量真值Xt之間存在的差值稱為絕對誤差Δ。表示為：

Δ=X－Xt

由于真值是無法得到的理論值。實(shí)際計(jì)算時，可用精確度較高的標(biāo)準(zhǔn)表所測得的標(biāo)準(zhǔn)值X0代替真值Xt，表示為：Δ=X－X0

儀表在其標(biāo)尺范圍內(nèi)各點(diǎn)讀數(shù)的絕對誤差中最大的絕對誤差稱為最大絕對誤差Δmax。當(dāng)前3頁，總共85頁。2．基本誤差基本誤差是一種簡化的相對誤差，又稱引用誤差或相對百分誤差。定義為：

而：儀表量程=測量上限－測量下限儀表的基本誤差表明了儀表在規(guī)定的工作條件下測量時，允許出現(xiàn)的最大誤差。

當(dāng)前4頁，總共85頁。3．精確度（精度）為了便于量值傳遞，國家規(guī)定了儀表的精確度（精度）等級系列。如0.5級，1.0級，1.5級等。儀表精度的確定方法：將儀表的基本誤差去掉“±”號及“％”號，套入規(guī)定的儀表精度等級系列。例如某臺儀表的基本誤差為±1.0％，則確認(rèn)該表的精確度等級符合1.0級；如果某臺儀表的基本誤差為±1.3％，則該表的精確度等級符合1.5級。當(dāng)前5頁，總共85頁。例1

某臺測溫儀表的測溫范圍為－100～700℃，校驗(yàn)該表時測得全量程內(nèi)最大絕對誤差為＋5℃，試確定該儀表的精度等級。解：該儀表的基本誤差為：

將該表的δ去掉“十”號與“％”號，其數(shù)值為0.625。由于國家規(guī)定的精度等級中沒有0.625級儀表，而該儀表的誤差超過了0.5級儀表所允許的最大絕對誤差。

故：這臺測溫儀表的精度等級為1.0級。當(dāng)前6頁，總共85頁。例2

某臺測壓儀表的測壓范圍為0～8MPa。根據(jù)工藝要求，測壓示值的誤差不允許超過±0.05MPa，問應(yīng)如何選擇儀表的精度等級才能滿足以上要求？

解：根據(jù)工藝要求，儀表的允許基本誤差為：

去掉“±”和“％”號后，0.625介于0.5～1.0之間。若選精度為1.0級的儀表，其允許的最大絕對誤差為±0.08MPa。超過了工藝允許的數(shù)值。故：應(yīng)選擇0.5級的表。當(dāng)前7頁，總共85頁。目前，我國生產(chǎn)的儀表常用的精確度等級有0.005，0.02，0.05，0.1，0.2，0.4，0.5，1.0，1.5，2.5等。精度等級數(shù)值越小，就表征該儀表的精確度等級越高，也說明該儀表的精確度越高。0.05級以上的儀表，常用來作為標(biāo)準(zhǔn)表；工業(yè)現(xiàn)場用的測量儀表，其精度大多為0.5級以下。儀表的精度等級一般用符號標(biāo)志在儀表面板上。如

當(dāng)前8頁，總共85頁。4、靈敏度和分辨率

靈敏度表示指針式測量儀表對被測參數(shù)變化的敏感程度，常以儀表輸出（如指示裝置的直線位移或角位移）與引起此位移的被測參數(shù)變化量之比表示：靈敏限表示指針式儀表在量程起點(diǎn)處，能引起儀表指針動作的最小被測參數(shù)變化值。

S－儀表靈敏度；ΔY－儀表指針位移的距離（或轉(zhuǎn)角）；ΔX－引起ΔY的被測參數(shù)變化量?！?00℃當(dāng)前9頁，總共85頁。分辨率表示儀表顯示值的精細(xì)程度。如一臺儀表的顯示位數(shù)為四位，其分辨率便為千分之一。數(shù)字儀表的顯示位數(shù)越多，分辨率越高。

