化工儀表及自動化2

1、化工儀表及自動化化工儀表及自動化第三章第三章 檢測儀表與傳感器檢測儀表與傳感器 內(nèi)容提要內(nèi)容提要n 物位檢測及儀表物位檢測及儀表n概述概述n差壓式液位變速器差壓式液位變速器n電容式物位傳感器電容式物位傳感器n核輻射物位計核輻射物位計n稱重式液罐計量儀稱重式液罐計量儀n 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表n溫度檢測方法溫度檢測方法n熱電偶溫度計熱電偶溫度計n熱電阻溫度計熱電阻溫度計n電動溫度變送器電動溫度變送器1內(nèi)容提要內(nèi)容提要n一體化溫度變送器一體化溫度變送器n智能式溫度變送器智能式溫度變送器n測溫元件的安裝測溫元件的安裝n 現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展現(xiàn)代檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展n軟測量技術(shù)的發(fā)展軟測

2、量技術(shù)的發(fā)展n現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代傳感器技術(shù)的發(fā)展2第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表n 一、概論一、概論3液位 料位液位計 界位計直讀式物位儀表 差壓式物位儀表浮力式物位儀表 電磁式物位儀表核輻射式物位儀表 聲波式物位儀表光學(xué)式物位儀表第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表n 二、差壓式液位變送器二、差壓式液位變送器4圖3-39 差壓液位變送器原理圖圖3-40 壓力表式液位計第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表ppgHpp21將差壓變送器的一端接液相，另一端接氣相因此gHppp21 當被測容器是敞口的，氣相壓力為大氣壓時，只需將差壓變送器的負壓室通大氣即可。若不需要遠傳

3、信號，也可以在容器底部安裝壓力表，如圖3-40所示。5第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表gHp01211pgHghp0222pghp6ghghgHpp2221121ghhgHp2121圖3-41 負遷移示意圖在使用差壓變送器測量液位時，一般來說實際應(yīng)用中，正、負室壓力p1、p2分別為則第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表 改變變送器的零點。 都是使變送器輸出的起始值與被測量起始點相對應(yīng)，只不過零點調(diào)整量通常較小，而零點遷移量則比較大。 同時改變了測量范圍的上、下限，相當于測量范圍的平移，它不改變量程的大小。7第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表圖3-42 正負遷移示意圖圖3

4、-43 正遷移示意圖 某差壓變送器的測量范圍為05000Pa，當壓差由0變化到5000Pa時，變送器的輸出將由4mA變化到20mA，這是無遷移的情況，如左圖中曲線a所示。負遷移如曲線b所示，正遷移如曲線c所示。 8第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表圖3-44 法蘭式差壓變送器測量液位示意圖1法蘭式測量頭；2毛細管；3變送器 單法蘭式單法蘭式 雙法蘭式雙法蘭式 9 為了解決測量具有腐蝕性或含有結(jié)晶顆粒以及黏度大、易凝固等液體液位時引壓管線被腐蝕、被堵塞的問題，應(yīng)使用在導(dǎo)壓管入口處加隔離膜盒的法蘭式差壓變送器，如下圖所示。 第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表n 三、電容式物位傳感器

5、三、電容式物位傳感器dDLCln2圖3-45 電容器的組成1內(nèi)電極；2外電極10通過測量電容量的變化可以用來檢測液位、料位和兩種不同液體的分界面。 第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表dDLCln200dDHLdDHCln2ln203-46 非導(dǎo)電介質(zhì)的液位測量1內(nèi)電極；2外電極；3絕緣套；4流通小孔當液位為零時，儀表調(diào)整零點，其零點的電容為 HKdDHCCCiXln200對非導(dǎo)電介質(zhì)液位測量的電容式液位傳感器原理如下圖所示。當液位上升為H時，電容量變?yōu)殡娙萘康淖兓癁?1第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表 電容量的變化與液位高度H成正比。該法是利用被測介質(zhì)的介電系數(shù)與空氣介電系數(shù)

