電子溫度計制作

電子溫度計制作第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日測量范圍為0℃～+100℃，測量精度為1℃，測量誤差小于2℃。電子溫度計的制作請利用數(shù)碼管顯示測量值。第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日知識目標(biāo)能力目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)項目目標(biāo)掌握熱電偶傳感器、熱電阻傳感器、紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)及工作特性掌握利用熱電偶傳感器制作溫度測量儀的基本原理及方法培養(yǎng)耐心細致嚴謹扎實的工作作風(fēng)及團結(jié)協(xié)作的合作精神第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日項目內(nèi)容溫度檢測產(chǎn)品簡介知識點解析工程應(yīng)用項目考核拓展訓(xùn)練第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日紅外線輻射溫度計熱電偶溫度計溫度檢測產(chǎn)品簡介第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日一、熱電偶工作原理知識點1熱電偶傳感器測量溫度第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日一、熱電偶工作原理1．熱電效應(yīng)將兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體兩端相接組成閉合回路，回路中就會產(chǎn)生一個熱電動勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。知識點1熱電偶傳感器測量溫度第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日一、熱電偶工作原理2．熱電偶特點：①熱電偶必須采用兩種不同材料作為電極，否則無論導(dǎo)體截面如何、溫度分布如何，回路中的總熱電動勢恒為零。②若熱電偶兩接點溫度相同，盡管采用了兩種不同的金屬，回路總電動勢恒為零。③熱電偶回路總熱電動勢的大小只與材料和接點溫度有關(guān)，與熱電偶的尺寸、形狀無關(guān)。知識點1熱電偶傳感器測量溫度熱電偶測溫系統(tǒng)示意圖熱電偶回路第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日二、熱電偶的基本定律1．中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要第三種導(dǎo)體和原導(dǎo)體的兩接點溫度相同，則回路中總的熱電動勢不變。2．中間溫度定律熱電偶在兩接點溫度t,to時的熱電動勢等于該熱電偶在接點溫度為t,tn和tn,to時的熱電動勢的代數(shù)和。3．參比電極定律4．均質(zhì)導(dǎo)體定律知識點1熱電偶傳感器測量溫度第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日三、熱電偶的材料、結(jié)構(gòu)及種類1．熱電偶材料用做熱電偶的材料應(yīng)具備如下幾方面的條件：①測量范圍廣。要求在規(guī)定的溫度測量范圍內(nèi)具有較高的測量精確度、較大的熱電動勢，溫度與熱電動勢的關(guān)系是單值函數(shù)。②性能穩(wěn)定。要求在規(guī)定的溫度測量范圍內(nèi)使用時熱電性能穩(wěn)定，有較好的均勻性和復(fù)現(xiàn)性。③化學(xué)性能好。要求在規(guī)定的溫度測量范圍內(nèi)使用時有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化或抗還原性能，不產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象。分別有鉑銠30-鉑銠6、鉑銠10-鉑、鎳鉻一鎳硅、鎳鉻一鎳銅、鎳鉻一鎳鋁、銅一銅鎳。知識點1熱電偶傳感器測量溫度第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日三、熱電偶的材料、結(jié)構(gòu)及種類2．熱電偶結(jié)構(gòu)知識點1熱電偶傳感器測量溫度1測量端；2熱電極；3絕緣管；4保護套管；5接線盒普通工業(yè)熱電偶結(jié)構(gòu)3．熱電偶種類(1)標(biāo)準型熱電偶(2)非標(biāo)準型熱電偶(3)薄膜熱電偶第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日四、熱電偶的冷端補償1．補償導(dǎo)線法補償導(dǎo)線由兩種不同性質(zhì)的廉價金屬材料制成，在0～150℃溫度范圍內(nèi)與配接的熱電偶具有相同的熱電特性。補償導(dǎo)線起到了延伸熱電極的作用，達到了移動熱電偶冷端位置的目的。知識點1熱電偶傳感器測量溫度補償導(dǎo)線在測溫回路中的連接A，B——熱電偶電極A'、B'——補償導(dǎo)線to'——熱電偶原冷端溫度to——熱電偶新冷端溫度第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日四、熱電偶的冷端補償2．補償電橋法補償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的不平衡電勢去補償因熱電偶冷端溫度變化而引起的熱電動勢的變化，它可以自動地將冷端溫度校正到補償電橋的平衡點溫度上。知識點1熱電偶傳感器測量溫度1——熱電偶2——補償導(dǎo)線3——銅導(dǎo)線4——補償電橋熱電偶冷端補償電橋第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日3．計算修正法在實際應(yīng)用中，冷端溫度并非一定為0℃，所以測出的熱電動勢是不能正確反映熱端實際溫度的。為此，必須對溫度進行修正。修正公式采用中間溫度定律。4．