參數(shù)檢測(cè)(第二章)課件

第二章參數(shù)檢測(cè)簡(jiǎn)要介紹非電量參數(shù)檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)技術(shù)如溫度，壓力、物位、流量、機(jī)械量、成分等1第二章參數(shù)檢測(cè)簡(jiǎn)要介紹非電量參數(shù)檢測(cè)方法及實(shí)現(xiàn)技術(shù)1第一節(jié)概述

一、參數(shù)檢測(cè)的意義參數(shù)檢測(cè)是把反映生產(chǎn)過程狀態(tài)的參數(shù)定量化，并提供出對(duì)控制生產(chǎn)有效而適當(dāng)?shù)男畔ⅲ瑥亩股a(chǎn)管理、質(zhì)量管理、原材料和能源消耗等處于最佳化。如傳統(tǒng)釀酒方法利用現(xiàn)代檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)代化。2第一節(jié)概述一、參數(shù)檢測(cè)的意義2二、參數(shù)檢測(cè)的一般方法參數(shù)的檢測(cè)是以自然規(guī)律為基礎(chǔ)，利用某些敏感元件特有的物理、化學(xué)和生物等效應(yīng)，把被測(cè)變量的變化轉(zhuǎn)換為敏感元件某一物理(化學(xué))量的變化。

3二、參數(shù)檢測(cè)的一般方法參數(shù)的檢測(cè)是以自然規(guī)律為基光學(xué)法：利用光的發(fā)射、透射、折射、和反射定律或性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)紅外測(cè)溫儀4光學(xué)法：利用光的發(fā)射、透射、折射、和反射定律或性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)紅力學(xué)法：利用敏感元件把被測(cè)量轉(zhuǎn)變成機(jī)械位移、變形彈簧秤5力學(xué)法：利用敏感元件把被測(cè)量轉(zhuǎn)變成機(jī)械位移、變形彈簧秤5熱學(xué)法：根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的熱物理量(參數(shù))的差異以及熱平衡原理進(jìn)行參數(shù)的檢測(cè)

熱線風(fēng)速儀6熱學(xué)法：根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的熱物理量(參數(shù))的差異以及熱平衡原理進(jìn)電學(xué)法：利用敏感元件把被測(cè)變量轉(zhuǎn)換成電壓、電阻、電容等電學(xué)量

電子體溫計(jì)用NTC熱敏電阻7電學(xué)法：利用敏感元件把被測(cè)變量轉(zhuǎn)換成電壓、電阻、電容等電學(xué)量聲學(xué)法：利用超聲波在介質(zhì)中的傳播以及在介質(zhì)間界面處的反射等性質(zhì)進(jìn)行參數(shù)的檢測(cè)

超聲波流量計(jì)8聲學(xué)法：利用超聲波在介質(zhì)中的傳播以及在介質(zhì)間界面處的反射等性磁學(xué)法：利用被測(cè)介質(zhì)有關(guān)磁性參數(shù)的差異及被測(cè)介質(zhì)或敏感元件在磁場(chǎng)中表現(xiàn)出的特性，檢測(cè)被測(cè)變量

電磁流量計(jì)9磁學(xué)法：利用被測(cè)介質(zhì)有關(guān)磁性參數(shù)的差異及被測(cè)介質(zhì)或敏感元件在射線法：放射線穿過介質(zhì)時(shí)部分能量會(huì)被物質(zhì)吸收，吸收程度與射線所穿過的物質(zhì)層厚度、物質(zhì)的密度等性質(zhì)有關(guān)

X射線探傷10射線法：放射線穿過介質(zhì)時(shí)部分能量會(huì)被物質(zhì)吸收，吸收程度與射線三、常見的檢測(cè)參數(shù)熱工量：溫度t（℃、K、℉）壓力（壓強(qiáng)）p（Pa）、壓差Δp、真空度、流量q（t、m3）、流速v（m/s）、物位、液位h（m）機(jī)械量：尺寸（長(zhǎng)度、厚度、角度）、直線位移x（m）、角位移α、速度、加速度a（m/s2）、轉(zhuǎn)速n（r/min）、應(yīng)變?chǔ)牛╩/m）、力矩T（Nm）、振動(dòng)、噪聲、質(zhì)量（重量）m（kg、t）11三、常見的檢測(cè)參數(shù)熱工量：11物體的性質(zhì)和成分量：空氣的濕度（絕對(duì)、相對(duì)）、氣體的化學(xué)成分、濃度、液體的粘度、濁度等狀態(tài)量：

顏色、透明度、缺陷、表面質(zhì)量（粗糙度、白度、灰度）等。電工量：U、I、f、R、Z、E、B……12物體的性質(zhì)和成分量：12第二節(jié)溫度的檢測(cè)