6、0不等的原理進行工作，（-0）值越大，儀表越靈敏。電容器兩極間的距離越小，儀表越靈敏。 12第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表 用電容法可以測量固體塊狀顆粒體及粉料的料位。由于固體間磨損較大，容易“滯留”，可用電極棒及容器壁組成電容器的兩極來測量非導(dǎo)電固體料位。dDHCXln201金屬電極棒；2容器壁左圖所示為用金屬電極棒插入容器來測左圖所示為用金屬電極棒插入容器來測量料位的示意圖。量料位的示意圖。 電容量變化與料位升降的關(guān)系為電容量變化與料位升降的關(guān)系為13圖3-47 料位檢測第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表 電容物位計的傳感部分結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。電容物位計的傳感部分結(jié)構(gòu)

7、簡單、使用方便。 需借助較復(fù)雜的電子線路。需借助較復(fù)雜的電子線路。 應(yīng)注意介質(zhì)濃度、溫度變化時，其介電系數(shù)也要應(yīng)注意介質(zhì)濃度、溫度變化時，其介電系數(shù)也要發(fā)生變化這種情況。發(fā)生變化這種情況。14第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表n 四、核輻射物位計四、核輻射物位計HeII0射線的透射強度隨著，具體關(guān)系見式（3-63）。（3-633-63）圖3-48 核輻射物位計示意圖1輻射源；2接受器 適用于高溫、高壓容器、強腐蝕、劇毒、有爆炸性、黏滯性、易結(jié)晶或沸騰狀態(tài)的介質(zhì)的物位測量，還可以測量高溫融熔金屬的液位。 可在高溫、煙霧等環(huán)境下工作。 但由于放射線對人體有害，使用范圍受到一些限制。15第四

8、節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表n 五、稱重式液罐計量儀五、稱重式液罐計量儀該計量儀既能將該計量儀既能將，又能反映出罐中，又能反映出罐中。21121MgLLAppgHpp12HKHMLAL112HAM0AMH0杠桿平衡時由于（3-64）代入（3-64）（3-65）如果液罐是均勻截面（3-66）（3-67）16第四節(jié)第四節(jié) 物位檢測及儀表物位檢測及儀表02MKLiAMLAAKKi11圖3-49 稱重式液罐計量儀1下波紋管；2上波紋管；3液相引壓管；4氣相引壓管；5砝碼；6絲杠；7可逆電機；8編碼盤；9發(fā)訊器式中如果液罐的橫截面積A為常數(shù)，得將式（3-67）代入式（3-65），得02MAKL

9、 （3-68）17第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表n 一、溫度檢測方法一、溫度檢測方法 溫度不能直接測量，只能借助于冷熱不同物體之間的熱交換，以及物體的某些物理性質(zhì)隨冷熱程度不同而變化的特性來加以間接測量。 高溫計、溫度計標準儀表、實用儀表 膨脹式溫度計、壓力式溫度計、熱電偶溫度計、熱電阻溫度計和輻射高溫計 接觸式與非接觸式 18第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表接接觸觸式式測測溫溫儀儀表表膨膨脹脹式式玻璃液體玻璃液體 -50-50600600結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量準確，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測量準確，價格低廉價格低廉 測量上限和精度受玻璃質(zhì)量測量上限和精度受玻璃質(zhì)量的限制，

10、易碎，不能記錄遠的限制，易碎，不能記錄遠傳傳 雙金屬雙金屬-80 -80 600600結(jié)構(gòu)緊湊，牢固可靠結(jié)構(gòu)緊湊，牢固可靠 精度低，量程和使用范圍有精度低，量程和使用范圍有限限 壓壓力力式式液體液體氣體氣體蒸汽蒸汽-30 -30 600600-20 -20 350350 0 0 250250結(jié)構(gòu)簡單，耐震，防爆能記錄、報結(jié)構(gòu)簡單，耐震，防爆能記錄、報警，價格低廉警，價格低廉 精度低，測溫距離短，滯后精度低，測溫距離短，滯后大大 熱熱電電偶偶鉑銠鉑銠- -鉑鉑鎳鉻鎳鉻- -鎳鎳硅硅鎳鉻鎳鉻- -考考銅銅0 0 16001600-50 -50 10001000-50 -50 600600測溫范圍廣