顯示儀表機械零位調(diào)整法當(dāng)熱電偶冷端溫度已知且恒定時（to≠0℃），工程上常用一種簡單方便的機械零位調(diào)整法，進一步對溫度測量值進行校正。即在未工作之前，預(yù)先將有零位調(diào)整器的溫度顯示儀表的指針從刻度的初始值（機械零位）調(diào)至已知的冷端溫度值上即可。5．冰浴法將熱電偶的冷端置于溫度為0℃的恒溫器內(nèi)（如冰水混合物），使冷端溫度處于0℃。知識點1熱電偶傳感器測量溫度四、熱電偶的冷端補償?shù)谑捻?，共二十六頁，編輯?023年，星期日一、熱電阻傳感器概述熱電阻概念利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度的變化而變化的特性來測量溫度的感溫元件叫熱電阻。它可用于測量-200~500℃范圍內(nèi)的溫度。目前熱電阻的應(yīng)用范圍已擴展到1~5K的超低溫領(lǐng)域，同時在1000~1200℃溫度范圍內(nèi)也有足夠好的特性。熱電阻分類1．金屬熱電阻2．半導(dǎo)體熱敏電阻知識點2熱電阻傳感器測量溫度第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日二、金屬熱電阻1．測溫原理金屬導(dǎo)體的電阻大多都具有隨溫度變化的特性。Rt=R0[l+α(t-to)]Rt,R0分別為熱電阻在t℃和0℃時的電阻值；α為熱電阻的電阻溫度系數(shù)（1/℃）。2．常用金屬熱電阻（1）鉑熱電阻（2）銅電阻（3）銦、錳電阻知識點2熱電阻傳感器測量溫度第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日三、半導(dǎo)體熱敏電阻1．測溫原理半導(dǎo)體熱敏電阻是利用半導(dǎo)體的電阻值隨溫度顯著變化的特性制成的。在一定的范圍內(nèi)通過測量熱敏電阻阻值的變化情況，就可以確定被測介質(zhì)的溫度變化情況。2．特點靈敏度高、體積小、反應(yīng)快。3．常用半導(dǎo)體熱敏電阻（1）負溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）（2）正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）知識點2熱電阻傳感器測量溫度第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日一、紅外傳感器概述1．紅外傳感器的應(yīng)用紅外輻射計用于輻射和光譜輻射測量。搜索和跟蹤系統(tǒng)用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對它的運動進行跟蹤。熱成像系統(tǒng)可產(chǎn)生整個目標(biāo)紅外輻射的分布圖像，如紅外圖像儀、多光譜掃描儀等。紅外測距和通信系統(tǒng)。2．特點可晝夜測量，不受周圍可見光的影響。大氣對某些波長的紅外線吸收非常少，所以適用于遙感技術(shù)。知識點3紅外傳感器測量溫度第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日二、紅外傳感器測溫原理紅外輻射測量溫度紅外輻射俗稱紅外線，是一種不可見光。由于它是位于可見光中紅色光線以外的光線，所以被稱為紅外線。紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。一個熾熱物體向外輻射的能量大部分是通過紅外線輻射出來的。紅外線被物體吸收時，可以顯著地轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋７彩谴嬖谟谧匀唤绲奈矬w，都會放射出紅外線，只是它們發(fā)射的紅外線的波長不同而已。外線傳感器可以檢測到這些物體發(fā)射的紅外線，用于測量、成像或控制。常用紅外傳感器1．熱傳感器2．光子傳感器知識點3紅外傳感器測量溫度第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日工程應(yīng)用：熱電偶溫度計項目組裝與調(diào)試步驟一：設(shè)計整體設(shè)計框架圖電路組裝與調(diào)試第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日電路組裝與調(diào)試步驟二：選擇熱電偶熱電偶有幾十種，選用現(xiàn)有的普通K型熱電偶。工程應(yīng)用：熱電偶溫度計第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日電路組裝與調(diào)試步驟三：設(shè)計溫度信號調(diào)理電路電路采用ISO100光耦合線性隔離放大器，電源由兩個IA1215S-1W提供。工程應(yīng)用：熱電偶溫度計第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日電路組裝與調(diào)試步驟四：設(shè)計溫度信號調(diào)理電路可直接將測量電路的輸出電信號接入液晶電壓表進行顯示。步驟五：設(shè)計溫度信號調(diào)理電路按測量電路原理圖設(shè)計好電路板，將元件安裝到PCB板上，再進行錫焊，做好溫度放大測量電路后將熱電偶聯(lián)接進來，并將信號輸出線接入液晶電壓表。步驟六：設(shè)計溫度信號調(diào)理電路調(diào)節(jié)測量電路的放大倍數(shù)，使液晶電壓表顯示的電壓在一定范圍內(nèi)變化，最好使電壓每變化1V，溫度正好變化10℃。發(fā)現(xiàn)問題要認真查找原因，并加以消除。注意使用范圍。工程應(yīng)用：熱電偶溫度計第二十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日電路組裝與調(diào)試熱電偶測溫元件的安裝注意事項：應(yīng)盡可能垂直安裝，以防保護管在高溫下變形。 露在設(shè)備外的部分應(yīng)盡量短并考慮加裝保溫層，以減小熱量損失造成的測量誤差。安裝在負壓管道或容器上時，安裝處應(yīng)密封良好。在管道上安裝時，要在管道上安裝插座，插座材料與管道材料一致。承受壓力的熱電偶應(yīng)保證密封良好。工程應(yīng)用：熱電偶溫度計第二十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日拓展訓(xùn)練【任務(wù)】請選用紅外