分辨力是指儀表能夠顯示的、最小被測值。如一臺溫度指示儀，最末一位數(shù)字表示的溫度值為0.1℃，即該表的分辨力為0.1℃。對于數(shù)字式儀表，則用分辨率和分辨力表示靈敏度和靈敏限。當(dāng)前10頁，總共85頁。5、變差在外界條件不變的情況下，同一儀表對被測量進(jìn)行往返測量時（正行程和反行程），產(chǎn)生的最大差值與測量范圍之比稱為變差。變差=量程正反行程最大差值×100%造成變差的原因:傳動機(jī)構(gòu)間存在的間隙和摩擦力;彈性元件的彈性滯后等。?ymaxyxmin

xmaxOx當(dāng)前11頁，總共85頁。6、響應(yīng)時間當(dāng)用儀表對被測量進(jìn)行測量時，被測量突然變化以后，儀表指示值總是要經(jīng)過一段時間后才能準(zhǔn)確地顯示出來。這段時間稱為響應(yīng)時間。響應(yīng)時間的計(jì)算：從輸入一個階躍信號開始，到儀表的輸出信號（即指示值）變化到新穩(wěn)態(tài)值的95％所用的時間。以上是檢測儀表常用的性能指標(biāo)。txytp當(dāng)前12頁，總共85頁。2.2溫度檢測及儀表溫度是表征物體冷熱程度的物理量。是工業(yè)生產(chǎn)中最普遍而重要的操作參數(shù)。溫度檢測方法一般利用物體的某些物理性質(zhì)隨溫度變化的特性來感知、測量溫度。有接觸式測溫——通過測溫元件與被測物體的接觸而感知物體的溫度。非接觸式測溫——通過接受被測物體發(fā)出的熱輻射熱來感知溫度。當(dāng)前13頁，總共85頁。接觸式測溫儀表有：1、膨脹式溫度計(jì)膨脹式溫度計(jì)是基于物體受熱時體積膨脹的性質(zhì)而制成的。有液體膨脹式溫度計(jì)：利用液體（水銀、酒精）受熱時體積膨脹的特性測溫。玻璃管溫度計(jì)電接點(diǎn)式玻璃管溫度計(jì)當(dāng)前14頁，總共85頁。

固體膨脹式溫度計(jì)：用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬片疊焊接在一起制成雙金屬片。受熱后，由于兩金屬片的膨脹長度不同而產(chǎn)生彎曲。

若將雙金屬片制成螺旋形，當(dāng)溫度變化時，螺旋的自由端便圍繞著中心軸偏轉(zhuǎn)，帶動指針在刻度盤上指示出相應(yīng)溫度值。

當(dāng)前15頁，總共85頁。雙金屬片常用來做溫度報(bào)警或控制隨著溫度上升，雙金屬片逐漸彎曲，當(dāng)其觸點(diǎn)接觸到固定觸點(diǎn)時，報(bào)警燈和繼電器回路被接通。調(diào)節(jié)螺釘用來調(diào)整固定觸點(diǎn)的位置，以調(diào)整報(bào)警溫度。雙金屬片調(diào)節(jié)螺釘絕緣柱

如圖是一雙金屬溫控器。繼電器當(dāng)前16頁，總共85頁。原理:封閉容器中的液體、氣體或低沸點(diǎn)液體的飽和蒸汽，受熱后體積膨脹，壓力增大。2、壓力式溫度計(jì)利用封閉容器中的介質(zhì)壓力隨溫度變化的現(xiàn)象來測溫。用壓力表指示溫度。當(dāng)前17頁，總共85頁。3、熱電偶溫度計(jì)利用物體的熱電性質(zhì)測溫。4、熱電阻溫度計(jì)利用金屬電阻值或半導(dǎo)體電阻值隨溫度變化的性質(zhì)測溫。5、半導(dǎo)體溫度計(jì)利用半導(dǎo)體PN結(jié)的結(jié)電壓隨溫度變化的特性，通過測量感溫器元件（結(jié)）電壓變化來測量溫度。非接觸式測溫的具體方法有：當(dāng)前18頁，總共85頁。紅外線測溫計(jì)光學(xué)高溫計(jì)1、輻射式溫度計(jì)通過測量物體熱輻射功率來測量溫度。2、紅外式溫度計(jì)通過測量物體紅外波段熱輻射功率來測量溫度。當(dāng)前19頁，總共85頁。2.2.2熱電偶熱電偶是以熱電效應(yīng)為原理的測溫元件，能將溫度信號轉(zhuǎn)換成電勢信號（mV）。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、測溫準(zhǔn)確可靠、信號便于遠(yuǎn)傳。一般用于測量500～1600℃之間的溫度。2.2.2.1熱電偶的測溫原理將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，若兩個連接點(diǎn)溫度不同，回路中會產(chǎn)生電勢。此電勢稱為熱電勢。當(dāng)前20頁，總共85頁。1、接觸電勢當(dāng)不同導(dǎo)體A、B接觸時，兩邊的自由電子密度不同，在交界面上產(chǎn)生電子的相互擴(kuò)散，致使在接觸處產(chǎn)生接觸電勢。