11、，精度高，便于遠距離、測溫范圍廣，精度高，便于遠距離、多點、集中測量和自動控制多點、集中測量和自動控制 需冷端溫度補償，在低溫段需冷端溫度補償，在低溫段測量精度較低測量精度較低 熱熱電電阻阻鉑鉑銅銅-200 -200 600600 -50 -50 150150測量精度高，便于遠距離、多點、測量精度高，便于遠距離、多點、集中測量和自動控制集中測量和自動控制 不能測高溫，需注意環(huán)境溫不能測高溫，需注意環(huán)境溫度的影響度的影響 非接非接觸式觸式測溫測溫儀表儀表輻輻射射式式輻射式輻射式光學(xué)式光學(xué)式比色式比色式400 400 20002000700 700 32003200900 900 17001700

12、測溫時，不破壞被測溫度場測溫時，不破壞被測溫度場 低溫段測量不準，環(huán)境條件低溫段測量不準，環(huán)境條件會影響測溫準確度會影響測溫準確度 紅紅外外線線光電探測光電探測熱電探測熱電探測0 0 35003500200 200 20002000測溫范圍大，適于測溫度分布，不測溫范圍大，適于測溫度分布，不破壞被測溫度場，響應(yīng)快破壞被測溫度場，響應(yīng)快 易受外界干擾，標定困難易受外界干擾，標定困難 19第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表圖3-50 雙金屬片圖3-51 雙金屬溫度信號器201雙金屬片；2調(diào)節(jié)螺釘；3絕緣子；4信號燈膨脹式溫度計是膨脹式溫度計是基于物體受熱時體積膨脹基于物體受熱時體積膨脹的性

13、質(zhì)而制成的。的性質(zhì)而制成的。第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表21 它是根據(jù)在封閉系統(tǒng)中的液體、氣體或低沸點液體的飽和蒸汽受熱后體積膨脹或壓力變化這一原理而制成的，并用壓力表來測量這種變化，從而測得溫度。圖3-52 壓力式溫度計結(jié)構(gòu)原理圖 1傳動機構(gòu)；2刻度盤； 3指針；4彈簧管；5連桿；6接頭；7毛細管；8溫包；9工作物質(zhì) 應(yīng)用壓力隨溫度的變化來測溫的儀表叫應(yīng)用壓力隨溫度的變化來測溫的儀表叫。 第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表是基于物體熱輻射作用來測量溫度的儀表。是基于物體熱輻射作用來測量溫度的儀表。 溫包 毛細管 彈簧管（或盤簧管） 22第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢

14、測及儀表n 二、熱電偶溫度計二、熱電偶溫度計23是以熱電效應(yīng)為基礎(chǔ)的測溫儀表。圖3-53 熱電偶溫度計測溫系統(tǒng)示意圖1熱電偶；2導(dǎo)線；3測量儀表由三部分組成：熱電偶；測量儀表；連接熱電偶和測量儀表的導(dǎo)線。 圖3-54 熱電偶示意圖第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表24圖3-55 熱電現(xiàn)象圖3-56 接觸電勢形成的過程圖3-57 熱電偶原理及電路圖 0000,tetettEtetettEBAABABAB左圖閉合回路中總的熱電勢左圖閉合回路中總的熱電勢或或第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 如果組成熱電偶回路的兩種導(dǎo)體材料相同，則無論兩接點溫度如何，閉合回路的總熱電勢為零；如果熱電

15、偶兩接點溫度相同，盡管兩導(dǎo)體材料不同，閉合回路的總熱電勢也為零；熱電偶產(chǎn)生的熱電勢除了與兩接點處的溫度有關(guān)外，還與熱電極的材料有關(guān)。也就是說不同熱電極材料制成的熱電偶在相同溫度下產(chǎn)生的熱電勢是不同的。 25第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 011teteteteEBACBBCABt 0011teteteteABBACBBC26利用熱電偶測量溫度時，必須要用某些儀表來測量熱電勢利用熱電偶測量溫度時，必須要用某些儀表來測量熱電勢的數(shù)值，見下圖。的數(shù)值，見下圖。 圖3-58 熱電偶測溫系統(tǒng)連接圖 0teteEABABt圖（a）總的熱電勢（3-72）由于（3-75）（3-74）將式（3-73

