物理chart溫測量PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1物理物理chart溫測量溫測量第1頁/共71頁紅外線測溫計紅外線測溫計 輻射式溫度計輻射式溫度計 通過測量物體熱輻射功率來測量溫度。通過測量物體熱輻射功率來測量溫度。 紅外式溫度計紅外式溫度計 通過測量物體紅外波段熱輻射功率來測量溫度。通過測量物體紅外波段熱輻射功率來測量溫度。光學(xué)高溫計光學(xué)高溫計第2頁/共71頁玻璃管溫度計玻璃管溫度計電接點式電接點式玻璃管溫度計玻璃管溫度計第3頁/共71頁 雙金屬溫度計雙金屬溫度計：用兩片線膨脹系數(shù)不同的金屬用兩片線膨脹系數(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。

2、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。盤上指示出相應(yīng)溫度值。 第4頁/共71頁雙金屬片常用來做溫度報警或控制雙金屬片常用來做溫度報警或控制 隨著溫度上升，雙金屬隨著溫度上升，雙金屬片逐漸彎曲，當(dāng)其觸點接觸片逐漸彎曲，當(dāng)其觸點接觸到固定觸點時，報警燈和繼到固定觸點時，報警燈和繼電器回路被接通。電器回路被接通。 調(diào)節(jié)螺釘用來調(diào)整固定調(diào)節(jié)螺釘用來調(diào)整固定觸點的位置，以調(diào)整報警溫觸點的位置，以調(diào)整報警溫度。度。雙金屬片雙

3、金屬片調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺釘絕緣柱絕緣柱 如圖是一雙金屬溫控器。如圖是一雙金屬溫控器。繼電器繼電器第5頁/共71頁原理原理: 封閉容器中的液體、封閉容器中的液體、氣體或低沸點液體的飽和蒸汽，氣體或低沸點液體的飽和蒸汽，受熱后體積膨脹，壓力增大。用受熱后體積膨脹，壓力增大。用壓力表指示溫度壓力表指示溫度2 2利用封閉容器中利用封閉容器中氣體或液體受熱時壓力會隨氣體或液體受熱時壓力會隨溫度而變化溫度而變化，如壓力式溫度計，如壓力式溫度計第6頁/共71頁3 3利用利用熱阻效應(yīng)熱阻效應(yīng)，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻會，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻會隨溫度而變化的性質(zhì)，如熱電阻溫度計，根隨溫度而變化的性質(zhì)，如熱電阻溫度計，根

4、據(jù)使用材料的不同，有鉑熱電阻，銅熱電阻據(jù)使用材料的不同，有鉑熱電阻，銅熱電阻，半導(dǎo)體熱敏電阻，半導(dǎo)體熱敏電阻4 4利用利用熱電效應(yīng)熱電效應(yīng)，即兩種不同的金屬導(dǎo)體接，即兩種不同的金屬導(dǎo)體接點受熱會產(chǎn)生熱電勢的性質(zhì)，制成熱電偶溫點受熱會產(chǎn)生熱電勢的性質(zhì)，制成熱電偶溫度計。度計。5 5、利用、利用半導(dǎo)體半導(dǎo)體PNPN結(jié)的結(jié)電壓隨溫度變化結(jié)的結(jié)電壓隨溫度變化的特的特性，通過測量感溫器元件（結(jié)）電壓變化來性，通過測量感溫器元件（結(jié)）電壓變化來測量溫，如：半導(dǎo)體溫度計測量溫，如：半導(dǎo)體溫度計第7頁/共71頁第8頁/共71頁將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，若將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體連接成閉合回路，若

5、兩個連接點溫度不同，回路中會產(chǎn)生電勢。此電兩個連接點溫度不同，回路中會產(chǎn)生電勢。此電勢稱為熱電勢。勢稱為熱電勢。熱電偶的測溫原理熱電偶的測溫原理第9頁/共71頁1、接觸電勢、接觸電勢 當(dāng)不同導(dǎo)體當(dāng)不同導(dǎo)體A、B接觸時，兩邊接觸時，兩邊的自由電子密度不同，在交界面的自由電子密度不同，在交界面上產(chǎn)生電子的相互擴散，致使在上產(chǎn)生電子的相互擴散，致使在接觸處產(chǎn)生接觸處產(chǎn)生接觸電勢接觸電勢。 其大小取決于兩種材料的種類其大小取決于兩種材料的種類和接觸點的溫度。和接觸點的溫度。t熱端熱端 A Bt0冷端冷端eAB( t ) = Ktel nNA( t ) NB( t ) NA( t )、 NB( t )