其大小取決于兩種材料的種類和接觸點(diǎn)的溫度。t熱端A

Bt0冷端eAB(t)=KtelnNA(t)NB(t)NA(t)、NB(t)—自由電子密度；

e—單位電荷當(dāng)前21頁，總共85頁。2、溫差電勢對于同一金屬A（或B），其兩端溫度不同，自由電子所具有的動能不同，也會產(chǎn)生相應(yīng)的電勢，稱為溫差電勢。熱電勢由兩部分組成：接觸電勢和溫差電勢。但溫差電勢值遠(yuǎn)小于接觸電勢，常忽略不計(jì)。tA

Bt0當(dāng)前22頁，總共85頁。

3、回路總電勢熱電偶回路總電勢由接觸電勢和溫差電勢疊加而成，稱熱電勢。由于溫差電勢很小，熱電勢基本由接觸電勢構(gòu)成：

EAB

（t，t0）=eAB（t）-eAB（t0）此計(jì)算式中，有的常數(shù)很難確定，無法實(shí)用。實(shí)際中用實(shí)測標(biāo)定。但從上述公式可以得出基本結(jié)論：

對于確定的熱電偶，熱電勢只與熱端和冷端溫度有關(guān)。當(dāng)冷端溫度固定時，E（t，t0）是熱端溫度

t的單值函數(shù)。當(dāng)前23頁，總共85頁。

鎳鉻—鎳硅熱電偶分度表（簡表）分度號Kt0=0℃，E/mVt/℃0010203040506070809000.0000.3970.7981.2031.6112.0222.4362.8503.2663.6811004.0954.5084.9195.3275.7336.1376.5396.9397.3387.7372008.1378.5378.9389.3419.74510.15110.56010.96911.38111.79330012.20712.63213.03913.45613.87414.29214.71215.13215.55215.97440016.39516.81817.24117.66418.08818.51318.93819.36319.78820.21450020.64021.06621.49321.91922.34622.77223.19823.62424.05024.47660024.90225.32725.75126.17626.59927.02227.44527.86728.28828.70970029.12829.54729.96530.38330.79931.21431.62932.04232.45532.86680033.27733.68634.09534.50234.90935.31435.71836.12136.52436.92590037.32537.72438.12238.51938.91539.31039.70340.09640.48840.897100041.26941.65742.04542.43242.81743.20243.58543.96844.34944.729110045.10845.48645.86346.23846.61246.98547.35647.72648.05948.462120048.82849.19249.55549.91650.27650.63350.99051.34451.69752.049130052.398當(dāng)前24頁，總共85頁。2.2.2.2熱電偶的基本定律1、均質(zhì)導(dǎo)體定律

由一種均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成的閉合回路中，不論其截面和長度如何，以及沿長度方向上各處的溫度分布如何，都不能產(chǎn)生熱電勢。因此，熱電偶必須由兩種不同材料的均質(zhì)導(dǎo)體或半導(dǎo)體組成。但其截面和長度不限。當(dāng)前25頁，總共85頁。2、中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中接入另一種中間導(dǎo)體后，只要中間導(dǎo)體兩端溫度相同，中間導(dǎo)體的引入對熱電偶回路的熱電勢沒有影響。因?yàn)闊犭娕荚谑褂脮r，總要將熱電偶回路打開，接入測量儀表，即插入第三種導(dǎo)體。