16、）、式（3-74）代入式（3-72）（3-73）第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 0teteEABABt 0000000teteteteteteCABCABCABCAB說明：說明：在熱電偶回路中接入第三種金屬導(dǎo)線對原熱電偶在熱電偶回路中接入第三種金屬導(dǎo)線對原熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢數(shù)值并無影響。不過必須保證引入線兩所產(chǎn)生的熱電勢數(shù)值并無影響。不過必須保證引入線兩端的溫度相同。端的溫度相同。 故得 00teteteECABCABt（3-76）圖（b）總的熱電勢27第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表28（3 3）常用熱電偶的種類）常用熱電偶的種類溫度每增加溫度每增加時所能產(chǎn)生的熱電勢

17、要大，而時所能產(chǎn)生的熱電勢要大，而且熱電勢與溫度應(yīng)盡可能成線性關(guān)系；且熱電勢與溫度應(yīng)盡可能成線性關(guān)系；物理穩(wěn)定性要高；物理穩(wěn)定性要高；化學(xué)穩(wěn)定性要高；化學(xué)穩(wěn)定性要高；材料組織要均勻，要有韌性，便于加工成絲；材料組織要均勻，要有韌性，便于加工成絲；復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)，而且在應(yīng)用上也可保復(fù)現(xiàn)性好，便于成批生產(chǎn)，而且在應(yīng)用上也可保證良好的互換性。證良好的互換性。 第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表29熱電偶名稱熱電偶名稱代號代號分度號分度號熱電極材料熱電極材料測溫范圍測溫范圍/新新 舊舊正熱電極正熱電極負熱電極負熱電極長期使用長期使用短期使用短期使用鉑銠鉑銠3030- -鉑銠鉑銠6 6鉑

18、銠鉑銠1010- -鉑鉑鎳鉻鎳鉻- -鎳硅鎳硅鎳鉻鎳鉻- -銅鎳銅鎳鐵鐵- -銅鎳銅鎳銅銅- -銅鎳銅鎳WRRWRRWRPWRPWRNWRNWREWREWRFWRFWRCWRCB BS SK KE EJ JT TLL-2LL-2LB-3LB-3EU-2EU-2- - -CKCK鉑銠鉑銠3030合金合金鉑銠鉑銠1010合金合金鎳鉻合金鎳鉻合金鎳鉻合金鎳鉻合金鐵鐵銅銅鉑銠鉑銠6 6合金合金純鉑純鉑鎳硅合金鎳硅合金銅鎳合金銅鎳合金銅鎳合金銅鎳合金銅鎳合金銅鎳合金30030016001600-20-2013001300-50-5010001000-40-40800800-40-40700700-400

19、-400300300180018001600160012001200900900750750350350第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表30（4 4）熱電偶的結(jié)構(gòu)）熱電偶的結(jié)構(gòu)普通型熱電偶普通型熱電偶圖3-59 熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電極熱電極絕緣管絕緣管保護套管保護套管接線盒接線盒第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表材 料工作溫度/橡皮、絕緣漆琺瑯 玻璃管石英管瓷管純氧化鋁管 80 150 500120014001700表表3-5 3-5 常用絕緣子材料常用絕緣子材料表表3-6 3-6 常用保護套管常用保護套管材 料工作溫度/無縫鋼管不銹鋼管石英管瓷管Al2O3陶瓷管 6001000

20、12001400 1900以上31第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表32 鎧裝熱電偶鎧裝熱電偶 由金屬套管、絕緣材料（氧化鎂粉）、熱電偶絲一起由金屬套管、絕緣材料（氧化鎂粉）、熱電偶絲一起經(jīng)過復(fù)合拉伸成型，然后將端部偶絲焊接成光滑球狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)過復(fù)合拉伸成型，然后將端部偶絲焊接成光滑球狀結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點優(yōu)點 反應(yīng)速度快、使用方便、可彎曲、氣密性好、不怕振、耐高壓等。 表面型熱電偶表面型熱電偶 專門用來測量物體表面溫度的一種特殊熱電偶。專門用來測量物體表面溫度的一種特殊熱電偶。 優(yōu)點優(yōu)點反應(yīng)速度極快、熱慣性極小。 第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 快速熱電偶快速熱電偶測量高溫熔融物體

