现代检测技术-李英顺-电子教案-第11章课件

1、第11章温度测量、11.2热电偶、11.3热阻和热敏电阻、11.4集成温度传感器ad 590、11.1概述、1、学习交流PPT、第三通用流程参数测量、流程控制系统至少具有控制对象(或称为控制流程)、检测装置(传感器)测试设备检测测试参数(例如温度、压力、流量、液位和组件量)，将其转换为适当的集成标准信号，并起到系统显示、记录或下一步曹征控制的作用。检测装置实际上由两部分组成，首先检测控制参数，然后发射机将其转换为集成标准信号。2，学习交换PPT，11.1概述，温度是表征物体冷热程度的一种物理量，是工业生产和科学实验中最常见和最重要的热参数之一。温度不能直接测量，只能根据冷热物体之间的热交换或冷

2、热程度而改变物体物理特性的特性间接测量。根据温度测量方法，可分为接触式温度测量法和非接触式温度测量法两类。3，学习交换PPT，11.1概述，11.1.1.1温度测量方法接触温度接触温度测量的特点是温度检测元件直接与测量对象接触，两者都进行了完全的热交换，最后达到热平衡，此时温度计的显示值是测量对象的温度。以接触式方式测量温度的常用温度计是玻璃温度计、压力温度计、双金属温度计、热电偶和热电阻等接触式温度测量，特别适合下面，是热容量大、无腐蚀的对象的连续在线温度测量。4，学习交换PPT，11.1概述，非接触温度测量非接触温度测量的特点是温度检测组件不直接与测试对象接触，接受测试对象的热辐射，可以热

3、交换，因此测量测试对象的温度。非接触温度测量的优点是，不改变被测量物体的温度分布，热惯性小，温度测量上限高，方便测量移动物体的温度和快速变化的温度。为了准确、容易地传递温度值，应该制作测量温度的综合尺度温度计。确定温度的读数起点(零)和测量温度的基本单位。5、学习交换PPT、11.1概述、1。经验温度计根据特定物质的体积膨胀和温度的关系，通过实验方法或经验公式确定的温度计称为经验温度计。华氏温度标志是大气压下纯净水的冰点是32度，沸点是212度，中间是180等分，每个华氏1度。在摄氏温度标准大气压下，下水的冰点记为0度，水的沸点记为100度，100-100之间的100等分，1等用摄氏1度，符号

4、t表示。11.1.2温度单位，6，学习通信PPT，11.1概述，摄氏温度和华氏关系，(11-1)热力学温度计，基于1848年凯尔文提出的卡诺循环，是理想的、实际上无法实现的理论温度计，是国际单位制的7个基本物理单位之一。与摄氏度的关系是(11-2)单位为开，并记录为k。7，学习交换PPT，11.1概述，3。从绝对气体温度标准异常气体状态方程开始，郑在玹热力学温标称为绝对气体温度指示，在玻尔定律(11-3)中p特定质量气体的压力；这种气体的体积是v。r普遍常数T热力学温度。气体体积恒定时，其压力与温度的单值函数(11-4)的比率关系完全类似于开尔文给定的热力学温度计的比率关系。因此，如果使用相同

5、的固定点(水的三相点)作为参照点，则两个温度指示在数值上是相同的。常识是理想气体的温度显示方程。8，学习交换PPT，11.1概述，国际温度计按照国际温度计的规定：热力学温度是基本温度，用符号t表示，单位是开，k表示。将水的三相点热力学温度(即固体、液体、气体三相共存时的平衡温度)定义为273.16K，将1K(开尔文一度)定义为水的三相点热力学温度的1/273.16。一般规定比水的三相点低0.01K的气温为摄氏0度，这与(11-5)温度范围的分节和插值方程有关。摄氏温度和热力学温度的关系仍然可以从形式(11-5)来看(11-6)，9，学习交换PPT，11.1概述，11.1.3温度计的分类，广泛的

6、温度测量范围，温度计的种类很多。根据工作原理，有膨胀、热阻、热电偶和辐射。根据测量方法的不同，有接触类别和非接触类别。根据温度范围，可分为低温、低温、中温和超高温温度测量。超低温度一般被认为是0-10K，低温是10-800K，中温是乙，高温是指，胃是超高温。10、学习交流PPT、表11-1常用温度测量仪、11、学习交流PPT、12、学习交流PPT、11.2热电偶、温度测量有多种测量方法，但热电偶作为温度测量元素准确度高。测量范围宽度，常用热电偶，低温可测量对高温可测量对左右，特殊材料的热电极，最小可测量，最大可达到温度。灵敏度好。使用方便。13，学习交流PPT，11.2热电偶，将两个徐璐不同材

7、料的导体或半导体a，b螺纹为闭合回路，节点1和2存在不同温度t，电路的热电势，产生电流的现象称为热电效应。11.2.1热电效应，图11-1热电偶电路，14，学习交流PPT，11.2热电偶，图11-2温差电位，1，产生热电势的热电偶产生的热电势由两个导体的接触电位和单个导体的温差电位组成。热电偶的温差电位仅与热电极的材料和两个节点的温度相关，与热电极的几何尺寸无关。15，学习交流PPT，11.2热电偶，单导体的温差电位在两端温度不同的情况下在导体内部发生电位，这种电位称为温差电位。记忆，(11-7)，A，b的温差电动势分别为，16，学习交流PPT，11.2热电偶，图11-3接触电位，接触电位：两