測量儀表當(dāng)前26頁，總共85頁。有

EABC

(t，t0)=eAB(t)+eBC(t0)+eCA(t0)當(dāng)t=t0

時有eAB(t0)+eBC(t0)+eCA(t0)=0即eBC(t0)+e

CA(t0)=－e

AB(t0)則EABC

(t，t0)=e

AB(t)－

e

AB(t0)設(shè)將熱電偶AB一端打開，接入第三種導(dǎo)體C

由此可知，只要接入第三種導(dǎo)體的兩個連接點(diǎn)溫度相等，它的接入對回路電勢毫無影響。這一結(jié)論可以推廣至接入多種導(dǎo)體。ABCt0t0t當(dāng)前27頁，總共85頁。3、中間溫度定律一支熱電偶在兩接點(diǎn)溫度為t、t0時的熱電勢，等于兩支同溫度特性熱電偶在接點(diǎn)溫度為t、ta和ta、t0時的熱電勢之代數(shù)和。即EAB

(t，to)=E

AB(t,0)－

E

AB(to,0)據(jù)此，只要給出冷端為0℃時的熱電勢關(guān)系EAB(t,0)，便可求出冷端任意溫度時的熱電勢。－=符合分度表要求ABt0tAB0tAB0t0

當(dāng)前28頁，總共85頁。熱電偶的構(gòu)造熱電偶是用兩種不同材料的偶絲或薄膜一端焊接而成。其構(gòu)造分普通型、鎧裝型、簿膜型等。普通型鎧裝型普通熱電偶當(dāng)前29頁，總共85頁。2.2.2.4熱電偶類型

理論上任何兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體都可以組成熱電偶，但考慮有良好的應(yīng)用性能，必須對熱電偶材料加以選擇。選取原則：在測溫范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的化學(xué)及物理性質(zhì)，熱電勢要大，且與溫度接近線性關(guān)系。國際電工委員會（簡稱IEC）規(guī)定了熱電偶材料的取材標(biāo)準(zhǔn)。用分度號命名不同取材的熱電偶，并給出了標(biāo)準(zhǔn)的熱電勢分度表。當(dāng)前30頁，總共85頁。

幾種常用的標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶簡介熱電偶名稱分度號測溫范圍（℃）平均靈敏度特點(diǎn)鉑銠30—鉑銠6B0～+180010μV/℃穩(wěn)定性好,精度高,可在氧化氣氛使用鉑銠l0—鉑S0～+160010μV/℃同上，線性度優(yōu)于B鎳鉻—鎳硅K0～+100040μV/℃價廉,，可在氧化及中性氣氛中使用鎳鉻—康銅E-200～+90080μV/℃靈敏,價廉,可在氧化及弱還原氣氛中使用銅—康銅T-200～+40050μV/℃價廉,但銅易氧化,常用于150℃以下溫度測量當(dāng)前31頁，總共85頁。鉑及其合金（B、S）屬于貴重金屬，價格很貴，但其熱電勢非常穩(wěn)定，主要用做標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及測量1100℃以上的高溫。鎳鉻－鎳硅（K）

線性度最好鎳鉻－康銅（E）靈敏度最高銅－康銅（T）價格最便宜不同材質(zhì)的熱電偶，其熱電勢與熱端溫度的特性關(guān)系不同。當(dāng)前32頁，總共85頁。2.2.2.5熱電偶冷端溫度補(bǔ)償熱電偶的熱電勢大小不僅與熱端溫度有關(guān)，還與冷端溫度有關(guān)。所以使用時，需保持熱電偶冷端溫度恒定。但熱電偶的冷端和熱端離得很近，使用時冷端溫度較高且變化較大。為此應(yīng)將熱電偶冷端延至溫度穩(wěn)定處。為了節(jié)約，工業(yè)上選用在低溫區(qū)與所用熱電偶的熱電特性相近的廉價金屬，作為熱偶絲在低溫區(qū)的替代品來延長熱電偶，稱為補(bǔ)償導(dǎo)線。