一、概述1、溫度的概念溫度的宏觀概念是建立在熱平衡基礎(chǔ)上的。任意兩個(gè)溫度不同的物體，只要有溫度差存在，熱量就會(huì)從高溫物體向低溫物體傳遞，直到兩物體溫度相等，即達(dá)到熱平衡為止。溫度的微觀概念是大量分子運(yùn)動(dòng)平均強(qiáng)度的表示。分子運(yùn)動(dòng)愈激烈其溫度表現(xiàn)越高。13第二節(jié)溫度的檢測(cè)一、概述13當(dāng)兩個(gè)物體達(dá)到熱平衡時(shí)，便可以從一個(gè)物體的溫度得知另一個(gè)物體的溫度，這就是測(cè)溫的依據(jù)。對(duì)于既知的一個(gè)物體的某個(gè)性質(zhì)或狀態(tài)隨溫度變化的確定關(guān)系，就可以以溫度來度量其性質(zhì)或狀態(tài)的變化情況，這就是設(shè)計(jì)與制作溫度計(jì)的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)。溫度的測(cè)量：14當(dāng)兩個(gè)物體達(dá)到熱平衡時(shí)，便可以從一個(gè)物體的溫2、常用溫標(biāo)：1）攝氏溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰融點(diǎn)為0度，水沸點(diǎn)為100度，中間等分為100格，每格為攝氏1度，符號(hào)為℃2）華氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰融點(diǎn)為32度，水沸點(diǎn)為212度，中間等分180格，每格為華氏1度，符號(hào)為℉。152、常用溫標(biāo)：1）攝氏溫標(biāo)2）華氏溫標(biāo)153）熱力學(xué)溫標(biāo)

以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)的一種理論溫標(biāo)，已被國(guó)際計(jì)量大會(huì)采納作為國(guó)際統(tǒng)一的基本溫標(biāo)。（K）它規(guī)定分子運(yùn)動(dòng)停止時(shí)的溫度為絕對(duì)零度。它建于熱力學(xué)基礎(chǔ)，體現(xiàn)出溫度僅與熱量有關(guān)而與測(cè)溫物質(zhì)的任何物理性質(zhì)無關(guān)的理想溫標(biāo)。163）熱力學(xué)溫標(biāo)它規(guī)定分子運(yùn)動(dòng)停止時(shí)的溫度為3、測(cè)溫方法（1）接觸式測(cè)溫（2）非接觸式測(cè)溫感溫元件直接與被測(cè)對(duì)象相接觸，兩者進(jìn)行充分的熱交換，最后達(dá)到熱平衡。感溫元件不與被測(cè)對(duì)象直接接觸，而是通過接受被測(cè)物體的熱輻射能實(shí)現(xiàn)熱交換，據(jù)此測(cè)出被測(cè)對(duì)象的溫度。173、測(cè)溫方法（1）接觸式測(cè)溫感溫元件直接與被接觸式測(cè)溫：膨脹式溫度計(jì)：測(cè)溫敏感元件在受熱后尺寸或體積會(huì)發(fā)生變化，該變化與溫度具有一定的函數(shù)關(guān)系玻璃液體溫度計(jì)18接觸式測(cè)溫：膨脹式溫度計(jì)：測(cè)溫敏感元件在受熱后尺寸或體積會(huì)發(fā)雙金屬溫度計(jì)固體膨脹式溫度計(jì)19雙金屬溫度計(jì)固體膨脹式溫度計(jì)192020壓力式溫度計(jì)：根據(jù)一定質(zhì)量的液體、氣體在定容條件下其壓力與溫度呈確定函數(shù)關(guān)系的原理制成的21壓力式溫度計(jì)：根據(jù)一定質(zhì)量的液體、氣體在定容條件下其壓力與溫2222熱電阻溫度計(jì)：利用金屬(包括合金)導(dǎo)體或金屬氧化物半導(dǎo)體做測(cè)溫質(zhì)，利用隨溫度而變化的電阻值來進(jìn)行測(cè)溫的23熱電阻溫度計(jì)：利用金屬(包括合金)導(dǎo)體或金屬氧化物半導(dǎo)體做測(cè)熱電偶溫度計(jì)：基于塞貝克熱電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)24熱電偶溫度計(jì)：基于塞貝克熱電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)242525熱敏電阻溫度計(jì)：用電阻值隨電阻體溫度而顯著變化的半導(dǎo)體電阻制成的26熱敏電阻溫度計(jì)：用電阻值隨電阻體溫度而顯著變化的半導(dǎo)體電阻制材料：分類：正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)臨界溫度系數(shù)熱敏電阻(CTR)半導(dǎo)體---半導(dǎo)體熱電阻熱敏電阻

非線性家用電器電熨斗、電冰箱、電飯煲、洗衣機(jī)、電暖壺、烘干機(jī)、電烤箱、空調(diào)機(jī)、電熱毯、熱水器、熱得快、電磁爐、汽車電子電子噴油嘴、空調(diào)機(jī)、發(fā)電機(jī)防熱裝置、電熱座椅測(cè)量?jī)x器流量計(jì)、風(fēng)速表、真空計(jì)、濃度計(jì)、濕度計(jì)、空氣傳感器、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、辦公設(shè)備復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、打印機(jī)、掃描儀農(nóng)業(yè)園藝溫室控制、人工氣候箱、烘干系統(tǒng)、醫(yī)療器具體溫計(jì)、人工透析、散熱系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)、熱敏電阻的應(yīng)用27材料：分類：正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(非接觸式測(cè)溫：