6、自由電子密度；自由電子密度； e 單位電荷單位電荷第10頁/共71頁第11頁/共71頁2、溫差電勢溫差電勢 對于同一金屬對于同一金屬A（或（或B），），其兩端溫度不同，自由電子所其兩端溫度不同，自由電子所具有的動能不同，也會產(chǎn)生相具有的動能不同，也會產(chǎn)生相應(yīng)的電勢，稱為應(yīng)的電勢，稱為溫差電勢溫差電勢。 熱電勢由兩部分組成：熱電勢由兩部分組成：接觸接觸電勢電勢和和溫差電勢溫差電勢。但溫差電勢。但溫差電勢值遠(yuǎn)小于接觸電勢，常忽略不值遠(yuǎn)小于接觸電勢，常忽略不計。計。t A Bt0第12頁/共71頁3、閉和回路總電勢、閉和回路總電勢 A)(0tAB),(0ttB),(0ttA)(tAB),()(),(

7、)(),(0000ttttttttAABBABAB)()(0ttABABB第13頁/共71頁CtttABAB)(),(0第14頁/共71頁第15頁/共71頁2、中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 結(jié)論：結(jié)論：在熱電偶回路中接入另一種中間導(dǎo)體后，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。熱電偶回路的熱電勢沒有影響。ABCt 0t 0t 設(shè)將熱電偶設(shè)將熱電偶ABAB一端打開，接入第三種導(dǎo)體一端打開，接入第三種導(dǎo)體C E EABC(ABC(t,tt,t0 0)=)=e eABAB(t)+(t)+e eBC

8、BC(t(t0 0) )e eCACA(t(t0 0) )只要各接點的溫度相同即只要各接點的溫度相同即t = t0時，時，則回路那熱電勢等于零，即則回路那熱電勢等于零，即e eABAB(t(t0 0)+)+e eBCBC(t(t0 0) )e eCACA(t(t0 0) )0 0或或e eABAB(t(t0 0) )e eBCBC(t(t0 0) )e eCACA(t(t0 0) )故：故：E EABCABC(t,t(t,t0 0)=)=e eABAB(t)(t)e eABAB(t(t0 0) )第16頁/共71頁3、中間溫度定律中間溫度定律 一支熱電偶在兩接點溫度為一支熱電偶在兩接點溫度為t

9、 、t0 時的熱電時的熱電勢，等于兩支同溫度特性熱電偶在接點溫度為勢，等于兩支同溫度特性熱電偶在接點溫度為t 、ta和和ta、t0時的熱電勢之代數(shù)和。即時的熱電勢之代數(shù)和。即 E AB ( t ，to ) = E AB( t , 0 ) E AB( to , 0 ) 據(jù)此，只要給出冷端為據(jù)此，只要給出冷端為0時的熱電勢關(guān)系時的熱電勢關(guān)系EAB( t ,0 ) ，便可求出冷端任意溫度時的熱電勢。，便可求出冷端任意溫度時的熱電勢。=符合分度表要求ABt0t AB0t AB0t0 第17頁/共71頁分度表分度表-冷端溫度為冷端溫度為00時時，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱電偶的熱電勢與熱端熱端溫度之間的對應(yīng)關(guān)系，

10、列成表格列成表格。第18頁/共71頁 鎳鉻鎳硅熱電偶分度表（簡表）分度號 K t0=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

11、.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

12、.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第19頁/共71頁 補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線 問題引出熱電

13、偶冷端暴露于空間，受環(huán)境溫度影響。熱電偶冷端暴露于空間，受環(huán)境溫度影響。熱電極長度有限，冷端受到被測溫度變化的影響熱電極長度有限，冷端受到被測溫度變化的影響只有當(dāng)冷端只有當(dāng)冷端t0t0保持不變時保持不變時，熱電偶的熱電勢才取決，熱電偶的熱電勢才取決于熱端溫度于熱端溫度t t2.2.2.5 熱電偶冷端溫度補償熱電偶冷端溫度補償CtttABAB)(),(0第20頁/共71頁 解決方法解決方法1 1把熱電偶的冷端延伸到遠(yuǎn)離被測對象且溫度比把熱電偶的冷端延伸到遠(yuǎn)離被測對象且溫度比較穩(wěn)定的地方較穩(wěn)定的地方造成浪費造成浪費2 2 選用一種具有和所連接的熱電偶相同的熱電性選用一種具有和所連接的熱電偶相同的熱