補(bǔ)償導(dǎo)線熱偶當(dāng)前33頁，總共85頁。根據(jù)中間溫度定律，補(bǔ)償導(dǎo)線和熱電偶相連后，其總的熱電勢等于兩支熱電偶產(chǎn)生的熱電勢的代數(shù)和。

E(t,t0)=E偶

(t,tn)＋E補(bǔ)(tn,t0)用補(bǔ)償導(dǎo)線延長熱電偶的必須條件是：補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性在低溫段與所配熱電偶相同。因此，不同的熱電偶配不同的補(bǔ)償導(dǎo)線。常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線見表2.2。補(bǔ)償導(dǎo)線熱偶ttnt0E(t,t0)當(dāng)前34頁，總共85頁。使用補(bǔ)償導(dǎo)線只是將熱電偶的冷端延長到溫度比較穩(wěn)定的地方，而標(biāo)準(zhǔn)熱電勢要求冷端溫度為零度，為此還要采取進(jìn)一步的補(bǔ)償措施。1．查表法（計(jì)算法）如果某介質(zhì)的溫度為t，用熱電偶進(jìn)行測量，其冷端溫度為t0，測得的熱電勢為EAB（t,t0）。根據(jù)中間溫度定律，有

EAB（t,0）＝EAB（t,t0）＋EAB（t0,0）得出標(biāo)準(zhǔn)熱電勢EAB（t,0），再查分度表就可得出被測溫度。當(dāng)前35頁，總共85頁。例

用K型熱電偶測量某加熱爐的溫度。測得的熱電勢E（t，t0）＝36.122mV，而自由端的溫度t0＝30℃，求被測的實(shí)際溫度。解由分度表可以查得

E（30，0）＝1.203mV則E（t，0）

＝E（t，30）+E（30，0）＝36.122+1.203＝37.325mV再查分度表可以查得37.325mV對應(yīng)的溫度為900℃。計(jì)算法適用于實(shí)驗(yàn)或臨時測溫。當(dāng)前36頁，總共85頁。2、儀表零點(diǎn)調(diào)整法

如果熱電偶冷端溫度比較穩(wěn)定，與之相接的顯示儀表又可以調(diào)整零點(diǎn)，那么在測試前，將儀表指針就調(diào)整到冷端溫度處，再開始測量。此法比較簡單，但由于冷端溫度（室溫）也有波動，所以只能在測溫要求不太高的場合下應(yīng)用?！?00℃當(dāng)前37頁，總共85頁。3、冰浴法把熱電偶的冷端插入盛有絕緣油的試管中，然后將試管放入裝有冰水混合物的容器中，保持冷端為0℃。這種方法多數(shù)用于熱電偶的檢定。當(dāng)前38頁，總共85頁。補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢，來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。E(t,0)E(t,t0)E(t0,0)＋－E(t,t0)E(t0,0)E(t,0)電橋補(bǔ)償導(dǎo)線4、補(bǔ)償電橋法當(dāng)前39頁，總共85頁。5．半導(dǎo)體PN結(jié)補(bǔ)償法利用半導(dǎo)體PN結(jié)電壓隨溫度升高而降低的特性自動補(bǔ)償熱電偶的冷端溫度引起的誤差。圖中半導(dǎo)體三極管基極結(jié)電壓Vbe隨溫度升高而降低。將Vbe放大后即可輸出。

