HG第三章检测仪表与传感器温度检测PPT课件.ppt
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1、温标温标(1 1)摄氏温标摄氏温标:以水的冰点为:以水的冰点为“0”“0”,水的沸点为,水的沸点为“100”“100”,中间等分为,中间等分为100100份,每份为份,每份为1 1度,以度,以O OC C表示。表示。(2 2)华氏温标华氏温标:冰水融体为:冰水融体为“32”“32”,水的沸点为,水的沸点为“212”“212”,中间等分为,中间等分为180180份,每份为份,每份为1 1度,以度,以O OF F表示。表示。(3 3)热力学温标热力学温标 -又称开尔文温标,单位为开尔文(又称开尔文温标,单位为开尔文(K K)。)。(4 4)国际实用温标国际实用温标 -是一种符合热力学温标又使用简单
2、的温标。是一种符合热力学温标又使用简单的温标。最新温标最新温标是是19901990年国际温标年国际温标(ITSITS9090)1.测温方式可分为测温方式可分为接触式接触式和和非接触式非接触式两大类。两大类。接触式:接触式:温度敏感元件与被测对象接触,经过换热后两者温度敏感元件与被测对象接触,经过换热后两者温度相等。温度相等。比较比较简单简单、可靠可靠,测量精度较高测量精度较高;但因充分的;但因充分的热交热交换换,需要一定的时间才能达到热平衡,所以存在测温,需要一定的时间才能达到热平衡,所以存在测温的的延迟现象延迟现象,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很高,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很
3、高的温度测量。的温度测量。非接触测温:非接触测温:温度敏感元件不与被测对象接触,而是通过温度敏感元件不与被测对象接触,而是通过辐射能量进行热交换,由辐射能的大小来推算被测物体的辐射能量进行热交换,由辐射能的大小来推算被测物体的温度。温度。(1)(1)辐射式温度计辐射式温度计 ,(2)(2)光纤式温度计。不与被测物光纤式温度计。不与被测物体接触,不破坏原有的温度场。精度一般不高体接触,不破坏原有的温度场。精度一般不高。一、一、温度测量的主要方法温度测量的主要方法温度的测量:以热平衡为基础的温度的测量:以热平衡为基础的。温度最本质的性质:当两温度最本质的性质:当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生
4、导热换热,换热结束个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热,换热结束后两物体处于热平衡状态,则它们具有相同的温度。后两物体处于热平衡状态,则它们具有相同的温度。2.常用温度计的种类及适用温度3.1、膨胀式温度计t=t0t t0l玻璃液体玻璃液体温度计利用液体受热膨胀并沿玻璃毛细管延伸而直接显示温度。l双金属双金属温度计不同金属受热膨胀不同,双金属片在受热情况下发生弯曲而显示温度。4.2、压力式温度计l利用液体的蒸发或气体的膨胀而引起的压力变化进行测量。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)。5.二、二、热电偶测温热电偶测温热电偶测温系统可实现热电偶测温系统可实现
5、远距离温度自动测量。远距离温度自动测量。它的测温范围为:它的测温范围为:v-270270+1800+1800。是广泛应用的温度检测是广泛应用的温度检测系统系统.常用来测量中高温。常用来测量中高温。-6.1、工作原理与热电效应、工作原理与热电效应将两种不同的导体或半导体两将两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路,当两接端相接组成闭合回路,当两接点分别置于两种不同的温度时,点分别置于两种不同的温度时,则在回路中产生热电势,形成则在回路中产生热电势,形成回路电流回路电流.这种现象称这种现象称塞贝克效塞贝克效应应,即,即热电效应热电效应.热电偶回路产生的热电势由热电偶回路产生的热电势由接触电势接触
6、电势和和温差电势温差电势两部分组两部分组成。成。测温时,将焊接的一端置于被测温度场中,称为测量端测温时,将焊接的一端置于被测温度场中,称为测量端(或工作端、热端)。另一段一般要求恒定在某一温度,(或工作端、热端)。另一段一般要求恒定在某一温度,称为参考端(或自由端、冷端)。称为参考端(或自由端、冷端)。-7.热电势的产生热电势的产生扩散作用电场作用+-金属A金属Bv不同金属具有不同的电子密度;v两种金属接触面因为电子的扩散作用而产生电场热电现象;v电子在扩散作用和电场力作用下最终达到平衡;v电子的扩散与温度相关,温度越高,扩散作用越强。自由电子密度大自由电子密度小8.接触电势与温差电势接触电势
7、与温差电势接触电势:接触电势:温差电势:同一根导体两端处于不同的温度,导体中会产生温差电势(很小可忽略不计)。K:波尔兹曼常数,e:单位电荷电量n,N为自由电子密度。-9.热电偶回路的总的热电势热电偶回路的总的热电势 接触电势的大小与不同导体的电子密度及接点处温度高接触电势的大小与不同导体的电子密度及接点处温度高低低 有关有关.回路热电势的大小回路热电势的大小仅与仅与材料和端点的温度材料和端点的温度有关,有关,与与热电偶的尺寸形状无关热电偶的尺寸形状无关。当冷端温度保持不变时,热电势才是被测热端温度当冷端温度保持不变时,热电势才是被测热端温度的单值函数的单值函数-10.2、热电偶基本定律、热电
8、偶基本定律如下:中间导体定律中间导体定律:如果插入热电偶回路的第三根导线两端的温度相同,将不影响整个回路总的热电势。等值替代定律等值替代定律:在某一温度范围内如果产生的热电势相同,则两支热电偶在此温度范围内可互相代用。均质导体定律均质导体定律:由同一种均质导体组成的闭合回路不可能产生热电势。中间温度定律中间温度定律:11.3、标准化热电偶与分度表、标准化热电偶与分度表热电偶的材质要求热电偶的材质要求v单位温度变化的热电势大,且尽量接近线性关系;v热电性质稳定;v化学稳定性好:高温下抗氧化,抗腐蚀;v具有较好的延展性,易于加工;v复现性好,便于批量生产和互换。几种型号(分度号)的国际标准化热电偶
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