21、一種專用熱電偶。測量高溫熔融物體一種專用熱電偶。 熱電偶的結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)它的用途和安裝位置來確定。在熱電偶選型時，要注意三個方面：熱電極的材料；保護套管的結(jié)構(gòu)，材料及耐壓強度；保護套管的插入深度。33第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表34圖3-61 補償導(dǎo)線接線圖 采用一種專用導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸出來，這既采用一種專用導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸出來，這既能保證熱電偶冷端溫度保持不變，又經(jīng)濟。能保證熱電偶冷端溫度保持不變，又經(jīng)濟。 它也是由兩種不同性質(zhì)的金屬材料制成，在一定溫度范圍內(nèi)（0100）與所連接的熱電偶具有相同的熱電特性，其材料又是廉價金屬。見左圖。 第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀

22、表溫度檢測及儀表熱電偶名稱熱電偶名稱補償導(dǎo)線補償導(dǎo)線工作端為工作端為100，冷端為，冷端為00時的標準熱電勢時的標準熱電勢/mV/mV正極正極負極負極材料材料顏色顏色材料材料顏色顏色鉑銠鉑銠10-鉑鉑鎳鉻鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）鎳硅（鎳鋁）鎳鉻鎳鉻-銅鎳銅鎳銅銅-銅鎳銅鎳銅銅銅銅鎳鉻鎳鉻銅銅紅紅紅紅紅紅紅紅銅鎳銅鎳銅鎳銅鎳銅鎳銅鎳銅鎳銅鎳綠綠藍藍棕棕白白0.6450.0370.0374.0954.0950.1050.1056.3176.3170.1700.1704.2774.2770.0470.047表表3-7 3-7 常用熱電偶的補償導(dǎo)線常用熱電偶的補償導(dǎo)線35第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測

23、及儀表 在應(yīng)用熱電偶測溫時，只有將冷端溫度保持為，或者是進行一定的修正才能得出準確的測量結(jié)果。這樣做，就稱為。一般采用下述幾種方法。（1 1）冷端溫度保持為）冷端溫度保持為的方法的方法圖3-61 熱電偶冷端溫度保持的方法（2 2）冷端溫度修正方法）冷端溫度修正方法 在實際生產(chǎn)中，冷端溫度往往不是0，而是某一溫度t1，這就引起測量誤差。因此，必須對冷端溫度進行修正。 36第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表0 ,0 ,11tEttEtE某一設(shè)備的實際溫度為某一設(shè)備的實際溫度為t，其冷端溫度為，其冷端溫度為t1 1，這時測得的，這時測得的熱電勢為熱電勢為E（t，t1）。為求得實際。為求得實際

24、t 的溫度，可利用下的溫度，可利用下式進行修正，即式進行修正，即 0 ,0 ,11tEtEttE因為因為由此可知，冷端溫度的修正方法是把測得的熱電勢由此可知，冷端溫度的修正方法是把測得的熱電勢 E（t，t1），加上熱端為室溫，加上熱端為室溫t，冷端為，冷端為00時的熱電時的熱電偶的熱電勢偶的熱電勢E（t1，0），才能得到實際溫度下的熱電，才能得到實際溫度下的熱電勢勢E（t，0）。 37第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 用計算的方法來修正冷端溫度，是指冷端溫度內(nèi)用計算的方法來修正冷端溫度，是指冷端溫度內(nèi)恒定值時對測溫的影響。該方法只適用于實驗室或臨恒定值時對測溫的影響。該方法只適用于實

25、驗室或臨時測溫，在連續(xù)測量中顯然是不實用的。時測溫，在連續(xù)測量中顯然是不實用的。 38第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表VE18010 ,30例例6 6 用鎳鉻用鎳鉻- -銅鎳熱電偶測量某加熱爐的溫度。銅鎳熱電偶測量某加熱爐的溫度。測得的熱電勢測得的熱電勢E（t，t1）66982V，而自由端，而自由端的溫度的溫度t130，求被測的實際溫度。求被測的實際溫度。 解解由附錄三可以查得 VEtEtE687831801669820 ,3030,0 ,則再查附錄三可以查得68783V對應(yīng)的溫度為900。 39第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 由于熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢與溫度之間的關(guān)系都是