14、電性能，其材料又是廉價金屬導(dǎo)線能，其材料又是廉價金屬導(dǎo)線補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線其一實現(xiàn)了冷端遷移；其一實現(xiàn)了冷端遷移；其二是降低了成本。其二是降低了成本。 功功 能能第21頁/共71頁 根據(jù)中間溫度定律，補償導(dǎo)線和熱電偶相連根據(jù)中間溫度定律，補償導(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。的代數(shù)和。 E (t,t0) = E偶偶 (t , t n) E補補(t n ,t0) 用補償導(dǎo)線延長熱電偶的必須條件用補償導(dǎo)線延長熱電偶的必須條件是：是：補償補償導(dǎo)線的熱電特性在低溫段與所配熱電偶相同導(dǎo)線的熱電特性在低溫段與所配熱電偶相同。因此，。

15、因此，不同的熱電偶配不同的補償導(dǎo)線。常用熱電偶的補不同的熱電偶配不同的補償導(dǎo)線。常用熱電偶的補償導(dǎo)線見表償導(dǎo)線見表2.2。補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線熱偶熱偶tt nt 0E (t,t0)第22頁/共71頁第23頁/共71頁第24頁/共71頁 問題引出熱電偶的分度表所表征的是冷端溫度為熱電偶的分度表所表征的是冷端溫度為00時的時的熱電勢熱電勢- -溫度關(guān)系，與熱電偶配套使用的顯示儀溫度關(guān)系，與熱電偶配套使用的顯示儀表就是根據(jù)這一關(guān)系進(jìn)行刻度的。表就是根據(jù)這一關(guān)系進(jìn)行刻度的。實際中，冷端溫度難以保持恒定，且冷端溫度一實際中，冷端溫度難以保持恒定，且冷端溫度一般不是般不是0 0 解決方法00恒溫法恒溫法 冷端

16、溫度修正法（計算法）冷端溫度修正法（計算法） 儀表機械零點調(diào)整法儀表機械零點調(diào)整法 補償電橋法補償電橋法 半導(dǎo)體半導(dǎo)體PN結(jié)補償法結(jié)補償法冷端溫度補償冷端溫度補償?shù)?5頁/共71頁適用于實驗室中的精確測量和檢定熱電偶時使用適用于實驗室中的精確測量和檢定熱電偶時使用00恒溫法恒溫法第26頁/共71頁設(shè)：冷端溫度恒為設(shè)：冷端溫度恒為t t0 0（t t0 000）被測溫度為）被測溫度為 t t 需要用下式進(jìn)行補償需要用下式進(jìn)行補償修正公式修正公式)0 ,(),()0 ,(00tEttEt冷端冷端 t t0 0的熱電勢的熱電勢測量得出的熱電勢測量得出的熱電勢 被測溫度被測溫度 t t 的熱電勢的熱電

17、勢根據(jù)計算得到的根據(jù)計算得到的E EABAB(t,0)(t,0)，查分度表，求，查分度表，求t t冷端溫度修正法冷端溫度修正法 ( (計算法）計算法）第27頁/共71頁第28頁/共71頁 如果熱電偶冷端溫度比較穩(wěn)定，與之相接的顯示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，那么在測試前，將儀表指儀表又可以調(diào)整零點，那么在測試前，將儀表指針就調(diào)整到冷端溫度針就調(diào)整到冷端溫度t t0 0處，再開始測量，處，再開始測量，相當(dāng)于相當(dāng)于在輸入熱電偶熱電勢之前就給顯示儀表輸入了電在輸入熱電偶熱電勢之前就給顯示儀表輸入了電勢勢E(tE(t0 0, 0), 0)。 儀表機械零點調(diào)整法儀表機械

18、零點調(diào)整法 此法比較簡單，但由于冷端溫度（室溫）也有此法比較簡單，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)波動，所以只能在測溫要求不太高的場合下應(yīng)用。用。100第29頁/共71頁思路：如果能用一個數(shù)值上思路：如果能用一個數(shù)值上等于等于EAB(tn,0)的補償電壓與的補償電壓與EAB(t,tn)疊加，則儀表將顯疊加，則儀表將顯示示EAB(t,0)對應(yīng)的溫度。對應(yīng)的溫度。工程上用不平衡電橋產(chǎn)生不工程上用不平衡電橋產(chǎn)生不平衡電壓來作為補償電壓。平衡電壓來作為補償電壓。EAB(t,0)=EAB(t,tn)+EAB(tn,0)E(t,t0)E(t0 ,0)E(t,0)電橋電橋補