8、个导体的接触电位，接触电位与接触点温度，17，学习交流PPT，11.2热电偶，热电偶电路的总热电偶电位为两个触点的温度和两个导体的电子密度不同的情况(11-8)，18，学习交流PPT，11.2热电偶，2，热电偶由均匀导体a组成的封闭回路包括：图11-4同质导体回路，19，交流PPT学习，11.2热电偶，因此电路的总热电势在实际应用中应注意以下事项：所有热电偶必须由两个具有不同特性的导体组成。如果热电偶由两个均匀导体组成，则热电偶的热电势仅与两个触点温度相关，而不是与沿热电极的温度分布相关。因为封闭回路中的材料相同，所以两个接触点的接触位移为零。也就是说，导体a的两端温度不同，因此存在温差电位，

9、但电路的两条道路温差电位大小相同，方向相反，电路的总温差电位为0，即，20，学习交流PPT，11.2热电偶，中间导体定律中间导体定律如果中间导体两端温度相同，则接近中间导体后，热电偶电路的总热电势不受影响。叙述句是：21，学习交流PPT，11.2热电偶，图11-5中有中间导体的热电偶回路，22，学习交流PPT，11.2热电偶，因为举例分析，用导体a，b构成热电偶时产生的热电势；25，学习交流PPT，11.2热电偶，图11-6标准电极定律，26，学习交流PPT，11.2热电偶，连接导体定律和中间温度定律连接导体定律中，热电偶电路中的热电极a，b连接导线a，b，27，学习AC PPT，11.2热电

10、偶，如果a和a，b材料相同，节点温度为，则根据连接导体的法则获得电路的热电势，图11-7连接导体的法则，(11-12)，热电势，中间温度定律为热电偶开发分度表提供了理论依据。根据此定律，只要列出基准温度与时间热电温度的关系，就可以向上求出基准温度不等的热电势。29，学习交换PPT，11.2热电偶，热电偶电极材料的1，热电偶材料的主要要求如下。配置的热电偶必须具有较大的热电偶电位，热电势和温度之间的线性关系或近似线性关系。可在较大的温度范围内使用，长期运行后，理化性能和热电性能比较稳定。电导率要求高，电阻温度系数小。复制简便、过程简单、价格便宜。第二，热电偶模型标准化热电偶国际电气技术委员会(I

11、EC)推荐的行业标准热电偶有8种，我国已经采用。11.2.2热电偶材料，型号和结构，30，学习交换PPT，11.2热电偶，行业标准化热电偶，成熟，广泛应用，良好的性能稳定性，批量生产，相同型号交换，均匀索引和辅助显示设备。工作团温度高于标准团的话，之前的导体是热电势的两极，后者是前者的电子密度大于后者的阴极。铂铑10-铂热电偶(索引号s)铂铑30-铂铑6热电偶(索引号b)铂13-铂热电偶(索引号r)镍铬镍硅热电偶(索引号k)镍铬硅热电偶这是因为目前还没有达到国际标准化水平，未标准化热电偶不能达到使用范围或两侧的标准化热电偶，通常没有固定的索引表。 铱40-铱热电偶是目前在氧化气氛下唯一能测量的

12、高温热电偶，因此成为航天火箭技术中重要的温度测量因素，并在范围内使用。镍铬金铁不能用金属热电偶材料解决，使用，32，学习交换PPT，11.2热电偶，石墨和耐火化合物，具有高熔点，在上述高温条件下性能稳定的特性。目前开发了碳石墨、石墨-碳化硅、石墨-碳化钼和硼化碳-碳等非金属热电偶。3，热电偶结构：普通热电偶、行业常用普通热电偶的结构包括热电极1、绝缘套管2(防止两个热电极在中间位置短路)、保护套管3(保护热电极不受化学侵蚀和机械损伤)、接线盒4(通过接线盒连接到热电极的接线盒4)、接线盒5，33，学习交流PPT，11.2热电偶，普通热电偶主要用于气体、蒸汽和液体等介质的温度测量，这些热电偶以标

13、准形式制造，可以根据温度测量范围和环境条件选择合适的热电极材料和保护套。图11-8一般热电偶的基本结构，34，学习交流PPT，11.2热电偶，手套热电偶(也称为电缆热电偶)手套热电偶，将热电极，边缘材料与金属保护套一起拉，使其非常细长，直径可以小到1-3毫米，可弯曲，小物体的每个手套热电偶的种类很多，可以制成单芯、双核及四芯等。主要特征是末端热容量小。快速动态响应；有很好的弹性，容易弯曲。防尘性能好，强度高。薄膜热电偶是以真空沉积(或真空溅射)方式在绝缘基板上积累热电偶材料而成的热电偶称为薄膜热电偶。热电偶可以变得很薄，因此在测量表面温度时不影响测量表面的温度分布，其本身的热容量小，动态响应快

14、，适合测量小区域和瞬时变化的温度。35、学习交流PPT、11.2热电偶、图11-9薄膜热电偶、1-测量端2-绝缘基板3、4-热电极5、6-引线7-连接器固定装置、36、36，37，学习AC PPT，11.2热电偶，一，温度测量原理和方法理论根据已知热电偶两电极的材料确定，热电偶的热电动势与热电偶的双端温度相关，如果基准端温度保持不变，给定材料的热电偶的热电动势与工作端温度t和单值函数关系(即，(11-14)，图11-11使用热电偶和动态环形仪表连接，39，学习交流PPT，11.2热电偶，此力矩m使线圈绕中心轴旋转。线圈旋转时，产生与线圈偏转成比例的反作用力矩。(11-16)，即在设定线圈的几何大小和