只要保持三極管集電極電流Ic恒定，冷端補(bǔ)償電壓e0即與冷端溫度成正比。Vbe當(dāng)前40頁，總共85頁。熱電阻對于500℃以下的中、低溫，熱電偶輸出的熱電勢很小，容易受到干擾而測不準(zhǔn)。一般使用熱電阻溫度計(jì)來進(jìn)行中低溫度的測量。熱電阻有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。金屬熱電阻金屬熱電阻測溫精度高。大多數(shù)金屬電阻阻值隨溫度升高而增大。具有正溫度系數(shù)。α=1

dRR

dT溫度系數(shù)當(dāng)前41頁，總共85頁。工業(yè)中用得最多的是鉑電阻和銅電阻，也有鎳電阻、銦電阻、錳電阻及碳電阻等用于低溫及超低溫測量。電阻溫度系數(shù)大，電阻率大；在測溫范圍內(nèi)物理化學(xué)性能穩(wěn)定；溫度特性的線性度好。作為工業(yè)用熱電阻的材料要求：當(dāng)前42頁，總共85頁。電阻溫度關(guān)系：

Rt=R0[1+At+Bt2+C(t-100)t3](-200~0℃)Rt=R0(1+At+Bt2)(

0~850℃)鉑電阻有兩種分度號：Pt10,Pt1001.鉑電阻

鉑材料容易提純，其化學(xué)、物理性能穩(wěn)定；測溫復(fù)現(xiàn)性好、精度高。被國際電工委員會規(guī)定為-259~+630℃間的基準(zhǔn)器，但線性度稍差，常用于-200~+600℃溫度測量。當(dāng)前43頁，總共85頁。2.銅電阻銅電阻價格便宜，線性度好，但溫度稍高易氧化，常用于-50~+100℃溫度測量。銅電阻有兩種分度號：Cu50，Cu100。電阻溫度關(guān)系：

Rt=R0(1+αt)(-50~150℃)

當(dāng)前44頁，總共85頁。普通熱電阻結(jié)構(gòu)熱電阻的結(jié)構(gòu)型式常見有普通型熱電阻、鎧裝熱電阻。其結(jié)構(gòu)是，以云母片或石英玻璃柱作骨架，將金屬絲用雙線法繞在骨架上，以消除電感。此外，還有薄膜型熱電阻。當(dāng)前45頁，總共85頁。3.熱電阻的三線制接法電阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時，熱電阻的接線如用兩線接法，接線電阻隨溫度變化會給電橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法。RtR3rrrR1R2RtR3rrR1R2當(dāng)前46頁，總共85頁。電阻測溫信號通過電橋轉(zhuǎn)換成電壓時，熱電阻必須用三線制接法，以抵消接線電阻隨溫度變化對電橋的影響。測量儀表RtRtR3rrrR1R2當(dāng)前47頁，總共85頁。

2.2.3.2熱敏電阻半導(dǎo)體材料的電阻值具有負(fù)溫度系數(shù)，可以作溫度傳感元件，特點(diǎn)是：溫度(℃)1081061041021001601208040電阻(Ω)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻特性

電阻率大—電阻體積小，響應(yīng)快；溫度系數(shù)大—靈敏度高；非線性嚴(yán)重—影響精度。溫度特性分散—互換性差當(dāng)前48頁，總共85頁。

2.2.4集成溫度傳感器集成溫度傳感器將溫敏晶體管和外圍電路集成在一個芯片上構(gòu)成，相當(dāng)于一個測溫器件。特點(diǎn)：體積小、反應(yīng)快、線性較好、價格便宜，測溫范圍為-50~150℃。集成溫度傳感器按輸出量形式不同，可分為電壓型、電流型和數(shù)字型三類。當(dāng)前49頁，總共85頁。當(dāng)前50頁，總共85頁。溫度顯示與記錄熱電偶、熱電阻等傳感元件的測溫信號，必須經(jīng)后級儀表處理，將溫度顯示出來或記錄保存?！?00℃動圈式指示儀表可直接與熱電偶、熱電阻配套顯示溫度，是最簡單的模擬指示儀表。當(dāng)前51頁，總共85頁。動圈式儀表實(shí)質(zhì)上是測量電流的儀表，其指示機(jī)構(gòu)的核心部件是一個磁電式毫安表。