19、償導(dǎo)線補償導(dǎo)線補償電橋法補償電橋法第30頁/共71頁E(t,0)E(t,t0)E(t0 ,0)E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)R1=R2=R3, R1=R2=R3, 溫度系數(shù)很小的錳銅電阻，溫度系數(shù)很小的錳銅電阻，RcuRcu與熱電偶的冷端放在一起。與熱電偶的冷端放在一起。 當(dāng)環(huán)境溫度高于當(dāng)環(huán)境溫度高于00時，時，RcuRcu隨溫度上升阻值變大，于是在隨溫度上升阻值變大，于是在a,ba,b兩端輸出不平衡電壓兩端輸出不平衡電壓Uab=E(t0,0)Uab=E(t0,0)，與熱電偶的熱電勢，與熱電偶的熱電勢疊加，送入儀表，適當(dāng)選擇橋臂電阻和電

20、流的值，可以使疊加，送入儀表，適當(dāng)選擇橋臂電阻和電流的值，可以使得得UabUab恰好補償冷端溫度變化引起的熱電勢的變化。此時恰好補償冷端溫度變化引起的熱電勢的變化。此時儀表便可以指示正確的溫度值。儀表便可以指示正確的溫度值。 第31頁/共71頁1 1 根據(jù)各類熱電偶的型號選擇配套的補償電根據(jù)各類熱電偶的型號選擇配套的補償電橋橋 2 2 注意補償溫度的起點注意補償溫度的起點 在在2020平衡，須把顯示儀表的機械零點預(yù)先平衡，須把顯示儀表的機械零點預(yù)先調(diào)整到調(diào)整到20 20 在在00平衡，須把顯示儀表的機械零點預(yù)先調(diào)平衡，須把顯示儀表的機械零點預(yù)先調(diào)整到整到003 3 補償是相對的，因此有一定誤差

21、補償是相對的，因此有一定誤差使用補償電橋注意問題使用補償電橋注意問題第32頁/共71頁半導(dǎo)體半導(dǎo)體PN結(jié)補償法結(jié)補償法 利用半導(dǎo)體利用半導(dǎo)體PN結(jié)結(jié)電壓隨溫度升高而降低的特電壓隨溫度升高而降低的特性自動補償熱電偶的冷端溫度引起的誤差。性自動補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)電壓圖中半導(dǎo)體三極管基極結(jié)電壓V be隨溫度升高隨溫度升高而降低。將而降低。將V be放大后即可輸出。放大后即可輸出。 只要保持只要保持三極管集電極電三極管集電極電流流 Ic 恒定，冷端恒定，冷端補償電壓補償電壓e0 即與即與冷端溫度成正比冷端溫度成正比。Vbe第33頁/共71頁2.2.2.3熱電偶的構(gòu)

22、造熱電偶的構(gòu)造 熱電偶是用兩種不同材料的偶絲或薄膜一端焊熱電偶是用兩種不同材料的偶絲或薄膜一端焊接而成。接而成。一般由熱電極，絕緣子，保護(hù)套管和接線一般由熱電極，絕緣子，保護(hù)套管和接線盒等部分組成盒等部分組成.其構(gòu)造分普通型、鎧裝型、簿膜型等。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第34頁/共71頁第35頁/共71頁 幾種常用的標(biāo)準(zhǔn)型熱電偶簡介熱電偶名稱熱電偶名稱分度號分度號測溫范圍測溫范圍（）平均靈敏度平均靈敏度特特 點點鉑銠鉑銠30鉑銠鉑銠6B0+180010V/穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好,精度高精度高,可在可在氧化氣氛使用氧化氣氛使用鉑銠鉑銠l0鉑鉑S0+160010V/同上，線

23、性度優(yōu)于同上，線性度優(yōu)于B鎳鉻鎳鉻鎳硅鎳硅K0+100040V/價廉價廉,，可在氧化及中，可在氧化及中性氣氛中使用性氣氛中使用鎳鉻鎳鉻康銅康銅E-200+90080V/靈敏靈敏,價廉價廉,可在氧化及可在氧化及弱還原氣氛中使用弱還原氣氛中使用銅銅康銅康銅T-200+40050V/價廉價廉,但銅易氧化但銅易氧化,常用常用于于150以下溫度測量以下溫度測量第36頁/共71頁鉑及其合金（鉑及其合金（B、S）屬于貴重金屬，價格很屬于貴重金屬，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)熱電偶及測量測量1100以上的高溫。以上的高溫。 鎳鉻鎳鉻鎳硅（鎳硅（K） 線