任何物體，若其溫度超過絕對(duì)零度，就會(huì)以電磁波的形式向周圍輻射能量。其中與物體本身溫度有關(guān)的傳播熱能的那部分輻射，稱為熱輻射。而把能檢測(cè)被測(cè)物體熱輻射能量，進(jìn)而確定被測(cè)物體溫度的儀表，通稱為輻射式溫度計(jì)。28非接觸式測(cè)溫：任何物體，若其溫度超過絕對(duì)零度輻射測(cè)溫儀表主要組成29輻射測(cè)溫儀表主要組成29光學(xué)高溫計(jì)：將物體的光譜輻射亮度和標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜輻射亮度進(jìn)行比較，來確定待測(cè)物體的溫度。30光學(xué)高溫計(jì)：將物體的光譜輻射亮度和標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜輻射亮度進(jìn)行光電高溫計(jì)：克服了光學(xué)高溫計(jì)的主要缺點(diǎn)31光電高溫計(jì)：克服了光學(xué)高溫計(jì)的主要缺點(diǎn)31輻射式溫度傳感器紅外輻射---物體本身有一定的溫度（電機(jī)/電器/火爐/冰塊）---紅外測(cè)溫傳感器物體溫度高---紅外輻射能多特點(diǎn)：非接觸測(cè)量，遠(yuǎn)距離/帶電/不能直接接觸---不影響溫度分布速度快；靈敏度高；測(cè)量范圍廣(-10~1300C)；抗干擾32輻射式溫度傳感器紅外輻射---物體本身有一定的溫度（電機(jī)第三節(jié)壓力的檢測(cè)

一、概述1、基本概念

工程上把垂直均勻作用在單位面積上的力稱為壓力，即物理學(xué)中定義的壓強(qiáng)。（Pa）33第三節(jié)壓力的檢測(cè)一、概述33（1）絕對(duì)壓力作用與物體表面上的全部壓力描述方法：（2）大氣壓力地球表面上的空氣柱重力所產(chǎn)生的平均壓力（3）相對(duì)壓力絕對(duì)壓力與大氣壓力之差（4）差壓任意兩個(gè)壓力之差34（1）絕對(duì)壓力作用與物體表面上的全部壓力描述方法：（2二、壓力檢測(cè)的主要方法及檢測(cè)儀表

（1）液柱式壓力檢測(cè)根據(jù)流體靜力學(xué)原理，把被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成液柱高度來實(shí)現(xiàn)測(cè)量U型壓力計(jì)35二、壓力檢測(cè)的主要方法及檢測(cè)儀表（1）液柱式壓力檢測(cè)U形管壓力計(jì)△P=P1－P2=ρg(h1+h2)提高工作液密度將增加壓力的測(cè)量范圍，但靈敏度要降低。36U形管壓力計(jì)△P=P1－P2提高工作液密度將增加壓力的測(cè)量范（2）彈性式壓力檢測(cè)根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成位移來實(shí)現(xiàn)測(cè)量常用彈性元件37（2）彈性式壓力檢測(cè)根據(jù)彈性元件受力變形的原理，將被彈性壓力計(jì)的組成框圖38彈性壓力計(jì)的組成框圖38彈簧管壓力計(jì)單圈彈簧管拉桿支座管接頭指針扇形齒輪39彈簧管壓力計(jì)單圈彈簧管拉桿支座管接頭指針扇形齒輪39（3）負(fù)荷式壓力檢測(cè)基于靜力平衡原理進(jìn)行壓力測(cè)量活塞式壓力計(jì)40（3）負(fù)荷式壓力檢測(cè)基于靜力平衡原理進(jìn)行壓力測(cè)量活（4）電氣式壓力檢測(cè)利用敏感元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成各種電量，如電阻、電感、電容、電位差等壓電式壓力傳感器41（4）電氣式壓力檢測(cè)利用敏感元件將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換成各種一般用壓力表傳遞壓力信息的距離不能很遠(yuǎn)，要向遠(yuǎn)距離傳輸壓力信息，往往是將彈性測(cè)壓元件與電氣傳感器相結(jié)合構(gòu)成壓力變送器，工業(yè)上常稱為差壓變送器。它能以統(tǒng)一信號(hào)進(jìn)行傳輸、顯示和控制。（5）壓力變送器42一般用壓力表傳遞壓力信息的距離不能很遠(yuǎn)，要向遠(yuǎn)距離傳電容式壓力變送器43電容式壓力變送器43三、壓力儀表的選擇

1.儀表量程的選擇被測(cè)壓力較穩(wěn)定：最大工作壓力不應(yīng)超過儀表滿量程的3/4被測(cè)壓力波動(dòng)較大或測(cè)脈動(dòng)壓力：最大工作壓力不應(yīng)超過儀表滿量程的2/3為保證測(cè)量準(zhǔn)確度：最小工作壓力不應(yīng)低于滿量程的1/3優(yōu)先滿足最大工作壓力條件44三、壓力儀表的選擇1.儀表量程的選擇44