利用通電線圈在磁場中受到力矩的作用產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的原理，帶動裝在動圈上的指針移動，從而指示出被測參數(shù)。當(dāng)前52頁，總共85頁。動圈測量機(jī)構(gòu)原理當(dāng)測量信號通過張絲加在動圈上，有電流流過動圈時，動圈受磁場力作用而偏轉(zhuǎn)。動圈轉(zhuǎn)動使張絲扭轉(zhuǎn)，于是張絲產(chǎn)生反抗動圈轉(zhuǎn)動的力矩，當(dāng)兩力矩平衡時，動圈就停留在某一位置上，指針指示出被測參數(shù)值。×100℃當(dāng)前53頁，總共85頁。RDRMR串RTRL熱電偶由于熱敏電阻溫度系數(shù)太大，用一個錳銅電阻RM（50Ω）和熱敏電阻R

T

（68Ω20℃）并聯(lián)。R串按量程大小調(diào)整。1、配熱電偶的動圈儀表熱電偶直接輸出毫伏信號，可以驅(qū)動動圈儀表。但有動圈電阻溫度補(bǔ)償和量程匹配問題要解決。1）用熱敏電阻補(bǔ)償動圈電阻的溫度誤差當(dāng)前54頁，總共85頁。2）外接電阻和外接調(diào)整電阻熱電偶和動圈儀表相接后，流過動圈的電流為：R外=R熱+R補(bǔ)+R連+R調(diào)R內(nèi)=表內(nèi)電阻之和測量時要求回路：R總=15Ω通過調(diào)整R調(diào)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前55頁，總共85頁。2、配熱電阻的動圈儀表一般用電橋?qū)犭娮栊盘栟D(zhuǎn)換成電壓信號。則R1R3=R2（R0+RT0）且R1=R2，

R3=RT0+R0有：I1=

I2=

I當(dāng)T

℃時，電橋輸出Uab=R3I–（RT+R0）I=R3I–（RT0+?RT+R0）I

=–?RTI1）電橋工作原理RwRmRdR0R2R1RtR3abRTI2I1r

r

r

設(shè)T0

℃時，電橋平衡。當(dāng)前56頁，總共85頁。可見三線制接法可以消除接線電阻的影響。一般規(guī)定每根連接導(dǎo)線的電阻值為5Ω。RwRmRdR0R2R1RtR3abRTI2I1r

r

r

2）三線制與外接調(diào)整電阻在考慮接線電阻后，電橋輸出：Uab=（R3+r)

I–（RT+?RT

+R0+r）I=–?RT

I當(dāng)前57頁，總共85頁。2.2.5.2數(shù)字式指示儀表

數(shù)字式指示儀表是以數(shù)字電壓表為主體而構(gòu)成的測量儀表。其原理框圖如下：

檢測變送寄存器模/數(shù)轉(zhuǎn)換脈沖計(jì)數(shù)脈沖信號數(shù)字譯碼器顯示器當(dāng)前58頁，總共85頁。

例：配熱電偶的數(shù)字式測溫儀表原理框圖標(biāo)準(zhǔn)熱電勢濾波放大線性化標(biāo)度變換當(dāng)前59頁，總共85頁。自動記錄儀表自動記錄儀能實(shí)時記錄被測參數(shù)。記錄的方式有紙記錄和無紙記錄兩類。當(dāng)前60頁，總共85頁。1.自動平衡電橋式記錄儀

RpRtR3r圖2.22自動平衡電橋原理圖R0R2R1利用電橋的平衡動作進(jìn)行測量記錄。可配接熱電阻組成測溫記錄儀。當(dāng)前61頁，總共85頁。

平衡電橋測溫原理

當(dāng)被測溫度為下限時，Rt有最小值Rt0，滑動觸點(diǎn)應(yīng)在Rp的左端，此時電橋的平衡條件是:

R3（Rt0+Rp）＝R2R4

被測溫度升高后，電橋輸出不平衡電壓，驅(qū)動電機(jī)，帶動觸點(diǎn)向右移動，直至新的平衡點(diǎn):

兩式相減得：

R3（Rt0+?Rt+Rp-r1）＝R2（R4+r1

）當(dāng)前62頁，總共85頁。

r1

是滑線電阻Rp的輸出可變電阻。電機(jī)帶動觸點(diǎn)B向新的平衡位置移動，到達(dá)平衡點(diǎn)時，電橋輸出為零，電機(jī)停止。B的位置就可以反映?Rt，即反映了溫度的變化。觸點(diǎn)位移與?Rt呈比例關(guān)系：當(dāng)前63頁，總共85頁。2.自動電位差計(jì)式記錄儀