24、性度最好線性度最好 鎳鉻鎳鉻康銅（康銅（E） 靈敏度最高靈敏度最高 銅銅康銅（康銅（T） 價格最便宜價格最便宜 不同材質(zhì)的熱電偶，其熱電勢與熱端溫度的不同材質(zhì)的熱電偶，其熱電勢與熱端溫度的特性關(guān)系不同。特性關(guān)系不同。第37頁/共71頁第38頁/共71頁第39頁/共71頁第40頁/共71頁第41頁/共71頁2.2.32.2.3熱電阻熱電阻 對于對于500500以下的中、低溫，熱電偶輸出的熱以下的中、低溫，熱電偶輸出的熱電勢很小，容易受到干擾而測不準(zhǔn)。一般使用熱電勢很小，容易受到干擾而測不準(zhǔn)。一般使用熱電阻溫度計來進(jìn)行中低溫度的測量。電阻溫度計來進(jìn)行中低溫度的測量。 =1 dRR dT溫度系數(shù)溫度

25、系數(shù)2.2.3.1金屬熱電阻金屬熱電阻 金屬熱電阻測溫精度高。大多數(shù)金屬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)。阻值隨溫度升高而增大。具有正溫度系數(shù)。熱電阻有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。熱電阻有金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩類。第42頁/共71頁 電阻溫度系數(shù)大，電阻率大；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；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。溫度特性的線性度好。作為工業(yè)用熱電阻的材料要求：作為工業(yè)用熱電阻的材料要求：第43頁/共71頁 電阻溫度關(guān)系：電阻溫度關(guān)系： R t =R0 1+At+Bt2+C(t-100)

26、t3 (-2000) R t =R0 (1+At+Bt2) ( ( 0850)0850) 鉑電阻有兩種分度號：鉑電阻有兩種分度號：Pt10 , Pt100Pt10 , Pt1001.1.鉑電阻鉑電阻 鉑材料容易提純，其化學(xué)、物理性能穩(wěn)定；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)定測溫復(fù)現(xiàn)性好、精度高。被國際電工委員會規(guī)定為為-259+630 -259+630 間的基準(zhǔn)器，但線性度稍差，常間的基準(zhǔn)器，但線性度稍差，常用于用于-200+-200+600 600 溫度測量。溫度測量。第44頁/共71頁2.2.銅電阻銅電阻 銅電阻價格便宜，線性度好，但溫度稍高易氧

27、銅電阻價格便宜，線性度好，但溫度稍高易氧化，常用于化，常用于-50+100 -50+100 溫度測量。銅電阻有兩種溫度測量。銅電阻有兩種分度號：分度號：Cu50 Cu50 ，Cu100 Cu100 。電阻溫度關(guān)系：。電阻溫度關(guān)系： R t =R0 (1 +t) (-50150) 第45頁/共71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、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。電感。此外，還有薄

28、膜型熱電阻。熱電阻的結(jié)構(gòu)熱電阻的結(jié)構(gòu)熱電阻電阻體（熱電阻電阻體（最主要部分最主要部分）絕緣套管接線盒）絕緣套管接線盒第46頁/共71頁平衡時R4i1=R3i2(R0+Rt)i1=R2i2故R4/(R0+Rt)=R3/R2熱電阻測溫的三線制接法通常取R3=R4 R1+R2=Rt0+R1+R0第47頁/共71頁3.熱電阻的三線制接法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。給電橋輸出帶來較大誤差，必須用三線接法。RtR3r

29、rrR1R2RtR3rrR1R2測量儀表R t第48頁/共71頁 2.2.3.2 熱敏電阻熱敏電阻 大多數(shù)半導(dǎo)體材料的電阻值具有負(fù)溫度系數(shù)，大多數(shù)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?？梢宰鳒囟葌鞲性?。溫度()1081061041021001601208040電阻()負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻特性 電阻率大電阻率大電阻體積小，響應(yīng)快；電阻體積小，響應(yīng)快； 溫度系數(shù)大溫度系數(shù)大靈敏度高；靈敏度高； 非線性嚴(yán)重非線性嚴(yán)重影響精度。影響精度。 溫度特性分散溫度特性分散互換性差互換性差 特點：特點：第49頁/共71頁 集成溫度傳感器將溫敏晶體管和外圍電路集成在集成溫度傳感器將溫敏晶體管和外圍

