L12其它温度计整理完例题还没完.ppt

自动检测技术及仪表,Test & Measurement Technology and Automatic Instrumentation,CISTBUCT 2011,M&T,AI 检测仪表,热电效应 热电偶 热电偶的测量电路 热电偶冷端温度误差及其补偿 0恒温法、冷端恒温法、补偿导线法、冷端补偿器法（电桥补偿法）、采用不需要冷端补偿的热电偶、补正系数修正法（热电动势修正法）、冷端温度的智能补偿 热电偶的安装,第部分 过程参数检测,第三章 检测仪表,温度检测仪表 其他接触式温度计 非接触式温度计,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 玻璃管温度计、压力式温度计、双金属温度计 PN结温度检测、光纤温度检测 非接触式温度计（辐射式温度计） 全辐射高温计（全辐射法） 光电温度计（亮度法） 比色温度计（比色法）,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 玻璃管温度计 利用了液体受热后体积随温度膨胀。 一般由：玻璃温包、毛细管、工作液体、刻度标尺等部分组成。 常用作现场温度指示，精 确度可达 0.050.1。,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 压力式温度计 在密闭容器中的液体、气体或低沸点液体的饱和蒸汽，受热后体积膨胀、压力增大，通过测量压力来测量温度。,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 双金属温度计 利用两种膨胀系数不同的金属构成双金属片，其弯曲的程度与温度的高低成正比，通过测量双金属片的弯曲变形来测量温度。 结构简单，测量范围可达 -80600，准确度等级 为 12.5级。,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 PN结温度计 利用半导体PN结中电流/电压的温度特性制造的 热敏二极管 在-40100范围内，半导体二极管正向电压与温度的关系为线性关系。 热敏晶体三极管 NPN型热敏晶体管在IC恒定时，利用基极-发射极间电压UBE的温度特性，可把温度变化转换成电压变化。 热敏晶闸管 利用晶闸管的转折电压随温度而改变的特性制成热敏晶闸管，可作为实用的温度开关。,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 集成温度传感器 作为温度传感器的感温部分 常称为 PTAT(Proportional to Absolute Temperature)核 心电路，可以给出正比于绝 对温度的电压，亦可给出正 比于绝对温度的电流。 对管差分电路,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 集成温度传感器 电流镜 PTAT 电压输出的 PTAT,M&T,AI 检测仪表,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 光纤式温度计 光纤波导原理 光纤是用光投射率高的媒质（如石英、玻璃、塑料等）构成的光通路。它由折射 率 n1 较大（光密媒质） 的纤芯和折射率 n2 较小 （光疏媒质）的包层构成 的双层同心圆柱结构。,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 光纤式温度计 光纤波导原理 模、单模光纤和多模光纤 光在纤芯中传播就是交变的电场和磁场在光纤中间向前传播，如果沿径向传播的平面波在纤芯和包层的界面上产生反射，在相邻两次反射中相位变化为 2 的整数倍就能形成驻波。 只有形成驻波的光才能在光纤中传播（即某种光纤只能传播特定模数的光）。一个驻波就是一个模。在光纤中只能传输有限个模。,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 光纤式温度计 光纤传感器 通过被测量对光纤内传输光进行调制，使传输光的强度（振幅）、相位、频率或偏振等特性发生变化，再通过对被调制过的光信号进行检测，从而测得相应被测量。 光纤传感器分类 功能型光纤传感器 非功能型光纤传感器,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 光纤式温度计 功能型光纤传感器 功能型也称物性型或传感型，光纤在这类传感器中不仅作为光传播的波导，而且具有测量的功能。该类传感器利用某种参数随温度而变化的特性作为传感器的主体，即将其作为敏感元件进行测温。 利用光的振幅变化的传感器； 利用光的偏振面旋转的传感器； 利用光的相位变化的光纤温度传感器,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 光纤式温度计 功能型光纤传感器 振幅变化 偏振面旋转 相位变化,M&T,AI 检测仪表,其他接触式温度计 光纤式温度计 功能型光纤传感器 非功能型光纤传感器 非功能型传感器是利 用其它敏感元件感受 被测量的变化，光纤 仅作为光的传输介质。 本质安全防爆要求,M&T,AI 检测仪表,非接触式温度计（辐射式温度计） 非接触式温度检测仪表主要是利用物体的辐射能随温度而变化的原理制成 检测原理 物体在特定波长上的辐射能是温度的单一函数,M&T,AI 检测仪表,非接触式温度计（辐射式温度计） 全辐射高温计（全辐射法） 全辐射高温计是接受被测物体 全部辐射能量来测定温度的。 测量范围 4002000，测量 误差为 1.5%2.0%。,M&T,AI 检测仪表,非接触式温度计（辐射式温度计） 红外温度计 红外温度计是一种辐射温度计。 其结构与其他辐射温度计相似， 区别是光学系统和光电检测元 件接受的是被测物体产生的红 外波长段的辐射能。,M&T,AI 检测仪表,非接触式温度计（辐射式温度计） 光电温度计（亮度法） 光电温度计采用光电元件作为敏感元件感受辐射源的亮度变化，并根据被测物体亮度与温度的关系确定温度的高低。 在 4001100范围内使用的光电高温计，通常用黑体炉分度。例如，用定点黑体炉校准0.9 m的硅辐射温度计，在6301086范围内，分度精度可达0.5K。,M&T,AI 检测仪表,非接触式温度计（辐射式温度计） 比色温度计（比色法） 比色温度计是基于维 恩位移定律工作的。,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 温度检测的基础知识 温度与温标、温度检测仪表分类 热电阻温度计 两线制、三线制、四线制接法 不平衡电桥 热电偶温度计 热电效应 冷端补偿,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 热电阻温度计 金属热电阻 不平衡电桥设计 电压输出/电流输出；等效电路；电源电压和功率,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 热电阻温度计 金属热电阻 不平衡电桥设计 电压输出： 电阻相对变化率 计算 输出电压 计算 uO、uO 非线性误差 由给定的非线性 Lm误差计算 m 最大化输出 对检测变量取最大输出时的 m 供电电压 由器件耗散功率 PTg 计算 E,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 热电阻温度计 金属热电阻 不平衡电桥设计 温度检测电路 二线式 三线式 四线式,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 热电阻温度计 例1：用Pt100热电阻设计温度测量仪表，采用三线式接法构成单臂工作电桥。已知铂电阻可描述为 Rt = R0(1 + 3.9103t 5.8107t2) 要求量程范围0800，非线性误差小于10%，电源电压为24V。,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 热电偶温度计 基本概念 基本公式 E输出(t, 0) E热电偶(t, t) + E补偿线(t, t0) + E冷端补偿(t0, 0) 补偿器与热电偶配对、显示仪表的分度与热电偶配对 常见问题 已知冷端温度、已知热电动势 配错热电偶、配错补偿导线、配错冷端补偿器（表头）,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 热电偶温度计 冷端补偿器法（电桥补偿法） 例2：采用不平衡电桥设计 K 型热电偶的冷端补偿器， 补偿器工作温度为 050。 要求采用 Cu100 组成单 臂工作的等臂电桥。,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 热电偶温度计 冷端补偿器法（电桥补偿法） 例2：,M&T,AI 检测仪表,温度检测仪表总结 热电偶温度计 冷端补偿器法（电桥补偿法） 例3：采用不平衡电桥设计 K 型热电偶的冷端补偿器， 补偿器工作温度为 050。 要求采用 Cu100 组成单 臂工作的电桥，供电电 压 E = 5V。（作业）,M&T,AI