26、非線性的（當然各種熱電偶的非線性程度不同），因此在自由端的溫度不為零時，將所測得熱電勢對應(yīng)的溫度值加上自由端的溫度，并不等于實際的被測溫度。 譬如在上例中，測得的熱電勢為66982V，由附錄三可查得對應(yīng)溫度為876.6，如果再加上自由端溫度30，則為906.6，這與實際被測溫度有一定誤差。其實際熱電勢與溫度之間的非線性程度越嚴重，則誤差就越大。 40第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表（3 3）校正儀表零點法）校正儀表零點法 若采用測溫元件為熱電偶時，要使測溫時指示值不偏低，可預(yù)先將儀表指針調(diào)整到相當于室溫的數(shù)值上。 注意：注意：只能在測溫要求不太高的場合下應(yīng)用。（4 4）補償電橋法）補

27、償電橋法 利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢，來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。 41第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 由于電橋是在由于電橋是在2020時平衡時平衡的，所以采用這種補償電橋時的，所以采用這種補償電橋時須把儀表的機械零位預(yù)先調(diào)到須把儀表的機械零位預(yù)先調(diào)到2020處。如果補償電橋是在處。如果補償電橋是在00時平衡設(shè)計的（時平衡設(shè)計的（DDZ-DDZ-型型溫度變送器中的補償電橋），溫度變送器中的補償電橋），則儀表零位應(yīng)調(diào)在則儀表零位應(yīng)調(diào)在00處。處。圖3-62 具有補償電橋的熱電偶測溫線路42第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表43（5 5）補償熱電偶法）補償熱電

28、偶法圖3-63 補償熱電偶連接線路 在實際生產(chǎn)中，為了節(jié)省補償導(dǎo)線和投資費用，常用多支熱電偶而配用一臺測溫儀表。 第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表n 三、熱電阻溫度計三、熱電阻溫度計44 在中、低溫區(qū)，一般是使用熱電阻溫度計來進行溫度的在中、低溫區(qū)，一般是使用熱電阻溫度計來進行溫度的測量較為適宜。測量較為適宜。 是由熱電阻（感溫元件），顯示儀表（不平衡電橋或平衡電橋）以及連接導(dǎo)線所組成。 圖3-64 熱電阻溫度計第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表010ttRRtt 對于呈線性特性的電阻來說，其電阻值與溫度關(guān)系如下式 tRRRRtttt00 熱電阻溫度計適用于測量熱電阻溫度計適

29、用于測量-200-200+500+500范圍內(nèi)液體、范圍內(nèi)液體、氣體、蒸汽及固體表面的溫度。氣體、蒸汽及固體表面的溫度。 利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性利用金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性（電阻溫度效應(yīng)）來進行溫度測量的。（電阻溫度效應(yīng)）來進行溫度測量的。 45第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 電阻溫度系數(shù)、電阻率要大； 熱容量要小； 在整個測溫范圍內(nèi)，應(yīng)具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)性質(zhì)和良好的復(fù)制性； 電阻值隨溫度的變化關(guān)系，最好呈線性。 46第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表3201CtBtAtRRt47（1 1）鉑電阻）鉑電阻CCCBCA/1022. 4,/1

30、0850. 5,/10950. 32273在0650的溫度范圍內(nèi)，鉑電阻與溫度的關(guān)系為由實驗求得 工業(yè)上常用的鉑電阻有兩種，一種是工業(yè)上常用的鉑電阻有兩種，一種是R010，對應(yīng)分，對應(yīng)分度號為度號為Pt10。另一種是。另一種是R0100，對應(yīng)分度號為，對應(yīng)分度號為Pt100。 第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表48（2 2）銅電阻）銅電阻 金屬銅易加工提純，價格便宜；它的電阻溫度系數(shù)很大，且電阻與溫度呈線性關(guān)系；在測溫范圍為-50+150內(nèi)，具有很好的穩(wěn)定性。 CttRRt/1025. 41300 在-50+150的范圍內(nèi)，銅電阻與溫度的關(guān)系是線性的。即 工業(yè)上常用的鉑電阻有兩種，一種

