检测技术及仪表.pptx
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1、机械工业出版社书名:检测技术及仪表 ISBN:978-7-111-24234-5作者:林锦实出版社:机械工业出版社本书配有电子课件检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社第2章 温度的测量 本章介绍了温标的概念,然后按照测量方法的分类,分别介绍了各种测温方法和仪表:包括接触式测温仪表、非接触式测温仪表、新型温度传感器和仪表系列温度变送器。返总目录返总目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社教学目录:2.12.1概述概述2.22.2接触式测温方法及仪表接触式测温方法及仪表2.32.3非接触式测温方法及仪表非接触式测温方法及仪表2.42.4新型温度传感器新型温度传感器 2.52.5温度变送
2、器温度变送器返总目录返总目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社2.1 概述2.1.1 温度和温标温度和温标 2.1.2 测温方法分类测温方法分类 重点:几种常用温标的定义。难点:各种温标之间的换算。重点:分类原则、各种测温方法的优缺点。返本章目录返本章目录返总目录返总目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社2.1.1 温度和温标 1.温度的基本概念 温度是表征物体冷热程度的物理量。2.温度的测量 3.温标温标就是温度的数值表示方法。温标的三要素(三个基本条件):温度计、固定点和内插方程。4.温标的传递返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版
3、社四种常用温标:四种常用温标:(1)摄氏温标()摄氏温标()摄氏温标规定在标准大气压下,水的冰点为0,水的沸点为100,并将两固定点之间等分100份,每一份称为摄氏一度,一般用“”表示摄氏度数。(2)华氏温标()华氏温标()华氏温标规定在标准大气压下,水的冰点为32,水的沸点为212,在这两个固定点之间划分180等份,每一份称为华氏一度,用“”表示。华氏温标与摄氏温标有如下关系:华氏温标与摄氏温标有如下关系:m=1.8n+32 式中,m、n分别表示华氏温度值和摄氏温度值。2.1.1 温度和温标 返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社(3)热力学温标(
4、)热力学温标(K)热力学温标是建立在热力学第二定律基础之上的一种理想温标,它与物质性质无关。是纯理论性的,无法直接加以实现。(4)90国际温标(国际温标(ITS90)ITS90同时使用国际开尔文温度(符号T90)和国际实用摄氏温度(符号t90)。T90与与t90的关系为:的关系为:t90=T90273.15 式中,T90的单位是开尔文(K),t90的单位是摄氏度()。这里摄氏度与开尔文温度分度值相同,即温度间隔lK等于1。2.1.1 温度和温标 返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社例题例例2-1 已知某点温度为10,将该温度转换为华式温标和90国际
5、温标。解:解:根据各种温标间的关系m=1.8n+32=(1.810+32)=50T90=t90+273.15=(10+273.15)K =283.15K返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社2.1.2测温方法分类 1.接触式测温2.非接触式测温膨胀式温度计、压力式温度计、热电偶温度计、热电阻温度计等。光学高温计、光电高温计、辐射高温计和比色高温计等。返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社2.2.1 膨胀式温度计膨胀式温度计 2.2.2 压力式温度计压力式温度计 2.2.3 热电偶温度计热电偶温度计 2.2.
6、4 热电阻温度计热电阻温度计 2.2 接触式测温方法及仪表 2.2.5 接触式测温实例接触式测温实例 返本章目录返本章目录检测技术及仪表 ppt 课件机械工业出版社2.2.1 膨胀式温度计 1.液体膨胀式温度计液体膨胀式温度计是一种直读式的、应用最早的温度测量仪表,最常见的是玻璃管式温度计。1安全包 2标尺 3毛细管 4感温包图2-1 玻璃管式温度计返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社2.固体膨胀式温度计(1)杆式温度计 (2)双金属式温度计 返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社2.2.2压力式温度计压力式温度计测量原理:是基于封闭在容器中的液体、气体或某种
7、低沸点的饱和蒸气受热后体积膨胀而使压力发生变化的性质。返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社重点重点:热电偶的基本定律应用、冷端温度补偿、热电偶的选型、安装。难点难点:冷端温度补偿、热电偶的选型。组成组成:由热电偶、连接导线和显示仪表(电位差计或动圈仪表)组成。优点优点:结构简单、制造方便、测量范围宽(271.152800)、热惯性小、精度高、适于远距离测量和便于自动控制等。2.2.3热电偶温度计热电偶温度计返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社2.2.3热电偶温度计热电偶温度计1.热电偶的测温原理热电偶的测温原理2.热电偶回路特性热电偶回路特性3.热电极材料热