自動電位差計(jì)式記錄儀輸入電壓信號，因此可配接熱電偶。和自動平衡電橋式記錄儀相比，兩者除測量部分不同外，其余部分都相同。當(dāng)前64頁，總共85頁。配接熱電偶，必須考慮冷端補(bǔ)償問題。圖2.23中，將R2換成銅電阻，和熱電偶的冷端置于同一溫度下。當(dāng)冷端溫度升高時，設(shè)計(jì)使電壓VR2的增加量恰好彌補(bǔ)熱電勢的減少值。VR2=E(t0,0)E(t,t0)當(dāng)前65頁，總共85頁。數(shù)字式記錄儀表形式多樣，內(nèi)裝CPU，無紙記錄被測參數(shù)?？蓪?shí)時顯示，也可隨時調(diào)出歷史曲線?？啥嗤ǖ烙涗?。當(dāng)前66頁，總共85頁。溫度變送器檢測信號要進(jìn)入控制系統(tǒng)，必須符合控制系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)。變送器的任務(wù)就是將不標(biāo)準(zhǔn)的檢測信號，如熱電偶、熱電阻的輸出信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。數(shù)字控制系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)有：FF協(xié)議、HART協(xié)議等模擬控制系統(tǒng)的信號標(biāo)準(zhǔn)是：

Ⅱ

型：0~10mA、0～10VIII型：4～20mA、1～5V當(dāng)前67頁，總共85頁。模擬式溫度變送器模擬式溫度變送器有多個品種、規(guī)格，以配合不同的傳感元件和不同的量程需要，但結(jié)構(gòu)基本相同。-+電量傳感元件被測溫度輸入電路放大電路反饋電路輸出電流圖2.24溫度變送器原理框圖E1當(dāng)前68頁，總共85頁。以DDZ-III型熱電偶溫度變送器為例:Et反饋反饋放大電路

電源輸入電路輸出電路當(dāng)前69頁，總共85頁。下面具體分析各環(huán)節(jié)的工作原理。1．輸入電路熱電偶溫度變送器的輸入電路主要是在熱電偶回路中串接一個電橋電路。電橋的功能是實(shí)現(xiàn)熱電偶的冷端補(bǔ)償和測量零點(diǎn)的調(diào)整。Ei=Et+VRcu－

VR4冷端補(bǔ)償設(shè)計(jì)：?VRcut0=E(t0,0)Ei零點(diǎn)調(diào)整溫度補(bǔ)償當(dāng)前70頁，總共85頁。Ei零點(diǎn)調(diào)整溫度補(bǔ)償Ei=Et+VRcu－VR4=Et+

?VRcut0

+VRcu0－VR4調(diào)R4實(shí)現(xiàn)量程調(diào)整。冷端補(bǔ)償：?VRcut0=E(t0,0)?VRcut0－t0度時Rcu上壓降增量VRcu0－0度時Rcu上壓降，標(biāo)準(zhǔn)熱電勢零點(diǎn)調(diào)整當(dāng)前71頁，總共85頁。大幅度的零點(diǎn)調(diào)整叫零點(diǎn)遷移。實(shí)用價值是：有些工藝的參數(shù)變化范圍很小，例如，某設(shè)備的溫度總在500～1000℃之間變化。如果儀表測量范圍在0～1800℃之間，則500℃以下、1000℃以上的測量區(qū)域?qū)儆诶速M(fèi)。因?yàn)樽兯推鞯妮敵龇秶且欢ǖ摹？赏ㄟ^零點(diǎn)遷移，配合量程調(diào)整，使儀表的測量范圍在500～1000℃之間，可提高測量精度。Ei=Et+

?VRcut0

+VRcu0－VR4零點(diǎn)調(diào)整當(dāng)前72頁，總共85頁。180050018000變送器輸出Io/mA溫度T/℃50