30、電路集成在一個芯片上構(gòu)成，相當(dāng)于一個測溫器件。一個芯片上構(gòu)成，相當(dāng)于一個測溫器件。測溫原理測溫原理 ：半導(dǎo)體：半導(dǎo)體PN結(jié)特性隨溫度而變化。結(jié)特性隨溫度而變化。 集成溫度傳感器按輸集成溫度傳感器按輸出量形式不同，可分為電出量形式不同，可分為電壓型（如壓型（如LM315)、電流型、電流型(如如AD590)和數(shù)字型和數(shù)字型(如如DS1820)三類。三類。 2.2.4 集成溫度傳感器集成溫度傳感器 特點特點：體積小、反應(yīng)快、線性較好、價格便宜，：體積小、反應(yīng)快、線性較好、價格便宜，測溫范圍為測溫范圍為-50150。 第50頁/共71頁第51頁/共71頁第52頁/共71頁第53頁/共71頁第54頁/共

31、71頁2.2.5溫度顯示與記錄溫度顯示與記錄 熱電偶、熱電阻等熱電偶、熱電阻等傳感元件傳感元件的測溫信號，必的測溫信號，必須經(jīng)后級儀表處理須經(jīng)后級儀表處理，將溫度顯示出來或記錄保存將溫度顯示出來或記錄保存1002.2.5.1動圈式指示儀表動圈式指示儀表 可直接與熱電偶、熱電阻配套顯示可直接與熱電偶、熱電阻配套顯示溫度，是最簡單的模擬指示儀表。溫度，是最簡單的模擬指示儀表。第55頁/共71頁 動圈其指示機構(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)。第56頁/共71頁當(dāng)測量信號通過張絲加在動圈上，有電流流過動圈時

32、，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動圈測量機構(gòu)原理動圈測量機構(gòu)原理第57頁/共71頁RDRMR串RTRL熱電偶由于熱敏電阻溫由于熱敏電阻溫度系數(shù)太大，用一個錳度系數(shù)太大，用一個錳銅電阻銅電阻RM （50）和）和熱敏電阻熱敏電阻R T （6820）并聯(lián)。）并聯(lián)。 R串串按量程大按量程大小調(diào)整。小調(diào)整。 1、配熱電偶的動圈儀表、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。熱電偶直接輸出毫伏信號，可以驅(qū)動動圈儀表。但有但有動圈電阻溫度補償和動圈電阻溫度補償和量程匹配問題要

33、解決。量程匹配問題要解決。1）用熱敏電阻補償動圈電阻的溫度誤差）用熱敏電阻補償動圈電阻的溫度誤差第58頁/共71頁2） 外接電阻和外接調(diào)整電阻( ,0)( ,0)E tE tIRRR總外內(nèi)R外 = R熱+ R補+ R連+ R調(diào)R內(nèi) = 表內(nèi)電阻之和測量時要求回路：R總=15通過調(diào)整R調(diào)實現(xiàn)。熱電偶和動圈儀表相接后，流過動圈的電流為：熱電偶和動圈儀表相接后，流過動圈的電流為：第59頁/共71頁2 2、配熱電阻的動圈儀表、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 = RT 0 + R0有：I1 = I2 = I 當(dāng)T 時

34、，電橋輸出Uab =R3 I （RT+R0）I =R3 I （RT0+RT+R0）I = RT I1）電橋工作原理）電橋工作原理RwRmRdR0R2R1RtR3abRTI2I1r r r 設(shè)T0 時，電橋平衡。第60頁/共71頁可見三線制可見三線制接法可以消除接線接法可以消除接線電阻的影響。一般電阻的影響。一般規(guī)定每根連接導(dǎo)線規(guī)定每根連接導(dǎo)線的電阻值為的電阻值為5。2） 三線制與外接調(diào)整電阻三線制與外接調(diào)整電阻 在考慮接線電阻后，電橋輸出：在考慮接線電阻后，電橋輸出：Uab =（R3+r) I （RT +RT +R0+r）I = RT IRwRmRdR0R2R1RtR3abRTI2I1r r r 第61頁/共71頁 數(shù)字式指示儀表是以數(shù)字式指示儀表是以數(shù)字電壓表為主體而構(gòu)成數(shù)字電壓表為主體而構(gòu)成的測量儀表。其原理框