8、电极材料4.热电偶的种类热电偶的种类5.热电偶的结构形式热电偶的结构形式6.热电偶的冷端温度补偿热电偶的冷端温度补偿7.热电偶的实用测温电路热电偶的实用测温电路8.热电偶的校验热电偶的校验返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社1.热电偶的测温原理热电偶的测温原理热电效应热电效应:把两种不同材料的金属导体(或半导体)A和B连接成闭合回路,若两个接点温度t与t0不相等,则回路中就会产生热电动势,这一现象称为热电效应。参比端参比端(冷端或(冷端或自由端)自由端)热电势热电势热电极热电极A A热电极热电极B B 测量端测量端(热端或(热端或工作端)工作端)返本节目录返本节目录返本章目录
9、返本章目录机械工业出版社 (1)温差电动势)温差电动势:tUA(t)t0 UA(t0)UA(t,t0)tt0 UA(t,t0)=UA(t)-UA(t0)1.热电偶的测温原理热电偶的测温原理 返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社(2)接触电动势 1.热电偶的测温原理热电偶的测温原理 返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社(3)热电偶回路的总电动势 返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社2.热电偶回路特性(1)中间导体定律)中间导体定律 在热电偶回路中引入第三种导体,只要第三种导体两端的温度相同,则此第三种导体的引入不会影响热电偶回路的热电动势。返
10、本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社中间导体定律具有如下实用价值:2.热电偶回路特性返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社(2)中间温度定律)中间温度定律 中间温度定律具有如下实用价值:1)为在热电偶回路中应用补偿导线提供了理论依据。2)为制定和使用热电偶分度表奠定了基础。返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社例例2-2 用镍铬镍硅(K型)热电偶测量炉温,热电偶的冷端温度为40,测得的热电动势为35.72mV,问被测炉温为多少?解:解:查K型热电偶分度表知E(40,0)=1.611mV测得:E(t,40)=35.72mV则:E(t,0)=E(t,
11、40)+E(40,0)=(35.72+1.611)mV=37.33mV查分度表知t=900.1,则被测炉温为900.1。返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社(3)标准电极定律)标准电极定律 实用价值:只要知道某两种金属导体分别与标准电极相配的分度表,就可以计算出这两种导体组成的热电偶的分度表。返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社3.热电极材料1)热电动势及热电动势率要大,保证足够的灵敏度。2)热电特性最好是线性或近似线性的单值函数关系。3)能在较宽的温度范围内使用,物理、化学性质要稳定。4)要有高的电导率、小的电阻温度系数及小的导热系数。5)复制性要好,即用
12、同一种材料制成的热电偶其热电特性要一致,这样便于制作统一的分度表。6)材料组织要均匀,具有良好的韧性,焊接性能好,以便热电偶的制作。7)资源要丰富,价格低廉。返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社4.热电偶的种类标准化热电偶 1)铂铑10铂热电偶(S型)2)铂铑13铂热电偶(R型)3)铂铑30铂铑6热电偶(B型)4)镍铬镍硅热电偶(K型)5)镍铬硅镍硅热电偶(N型)6)镍铬康铜(E型)7)铁康铜(J型)8)铜康铜(T型)返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社5.热电偶的结构形式(1)装配式热电偶(2)铠装型热电偶(3)薄膜型热电偶(4)快速微型热电偶铠装型热电偶
13、可铠装型热电偶可长达上百米长达上百米返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社6.热电偶的冷端温度补偿热电偶的冷端温度补偿o(1)补偿导线法补偿导线补偿导线:在100以下的温度范围内,热电特性与所配热电偶相同且价格便宜的导线,称为补偿导线。补偿导线的作用补偿导线的作用:就是延长热电极,即将热电偶的冷端延伸到温度相对稳定区。补偿导线的型号补偿导线的型号:延伸型补偿导线用于廉金属热电偶;补偿型补偿导线用于贵金属热电偶和某些非标准热电偶。补偿导线使用注意事项补偿导线使用注意事项 返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社6.热电偶的冷端温度补偿热电偶的冷端温度补偿o例2-3
14、用镍铬镍硅热电偶测量某一实际为1000的对象温度。所配用仪表在温度为20的控制室里,设热电偶冷端温度为50。当热电偶与仪表之间用补偿导线或普通铜导线连接时,测得温度各为多少?又与实际温度相差多少?返本节目录返本节目录返本章目录返本章目录机械工业出版社6.热电偶的冷端温度补偿热电偶的冷端温度补偿解:解:查K型热电偶分度表,得E(1000,0)=41.269mV,E(50,0)=2.022mV,E(20,0)=0.798mV。若用补偿导线,仪表测得热电动势值为E(1000,20)=E(1000,0)E(20,0)=40.471mV查分度表得对应的温度为979.6若用铜导线,仪表测得热电动势值为E(
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