31、是R050，對應(yīng)的分度號為Cu10。另一種是R0100，對應(yīng)的分度號為Cu100。第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表49 主要由電阻體、保護套管和接線盒等主要部件所組成。圖3-65 熱電阻的支架形狀(已繞電阻絲) 將電阻體預(yù)先拉制成型并與絕緣材料和保護套管連成一體。 將熱電阻材料通過真空鍍膜法，直接蒸鍍到絕緣基底上。第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表n 四、電動溫度變送器四、電動溫度變送器是DDZ-系列電動單元組合式檢測調(diào)節(jié)儀表中的一個主要單元。它既可與各種類型的熱電偶、熱電阻配套使用，又可與具有毫伏輸出的各種變送器配合，然后，它和顯示單元、控制單元配合，實現(xiàn)對溫度或溫差及其他

32、各種參數(shù)進行顯示、控制。 50第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 線路上采用了安全火花型防爆措施。 在熱電偶和熱電阻的溫度變送器中采用了線性化機構(gòu)。 在線路中，由于使用了集成電路，這樣使該變送器具有良好的可靠性、穩(wěn)定性等各種技術(shù)性能。51第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表52 熱電偶溫度變送器；熱電偶溫度變送器； 熱電阻溫度變送器；熱電阻溫度變送器； 直流毫伏變送器。直流毫伏變送器。結(jié)構(gòu)分為輸入橋路、放大電路及反饋電路。結(jié)構(gòu)分為輸入橋路、放大電路及反饋電路。 圖3-66 熱電偶溫度變送器的結(jié)構(gòu)方框圖第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表53 冷端溫度補償、調(diào)整零點。 圖3-

33、67 輸入電橋第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 在DDZ-型的溫度變送器中，在溫度變送器中的反饋回路加入線性化電路。 圖3-68 熱電偶溫度變送器的線性化方法方框圖54第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表55結(jié)構(gòu)分為輸入電橋、放大電路及反饋電路。結(jié)構(gòu)分為輸入電橋、放大電路及反饋電路。 圖3-69 熱電阻溫度變送器的結(jié)構(gòu)方框圖第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表n 五、一體化溫度變送器五、一體化溫度變送器56 它是指將變送器模塊安裝在測溫元件接線盒或?qū)Ｋ侵笇⒆兯推髂K安裝在測溫元件接線盒或?qū)Ｓ媒泳€盒內(nèi)的一種溫度變送器。用接線盒內(nèi)的一種溫度變送器。 圖3-70 一體化溫度變

34、送器結(jié)構(gòu)框圖測溫元件和變送器模塊AD693、XTR101、 XTR103、IXR100等-20+80第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表圖3-71 一體化熱電偶溫度變送器電路原理 可得變送器輸出與輸入之間的關(guān)系為110WCutiRRKIKEKUI57第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表 變送器的輸出電流變送器的輸出電流I I0 0與熱電偶的熱電勢與熱電偶的熱電勢E Et t成正比關(guān)系；成正比關(guān)系； R RCuCu阻值隨溫度而變，合理選擇阻值隨溫度而變，合理選擇R RCuCu的數(shù)值的數(shù)值可使可使R RCuCu隨溫度變化而引起的隨溫度變化而引起的I I1 1R RCuCu變化量近變化量

35、近似等于熱電偶因冷端溫度變化所引起的熱電似等于熱電偶因冷端溫度變化所引起的熱電勢勢E Et t的變化值，兩者互相抵消。的變化值，兩者互相抵消。 58第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表n 六、智能式溫度變送器六、智能式溫度變送器59 可以與各種熱電偶或熱電阻配合使用測量溫度；可以與各種熱電偶或熱電阻配合使用測量溫度； 具有量程范圍寬、精度高；具有量程范圍寬、精度高； 環(huán)境溫度和振動影響小、抗干擾能力強；環(huán)境溫度和振動影響小、抗干擾能力強； 質(zhì)量輕；質(zhì)量輕； 安裝維護方便。安裝維護方便。 由硬件部分和軟件部分兩部分構(gòu)成。由硬件部分和軟件部分兩部分構(gòu)成。第五節(jié)第五節(jié) 溫度檢測及儀表溫度檢測及儀表60圖3-72 TT302溫度變送器硬件構(gòu)成原理框圖第五節(jié)第五節(jié)